专利名称：一种可循环利用的辊环轧辊及制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于生产棒线、板带、型材等的可循环利用的 辊环轧辊及其制造方法，应用于黑色和有色金属轧制。
背景技术：
"十五"以来，我国的钢产量以第年30%以上的增幅发展，直 接拉动了轧辊制造业的产能扩张。目前我国现有的300多家大大小 小的轧辊厂，产出能力达到70万吨左右。中国既是产钢最大国， 也是轧辊最大生产的消耗国。在轧辊结构上，国内外的情况一致， 除小部分特殊形状的轧辊如万能轧机水平辊、立辊，管线部分轧辊， 型材矫直辊、悬臂式轧机轧辊采用循环使用分体结构轧辊外，90% 以上的各类型轧辊都是整体结构。轧辊在使用过程中条件十分恶劣，既要承受巨大的轧制压力， 传递巨大的扭矩，又要经受反复的疲劳与热沖击。轧辊在使用过程 中，时刻关系到人身安全与设备安全，因而对安全性的要求十分苛 刻，这就需要轧辊有较高的韧性；与此同时，为了提高钢材产量与 产品表面质量，钢铁企业对轧辊的使用寿命及耐磨性的要求也曰益 提高，这就需要轧辊工作层采用硬度高的耐磨材料。国内外科技工作者一直在做辊环轧辊的探计和实践工作。这方 面的主要工作有CN2129657Y "预应力组合轧辊"、CN1142993A "—种高能量轧 辊"、CN1059482A "钢铁胶粘组合轧辊工艺"、CN1092992A "组合式 空心轧辊及其制造方法"、ZL02223546. 9 "辊环复合轧辊"等；这 些组合式辊环(辊套)轧辊以各种不同方式将耐磨合金辊环(辊套) 与芯轴连接在一起。他们均没有提到辊环必须是"外硬内韧"，从 而在确保轧辊安全使用的前提下提高使用寿命，在实际使用中这些轧辊会存在崩套、^c坏等现象，因而没有大面积推广。发明内容本发明的目的在于提供一种轧辊结构稳定、安全性好、提高轧 辊使用寿命、节约能源消耗及降低生产成本的可循环利用的辊环轧 辊，同时本发明还提供此种辊环轧辊的制造方法。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是本发明所述的一 种可循环利用的辊环.轧辊由外环、内环及芯轴三部分组成，外环采 用高速钢或高铬铸铁或高铬钢或镍硬铸铁或高硼合金钢等材料作 为耐磨材料，是一层耐磨外环；而内环采用无缝钢管或低碳铸钢管 作为材料，是一层高韧性内环，所述芯轴采用经过4佥验的报废整体 轧辊或铸钢件或锻钢件或铸铁件。将内环的外表面清理后，预热至300—800。C,放入型砂中，将 16 0 0-16 5 0 °C的高速钢液或高铬铸铁液或高铬钢液或镍硬铸铁液或 高硼合金钢液浇铸到型砂中，在浇铸过程中保持合金钢液温度为 1490—1540。C。钢液在凝固过程中内环和外环两层金属完全熔合结 合一层无缺陷的双金属辊环，再通过过盈配合的方式与芯轴联结成一个有机整体构成辊环轧辊。采用如上技术方案提供的可循环利用的辊环轧辊及制造方法， 与现有技术相比技术效果在于1、轧辊结构稳定，安全性高，使用中不会出现辊环的松动、 石皮裂现象；2、变废为宝，可将现用的大量废轧辊循环使用，其利用率在 60%以上；3、 较大幅度提高轧辊使用寿命。耐磨外环的材料选择与设计 范围更宽，即使是用同样的材料，由于整体轧辊体积大而无法确保 热处理效果，而辊环则能确保整体淬透、淬硬，因而使用寿命更高， 轧制效果更好；4、 节能降耗减污。与整体轧辊相比，每生产一吨轧辊，铸件将减少60%。我国铸铁件能耗利用率为15 — 25%，每生产1吨合格 铸铁件的能耗为500—700kg标煤，占生产成本的15%。全国轧辊产 量约70万吨，由此节约的能源和减少的污染是巨大的。5、设备要求相对较低，投资省。生产大型轧辊需要大型熔炼 炉，投资很大，如75吨LF/VD钢包精炼炉、45吨电弧炉等，而采 用辊环结构，只需5吨、IO吨电弧炉和一般的中频炉即可。
附图为本发明所述的 一 种可循环利用的辊环寿L辊结构剖视示 意图，亦为本发明的摘要附图具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的具体实施方式
作进一步的详细描述o如附图所述，所述的辊环轧辊包括外环3、内环2及芯轴1三 部分，外环3是采用高速钢或高铬铸铁或高铬钢或镍硬铸铁或高硼 合金钢等作为材质，其中高速钢为铸造高碳高速钢，它是一层耐磨 外环；内环2通常采用无缝钢管或采用低碳铸钢管作材质，它是一 层高韧性内环；芯轴1采用才艮废的整体轧辊或铸钢件或锻钢件或铸 铁件。在芯轴1的辊身部分过盈配合有由内环2、外环3熔合的双 金属辊环，所述过盈配合可采用H7/s6过盈配合。采用中频炉熔炼，所述中频炉可选用公称容量为500公斤或 15 0 0公斤等的中频炉。将高速钢或高铬铸铁或高铬钢或高硼合金钢 等作为外环3的原材料放入中频炉中加热熔化成合金钢液，当合金 钢液温度达1600—165(TC时出钢；把作为高韧性内环2的无缝钢管 (如Q195无缝钢管)或低碳铸钢管的外表面清理干净后预热到300 —800。C放入砂型中，将温度为1600—165(TC的合金钢液浇铸到砂 型中。在浇铸过程中保持合金钢液温度为1490——1540。C范围，在 随后的合金钢液凝固过程中，外环3的耐磨金属与内环2的高韧性 金属完全熔合形成双金属辊环，双金属辊环经热理处加工后用过盈配合的方式与芯轴1联结成一个有机整体构成的辊环轧辊。轧辊使 用完毕后，通过感应加热等方式将双金属辊环与芯轴1分离，双金 属辊环回炉熔炼成制新的辊环，芯轴1经检验后可循环使用。实施例1，棒材轧辊耐磨外环3采用高硼合金钢，高韧性内环2采用Q195无缝钢 管，芯轴l采用报废的整体辊，用公称容量为500公斤的中频炉将 高硼合金钢熔化钢液，当450公斤钢液温度达165(TC的出钢，浇铸 时钢液温度为1520°C,内环2预热到50(TC，过盈配合选H7/s6。 在某单位棒材二厂使用，过钢量比原用轧辊提高二倍以上，使用稳 定。无-皮环现象；实施例2带钢轧辊耐磨外环3采用铸造高碳高速钢，高韧性内环2采用Q 195无 缝钢管，芯轴l采用报废的整体辊，用公称容量为500公斤的中频 炉将無造高碳高速钢熔化成钢液，当350公斤钢液温度达1650。C时 出钢，浇注时钢液温度为1540°C,内环2预热到30(TC,过盈配合 选H7/s6。在某钢厂使用，过钢量比原用轧辊提高三倍以上，使用 稳定，无破环现象。实施例3,型材轧辊耐磨外环3采用高铬铸铁，高韧性内环2采用Q195无缝钢管， 芯轴1采用报废的整体辊。用公称容量为1500公斤中频炉将高铬 铸铁熔化成钢液，当1200公斤钢液温度达160(TC时出钢，浇铸时 钢液温度为149(TC,内环2预热到80(TC,过盈配合选H7/s6。在 某型材厂使用，过钢量比原用轧辊提高二倍以上，使用稳定，无破 环现象。
权利要求
1、一种可循环利用的辊环轧辊，其特征在于在芯轴(1)的辊身部分过盈配合有双金属辊环，双金属辊环由内环(2)、外环(3)熔合而成。
2、 根据权利要求1所逸的一种可循环利用的辊环轧辊的制造 方法，其特征在于用中频炉，把作为外环(3)原材料的高速钢 或高铬铸铁或高铬钢或镍硬铸铁或高硼合金钢放入到中频炉中加 热熔化成合金钢液，当合金钢液温度达1600—1650。C时出钢；把作 为内环(2)的无缝钢管或低碳铸钢管的外表面清理后预热到300 一80(TC放入砂型中，将温度为1600—165(TC的合金钢液浇铸到砂 型中，在浇铸过程保持合金钢液温度为1490—154(TC，—在合金钢液 凝固过程中外环(3 )与内环(2 )熔合形成双金属辊环，双金属辊 环经热处理加工后用过盈配合的方式与芯轴(1)联结成辊环轧辊。
3、 根据权利要求1所述的一种可循环利用的辊环轧辊，其特 征在于芯轴(1)可利用报废的整体轧辊或铸钢件或锻钢件或铸 铁件。
全文摘要
本发明公开了一种由芯轴、内环、外环组成的可循环利用的辊环轧辊及制造方法，在芯轴的轴身部分过盈配合有由内环、外环溶合而成的双金属辊环。把作为外环原材料的高速钢或高镍铸铁等放到中频炉中加热熔化成温度为1600-1650℃的合金钢液，把作为内环又经清理后的无缝钢管或低碳铸钢管预热到300-800℃放入砂型中，将高温合金钢液浇铸到砂型内并保持1490-1540℃的浇铸温度，在钢液凝固过程中由外环与内环熔化成双金属辊环，经热处理加工后与芯轴过盈配合成辊环轧辊，结构稳定，使用寿命长。
文档编号B21B27/03GK101239359SQ20081003062
公开日2008年8月13日 申请日期2008年2月4日 优先权日2008年2月4日
发明者勇 向, 李聚良, 李苏人, 星 郑, 陈牧原 申请人:李聚良