轧机及其空心轧辊制造技术

本发明专利技术公开了一种空心轧辊，其中空心轧辊包括辊身以及设置在所述辊身两端的辊颈，所述辊身呈空心轴状，且内腔中设有支撑组件和冷却管道，支撑组件具有多个端部，且各所述端部均与所述辊身的内壁连接固定；冷却管道贯穿并固定在所述支撑组件上，所述冷却管道的两端分别设有冷却管道入口和冷却管道出口。本发明专利技术提供的空心轧辊，颠覆了轧辊只能采用实心结构的设计思路，利用支撑组件有效保证轧辊的强度，降低了制造成本，同时空心结构结合冷却通道，大大提高了辊身的散热性能，有利于保证热轧钢板在厚度方向上的尺寸精度以及均匀性。在此基础上，本发明专利技术还提供了一种采用了上述空心轧辊的轧机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢板生产设备，具体涉及轧机及其空心轧辊。
技术介绍
与冷轧钢板相比，热轧钢板因具有较大的价格优势，故而应用领域更广。但是，热轧钢板存在一个致命的缺陷:表面平整性较差、在厚度方向上尺寸精度较低，这一致命缺点使得热轧钢板始终无法取代冷轧钢板，而只能应用于一些精度要求较低的场合。众所周知，在热轧钢板的轧制过程中，乳辊的强度和外形精度(轧辊轴心与轧辊各母线之间的尺寸精度及一致性)是保证钢板厚度方向上尺寸精度及均匀一致性的重要因素，只有轧辊具有较高的强度，才不会在轧制过程中产生变形。但是，由于热轧钢板在高温环境下轧制的特殊工艺性，在轧制过程中轧辊受热产生膨胀变形是不可避免的，并且，乳辊吸收的热量越多，温度升高也越多，膨胀变形也越大。这样，在连续轧制过程中，乳辊轴心与轧辊母线之间的尺寸会呈现出一种渐变的趋势，进而影响热轧钢板在厚度方向上的尺寸精度及均匀性。为了提高轧辊强度并减小其在轧制过程中受热产生膨胀变形，目前都是采用大质量、高密度的实心轧辊进行轧制。利用这种轧辊强度较高并且具有较大热容的特性，使其在在轧制过程中吸收钢板坯件的热量时，升温速度缓慢，减少膨胀变形，提高高温强度。制造上述轧辊方法有:传统的整体铸造法、溢流或者离心铸造法、锻造法以及采用了新工艺技术的复合法和组合法。其中，复合法主要包括连续铸造复合法(CPC法)、电渣重熔堆焊法、粉末冶金热等静压法、喷射成形法以及液态金属电渣复合法(ESSLM法)等，复合法制造轧辊的原理在于将工作层材料包裹在预制的辊芯上制成复合轧辊。组合法是将硬质合金辊环组装到棍身上制成CIC(Cast-1n-Carbide)乳棍。以上这些轧辊制造方法，其核心均是使轧辊的组织更质密，以保证轧辊的强度和较好的导热性能，再通过加大轧辊径向尺寸的方式进一步提高轧辊的热容，从而保证轧辊在高温工作环境下的外形尺寸精度。这些方法设计的轧辊均为实心结构的设计思想，且径向尺寸较大，因此制造成本较高；同时，大质量的轧辊虽然热容大，但散热能力却较差，且轧辊两端的轴承座和一些传动装置的热容又小于轧辊本身，因此还需要对轴承座和传动装置采取降温措施，并兼顾轧辊两端的液压施力部件，从而增加了轧机设备本身结构的复杂性。由此可见，急需另辟蹊径对现有实心轧辊进行结构改进，在保证轧辊强度的前提下，减小轧辊在高温工作环境下的变形，同时大幅降低轧辊的制造成本。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有轧辊质量大、制造成本高且使得轧机设备因降温措施造成结构复杂的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是提供一种空心轧辊，包括辊身以及设置在所述辊身两端的辊颈，所述辊身呈空心轴状，且所述辊身的内腔中设有:支撑组件，其具有多个端部，且各所述端部均与所述辊身的内壁连接固定；冷却管道，贯穿并设置在所述支撑组件上，所述冷却管道的两端分别设有冷却管道入口和冷却管道出口。在上述方案中，所述支撑组件为立体网状结构，或者，所述支撑组件包括多个支撑构件，多个所述支撑构件沿所述辊身的轴向间隔布置，且间距布置方式为:沿所述辊身的轴向中间间距小、两端间距大。在上述方案中，所述支撑构件为:能够将同一平面内所述辊身的内壁上多点固定连接的平面网状结构。在上述方案中，所述支撑构件为:由正六边形框架四方连续构成的平面蜂巢状结构。在上述方案中，所述冷却管道包括多根散热管，多根所述散热管均沿所述辊身的轴向贯穿并固定在所述支撑组件上，多根所述散热管的两端分别连接到所述冷却管道入口和冷却管道出口。在上述方案中，所述冷却管道由一根散热管组成，所述散热管在所述辊身内沿轴向呈之字形绕所述支撑组件折返往复布置并固定在所述支撑组件上，且返往点位于所述支撑组件的轴向外端面之外，所述散热管的两端分别连接到所述冷却管道入口和冷却管道出□ O在上述方案中，所述冷却管道由一根散热管组成，所述散热管在所述辊身的轴向上呈螺旋状布置并固定在所述支撑组件上。在上述方案中，所述冷却管道包括多根散热管和连接管，每个所述散热管呈螺旋状布置在每个所述支撑构件内，相邻两个所述支撑构件内的散热管通过连接管串联连接，所述正六边形框架的侧壁上设有用于所述散热管通过的通孔，所述散热管在径向方向上依次穿过每一个所述正六边形框架。在上述方案中，所述支撑组件与所述辊身一体成型，或者所述支撑组件、所述冷却管道与所述辊身一体成型。本专利技术还提供了一种轧机，包括机架和冷却装置，所述机架上设有多组轧辊，所述轧辊采用上述结构的空心轧辊，所述冷却管道入口与所述冷却装置的输出口连接。本专利技术提供的空心轧辊，颠覆了目前只有利用大质量、高密度轧辊，通过提高轧辊比热的方式才能减小轧辊升温变形的设计思路，将轧辊设计成空心结构，并在辊身内壁上增设支撑组件，不仅有效保证轧辊的强度，保证了在轧制过程中轧辊的外形尺寸精度，间接提高了轧辊的制造精度，还节约了材料，降低了制造成本；且空心的辊身结构不仅有助于散热，再结合冷却管道可以及时高效的带走轧辊吸收的热量，避免轧辊的升温膨胀变形；同时，可以免除用于给轧辊两端的轴承座和传动装置的降温措施，进一步降低了轧机的成本。【附图说明】图1为本专利技术中空心轧辊的结构示意图；图2为本专利技术中支撑组件的实施例1的示意图。图3为本专利技术中支撑组件的实施例2的示意图；图4为本专利技术中支撑组件的实施例3的示意图。图5为本专利技术中第I种冷却管道结构的示意图；图6为本专利技术中第2种冷却管道结构的主视示意图；图7为本专利技术中第2种冷却管道结构的左视示意图。图8为本专利技术中第3种冷却管道结构的示意图；图9为本专利技术中第4种冷却管道结构的示意图。图10为本专利技术图9中A-A示意图。【具体实施方式】本专利技术提供了一种空心轧辊，用于轧制热轧钢板，该空心轧辊内设有支撑组件和冷却管道，在保证了结构强度的基础上，可有效防止辊身受热膨胀变形，使轧辊在转动过程中轴心与轧辊母线之间的尺寸精度大大提高，从而保证了热轧钢板在厚度方向上的均匀性。下面结合【具体实施方式】和说明书附图对本专利技术做出详细的说明。如图1所示，本专利技术提供的空心轧辊，包括辊身I以及设置在辊身I两端的辊颈2，辊颈2的两端设有辊轴，通过辊轴将空心轧辊安装到轧机的轴承座上进行轧制工作。辊身I设置成空心轴状，其内腔中设有支撑组件3和冷却管道4。支撑组件3具有多个端部(端部可考虑沿辊身I的径向方向设置)，且各端部均与辊身I的内壁连接固定。冷却管道4沿辊身的轴向贯穿支撑组件3，并且与支撑组件3连接；冷却管道4与支撑组件3之间可固定连接，也可以非固定连接。冷却管道4的两端分别设有冷却管道入口 5和冷却管道出口 6，冷却管道入口 5和冷却管道出口 6分别伸出辊身I的两端面。辊颈2固定在支撑组件的外侧面上。支撑组件3用于对辊身提供径向支撑，防止空心轧辊在轧制过程中径向变形。支撑组件3可以采用筋、板、樑或者桁架等形式，只要满足支撑强度即可，也可以采用其他形式的支撑组件。冷却管道4用于增强辊身I的散热性能，分别将冷却管道入口 5和冷却管道出口 6连接到冷却装置上，就可以利用冷却装置带走辊身吸收的热量，防止辊身I在工作过程中升温膨胀变形。当然也可以采用这样的设计，仅冷却管道入口 5与冷却装置的出液口连通，而冷却管道出口 6根据实际需要确定连通关系。本专利技术提供的空心轧辊，颠覆了轧辊必须采用实本文档来自技高网...

【技术保护点】
空心轧辊，包括辊身以及设置在所述辊身两端的辊颈，其特征在于，所述辊身呈空心轴状，且所述辊身的内腔中设有：支撑组件，其具有多个端部，且各所述端部均与所述辊身的内壁连接固定；冷却管道，贯穿并设置在所述支撑组件上，所述冷却管道的两端分别设有冷却管道入口和冷却管道出口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏章仁，
申请(专利权)人：苏氏工业科学技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11