[发明专利]一种热轧辊表面激光成形预制氧化膜设备及工艺

权利要求书

1.一种热轧辊表面激光成形预制氧化膜设备，其特征在于，包括：

支撑机构，用于放置轧辊，以及连接电机系统来调节轧辊的旋转速率；

工作室，用于覆盖轧辊的整个工作层表面，工作室与轧辊之间设有密封腔；

激光系统，包括多激光头管道，固定于所述密封腔上，用于射出激光束辐照轧辊的工作层表面；

气体进口管道单元，固定于密封腔上，用于分别对准激光辐照的轧辊工作层表面、激光辐照前的轧辊工作层表面以及激光辐照后的轧辊工作层表面进行吹气；

喷水进口管道单元，固定在密封腔上，用于分别对准激光辐照的轧辊工作层表面以及激光辐照后的轧辊工作层表面进行喷水；

温度测试系统，用于检测激光辐照工作区与非激光辐照工作区的温度。

2.根据权利要求1所述的热轧辊表面激光成形预制氧化膜设备，其特征在于，还包括试剂进口管道单元，试剂进口管道单元包括催化剂进口管道和增碳剂进口管道，试剂进口管道单元与气体进口管道单元连通，经气体进口管道单元向密封腔内注入相应试剂。

3.根据权利要求1所述的热轧辊表面激光成形预制氧化膜设备，其特征在于，所述多激光头射出激光束辐照在轧辊表面的光斑为矩形光斑，并能拼接辐照整根长度的轧辊工作层表面。

4.根据权利要求1所述的热轧辊表面激光成形预制氧化膜设备，其特征在于，所述多激光头管道内的激光头带有同轴吹气系统，并与密封腔连通；所述密封腔的底部设有排气口和排水口；所述气体进口管道单元、喷水进口管道单元和试剂进口管道单元均设置有可调节压力和喷口管道尺寸的调节阀门。

5.根据权利要求1所述的热轧辊表面激光成形预制氧化膜设备，其特征在于，所述气体进口管道单元包括至少三套气体进口管道，分别对准激光辐照的轧辊工作层表面、激光辐照前的轧辊工作层表面以及激光辐照后的轧辊工作层表面，且每套气体进口管道包括并排连续设置在密封腔上的吹气口，与轧辊的工作层长度一致；或者所述喷水进口管道单元包括至少两套喷水进口管道，分别对准激光辐照的轧辊工作层表面以及激光辐照后的轧辊工作层表面，且每套喷水进口管道包括并排连续设置在密封腔上的喷水口，与轧辊的工作层长度一致。

6.一种热轧辊表面激光成形预制氧化膜工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将轧辊安装后，使轧辊工作面整体密封；

S2：开启各进口管开关，将保护气体冲入密封腔，使密封腔内不含有氧气；

S3：控制轧辊旋转，待旋转加速到目标转速后保持均匀转速；

S4：开启激光系统，使多个激光头的激光束辐照整根轧辊的工作层，且控制激光功率逐渐增加；

S5：当激光辐照轧辊表面升温至目标温度后，先开启能直接对准激光辐照轧辊工作层表面的吹气口，注入氧化剂；

S6：再开启另一套吹气口对准激光辐照后的轧辊工作层表面，吹入催化剂；

S7：接着开启一套吹气口对准激光辐照前的轧辊工作层表面，共同注入氮气剂和氧气剂；

S8：当轧辊表面形成均匀氧化膜组织后，关闭激光系统与全部吹气口管道；

S9：开启喷水口直接对轧辊表面氧化膜进行喷射；

S10：当水流在密闭腔内逐渐累积到目标高度后进行排流；

S11：当喷射水流至氧化膜温度降至目标温度后，对轧辊进行回火处理，获得表面带氧化膜的轧辊。

7.根据权利要求6所述的热轧辊表面激光成形预制氧化膜工艺，其特征在于，S3中，由电机系统调节轧辊旋转至匀速，转速为50r/min~200r/min。

8.根据权利要求6所述的热轧辊表面激光成形预制氧化膜工艺，其特征在于，S4中，激光功率从0逐渐增加至800W以内，功率增加速率为50W/min~150W/min，升至目标温度为800℃~900℃后保持温度为恒温。