[实用新型]一种隔热型气冷碳套辊

说明书

技术领域

本实用新型涉及带钢加热炉、退火炉设备的炉辊，尤其是指一种耐高温的隔热型气冷碳套辊。

背景技术

炉辊是各种加热炉、退火炉的主要零部件，一般为耐热合金经离心铸造而成的空心圆管结构，其功能是输送钢带/坯等工件穿过加热炉而使工件得到加热。

目前，硅钢、不锈钢等一些特殊带钢的退火温度已超过1000℃甚至高达1200℃以上，普通炉辊在此高温下易弯曲变形甚至断裂，使用寿命仅2～3个月，炉辊成本居高不下。为此，厚大板坯加热一般都需要在辊子内部通水冷却，如专利WO2010/107810A2、CN200820180369.5、CN200820073754.X等。水冷炉辊因为冷却作用大，容易在加热工件表面产生局部低温即“黑印”，降低了加热质量，而且存在炉辊漏水等隐患。如果对薄带钢加热，“黑印”的影响将更加显著。因此对薄带钢加热，一般采用不冷却的高级耐热合金甚至高温合金来制造炉辊，炉辊成本显著上升。也有采取低强度的气体冷却，如专利US3976423在炉辊内通气对炉辊进行冷却，专利CN201020154983.1采用气冷的高温碳套辊用于硅钢高温退火炉中。

现有的气冷碳套辊，一般采用氮气冷却辊身，在辊身内通过一个细套管使冷却气体从辊子操作侧进来后又返回操作侧而导出。由于金属辊身及辊身外碳套的导热系数均比较高，炉内热量穿过碳套和金属辊身后直接由冷却氮气带走，因此碳套和金属辊身内部的温度梯度不大，即要么碳套温度过低，这必然影响与碳套外壁接触的带钢加热温度，炉体热量损失大；要么辊身温度过高，这必然影响辊身抗变形能力，难以起到只降低辊身温度而不降低碳套温度的作用从而实现减小炉辊变形的目的。此外，气冷碳套辊冷却氮气从碳套辊同一侧(操作侧)进出，氮气在金属辊身内部从操作侧流动到驱动侧后又经过炉辊中心套管返回操作侧，这样氮气温度必然不断升高，冷却能力逐渐降低，造成辊身轴向温度不均匀(操作侧温度低驱动侧温度高)，不利于带钢加热及防止辊身变形。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种隔热型气冷碳套辊结构，既能使炉辊保持较低温度防止其变形，同时又减轻炉辊对带钢的冷却作用，能够进一步改善炉辊温度均匀性，从而延长炉辊使用寿命。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种隔热型气冷碳套辊，所述碳套辊由空心金属圆管制成的辊身及置于辊身外表面的碳套组成，其中：在所述辊身的内腔通有冷却气体，所述冷却气体从碳套辊操作侧进入辊身的内腔，并从驱动侧流出；在所述辊身与碳套之间设有耐火材料制成的隔热层；所述辊身的两端分别焊接轴头，并在辊身及其两端与轴头的连接部位外面套设一根轴套；所述辊身的外壁上于隔热层内沿辊身的轴线方向间隔布置数个陶瓷环。

所述冷却气体为氮气。

所述辊身内腔，于冷却气体流道内设置一导流器，其由进气端卡爪，出气端卡爪，撑杆以及套筒组成；所述进气端卡爪及出气端卡爪为外周开有通气槽口的圆盘和爪头焊接而成，并每个爪头与辊身端部的轴头接触；所述撑杆连接于进气端卡爪、出气端卡爪的两个中心部之间；所述套筒连接于进气端卡爪、出气端卡爪的两个圆盘之间；所述出气端卡爪的圆盘中心部开设有通气孔。

所述导流器的套筒为圆锥形，其操作侧的直径小于驱动侧的直径。

所述隔热层采用由耐火纤维棉或耐火纤维毡包裹在辊身外壁并通过耐热钢丝包扎构成。

所述隔热层采用数个内径与辊身外径相匹配的耐火纤维预制隔热环逐个套装在辊身外壁构成轴向层叠结构。

所述辊身的外壁面喷涂ZrO2+Al2O3类热障陶瓷涂层。

所述轴套两端分别与辊身两端的轴头焊接在一起。

本实用新型的有益效果：

与现有技术相比，本实用新型的隔热型气冷碳套辊在金属辊身和碳套之间设置了隔热层，既保护金属辊身使之处于低温状态，同时避免带钢受辊内冷却气体冷却作用而降温，辊身受气体直接冷却，具有温度低、强度高、不易变形的特点；本实用新型取消辊身内的套管结构，冷却气体从炉辊一侧进，直接从另一侧出，强化冷却效果；金属辊身内设置导流器，进一步均匀炉辊轴向温度；而且，在隔热层内设置陶瓷环支撑碳套，碳套得到陶瓷环支撑，不易损坏；同时，在辊身外壁面喷涂热障陶瓷涂层，进一步提高隔热效果。本实用新型通过隔热以及冷却措施，既强化了炉辊冷却效果同时又避免炉辊对加热带钢的不良影响，提高了炉辊在高温环境下的使用性能。