CN101151498B - 用于装卸冶金产品的被冷却滚筒 - Google Patents

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Abstract

滚筒(R)，其尤其被使用在对长形产品进行加热的连续加热炉中，用以装卸与运输冶金产品、特别是扁坯，所述滚筒包括一通过液体被冷却的中轴(1)，在所述中轴上安装有多个作为待运输产品(3)支架的盘件(2)，所述盘件垂直于所述滚筒(R)的纵向几何轴线加以设置，沿所述滚筒(R)的轴线被间隔开，且被一隔离套管(4)分开。所述隔离套管(4)在各个纵向端部由至少一个连接于所述中轴(1)且被该中轴冷却的冷构件(5)保持，并在所述隔离套管(4)与所述冷构件(5)之间带有一轴向间隙(Ja)，且在所述隔离套管(4)与所述中轴(1)之间带有一径向间隙(Jr)，从而：所述中轴(1)可能的弯曲能在运行中发生，但不会在所述隔离套管(4)上引起显著的机械应力；并且从所述隔离套管(4)向所述中轴(1)的热传递、与从所述盘件(2)向所述隔离套管(4)的热传递受到限制。

Description

用于装卸冶金产品的被冷却滚筒
技术领域
本发明涉及一滚筒，其尤其被使用在对长形产品进行加热的连续加热炉中，用以装卸与运输冶金产品、且特别是扁坯。
背景技术
已知所述类型的滚筒的设计与实现必须使得其符合于：
-在炉中移动的产品的性质与特征，尤其是重量、尺寸、形状等，
-炉中支配的热环境条件，其取决于产品应被加热到的温度，
-炉内部的空气的性质，即是氧化的或还原的，
-应在炉内被移动产品的速度范围。
此外，所述装卸与运输滚筒设计并实现成：它们能保证产品沿炉的良好导向，并同时限制产品的热印记。
此外，相较于构成炉的其它机械设备，滚筒能保持其最初性能水平的使用寿命必须足够长。
EP 0 345 147描述了由一被冷却中轴构成的滚筒，其包括垂直于所述中轴的几何轴线的多个盘件，各个所述盘件配备有一滚动带，所述滚动带与在炉内移动的产品相接触，盘件被一隔离套管分开。
这种技术和目前实施的所有技术一样不能令人完全满意，特别是由于滚筒的使用寿命太过有限，而该使用寿命与产品通过过程中由中轴弯曲运动所施加的机械应力而导致的隔离套管损坏有关。热应力还将导致损坏隔离套管。
发明内容
本发明的目的尤其在于提出一技术方案，其能明显减少所述机械应力，且也能优选地减少在所述隔离套管上的热应力。
按照本发明，滚筒——其尤其被使用在对长形产品进行加热的连续加热炉中，用以装卸与运输冶金产品、特别是扁坯——包括一被冷却的中轴，该中轴尤其被液体冷却，在所述中轴上安装有多个作为待运输产品支架的盘件，所述盘件垂直于所述滚筒的纵向几何轴线加以设置，沿所述滚筒的轴线被间隔开，且被一隔离套管分开，其特征在于，所述隔离套管在各个纵向端部由至少一个连接于所述中轴且被该中轴冷却的冷构件保持，并在所述隔离套管与所述冷构件之间带有一轴向间隙，且在所述隔离套管与所述中轴之间带有一径向间隙，从而：所述中轴可能的弯曲能在运行中发生，但不会在所述隔离套管上引起显著的机械应力；并且从所述隔离套管向所述中轴的热传递、与从所述盘件向所述隔离套管的热传递受到限制。
按照第一种可能，所述隔离套管在各轴向端部由冷构件径向地支撑。
按照另一种可能，所述隔离套管由所述中轴径向地支撑。
冷构件可以与相邻盘件分开。所述隔离套管与所述冷构件之间的接触区被限制在所述套管的轴向端部区域，从而所述接触区减小，且所述隔离套管与所述冷构件之间的间隙能限制从该隔离套管向所述冷构件进行热传递。
冷构件可以由被阻止在中轴上旋转与平移的带凸肩的环圈或至少两挡块构成。环圈或挡块的锁止能通过在中轴上的焊接实施。冷构件还可以构成阻止盘件平移与旋转的止动构件，所述盘件以带一径向间隙的方式，被自由旋转与平移地安装在所述中轴上。
可以在中轴与隔离套管的内部柱形表面之间设置一径向夹隙空间；隔离套管的外部柱形表面可以保持自由。
隔离套管的内部柱形表面可以由一金属制的柱形裙部构成，一隔离材料、特别是耐火混凝土制的隔离材料，被模制在所述金属裙部周围。作为变型，所述隔离套管包括一系列的柱形金属屏，所述金属屏被气浪分开。
所述柱形裙部的线直母线在所述冷构件的上方轴向地延伸，所述冷构件径向地支撑所述柱形裙部与所述隔离套管；所述柱形裙部的内径大于所述中轴外径一数值，该数值决定夹隙空间的径向尺寸；且在所述柱形裙部的内部，朝向其各个轴向端部，且在所述冷构件相反于相邻盘件的一侧，设置有环冠，所述环冠朝内部径向地突起，且处于正交于所述中轴的几何轴线的平面中；所述的轴向和径向间隙一方面被设置在所述冷构件与所述环冠的相邻表面之间，而另一方面被设置在所述中轴与围绕所述中轴的环冠开口的直径之间。
按照一实施变型，所述径向间隙被设置在所述柱形裙部的内径与所述中轴的外径之间，且所述柱形裙部的轴向端部具有一向外的径向凹口，该径向凹口之后跟随一轴向柱形的弯折部，且所述轴向间隙被设置在所述冷构件与所述凹口的相互面对的表面之间。
隔离套管可以被自由地围绕中轴旋转安装。
附图说明
本发明的其它特征与优点将参考所附图在以下描述中显现出来，但其任何特征都并不是局限性的。
在所附图上：
图1是按照本发明第一实施方式的滚筒沿图2的线I-I的纵向剖面图。
图2是沿图1的线II-II的滚筒剖面图。
图3是图1滚筒的一些部分按更大比例的细节。
图4是图1滚筒的元件的分解透视图。
图5是图4中元件的另一实施方式的分解透视图。
图6是按照本发明第二实施方式的滚筒沿图7的线VI-VI的纵向剖面图。
图7是沿图6的线VII-VII的滚筒剖面图。
图8是按照本发明第三实施方式的滚筒沿图9的线VIII-VIII的纵向剖面图。
图9是沿图8的线IX-IX的滚筒剖面图，以及
图10是图8滚筒的一些部分按更大比例的细节。
具体实施方式
参考图1至图3，可见按照本发明的滚筒R包括带有基本水平的几何轴线的一中空的中轴1，在所述中轴上安装有盘件2，所述盘件用作待运输冶金产品3的支架，所述产品例如是在相对较高温度下的扁坯，尤其是温度达到约1000℃或更高，所述产品穿过一未示出的加热炉。空心中轴1在内部包括一共轴的管1a，所述管在其外表面与轴1的内表面之间界定出一环形空间1b。轴1由例如到达环形空间1b中、且通过管1a返回的水循环冷却。
盘件2垂直于滚筒R的纵向轴线地加以设置，并沿该纵向轴被间隔开。两个连续的盘件2被一柱形隔离管套4分开。各个盘件2的周边构成与产品3接触的滚动带2a。所述滚动带2a延伸于盘件2的中平面两侧。盘件2在轴1处包括一引导环箍2b，该引导环箍的轴向范围被最优化，以使盘件2在轴1上获得有效引导。环箍2b的内径略大于轴1外径一个允许盘件2在轴1上获得自由旋转与平移安装的数值。盘件2因此不直接连接于轴1。在环箍2b与轴1之间、在大部分圆周上存在一空气分界面，且所述空气分界面抑制热量从盘件2到轴1上的传递。
隔离套管4构成一完全围绕滚筒轴线回转的体积(volume)，从而允许制成一简单而牢固的部件，该部件更有利地是用耐火混凝土制成。
隔离套管4在各纵向端部通过至少一冷构件5被保持，且在套管4与冷构件5之间带有一轴向间隙Ja(图3)、和在套管4与轴1之间带有一径向间隙Jr(图3)。间隙Ja和Jr允许轴1在运行中可能的弯曲，而不会在套管4上引起显著的机械应力。间隙Ja和Jr的数值根据滚筒的运行条件与尺寸被确定。以非局限性的举例来讲，间隙Ja和Jr通常大于2毫米。
按照图1至图3、和图6、7的实施方式，套管4被冷构件5径向地支撑。径向间隙Er存在于套管4与冷构件5之间。优选地，间隙Er小于套管4与轴1之间的径向间隙Jr的一半。
如图所示，套管4可以由多个连接在一起的构件组装而形成。间隙被考虑介于冷构件5、轴1以及最靠近连接至套管4的构件的表面之间。
冷构件5可以与相邻的盘件2分开，从而使得在它们之间形成连续溶液且创造出一热屏障。通过轴1传导而被冷却且与盘件2分开的冷构件5，在运转中处于一温度，该温度明显低于相邻盘件2的温度。
套管4的纵向端部在轴向上与相邻盘件2隔开一段距离k，该距离k至少大于轴向间隙Ja的两倍，从而令隔离套管4不与热的盘件2接触。在套管4上的热应力与机械应力因此被减少。
同样在限制热交换的方面，把接触区缩减到套管的轴向端部上，尤其通过在隔离套管4与冷构件5之间引入纵向的与轴向的间隙，这可以限制热量从隔离套管4向冷构件5传递。
各个冷构件5可以由一带凸肩的环圈6(图4)或至少两个挡块7(图5)构成，所述环圈或挡块被阻止在中轴1上旋转与平移。通过在中轴1上焊接环圈6或挡块7能实施锁止，而环圈6或挡块7采用允许所述焊接的钢材制成。焊接还保证通过传导冷却所述冷构件5。
更有利的是，冷构件5还用于阻止盘件2在轴1上平移与旋转。为此，冷构件5包括轴向突起的凸肩5a，所述凸肩适于嵌接在相应的凹口2c内，所述凹口被设置在盘件2的环箍2b内。直径上完全相反的两个凹口2c被示出在图4和图5上。可以进一步考虑设置更多的凹口，特别是三个角向间隔120°的凹口。
盘件2以带有一径向间隙的方式被安装在轴上，所述间隙能允许盘件2相对于中轴1自由膨胀，因此减少了这些构件之间的热机械应力。
可以在轴1与隔离套管4之间设置一夹隙空间8。
隔离套管4可以包括一内部的金属制的柱形裙部9，该裙部被一由耐火混凝土模制成的套壳4a(图1至图3)环绕并与该套壳相连接，所述套壳的外表面为自由的，或者由一系列被气浪分开的金属屏4b(图6与图7)形成。金属屏4b阻止炉的空气与滚筒R的被冷却轴1之间的径向热传递。
按照图1至图3、以及图6与图7的实施方式，柱形裙部9的线直母线在冷构件5的上方轴向延伸(见图3)，所述冷构件径向地支撑裙部9和套管4。裙部9的内径大于中轴1的外径一数值h，该数值决定夹隙空间8的径向尺寸。在裙部9内部，朝向其各个轴向端部且在止动件5相反于相邻盘件2的一侧，设置有一环冠10，其朝内径向突起，且处在正交于几何轴线的平面内。上述间隙Ja和Jr一方面被设置在冷构件5与环冠10的相邻表面之间，而另一方面被设置在中轴1与围绕中轴1的环冠10开口的直径之间。
图8至图10示出了按照本发明的滚筒R的另一实施方式，其中，图3的夹隙空间8被取消。隔离套管4仍包括一内部的金属制的柱形裙部9c，该裙部被一例如用耐火混凝土模制成的套壳4c环绕并与该套壳相连接。径向间隙Jr被设置在裙部9c的内径与轴1的外径之间，所述轴径向地支撑裙部9c与套管4。裙部9c的轴向端部具有一向外的径向凹口10c，该凹口之后跟随着一轴向柱形弯折部(retour)10d，所述轴向柱形弯折部置于冷构件5之上。轴向间隙Ja被设置在冷构件5与凹口10c的相互面对的表面之间。在冷构件5与套管4/裙部9c之间存在一间隙Nr，该间隙Nr等于轴1与套管之间的间隙Jr的至少两倍。
隔离套管4可以自由旋转地安装在中轴1上，而不会被环圈6或挡块7驱动。
滚筒R的运行来自于上述说明。在扁坯3通过的过程中，轴1可以承受将导致间隙Ja和/或Jr减小的弯曲，然而不会因此消除这些间隙，从而可以保护套管4免受机械应力与热应力。

Claims (15)

1.滚筒(R)，其用以装卸与运输冶金产品，所述滚筒包括一被冷却的中轴(1)，在所述中轴上安装有多个作为待运输产品(3)支架的盘件(2)，所述盘件垂直于所述滚筒(R)的纵向几何轴线加以设置，沿所述滚筒的轴线被间隔开，且被一隔离套管(4)分开，
其特征在于，所述隔离套管(4)在各个纵向端部由至少一个连接于所述中轴(1)且被该中轴冷却的冷构件(5)保持，并在所述隔离套管(4)与所述冷构件(5)之间带有一轴向间隙(Ja)，且在所述隔离套管(4)与所述中轴(1)之间带有一径向间隙(Jr)，从而：所述中轴(1)可能的弯曲能在运行中产生，但不会在所述隔离套管(4)上引起显著的机械应力；并且从所述隔离套管(4)向所述中轴(1)的热传递、与从所述盘件(2)向所述隔离套管(4)的热传递受到限制。
2.按照权利要求1所述的滚筒，其特征在于，所述隔离套管(4)在各轴向端部由冷构件(5)径向地支撑。
3.按照权利要求1所述的滚筒，其特征在于，所述隔离套管(4)由所述中轴(1)径向地支撑。
4.按照上述权利要求中任一项所述的滚筒，其特征在于，所述冷构件(5)与相邻的盘件(2)分开。
5.按照权利要求1至3中任一项所述的滚筒，其特征在于，所述冷构件(5)由被阻止在所述中轴(1)上旋转与平移的带凸肩的环圈(6)构成。
6.按照上述权利要求1至3中任一项所述的滚筒，其特征在于，所述冷构件(5)由被阻止在所述中轴(1)上旋转与平移的至少两个挡块(7)构成。
7.按照权利要求1至3中任一项所述的滚筒，其特征在于，被焊接在所述被冷却的中轴(1)上的冷构件(5)还构成阻止盘件(2)平移与旋转的止动构件。
8.按照权利要求7所述的滚筒，其特征在于，所述盘件(2)以带一径向间隙的方式，被自由旋转与平移地安装在所述中轴(1)上。
9.按照权利要求1至3中任一项所述的滚筒，其特征在于，所述滚筒在所述中轴(1)与所述隔离套管(4)之间包括一夹隙空间(8)。
10.按照上述权利要求1至3中任一项所述的滚筒，其特征在于，所述隔离套管(4)包括一内部的金属制的柱形裙部(9、9c)。
11.按照权利要求10所述的滚筒，其特征在于，所述隔离套管(4)包括耐火混凝土套壳，所述套壳围绕所述柱形裙部(9、9c)被模制。
12.按照权利要求10所述的滚筒，其特征在于，所述隔离套管(4)包括一系列的柱形金属屏(4b)，所述金属屏被气浪分开。
13.按照权利要求10所述的滚筒，其特征在于，所述柱形裙部(9)的线直母线在所述冷构件(5)的上方轴向地延伸，所述冷构件径向地支撑所述柱形裙部(9)与所述隔离套管(4)；所述柱形裙部(9)的内径大于所述中轴外径一数值(h)，该数值决定夹隙空间(8)的径向尺寸；且在所述柱形裙部的内部，朝向其各个轴向端部，且在所述冷构件(5)相反于相邻盘件(2)的一侧，设置有环冠(10)，所述环冠朝内部径向地突起，且处于正交于所述中轴的几何轴线的平面中；所述的轴向和径向间隙(Ja、Jr)一方面被设置在所述冷构件(5)与所述环冠(10)的相邻表面之间，而另一方面被设置在所述中轴(1)与围绕所述中轴(1)的环冠(10)开口的直径之间。
14.按照权利要求10所述的滚筒，其特征在于，所述隔离套管(4)由所述中轴(1)径向地支撑，所述径向间隙(Jr)被设置在所述柱形裙部(9c)的内径与所述中轴(1)的外径之间，且所述柱形裙部的轴向端部具有一向外的径向凹口(10c)，该径向凹口之后跟随一轴向柱形的弯折部(10d)，所述轴向间隙(Ja)被设置在所述冷构件(5)与所述凹口(10c)的相互面对的表面之间。
15.按照权利要求2所述的滚筒，其特征在于，所述隔离套管(4)与所述冷构件(5)之间的接触区被限制在所述隔离套管的轴向端部区域，从而所述接触区减小，且所述隔离套管与所述冷构件之间的间隙能限制从该隔离套管向所述冷构件进行热传递。
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