申请/专利权人：湖南力方轧辊有限公司;南华大学

申请日：2022-01-26

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN114622154B

主分类号：C23C8/14

分类号：C23C8/14;C23C8/04;C23C8/80;C21D9/38;C21D1/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2022.07.01#实质审查的生效;2022.06.14#公开

摘要：一种热轧辊表面激光成形预制氧化膜设备及工艺，所述设备包括支撑机构，用于放置轧辊；工作室，用于覆盖轧辊的整个工作层表面，工作室与轧辊之间设有密封腔；激光系统，包括多激光头管道，固定于所述密封腔上，用于射出激光束辐照轧辊的工作层表面；气体进口管道单元，固定于密封腔上；喷水进口管道单元，固定在密封腔上；以及温度测试系统，用于检测激光辐照工作区与非激光辐照工作区的温度。本发明还包括一种热轧辊表面激光成形预制氧化膜工艺。本发明通过一系列系统参数设计与控制，采用激光辐照热轧辊表面形成高质量预制氧化膜，解决了热轧辊轧制初期表面存在打滑粘钢、形成氧化膜易脱落、裂纹源形成及脱碳行为，且成形效率高，控制简单。

主权项：1.一种热轧辊表面激光成形预制氧化膜工艺，其特征在于，所述热轧辊表面激光成形预制氧化膜工艺采用热轧辊表面激光成形预制氧化膜工艺设备；所述设备包括：支撑机构，用于放置轧辊，以及连接电机系统来调节轧辊的旋转速率；工作室，用于覆盖轧辊的整个工作层表面，工作室与轧辊之间设有密封腔；激光系统，包括多激光头管道，固定于所述密封腔上，用于射出激光束辐照轧辊的工作层表面；气体进口管道单元，固定于密封腔上，用于分别对准激光辐照的轧辊工作层表面、激光辐照前的轧辊工作层表面以及激光辐照后的轧辊工作层表面进行吹气；喷水进口管道单元，固定在密封腔上，用于分别对准激光辐照的轧辊工作层表面以及激光辐照后的轧辊工作层表面进行喷水；温度测试系统，用于检测激光辐照工作区与非激光辐照工作区的温度；试剂进口管道单元，试剂进口管道单元包括催化剂进口管道和增碳剂进口管道，试剂进口管道单元与气体进口管道单元连通，经气体进口管道单元向密封腔内注入相应试剂；所述气体进口管道单元包括至少三套气体进口管道，分别对准激光辐照的轧辊工作层表面、激光辐照前的轧辊工作层表面以及激光辐照后的轧辊工作层表面，且每套气体进口管道包括并排连续设置在密封腔上的吹气口，与轧辊的工作层长度一致；所述工艺包括以下步骤：S1：将轧辊安装后，使轧辊工作面整体密封；S2：开启各进口管开关，将保护气体冲入密封腔，使密封腔内不含有氧气；S3：控制轧辊旋转，待旋转加速到目标转速后保持均匀转速；S4：开启激光系统，使多个激光头的激光束辐照整根轧辊的工作层，且控制激光功率逐渐增加；激光功率从0逐渐增加至800W以内，功率增加速率为50Wmin~150Wmin，升至目标温度为800℃~900℃后保持温度为恒温；S5：当激光辐照轧辊表面升温至目标温度后，先开启能直接对准激光辐照轧辊工作层表面的吹气口，注入氧化剂；升至目标温度为恒温后，注入纯度为20%~60%氧化剂，并使轧辊表面恒温温度立即升温50~200℃，保持30~60s后立即恢复到恒温温度；S6：再开启另一套吹气口对准激光辐照后的轧辊工作层表面，吹入催化剂，吹入催化剂的纯度在80%以上；S7：接着开启一套吹气口对准激光辐照前的轧辊工作层表面，共同注入氮气剂和氧气剂，且氧气剂纯度为20~40%；S8：当轧辊表面形成均匀氧化膜组织后，关闭激光系统与全部吹气口管道；S9：开启喷水口直接对轧辊表面氧化膜进行喷射；S10：当水流在密闭腔内逐渐累积到目标高度后进行排流；S11：当喷射水流至氧化膜温度降至目标温度后，对轧辊进行回火处理，获得表面带氧化膜的轧辊。

全文数据：

权利要求：

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