CN220879920U - 一种轧制辊的边部加热补温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及金属轧制技术领域，具体公开了一种轧制辊的边部加热补温装置，该轧制辊的边部加热补温装置机架、电磁加热头、第一支架和第一驱动机构；若干电磁加热头固定在第一支架上，且位于在轧制辊外周；第一支架滑动安装在机架上，由第一驱动机构驱动滑动，且其滑动方向与轧制辊的轴心线平行；该补温装置能利用第一驱动机构调节电磁加热头的位置来对轧制辊中温度较低的位置的边部进行加热补温，以提高轧制辊的温度均匀性，避免轧制辊温度不均匀而导致加工应力集中而影响金属工件的轧制质量。

Description

一种轧制辊的边部加热补温装置

技术领域

本申请涉及金属轧制技术领域，具体而言，涉及一种轧制辊的边部加热补温装置。

背景技术

金属轧制工艺采用内部加热的轧制辊对金属进行轧制，使得整个轧制的过程中金属材料能被加热软化而进行轧制加工。

但内部加热的轧制辊普遍存在加热不均匀的问题，轧制辊由于热传递原因会出现中部温度高、边缘温度低的现象，导致轧制的金属材料也存在中部温度高、边缘温度低的现象，从而使得金属材料边缘加工应力集中，会导致金属材料内部产生裂纹。

针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种轧制辊的边部加热补温装置，以对轧制辊中温度较低的位置的边部进行加热补温，从而提高轧制辊的温度均匀性。

本申请提供了一种轧制辊的边部加热补温装置，用于对轧制辊的边部进行加热补温，所述轧制辊的边部加热补温装置机架、电磁加热头、第一支架和第一驱动机构；

若干所述电磁加热头固定在所述第一支架上，且位于在所述轧制辊外周；

所述第一支架滑动安装在所述机架上，由第一驱动机构驱动滑动，且其滑动方向与所述轧制辊的轴心线平行。

本申请的轧制辊的边部加热补温装置能根据使用需求利用第一驱动机构调节电磁加热头的位置来对轧制辊中温度较低的位置的边部进行加热补温，以提高轧制辊的温度均匀性，避免轧制辊温度不均匀而导致加工应力集中而影响金属工件的轧制质量。

所述的轧制辊的边部加热补温装置，其中，所述第一支架包括第一滑动架、第二滑动架及第二驱动机构，所述电磁加热头固定在所述第一滑动架上，所述第一滑动架滑动安装在所述第二滑动架上，由第二驱动机构驱动滑动，且其滑动方向与所述轧制辊的轴心线垂直。

在该示例中，第二驱动机构能改变电磁加热头与轧制辊之间的距离，故第二驱动机构可以在不需要利用电磁加热头进行加热的情况下增大电磁加热头与轧制辊的距离以避免电磁加热头对轧制辊进行了多余的加热补温处理而影响轧制辊的温度均匀性。

所述的轧制辊的边部加热补温装置，其中，还包括限位滚轮，所述限位滚轮转动安装在所述第一滑动架上，且位于所述第一滑动架靠近所述轧制辊的一侧。

在该示例中，限位滚轮用于限制第一滑动架朝向轧制辊的前进位置，以避免电磁加热头过于靠近轧制辊乃至与轧制辊触碰。

所述的轧制辊的边部加热补温装置，其中，所述机架上具有多个阵列设置的温度传感器，用于测取所述轧制辊表面温度。

所述的轧制辊的边部加热补温装置，其中，还包括转速测定机构，所述转速测定机构安装在所述第一支架上，用于测定所述轧制辊的旋转速度。

所述的轧制辊的边部加热补温装置，其中，所述电磁加热头包括U型磁芯。

所述的轧制辊的边部加热补温装置，其中，所述电磁加热头还包括基于8字型环绕在所述U型磁芯两端的感应线圈。

所述的轧制辊的边部加热补温装置，其中，所述电磁加热头还包括完全包裹所述U型磁芯和感应线圈的灌封胶。

所述的轧制辊的边部加热补温装置，其中，所述灌封胶设有冷却机构。

所述的轧制辊的边部加热补温装置，其中，所述冷却机构包括与U型磁芯及感应线圈连接的导热散热器及缠绕在感应线圈上的液冷却管。

由上可知，本申请提供了一种轧制辊的边部加热补温装置，该补温装置能根据使用需求利用第一驱动机构调节电磁加热头的位置来对轧制辊中温度较低的位置的边部进行加热补温，以提高轧制辊的温度均匀性，避免轧制辊温度不均匀而导致加工应力集中而影响金属工件的轧制质量。

附图说明

图1为本申请实施例提供的轧制辊的边部加热补温装置的正向结构示意图。

图2为本申请实施例提供的轧制辊的边部加热补温装置的侧向结构示意图。

图3为电磁加热头与第一滑动架的配合结构示意图。

图4为电磁加热头的内部结构示意图。

图5为U型磁芯和感应线圈的绕线方式示意图。

图6为电磁加热头的结构示意图。

附图标记：1、机架；2、电磁加热头；3、第一支架；4、第一驱动机构；5、轧制辊；6、温度传感器；7、转速测定机构；21、U型磁芯；22、感应线圈；23、灌封胶；24、冷却机构；31、第一滑动架；32、第二滑动架；33、第二驱动机构；34、限位滚轮。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参照图1-图6，本申请一些实施例提供了一种轧制辊的边部加热补温装置，用于对轧制辊5的边部进行加热补温，轧制辊的边部加热补温装置机架1、电磁加热头2、第一支架3和第一驱动机构4；

若干电磁加热头2固定在第一支架3上，且位于在轧制辊5外周；

第一支架3滑动安装在机架1上，由第一驱动机构4驱动滑动，且其滑动方向与轧制辊5的轴心线平行。

具体地，本申请实施例的轧制辊的边部加热补温装置用于对轧制辊5边部进行局部加热以实现补温处理，即在明确轧制辊5边缘部分存在温度较低位置的情况下，利用电磁加热头2对这些温度较低位置的进行加热以实现温度补偿；其中，温度较低位置可以基于各类测温装置检测轧制辊5的温度分布来实现，也可以通过分析轧制工件的成型结果分析确定。

更具体地，在本申请实施例中，电磁加热头2设置在轧制辊5外周，与轧制辊5表面具有一定间隙，其可通过通电产生电磁场以对轧制辊5进行局部的、非接触式感应加热；第一驱动机构4用于驱动第一支架3在机架1上滑动，以带动电磁加热头2沿平行于轧制辊5的轴心线的方向滑动，从而改变电磁加热头2相对于轧制辊5的设置位置，且轧制辊5在轧制过程中持续转动，进而使得电磁加热头2能在第一驱动机构4驱动作用及轧制辊5转动作用下位移至不同位置以对轧制辊5不同位置进行加热补温。

更具体地，轧制设备一般采用下轧制辊进行加热轧制，本申请实施例的轧制辊的边部加热补温装置优选为对下轧制辊进行加热补温处理。

需要说明的是，在电磁加热头2移动过程中或在轧制辊5温度均匀时，电磁加热头可关闭通电状态以避免电磁加热头2对轧制辊5中不需要加热补温的位置进行加热而影响轧制辊5的温度均匀性。

本申请实施例的轧制辊的边部加热补温装置能根据使用需求利用第一驱动机构4调节电磁加热头2的位置来对轧制辊5中温度较低的位置的边部进行加热补温，以提高轧制辊5的温度均匀性，避免轧制辊5温度不均匀而导致加工应力集中而影响金属工件的轧制质量。

由于轧制辊5两端均可能出现边部温度较低的问题，因此，在一些优选的实施方式中，本申请实施例的轧制辊的边部加热补温装置中的电磁加热头2、第一支架3和第一驱动机构4优选为两套，分别用于对轧制辊5两端进行加热补温。

在一些更优选的实施方式中，第一驱动机构4的驱动行程为轧制辊5长度的1/4-2/5，且优选为1/3；在轧制辊5出现温度不均匀的情况下，轧制辊5中部相对于其他区域属于高温区，故轧制辊5中部无需进行加热补温，故第一驱动机构4的驱动行程可限定为轧制辊5长度的1/3，以对长度为轧制辊5长度的1/3的区域进行加热补温，能节省设备成本。

在一些更优选的实施方式中，电磁加热头2为多个，且优选为两个，且为沿轧制辊5周向排列设置，以增大同一位置点的加热时长、加热区域；对于同一个温度较低位置，多个电磁加热头2可在轧制辊5旋转过程中依次对个该温度较低位置进行轮番加热，以在轧制辊5转动一圈的时长内延长该温度较低位置的加热时长，从而提高加热补温效率。

在一些优选的实施方式中，第一支架3包括第一滑动架31、第二滑动架32及第二驱动机构33，电磁加热头2固定在第一滑动架31上，第一滑动架31滑动安装在第二滑动架32上，由第二驱动机构33驱动滑动，且其滑动方向与轧制辊5的轴心线垂直。

需要说明的是第二滑动架32安装在机架1上，由第一驱动机构4驱动滑动。

具体地，在该实施方式中，第二驱动机构33能改变电磁加热头2与轧制辊5之间的距离，故第二驱动机构33可以在不需要利用电磁加热头2进行加热的情况下（如电磁加热头2移动过程中或在轧制辊5温度均匀的情况）增大电磁加热头2与轧制辊5的距离以避免电磁加热头2对轧制辊5进行了多余的加热补温处理而影响轧制辊5的温度均匀性；另外，第二驱动机构33还可以根据使用需求调节电磁加热头2与轧制辊5的距离而改变电磁加热头2的加热效率；此外，在更换不同的轧制辊5进行轧制时，第二驱动机构33还可以根据轧制辊5直径尺寸调整电磁加热头2的位置来对轧制辊5进行加热补温，使得本申请实施例的轧制辊的边部加热补温装置能适用于不同尺寸的轧制辊5进行加热补温。

更具体地，在本申请实施例中，第一驱动机构4和第二驱动机构33均优选为电动直线驱动模组。

在一些优选的实施方式中，还包括限位滚轮34，限位滚轮34转动安装在第一滑动架31上，且位于第一滑动架31靠近轧制辊5的一侧。

具体地，限位滚轮34用于限制第一滑动架31朝向轧制辊5的前进位置，以避免电磁加热头2过于靠近轧制辊5乃至与轧制辊5触碰；其中，在电磁加热头2在第二驱动机构33前进至合适的距离来对轧制辊5加热时，限位滚轮34可以是与轧制辊5滚动接触，还可以是与轧制辊5的驱动辊滚动接触，在本申请实施例中，限位滚轮34优选为与轧制辊5的驱动辊滚动接触。

在一些优选的实施方式中，机架1上具有多个阵列设置的温度传感器6，用于测取轧制辊5表面温度。

具体地，温度传感器6为直线阵列，其直线阵列方向平行于轧制辊5的轴心线方向；在该实施方式中，在轧制辊5持续转动过程中，不同温度传感器6能获取轧制辊5上不同位置的温度数据，结合这些温度数据能分析出轧制辊5温度较低位置的位置点，在此基础上，本申请实施例的轧制辊的边部加热补温装置可通过人工控制或控制器反馈控制的方式操控第一驱动机构4移动电磁加热头2移动至对应位置点附近来对位置点进行加热补温。

在一些优选的实施方式中，还包括转速测定机构7，转速测定机构7安装在第一支架3上，用于测定轧制辊5的旋转速度。

具体地，转速测定机构7优选为安装在第一滑动架上。

更具体地，温度传感器6获取的温度数据结合轧制辊5的旋转速度能分析确定出轧制辊5温度较低位置的位置点周向覆盖长度，在此技术上，结合多个温度传感器6的数据能分析整个轧制辊5存在温度偏低的区域。

更具体地，转速测定机构7包括转速轮和编码器（图示未画出），转速轮转动安装在第一滑动架上，且与轧制辊5滚动接触，编码器与用于测定该转速轮的转速以换算轧制辊5的旋转速度。

在一些优选的实施方式中，电磁加热头2包括U型磁芯21。

具体地，U型磁芯21产生能增加磁场线集中度，能减少漏磁情况，以加强电磁加热头2产生的电磁波在轧制辊5上的集中度，从而提高加热位置的精准度，并能有效提高能量转化效率和缩小电磁加热头2的体积。

在一些优选的实施方式中，如图5所示，电磁加热头2还包括基于8字型环绕在U型磁芯21两端的感应线圈22。

具体地，若直接采用普通螺旋绕线方式布置感应线圈22，轧制辊5表面容易受到磁场极性影响而磁化，磁化后的轧制辊5容易吸附金属屑等杂质，并在轧制过程中将这些浸入到轧制金属中，导致轧制金属出现夹渣等缺陷，其次，轧制车间内一般会弥漫着煤油气体，轧制辊5吸附的金属屑摩擦打火可能会点燃煤油气体，以致引发火灾；而在本申请实施例中，U型磁芯21配合8字环绕的感应线圈22能使得U型磁芯21两端在轧制辊5表面同时产生相反磁场，在对轧制辊5进行加热补温的同时抵消轧制辊5表面的磁场极性，进而消除了轧制辊5的极化现象，能有效避免轧制金属出现夹渣等缺陷，并避免火灾等安全事故的方式，能有效提高金属轧制过程的安全性。

在一些优选的实施方式中，电磁加热头2还包括完全包裹U型磁芯21和感应线圈22的灌封胶23。

具体地，灌封胶23能有效保护电磁加热头2内部作为磁场发生主体的U型磁芯21和感应线圈22，能有效提高电磁加热头2的使用寿命；其中，灌封胶23优选为采用具备绝缘、隔热、抗冲击、防水、耐油、防腐蚀特性的材料制成，该灌封胶使得电磁加热头2具有优异的劣环境耐受性，符合金属轧制工艺的使用需求。

在一些优选的实施方式中，灌封胶23设有冷却机构24。

具体地，冷却机构24用于冷却电磁加热头2，避免感应线圈22通电时间过长过热而影响通电效率以至于影响电磁场强度而影响加热补温效果。

更具体地，冷却机构24可以是铜块导热降温机构或液冷循环散热机构，在本申请实施例中优选为包含设置在电磁加热头2的灌封胶23的液冷却管的液冷循环散热机构，通过循环通入冷却液以对电磁加热头2进行冷却，并能使大功率（如10kw以上）的电磁加热头2体积细小化。

在一些优选的实施方式中，冷却机构24包括与U型磁芯21及感应线圈22连接的导热散热器及缠绕在感应线圈22上的液冷却管。

具体地，导热散热器优选为铜散热器，用于通过热传递的方式将U型磁芯21及感应线圈22的热量导出；感应线圈22外部缠绕的液冷却管能将感应线圈22产生的热量快速带离电磁加热头2，进一步强化电磁加热头2的散热效率，使得电磁加热头2能兼顾大功率及体积细小化的特点进行设计使用。

在一些优选的实施方式中，电磁加热头2的加热面中心相对于轧制辊5的径向线垂直于电磁加热头2的加热面。

具体地，加热面为电磁场的扩散方向，在本申请实施例中为U型磁芯21两末端所在平面，即U型磁芯21两末端连线的中点为该加热面中心；该加热面朝向设置方式确保电磁加热头2能准确、集中加热，避免加热位置偏移而导致轧制辊5中不需要加热补温的位置产生不必要的温升。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种轧制辊的边部加热补温装置，用于对轧制辊（5）的边部进行加热补温，其特征在于，所述轧制辊的边部加热补温装置包括机架（1）、电磁加热头（2）、第一支架（3）和第一驱动机构（4）；

若干所述电磁加热头（2）固定在所述第一支架（3）上，且位于在所述轧制辊（5）外周；

所述第一支架（3）滑动安装在所述机架（1）上，由第一驱动机构（4）驱动滑动，且其滑动方向与所述轧制辊（5）的轴心线平行。

2.根据权利要求1所述的轧制辊的边部加热补温装置，其特征在于，所述第一支架（3）包括第一滑动架（31）、第二滑动架（32）及第二驱动机构（33），所述电磁加热头（2）固定在所述第一滑动架（31）上，所述第一滑动架（31）滑动安装在所述第二滑动架（32）上，由第二驱动机构（33）驱动滑动，且其滑动方向与所述轧制辊（5）的轴心线垂直。

3.根据权利要求2所述的轧制辊的边部加热补温装置，其特征在于，还包括限位滚轮（34），所述限位滚轮（34）转动安装在所述第一滑动架（31）上，且位于所述第一滑动架（31）靠近所述轧制辊（5）的一侧。

4.根据权利要求1所述的轧制辊的边部加热补温装置，其特征在于，所述机架（1）上具有多个阵列设置的温度传感器（6），用于测取所述轧制辊（5）表面的温度。

5.根据权利要求4所述的轧制辊的边部加热补温装置，其特征在于，还包括转速测定机构（7），所述转速测定机构（7）安装在所述第一支架（3）上，用于测定所述轧制辊（5）的旋转速度。

6.根据权利要求1所述的轧制辊的边部加热补温装置，其特征在于，所述电磁加热头（2）包括U型磁芯（21）。

7.根据权利要求6所述的轧制辊的边部加热补温装置，其特征在于，所述电磁加热头（2）还包括基于8字型环绕在所述U型磁芯（21）两端的感应线圈（22）。

8.根据权利要求7所述的轧制辊的边部加热补温装置，其特征在于，所述电磁加热头（2）还包括完全包裹所述U型磁芯（21）和感应线圈（22）的灌封胶（23）。

9.根据权利要求8所述的轧制辊的边部加热补温装置，其特征在于，所述灌封胶（23）设有冷却机构（24）。

10.根据权利要求9所述的轧制辊的边部加热补温装置，其特征在于，所述冷却机构（24）包括与U型磁芯（21）及感应线圈（22）连接的导热散热器及缠绕在感应线圈（22）上的液冷却管。