CN202297707U - 双频感应加热淬火机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双频感应加热淬火机床，包括龙门架、轧辊吊装夹具和动力装置，动力装置通过传动机构带动轧辊吊装夹具作升降和旋转运动，其特征在于：龙门架的底部设有淬火喷水圈，淬火喷水圈的上方设有50Hz电磁感应器和250Hz电磁感应器。所述动力装置是由工进伺服电机、旋转用电机、两个传动丝杆、升降横梁、传动连杆和两个涡轮涡杆减速机构成，工进伺服电机和快进交流电机通过电磁离合器分别与两个涡轮涡杆减速机联接。由于采用上述的结构形式，双频感应加热淬火对于中、大型轧辊作用显著，增加了淬透深度、提高了轧辊的表面硬度，增强了钢材的屈服强度、破断强度、塑性和韧性，提高了轧辊耐磨和抗事故的性能。

Description

双频感应加热淬火机床

技术领域

本实用新型涉及一种淬火机床，具体是一种感应加热淬火机床。

背景技术

随着科技的不断进步和现代工业的不断发展，市场对钢铁企业生产的冷轧板材质量的要求也越来越高，尤其是冷轧薄板，在轻工、汽车、建筑、铁道等诸多行业应用广泛，是这些行业产品的重要组成部分。因此，冷轧工作辊作为板材轧制这道工序中的核心工具，其性能的完善和提高，也成为了生产方关注的焦点，要求轧辊辊身表面必须具有高而均匀的硬度，以保证冷轧带材或钢板的尺寸精度和良好的表面质量；辊体具有一定的淬硬层深度和较强的抗事故能力，减少轧辊在使用中的重淬次数，经久耐用从而降低成本。冷轧工作辊生产流程如下：原材料准备一电炉冶炼一电渣重熔一锻造一锻后热处理一球化退火一粗加工一调质热处理一冷却处理，其中调质热处理是淬火和高温回火的综合热处理工艺，主要目的是使轧辊得到强度、塑性、韧性都比较好的综合机械性能，此环节对轧辊成型后质量的好坏有决定性影响。本课题研究对象便是调质热处理中用于给轧辊进行感应加热淬火的冶金设备——50Hz/250Hz双频淬火机床的控制系统。

20世纪70年代后期，武钢从德国、比利时和日本等国引进了冷轧薄板、热轧板带、硅钢片和连续浇注机组n1，为了同冷轧薄板机配套从比利时O.s.B公司斥资300万美元引进了用于加工大型冷轧工作辊的MTCL-18型50Hz/250Hz双频感应加热淬火机组，并将其设于冷轧厂，自此，OSB双频淬火法开始风靡中国，随后宝钢于1989年、邢冶于1994年，也分别用689万美元和1250万美元(包括调质)引进了同型号的50Hz/250Hz双频淬火机组。这套机组设计科学，相对于其他大型加工机械显得十分简练，自动化程度颇高，在当时是相当先进的，为这三家企业的轧辊生产提供了稳定卓越的产量质量保证。以武钢冷轧厂为例，从1979年投产起，26年来已成功重淬、修复了15000多支工作辊，年均轧辊淬火数量约为600～700支，创造直接经济效益1.875亿元。但由于使用时间过长(相对于国外15年的设备报废期)，设备已经严重老化，具体问题如下：

(1)机组关键部件损坏严重，性能达不到要求并难以修复，例如跟50Hz感应线圈配套的工作变压器，电感与电容的匹配难以达到最佳状态等；

(2)温度闭环微机自动控制系统瘫痪，只能手动操作控制温度淬火，测温还停留在原始的手动测温水平，难以保证冷轧辊的工艺质量；

(3)设备备件缺乏。由于设备老化，很多备件需要更换，但现在国内外基本上已经订不到原装配件。如250Hz谐振回路至主接触器触点烧坏无设备更换，250Hz模拟量控制的变频装置插件板的控制频率出现忽低忽高现象，无法处理。操作台控制原件，如功率因素表转换器、频率表转换器等亦无法正常工作；

(4)继电逻辑连接复杂，各种交流电机采用的是接触器、中间继电器、时间继电器等有触点控制方式，故障率高；

(5)调谐电容器共25组，仍使用的是世界上已禁用的有毒绝缘介质一多氯联苯，对人体有害，是环保部门指定需淘汰的。与此同时，机床的电控系统和监视系统技术已不适应轧辊生产工艺进步对自动控制集成度的高要求，控制工序复杂、淬火过程中数据采集的不便和数据库管理技术的落后很大程度上制约了轧辊产量、质量的提高。

实用新型内容

为了克服上述之不足，本实用新型目的在于提供一种能增强所加工工件的屈服强度、破断强度、塑性和韧性的双频感应加热淬火机床。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：

双频感应加热淬火机床，包括龙门架、轧辊吊装夹具和动力装置，动力装置通过传动机构带动轧辊吊装夹具作升降和旋转运动，其特征在于：所述龙门架的底部设有淬火喷水圈，所述淬火喷水圈的上方设有50Hz电磁感应器和250Hz电磁感应器。

所述动力装置是由工进伺服电机、旋转用电机、两个传动丝杆、升降横梁、传动连杆和两个涡轮涡杆减速机构成，两个传动丝杆垂直设在龙门架上，其下端分别通过轴承安装在龙门架的下部，上端依次与设在龙门架顶部的两个涡轮涡杆减速机联接，工进伺服电机带动其中一个涡轮涡杆减速机转动，一个涡轮涡杆减速机通过传动连杆带动另一个涡轮涡杆减速机转动，两个涡轮涡杆减速机带动两个传动丝杆转动，两个传动丝杆带动与之螺旋连接的升降横梁作升降运动，所述轧辊吊装夹具和旋转用电机设在升降横梁上，旋转用电机通过旋转用减速机带动轧辊吊装夹具作旋转运动。

所述工进伺服电机通过电磁离合器带动其中一个涡轮涡杆减速机转动，另一个涡轮涡杆减速机通过电磁离合器与快进交流电机联接。

所述快进交流电机上设有电磁抱闸。

所述龙门架的底部设有轧辊顶尖。

所述龙门架上还设有PLC控制器，所述工进伺服电机采用5.5KW，1500RAD/MIN的交流伺服电机，快进交流电机采用22KW，1500RAD/MIN的交流伺服电机，旋转用电机采用2.2KW的交流电机，PLC控制器对工进伺服电机、旋转用电机和快进电机进行控制。

本实用新型的有益效果：由于采用上述的结构形式，双频感应加热淬火对于中、大型轧辊作用显著，增加了淬透深度、提高了轧辊的表面硬度，增强了钢材的屈服强度、破断强度、塑性和韧性，提高了轧辊耐磨和抗事故的性能。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1、快进交流电机；2、电磁抱闸；3、减速机；4、涡轮涡杆减速机；5、电磁离合器；6、交流司服减速机；7、工进伺服电机；8、传动连杆；9、旋转用减速机；10、旋转用电机；11、传动丝杆；12、导向杆；13、升降横梁；14、轧辊吊装夹具；15、轧辊；16、轴承座；17、淬火喷水圈；18、50Hz电磁感应器；19、250Hz电磁感应器；20、轧辊顶尖；21、续冷水池；22、龙门架。

具体实施方式

如图1所示，双频感应加热淬火机床，包括龙门架22、轧辊吊装夹具14和动力装置，龙门架22采用四立柱式的龙门架结构，龙门架22的底部设有淬火喷水圈17，所述淬火喷水圈17的上方设有50Hz电磁感应器18和250Hz电磁感应器19。所述动力装置是由工进伺服电机7、旋转用电机10、两个传动丝杆11、升降横梁13、传动连杆8和两个涡轮涡杆减速机4构成，两个传动丝杆垂直设在龙门架上，其下端分别通过轴承安装在龙门架22的下侧部的轴承座16，上端依次与设在龙门架顶部的两个涡轮涡杆减速机4联接，所述工进伺服电机7通过交流司服减速机6和电磁离合器5与其中一个涡轮涡杆减速机4联接，另一个涡轮涡杆减速机4通过电磁离合器及减速机3与快进交流电机1联接，工进伺服电机7或快进交流电机1带动一个涡轮涡杆减速机4转动，一个涡轮涡杆减速机通过传动连杆8带动另一个涡轮涡杆减速机转动，两个涡轮涡杆减速机4带动两个传动丝杆11转动，两个传动丝杆11带动与之螺旋连接的升降横梁13作升降运动，所述轧辊吊装夹具14和旋转用电机10设在升降横梁13上，旋转用电机10通过旋转用减速机9带动轧辊吊装夹具14作旋转运动，轧辊吊装夹具14带动轧辊15作旋转运动。快进交流电机1上设有电磁抱闸2。龙门架22的底部设有轧辊顶尖20。所述升降横梁13上还装有垂直设置的导向杆12。龙门架22的底部还设有续冷水池21。龙门架22上还设有PLC控制器，所述工进伺服电机7采用5.5KW，1500RAD/MIN的交流伺服电机，快进交流电机1采用22KW，1500RAD/MIN的交流伺服电机，旋转用电机10采用2.2KW的交流电机，PLC控制器对工进伺服电机、旋转用电机和快进电机进行控制。

工作原理：MTCL--1 8型50Hz/250Hz双频感应加热淬火机床采用OSB感应淬火法加工9Cr2Mo、Cr4、Cr5等材质的大型冷轧工作辊，该方法的原理是用机床将经过预热的轧辊装载并吊起，快进电机控制轧辊下降直至感应器区域，随后开启旋转电机和工进电机，使轧辊以工艺要求的速度旋转下降，顺序进入50Hz(工频)和250Hz(中频)两个频率的环状感应器，与此同时通过变压器给感应器通以交流电，从而分别产生两个交变磁场，轧辊在交变磁场作用下产生感应电流，由于集肤效应，表面温度迅速升高到淬火温度，随后淬火环将水喷射于轧辊表面，实现淬火。50Hz感应加热时感生涡流的集肤层较深，轧辊表面在较深区域内达到一定温度，然后由250Hz感应加热补偿行进过程中的温度降损失，延长奥氏体化时间，将辊身加热到最终的淬硬层温度。

Claims (2)

1.一种双频感应加热淬火机床，包括龙门架、轧辊吊装夹具和动力装置，动力装置通过传动机构带动轧辊吊装夹具作升降和旋转运动，其特征在于：所述龙门架的底部设有淬火喷水圈，所述淬火喷水圈的上方设有50Hz电磁感应器和250Hz电磁感应器。

2.根据权利要求1所述的双频感应加热淬火机床，其特征在于：所述龙门架的底部设有轧辊顶尖。

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