Печной ролик Советский патент 1981 года по МПК F27D3/02 F27B9/20 

(54) ПЕЧНОЙ РОЛИК

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в роли ковых нагревательных печах прокатного производства. Известен ролик, содержащий водоохлаждаемую трубу с приваренными к ней цапфами , ° Недостатками такого ролика являются большие потери тепла с.охлаждаю щей водой, низкая долговечность из-з температурных напряжений, существенное охлаждение поверхностей изделий, соприкасающихся с бочками роликов. Известен ролик, содержащий водоохлаждаемый вал и насажденную на нег бочку из жаростойкой стали. Внутренняя поверхность бочки соприкасается с водоохлаждаемым валом только в его верхней части, а внизу и по сторонам бочка отстоит от вала. Тело ролика снабжено радиальными кольцами, котор служат ограничителями осевого движения бочки по длине ролика 2. Однако нагретая до 110Q-1150 С бочка этого ролика перекатывается по относительно холодной (температура 200-250 с) поверхности водоохлаждаемого вала. Соприкасающиеся, при этом, различные сечения бочки и водо охлаждаемого вала подвергаются термическим ударам - в месте контакта . происходит резкое местное понижение температуры вала ролика, что приводит к локальным температурным напряжениям, трещинам, сокращению срока службы роликов, значительному расходу топлива и воды для охлаждения роликов. Кроме того, в процессе.изготовления этих печных роликов необходимо механически обрабатывать бочку из высоколегированной стали изнутри, что связано со значительными трудностями. Наиболее близким к предлагаемому является печной ролик, содержащий водоохлаждаемый вал, опорные цапфы и многослойную бочку. Один из слоев бочки выполнен с канавками. Эти канавки сокращают площадь контакта слоев 3 . Однако за счет контакта наружного и внутреннего слоев -бочки и различных тепловых сопротивлений в местах выступов и впадин на поверхностях бочки наблюдаются различные температуры, что приводит к возникновению температурных напряжений, различной деформации наружной бочки, возникновению Циклических напряжений, и тем самым к снижению срока службы аолика. Цель изобретения - увеличение меха нической стойкости и срока службы. Поставленная цель достигается тем что ролик снабжен расположенным между слоями бочки промежуточным по-. ристым шлаковы1М слоем на основе окислов металлов, при этом соприкаЬающиеся поверхности слоев выполнены шероховатыми. На чертеже изображен общий вид предлагаемого печного ролика; разрез Печной ролик содержит многослойну бочку, которая через втулки 1 и 2 опи рается на водоохлаждаемый вал 3. Боч ка крепится к втулкам 1 и 2 посредст вом штифтов 4. Во внутр. вала 3 введена труба 5 для подвода охлаждающей воды, дая отвода воды установлена сливная воронка б, Ролик работает следующим образом. При нагреве металла, находящегося на роликах, до 1200-1250°С, наружный жаростойкий слой 7 бочки нагревается до 1180-1230°С. Промежуточный пористый 1шаковый слой 8, являясь тепловым сопротивлением, понижает температуру следующего- за ним жаро- прочного слоя до 1000-1050С. Постоянный контакт нарух ного, наиболее нагретого, пластичного слоя 7 с пористым шлаковым слоем 8 и жаропрочным 9 позволяет передать нагру ку с внешнего слоя на более холодные внутренние слои по всей длине образующей и разгрузить наружный пластичный слой 7 от изгибающего момента. Это дает возможность увеличит рабочую температуру наружного слоя 7 с температуры жаропрочности 10501100 до температуры жаростойкости 1230-1250 С, что позволяет исключить охлаждение печными роликами нижней поверхности нагреваемых изделий, уменьшить теплопередачу от печи к ролику, расход топлива и охла вдающей воды. Нсшичие шероховатости на внутренней поверхности наружного слоя бочки и на наружной внутреннего слоя бочки предотвращает проскальзывание этих слоев относительно друг Друга. Технически выполнение этих поверхностей шероховатости и заполнение пористым шлаковым слоем возможно при применении центробежного литья. Наличие воздушных прослоек в пористом шлаковом слое обеспечивает его высокие теплоизоляционные свойства, создающие значительное тепловое сопротивление. Кроме того, отпадает необходимость механической- обработки бочки из труднообрабатываемой высоколегированной стали изнутри за исключением небольи:их участков торцов бочки для посадки ее на опорные втулки. Устранение проскальзывания горячей бочки относительно водоохлаждаемого вгша и непосредственно контакта между ними устраняет- циклические локальные термические удары, износ печных роликов, повреждения поверхности нагреваемых изделий. Введение в бочку шлакового слоя с низким коэффициентом теплопровод- ности способствует уменьшению потерь тепла от наружной поверхности бочки к водоохлс1ждаемому валу, что приводит к уменьшению расхода топлива |И охлаждающей воды. Формула изобретения Печной ролик, содержащий водоохлаждаемый вал, опорные цапфы и многослойную бочку, отличающийс я тем, что, с целью увеличения механической стойкости и срока . службы, он снабжен расположенным между слоями бочки промежуточным пористым шлаковым слоем на основе окислов металлов, при этом соприкасающиеся поверхности слоев выполнены шероховатыми. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бергауз АН.М. и др. Справочник конструктора печей прокатного производства. М., Металлургия, 1970, т. II, с. 668, рис. XXI1-5. 2.Патент США 3051460, кл. 263-6, 1965. 3.Иванова Н.И. и др. Механизмы печей прокатного производства. М., Машиностроение, 1972, с. 123.