專利名稱：步進式加熱爐及其懸臂輥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冶金工業(yè)技術領域，更具體地說，涉及一種步進式加熱爐及其懸臂輥。
背景技術：
在冶金工業(yè)中，加熱爐習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。步進式連續(xù)加熱爐是靠爐底或水冷金屬梁的上升、前進、下降、后退的動作把坯料一步一步地移送前進的連續(xù)加熱爐。步進連續(xù)加熱爐出料時，步進梁進行整步距循環(huán)，將鋼坯移至出料側懸臂輥道上，懸臂輥轉動將鋼坯傳送出加熱爐。由于出料側溫度高，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，對懸臂輥的穩(wěn)定運行要求比較高。因此，懸臂輥應具備耐高溫氧化、耐磨損、具有一定強度等要求?，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，依靠輥身兩端兩個支撐點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。由于兩支撐點內熱外冷溫度范圍不同，熱膨脹能力不一樣。同時其不斷經(jīng)受鋼坯沖擊震動，兩支撐點就容易出現(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， 導致兩支撐點迅速脫開，失去軸向定位和扭轉作用，最終出現(xiàn)輥身整體脫落。有時甚至滾入活動梁立柱密封箱內，處理極為不便，造成加熱爐長時間停機。發(fā)明(申請?zhí)?專利號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有擋板并固定在輥頭上，輥頭的右端設有環(huán)形槽，與環(huán)形槽相對應設有一對卡環(huán)，空心軸上設置止口。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?zhí)?專利號2009202沈721)介紹的懸臂輥道輥頭與輥軸的連接采取無焊接對開式卡套進行軸向定位的方式。無焊接，加強了懸臂輥的耐高溫能力，進一步提高了防止輥頭脫落能力。但對輥頭冷卻重視不夠，會造成輥身耐磨性迅速下降。因此，如何實現(xiàn)提高懸臂輥的耐磨性和抗沖擊的能力，同時保證懸臂輥的冷卻性能，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種步進式加熱爐及其懸臂輥，以實現(xiàn)提高懸臂輥的耐磨性和抗沖擊的能力，同時保證懸臂輥的冷卻性能。為了達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案一種懸臂輥，包括水冷輥軸，其上設置有進水通道和出水通道，還包括輥軸，其一端與所述水冷輥軸連接；輥身塊，其設置在所述輥軸的外壁上且為多個，單個所述輥身塊沿所述輥軸的徑向設置，多個所述輥身塊環(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稱面對稱分布。優(yōu)選地，在上述懸臂輥中，每組所述輥身塊設置為12個，其均勻設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置在所述輥軸上。優(yōu)選地，在上述懸臂輥中，所述輥軸的內部設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。一種步進式加熱爐，包括步進梁、軸承座，電機減速器和出料側懸臂輥，所述出料側懸臂輥為上述任意一項所述的懸臂輥。本發(fā)明提供的懸臂輥，包括水冷輥軸，水冷輥軸上設置有進水通道和出水通道，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。輥身塊設置在輥軸的外壁上，且輥身塊設置為多個。每個輥身塊沿輥軸的徑向設置，多個輥身塊環(huán)繞分布在輥軸的外壁上。在輥軸的外壁上設置輥身塊，輥身塊能夠增大懸臂輥輥軸處的承載能力，同時能夠增強懸臂輥的抗沖擊能力。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術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)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，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構示意圖；圖3為本發(fā)明提供的懸臂輥水路結構的結構示意圖；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輥身塊的結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明公開了一種步進式加熱爐及其懸臂輥，以實現(xiàn)提高懸臂輥的耐磨性和抗沖擊的能力，同時保證懸臂輥的冷卻性能。下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的事實例僅僅是本發(fā)明一部分事實例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。如圖2-圖4所示，圖2為本發(fā)明提供的懸臂輥的結構示意圖；圖3為本發(fā)明提供的懸臂輥水路結構的結構示意圖；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，水冷輥軸上設置有進水通道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的外壁上設置有輥身塊2，輥身塊2為多個，單個輥身塊2沿輥軸1的徑向設置， 多個輥身塊環(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構，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，在懸臂輥受到工作過程中外力的沖擊時，通過輥軸1上輥身塊2承載能力大的特點，起到減緩沖擊力的作用， 同時在輥軸1旋轉過程中，多個輥身塊2降低了工作過程中對輥軸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，實現(xiàn)了提高懸臂輥抗沖擊的能力。為了進一步優(yōu)化上述技術方案，本實施例提供的懸臂輥中，輥身塊設置為兩組，兩組輥身塊以輥軸1的中間徑向的橫截面為對稱面，對稱分布在輥軸1的外壁上。每組輥身塊設置為12個，其均勻設置在輥軸1的外壁上。位于同一徑向上的兩個輥身塊以“人”字形分布。輥身塊設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，且單個輥身塊脫落后容易修復，延長了懸臂輥的使用壽命。當同一徑向的兩個輥身塊同向布置時，輥身塊可以設置為斜齒輪樣式，以增大輥身塊結構的承載能力，然而斜齒輪樣式容易產生較大的軸向力，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，由同一徑向的兩個輥身塊合并而成，不但具有斜齒輪樣式的優(yōu)點，能夠承受較大的載荷，還克服了會產生較大軸向力這一缺點，使得懸臂輥既能承受軸向沖擊力，又能沿懸臂輥的滾動方向提供縱向的驅動力。輥身塊為Co50的輥身塊，輥身塊通過焊接的方式設置到輥軸1上。輥身塊的材質為Co50，其較現(xiàn)有的ZG4Crf8Ni48W5材質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輥身塊的結構示意圖。Co50輥身塊采取粉末冶金模具準備，其厚度設置為30mm，具有與輥軸1相互匹配的彎曲弧度。輥身塊設置為片狀焊接到輥軸1上，減少了材料使用，同時降低了整個懸臂輥的重量，提高了運行穩(wěn)定性。具體的，輥身塊2的底部沿長度方向的兩端設置有IOmm的倒角，以便于對輥身塊4進行焊接時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行焊接。 輥身塊2通過焊接連接的方式設置在輥軸1上。每個輥身塊2通過焊接方式設置在輥軸1 上后，各個輥身塊之間相互獨立，不會積存冷熱交替應力，輥身塊2的壽命得到提高。輥身塊2發(fā)生脫落后可修復性好，輥身塊2由于體積小即使落入到工作設備的活動立柱水封槽中，也不會造成卡死活動梁等惡性事故。如圖3所示，圖3為本發(fā)明提供的懸臂輥水路結構的結構示意圖。為了進一步優(yōu)化上述技術方案，本實施例提供的懸臂輥中，輥軸1的內部設置有第一水冷通道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和進水通道8設置為不銹鋼冷卻水管，其通過水冷輥軸上的旋轉接頭插頭6插入輥軸1的內腔，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、進水通道和出水通道。不銹鋼冷卻水管插入輥軸內腔后，與盲板堵頭中心的定位銷10連接實現(xiàn)中心定位。不銹鋼冷水管的頭部位置的外壁上設置有水管孔11，以實現(xiàn)冷卻水由不銹鋼冷卻水管進入輥軸1的內腔，隨著懸臂輥的旋轉，冷水由不銹鋼冷水管上的水管孔11散發(fā)到輥軸1的內腔中，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構，使得懸臂輥的抗沖擊能力增大，從而當水冷輥軸直接與輥軸連接時，仍然能夠滿足懸臂輥的傳動要求。水冷輥軸與輥軸全部相連后，輥軸進行冷卻時能夠直接對輥軸的內部進行冷卻，從而保證了輥身塊與輥軸的焊接處處于穩(wěn)固的狀態(tài)，不會因為高溫而使焊點脫落，而影響懸臂輥的使用。本實施例通過在輥軸表面增加“人”字形輥身塊結構，增加了懸臂輥的抗沖擊能力，從而改變了輥軸內的水冷結構，保證了懸臂輥的冷卻性能。懸臂輥在工作時，輥軸部位受到工作部位較高溫度的影響，為了使輥軸1不會因為承受高溫度梯度的影響而不爆裂，需要對輥軸1進行冷卻，從而保證輥身塊2與輥軸1之間具有較強的結構強度。輥軸1的一端設置盲板堵頭4，冷卻水經(jīng)進水通道、第一水冷通道進入輥軸內部，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度。且輥身塊2由根部到邊緣，溫度逐漸升高，最終與爐內溫度一致，確保了其與加熱爐內鋼坯接觸部位不產生低溫水印。已投入使用的懸臂輥中， 懸臂輥的運行穩(wěn)定可靠，高溫耐磨性好，壽命達到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的結合部位采取環(huán)形加強，以加強輥軸1與水冷輥軸3的結合強度。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，需對裝配后的懸臂輥進行水壓試驗，試驗條件為0. 壓力下試驗10分鐘無液體的泄漏，則認為裝配后的懸臂輥符合使用的要求，若出現(xiàn)泄漏，需對泄漏部位進行重新焊接并試驗驗證，直至符合要求為止。基于上述實施例中提供的懸臂輥，本發(fā)明還提供了一種步進式加熱爐，包括擋火板M、軸承座23，電機減速器25和出料側懸臂輥，出料側懸臂輥為上述實施例中的懸臂輥。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與加熱爐的電機減速器25相連，靠近輥軸1處的水冷輥軸3處設置有擋火板， 以防止加熱爐中熱量的大量涌出。輥軸1處用于實現(xiàn)對加熱爐內金屬板的輸送工作。由于該步進式加熱爐采用了上述實施例的懸臂輥，所以該步進式加熱爐由懸臂輥帶來的有益效果請參考上述實施例。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術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，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種懸臂輥，包括水冷輥軸(3)，其上設置有進水通道(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)，其設置在所述輥軸(1)的外壁上且為多個，單個所述輥身塊沿所述輥軸 (1)的徑向設置，多個所述輥身塊環(huán)繞分布在所述輥軸(1)的外壁上；盲板堵頭G)，其設置于所述輥軸(1)的另一端。
2.根據(jù)權利要求1所述的懸臂輥，其特征在于，所述輥身塊設置為兩組，兩組所述輥身塊以所述輥軸(1)的中間徑向的橫截面為對稱面對稱分布。
3.根據(jù)權利要求2所述的懸臂輥，其特征在于，每組所述輥身塊設置為12個，其均勻設置在所述輥軸的外壁上。
4.根據(jù)權利要求2所述的懸臂輥，其特征在于，所述輥身塊處于所述輥軸(1)同一徑向上的兩個所述輥身塊以“人”字形分布。
5.根據(jù)權利要求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)通過焊接的方式設置在所述輥軸上。
9.根據(jù)權利要求1所述的懸臂輥，其特征在于，所述輥軸的內部設置有第一水冷通道 (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。
10.一種步進式加熱爐，包括擋火板04)、軸承座，電機減速器0 和出料側懸臂輥，其特征在于，所述出料側懸臂輥為如權利1-7任意一項所述的懸臂輥。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種懸臂輥，包括水冷輥軸，水冷輥軸上設置有進水通道和出水通道，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。輥身塊設置在輥軸的外壁上，且輥身塊設置為多個。每個輥身塊沿輥軸的徑向設置，多個輥身塊環(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構，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，在懸臂輥受到工作過程中外力的沖擊時，通過輥軸上輥身塊承載能力大的特點，起到減緩沖擊力的作用，增強懸臂輥的抗沖擊能力。本發(fā)明還提供了一種步進式加熱爐，其上設置有具有如上結構的懸臂輥。
文檔編號F27B9/24GK102534183SQ201210002068
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權日2012年1月5日
發(fā)明者劉英剛, 莊緒成, 楊樂彬, 楊風濱, 趙勇, 趙培勝, 魏義華 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司