[01312657]大型复合铸钢轧辊自动堆焊再制造装备及技术

大型轧辊是目前钢铁企业中最重要、价值最高的单体生产工具,超大型支撑辊质量高达120多吨,直径最大在Φ2200mm以上,制造工艺复杂,难度巨大,大型轧辊目前国内制造还比较困难,主要依赖进口。价值上百万至千万1支的大型轧辊磨损不到5%就要报废,按照冶金行业的统计数据,每生产1吨钢要消耗1.5公斤轧辊,国内每年轧辊的消耗量为90多万吨,价值315多亿元,若能成功堆焊再制造,必将大幅度降低轧钢生产成本。 目前制约大型轧辊堆焊再制造应用的主要原因不是材料和工艺问题,而是至今没有适合大型轧辊堆焊再制造的稳定可靠的装备。大型轧辊辊子巨大,本身拘束力极大,母材碳当量高达1.4以上,可焊性极差,堆焊修复时间需长达连续不间断10～20天,如何来保证堆焊期间不出任何故障？如何控制好焊接时辊子的层间温度？如何保证焊接参数的稳定性？如何来控制好焊接应力？等等都是目前世界性的难题,依然是冶金行业亟待解决的重大攻关难题,是大型轧辊堆焊再制造装备至今尚没有十分成功的原因。 针对国内大型轧辊堆焊装备存在的问题和缺陷,三家申报单位自2010年以来的十几年一直致力于开发研制新型大型轧辊自动堆焊装备。针对大于20吨大型轧辊存在的问题进行攻关,形成在国内外比较先进、多功能、自动化程度高的大型轧辊自动堆焊工作站,以先进的工艺整备作保证,精确的控制焊接工艺和辊子温度抑制应力的扩展,确保了大型轧辊连续堆焊万无一失。 本项目“大型复合铸钢轧辊自动堆焊再制造装备及技术”是以科技、环保、高效为目标,以解决目前尚无法实现的大型轧辊堆焊再制造的技术问题和大型轧辊堆焊装备制造问题为目的,以现代焊接技术和数控技术相结合,实现大型轧辊修复及再制的创新举措。它是对先进制造技术的补充和发展,是实现循环经济可持续发展的重要技术途径,对我省冶金行业节能提效和提高冶金装备自动化水平都是十分必要。 该装备是以全自动逻辑控制焊接技术为基础,采用目前世界先进波形控制焊接为依托,配合研发设计的大型移动加热保温热处理装置为一体,从而对各种大型轧辊实现多枪、多焊道同时在线预热、堆焊、热处理一体化的组合自动堆焊装备。装备主要解决和实现了以下问题：1)实现焊接电源、焊接控制器和送丝机配套问题,并解决了堆焊电流有效控制问题;2)实现了可消除轴向偏移窜动的重载可无级调速驱动系统;3)主驱动系统采用大功率伺服电机对工件进行驱动,工件由可伸缩的万向联轴器连接,具有启动力矩大,调速范围宽,便于控制,调心简单等优点;4)装备综合控制系统实现对大型数控轧辊堆焊设备进行综合有效的自动控制和自动监控,实现多焊枪协调运动控制问题;5)采用移动式在线旋转电控热处理系统,实现4个机头的焊剂自动输送和焊剂与焊渣自动筛分和回收问题。 该装备已完成本钢三热轧2300大型支承辊（Cr5）的堆焊,结果表明大型轧辊的堆焊再制造技术对冶金企业降低生产成本、提高经济效益效果显著,本装备的推广对提高我国大型轧辊再制造装备的研究水平有着极其重要价值。