专利名称：一种高温抗变形的碳套辊的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及碳套辊结构，尤其是指一种高温抗变形的碳套辊结构。
技术背景钢板带在生产过程中需经退火炉热处理，为炉内传送板带需要，退火炉内安装了数量众多的碳套辊，板带与碳套相接触可防止金属辊表面积瘤，保证板带产品质量。参见图1，碳套辊由金属辊芯和套在金属辊芯外面的石墨碳套13两部分组成，其中金属辊芯由辊身12和置于辊身12两端的轴头11、14组成，轴头11、14采用过盈配合装入辊身12的两端，并与辊身12焊接为一体，参见图2，辊芯内部为空心。根据带钢产品工艺需要，有些产品要求退火温度在1200°C左右。碳套辊使用期间，金属辊芯沿轴向逐渐发生弯曲，这是由于高温下碳套辊金属辊芯材料性能急剧下降，虽然采用了性能较好的金属材料，但强度仅为几个MPa，在辊身自重和离心力的作用下，极易发生弯曲变形，变形最大部位达到10mm，导致碳套擦伤板带表面，被迫停炉更换碳套辊，影响机组产能。
实用新型内容本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种高温抗变形的碳套辊，其碳套辊辊芯在高温工况下具有较好的抗变形能力，不易发生弯曲及变形现象。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的一种高温抗变形的碳套辊，所述碳套辊由金属辊芯和套在金属辊芯外面的石墨碳套组成，其中金属辊芯由辊身和分别置于辊身两端的第一轴头及第二轴头组成，辊身内部为空腔，第一轴头及第二轴头采用过盈配合装入辊身的两端，并与辊身焊接为一体，其中所述辊身两端的内壁分别均匀焊接数根挡筋条；所述辊身空腔内置有陶瓷浇注料，陶瓷浇注料的中央沿辊身的轴向留有中心孔；所述第一轴头的中心沿辊身的轴向设有与中心孔连通的排气孔。所述数根挡筋条是指3根挡筋条。所述陶瓷浇注料的中心孔直径为20mm。本实用新型的有益效果本实用新型的高温抗变形的碳套辊中的辊芯是一种在金属空腔内部灌注陶瓷浇注料的金属与陶瓷复合结构，由于陶瓷浇注料在高温下的强度远高于金属材料的高温强度，从而为金属辊身起到支撑作用，提高了碳套辊辊芯在高温下的抗变性能力，延长了碳套辊辊芯的在机使用寿命，有利于提高机组生产能力。为进一步说明本实用新型的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。
[0016]图I为现有的碳套辊结构示意图；图2为图I的A-A剖视图；图3为随温度变化金属材料和陶瓷材料强度曲线及两者强度合成曲线示意图；图4为本实用新型的碳套辊结构示意图；图5为图4的B-B剖视图；图6为碳套辊辊芯内部灌注浇铸料施工示意图。
具体实施方式
下面结合实施例的附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细说明。本实用新型考虑到在高温环境条件下提高金属材料性能的空间极其有限，设计了·一种在金属辊芯内部空腔灌注陶瓷浇注料，利用陶瓷浇注料的高温强度优于金属材料的特性，在高温工况下陶瓷浇注料起到支撑金属辊芯的作用，解决碳套辊辊芯在高温下易弯曲变形的问题。如图3所示，在1000°C左右时，从金属材料强度曲线32可见，此时其强度性能骤降；从陶瓷材料强度曲线33可见，此时其强度性能在上升；从金属材料和陶瓷材料两者强度合成曲线31可见，此时其强度性能均比单独使用金属材料或陶瓷材料的强度要高。本实用新型的高温抗变形的碳套辊的结构参见图4-5，其结构为本实用新型的碳套辊由金属辊芯和套在金属辊芯外面的石墨碳套46组成，其中金属辊芯由辊身45和分别置于辊身45两端的第一轴头41及第二轴头47组成，辊身45内部为空腔，第一轴头41及第二轴头47采用过盈配合装入辊身45的两端，并与辊身45焊接为一体；在辊身45两端的内壁分别均匀焊接数根挡筋条(本实施例每端焊接3根挡筋条，每2根相隔120° )43 ;在辊身45空腔内置有(灌注入内)陶瓷浇注料44，陶瓷浇注料44的中央沿辊身45的轴向留有中心孔48 (直径为20mm);在第一轴头41的中心沿辊身45的轴向设有与中心孔48连通的排气孔42。灌注陶瓷浇注料的施工参见图6，其主要工序为I)辊身64粗加工后，在其两端内圆部位分别均匀焊接数根挡筋条62 ；2)将辊身64装入一个中央有定心孔61的底模66中，保持辊身64竖直状态；3) 一根芯模管69表面均勻涂抹黄油67后,包裹泡沫纸68,装入底模66的定心孔61内；4)将陶瓷浇注料65浇注到辊身64内圆与芯模管69外壁之间的空腔内(浇注前，底模66与该空腔接触的部位置放一层隔膜63)；5)浇注后约3小时，待陶瓷浇注料65达到初凝强度后，垂直抽出管69 ；6)继续自然养生12小时以上，送入烘烤炉内按烘烤曲线烘烤；7)焊接两端轴头。辊身内部充填了陶瓷浇注料(耐火材料),由于陶瓷浇注料的高温性能远高于金属材料的高温性能，对金属辊身起到支撑作用，能明显地减少了辊芯的弯曲变形。浇注好的辊芯必须经800°C以上高温处理，才能上机试用。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的目的，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求的范围内。
权利要求1.一种高温抗变形的碳套辊，所述碳套辊由金属辊芯和套在金属辊芯外面的石墨碳套(46)组成，其中金属辊芯由辊身(45)和分别置于辊身(45)两端的第一轴头(41)及第二轴头(47)组成，辊身(45)内部为空腔，第一轴头(41)及第二轴头(47)采用过盈配合装入辊身(45)的两端，并与辊身(45)焊接为一体，其特征在于 所述辊身(45)两端的内壁分别均匀焊接数根挡筋条(43)； 所述辊身(45)空腔内置有陶瓷浇注料(44)，陶瓷浇注料(44)的中央沿辊身(45)的轴向留有中心孔(48)； 所述第一轴头(41)的中心沿辊身(45)的轴向设有与中心孔(48)连通的排气孔(42)。
2.如权利要求I所述的高温抗变形的碳套辊，其特征在于 所述数根挡筋条是指3根挡筋条。
3.如权利要求I所述的高温抗变形的碳套辊，其特征在于 所述陶瓷浇注料(44)的中心孔(48)直径为20mm。
专利摘要一种高温抗变形的碳套辊，涉及碳套辊结构，解决现有碳套辊的金属辊芯在高温下易弯曲变形的问题，本碳套辊在金属辊芯辊身的两端内壁分别均匀焊接数根挡筋条；在辊身空腔内置有陶瓷浇注料，陶瓷浇注料的中央沿辊身的轴向留有中心孔；第一轴头的中心沿辊身的轴向设有与中心孔连通的排气孔。本实用新型的高温抗变形的碳套辊中的辊芯是一种在金属空腔内部灌注陶瓷浇注料的金属与陶瓷复合结构，由于陶瓷浇注料在高温下的强度远高于金属材料的高温强度，从而为金属辊身起到支撑作用，提高了碳套辊辊芯在高温下的抗变性能力，延长了碳套辊辊芯的在机使用寿命，有利于提高机组生产能力。
文档编号C21D9/54GK202482364SQ20122000736
公开日2012年10月10日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者姜华, 曹世宙, 梁军, 温宏权, 王晨翀, 赵春涛, 郑建伟 申请人:宝山钢铁股份有限公司