一种原位复生中间辊再制造工艺的制作方法

1.本发明中涉及轧辊生产技术领域，特别涉及一种原位复生中间辊再制造工艺。


背景技术：

2.中间辊是轧机的重要组成部分，主要应用于6辊、偏8辊、正8辊等需要与工作辊、支撑辊配合的单机架及多机架轧机。中间辊可以在轧制时进行操作移动，从而对带钢的板型产生影响。随着金属压力加工轧机向高速化、大型化和自动化方向迅速发展，同时由于轧机工作环境恶劣，容易受到工作辊损伤间接造成中间辊的爆辊、断辊等缺陷，因此要求中间辊要具有与工作辊、支撑辊相匹配的技术参数。
3.由于冷轧轧辊一般由高铬合金钢锻造而成，制造成本较高，对于已达到使用寿命，使用层失效的中间辊，如果报废处理，剩余的残存部位重量约占中间总重的60％，重新制造新的中间辊不仅造成很大浪费而且耗时巨大，会增加企业的成本，同时，也对环境、资源等产生影响，不利于低碳、绿色、环保。
4.目前对于失效的支撑辊一般采用堆焊和激光熔覆、镶套技术，对于中间辊由于其特殊的功能定位及产品结构暂时无成熟的再生技术，例如专利申请号为201610620626.1提出的一种修复轧辊镶套工艺，采用镶套的方法来修复废旧轧辊，在保证其与新购买的轧辊同等使用寿命的基础上，节约了成本，提高了生产效率；同样的，专利申请号为202011561144.6提出了一种废旧支撑辊镶套再生工艺，将过盈装配时辊套与辊轴之间的完全面接触转变为非完全面接触，提高接触位置的弹性，降低产品镶套之后的辊套开裂、打滑和辊颈断裂的风险，使其可以多次重复利用，有效节约了用于支撑辊制作的钢材，延长轧辊使用寿命，降低生产成本。
5.基于以上检索，结合现有技术发现，辊套与辊芯之间为过盈配合的方式，现有技术中的中间辊再制造工艺在对辊套与辊芯装配时，由于受实际环境温度的影响，辊套和辊芯的直径会发生微小的变化，使得装配作业存在较大的难度，另外，现有技术中的中间辊再制造工艺制作出来的中间辊多数存在辊套与辊体之间的轴向打滑与径向横移、辊套的断裂、淬硬层不足的问题，因此提出一种原位复生中间辊再制造工艺以改善上述问题。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于提供一种原位复生中间辊再制造工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种原位复生中间辊再制造工艺，包括以下步骤：
8.s1、对中间辊辊芯的基体芯部及表面进行探伤；
9.s2、车削中间辊辊芯至表面淬硬层为0，保证中间辊辊芯的基体组织为调质态，且表面为肉眼无裂纹状态；
10.s3、再次对中间辊辊芯的基体芯部及表面进行探伤；
11.s4、选取锻造辊套坯料，通过粗车、调质、半精车、表面淬火，完成辊套单体加工过程；
12.s5、根据辊套内孔尺寸，精加工中间辊辊芯外表面，达到配合精度；
13.s6、将辊套与中间辊辊芯进行装配；
14.s7、对辊套辊面进行精车、精磨，并进行表面波探伤，达到出厂标准。
15.优选地，s1和s3中，所述探伤方式包括超声波探伤、表面波探伤和表面着色探伤中的任意一种。
16.优选地，s4中，根据中间辊的材质选取同一材质的锻造辊套坯料，通过粗车、调质、半精车、表面淬火，完成辊套单体加工过程。
17.优选地，s6中，所述辊套与中间辊辊芯之间为过盈配合。
18.优选地，s6中，常温状态下，辊套与中间辊辊芯之间形成过盈配合。
19.优选地，s6中，根据季节不同，采用辊套加热或中间辊辊芯深冷两种不同工艺，进行辊套与中间辊辊芯装配。
20.优选地，包括用于装配辊套与中间辊辊芯的装配装置；
21.所述装配装置包括机架和两个控温筒；
22.其中一个所述控温筒通过升降装置和横移装置安装于机架的内顶端；
23.所述机架的底端安装有立筒，且另一个控温筒滑动安装于立筒的内侧；
24.所述辊套安装于位于上侧的控温筒中，所述中间辊辊芯安装于位于下侧的控温筒中。
25.优选地，所述控温筒包括弧形套、控温板和防护壳；
26.所述弧形套和控温板均设置有多个，且多个弧形套和多个围成圆筒状，多个所述控温板一一对应安装于弧形套的内壁上；
27.所述弧形套的外壁中部与防护壳的内壁之间沿半径方向安装弹性组件。
28.优选地，所述弹性组件包括伸缩管和压缩弹簧，所述伸缩管和压缩弹簧均安装于弧形套与防护壳之间，且伸缩管套设于压缩弹簧的外侧。
29.优选地，位于上侧的所述防护壳安装于升降装置的底端，且辊套套接于位于上侧的控温板的内侧；
30.位于下侧的所述防护壳滑动安装于立筒的内壁上，且该防护壳的外壁上安装有操作杆，所述立筒上设置有与操作杆相适配的避让口，所述立筒的内底端同轴安装有支撑柱；
31.所述立筒的内壁上安装有防滑条，所述中间辊辊芯套接于位于下侧的控温板的内侧。
32.综上，本发明的技术效果和优点：
33.1、本发明中，根据季节性因素，选用轴套加热或中间辊身深冷两种工艺，可有效避免因环境因素影响而带来的热胀冷缩的物理性能对装配效果的影响，确保工艺的稳定性及产品质量的可靠性。
34.2、本发明中，选用同等材料的辊套，并通过表面淬火处理，可有效保障淬硬层的深度，达到新辊使用的硬度、与工作辊支撑辊性能配合等要求。
35.3、本发明中，采用改进的装配装置，实现辊套与中间辊辊芯之间的垂直式装配，更加精准可靠。
36.4、本发明中，通过弧形套、控温板、防护壳和弹性组件的配合设置，可以在利用控温筒冷却中间辊辊芯或者加热辊套过程中，保证控温筒稳定夹紧中间辊辊芯和辊套，从而在装配过程中实现持续稳定的控温作用，装配效果更好。
37.5、本发明中，通过镶套的方式实现中间辊再生，同时有效减少辊套与中间辊辊芯之间的轴向打滑与径向横移、辊套的断裂、淬硬层不足等问题，采用以上工艺制作的新辊的有效使用层可保证，通过整体加工辊套，同时采用表面淬火的方式，可有效增加淬硬层的深度及淬透性，有效减少硬度衰减，从而保证新辊的在线使用时间。
38.6、本发明中，采用以上工艺制作的新辊的抗事故能力较强，选用锻造一体成型的辊套，通过整体机加工与热处理，可保障整个辊套机械性能的一致性，从而优于分步成型的堆焊和激光熔覆加工方法。
附图说明
39.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1为本实施例中的工艺流程框图；
41.图2为本实施例中的中间辊辊芯与辊套装配完成状态下的结构示意图；
42.图3为本实施例中的装配装置的结构示意图；
43.图4为本实施例中的装配装置作业状态下的结构示意图；
44.图5为本实施例中的控温筒的俯视结构示意图；
45.图6为本实施例中的上侧控温筒的拆分结构示意图；
46.图7为本实施例中的下侧控温筒的拆分结构示意图；
47.图8为本实施例中的立筒的剖切结构示意图。
48.图中：1、中间辊辊芯；2、辊套；3、升降装置；4、控温筒；41、弧形套；42、控温板；43、防护壳；44、伸缩管；45、压缩弹簧；5、机架；6、立筒；7、横移装置；8、操作杆；9、避让口；10、防滑条；11、支撑柱。
具体实施方式
49.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
50.实施例：参考图1所示的一种原位复生中间辊再制造工艺，包括以下步骤：
51.s1、采用超声波探伤、表面波探伤或者表面着色探伤对中间辊辊芯1的基体芯部及表面进行探伤；
52.s2、车削中间辊辊芯1至表面淬硬层为0，保证中间辊辊芯1的基体组织为调质态，且表面为肉眼无裂纹状态；
53.s3、采用超声波探伤、表面波探伤或者表面着色探伤再次对中间辊辊芯1的基体芯
部及表面进行探伤；
54.s4、根据中间辊的材质选取同一材质的锻造辊套2坯料，通过粗车、调质、半精车、表面淬火，完成辊套2单体加工过程；
55.s5、根据辊套2内孔尺寸，精加工中间辊辊芯1外表面，达到配合精度；
56.s6、根据季节不同，采用辊套2加热或中间辊辊芯1深冷两种不同工艺，进行辊套2与中间辊辊芯1装配，装配好的新辊如图2所示；
57.s7、对辊套2辊面进行精车、精磨，并进行表面波探伤，达到出厂标准。
58.s6中，采用改进的装配装置对辊套2与中间辊辊芯1进行装配。
59.以上工艺通过镶套的方式，实现中间辊再生，同时有效减少辊套2与中间辊辊芯1之间的轴向打滑与径向横移、辊套2的断裂、淬硬层不足等问题，采用以上工艺制作的新辊的有效使用层可保证，通过整体加工辊套2，同时采用表面淬火的方式，可有效增加淬硬层的深度及淬透性，有效减少硬度衰减，从而保证新辊的在线使用时间；另外，采用以上工艺制作的新辊的抗事故能力较强，选用锻造一体成型的辊套2，通过整体机加工与热处理，可保障整个辊套2机械性能的一致性，从而优于分步成型的堆焊和激光熔覆加工方法。
60.其中，如图3-8所示，装配装置包括机架5和两个控温筒4，其中一个控温筒4通过升降装置3和横移装置7安装于机架5的内顶端，机架5的底端安装有立筒6，且另一个控温筒4滑动安装于立筒6的内侧，辊套2安装于位于上侧的控温筒4中，中间辊辊芯1安装于位于下侧的控温筒4中。
61.上述装配装置实现辊套2与中间辊辊芯1之间的垂直式装配，更加精准可靠。
62.其中，控温筒4包括弧形套41、控温板42和防护壳43。
63.具体的，弧形套41和控温板42均设置有多个，且多个弧形套41和多个围成圆筒状，多个控温板42一一对应安装于弧形套41的内壁上，弧形套41的外壁中部与防护壳43的内壁之间沿半径方向安装弹性组件，弹性组件包括伸缩管44和压缩弹簧45，伸缩管44和压缩弹簧45均安装于弧形套41与防护壳43之间，且伸缩管44套设于压缩弹簧45的外侧，位于上侧的防护壳43安装于升降装置3的底端，且该防护壳43的内侧设置有对辊套2限位的结构，例如一体化设置于防护壳43内壁上的限位凸环(图中未示出)，从而流出一定的空间避让中间辊辊芯1的顶端部分，辊套2套接于位于上侧的控温板42的内侧，位于下侧的防护壳43滑动安装于立筒6的内壁上，中间辊辊芯1套接于位于下侧的控温板42的内侧。
64.其中，位于上侧的控温板42采用电加热板，用于在工作环境中温度较低的情况下对辊套2进行加热；位于下侧的控温板42采用液氮冷却板，用于在工作环境中温度较高的情况下对中间辊辊芯1进行冷却，两者均利用热胀冷缩的原理，可有效避免因环境因素影响而带来的热胀冷缩的物理性能对装配效果的影响，确保工艺的稳定性及产品质量的可靠性，其中，电加热板和液氮冷却板均采用本领域现有技术中的常规的加热和冷却器件，并根据现有技术进行安装调试。
65.通过弧形套41、控温板42、防护壳43和弹性组件的配合设置，可以在冷却中间辊辊芯1或者加热辊套2时均能够稳定夹紧中间辊辊芯1和辊套2，从而在装配过程中实现持续控温作用，装配效果更好。
66.位于下侧的防护壳43的外壁上安装有操作杆8，立筒6上设置有与操作杆8相适配的避让口9，立筒6的内底端同轴安装有支撑柱11，中间辊辊芯1抵在支撑柱11上，装配过程
中，辊套2向下套设于中间辊辊芯1外侧的同时，辊套2外侧的控温筒4挤压中间辊辊芯1外侧的控温筒4，中间辊辊芯1外侧的控温筒4受力沿着立筒6的内壁向下滑动，直至辊套2与中间辊辊芯1完成装配，取出装配好的辊套2与中间辊辊芯1后，手动向上提拉立筒6内侧的控温筒4，以备下一次装配作业。
67.立筒6的内壁上安装有防滑条10，避免控温筒4在自身重力作用下下滑。
68.本发明工作原理：装配时，将辊套2套接在位于上侧的控温筒4中，将中间辊辊芯1套接在位于下侧的控温筒4中，在工作环境中温度较低的情况下利用上侧的控温筒4对辊套2进行加热；在工作环境中温度较高的情况下利用下侧的控温筒4对中间辊辊芯1进行冷却，利用升降装置3和横移装置7驱动位于上侧的控温筒4带着辊套2向下套设于中间辊辊芯1外侧的同时，辊套2外侧的控温筒4挤压中间辊辊芯1外侧的控温筒4，中间辊辊芯1外侧的控温筒4受力沿着立筒6的内壁向下滑动，直至辊套2与中间辊辊芯1完成装配，取出装配好的辊套2与中间辊辊芯1后，手动向上提拉立筒6内侧的控温筒4，以备下一次装配作业。
69.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种原位复生中间辊再制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：s1、对中间辊辊芯(1)的基体芯部及表面进行探伤；s2、车削中间辊辊芯(1)至表面淬硬层为0，保证中间辊辊芯(1)的基体组织为调质态，且表面为肉眼无裂纹状态；s3、再次对中间辊辊芯(1)的基体芯部及表面进行探伤；s4、选取锻造辊套(2)坯料，通过粗车、调质、半精车、表面淬火，完成辊套(2)单体加工过程；s5、根据辊套(2)内孔尺寸，精加工中间辊辊芯(1)外表面，达到配合精度；s6、将辊套(2)与中间辊辊芯(1)进行装配；s7、对辊套(2)辊面进行精车、精磨，并进行表面波探伤，达到出厂标准。2.根据权利要求1所述的一种原位复生中间辊再制造工艺，其特征在于：s1和s3中，所述探伤方式包括超声波探伤、表面波探伤和表面着色探伤中的任意一种。3.根据权利要求1所述的一种原位复生中间辊再制造工艺，其特征在于：s4中，根据中间辊的材质选取同一材质的锻造辊套(2)坯料，通过粗车、调质、半精车、表面淬火，完成辊套(2)单体加工过程。4.根据权利要求1所述的一种原位复生中间辊再制造工艺，其特征在于：s6中，所述辊套(2)与中间辊辊芯(1)之间为过盈配合。5.根据权利要求4所述的一种原位复生中间辊再制造工艺，其特征在于：s6中，常温状态下，辊套(2)与中间辊辊芯(1)之间形成过盈配合。6.根据权利要求5所述的一种原位复生中间辊再制造工艺，其特征在于：s6中，根据季节不同，采用辊套(2)加热或中间辊辊芯(1)深冷两种不同工艺，进行辊套(2)与中间辊辊芯(1)装配。7.根据权利要求6所述的一种原位复生中间辊再制造工艺，其特征在于：包括用于装配辊套(2)与中间辊辊芯(1)的装配装置；所述装配装置包括机架(5)和两个控温筒(4)；其中一个所述控温筒(4)通过升降装置(3)和横移装置(7)安装于机架(5)的内顶端；所述机架(5)的底端安装有立筒(6)，且另一个控温筒(4)滑动安装于立筒(6)的内侧；所述辊套(2)安装于位于上侧的控温筒(4)中，所述中间辊辊芯(1)安装于位于下侧的控温筒(4)中。8.根据权利要求7所述的一种原位复生中间辊再制造工艺，其特征在于：所述控温筒(4)包括弧形套(41)、控温板(42)和防护壳(43)；所述弧形套(41)和控温板(42)均设置有多个，且多个弧形套(41)和多个围成圆筒状，多个所述控温板(42)一一对应安装于弧形套(41)的内壁上；所述弧形套(41)的外壁中部与防护壳(43)的内壁之间沿半径方向安装弹性组件。9.根据权利要求8所述的一种原位复生中间辊再制造工艺，其特征在于：所述弹性组件包括伸缩管(44)和压缩弹簧(45)，所述伸缩管(44)和压缩弹簧(45)均安装于弧形套(41)与防护壳(43)之间，且伸缩管(44)套设于压缩弹簧(45)的外侧。10.根据权利要求9所述的一种原位复生中间辊再制造工艺，其特征在于：位于上侧的所述防护壳(43)安装于升降装置(3)的底端，且辊套(2)套接于位于上侧的控温板(42)的内
侧；位于下侧的所述防护壳(43)滑动安装于立筒(6)的内壁上，且该防护壳(43)的外壁上安装有操作杆(8)，所述立筒(6)上设置有与操作杆(8)相适配的避让口(9)，所述立筒(6)的内底端同轴安装有支撑柱(11)；所述立筒(6)的内壁上安装有防滑条(10)，所述中间辊辊芯(1)套接于位于下侧的控温板(42)的内侧。

技术总结
本发明公开了一种原位复生中间辊再制造工艺，涉及到轧辊生产技术领域，根据季节性因素，选用轴套加热或中间辊身深冷两种工艺，可有效避免因环境因素影响而带来的热胀冷缩的物理性能对装配效果的影响，确保工艺的稳定性及产品质量的可靠性，选用同等材料的辊套，并通过表面淬火处理，可有效保障淬硬层的深度，达到新辊使用的硬度、与工作辊支撑辊性能配合等要求，采用改进的装配装置，实现辊套与中间辊辊芯之间的垂直式装配，更加精准可靠，通过弧形套、控温板、防护壳和弹性组件的配合设置，可以在利用控温筒冷却中间辊辊芯或者加热辊套过程中，保证控温筒稳定夹紧中间辊辊芯和辊套，从而在装配过程中实现持续稳定的控温作用，装配效果更好。装配效果更好。装配效果更好。


技术研发人员：杨明峰 余崇高 朱剑杰
受保护的技术使用者：常州广旭机械有限公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/8/13