[发明专利]一种可循环利用的辊环轧辊及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生产棒线、板带、型材等的可循环利用的辊环轧辊及其制造方法，应用于黑色和有色金属轧制。

背景技术

“十五”以来，我国的钢产量以第年30％以上的增幅发展，直接拉动了轧辊制造业的产能扩张。目前我国现有的300多家大大小小的轧辊厂，产出能力达到70万吨左右。中国既是产钢最大国，也是轧辊最大生产的消耗国。在轧辊结构上，国内外的情况一致，除小部分特殊形状的轧辊如万能轧机水平辊、立辊，管线部分轧辊，型材矫直辊、悬臂式轧机轧辊采用循环使用分体结构轧辊外，90％以上的各类型轧辊都是整体结构。

轧辊在使用过程中条件十分恶劣，既要承受巨大的轧制压力，传递巨大的扭矩，又要经受反复的疲劳与热冲击。轧辊在使用过程中，时刻关系到人身安全与设备安全，因而对安全性的要求十分苛刻，这就需要轧辊有较高的韧性；与此同时，为了提高钢材产量与产品表面质量，钢铁企业对轧辊的使用寿命及耐磨性的要求也日益提高，这就需要轧辊工作层采用硬度高的耐磨材料。

国内外科技工作者一直在做辊环轧辊的探计和实践工作。这方面的主要工作有：

CN2129657Y“预应力组合轧辊”、CN1142993A“一种高能量轧辊”、CN1059482A“钢铁胶粘组合轧辊工艺”、CN1092992A“组合式空心轧辊及其制造方法”、ZL02223546.9“辊环复合轧辊”等；这些组合式辊环(辊套)轧辊以各种不同方式将耐磨合金辊环(辊套)与芯轴连接在一起。他们均没有提到辊环必须是“外硬内韧”，从而在确保轧辊安全使用的前提下提高使用寿命，在实际使用中这些轧辊会存在崩套、破坏等现象，因而没有大面积推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轧辊结构稳定、安全性好、提高轧辊使用寿命、节约能源消耗及降低生产成本的可循环利用的辊环轧辊，同时本发明还提供此种辊环轧辊的制造方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：本发明所述的一种可循环利用的辊环轧辊由外环、内环及芯轴三部分组成，外环采用高速钢或高铬铸铁或高铬钢或镍硬铸铁或高硼合金钢等材料作为耐磨材料，是一层耐磨外环；而内环采用无缝钢管或低碳铸钢管作为材料，是一层高韧性内环，所述芯轴采用经过检验的报废整体轧辊或铸钢件或锻钢件或铸铁件。

将内环的外表面清理后，预热至300-800℃，放入型砂中，将1600-1650℃的高速钢液或高铬铸铁液或高铬钢液或镍硬铸铁液或高硼合金钢液浇铸到型砂中，在浇铸过程中保持合金钢液温度为1490-1540℃。钢液在凝固过程中内环和外环两层金属完全熔合结合一层无缺陷的双金属辊环，再通过过盈配合的方式与芯轴联结成一个有机整体构成辊环轧辊。

采用如上技术方案提供的可循环利用的辊环轧辊及制造方法，与现有技术相比技术效果在于：

1、轧辊结构稳定，安全性高，使用中不会出现辊环的松动、破裂现象；

2、变废为宝，可将现用的大量废轧辊循环使用，其利用率在60％以上；

3、较大幅度提高轧辊使用寿命。耐磨外环的材料选择与设计范围更宽，即使是用同样的材料，由于整体轧辊体积大而无法确保热处理效果，而辊环则能确保整体淬透、淬硬，因而使用寿命更高，轧制效果更好；

4、节能降耗减污。与整体轧辊相比，每生产一吨轧辊，铸件将减少60％。我国铸铁件能耗利用率为15-25％，每生产1吨合格铸铁件的能耗为500-700kg标煤，占生产成本的15％。全国轧辊产量约70万吨，由此节约的能源和减少的污染是巨大的。

5、设备要求相对较低，投资省。生产大型轧辊需要大型熔炼炉，投资很大，如75吨LF/VD钢包精炼炉、45吨电弧炉等，而采用辊环结构，只需5吨、10吨电弧炉和一般的中频炉即可。

附图说明

附图为本发明所述的一种可循环利用的辊环轧辊结构剖视示意图，亦为本发明的摘要附图

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。

如附图所述，所述的辊环轧辊包括外环3、内环2及芯轴1三部分，外环3是采用高速钢或高铬铸铁或高铬钢或镍硬铸铁或高硼合金钢等作为材质，其中高速钢为铸造高碳高速钢，它是一层耐磨外环；内环2通常采用无缝钢管或采用低碳铸钢管作材质，它是一层高韧性内环；芯轴1采用报废的整体轧辊或铸钢件或锻钢件或铸铁件。在芯轴1的辊身部分过盈配合有由内环2、外环3熔合的双金属辊环，所述过盈配合可采用H7/s6过盈配合。