[發(fā)明專(zhuān)利]CSP加熱爐用高溫爐輥

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210114027.4
• 申請(qǐng)日: 2012-04-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102618716A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐陽(yáng)德剛;吳健鵬;宋中華;羅巍;丁翠嬌;陳超;田大鵬;劉剛峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司
• 主分類(lèi)號(hào): C21D9/70
• 分類(lèi)號(hào): C21D9/70;F27D3/12
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮(zhèn)西;陳懿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)爐熱工設(shè)備，具體地指一種CSP加熱爐用高溫爐輥。

背景技術(shù)

爐輥是CSP(Compact?Strip?Production，緊湊式帶鋼生產(chǎn)線)輥底式加熱爐中最重要的設(shè)備，為通軸水冷輥，其主要功能是爐內(nèi)薄板鑄坯的支撐與傳送，在線量極大。其主要由支撐輥軸、水冷鋼管、金屬輥身、耐熱金屬輥環(huán)、輥環(huán)間耐火材料隔熱襯等構(gòu)成，其爐輥結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作成本高；通過(guò)輥身上焊接布置的4圈寬約80mm的耐熱金屬輥環(huán)的承重，進(jìn)行薄板鑄坯的支撐，通過(guò)爐輥的正反旋轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)以及輥環(huán)與薄板鑄坯件摩擦驅(qū)動(dòng)，完成鑄坯在爐內(nèi)的輸送與緩沖時(shí)間的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)鑄坯爐內(nèi)的加熱過(guò)程，爐輥與鑄坯非接觸部分全部采用耐火材料絕熱層包裹，保證爐輥高溫使用條件下的支撐強(qiáng)度與剛度，降低爐輥水冷熱損失，因而，爐輥工作環(huán)境最為惡劣，不僅要承受高溫、爐氣沖刷與腐蝕，而且還需承受鑄坯重壓、撞擊與摩擦影響，導(dǎo)致耐火材料隔熱襯與輥環(huán)機(jī)械損傷嚴(yán)重、輥環(huán)金屬高溫蠕變、氧化與結(jié)瘤，不僅影響了爐輥的綜合使用壽命，而且還導(dǎo)致鑄坯表面壓痕與水冷黑印，尤其是爐溫大于1200℃的輥底式加熱爐用爐輥，損壞狀況更為嚴(yán)重。由此可見(jiàn)，CSP輥底式加熱爐用水冷式爐輥具有數(shù)量大、工作條件惡劣、水冷強(qiáng)度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、損傷嚴(yán)重的特點(diǎn)，而爐輥是輥底式加熱爐中易損壞、消耗量大的關(guān)鍵部件，也是輥底式加熱爐維護(hù)成本的主要構(gòu)成，同時(shí)，也是影響鑄坯加熱質(zhì)量、表面質(zhì)量的關(guān)鍵因素。為此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從延長(zhǎng)爐輥使用壽命、改善鑄坯爐內(nèi)加熱質(zhì)量與表面質(zhì)量角度開(kāi)展了系列研究工作，如：一件專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00920304608、發(fā)明名稱(chēng)為“一種新型爐輥”的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種輥底式加熱爐用新型爐輥，包括輥身、水冷管和軸頭，輥身兩端分別固定有軸頭，輥身內(nèi)部固定有水冷管，輥身上套裝若干個(gè)均勻分布的輥環(huán)，輥環(huán)采用Cr35Ni55W9Al2材料制作，不僅提高了輥環(huán)耐磨性能和高溫抗氧化性能，而且在輥環(huán)出現(xiàn)磨損后，只更換輥環(huán)便可，不需進(jìn)行爐輥整體更換，從而降低爐輥維護(hù)費(fèi)用；此外，輥環(huán)之間安裝有耐火泥，既降低了輥身表面溫度，又延長(zhǎng)了爐輥使用壽命；但爐輥結(jié)構(gòu)與爐輥維護(hù)更新方式和進(jìn)口爐輥相同，同時(shí)，超高含量的貴重金屬元素，導(dǎo)致輥環(huán)價(jià)格急劇上升，目前未見(jiàn)實(shí)際生產(chǎn)使用的報(bào)道。另一件專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00920186762.X、發(fā)明名稱(chēng)為“輥底爐用復(fù)合輥”的中國(guó)專(zhuān)利披露了一種輥底爐用爐輥，由鋼軸、輥環(huán)和耐火材料構(gòu)成，輥環(huán)固定在鋼軸上，耐火材料設(shè)于輥環(huán)之間的鋼軸上，特點(diǎn)是輥環(huán)由鋼質(zhì)內(nèi)環(huán)和耐高溫外環(huán)復(fù)合構(gòu)成，內(nèi)環(huán)呈長(zhǎng)管形，外側(cè)沿軸向設(shè)內(nèi)環(huán)鍵槽，外環(huán)呈圓環(huán)形，內(nèi)壁沿軸向設(shè)外環(huán)鍵槽，內(nèi)環(huán)鍵槽與外環(huán)鍵槽一一對(duì)應(yīng)相合，由鍵嵌裝在一起。外環(huán)固定在內(nèi)環(huán)上，內(nèi)環(huán)焊接固定在鋼軸上，然后澆注耐火材料制作成爐輥。其優(yōu)點(diǎn)在于：耐高溫頭次輥環(huán)表面光滑，避免輥環(huán)粘鋼，改善鋼坯表面質(zhì)量；陶瓷輥環(huán)隔熱性能優(yōu)、可以耐受很高的溫度，降低加熱鋼坯水冷黑印與水冷熱損失，提高鋼坯加熱質(zhì)量；具有易加工、少維修、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。但脆性陶瓷材料抗機(jī)械沖擊性能不足，在板坯輸送過(guò)程中強(qiáng)烈的撞擊作用下，會(huì)引起陶瓷外環(huán)的機(jī)械破損，影響其實(shí)際使用效果，目前未見(jiàn)實(shí)際生產(chǎn)使用的報(bào)道。此外，一件國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US94/03199、國(guó)際公開(kāi)為WO94/21978、發(fā)明名稱(chēng)為“高溫輥底式加熱爐用爐輥”的歐洲專(zhuān)利，公開(kāi)了多種高溫輥底式加熱爐用爐輥結(jié)構(gòu)，均采用耐熱合金制作輥環(huán)，通過(guò)多種不同形式的爐輥隔熱襯結(jié)構(gòu)、水冷通道結(jié)構(gòu)與輥環(huán)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，達(dá)到強(qiáng)化輥身的隔熱與輥環(huán)冷卻效果，擴(kuò)大了爐輥耐受溫度范圍，滿(mǎn)足高溫輥底式加熱爐使用需求。但爐輥水冷通道、輥環(huán)與隔熱襯結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作難度大，導(dǎo)致?tīng)t輥綜合成本高。同時(shí)，輥環(huán)的強(qiáng)化冷卻導(dǎo)致?tīng)t輥水冷熱損失大，不利于輥底式加熱爐節(jié)能。國(guó)內(nèi)曾有該項(xiàng)技術(shù)在爐溫小于1200℃的CSP輥底式加熱爐上試用報(bào)道，但因使用壽命與成本不理想而放棄。此外，意大利德興公司也有采用Co50耐熱合金輥環(huán)的實(shí)例，以滿(mǎn)足爐溫高于1200℃的CSP輥底式加熱爐的使用要求，但Co50耐熱合金輥環(huán)十分昂貴，無(wú)法推廣應(yīng)用。文獻(xiàn)《包鋼科技》刊載了由馮立義、周建平和張騫執(zhí)筆，名稱(chēng)為“CSP加熱爐爐輥輥環(huán)的研制”的技術(shù)論文(2004，30(2))，報(bào)道了輥環(huán)用耐熱金屬材料的國(guó)產(chǎn)化與應(yīng)用情況，通過(guò)對(duì)進(jìn)口德國(guó)LOI公司輥環(huán)的材質(zhì)分析，在保證鋼中C、Ni、Cr等主要成分的情況下，采用調(diào)整微合金Nb、Mo、Ti、Co、A1、Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和降低鋼中S、P的冶煉手段，完成了輥環(huán)耐熱合金的開(kāi)發(fā)，并在不改變輥環(huán)結(jié)構(gòu)的條件下，取得了與進(jìn)口輥環(huán)相同的應(yīng)用效果，使輥環(huán)成本降低了2/3；但輥環(huán)適應(yīng)的最高爐溫≤1200℃，不能滿(mǎn)足更高爐溫的使用需求。綜上所述，國(guó)內(nèi)外相關(guān)專(zhuān)利與技術(shù)研究?jī)H考慮到爐輥使用壽命和使用維護(hù)成本，而對(duì)于爐溫大于1200℃的高溫輥底式加熱爐用爐輥的低成本化與綜合使用性能的改進(jìn)還需進(jìn)一步研究。