一种轧辊辊身热交换结构的制作方法

本发明涉及金属冶炼行业，具体涉及扎辊。

背景技术：

当今我国热连轧钢材的年产量超过十亿吨，轧辊的年消耗量百万吨以上，传统生产技术制作的轧辊为外冷却式的方式是：为抑制轧辊在服役时表面与炽热(通常1100℃～1150℃)的轧件接触而造成温度升高而对接触所进行充分的介质(通常是水)冷却。该冷却方式是在一定程度上抑制了辊面温升，但使轧辊表面受到冷热循环的冲击，产生大的外变应力，在轧制力叠加作用下使辊面过早地产生疲劳裂纹耐使辊面失效。再者该冷却方式在冷却辊面的同时也不可避免地对轧件进行了冷却，造成轧件的降温，为弥补这部份的温度损失，钢坯的加热出炉温度不得不提高数十度甚至近百度，这就意味着加大了能源消耗，加大了加热设备的负担，轧件在高温时被水浸淋造成表面氧化加剧，产生大量的氧化铁皮，既恶化了轧制作业，又降低了钢材出品率。

技术实现要素：

本实用新型的实用新型目的在于：为了克服现有技术的不足，提供一种能够使扎辊降温但不影响轧件温度的轧辊辊身热交换结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种轧辊辊身热交换结构，包括辊身及液体导向器，所述辊身为中空结构，所述辊身的内壁设有若干散热槽，两相邻所述散热槽之间形成叶片，所述叶片与若干所述散热槽形成散热器，所述液体导向器收容于所述辊身内部，所述液体导向器括进水管及导向管，所述导向管与所述辊身的内壁之间的间隙形成热交换器，所述散热器位于所述热交换器中，冷却液从所述进水管进入所述辊身，并流经所述热交换器及所述散热器将所述辊身的热量带走使所述辊身降温。

进一步地，所述散热槽及所述叶片表面喷涂有金属涂层，所述金属涂层具有高热传导性及高抗氧化性。

进一步地，所述辊身包括工作层、过渡层及内层，所述过渡层位于所述工作层及所述内层之间，所述散热器设置于所述内层上。

进一步地，所述过渡层的厚度为1mm-5mm。

进一步地，所述液体导向器还包括第一安装架及第二安装架，所述第一安装架及第二安装架安装于所述进水管，所述第一安装架设有进水孔，所述第二安装架设有泄水孔，所述进水管进入的冷却液从所述进水孔进入所述热交换器，并通过所述泄水孔从所述热交换器流出。

进一步地，所述轧辊辊身热交换结构还包括被动端辊脖及主动端辊脖，所述被动端辊脖及所述主动端辊脖可拆卸地安装于所述辊身的两端。

进一步地，所述轧辊辊身热交换结构还包括压紧弹簧，部分所述压紧弹簧位于所述第一安装架与所述主动端辊脖之间，部分所述压紧弹簧位于所述第二安装架与所述被动端辊脖之间。

进一步地，所述轧辊辊身热交换结构还包括辊身温度测控仪、进水流量测控器及数据处理器，所述辊身温度测控仪检测所述辊身的温度，所述进水流量测控器控制所述进水管的进水量，所述数据处理器根据所述辊身温度测控仪反馈的辊身温度调节所述进水管的进水量以便于调节所述辊身的温度。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

(1)本发明制作的轧辊辊身热交换结构的辊身为中空结构，辊身的内壁设有若干散热槽，两相邻散热槽之间形成叶片，叶片与若干散热槽形成散热器，液体导向器收容于辊身内部，液体导向器括进水管及导向管，导向管与辊身的内壁之间的间隙形成热交换器，散热器位于热交换器中，冷却液从进水管进入辊身，并流经热交换器及散热器将辊身的热量带走使辊身降温。使用寿命延长，减少了换辊时间，提高了设备作业率，钢坯的加热温度降低，延长了回执设备寿命，减少了轧件的氧化，使轧材表面光洁度提高，改善了轧制作业，钢材出品率提高，企业生产效益提高。再者使用本发明制作的轧辊辊身热交换结构能让水泵降低，生产过程中的碳排量减少，还有使用报废的轧辊经拆卸一些部件可循环使用，给国家提倡再制作工程带来大的便利。

(2)本发明制作的轧辊辊身热交换结构独有的液体热交换系统与外围的测控系统，实现了对轧辊服役时温度的自动控制，无需对辊面进行水冷，这就避免了对轧件造成的喷淋，实现了钢材热连轧成型辊面及轧件的无水冷生产工艺。

(3)本发明制作的轧辊辊身热交换结构的辊脖与辊身设计为装配式的，实现了不同性能材料的优化组合，为大幅度提高轧辊寿命找到有效途径，本发明制作的轧辊辊身热交换结构设计为中空式的内腔，利用内腔的空间组装成冷却液热交换系统与外围的测控系统实现轧辊温度的自动调控，本发明技术制作轧辊辊身热交换结构辊脖与辊身及液体导向器的安装方式使用可靠，拆卸方便。

【附图说明】

图1为本实用新型轧辊辊身热交换结构的一结构示意图；

图2为图1轧辊辊身热交换结构的辊身的一结构示意图；

图3为图1轧辊辊身热交换结构的液体导向器的一结构示意图。

图中：1、被动端辊脖；2、辊身；21、工作层；210、凹槽22、过渡层；23、内层；24、第二紧固孔；25、第二销孔；26、散热槽；4、散热器；5、液体导向器；51、进水管；52、第一安装架；520、进水孔；53、导向管；54、第二安装架；540、泄水孔；6、主动端辊脖；7、压紧弹簧；8、锁紧销轴；9、防松螺栓；10、紧固螺栓；91、旋转接头；92、出水管；93、进水流量测控器。

【具体实施方式】

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1-图3，本实用新型轧辊辊身热交换结构包括被动端辊脖1、辊身2、散热器4、液体导向器5、主动端辊脖6、压紧弹簧7、锁紧销轴8、防松螺栓9、紧固螺栓10、旋转接头 91、出水管92、进水流量测控器93、辊身温度测控仪及数据处理器。

辊身2包括工作层21、过渡层22及内层23。工作层21为高强度、高硬度、高耐磨性材料制成。在一实施例中，工作层21为过共析高合金钢成分。内层23为高韧性、高强度材料制成。在一实施例中，内层23为中碳低合金结构钢成分。过渡层22为1mm-5mm。内层23上设有第二紧固孔24、第二销孔25及若干散热槽26。第二紧固孔24、第二销孔25位于辊身2的一端。相邻两散热槽26之间形成叶片，叶片与散热槽26形成散热器4。叶片与散热槽26表面喷涂有金属涂层，金属涂层具有高热传导性及高抗氧化性。上述设计充分地增加叶片面积，由于叶片长期受水的浸泡易发生氧化锈蚀影响热交换，故对散热器4进行提高热传导及防氧化金属涂层的处理是必要的。

液体导向器5包括进水管51、第一安装架52、导向管53、第二安装架54。第一安装架 52及第二安装架54固定安装于进水管51。导向管53两端分别固定安装于第一安装架52及第二安装架54。第一安装架52及第二安装架54之间的距离与辊身2的长度大致相等。第一安装架52设有进水孔520。第二安装架54设有泄水孔540。导向管53与辊身2的内层23之间形成热交换器。

组装轧辊辊身热交换结构时，主动端辊脖6通过安装结构可拆卸地固定安装于辊身2的一端。部分压紧弹簧7一端收容于主动端辊脖6，液体导向器5的第一安装架52端部与压紧弹簧7抵触。另一部分压紧弹簧7一端收容于被动端辊脖1，被动端辊脖1通过安装结构可拆卸地固定安装于辊身2的另一端。此时液体导向器5的第二安装架54端部收容于被动端辊脖1 并与与压紧弹簧7抵触。此时液体导向器安装槽5收容于辊身2及被动端辊脖1的中空内部。旋转接头91安装于被动端辊脖1的端部并与液体导向器5的进水管51连通。出水管92及进水流量测控器93与旋转接头91连接。

使用轧辊辊身热交换结构时，辊身温度测控仪检测辊身2的温度。冷却液从进水流量测控器93进入液体导向器5的进水管51，并通过进水孔520进入热交换器，并通过泄水孔540从出水管92流出，降低辊身的温度。此时辊身温度测控仪检测辊身2的温度，数据处理器根据辊身温度测控仪反馈的数据调节进水流量测控器93的冷却液流量，以便于辊身2处于需要的温度。

本发明制作的轧辊辊身热交换结构的辊脖与辊身2计为装配式的，实现了不同性能材料的优化组合，为大幅度提高轧辊寿命找到有效途径，本发明制作的轧辊辊身热交换结构设计为中空式的内腔，利用内腔的空间组装成冷却液热交换系统与外围的测控系统实现轧辊温度的自动调控，本发明技术制作轧辊辊身热交换结构辊脖与辊身2及液体导向器5的安装方式使用可靠，拆卸方便。本发明制作的轧辊辊身热交换结构独有的液体热交换系统与外围的测控系统，实现了对轧辊服役时温度的自动控制，无需对辊面进行水冷，这就避免了对轧件造成的浸淋，实现了钢材热连轧成型辊面及轧件的无水冷生产工艺。使用本发明制作的轧辊辊身热交换结构，使用寿命延长，减少了换辊时间，提高了设备作业率，钢坯的加热温度降低，延长了回执设备寿命，减少了轧件的氧化，使轧材表面光洁度提高，改善了轧制作业，钢材出品率提高，企业生产效益提高。再者使用本发明制作的轧辊辊身热交换结构能量水泵降低，生产过程中的碳排量减少，还有使用报废的轧辊经拆卸一些部件可循环使用，给国家提倡再制作工程带来大的便利。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。