[发明专利]制造卷取机卷筒的方法及卷取机卷筒

说明书

技术领域

本发明涉及制造卷取机卷筒的方法及卷取机卷筒。

背景技术

可逆式热轧机，也称为斯特克尔式轧机(Steckel mills)，被用作热轧不锈钢、特种钢等的扁钢坯的带材热轧机。

图1示意地示出了具有较高温度的可逆式热轧机1，在热轧机上钢的扁铸坯通过轧辊2a和2b若干次。轧辊2a和2b相互以辊隙接触，并且当扁钢坯通过辊隙N时，扁钢坯的厚度减小到具有更薄的厚度的带材3。

在热轧机的相对两侧，设置有两个卷取炉4。当利用热轧机1加工带材时，其被交替地卷到对置的卷取炉4上并从对置的卷取炉4上松开，每个卷取炉都包括旋转的圆柱形卷取机卷筒5。卷取炉的作用是保持通过辊隙N之间的带材的温度。卷取炉保持在例如大约900℃到大约1050℃的温度。

在操作中，通过辊隙N的带材3被导到较近的卷取炉4并卷到其相应的卷取机卷筒5上。随后，当带材3被向回输送通过辊隙N时，带材从卷取机卷筒5被松开。重复进行将带材通过辊隙N、卷上以及松开的过程，直到达到希望的带材的厚度。

卷取机卷筒是中空圆柱体，具有至少大约1000mm的外径，大约2000到5000mm的长度以及30到150mm的较大壁厚。卷取机卷筒通常由铸造耐热合金制备。卷取机卷筒的工作表面(即成为随后带材要被卷绕的表面)通常是平的或是有槽的。

如上面的描述能被实现的，卷取机卷筒工作在非常苛刻的环境中。卷取炉中的温度很高。当将钢带卷绕在卷筒上时，卷取机卷筒的表面还重复地承受很高的夹紧力。这导致卷取机卷筒的表面疲劳断裂或其它破裂。卷取机卷筒还具有砂眼。这些影响卷取机卷筒的使用寿命。其还会在正在制造的钢带上留下痕迹，从而降低产品的质量。卷取机卷筒的表面还在卷起钢带时暴露于形成在钢带表面上的氧化铁膜。虽然除氧化皮，但是部分氧化铁膜转移到并粘到卷取机卷筒上，并随后导致带材的缺陷。这降低了产品的质量。

现在由卷取机卷筒表面中的砂眼引起的问题可以通过停下炉以使砂眼能被手动研磨以减少砂眼得到解决。频繁的停机导致用于维护轧辊的高运行成本以及产品生产能力的降低。

卷取机卷筒在目前的操作温度下还易松弛，这将阻碍以均匀的较高的温度运行炉。松弛使卷筒在其旋转中变得偏心。这导致卷筒不均匀地旋转，这影响卷取炉的运行和使用寿命并在带材上引起缺陷。松弛还导致变形，即使卷取机卷筒的缝隙变窄。结果，必须更换卷取机卷筒。

已试图通过在铸造卷取机卷筒时使用不同的铸钢组份来克服上述问题。一个示例在美国专利6,033,626中公开。在该专利中存在的组分只是标准钢组份的变体。其在卷取机卷筒正在使用的高温下是软的并因此存在由卷取机卷筒的变形导致的问题。而且其不能避免卷取机卷筒表面的砂眼。

美国公开的专利申请2001/0013383公开了用于加热炉的炉底辊的材料的三镍化铝基耐热合金。该材料在1050℃以上温度范围内具有高蠕变破裂强度并具有良好的可焊性。问题是该三镍化铝基材料是昂贵的。该材料适于具有简单结构(即中空圆柱体)的铸造轧辊，但其不能用于铸造具有复杂几何形状结构的物体，例如卷取机卷筒。而且当制备熔融三镍化铝合金时，反应是强烈放热的。因此不可能铸造尺寸与卷取机卷筒一样大的物体。

这两个专利公开物公开由相同材料并整体地铸造整个卷筒或轧辊。

发明内容

因此，本发明的目的是提供用于制造卷取机卷筒的方法并涉及卷取机卷筒，该方法和卷取机卷筒避免了上述问题，并通过该方法和卷取机卷筒显著提高了卷取机卷筒的使用寿命并提高了由热轧机生产的产品的质量。

本发明基于这样的理念：卷取机卷筒以这样的方式形成，其包括在卷取机卷筒主体上形成包含三镍化铝的表面层。

三镍化铝合金可以通过焊接或热喷涂形成在卷取机卷筒主体上。表面层也可以是设置在主体上的三镍化铝合金衬套。表面层的厚度为从大约0.1mm至大约8mm，合适地是从大约1mm至大约4mm。表面层形成在金属带材被卷在卷取机卷筒上时将接合金属带材的工作表面。

表面层可以被制成是光滑地并均匀地靠在要被卷绕的钢带上。表面层可以作为从卷取机卷筒主体的基面径向向外延伸的凸出的三镍化铝合金带形成在卷取机卷筒上。这些凸出带形成在金属带材被卷在卷取机卷筒上时将接合金属带材的工作表面上。