[发明专利]耐高温水冷炉底辊

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐高温水冷炉底辊。

背景技术

炉底辊设于固溶热处理炉中用于传输进行热处理的钢板板坯，以实现连续热处理工艺过程，高温区段炉底辊在1000～1200℃温度范围内和明火加热的氧化性环境下作业，这些炉底辊必须能在长时间连续工作中保持传输高温板坯的能力。在如此苛刻的条件下，目前所使用的炉底辊，辊筒采用高镍铬合金离心铸造，以提高其耐氧化性能，为防止辊体变形采用炉底辊的芯轴中心通冷却水结构，芯轴与辊面之间采用焊接高镍铬合金支撑块方式，避免辊面高温塌陷变形；但该类炉底辊在使用过程中产生的主要问题仍然包括辊面高温强度下降，辊筒在有支撑块部位和没有支撑块部位之间易产生严重变形，特别是在高温区段，造成辊面与板坯的接触面积减小，压强增大划伤钢板，影响产品质量；金属支撑块导热性能好使得冷却水消耗量大，带走热能多，炉子耗能增大，限制了支撑块的使用数量和排布密度的增加；使得炉底辊寿命短，换辊频繁，降低了生产作业效率。

为提高炉底辊的使用寿命，避免辊体变形和改善辊面的耐高温氧化性能，目前一般采用提高冷却水压力。加大冷却水流速和流量，以图得到较好的冷却效果，保持辊面铸态的原始“杨梅”状粗糙度；但在高温区段辊面的支撑块部位局部凸起变形仍难以克服，同时，辊面的性能不均，薄弱部位加速氧化使得“杨梅”状颗粒凸起更加显著，这些都会造成产品钢板的划伤，同时，辊面的温度分布不均，影响到钢板板坯的热处理质量，所采取的措施没有达到预期的实际效果，炉底辊的失效及其板坯产品的质量下降仍是制约生产正常进行的首要因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐高温水冷炉底辊，本炉底辊克服了传统炉底辊的缺陷，提高了炉底辊的使用寿命，大幅减少了热处理炉的故障率，保证了热处理炉的正常运行和钢板板坯产品的质量。

为解决上述技术问题，本发明耐高温水冷炉底辊包括两段辊轴、芯轴、两个轴挡和若干环形布置金属支撑块，所述两段辊轴分别设于所述芯轴两端，所述芯轴中心沿轴向开有冷却水通孔，本炉底辊还包括双层辊筒和隔热涂层，所述隔热涂层设于所述双层辊筒内筒的外表面，所述双层辊筒套于所述芯轴外，所述两个轴挡分别套于所述芯轴上并位于所述双层辊筒两端，所述若干环形布置金属支撑块沿轴向间隔设于所述芯轴与双层辊筒的内筒之间。

进一步，上述隔热涂层可以通过等离子喷涂或火焰喷涂涂覆于所述双层辊筒内筒的外表面。

上述的隔热涂层材料可以采用氧化锆ZrO₂、氧化钇Y₂O₃或氧化硅SiO₂材料，或它们之间的混合物材料，上述隔热涂层的厚度为0.05～1.40mm。

为优化隔热涂层与双层辊筒的内筒外表面的结合，本炉底辊还包括金属结合底层和中间过渡层，所述金属结合底层和中间过渡层依次通过等离子喷涂或火焰喷涂涂覆于所述双层辊筒内筒的外表面与隔热涂层之间。

进一步，上述的金属结合底层材料可以采用M铬铝钇MCrAlY、镍铝NiAl或镍铬铝NiCrAl合金粉末材料，其中M为钴或镍，或这些元素的组合物，所述M铬铝钇中铝的质量百分比是6.0-10%、铬的质量百分比为16-28%、钇的质量百分比为0.2-1.0%、M为余量，所述镍铝中铝的质量百分比是4.0-22%、镍为余量，所述镍铬铝中铬的质量百分比是16-21%、铝的质量百分比是4.0-8.0%、镍为余量，上述金属结合底层的厚度为0.05～0.20mm。

进一步，上述中间过渡层可以采用氧化锆、氧化钇或氧化硅材料经与M铬铝钇、镍铝或镍铬铝合金粉末材料复合，其中M为钴或镍，或这些元素的组合物，所述M铬铝钇中铝的质量百分比是6.0-10%、铬的质量百分比为16-28%、钇的质量百分比为0.2-1.0%、M为余量，所述镍铝中铝的质量百分比是4.0-22%、镍为余量，所述镍铬铝中铬的质量百分比是16-21%、铝的质量百分比是4.0-8.0%、镍为余量，上述中间过渡层通过等离子喷涂或火焰喷涂构成的渐变涂层，上述中间过渡涂层中金属粉末逐渐递减，氧化物粉末逐渐递增，上述中间过渡涂层的厚度为0.05～0.20mm。

进一步，上述双层辊筒的内外筒体可以分别采用高铬镍基耐热合金和镍铬合金通过离心铸造或板材焊接制造，所述双层辊筒的内筒与外筒之间为紧密配合。

进一步，上述双层辊筒的外筒外表面设有均匀分布的扁平密排粒子。