本发明专利技术公开了一种电渣熔铸堆焊复合制造及复合再制造金属轧辊的设备及方法。该设备包括：结晶器、自耗电极组、抽锭装置；结晶器采用两级结晶器，包括T型结晶器和铜质水冷结晶器，T型结晶器位于铜质水冷结晶器的上部，并且T型结晶器与铜质水冷结晶器之间通过绝缘材料连接；T型结晶器外壁包裹感应线圈，该感应线圈连接中频电源，用于化渣形成熔池以及加热轧辊表面；在T型结晶器的靠近绝缘材料的位置设有钢水液面检测装置，用于检测结晶器内钢水液面信号；自耗电极组通过电源变压器与结晶器内的底部挡板形成供电回路；抽锭装置与底部挡板连接，用于将轧辊从结晶器向下方抽出。采用该设备制造复合轧辊工艺简单，复合层质量好，生产成本低。成本低。成本低。
【技术实现步骤摘要】
电渣熔铸堆焊复合(再)制造金属轧辊的设备及工艺
[0001]本专利技术涉及一种利用电渣重熔焊接技术复合制造及复合再制造金属轧辊的设备及工艺，属于金属轧辊的复合制造及复合再制造领域。
技术介绍
[0002]轧辊是钢铁生产中重要的部件之一，在上机应用中由于受工况环境的影响，经常出现如剥落、磨损、掉块、粘钢、焊道痕迹等现象，致使轧辊失效。而对轧辊表面进行复合(再)制造处理，可以明显延长轧辊寿命，降低轧钢消耗。
[0003]目前轧辊表面的复合制造工艺主要有：(1)多电极熔铸复合法；(2)自耗结晶器熔铸复合法；(3)多丝电极堆焊复合法；(4)管状电极熔铸堆焊复合法；(5)旋转结晶器熔铸堆焊复合法；(6)电渣熔铸熔焊复合法；(7)双金属自耗电极熔铸复合法。
[0004]其中，电渣熔铸堆焊复合法是在磨损的旧轧辊或芯棒外周围用电渣法堆焊一层合金钢以修复旧辊或制造双金属复合辊。即将两种不同性能的金属材料，经过一定的电渣冶金工艺，在具有一定形状的水冷结晶器内，将其复合成一个整体，使之具有不同的性能，以满足不同的使用工艺的要求。电渣熔铸堆焊复合法制造的轧辊堆焊层纯度高、含硫低、非金属夹杂物少、合金锭表面光滑、洁净均匀致密、金相组织和化学成分均匀等优良性能，因此，世界各国均在积极地从事各种电渣熔铸堆焊复合轧辊制造工艺的研究和开发。
[0005]国外主要包括奥地利及捷克斯洛伐克和日本等国家在从事电渣熔铸堆焊复合轧辊方面的开发。虽然我国是世界上最早进行电渣冶金技术研究、开发和应用的国家，但在生产应用上与国外相比，尚存在着很大的差距。目前国内除了在冷轧辊用钢锭和小型冷轧辊的制造上得到了一定的应用外，在电渣熔焊堆焊复合制造轧辊上的研究较少，而且在国内未见有电渣熔焊堆焊复合制造轧辊设备及应用先例。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种电渣熔铸堆焊复合(再)制造金属轧辊的设备，用于电渣熔铸堆焊技术复合制造及复合再制造复合层金属轧辊。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供一种使用上述设备复合制造及复合再制造金属轧辊的工艺。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种电渣熔铸堆焊复合制造及复合再制造金属轧辊的设备，包括：结晶器、自耗电极组、抽锭装置；其中，
[0010]所述结晶器采用两级结晶器，包括T型结晶器和铜质水冷结晶器，T型结晶器位于铜质水冷结晶器的上部，并且T型结晶器与铜质水冷结晶器之间通过绝缘材料连接；
[0011]所述T型结晶器外壁包裹感应线圈，该感应线圈连接中频电源，用于化渣形成熔池以及加热轧辊表面；在T型结晶器的靠近绝缘材料的位置设有钢水液面检测装置，用于检测结晶器内钢水液面信号；
[0012]所述自耗电极组通过电源变压器与结晶器内的底部挡板形成供电回路，其中，自耗电极为一极，底部挡板为一极，通电后形成供电回路；
[0013]所述抽锭装置与所述底部挡板连接，用于将轧辊从结晶器向下方抽出。
[0014]进一步，所述自耗电极组由尺寸相同的多支电极并联而成。
[0015]进一步，所述自耗电极组可以采用套管形状的电极。
[0016]进一步，所述T型结晶器由耐火材料制作而成。
[0017]进一步，所述绝缘材料为高温绝缘垫。
[0018]进一步，所述设备还包括自耗电极升降装置，用于替换自耗电极组时，自耗电极组的升降。
[0019]进一步，所述钢水液面检测装置、自耗电极升降装置和抽锭装置由计算机控制系统控制。
[0020]进一步，在所述轧辊的上轴头和下轴头位置分别设置有引弧板，其中轧辊下轴头位置的引弧板设置在所述轧辊的端部与底部挡板之间，这样，可将引弧和熄弧(收弧)前不稳定部分去除，从而保证整个轧辊表面复合层的均匀性。同时，下引弧板的设置利于防止高温下热量的散失，保证化渣熔渣过程的顺利进行。
[0021]本专利技术的设备的工作原理是：
[0022]在结晶器内的底部挡板上部加入固态渣料，通过中频电源加热T型结晶器将渣料熔化成液态熔渣而形成熔池。将自耗电极组插入液态熔渣中，通电起弧。自耗电极组在液态熔渣内逐渐熔化并滴落，形成的金属熔滴逐渐聚集到轧辊与结晶器和底部挡板之间的空间内时，金属熔体即熔覆金属的液面逐渐上涨；当金属熔体的液面接触到钢水液面检测装置时，检测装置获得信号，此时启动抽锭装置，进行抽锭。抽锭过程中，下部铜质水冷结晶器对熔渣复合后的轧辊进行冷却，从而得到优质复合层的轧辊。
[0023]在本专利技术的设备中，T型结晶器除了熔化渣料之外，还发挥加热轧辊表面的作用，从而使液态熔渣易于熔覆在轧辊表面。
[0024]本专利技术还提供一种使用所述设备电渣熔铸堆焊复合制造及复合再制造金属轧辊的工艺，包括以下步骤：
[0025](1)准备多个自耗电极组；
[0026](2)准备轧辊母体，去除辊身的疲劳层及缺陷；
[0027](3)将感应线圈包裹在T型结晶器上，连接中频电源，通电后利用电磁感应将渣料熔化成液态熔渣，同时利用电磁感应完成对轧辊表面的局部加热至700℃～850℃；
[0028](4)将自耗电极组插入到液态熔渣中，通电起弧；
[0029](5)当钢水液面检测装置检测到结晶器内钢水液面信号时，启动抽锭装置，进行抽锭，抽出后由下方的铜质水冷结晶器冷却轧辊；
[0030](6)当自耗电极组的自耗电极剩余部分的高度在30～40mm左右时，进行自耗电极的交换；交换电极时，中频加热打开，维持液态熔渣的温度与电渣熔铸堆焊的熔渣温度相差≤30℃；
[0031](7)重复以上步骤(4)～(6)，完成轧辊的复合制造；
[0032](8)去除复合层表面的平整凝固渣壳，装入电阻炉进行回火热处理，然后进行机加工、探伤检测及包装。
[0033]本专利技术是在传统的电渣重熔技术基础上，创新性的采用了两个结晶器——T型结晶器与铜质水冷结晶器的组合结构。通过中频电源加热T型结晶器实现结晶器内化渣及加热轧辊表面易于熔覆的双重作用，通过电渣熔铸堆焊堆焊方式制备出复合轧辊。具体优点包括：
[0034](1)T型结晶器的优点在于：一、防止自耗电极熔化后形成电磁漩涡，过多熔化轧辊母材；二、防止电击穿现象，即防止金属结晶器与引锭板及水冷箱之间的导电性接触遭到破坏后，易出现的电击穿缺陷；三、避免了金属结晶器保护不力时与熔融金属短路造成的致命事故；四、利于中频化渣时的热量的持续保存。
[0035]铜质水冷结晶器主要是抽锭复合后的部位进行冷却，减少传统过早冷却复合金属层造成的应力集中及冷裂纹等缺陷。
[0036](2)中频加热：一方面将渣料熔化成液态熔渣，另一方面加热轧辊表面，在一方面更换电极时可持续提供热量，解决大型轧辊的堆焊复合制造问题。
[0037](3)采用钢水液面检测装置，可检测渣
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金(渣料
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熔敷金属)液面的准确位置，通过控制熔化速度和抽锭速度精准配合，保证熔池的稳定，获得优质的熔本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电渣熔铸堆焊复合制造及复合再制造金属轧辊的设备，包括：结晶器、自耗电极组、抽锭装置；其特征在于，所述结晶器采用两级结晶器，包括T型结晶器和铜质水冷结晶器，T型结晶器位于铜质水冷结晶器的上部，并且T型结晶器与铜质水冷结晶器之间通过绝缘材料连接；所述T型结晶器外壁包裹感应线圈，该感应线圈连接中频电源，用于化渣形成熔池以及加热轧辊表面；在T型结晶器的靠近绝缘材料的位置设有钢水液面检测装置，用于检测结晶器内钢水液面信号；所述自耗电极组通过电源变压器与结晶器内的底部挡板形成供电回路；所述抽锭装置与所述底部挡板连接，用于将轧辊从结晶器向下方抽出。2.根据权利要求1所述的电渣熔铸堆焊复合制造及复合再制造金属轧辊的设备，其特征在于，所述自耗电极组由尺寸相同的多支电极并联而成。3.根据权利要求2所述的电渣熔铸堆焊复合制造及复合再制造金属轧辊的设备，其特征在于，所述自耗电极组采用套管形状的电极。4.根据权利要求1所述的电渣熔铸堆焊复合制造及复合再制造金属轧辊的设备，其特征在于，所述T型结晶器由耐火材料制作而成。5.根据权利要求1所述的电渣熔铸堆焊复合制造及复合再制造金属轧辊的设备，其特征在于，所述绝缘材料为高温绝缘垫。6.根据权利要求1所述的电渣熔铸堆焊复合制造及复合再制造金属轧辊的设备，其特征在于，所述设备还包括自耗电极升降装置，用于替换自耗电极组时，自耗电极组的升降。...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱龙华，王清宝，
申请(专利权)人：朱龙华，
类型：发明
国别省市：
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