CN205165348U - 内冷却堆焊轧辊 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种内冷却堆焊轧辊，包括辊体，辊体从外至内依次为盖面层堆焊合金、过渡层堆焊合金和基材，盖面层堆焊合金和过渡层堆焊合金的碳含量与基材的碳含量相匹配；辊体的中心轴的轴向方向上开设有中心孔；辊体上沿圆周均匀分布有若干盲孔，盲孔沿辊体的轴向方向延伸，盲孔通过若干连接孔与中心孔连接。过渡层堆焊合金的碳含量与盖面层堆焊合金的碳含量以及基材的碳含量相匹配，使内冷却轧辊的寿命提高了2～3倍；在辊体上沿圆周设置有多个盲孔，并通过连接孔将通入中心孔的冷却液引入到盲孔内；由于盲孔接近辊体表面并且是均匀分布的，其内的冷却液能够充分吸收辊体表面热量，迅速降低辊体温度，达到良好的冷却效果。

Description

内冷却堆焊轧辊

技术领域

本实用新型涉及一种轧辊，尤其涉及一种内冷却堆焊轧辊。

背景技术

轧辊生产中的主要消耗备件之一，轧辊质量不仅关系到轧钢生产成本和轧机生产作业率，还在很大程度上影响轧材质量。随着轧钢技术的发展，轧机速度和自动化程度不断提高，对轧辊质量提出了更高的要求。普通轧辊都是采用钢制的，耐磨性和抗腐蚀性指标都不高，因此在报废轧辊中，很大一部分是因轧辊支承工作面的磨损和腐蚀而报废，轧辊支承工作面磨损和腐蚀导致辊轴尺寸变化，从而使轧制出的钢材表面质量下降、尺寸不符合标准。而采用高质量合金制造的轧辊又存在价格昂贵，更换维修不便等问题。

目前，现有冷却轧辊的方法有内冷却和外冷却。其中外冷却方法一般是在轧辊的周围喷淋冷却液，这种方式不适用于要求生产环境干燥、无污染的情况。内冷却方法一般是在轧辊上开有中心孔，并通入冷却液，通过冷却液循环来达到降温的目的。由于中心孔距轧辊表面有一定距离，因此仅能降低中心孔附近的温度，冷却效果有限，而且轧辊冷热不均还会造成变形，无法满足某些特殊工艺要求。

发明内容

本实用新型提供了一种内冷却堆焊轧辊，以解决上述技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种内冷却堆焊轧辊，包括辊体，辊体从外至内依次为盖面层堆焊合金、过渡层堆焊合金和基材，盖面层堆焊合金和过渡层堆焊合金的碳含量与基材的碳含量相匹配；辊体的中心轴的轴向方向上开设有中心孔；辊体上沿圆周均匀分布有若干盲孔，盲孔沿辊体的轴向方向延伸，盲孔通过若干连接孔与中心孔连接。

进一步，中心孔为锥形，中心孔的进水口的尺寸大于中心孔出水口的尺寸。

进一步，内冷却堆焊轧辊的使用硬度大于或等于60HRC。

进一步，过渡层堆焊合金的厚度为10-20mm。

进一步，盖面层堆焊合金的厚度为30-40mm。

进一步，盖面层堆焊合金的主要成分包括C，Cr，Si，Mn，V，Mo，W。

进一步，过渡层堆焊合金的的主要成分包括C，Cr，Si，Mn，V，Mo。

进一步，基材的材质为9Cr2Mo或50CrMo。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：在普通轧辊基材的表面堆焊上盖面层堆焊合金、过渡层堆焊合金使辊体的使用寿命延长，同时为避免≥60HRC的高硬度盖面堆焊层较厚时，堆焊、焊后热处理过程中的焊接裂纹和剥落起源于过渡层，过渡层堆焊合金的成分设计必须要保证和基材、盖面层堆焊合金具有高结合强度和低应力水平；过渡层堆焊合金的碳含量与盖面层堆焊合金的碳含量以及基材的碳含量相匹配，使内冷却轧辊的寿命提高了2～3倍，且当辊体在轧制中有损坏时，可直接采用合金焊丝焊补修复，即补即用，大大节省了装卸轧辊时间，提高了工作效率，同时大大降低了装卸轧辊的劳动强度。本实用新型在辊体上沿圆周设置有多个盲孔，并通过连接孔将通入中心孔的冷却液引入到盲孔内；由于盲孔接近辊体表面并且是均匀分布的，其内的冷却液能够充分吸收辊体表面热量，迅速降低辊体温度，达到良好的冷却效果。此外辊体内外同步降温避免了变形。而且通过盲孔和连接孔数量的调整，可以实现对辊体温度的控制；盲孔和连接孔的数量越多，冷却效果越明显，可使辊体能够保持较低的温度。相反，加工某些特殊材料(如塑料)，可设置数量较少的盲孔和连接孔。

本实用新型轧辊堆焊层的主要成分中：

C，是间隙固溶元素；是金属强化元素有效元素之一，能够迅速提高焊缝强度；但它将大大降低冲击韧性及提高韧脆转变温度，从而抗裂性大为降低；含C量过低会降低焊缝的高温强度，含C量过高又容易出现结晶裂纹，所以在高强辊焊接时只能通过加入其它强化元素达到强度需要。

Cr，提高Cr元素的含量在有利于提高焊缝韧性的同时，还可以和C形成弥散分布的碳化物及提高焊缝强度；Cr元素有利于提高针状铁素体的含量，减少先共析铁素体，并有细化铁素体晶粒的作用，提高焊缝强度韧性，Cr还有助于保持焊缝热处理后性能维持在较高的水平。

Mn，在焊丝过渡到焊缝中时，通过脱氧反应形成氧化物夹杂或氧硫复合物夹杂；Mn是焊缝强韧化的有效元素，在焊缝中有利于脱氧，防止引起热裂纹的铁硫化物的形成；Mn可以提高焊缝金属的淬透性，抑制先共析铁素体的产生，促进针状铁素体的形成。

Si，用以防止焊缝的氧化以及稳固基体保证焊缝强度，确保焊接部的延性、维持焊道形状。

W，能提高轧辊的红硬性和热强性，并能提高轧辊的耐磨性。

Mo，是获得高强度焊缝金属的主要元素；它作为一种高溶点物质，对细化晶粒作用良好，且在提高强度的同时对塑韧性损伤不大。在合金体系中添加一定量的Mo，是利用其原子较大，比Ni、Fe等原子大9％～12％的特点，显著增大Ni基固溶体晶格常数，从而提高焊缝金属的屈服强度，同时，Mo能够改善奥氏体合金中Cl-引起的点腐蚀和缝隙腐蚀能力。但是由于Mo也是引起焊缝脆化的主要元素之一，因此必须严格限定其在合金体系中的含量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图中：1、辊体；2、盖面层堆焊合金；3、过渡层堆焊合金；4、基材；5、中心孔；51、进水口；52、出水口；6、盲孔；7、连接孔。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

本实用新型涉及一种内冷却堆焊轧辊，包括辊体1，辊体1从外至内依次为盖面层堆焊合金2、过渡层堆焊合金3和基材4，过渡层堆焊合金3的碳含量与盖面层堆焊合金2的碳含量以及基材4的碳含量相匹配；辊体1的中心轴的轴向方向上开设有中心孔5；辊体1上沿圆周均匀分布有若干盲孔6，盲孔6沿辊体1的轴向方向延伸，盲孔6通过若干连接孔7与中心孔5连接。

在普通轧辊基材4的表面堆焊上盖面层堆焊合金2、过渡层堆焊合金3使辊体1的使用寿命延长，同时为避免≥60HRC的高硬度盖面堆焊层较厚时，堆焊、焊后热处理过程中的焊接裂纹和剥落起源于过渡层，过渡层堆焊合金3的成分设计必须要保证和基材4、盖面层堆焊合金2具有高结合强度和低应力水平。过渡层堆焊合金3的碳含量与盖面层堆焊合金2的碳含量以及基材4的碳含量相匹配，使内冷却轧辊的寿命提高了2～3倍，且当辊体1在轧制中有损坏时，可直接采用合金焊丝焊补修复，即补即用，大大节省了装卸轧辊时间，提高了工作效率，同时大大降低了装卸轧辊的劳动强度。

本实用新型在辊体1上沿圆周设置有多个盲孔6，并通过连接孔7将通入中心孔5的冷却液引入到盲孔6内。由于盲孔6接近辊体1表面并且是均匀分布的，其内的冷却液能够充分吸收辊体1表面热量，迅速降低辊体1温度，达到良好的冷却效果。此外辊体1内外同步降温避免了变形。而且通过盲孔6和连接孔7数量的调整，可以实现对辊体1温度的控制；盲孔6和连接孔7的数量越多，冷却效果越明显，可使辊体1能够保持较低的温度。相反，加工某些特殊材料(如塑料)，可设置数量较少的盲孔6和连接孔7。

优选的，中心孔5为锥形，中心孔5的进水口51的尺寸大于中心孔5出水口52的尺寸。

当冷却水进入中心孔5的进水口51后，由于锥形中心孔5的进水口51的尺寸大于出水口52的尺寸，所以除了一部分冷却水流向出水口52的方向，剩余的冷却水就会经过连接孔7被均匀的挤进分布于中心孔5周围的盲孔6中，这样可以保证辊体1表面同时得到充分的降温，辊体1表面的温度也会十分均匀，同时也起到降低辊体1内外温差的目的。该内冷却轧辊内部开设有结构更加合理的冷却水通道，使得辊体1表面同时得到充分的降温，致使辊体1表面的温度保持相同状态，辊体1的内外温差也控制在较低的状态，不仅可以有效防止轧辊因内外温差大而形成轧辊热应力导致轧辊断裂，还延长了轧辊的使用寿命。

优选的，内冷却堆焊轧辊的使用硬度大于或等于60HRC。

盖面层堆焊合金2即能满足≥60HRC冷轧辊辊面，又兼顾热连轧辊辊面耐磨、抗粘钢性、耐冷热疲劳和高温回火组织稳定性堆焊需要。

优选的，过渡层堆焊合金3的厚度为10-20mm。

为适应加工需求，过渡层堆焊合金3厚度可以根据需要加工成不同的厚度。

优选的，盖面层堆焊合金2的厚度为30-40mm。

根据使用情况不同，盖面层堆焊合金2加工成不同厚度，满足不同的需求。

优选的，盖面层堆焊合金2的主要成分包括C，Cr，Si，Mn，V，Mo，W。

盖面层堆焊合金2系以热作模具钢成分作为设计依据。即能满足≥60HRC冷轧辊辊面，又兼顾热连轧辊辊面耐磨、抗粘钢性、耐冷热疲劳和高温回火组织稳定性堆焊需要。盖面层堆焊合金2中熔敷金属成分的质量百分比为碳0.4-1.0，铬2.0-6.0，硅1.0-1.5，锰1.0-2.0，钒0.2-1.0，钨6.0-10.0，钼0.5-1.5，余量≤1.5的铁。

优选的，过渡层堆焊合金3的的主要成分包括C，Cr，Si，Mn，V，Mo。

过渡层堆焊合金3设计充分考虑到：和冷轧辊基材4(Cr2-Cr5工具钢)及盖面层堆焊合金2良好的合金成分、显微组织相适应性；合理的基材4-堆焊层硬度梯度设计，以避免应力作用下的堆焊层剥落。过渡层堆焊合金3中熔敷金属成分的质量百分比为碳0.1-0.4，铬2.0-6.0，硅0.4-0.8，锰1.0-2.0，钒0.1-0.6，钼0.5-1.8，钨、镍、硼、钛≤1.5，余量为铁。

优选的，基材4的材质为9Cr2Mo或50CrMo。

基材4的材质为9Cr2Mo或50CrMo，适用性广，便于商业推广，有很好的实用性，具有一定的强度和良好的焊接工艺。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种内冷却堆焊轧辊，包括辊体，其特征在于，所述辊体从外至内依次为盖面层堆焊合金、过渡层堆焊合金和基材，所述盖面层堆焊合金和所述过渡层堆焊合金的碳含量与所述基材的碳含量相匹配；所述辊体的中心轴的轴向方向上开设有中心孔；所述辊体上沿圆周均匀分布有若干盲孔，所述盲孔沿所述辊体的轴向方向延伸，所述盲孔通过若干连接孔与所述中心孔连接。

2.如权利要求1所述的内冷却堆焊轧辊，其特征在于：所述中心孔为锥形，所述中心孔的进水口的尺寸大于所述中心孔出水口的尺寸。

3.如权利要求1所述的内冷却堆焊轧辊，其特征在于：所述内冷却堆焊轧辊的使用硬度大于或等于60HRC。

4.如权利要求1所述的内冷却堆焊轧辊，其特征在于：所述过渡层堆焊合金的厚度为10-20mm。

5.如权利要求1所述的内冷却堆焊轧辊，其特征在于：所述盖面层堆焊合金的厚度为30-40mm。