專利名稱：步進(jìn)式加熱爐及其懸臂輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種步進(jìn)式加熱爐及其懸臂輥。
背景技術(shù)：
在冶金工業(yè)中，加熱爐習(xí)慣上是指把金屬加熱到軋制成鍛造溫度的工業(yè)爐，包括有連續(xù)加熱爐和室式加熱爐等。步進(jìn)式連續(xù)加熱爐是靠爐底或水冷金屬梁的上升、前進(jìn)、下降、后退的動(dòng)作把坯料一步一步地移送前進(jìn)的連續(xù)加熱爐。步進(jìn)連續(xù)加熱爐出料時(shí)，步進(jìn)梁進(jìn)行整步距循環(huán)，將鋼坯移至出料側(cè)懸臂輥道上，懸臂輥轉(zhuǎn)動(dòng)將鋼坯傳送出加熱爐。由于出料側(cè)溫度高，又靠近爐門，冷熱溫差大，冷空氣容易倒吸造成氧化氛圍，環(huán)境十分惡劣，且頻繁受鋼坯沖擊，對(duì)懸臂輥的穩(wěn)定運(yùn)行要求比較高。因此，懸臂輥應(yīng)具備耐高溫氧化、耐磨損、具有一定強(qiáng)度等要求?，F(xiàn)有的懸臂輥采取輥軸和輥身組合方式，輥身套裝在光身輥軸端部，依靠輥身兩端兩個(gè)支撐點(diǎn)的焊接做軸向定位和傳遞扭矩，如圖1所示，圖1為現(xiàn)有的加熱爐懸臂輥的裝配圖。其中第一支撐點(diǎn)21焊接在輥軸端部，起封堵水冷輥軸和軸向定位輥身的作用；第二支撐點(diǎn)22套裝焊接在輥軸上，起軸向定位和傳遞扭矩的作用。由于兩支撐點(diǎn)內(nèi)熱外冷溫度范圍不同，熱膨脹能力不一樣。同時(shí)其不斷經(jīng)受鋼坯沖擊震動(dòng)，兩支撐點(diǎn)就容易出現(xiàn)開焊，形成裂紋間隙。出現(xiàn)裂紋間隙后，冷卻作用急劇降低， 導(dǎo)致兩支撐點(diǎn)迅速脫開，失去軸向定位和扭轉(zhuǎn)作用，最終出現(xiàn)輥身整體脫落。有時(shí)甚至滾入活動(dòng)梁立柱密封箱內(nèi)，處理極為不便，造成加熱爐長時(shí)間停機(jī)。發(fā)明(申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)200920(^947 介紹的出裝料懸臂輥道輥軸裝置，其特征是輥頭的左端部設(shè)有擋板并固定在輥頭上，輥頭的右端設(shè)有環(huán)形槽，與環(huán)形槽相對(duì)應(yīng)設(shè)有一對(duì)卡環(huán)，空心軸上設(shè)置止口。增加了右端環(huán)行卡槽配合輥軸上的止口，在開焊失效后，能保護(hù)輥頭不至于迅速整體脫落造成更大的損害，但整體使用壽命并未提高。發(fā)明(申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)2009202沈721)介紹的懸臂輥道輥頭與輥軸的連接采取無焊接對(duì)開式卡套進(jìn)行軸向定位的方式。無焊接，加強(qiáng)了懸臂輥的耐高溫能力，進(jìn)一步提高了防止輥頭脫落能力。但對(duì)輥頭冷卻重視不夠，會(huì)造成輥身耐磨性迅速下降。因此，如何實(shí)現(xiàn)提高懸臂輥的耐磨性和抗沖擊的能力，同時(shí)保證懸臂輥的冷卻性能，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種步進(jìn)式加熱爐及其懸臂輥，以實(shí)現(xiàn)提高懸臂輥的耐磨性和抗沖擊的能力，同時(shí)保證懸臂輥的冷卻性能。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種懸臂輥，包括水冷輥軸，其上設(shè)置有進(jìn)水通道和出水通道，還包括輥軸，其一端與所述水冷輥軸連接；輥身塊，其設(shè)置在所述輥軸的外壁上且為多個(gè)，單個(gè)所述輥身塊沿所述輥軸的徑向設(shè)置，多個(gè)所述輥身塊環(huán)繞分布在所述輥軸的外壁上；盲板堵頭，其設(shè)置與所述輥軸的另一端。優(yōu)選地，在上述懸臂輥中，所述輥身塊設(shè)置為兩組，兩組所述輥身塊以所述輥軸的中間徑向的橫截面為對(duì)稱面對(duì)稱分布。優(yōu)選地，在上述懸臂輥中，每組所述輥身塊設(shè)置為12個(gè)，其均勻設(shè)置在所述輥軸的外壁上。優(yōu)選地，在上述懸臂輥中，所述輥身塊處于所述輥軸同一徑向上的兩個(gè)所述輥身塊以“人”字形分布。優(yōu)選地，在上述懸臂輥中，所述輥身塊為Co50輥身塊。優(yōu)選地，在上述懸臂輥中，所述輥軸與所述水冷輥軸之間通過焊接連接。優(yōu)選地，在上述懸臂輥中，所述輥軸與所述水冷輥軸之間通過高鎳合金焊條焊接連接。優(yōu)選地，在上述懸臂輥中，所述輥身塊通過焊接的方式設(shè)置在所述輥軸上。優(yōu)選地，在上述懸臂輥中，所述輥軸的內(nèi)部設(shè)置有第一水冷通道和第二水冷通道， 所述第一水冷通道與所述進(jìn)水通道相連通，所述第二水冷通道與所述出水通道相連通。一種步進(jìn)式加熱爐，包括步進(jìn)梁、軸承座，電機(jī)減速器和出料側(cè)懸臂輥，所述出料側(cè)懸臂輥為上述任意一項(xiàng)所述的懸臂輥。本發(fā)明提供的懸臂輥，包括水冷輥軸，水冷輥軸上設(shè)置有進(jìn)水通道和出水通道，其用來在懸臂輥工作過程中提供冷卻水的回路。還包括輥軸、輥身塊和盲板堵頭，輥軸的一端與水冷輥軸相連，另一端與盲板堵頭相連。輥身塊設(shè)置在輥軸的外壁上，且輥身塊設(shè)置為多個(gè)。每個(gè)輥身塊沿輥軸的徑向設(shè)置，多個(gè)輥身塊環(huán)繞分布在輥軸的外壁上。在輥軸的外壁上設(shè)置輥身塊，輥身塊能夠增大懸臂輥輥軸處的承載能力，同時(shí)能夠增強(qiáng)懸臂輥的抗沖擊能力。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有的加熱爐懸臂輥的裝配圖；圖2為本發(fā)明提供的懸臂輥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明提供的懸臂輥水路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明提供的加熱爐懸臂輥的裝配圖；圖5為本發(fā)明提供的Co50輥身塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明公開了一種步進(jìn)式加熱爐及其懸臂輥，以實(shí)現(xiàn)提高懸臂輥的耐磨性和抗沖擊的能力，同時(shí)保證懸臂輥的冷卻性能。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的事實(shí)例僅僅是本發(fā)明一部分事實(shí)例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖2-圖4所示，圖2為本發(fā)明提供的懸臂輥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明提供的懸臂輥水路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明提供的加熱爐懸臂輥的裝配圖。一種懸臂輥，包括水冷輥軸3，水冷輥軸上設(shè)置有進(jìn)水通道8和出水通道9，還包括輥軸1、輥身塊2和盲板堵頭4，輥軸1的一端與水冷輥軸3相連接，另一端與盲板堵頭4相連。輥軸1的外壁上設(shè)置有輥身塊2，輥身塊2為多個(gè)，單個(gè)輥身塊2沿輥軸1的徑向設(shè)置， 多個(gè)輥身塊環(huán)繞分布在輥軸1的外壁上。在輥軸1的外壁上增加了輥身塊結(jié)構(gòu)，增加了懸臂輥的抗沖擊能力和承載能力，能夠不斷承受工作過程中的沖擊震動(dòng)，在懸臂輥受到工作過程中外力的沖擊時(shí)，通過輥軸1上輥身塊2承載能力大的特點(diǎn)，起到減緩沖擊力的作用， 同時(shí)在輥軸1旋轉(zhuǎn)過程中，多個(gè)輥身塊2降低了工作過程中對(duì)輥軸1的直接磨損，提高懸臂輥的使用壽命。本發(fā)明提供的懸臂輥，實(shí)現(xiàn)了提高懸臂輥抗沖擊的能力。為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，本實(shí)施例提供的懸臂輥中，輥身塊設(shè)置為兩組，兩組輥身塊以輥軸1的中間徑向的橫截面為對(duì)稱面，對(duì)稱分布在輥軸1的外壁上。每組輥身塊設(shè)置為12個(gè)，其均勻設(shè)置在輥軸1的外壁上。位于同一徑向上的兩個(gè)輥身塊以“人”字形分布。輥身塊設(shè)置為兩組并以一定數(shù)量均勻布置，滿足懸臂輥的承載能力，且單個(gè)輥身塊脫落后容易修復(fù)，延長了懸臂輥的使用壽命。當(dāng)同一徑向的兩個(gè)輥身塊同向布置時(shí)，輥身塊可以設(shè)置為斜齒輪樣式，以增大輥身塊結(jié)構(gòu)的承載能力，然而斜齒輪樣式容易產(chǎn)生較大的軸向力，使的懸臂輥支撐端受到較大的軸向載荷，為了降低這種軸向的沖擊力，采用“人”字輥樣式，由同一徑向的兩個(gè)輥身塊合并而成，不但具有斜齒輪樣式的優(yōu)點(diǎn)，能夠承受較大的載荷，還克服了會(huì)產(chǎn)生較大軸向力這一缺點(diǎn)，使得懸臂輥既能承受軸向沖擊力，又能沿懸臂輥的滾動(dòng)方向提供縱向的驅(qū)動(dòng)力。輥身塊為Co50的輥身塊，輥身塊通過焊接的方式設(shè)置到輥軸1上。輥身塊的材質(zhì)為Co50，其較現(xiàn)有的ZG4Crf8Ni48W5材質(zhì)的懸臂輥具有更好的高溫耐磨性和高溫度梯度承受力。表1輥身塊成分配比表
CMnSiPSCr Co Nb Fe
0.2 0.50-1.00 1.00-1.50 <0.02 <0.02 27-29 48-52 0.50 Sold如圖5所示，圖5為本發(fā)明提供的Co50輥身塊的結(jié)構(gòu)示意圖。Co50輥身塊采取粉末冶金模具準(zhǔn)備，其厚度設(shè)置為30mm，具有與輥軸1相互匹配的彎曲弧度。輥身塊設(shè)置為片狀焊接到輥軸1上，減少了材料使用，同時(shí)降低了整個(gè)懸臂輥的重量，提高了運(yùn)行穩(wěn)定性。具體的，輥身塊2的底部沿長度方向的兩端設(shè)置有IOmm的倒角，以便于對(duì)輥身塊4進(jìn)行焊接時(shí)留有焊材的焊接余量。輥軸1與輥身塊2之間通過焊接的方式連接，焊接采用高鎳合金的焊條進(jìn)行焊接。 輥身塊2通過焊接連接的方式設(shè)置在輥軸1上。每個(gè)輥身塊2通過焊接方式設(shè)置在輥軸1 上后，各個(gè)輥身塊之間相互獨(dú)立，不會(huì)積存冷熱交替應(yīng)力，輥身塊2的壽命得到提高。輥身塊2發(fā)生脫落后可修復(fù)性好，輥身塊2由于體積小即使落入到工作設(shè)備的活動(dòng)立柱水封槽中，也不會(huì)造成卡死活動(dòng)梁等惡性事故。如圖3所示，圖3為本發(fā)明提供的懸臂輥水路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，本實(shí)施例提供的懸臂輥中，輥軸1的內(nèi)部設(shè)置有第一水冷通道5和第二水冷通道7，第一水冷通道5與進(jìn)水通道8相連通，第二冷水通道7 與出水通道9相連通。第一水冷通道5和進(jìn)水通道8設(shè)置為不銹鋼冷卻水管，其通過水冷輥軸上的旋轉(zhuǎn)接頭插頭6插入輥軸1的內(nèi)腔，不銹鋼冷卻水管與輥軸和水冷輥軸共同形成第一水冷通道、第二水冷通道、進(jìn)水通道和出水通道。不銹鋼冷卻水管插入輥軸內(nèi)腔后，與盲板堵頭中心的定位銷10連接實(shí)現(xiàn)中心定位。不銹鋼冷水管的頭部位置的外壁上設(shè)置有水管孔11，以實(shí)現(xiàn)冷卻水由不銹鋼冷卻水管進(jìn)入輥軸1的內(nèi)腔，隨著懸臂輥的旋轉(zhuǎn)，冷水由不銹鋼冷水管上的水管孔11散發(fā)到輥軸1的內(nèi)腔中，并經(jīng)水冷輥軸流出。由于懸臂輥的表面采用了增加輥身塊的結(jié)構(gòu)，使得懸臂輥的抗沖擊能力增大，從而當(dāng)水冷輥軸直接與輥軸連接時(shí)，仍然能夠滿足懸臂輥的傳動(dòng)要求。水冷輥軸與輥軸全部相連后，輥軸進(jìn)行冷卻時(shí)能夠直接對(duì)輥軸的內(nèi)部進(jìn)行冷卻，從而保證了輥身塊與輥軸的焊接處處于穩(wěn)固的狀態(tài)，不會(huì)因?yàn)楦邷囟购更c(diǎn)脫落，而影響懸臂輥的使用。本實(shí)施例通過在輥軸表面增加“人”字形輥身塊結(jié)構(gòu)，增加了懸臂輥的抗沖擊能力，從而改變了輥軸內(nèi)的水冷結(jié)構(gòu)，保證了懸臂輥的冷卻性能。懸臂輥在工作時(shí)，輥軸部位受到工作部位較高溫度的影響，為了使輥軸1不會(huì)因?yàn)槌惺芨邷囟忍荻鹊挠绊懚槐?，需要?duì)輥軸1進(jìn)行冷卻，從而保證輥身塊2與輥軸1之間具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。輥軸1的一端設(shè)置盲板堵頭4，冷卻水經(jīng)進(jìn)水通道、第一水冷通道進(jìn)入輥軸內(nèi)部，保持輥軸1和外部焊接的輥身塊2均勻冷卻和較低的溫度，確保焊接處牢固，不影響輥軸與輥身塊的焊接強(qiáng)度。且輥身塊2由根部到邊緣，溫度逐漸升高，最終與爐內(nèi)溫度一致，確保了其與加熱爐內(nèi)鋼坯接觸部位不產(chǎn)生低溫水印。已投入使用的懸臂輥中， 懸臂輥的運(yùn)行穩(wěn)定可靠，高溫耐磨性好，壽命達(dá)到2年以上，是常規(guī)套裝輥頭壽命的2倍輥軸1使用Φ 273 X 20mm厚壁20g鍋爐管制備，盲板堵頭4采取與輥軸1同材質(zhì)的鋼板焊接，另一端水冷輥軸3連接。水冷輥軸3為Φ 168X 20mm厚壁20g鍋爐管，輥軸1 與水冷輥軸3的結(jié)合部位采取環(huán)形加強(qiáng)，以加強(qiáng)輥軸1與水冷輥軸3的結(jié)合強(qiáng)度。輥軸1在與輥身塊2和盲板堵頭4焊接過程中的焊條均使用高鎳合金焊條，焊接完成并與水冷輥軸連接后，需對(duì)裝配后的懸臂輥進(jìn)行水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)條件為0. 壓力下試驗(yàn)10分鐘無液體的泄漏，則認(rèn)為裝配后的懸臂輥符合使用的要求，若出現(xiàn)泄漏，需對(duì)泄漏部位進(jìn)行重新焊接并試驗(yàn)驗(yàn)證，直至符合要求為止。基于上述實(shí)施例中提供的懸臂輥，本發(fā)明還提供了一種步進(jìn)式加熱爐，包括擋火板M、軸承座23，電機(jī)減速器25和出料側(cè)懸臂輥，出料側(cè)懸臂輥為上述實(shí)施例中的懸臂輥。如圖4所示，圖4為本發(fā)明提供的加熱爐懸臂輥的裝配圖。懸臂輥的水冷輥軸3通過軸承座23與加熱爐的電機(jī)減速器25相連，靠近輥軸1處的水冷輥軸3處設(shè)置有擋火板， 以防止加熱爐中熱量的大量涌出。輥軸1處用于實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱爐內(nèi)金屬板的輸送工作。由于該步進(jìn)式加熱爐采用了上述實(shí)施例的懸臂輥，所以該步進(jìn)式加熱爐由懸臂輥帶來的有益效果請(qǐng)參考上述實(shí)施例。對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種懸臂輥，包括水冷輥軸(3)，其上設(shè)置有進(jìn)水通道(8)和出水通道(9)，其特征在于，還包括輥軸(1)，其一端與所述水冷輥軸( 連接；輥身塊O)，其設(shè)置在所述輥軸(1)的外壁上且為多個(gè)，單個(gè)所述輥身塊沿所述輥軸 (1)的徑向設(shè)置，多個(gè)所述輥身塊環(huán)繞分布在所述輥軸(1)的外壁上；盲板堵頭G)，其設(shè)置于所述輥軸(1)的另一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂輥，其特征在于，所述輥身塊設(shè)置為兩組，兩組所述輥身塊以所述輥軸(1)的中間徑向的橫截面為對(duì)稱面對(duì)稱分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的懸臂輥，其特征在于，每組所述輥身塊設(shè)置為12個(gè)，其均勻設(shè)置在所述輥軸的外壁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的懸臂輥，其特征在于，所述輥身塊處于所述輥軸(1)同一徑向上的兩個(gè)所述輥身塊以“人”字形分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂輥，其特征在于，所述輥身塊為Co50輥身塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂輥，其特征在于，所述輥軸(1)與所述輥身塊之間通過焊接連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂輥，其特征在于，所述輥軸(1)與所述輥身塊之間通過高鎳合金焊條焊接連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂輥，其特征在于，所述盲板堵頭(4)通過焊接的方式設(shè)置在所述輥軸上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸臂輥，其特征在于，所述輥軸的內(nèi)部設(shè)置有第一水冷通道 (5)和第二水冷通道(7)，所述第一水冷通道( 與所述進(jìn)水通道(8)相連通，所述第二水冷通道(7)與所述出水通道(9)相連通。
10.一種步進(jìn)式加熱爐，包括擋火板04)、軸承座，電機(jī)減速器0 和出料側(cè)懸臂輥，其特征在于，所述出料側(cè)懸臂輥為如權(quán)利1-7任意一項(xiàng)所述的懸臂輥。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種懸臂輥，包括水冷輥軸，水冷輥軸上設(shè)置有進(jìn)水通道和出水通道，其用來在懸臂輥工作過程中提供冷卻水的回路。還包括輥軸、輥身塊和盲板堵頭，輥軸的一端與水冷輥軸相連，另一端與盲板堵頭相連。輥身塊設(shè)置在輥軸的外壁上，且輥身塊設(shè)置為多個(gè)。每個(gè)輥身塊沿輥軸的徑向設(shè)置，多個(gè)輥身塊環(huán)繞分布在輥軸的外壁上。在輥軸的外壁上增加了輥身塊結(jié)構(gòu)，增加了懸臂輥的抗沖擊能力和承載能力，能夠不斷承受工作過程中的沖擊震動(dòng)，在懸臂輥受到工作過程中外力的沖擊時(shí)，通過輥軸上輥身塊承載能力大的特點(diǎn)，起到減緩沖擊力的作用，增強(qiáng)懸臂輥的抗沖擊能力。本發(fā)明還提供了一種步進(jìn)式加熱爐，其上設(shè)置有具有如上結(jié)構(gòu)的懸臂輥。
文檔編號(hào)F27B9/24GK102534183SQ201210002068
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者劉英剛, 莊緒成, 楊樂彬, 楊風(fēng)濱, 趙勇, 趙培勝, 魏義華 申請(qǐng)人:萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司