[发明专利]轧辊表面处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种轧辊表面处理方法及装置，更详细地，涉及一种能够在浇铸轧辊的表面上迅速而精确地蚀刻特定的图案的浇铸轧辊表面处理方法及装置。

背景技术

如图1所示，在一般的双辊式薄板浇铸工艺中，将一对轧辊1a、1b的轴沿互相咬合的方向旋转，从形成在所述轧辊之间的压(nip)区提取熔钢2，由此连续地浇铸铸片4。

在这种工艺中所使用的装置为双辊式薄板浇铸装置，其通过喷嘴3向一对轧辊1a、1b之间供给熔钢2，并旋转一对轧辊，同时利用通过轧辊1a、1b与熔钢3的接触而向浇铸轧辊内部传递热量来快速地对熔钢2进行凝固，由此制造铸片4。

此时，为了防止熔钢2流出，可在轧辊1a、1b的两侧端部紧贴由耐火材料制造的侧封坝(未示出)，该侧封坝因与连续快速旋转的轧辊1a、1b之间反复接触和摩擦，从而容易被磨损。

被磨损的侧封坝(未示出)中产生磨损粉之类的粉尘，这种磨损粉混入于铸片中时，能够导致铸片表面的龟裂等缺陷，因此为了防止磨损粉混入铸片中，可在轧辊的表面蚀刻特定的图案。

这样，在轧辊的表面蚀刻特定的图案时，不仅防止混入磨损粉，而且能够有效分散铸片4的热应力。即，由于所制造的铸片4很薄，其厚度一般为2-6mm，因此初期形成的凝固外壳对铸片的表面性状产生大的影响。但是，熔钢2与轧辊1a、1b接触的时间很短，导致凝固外壳的厚度不均匀，由此在铸片表面产生龟裂或者叠痕等缺陷。在这种情况下对后续的轧制工艺会产生不利影响，且最终产品的表面质量降低，由此可能降低产品价值。

因而，为了防止这种缺陷而采用通过分散铸片4的热应力来抑制表面产生缺陷的方法，为此在轧辊1a、1b的表面加工凹窝(dimple)的表面处理步骤是必不可少的。

形成这种凹窝利用了如下原理，即通过在轧辊与凝固外壳之间形成绝缘层气隙(gas gap)来减少冷却辊的聚热量，从而诱导凝固外壳的缓慢的冷却，同时使之从凹窝的周围部分(凹陷的外缘部分)开始进行凝固，以使凝固外壳的厚度均匀。

尤其，图2中依次示出用于在轧辊的表面上加工凹窝的例示。首先，为了在轧辊1a上镀覆掩蔽膜而去除附着于表面的杂质。镀覆的掩蔽膜通过从后续的工序中所喷射的蚀刻液形成用于保护轧辊1a的表面的皮膜。

完成这种预处理步骤之后，通过喷雾装置(未示出)将作为掩蔽皮膜材料的在常温下可进行固化的液状的光固化性光刻胶树脂或耐酸性隐蔽涂料均匀地镀覆于轧辊的表面并在常温下进行干燥。

接着，在轧辊表面上形成掩蔽膜之后，利用激光装置5只去除要被蚀刻的部位的掩蔽膜。而且，通过蚀刻装置8向利用激光装置被图案化的轧辊表面喷射蚀刻液，以使去除掩蔽膜的部分被蚀刻。这样会形成微细的凹窝，或者所述微细的凹窝相邻形成线或面。

之后执行收尾步骤，即通过用于去除被蚀刻的轧辊表面上所剩余的掩蔽膜的脱膜装置(未示出)来进行脱膜以及清洗表面，从而在轧辊表面上完成凹窝的加工。

但是，如上所述的方法，随着以0.1-50rpm的速度继续旋转轧辊，能够利用激光来进行加工的时间最多为3秒，大部分控制在3秒之内。并且，无法连接轧辊的宽幅方向的任意的图案，因此在轧辊表面上可加工的凹窝的形状受限。

而且，为了确保通过激光加工的精度而使用视觉系统(Vision System)的情况下，必须停止轧辊，因此操作时间过长。像这样，如果操作时间过长则难以根据钢种进行最佳的图案操作，存在为了缩短操作时间而只能进行以简单的形状重复的单纯图案的加工的问题。

单纯图案的加工具有以单纯的图形重复的形状或者以排放气体为目的而重复细线(line)的形状，但是通过这种单纯图案不能控制初期的凝固状况，因此经常发生初期的板断裂的现象。并且，存在即使进行浇铸也无法防止在产品表面上产生粘结现象、凹痕性缺陷现象等的问题。

现有技术文献

专利文献1：KR1051749 B1(2011年7月19日授权)

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明为了解决如上所述的问题而提出，其目的在于提供一种利用激光的轧辊表面处理方法及装置，以便能够迅速而容易地处理轧辊的表面，尤其是浇铸轧辊的表面。

并且，其目的在于提供一种能够在所述轧辊的表面上根据钢种的多种凝固特性来加工最佳的图案的轧辊表面处理方法及装置。

而且，其目的在于提供一种能够产生用于防止通过浇铸轧辊来加工的板的初期断裂及后续工序中的表面缺陷的任意的图案，且迅速地加工所产生的图案的轧辊表面处理方法及装置。