[发明专利]一种预制表面氧化膜热轧辊工艺及设备

说明书

一种预制表面氧化膜热轧辊工艺及设备，所述设备包括炉体；支撑机构，设于炉体内，用于放置轧辊；加热机构，环绕所述轧辊，且与轧辊之间设有一密封腔；气体进口管道，与所述密封腔连通，用于向密封腔内输送保护气体或冷却气体；试剂进口管道，包括氧化剂进口管、增碳剂进口管和催化剂进口管，并分别与所述密封腔连通。本发明还包括一种预制表面氧化膜热轧辊工艺。本发明一方面能够防止打滑粘钢，直接保证轧材质量；另一方面，起到隔热作用，减少因冷热温差过大而影响的冷热疲劳应力，防止基体龟裂，大大提高工作效率；还保证了热轧工作辊在高温氧化过程中不会产生脱碳现象。

技术领域

本发明涉及热轧辊技术领域，特别是一种预制表面氧化膜热轧辊工艺及设备。

背景技术

中国的钢铁产量占了全世界的53%，而热轧产品又占钢产量的50%，轧辊是使（轧材）金属产生塑性变形的工具，是钢厂的主要消耗品（0.5KG/T的轧辊消耗）。2018年《世界金属导板》报道世界钢产量中，全球130家大钢厂总产量18亿吨，而中国近10亿吨，所以国内一年消耗轧辊量为50万吨以上，平均按2.5万元/吨，单热轧辊产值为125亿元/年（国内大钢厂）。随着目前国内进口炼钢设备及轧钢设备的增多，轧制工艺技术不断地发展，对轧辊材料要求越来越高，我国每年要花费大量的外汇进口轧辊，但进口轧辊：一是价格贵，成本高，二是交货时间长，所以生产高性能的轧辊已成为我国各大钢厂研究的热点，尤其是环保抓得严的情况下，对轧辊制造提出了更高的要求。

现有的热轧工作辊存在以下缺陷：

（1）热轧工作辊的使用条件非常恶劣，轧辊常与温度高达900～1150℃的轧材接触，使得轧辊温度高达600～750℃，同时又要承受强大的轧制力。在初轧时，光滑的工作冷辊由于摩擦系数小，容易产生打滑粘钢，直接影响轧材质量。在随后轧制中，在高温和水冷作用下，使轧辊表面自身开始产生氧化，形成Fe₃O₄、FeO及Fe₂O₃氧化膜（其中Fe₂O₃、FeO不稳定、不抗压耐磨，易脱落），但氧化膜非常薄，不能持久保持。

（2）在轧制过程中，由于轧制咬入时轧辊温度达600～750℃，过钢后又快速水冷至40～100℃，这样反复冷热交替，使轧辊产生冷热疲劳应力，进而还会产生疲劳裂纹和热裂纹。如果不断扩展就会导致本来就很薄且不稳定的氧化膜脱落，使基体也慢慢形成龟裂，从而报废；而且只要一支轧辊出现问题，就要停机更换轧辊，大大降低工作效率。

（3）现有的热轧工作辊在高温氧化过程中还会产生脱碳现象，这样会降低轧辊硬度，减小使用寿命。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种隔热、防打滑、防脱碳、质量高的预制表面氧化膜热轧辊工艺及设备。

本发明的技术方案是：

本发明之一种预制表面氧化膜热轧辊设备，包括：

炉体；

支撑机构，设于炉体内，用于放置轧辊；

加热机构，环绕所述轧辊，且与轧辊之间设有一密封腔；

气体进口管道，与所述密封腔连通，用于向密封腔内输送保护气体或冷却气体；

试剂进口管道，包括氧化剂进口管、增碳剂进口管和催化剂进口管，并分别与所述密封腔连通。

进一步，所述加热机构包括感应加热组件，所述感应加热组件设于加热炉腔内，加热炉腔的顶部和底部开口，用于穿过轧辊，加热炉腔顶部和底部的开口外部封设有密封盖体；或者所述密封盖体与加热炉腔的顶部和底部开口之间通过密封件封接。

进一步，所述支撑机构包括设于炉体内部下方的旋转台，所述旋转台通过旋转机构控制其转动；所述炉体的上部设有顶头机构，所述轧辊设于顶头机构与旋转台之间。