一种热轧机轧辊离线预热装置的制作方法

本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种热轧机轧辊离线预热装置。

背景技术：

钛及钛合金板热轧变形抗力及回弹性大，轧制板形较难控制，必须采用合适的轧辊辊形以获得优良板形，否则易出现板形缺陷。轧辊磨削辊形及热膨胀均影响实际轧辊辊形，轧辊磨削辊形在新辊磨削时即确定，可通过控制轧辊磨削参数实现精准控制，由于钛板热轧过程中轧辊不可避免要升温发生膨胀，因此轧辊磨削辊形一般均采用凹辊。热膨胀对辊形的影响较为复杂，轧辊预热、热轧过程中轧辊与轧件及周围介质热交换均影响实际辊形。一般在轧制初期，轧辊温度低，热膨胀小，轧辊辊形呈现凹辊，使得钛板轧件横向厚度分布边部薄、中间厚，呈现双边浪板形缺陷；随着热轧的进行，在高温轧件传热、轧制摩擦生热作用下，轧辊受热膨胀，达到理想辊形，此阶段轧制的钛板轧件横向厚度分布均匀，板形平直达到最优，随后通过合理控制轧辊冷却，使轧辊吸热及散热达到平衡，轧辊辊形始终稳定于理想状态，即可实现钛板板形稳定轧制控制。因此，轧辊预热是非常必要的，可以使轧辊开始轧制钛板时即获得理想辊形，能够有效避免双边浪板形缺陷，从而实现热轧钛板板形稳定控制目的。

不同材质及成品厚度规格钛板热轧变形抗力差异较大，所需理想辊形各不相同，整体原则为钛板热强度越高、成品厚度越薄，轧制变形抗力越大，所需理想辊形凸度越大。为满足多样化理想辊形实际生产需求，钛板热轧生产厂家一般需要准备多对不同磨削辊形的轧辊，同时轧制成品前，需要通过半成品热轧预热轧辊，此种方法存在备辊数量多、半成品轧制预热轧辊效果差、不利于组织生产等弊端，而且半成品轧制热辊极易损伤轧辊表面，进而影响成品钛板轧制表面质量，因此对钛板热轧板形及表面控制非常不利，效果不理想，急需进行改善。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种热轧机轧辊离线预热装置，其设计合理、结构简单，操作方便、热辊均匀，可以获得理想辊形，进而改善钛板轧制板形，使用效果较好。使用该装置，同一对轧辊通过采用不同预热制度，可获得多种理想辊形，满足不同材质、不同成品厚度钛板热轧板形良好控制目的，同时减少了备辊数量，避免了半成品轧制预热轧辊损伤成品表面质量的风险，生产组织更加灵活高效，解决了现有技术不足，具有较好的经济效益及质量优势。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种热轧机轧辊离线预热装置，包括加热炉、底座和动力装置，动力装置设置两个，分别设置在底座相对的两端，两个动力装置之间设置加热炉，加热炉呈葫芦形，由相对称的上半炉体和下半炉体对合而成，沿上半炉体的内壁设置上加热层，沿下半炉体的内壁设置下加热层，在上半炉体和下半炉体对合组成加热炉后，上加热层和下加热层组成加热层，并由加热层围成加热腔，加热腔分为两个并列且连通的柱形腔室，腔室的两端分别设有轴承，待预热的一对轧辊分别放在两个腔室中，使轧辊两端的轴肩支撑在轴承上后，由动力装置驱动轧辊在预热过程中同步转动。

进一步的，所述加热层为加热炉炉体结构的内层，炉体结构中，由加热层向外依次为保温层和炉壳。

进一步的，所述的保温层为石棉保温层。

进一步的，所述上加热层和下加热层为履带式陶瓷电加热层。

进一步的，轧辊放置在腔室中后，加热层与轧辊辊身之间的距离≥100mm，并且轧辊辊身的端面与该轧辊所在腔室端面之间的距离≥50mm。

进一步的，所述的下部炉体固定设置在底座上，上部炉体设有吊装用的吊耳，并且，上部炉体和下部炉体之间设有锁紧装置。

进一步的，所述腔室内设有热电偶，热电偶的测温点距离保温层50±10mm。

进一步的，所述轧辊在预热过程中为对向转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

第一，本发明所描述的轧辊离线预热装置，克服了现有技术不足，解决了现有技术磨床备辊数量多、半成品轧制预热轧辊效果差及损伤成品表面质量、组织生产不便等问题，同时大幅提高了热轧板的板形。

第二，本发明预热轧辊的腔室相连通，一方面，可以对每对轧辊同时进行预热，使每个轧辊热膨胀均匀一致，避免了分开单独加热导致的轧辊间受热膨胀不均匀问题，更有利于轧制板形控制；另一方面，有利于两个腔室之间热量的均匀分布，尤其是轧辊在预热过程中低速转动，可以带动加热腔内空气的对流，进一步促进炉温的均匀分布，保障轧辊表面的受热均匀，以及每根轧辊上各部位的受热膨胀更加均匀。

第三，可以根据实际要求，对不同的轧辊采用不同的预热制度，实现轧辊辊形的精确控制，满足不同材质、成品厚度钛板轧制理想辊形生产需求。

第四，由于可精确获得理想辊形，且每对轧辊之间受热膨胀均匀，轧制板形优良，同时轧辊预热不会损伤轧辊表面，因此成品轧制表面质量优异。

第五，待预热的轧辊两端与轴承配合，在轧辊预热旋转时，可以减少轧辊圆周方向的摩擦阻力。

附图说明

图1是本发明结构的侧视图。

图2是本发明的结构分解示意图。

图3是本发明上半炉体的剖面示意图。

图中标记：1、动力装置，2、锁紧装置，3-1、上半炉体，3-2、下半炉体，4、吊耳，5-1、上半圆轴承，5-2、下半圆轴承，6、传动皮带，7、底座，8、加强筋，9、轧辊，10、炉壳，11、保温层，12、加热层，13、热电偶。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体的实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例1：如图所示，一种热轧机轧辊离线预热装置，该装置由加热炉、动力装置1和底座7组成，动力装置1为两个电机，并分别固定设置在底座7相对的两端，在两个电机之间设置加热炉，加热炉呈水平放置的葫芦形或8字形，由上半炉体3-1和下半炉体3-2对合而成，下半炉体3-2通过加强筋8固定焊接在底座7上，上半炉体3-1上设有吊装的吊耳4，上半炉体3-1和下半炉体3-2对合的端面结合处设有锁紧装置2，上半炉体3-1的内壁设有上加热层，下半炉体3-2的内壁设有下加热层，上半炉体3-1的炉体结构从内向外依次为上加热层、保温层11和炉壳10，下半炉体3-2的炉体结构从内向外依次为下加热层、保温层11和炉壳10，在两个炉体对合后，由上加热层和下加热层闭合成加热层12，并围成一个对一对轧辊9同步预热的加热腔，该加热腔由左右两个腔室组成，两个腔室并列设置且相连通，待预热的一对轧辊9分别水平放置在两个腔室中，轧辊9两端的轴肩支撑在所在腔室两端的轴承上，该轴承是由上半圆轴承5-1和下半圆轴承5-2组合而成，上半圆轴承5-1和下半圆轴承5-2分别安装在上半炉体3-1和下半炉体3-2上，所述的电机通过传动皮带6与轧辊9轴肩外露部分连接。

进一步的，安装在加热腔中的轧辊9辊身与加热层12之间的距离为150mm，轧辊9辊身的端面与该轧辊9所在腔室端面之间的距离为100mm。

进一步的，在每个腔室的上加热层和下加热层上分别设有一个可以独立控温的热电偶13，热电偶13测温点距离加热炉保温层11间距为50mm。

进一步的，所述的上加热层或下加热层均采用履带式陶瓷电加热层，所述的保温层11为石棉保温层。

由于加热炉的腔室是由上半炉体3-1和下半炉体3-2对合组成的，因此，上半炉体3-1和下半炉体3-2分别具有组成腔室的半圆腔体，这样，在实际使用过程中，首先将一对轧辊9分别吊装放入下半炉体3-2的两个半圆腔体内，轧辊9辊身包含于下半炉体3-2的半圆腔体内，轧辊9轴肩与下半圆轴承5-2接触配合，轧辊9相对于半圆腔体居中放置；然后使用天车吊装上半炉体3-1与下半炉体3-2闭合对齐，并通过锁紧装置2进行锁紧；使用传动皮带6将动力装置1与轧辊9轴肩外露部分连接，按预热工艺制度要求，设置轧辊9旋转速度，旋转速度应在1~20转/分范围内，并且控制轧辊9对向同步转动；打开加热炉电源开关，按预热工艺制度设定预热加热温度，加热温度应≤300℃，控温精度±10℃。加热炉温度达到工艺设定温度时，开始记录轧辊9预热保温时间，保温时间达到工艺制度要求时，立即断开加热炉及动力装置1电源，卸除传动皮带6，打开加热炉的锁紧装置2，将上半炉体3-1吊离，取出轧辊9，即可装入轧机使用。

实施例2：在实施例1的基础上，安装在加热腔中的轧辊9辊身与加热层12之间的距离为100mm，轧辊9辊身的端面与该轧辊9所在腔室端面之间的距离为50mm，热电偶13测温点与保温层11之间的距离为60mm。

实施例3：在实施例1的基础上，安装在加热腔中的轧辊9辊身与加热层12之间的距离为200mm，轧辊9辊身的端面与该轧辊9所在腔室端面之间的距离为150mm，热电偶13测温点与保温层11之间的距离为40mm。