CN203904393U - 一种无水冷抗变形炉辊 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于钢板、钢管和线材热处理的辊底式热处理炉的一种无水冷抗变形炉辊，包括两端敞开的中空筒状辊身，所述辊身两敞开端分别固定设有接头一和接头二，所述接头一和接头二的外侧分别固定连接有同轴的第一转轴和第二转轴，其特征在于，所述接头一和接头二中心分别设有中心孔，所述中心孔内固定设有支撑管，所述支撑管的两端分别固定嵌装在两中心孔内，所述辊身内壁和支撑管外壁之间的轴向配合设有若干支撑环，所述辊身和支撑管的两端分别封装有一定厚度的陶瓷纤维。本实用新型的炉辊结构设计结构更合理，制造成本和施工安装难度低，使用寿命长。

Description

一种无水冷抗变形炉辊

技术领域

本实用新型涉及热处理炉装置领域，特别涉及用于钢板、钢管和线材热处理的辊底式热处理炉的一种无水冷抗变形炉辊。

背景技术

辊底式热处理炉主要用于钢板、钢管和线材的常化、退火、淬火、回火等热处理工艺，由于它功能多，产量高，物料两面受热，热处理质量好，同时可以完全实现机械化和自动化控制，有利于降低热处理成本，因而在冶金行业得到了广泛的应用。

炉辊是辊底式热处理炉的关键部件之一，采用铬、镍、钨、钴、稀土等贵金属，其造价占整座处理炉总投资的近四分之一，同时，炉辊在整个热处理炉中属于易耗件，需定期维护和更换，炉辊设计的合理与否是辊底式炉设计的关键技术问题。

现有技术中的辊底式热处理炉炉辊从主体结构划分主要有两种形式：

一是带芯管的水冷炉辊，可以满足炉温1200～1250℃时长期工作的要求，但冷却水带走大量热量，造成大量的能源浪费，同时炉辊表面温度较低，降低了被加热钢坯的加热或热处理质量。

另一种是空腹无水冷炉辊，结构较为简单，如图1所示，主要包括辊身1、锥形辊颈2、第一转轴3、第二转轴4、陶瓷纤维5、挡板6，其中两锥形辊颈2分别固定连接在辊身1两端，锥形辊颈2与辊身1相连接的一端伸入辊身1内部，而两个辊颈2的另一端分别固定连接第一转轴3和第二转轴4，锥形辊颈2内部填充用于隔热陶瓷纤维，并用挡板6封闭。由于热处理炉炉温高于1150℃时，要求辊身1和锥形辊颈2材质具有较高的高温强度，为保证使用寿命，需提高镍、钴、钨等贵金属元素的含量，增大设计的壁厚值，在增加制造成本的同时，还会增大炉辊自重，增加辊身传导的热量，影响配套轴承的寿命。些结构的锥形轴颈2虽然在理论设计上能够保证和辊身1具有相近的使用寿命，且能够减少自辊身1传导至第一转轴3和第二转轴4的热量，有利于降低配套轴承的工作温度，但实际使用中锥形辊颈2多采用砂铸或水玻璃熔模铸造成型，容易产生疏松等铸造缺陷，成为炉辊的薄弱环节，影响整体寿命。同时，锥形辊颈要求炉墙开孔与其形状配套，增加施工难度。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中辊底式热处理炉炉辊结构的缺陷，提供一种设计结构更合理，制造成本较低，使用寿命长的无水冷抗变形炉辊。

本实用新型的目的是这样实现的，一种无水冷抗变形炉辊，包括两端敞开的中空筒状辊身，所述辊身两敞开端分别固定设有接头一和接头二，所述接头一和接头二的外侧分别固定连接有同轴的第一转轴和第二转轴，所述接头一和接头二中心分别设有中心孔，所述中心孔内固定设有支撑管，所述支撑管的两端分别固定嵌装在两中心孔内，所述辊身内壁和支撑管外壁之间的轴向配合设有若干支撑环，所述辊身和支撑管的两端分别封装有一定厚度的陶瓷纤维。

本实用新型的无水冷抗变形炉辊结构，在辊身内设置支撑环和支撑管，较现有无水冷炉辊抗高温变形能力更强，辊身壁厚可以减至现有结构辊身装置的2/3，有助于减轻炉身重量，节约贵金属用量并可减轻支撑轴承的重量从而延长轴承的使用寿命；并且本结构的炉辊无锥形辊颈，制造工艺简单，有利于降低制造成本，降低铸造缺陷产生的概率，减少炉墙砌砖施工难度。

为进一步提高炉辊表面高温强度、耐磨和耐腐蚀性能，并防止辊身与被加热钢坯之间产生粘连，减少辊身表面的氧化积瘤，提高炉辊使用寿命所述辊身的外壁涂敷有WC-Co涂层。

为保证炉辊的整体连接强度和传动精度，所述支撑管两端分别嵌装入接头一和接头二的中心孔内并且两管端分别与接头一和接头二外侧平齐，所述第一转轴和第二转轴与接头一和接头二的连接端分别一体设有用于嵌装入支撑管管孔内的径向变小的台阶段，所述第一转轴和第二转轴与接头一和接头二的连接端分别设有连接键。

为便于陶瓷纤维的封装，所述辊身与支撑管之间的陶瓷纤维轴向外侧通过接头一或接头二的内端面封闭，另一侧通过固定在支撑管外壁的环形档板一封闭，所述支撑管两端的陶瓷纤维一侧通过第一转轴或第二转轴的轴端封闭，另一侧过通固定在支撑管内壁的圆形档板二封闭。

为便于提高炉辊在高温工况下的抗变形能力，所述支撑管和支撑环的热膨胀系数大于或等于辊身的热膨胀系数。此结构中，高温工况下，支撑环与辊身能够紧密贴合，能够将钢坯作用于辊身的应力沿支撑环传递至支撑管，提高耐热炉辊的抗变形性能。

为便于减轻炉辊的重量，所述支撑环表面周向设有若干工艺孔。

附图说明

图1为现有技术中的无水冷炉辊结构示意图。

图2为本实用新型的无水冷抗变形炉辊的结构示意图。

图3为图2为Ⅰ处的局部放大图。

图4为支撑环的结构示意图

其中，1、1’辊身，2锥形辊颈，3、3’第一转轴，4、4’第二转轴，5、5’陶瓷纤维，6档板，7支撑环，8支撑管，9接头一，10接头二，11档板一，12档板二，13连接键；14WC-Co涂层，15工艺孔。

具体实施方式

如图2—图4所示，为本实用新型的无水冷抗变形炉辊，包括两端敞开的中空筒状辊身1’，辊身1’两敞开端分别固定设有接头一9和接头二10，接头一9和接头二10的外侧分别固定连接有同轴的第一转轴3’和第二转轴4’，接头一9和接头二10中心分别设有中心孔，两中心孔内固定设有支撑管8，支撑管8的两端分别固定嵌装在两中心孔内，辊身1’内壁和支撑管8外壁之间的轴向配合设有若干支撑环7，辊身1’和支撑管8的两端分别封装有一定厚度的陶瓷纤维5’。为提高辊身表面的耐热、耐磨和耐腐蚀性能，防止辊身与被加热钢坯之间产生粘连，减少辊身表面的氧化积瘤，辊身1’的外壁采用超音速火焰喷涂（HVOF）技术涂敷一定厚度的WC-Co涂层。

本结构中，支撑管8两端分别嵌装入接头一9和接头二10的中心孔内并且两管端分别与接头一9和接头二10外侧平齐，第一转轴3’和第二转轴4’与接头一9和接头二10的连接端分别一体设有用于嵌装入支撑管8端部管孔内的径向变小的台阶段，第一转轴3’和第二转轴4’与接头一9和接头二10的连接端分别设有连接键13，该连接键13可以保证转轴与相应的接头和辊身的同步转动。

为便于将陶瓷纤维5’封装在辊身1’和支撑管8的两端，以减少辊身向转轴的热量传递，辊身1’与支撑管8之间的陶瓷纤维5’轴向外侧通过接头一9或接头二10的内端面封闭，另一侧通过固定在支撑管8外壁的环形档板一11封闭，支撑管8两端的陶瓷纤维5’一侧通过第一转轴3’或第二转轴4’的轴端封闭，另一侧过通固定在支撑管8内壁的圆形档板二12封闭。

本结构中，辊身1’、接头一9和接头二10可选用同材质耐热钢，支撑环7和支撑管8根据炉内温度、气氛等工况，可选择比辊身材质牌号略低的耐热钢材质，为提高耐热炉辊的抗变形性能，支撑管8和支撑环7可以采用的热膨胀系数大于或等于辊身1’的热膨胀系数的耐热钢。为便于减少炉辊的重量，支撑环7表面周向设有若干工艺孔15。

本实用新型的炉辊结构，采用带支撑环7和支撑管8的无水冷结构，并在辊身1’外壁涂敷WC-Co涂层14，较现有无水冷炉辊抗高温变形能力更佳，可满足炉辊在高温的工作炉温下长期稳定使用的要求；同时本实用新型由于无需通水冷却，避免了冷却循环水带走的热量损耗，同时克服了水冷炉辊维修工作量大、容易生锈卡阻的缺点。另外本结构也摒弃了现有技术中的锥形辊颈结构，制造工艺简单，结构设计更合理，制造和施工成本更低。

Claims (6)

1.一种无水冷抗变形炉辊，包括两端敞开的中空筒状辊身，所述辊身两敞开端分别固定设有接头一和接头二，所述接头一和接头二的外侧分别固定连接有同轴的第一转轴和第二转轴，其特征在于，所述接头一和接头二中心分别设有中心孔，所述中心孔内固定设有支撑管，所述支撑管的两端分别固定嵌装在两中心孔内，所述辊身内壁和支撑管外壁之间的轴向配合设有若干支撑环，所述辊身和支撑管的两端分别封装有一定厚度的陶瓷纤维。

2.根据权利要求1所述的无水冷抗变形炉辊，其特征在于，所述辊身的外壁涂敷有WC-Co涂层。

3.根据权利要求1或2所述的无水冷抗变形炉辊，其特征在于，所述支撑管两端分别嵌装入接头一和接头二的中心孔内并且两管端分别与接头一和接头二外侧平齐，所述第一转轴和第二转轴与接头一和接头二的连接端分别一体设有用于嵌装入支撑管管孔内的径向变小的台阶段，所述第一转轴和第二转轴与接头一和接头二的连接端分别设有连接键。

4.根据权利要求1或2所述的无水冷抗变形炉辊，其特征在于，所述辊身与支撑管之间的陶瓷纤维轴向外侧通过接头一或接头二的内端面封闭，另一侧通过固定在支撑管外壁的环形档板一封闭，所述支撑管两端的陶瓷纤维一侧通过第一转轴或第二转轴的轴端封闭，另一侧过通固定在支撑管内壁的圆形档板二封闭。

5.根据权利要求1或2所述的无水冷抗变形炉辊，其特征在于，所述支撑管和支撑环的热膨胀系数大于或等于辊身的热膨胀系数。

6.根据权利要求1或2所述的无水冷抗变形炉辊，其特征在于，所述支撑环表面周向设有若干工艺孔。