轧辊表面处理装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种轧辊表面处理装置，该装置包括：处理槽，用于容纳和轧辊表面发生氧化反应的氧化液；加热器，位于所述处理槽中或者位于所述处理槽附近，用于加热所述处理槽中的氧化液；支撑装置，位于所述处理槽侧面，用于支撑轧辊的辊颈。本实用新型可以在轧辊表面生成均匀致密的氧化膜层，使其成分和组织不同于坯料，从而有效降低轧辊和坯料间的摩擦系数。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及冶金机械设备【技术领域】，特别涉及一种轧辊表面处理装置及工 艺。 轧辊表面处理装置
【背景技术】
[0002] 金属，例如钢铁，热轧生产过程中，高温状态下的坯料与轧辊接触的部位由于巨大 的压力和剧烈的摩擦作用，坯料上的部分金属会和轧辊表面产生粘连，使这部分金属脱离 坯料并形成钢屑粘在轧辊上（俗称粘钢），钢屑在轧辊和轧机冷却水的作用下迅速冷却，硬 度随着钢屑的冷却急剧变大，在随后的轧制过程中，粘有钢屑的轧辊会将坯料表面压出凹 坑或沟槽，特别是当成品轧机的轧辊粘上钢屑后，将严重影响成品的表面质量，甚至造成废 品。
[0003] 轧辊容易粘上钢屑主要是因为轧辊和高温坯料之间的摩擦系数过大，使轧制过程 中轧辊和坯料的摩擦状态由滑动摩擦变为粘着摩擦。在热轧工艺领域，围绕如何降低轧辊 和坯料间的摩擦系数这一问题，出现了许多解决办法。
[0004] 目前，常用的方法是在轧机入口处安装喷嘴，向轧辊和坯料之间喷高压水，使水压 到轧辊和坯料的缝隙中形成一层高压水膜，利用水膜的润滑作用降低轧辊和坯料间的摩擦 系数，该方法能较大程度减轻轧辊粘钢，提高产品的表面质量，但由于使用的介质为高压 水，在润滑的同时会急剧降低坯料的温度，使坯料的变形抗力增大，乳制压力和轧机能耗增 力口，在生产厚度较薄的型钢时，该问题尤其突出，甚至严重影响生产的正常进行。
[0005] 为了减轻上述高压水润滑带来的不利影响，出现了以乳化液代替高压水的解决方 法，该方法将机油和水按照一定的比例混合成乳化液，为了在润滑的同时尽量不降低坯料 的温度，通常采用较小压力、较小流量喷向轧辊和坯料之间，该方法虽然实现了在降低轧辊 和坯料间摩擦系数的同时，不会显著降低坯料的温度，但却造成了润滑成本的升高和水的 污染。
[0006] 通常情况下，材料的成分或组织越接近，相互间的摩擦系数越大，因此热轧生产 时，同为钢质的轧辊与坯料间摩擦系数很大，容易发生粘钢。而不同成分或组织的材料间摩 擦系数则较小。根据这一原理，有采用对轧辊表面喷涂涂层的处理方法，该方法通过改变轧 辊表面的成分使其不同于坯料从而降低摩擦系数，但喷涂涂层处理法存在涂层附着力差、 有孔洞和成本高等缺点。激光处理法则通过激光束对轧辊表面进行高温处理，使轧辊表面 形成淬火组织使其不同于坯料从而降低摩擦系数，但激光淬火处理方法存在轧辊表面组织 不均匀、摩擦系数不一致，乳辊表面硬度过大生产结束后修复困难等问题。 实用新型内容
[0007] 本实用新型的目的在于提供一种轧辊表面处理工艺，以解决目前采用润滑介质造 成坯料温度下降或污染环境的问题。
[0008] 本实用新型的另一目的在于提供一种轧辊表面处理装置，以解决上述问题及更好 的实施上述工艺。
[0009] 为了解决上述问题，本实用新型提供的轧辊表面处理装置的技术方案如下：
[0010] 一种轧辊表面处理装置，其包括：处理槽，用于容纳和轧辊表面发生氧化反应的氧 化液；加热器，位于所述处理槽中或者位于所述处理槽附近，用于加热所述处理槽中的氧化 液；支撑装置，位于所述处理槽侧面，用于支撑轧辊的辊颈。
[0011] 根据上述轧辊表面处理装置的一种优选实施方式，所述处理槽呈开口向上的箱型 结构，且所述处理槽上方还设有保温罩，以保持氧化液温度。
[0012] 根据上述轧辊表面处理装置的一种优选实施方式，所述处理槽上边缘两侧设有左 右对应的半圆形的槽口；所述保温罩也为开口向下的箱型结构，且所述保温罩下边缘两侧 设有左右对应的半圆形的槽口，所述处理槽的槽口和所述保温罩的槽口分别对应，以通过 轧辊的辊颈。
[0013] 根据上述轧辊表面处理装置的一种优选实施方式，在所述处理槽的槽口的两侧， 所述处理槽上边缘向外延伸有水平凸缘；在所述保温罩的槽口两侧，所述保温罩的边缘也 向外延伸有水平凸缘；所述保温罩的水平凸缘设于所述处理槽的水平凸缘上方。
[0014] 根据上述轧辊表面处理装置的一种优选实施方式，所述加热器为放置于所述处理 槽中的电加热块。
[0015] 根据上述轧辊表面处理装置的一种优选实施方式，所述支撑装置包括：支架，设于 所述处理槽两侧；支撑辊，包括主动支撑辊、从动支撑辊，所述主动支撑辊、从动支撑辊相互 平行且可水平旋转地设于所述支架上，以使轧辊的辊颈设置在所述主动支撑辊、从动支撑 辊之间；电机，与所述主动支撑辊连接，以驱动所述主动支撑辊旋转。
[0016] 为了解决上述问题，本实用新型提供的轧辊表面处理工艺的技术方案如下：
[0017] 一种轧辊表面处理工艺，其包括以下步骤：配制用于在轧辊表面形成氧化膜层的 氧化液；加热氧化液；利用加热的氧化液预热轧辊的辊面；预热完毕，使氧化液和轧辊的辊 面发生氧化反应；反应结束，移走并清理轧辊。
[0018] 根据上述轧辊表面处理工艺的一种优选实施方式，氧化液中包括硝酸钠、氢氧化 钠、亚硝酸钠、水，以在轧辊表面生成四氧化三铁氧化膜层，且所述硝酸钠、氢氧化钠、亚硝 酸钠、水的重量比为1?2:11?13:3?4:20?25。
[0019] 根据上述轧辊表面处理工艺的一种优选实施方式，利用加热的氧化液预热轧辊的 辊面时，乳辊辊面的1/4-1/3的浸入到氧化液中，并在氧化液中以第一转速旋转；氧化液的 加热温度为130_160°C之间，第一转速大于等于0. 2m/s，预热时间为0. 5-1小时。
[0020] 根据上述轧辊表面处理工艺的一种优选实施方式，氧化液和轧辊的辊面发生氧化 反应时，乳辊在氧化液中以第二转速旋转；氧化液的加热温度为130-160°c之间，第二转速 小于等于〇.lm/s，氧化反应时间为3-4小时。
[0021] 综上，本实用新型提供一种轧辊表面处理装置及工艺，可以在轧辊表面生成均匀 致密的氧化膜层，使其成分和组织不同于坯料，从而有效降低轧辊和坯料间的摩擦系数。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本实用新型的装置实施例的主视结构示意图；
[0023] 图2为轧辊吊装至本实用新型的装置实施例之上后的主视结构（不包括保温罩） 示意图；
[0024] 图3为本实用新型的装置实施例的支架、支撑辊与轧辊之间的位置关系示意图；
[0025] 图4为本实用新型的装置实施例的处理槽、保温罩与轧辊之间的位置关系示意 图。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细说明。
[0027] 如图1所示，本实用新型的装置实施例包括底座1、处理槽2、加热器4、支架5、电 机6、主动支撑辊7、从动支撑辊8、保温罩9。如图2-图4所示，利用本实用新型的装置实 施例在轧辊100的表面发生氧化反应。
[0028] 具体而言，底座1具有一平坦的上表面，处理槽2、支架5等固定于底座1的上表 面。处理槽2用于容纳和轧辊表面发生氧化反应的氧化液3,其形状并无限制。加热器4位 于处理槽2中，用于加热处理槽2中的氧化液3。优选地，加热器4为可以浸泡于氧化液3 中的电加热块。在其他实施例中，加热器也可以设置在处理槽外部，例如利用电磁波等方式 对氧化液进行加热时，加热器等可以放置于处理槽外部。支架5、包括主动支撑辊7和从动 支撑辊8在内的支撑辊组成轧辊100的支撑装置，本实施例的支撑装置包括两组，分别位于 处理槽2侧面，用于支撑轧辊100两端的两个辊颈101。
[0029] 如图1、图4所示，处理槽2呈开口向上的箱型结构，优选地，处理槽2的整体外观 呈长方体。此外，处理槽2上方还设有保温罩9,以保持氧化液3温度，避免其温度下降较 快。
[0030] 为了能够使处理槽2、保温罩9的边缘和轧辊100的辊颈101之间尽可能相互靠 近、避免热量流失，处理槽2的上边缘两侧设有左右对应的半圆形的槽口 20。保温罩9为开 口向下的箱型结构，其开口和处理槽2的开口大小、形状基本相同。保温罩9的下边缘两侧 设有左右对应的半圆形的槽口 90,处理槽2的两个槽口 20和保温罩9的两个槽口 90分别 对应，乳辊100的两个辊颈101分别通过由槽口 20、槽口 90组成的两个圆形通孔中。
[0031] 再如图1、图4所示，在处理槽2的槽口 20的两侧，处理槽20的上边缘向外延伸有 水平凸缘21。在保温罩9的槽口 90两侧，保温罩9的边缘也向外延伸有水平凸缘91，保温 罩9的水平凸缘91设于处理槽2的水平凸缘21上方，这样可以使保温罩9简单、稳定地设 置在处理槽2上方。
[0032] 如图3所示，支架5为框架式结构，两支架5分别设于处理槽2两侧。主动支撑辊 7、从动支撑辊8相互平行且可水平旋转地设于支架5的上部，二者之间间隔一定距离。轧 辊100的辊颈101放置在主动支撑辊7、从动支撑辊8之间。电机6固定于支架5的下部， 通过皮带传动机构或者链条传动机构与主动支撑棍7连接，以驱动主动支撑棍7旋转，进而 驱动棍颈101旋转。
[0033] 在应用本实施例时，对轧辊100进行表面处理前，首先配制氧化液，氧化液优选包 括硝酸钠、氢氧化钠、亚硝酸钠、水，以在轧辊的辊面生成四氧化三铁氧化膜层，且硝酸钠、 氢氧化钠、亚硝酸钠、水的重量比为1?2:11?13:3?4:20?25。
[0034] 接着，设定好目标温度并打开加热开关。
[0035] 加热器4将处理槽2内的氧化液3加热到130_160°C之间后，打开保温罩9,将轧 辊100吊装到主动支撑辊7、从动支撑辊8上方，并使轧辊100的1/4-1/3的辊面浸入到处 理槽2内的氧化液3中。
[0036] 盖上保温罩9后，打开电机6的开关，在左右两侧电机6的带动下，两侧的主动支 撑辊7 -起转动，带动轧辊100以较快的速度旋转，例如以不小于0. 2m/s的速度旋转，利用 处理槽2内的高温氧化液3对快速旋转的轧辊100进行连续预热，防止预热不均产生的应 力对轧辊100产生不良影响，预热的时间以0. 5-1小时为宜。
[0037] 预热完毕后，降低电机6的转速，使轧辊100的辊面以较慢的速度旋转，例如在不 大于0.lm/s的速度下与处理槽2内的氧化液3反应，经过2-4小时完成氧化处理。反应结 束后，乳辊100的表面会形成一层致密的氧化膜层，且该氧化膜层的主要成分为四氧化三 铁，显然地，该氧化膜层的成分及组织不同于轧机的坯料。
[0038] 当轧辊100的辊面形成蓝色致密均匀的氧化膜层时，即表明氧化液对轧辊100表 面的氧化处理完毕，打开保温罩9,吊走轧辊100,进行下一支轧辊的处理或关掉电源。
[0039] 在上述反应过程中，乳辊100在各阶段的转速、预热时间、反应时间均可以根据氧 化液的温度、浓度和轧辊1〇〇的大小进行适当调整。
[0040] 综上所述，本实用新型通过对轧辊表面进行处理，改变轧辊表面的成分和组织，使 其不同于坯料，从而可以降低摩擦系数，减少粘钢的发生，提高产品质量。
[0041] 此外，本实用新型在应用过程中，仅消耗少量电能，所使用的氧化液成本低廉且可 反复使用，氧化液放置在处理槽内，不会排放的周围环境中，到达使用寿命后可回收处理， 不会造成环境的污染。不仅能解决采用润滑介质造成坯料温度下降或污染环境的问题，而 且能够克服激光处理方法存在的表面组织不均匀、表面硬度大修复困难和喷涂涂层方法存 在涂层附着力差、有孔洞等缺点。
[0042] 由上可见，本实用新型具有成本低、安全环保且应用效果好的优点。
[〇〇43] 由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实 施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有 的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包 含。
【权利要求】
1. 一种轧辊表面处理装置，其特征在于，包括： 处理槽，用于容纳和轧辊表面发生氧化反应的氧化液； 加热器，位于所述处理槽中或者位于所述处理槽附近，用于加热所述处理槽中的氧化 液； 支撑装置，位于所述处理槽侧面，用于支撑轧辊的辊颈。
2. 根据权利要求1所述的轧辊表面处理装置，其特征在于，所述处理槽呈开口向上的 箱型结构，且所述处理槽上方还设有保温罩，以保持氧化液温度。
3. 根据权利要求2所述的轧辊表面处理装置，其特征在于，所述处理槽上边缘两侧设 有左右对应的半圆形的槽口； 所述保温罩也为开口向下的箱型结构，且所述保温罩下边缘两侧设有左右对应的半圆 形的槽口，所述处理槽的槽口和所述保温罩的槽口分别对应，以通过轧辊的辊颈。
4. 根据权利要求3所述的轧辊表面处理装置，其特征在于，在所述处理槽的槽口的两 侧，所述处理槽上边缘向外延伸有水平凸缘； 在所述保温罩的槽口两侧，所述保温罩的边缘也向外延伸有水平凸缘；所述保温罩的 水平凸缘设于所述处理槽的水平凸缘上方。
5. 根据权利要求1所述的轧辊表面处理装置，其特征在于，所述加热器为放置于所述 处理槽中的电加热块。
6. 根据权利要求1所述的轧辊表面处理装置，其特征在于，所述支撑装置包括： 支架，设于所述处理槽两侧； 支撑辊，包括主动支撑辊、从动支撑辊，所述主动支撑辊、从动支撑辊相互平行且可水 平旋转地设于所述支架上，以使轧辊的辊颈设置在所述主动支撑辊、从动支撑辊之间； 电机，与所述主动支撑辊连接，以驱动所述主动支撑辊旋转。
【文档编号】C23C22/62GK203866383SQ201420291851
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】霍喜伟, 袁淑君, 纪进立, 宋治国, 孔令坤, 范旭 申请人:莱芜钢铁集团有限公司