热轧支撑辊的堆焊修复强化工艺.docx

热轧支撑辊的堆焊修复强化工艺技术
王银军1王孝建1王开圣2
1宝钢梅山钢铁股份公司技术中心（南京210039）
2南京航空航天大学八院(南京210016)

摘要介绍了梅山热轧支撑辊的堆焊修复工艺。热轧支撑辊的堆焊难点主要是堆焊层开裂，通过工艺调整，可解决堆焊层开裂问题。热轧支撑辊堆焊修复后的使用效果接近新辊，而堆焊成本仅为国产新辊的1/3，经济效益可观。
关键词支撑辊堆焊修复工艺流程
1前言
梅山1422热轧带钢生产线有在线支撑辊20支，全部为铸钢辊，其中有日本和英国等国的进口辊，也有国产辊。支撑辊的损坏形式除了正常磨损外，还有疲劳裂纹、辊面剥落等，有些支撑辊因工作层存在铸造缺陷，而不得不将缺陷厚度范围内的工作层全部车削去除。支撑辊的工作层尺寸低于下限值时，其服役周期便结束，如作废辊处理，则浪费惊人。如何充分发挥旧辊的“绿色”再利用潜力，达到降本增效的目的，是冶金企业非常关心、重视的课题。为此，在成功掌握堆焊修复热轧粗轧工作辊的技术基础上，探索、开发了热轧支撑辊的堆焊修复、强化工艺技术。
2热轧支撑辊的工况、材质及匹配的堆焊材料分析
支撑辊与工作辊直接接触，其主要承受高压力、一定的热应力、疲劳应力、磨损的综合作用，因此，其辊面材质应具有一定的强度、高的疲劳强度、热冲击性能、抗磨损性能。梅山热轧支撑辊典型规格为：Φ1390mm（辊面直径）×1429mm（辊面长度）×3924mm（总长），重量25444KG/支。几种梅山热轧支撑辊的成分见表1。
表1梅山热轧支撑辊材质成分（wt%）
CSiMnPSCrNiMoV邢台辊0.6/1.00.2/0.81.4/2.0＜0.03＜0.031.4/2.00.6/1.30.1/0.6/英国辊0.4/0.450.3/0.60.4/0.5＜0.030.018/0.0283.3/3.6＜0.50.6/0.650.11/0.15日本辊(实测值)0.480.310.72＜0.010.0073.440.70.44/热轧支撑辊对堆焊材料的性能要求：
较高的硬度HSD60~70，保证其刚度和耐磨性。
高强度，避免断辊。
高疲劳强度，防止网状裂纹和剥落。
良好的热冲击性，防止辊面局部受热产生软点。
良好的焊接性。
据此，我们选择低碳低合金104焊丝配431焊剂作打底层，选择耐磨性较高的Stoody224H焊丝配107焊剂作工作层，堆焊硬面层硬度达HSD67~74，堆焊层成分如表2。
表2堆焊层熔敷金属成分（wt%）
CSiMnCrMoWSP打底层0.120.82.01.2/＜0.013＜0.029工作层实测值0.350.651.626.50.91.450.0170.0183主要堆焊装备
埋弧堆焊电源的型号为ZXG-1000R。自动焊剂烘箱的型号为NZHG6-500内热式鼓风型。采用自行设计并多次改进的多功能辊体堆焊装置，这是一种适合支撑辊、工作辊等大型辊体堆焊的特种设备（图1），主要由动力转动装置、支承架、炉体、炉顶工作平台等部分组成。大型辊体安装与其轴颈匹配的保护托圈工装后，搁置在支承架上，通过动力装置使其转动，辊身置于炉膛内，部分辊颈和与之配合的保护托圈置于炉外，预热、堆焊和热处理过程中，辊体始终转动。炉体主要由前上部、前下部、后上部、后下部、炉盖和两端开孔的圆柱形炉膛等组成，能自由拆分，结构紧凑。炉膛内分区均匀布置LCD履带式远红外加热板，总加热功率为300KW，各加热区通过智能温控系统独立控温，且通过电源调频改变功率输出，可控性好。炉顶工作平台上有狭长的活动炉顶，移开炉顶，形成堆焊槽，堆焊机头可伸入堆焊槽内对辊体表面堆焊，由于堆焊槽部位温度高、堆焊平台与辊体表面距离较大，故焊接机头作了结构改进（图2），保证了焊接稳定性、可操作性。

a主视图

b侧视图

c俯视图
图1多功能辊体堆焊装置
图中：1-电机、2-减速器、3-齿轮箱、4-滚轮、5-动力底座、6-支承架、7-小台车、8-前下部、9-大台车、10-前上部、11-前平台、12-后平台、13-后上部、14-后下部、15-焊丝盘、16-控制面板、17-焊接小车行走机构、18-焊接小车、19-炉盖（塞紧堆焊槽）、20-焊剂料斗

图2改进型的焊接机头图3堆焊工位在轧钢厂的平面布置图
4堆焊热轧支撑辊的工艺流程、工艺措施
采用了创新的短流程堆焊修复工艺。所谓短流程是指修复周期短、堆焊工序少而简单、没有太多的中间环节、修复效率高。
众所周知，大型轧钢厂都有配套的磨辊装配车间，用于车削、磨削、装配、更换轧辊。利用磨辊装配车间的起重、装配、车削等设备，在车间内设立一个小型的堆焊工位，将轧辊的堆焊修复过程安排在轧钢厂的磨辊装配车间，这样就避免了传统修复时委托堆焊工厂所产生的中间周转环节多的缺陷，大大缩短了堆焊修复进程，用户也能很好地跟踪轧辊的堆焊情况，轧辊从进厂