[实用新型]一种具有表面硬化层的轧机牌坊

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种冶金机械，大型轧钢设备领域中的轧机牌坊，尤其涉及一种耐冲击、抗磨损和抗腐蚀的具有表面硬化层的轧机牌坊。

背景技术

目前，在大型板带轧机设备中，轧机牌坊一般采用低碳铸钢材料制造，由于牌坊是轧机的关键件，其安全系数一般取得比较大，虽然这种牌坊的碳当量比较小，但是其牌坊的强度和刚度都能够满足生产的使用；而且低碳铸钢的成本相对比较低，生产制造比较容易；第三，由于牌坊属于大型铸钢件，比较容易出现铸造缺陷，采用低碳铸钢的材料对缺陷修复比较容易。因而低碳铸钢在工程实践中被广泛运用。

由于大型轧机的轧制负荷比较大，在工作中的冲击负荷也比较大，特别是在轧件咬入、抛出、或者在轧制过程中出现负荷突变时都会产生比较大的冲击，而这些负荷会作用到轧机牌坊窗口表面，也可能作用到牌坊上下轭的表面。一般地，水平面内冲击负荷通过轧机辊系传递给牌坊滑板，进而作用到牌坊窗口的内表面，垂直面内的冲击载荷会通过压下或压上装置和垫板等传递给牌坊上下轭的工作表面。然而生产中的冲击总是存在不确定性，而冲击载荷的方向也并不总是只在某一方向，通常是水平和垂直负荷的合成。

由于大型轧机在工作时需要对辊系进行冷却，生产环境存在大量的冷却液，冷却液中的水会进入到滑板和牌坊内表面之间缝隙里面，长时间工作后，工作零件的表面会被锈蚀。

在热轧的生产环境，冷却液接触热的板坯会被雾化或者形成蒸汽进入到滑板和牌坊内表面之间的缝隙里面，同时，空气也会进入到该间隙内，水、雾化水或蒸汽与空气在滑板间隙局部存在。在轧机受到强烈冲击的情况下，会产生局部高压，进而产生牌坊表面气蚀。

对于轧钢机，被高压水打下的氧化铁皮微粒也可能随着水雾进入牌坊和滑板间隙，氧化铁皮微粒的硬度很高，在轧机受到强烈冲击的情况下，会压入到滑板和牌坊表面，在滑板和牌坊内表面形成凹点，产生应力集中，而一旦水或蒸汽、空气进行到凹点处，锈蚀和气蚀现象将进一步加剧，导致牌坊进一步损坏。

长期的生产条件下，牌坊的表面一旦出现局部很小的损坏，由于上述因素的影响，将进一步出现更大的损伤，最后出现牌坊大面积损伤，导致牌坊窗口间隙变大，轧机工作出现不稳定性，而这种不稳定性将进一步导致轧机冲击负荷的加剧，反过来进一步恶化牌坊和滑板的工作条件，使牌坊表面进一步损伤；而且随着间隙的加大，增加了传动系统出现扭振的可能性，导致传动系统扭矩系数(TAF)值放大，出现传动轴或轧辊设备损坏；并且由于间隙的加大，必然导致轧制过程不稳定，影响轧件的表面质量。

为了克服上述缺陷，目前在生产实践中，牌坊出现问题后，不得已进行停机，进行在线处理，一般的步骤是停机抽辊，拆卸滑板，清理清洗表面，探伤检查表面情况，缺陷部位机械加工，之后进行修复，修复的方案有加工后贴垫板以弥补牌坊尺寸变化、加厚滑板、用金属液进行修补、焊接修复、激光熔覆等等，修复后还需要再探伤检查。

但是，在现有技术中对牌坊缺陷进行在线处理，操作的步序繁多，需要停机、换辊、装拆滑板、修复、反复检查等，因而操作时间特别长，耽误生产时间很长。当损伤面积大时，一次修复无法满足生产的需要，还需要对牌坊进行多次修复，这已成为生产现场亟待解决的技术难题。首先，进行在线处理，需要活动机床进行机加工，需要探伤检测设备，需要特殊的修复设备，如激光熔覆装置，因而修复成本特别昂贵；其次，进行在线处理，有些方法还存在相当的技术风险，如堆焊方法，因为焊接热影响区比较大，需要采取特别的操作工艺，如进行预热、注意保温等，但是现场的条件没有进行热处理消除应力的手段，因而可能诱发焊接裂纹，带来设备风险；并且，进行在线修复，技术复杂，操作难度大，不可能采用原牌坊的加工基准，尺寸精度和形位公差难以完全恢复，加工精度和表面质量难以保证。而在垂直方向，压下和垫板处的工作条件虽然要好一些，但是由于轧机轧制负荷很大，特别存在突然加载、突然卸载、载荷突变等冲击负荷的工况下，载荷接触面依然存在损伤的可能。

以现有的两辊轧机牌坊和四辊轧机牌坊为例，请参见图1至图4，分别为现有的两辊轧机牌坊窗口内设备布置的结构示意图、四辊轧机牌坊实施例一至实施例三的结构示意图。其中，图3与图2的区别主要在于：图3的上部具有压下螺母；图4与图3区别主要在于：图3中的牌坊窗口两侧面滑板安装面为上下相分离的表面，而图4中的牌坊窗口两侧面滑板安装面为连续为一体的表面。