锻钢冷轧辊表面热处理设备及其方法与流程

1.本发明涉及轧辊表面热处理技术领域，具体为锻钢冷轧辊表面热处理设备及其方法。


背景技术：

2.冷轧辊是直接与带钢相接触的重要工具，其表面硬度的均匀性决定着带钢的表面质量。在对锻钢冷轧辊进行表面热处理时，冷轧辊表面硬度的均匀性不仅取决于淬火时温度的均匀性，同时也取决于回火时温度的均匀性；目前，冷轧辊回火热处理还主要以台车式的电阻带加热的空气炉为主，空气炉内虽然设有风机搅拌，以提高冷轧辊受热的均匀性，但实际上，受摆放位置、装炉量等因素的影响，轧辊仍存在有一定的温度不均匀现象(一般在2-5℃之间)，只能满足常规冷轧辊的生产要求，随着市场对带钢板面质量要求的提高，冷轧辊硬度均匀性的要求也被大大的提高了，而传统的冷轧辊回火热处理设备，已经无法满足日益提高的质量需求。
3.中国专利公告号为：cn103834790b的发明专利提供了一种高温度均匀性冷轧辊回火热处理设备，包括导热油加热槽(1)，所述的导热油加热槽(1)通过第一导热油管(5)与热处理过程槽(2)的内腔相连通，热处理过程槽(2)的内腔下部设有搅拌系统(7)，且热处理过程槽(2)的底壁和侧壁上皆设有通过第二导热油管(4)与导热油加热槽(1)相连通的热交换系统(6)，导热油加热槽(1)出口处的第一导热油管(5)和第二导热油管(4)上皆设有手动阀门(9)，手动阀门(9)后侧的第一导热油管(5)和第二导热油管(4)上分别设有由控制系统(2)控制的电磁阀(10)。本发明的槽内温度均匀性可以达到
±
1℃，解决了高均匀性要求的轧辊热处理，适宜推广使用。
4.上述冷轧辊回火热处理设备中，通过导热油替代空气炉对冷轧辊进行回火，虽然大大提高了温度的均匀性，然而在实际应用中我们发现，其仍然存在有一定的不足之处，比如：
5.上述冷轧辊回火热处理设备在回火时，冷轧辊直接摆放在过程槽内，受摆放位置、摆放角度、被遮挡位置等影响，也会导致冷轧辊受热不均匀；
6.基于此，我们提出了一种锻钢冷轧辊表面热处理设备及其方法。


技术实现要素：

7.(一)解决的技术问题
8.针对现有技术的不足，本发明提供了锻钢冷轧辊表面热处理设备及其方法，具备回火温度均匀、温差小的优点。
9.(二)技术方案
10.为实现上述回火温度均匀、温差小的目的，本发明提供如下技术方案：锻钢冷轧辊表面热处理设备，包括回火池，所述回火池顶部的左右两侧均固定安装有顶柜，两个所述顶柜之间活动设置有可上下移动的横梁，所述横梁的底部固定安装有控制柜，所述控制柜的
底部活动设置有两个可相互远离或相互靠近的连接臂，两个所述连接臂的底端均固定安装有固定块，两个所述固定块相对的一侧均转动设置有转动盘，两个所述转动盘之间活动夹持固定有若干个冷轧辊；
11.两个所述转动盘相背的一侧均通过内柱活动联结有外套，所述外套转动设置在固定块上，且其末端固定安装有转动轮，所述转动轮的外壁活动啮合有竖齿条，所述竖齿条固定安装在回火池的内底壁上。
12.作为本发明的一种优选技术方案，两个所述顶柜的内部均转动设置有丝杆，所述丝杆的底端转动设置在顶柜的内底壁上，丝杆的顶端延伸至顶柜的外部并固定连接有升降电机的输出轴，升降电机固定安装在顶柜上；
13.两个所述丝杆的外壁均螺纹连接有丝母，所述横梁固定安装在两个丝母之间。
14.作为本发明的一种优选技术方案，所述控制柜的内部转动设置有螺纹杆，所述螺纹杆外壁的左右两侧分别形成有旋向相反的第一螺纹和第二螺纹，所述第一螺纹和第二螺纹的外壁分别螺纹连接有第一螺母和第二螺母，两个所述连接臂分别固定安装在第一螺母和第二螺母的底部；
15.所述螺纹杆上还固定安装有从动轮，所述从动轮的外壁啮合有主动轮，所述主动轮固定安装在夹持电机的输出轴底部，所述夹持电机固定设置在横梁内。
16.作为本发明的一种优选技术方案，所述内柱转动设置在固定块内，且其外壁均匀设置有齿牙，相邻齿牙之间活动设置有棘齿，所述棘齿通过转动轴转动设置在外套内壁开设的收纳槽中；
17.所述棘齿朝内的一侧是斜面，顶部和底部均是平面，所述收纳槽的内壁上形成有与棘齿顶部平面相耦合的限位平面；
18.所述转动轴与收纳槽的连接处还设置有扭簧，所述扭簧为转动轴提供顺时针方向的旋转力。
19.作为本发明的一种优选技术方案，还设置有用于加热导热油的加热罐，所述加热罐通过导油管与回火池相连通，所述导油管上设置有电磁阀；
20.所述回火池的另一侧还贯通连接有出油管。
21.作为本发明的一种优选技术方案，所述回火池的内壁盘设有热交换盘管，所述热交换盘管的一端通过连接管与供油机构相连接，所述供油机构通过副管与加热罐相连接，所述热交换盘管的另一端连接有循环管。
22.作为本发明的一种优选技术方案，所述供油机构包括控制筒、活塞、弹簧、l型杆和压板，所述控制筒固定安装在回火池的外壁上，副管和连接管分别设置在其两侧，且副管和连接管上分别设置有单向进液阀和单向出液阀；
23.所述控制筒的内部活动设置有活塞，所述活塞的底部与控制筒的内底壁之间固定设置有弹簧；
24.左侧顶柜的丝母上还固定安装有l型杆，所述l型杆的底端固定安装有用于推动活塞移动的压板。
25.作为本发明的一种优选技术方案，所述控制柜的底部还通过吊装柱固定连接有竖筒，所述竖筒内转动设置有用于引导流体运动的搅拌轴，所述搅拌轴固定安装在搅拌电机的输出轴底部，所述搅拌电机设置在电机箱内，所述电机箱固定安装在控制柜的底部。
26.作为本发明的一种优选技术方案，所述回火池内横向转动设置有横轴，所述横轴的外壁均匀设置有搅拌叶，所述横轴上还固定安装有旋转轮，所述旋转轮的外壁活动啮合有驱动齿条，所述驱动齿条固定安装在固定块的底部，所述回火池的内底壁上还开设有与所述驱动齿条相对应的竖槽。
27.锻钢冷轧辊表面热处理设备的使用方法，包括以下步骤：
28.s1、控制升降电机运行，使横梁移动至顶柜的顶部，并通过两个转动盘夹持固定住若干个冷轧辊；
29.s2、打开电磁阀，使加热罐内的导热油通过导油管进入到回火池中；
30.s3、控制升降电机运行，使横梁逐渐下移，并使得若干个冷轧辊逐渐浸入到回火池内的导热油中；
31.s4、转动轮与竖齿条相啮合后，通过升降电机以固定频率控制丝杆正反转，通过传动使两个转动盘在回火池内循环的上下移动，进而使得若干个冷轧辊以恒定速度旋转，均匀受热；
32.s5、回火完成后，控制升降电机运行，使横梁移动至顶柜的顶部，并使两个转动盘相互远离，以取下若干个冷轧辊。
33.(三)有益效果
34.与现有技术相比，本发明提供了锻钢冷轧辊表面热处理设备，具备以下
35.有益效果：
36.1、该锻钢冷轧辊表面热处理设备，导热油先在加热罐内加热至预定温度，然后通过导油管充入至回火池内，若干个冷轧辊被夹持固定在两个转动盘之间并浸入到回火池内的导热油中，从而能够对冷轧辊进行回火处理，相较于传统的空气炉回火的方式，导热油回火能够使冷轧辊受热更加均匀。
37.2、该锻钢冷轧辊表面热处理设备，若干个冷轧辊被夹持固定在两个转动盘之间并浸入到回火池内的导热油中，浸入后，以固定频率控制丝杆正反转，通过传动能够使两个转动盘在回火池内循环的上下移动，进而使若干个冷轧辊以恒定的速度旋转，进一步的提高了冷轧辊受热的均匀性，不受摆放位置、摆放角度的影响，同时也没有遮挡。
38.3、该锻钢冷轧辊表面热处理设备，以固定频率控制丝杆正反转时，l型杆和压板也会循环的下压，压板循环下压会来回的推动活塞，通过活塞的来回移动，能够把加热罐内的导热油充入到热交换盘管中，通过热交换盘管中导热油与回火池内原先导热油之间的换热，能够有效的维持回火池内原先导热油的温度，防止因温度变化而影响回火效果。
附图说明
39.图1为本发明整体结构的立体示意图；
40.图2为本发明回火池部分的剖视图；
41.图3为本发明控制柜部分的剖视图；
42.图4为本发明冷轧辊部分的放大示意图；
43.图5为本发明固定块部分的侧视剖面图；
44.图6为本发明图5中a处的放大示意图；
45.图7为本发明控制筒部分的剖视图；
46.图8为本发明一种搅拌机构的示意图；
47.图9为本发明另一种搅拌机构的示意图。
48.图中：1、回火池；2、顶柜；3、丝杆；4、升降电机；5、丝母；6、横梁；7、控制柜；8、连接臂；9、螺纹杆；10、第一螺母；11、第二螺母；12、从动轮；13、主动轮；14、夹持电机；15、固定块；16、转动盘；17、定位柱；18、冷轧辊；19、内柱；20、齿牙；21、外套；22、棘齿；23、转动轮；24、竖齿条；25、转动轴；26、收纳槽；27、限位平面；28、加热罐；29、导油管；30、电磁阀；31、出油管；32、副管；33、连接管；34、热交换盘管；35、循环管；36、控制筒；37、活塞；38、弹簧；39、l型杆；40、压板；41、吊装柱；42、竖筒；43、搅拌轴；44、搅拌电机；45、横轴；46、搅拌叶；47、旋转轮；48、驱动齿条；49、竖槽。
具体实施方式
49.实施例一：
50.请参阅图1-图6，锻钢冷轧辊表面热处理设备，包括内部盛装有加热至预设温度的导热油的回火池1，回火池1顶部的左右两侧均固定安装有顶柜2，两个顶柜2之间活动设置有可上下移动的横梁6，横梁6的底部固定安装有控制柜7，控制柜7的底部活动设置有两个可相互远离或相互靠近的连接臂8，两个连接臂8的底端均固定安装有固定块15，两个固定块15相对的一侧均转动设置有转动盘16，两个转动盘16之间活动夹持固定有若干个冷轧辊18；
51.若干个冷轧辊18被夹持在两个转动盘16之间，然后随着横梁6的上下移动，两个转动盘16及若干个冷轧辊18可以浸入到回火池1内的导热油中，或者从回火池1内的导热油中脱离。
52.两个转动盘16相对的一侧均设置有用于定位冷轧辊18的定位柱17，定位柱17插入到冷轧辊18端部的凹槽内，从而能够有效对冷轧辊18进行定位，在本实施例中，定位柱17设有四组，能够同时定位四个冷轧辊18。
53.如图3所示，两个顶柜2的内部均转动设置有丝杆3，丝杆3的底端转动设置在顶柜2的内底壁上，丝杆3的顶端延伸至顶柜2的外部并固定连接有升降电机4的输出轴，升降电机4固定安装在顶柜2上，两个丝杆3的外壁均螺纹连接有丝母5，横梁6固定安装在两个丝母5之间；
54.升降电机4运行带动其输出轴末端的丝杆3旋转，丝杆3旋转带动其外壁螺纹连接的丝母5上下移动，丝母5上下移动即可带动横梁6上下移动。
55.如图3和图8所示，控制柜7的内部转动设置有螺纹杆9，螺纹杆9外壁的左右两侧分别形成有旋向相反的第一螺纹和第二螺纹，第一螺纹和第二螺纹的外壁分别螺纹连接有第一螺母10和第二螺母11，两个连接臂8分别固定安装在第一螺母10和第二螺母11的底部，螺纹杆9旋转时，通过其外壁旋向相反的第一螺纹和第二螺纹，能够带动第一螺母10和第二螺母11做相反方向的运动，相互靠近或相互远离，第一螺母10和第二螺母11相互靠近或相互远离，即可带动两个连接臂8和两个固定块15相互靠近或相互远离；
56.而螺纹杆9的旋转则依靠夹持电机14进行驱动，具体的：
57.螺纹杆9上固定安装有从动轮12，从动轮12的外壁啮合有主动轮13，主动轮13固定安装在夹持电机14的输出轴底部，夹持电机14固定设置在横梁6内，夹持电机14运行带动其
输出轴末端的主动轮13旋转，主动轮13旋转带动其外壁啮合的从动轮12旋转，从动轮12旋转即可带动螺纹杆9转动。
58.本实施例中，若干个冷轧辊18被夹持固定在两个转动盘16之间并浸入到回火池1内的导热油中，从而能够对冷轧辊18进行回火处理，相较于传统的空气炉回火的方式，导热油回火能够使冷轧辊18的受热更加均匀。
59.如图4、图5和图6所示，两个转动盘16相背的一侧均通过内柱19活动联结有外套21，外套21转动设置在固定块15上，且其末端固定安装有转动轮23，转动轮23的外壁活动啮合有竖齿条24，竖齿条24固定安装在回火池1的内底壁上，若干个冷轧辊18被夹持固定在两个转动盘16之间并浸入到回火池1内的导热油中，浸入后，以固定频率控制丝杆3正反转，通过传动能够使两个转动盘16在回火池1内循环的上下移动(丝杆3正反转带动丝母5上下移动，丝母5上下移动带动横梁6上下移动，横梁6上下移动通过连接臂8即可带动固定块15和转动盘16上下移动)，进而使若干个冷轧辊18在回火池1内循环的上下移动，通过若干个冷轧辊18在回火池1内的上下移动，能够变化冷轧辊18在导热油内的位置，进而提高受热的均匀性；
60.若干个冷轧辊18浸入到导热油中时，转动轮23也与竖齿条24相啮合，随着固定块15循环的上下移动，转动轮23会在竖齿条24的作用下被带动而循环的正反转，转动轮23循环的正反转通过外套21和内柱19的传动，带动转动盘16旋转，进而使若干个冷轧辊18旋转，在本实施例中，外套21与内柱19之间设置有单向旋转机构，使得外套21只能够单向的带动内柱19旋转，在另一个方向外套21会单独旋转，进而，两个转动盘16在回火池1内循环的上下移动时，会使若干个冷轧辊18以恒定的速度单向旋转，进一步的提高冷轧辊18受热的均匀性，不受摆放位置、摆放角度的影响，同时也没有遮挡；
61.请参阅图5和图6，单向旋转机构具体的：
62.内柱19转动设置在固定块15内，且其外壁均匀设置有齿牙20，相邻齿牙20之间活动设置有棘齿22，棘齿22通过转动轴25转动设置在外套21内壁开设的收纳槽26中，棘齿22朝内的一侧是斜面，顶部和底部均是平面，收纳槽26的内壁上形成有与棘齿22顶部平面相耦合的限位平面27，在转动轴25与收纳槽26的连接处还设置有扭簧，扭簧为转动轴25提供顺时针方向的旋转力，从而，外套21顺时针旋转时，通过棘齿22底部的平面能够推动齿牙20，进而使内柱19旋转，而当外套21逆时针旋转时，在棘齿22侧面斜面的作用下，棘齿22会回缩到收纳槽26中并压缩扭簧，同时也越过齿牙20，并不会带动内柱19旋转，从而达到单向旋转的目的；
63.应用在本实施例中，有两种设置方式：
64.一是固定块15下移时，转动轮23和外套21单独旋转，并不会带动内柱19和转动盘16旋转，而当固定块15上移时，转动轮23和外套21旋转则会带动内柱19和转动盘16旋转；
65.二是固定块15下移时，转动轮23和外套21旋转会直接带动内柱19和转动盘16旋转，而当固定块15上移时，转动轮23和外套21旋转则不会带动内柱19和转动盘16旋转；
66.上述两种设置方式根据需要选择即可。
67.实施例二：
68.请参阅图1和图7，在实施例一的基础上，本实施例中还设置有用于加热导热油的加热罐28，加热罐28通过导油管29与回火池1相连通，导油管29上设置有电磁阀30，导热油
在加热罐28内加热至预设温度，然后打开电磁阀30，导热油便能够进入到回火池1中，回火池1的另一侧还贯通连接有出油管31，用于排出冷却后的导热油，出油管31上也设置有控制阀。
69.如图2所示，回火池1的内壁盘设有热交换盘管34，热交换盘管34的一端通过连接管33与供油机构相连接，供油机构通过副管32与加热罐28相连接，热交换盘管34的另一端连接有循环管35；
70.本实施例中，供油机构包括控制筒36、活塞37、弹簧38、l型杆39和压板40，控制筒36固定安装在回火池1的外壁上，副管32和连接管33分别设置在其两侧，且副管32和连接管33上分别设有单向进液阀和单向出液阀；
71.控制筒36的内部活动设置有活塞37，活塞37的底部与控制筒36的内底壁之间固定设置有弹簧38，左侧顶柜2的丝母5上还固定安装有l型杆39，l型杆39的底端固定安装有用于推动活塞37移动的压板40；
72.以固定频率控制丝杆3正反转时，l型杆39和压板40也会循环的下压，压板40循环下压会来回的推动活塞37，通过活塞37的来回移动，能够把加热罐28内的导热油充入到热交换盘管34中，通过热交换盘管34中导热油与回火池1内原先导热油之间的换热，能够有效的维持回火池1内原先导热油的温度，防止因温度变化而影响回火效果；
73.具体的，活塞37下移时，一方面弹簧38被压缩，另一方面控制筒36内的导热油能够通过连接管33进入到热交换盘管34中；而当活塞37在弹簧38的作用下上移时，则能够通过副管32向控制筒36内吸入加热罐28中的导热油，单向进液阀和单向出液阀起到控制液体单向流动的作用。
74.本实施例中，供油机构的供油依靠丝杆3固定频率的正反转来实现，丝杆3固定频率的正反转，一方面能够使若干个冷轧辊18以恒定的速度旋转，一方面也能够向热交换盘管34内缓缓供油，通过热交换盘管34内的供油，既维持了回火池1内的稳定温度，也不会造成导热油的浪费。
75.实施例三：
76.请参阅图8，在实施例一或实施例二的基础上，本实施例提供了一种搅拌机构：控制柜7的底部通过吊装柱41固定连接有竖筒42，竖筒42内转动设置有用于引导流体运动的搅拌轴43，搅拌轴43固定安装在搅拌电机44的输出轴底部，搅拌电机44设置在电机箱内，电机箱固定安装在控制柜7的底部；
77.搅拌电机44运行带动其输出轴底端的搅拌轴43旋转，搅拌轴43旋转引导流体运动，如图8所示，流体由竖筒42的底端进入，由竖筒42的顶端排出，引导流体运动的目的，则是加快回火池1内外层导热油与内层导热油的混合，因为热交换盘管34在回火池1的内周壁上进行换热，容易发生外层导热油与内层导热油温度不均匀的情况；
78.在本实施例中，搅拌轴43可以是具有一定倾斜角度的刀片，也可以是螺旋输送辊，根据实际需要设置即可。
79.实施例四：
80.请参阅图9，在实施例一或实施例二的基础上，本实施例中还提供了一种与实施例三不同的搅拌机构，具体地，回火池1内横向转动设置有横轴45，横轴45的外壁均匀设置有搅拌叶46，横轴45上还固定安装有旋转轮47，旋转轮47的外壁活动啮合有驱动齿条48，驱动
齿条48固定安装在固定块15的底部，回火池1的内底壁上还开设有与驱动齿条48相对应的竖槽49；
81.两个固定块15和两个转动盘16在回火池1内循环的上下移动时，两个固定块15还会带动驱动齿条48循环的上下移动，两个转动盘16在回火池1内循环的上下移动带动旋转轮47旋转，旋转轮47旋转带动横轴45旋转，横轴45旋转通过其外壁的搅拌叶46，即可实现对导热油的搅拌，使导热油的温度更加的均匀，竖槽49的作用，则是给予驱动齿条48充足的向下空间。
82.在实施例三和本实施例中，通过搅拌机构的设置，能够大大提高导热油温度的均匀性，使导热油的温差保持在正负0.5度之间。
83.实施例五：
84.请参阅图1-图9，本实施例中提供了一种锻钢冷轧辊表面热处理设备的使用方法，包括以下步骤：
85.步骤一、控制升降电机4运行，使横梁6移动至顶柜2的顶部，并通过两个转动盘16夹持固定住若干个冷轧辊18；
86.步骤二、打开电磁阀30，使加热罐28内的导热油通过导油管29进入到回火池1中；
87.步骤三、控制升降电机4运行，使横梁6逐渐下移，并使得若干个冷轧辊18逐渐浸入到回火池1内的导热油中；
88.步骤四、转动轮23与竖齿条24相啮合后，通过升降电机4以固定频率控制丝杆3正反转，通过传动使两个转动盘16在回火池1内循环的上下移动，进而使得若干个冷轧辊18以恒定速度旋转，均匀受热；
89.步骤五、回火完成后，控制升降电机4运行，使横梁6移动至顶柜2的顶部，并使两个转动盘16相互远离，以取下若干个冷轧辊18。