CN101954463A - 一种板坯连铸机导辊的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种板坯连铸机导辊的设计方法，其特征是：它包括旋转接头、芯轴、辊套，辊套内加工有轴向的3-9个通水孔，芯轴上对应辊套的两端位置加工有径向的两个通水孔，通水环位于辊套和芯轴之间，用密封圈对水路进行密封；冷却水从旋转接头进入芯轴内部，再由芯轴上的径向通水孔进入辊套中，冷却水在辊套的轴向通水孔内循环冷却后，通过芯轴上另一个径向通水孔流回到芯轴中心孔，再进入另一辊套进行冷却，实现对导辊的芯部和辊套均可以进行了充分冷却，降低了导辊辊面的工作温度，增加了设备的强度，延长了设备的使用寿命。

Description

一种板坯连铸机导辊的设计方法

技术领域

本发明涉及一种板坯连铸机导辊的设计方法，特别涉及一种能够冷却辊套的板坯连铸机导辊的设计方法，属于冶金连铸设备领域。

背景技术

板坯连铸机在拉坯过程中，导辊辊面直接与铸坯接触，工作温度很高，尽管辊子的材料选用性能优良的耐热高合金钢，但在长期高温、多水、多蒸汽条件下，材料的强度极限、屈服极限仍会下降很多，许用应力值较低，如果不能对辊子进行充分有效的冷却，辊子的强度就难以满足连铸机的重载要求。尤其是在宽厚板坯连铸机工作中，拉坯速度最低只有0.5m/min，喷淋水又采用弱冷给水，导辊辊面的温度会更高，此外，厚板坯所需的矫直力和轻压下力较常规板坯要大很多，对辊子的强度要求更高，此时导辊的冷却效果就成了设备强度足够与否的决定性因素。以往的导辊只对辊子芯部进行冷却，在与铸坯接触的导辊辊面附近没有冷却措施，完全依靠铸坯的喷淋水进行局部冷却，在弱冷喷淋条件下的厚板坯连铸中，这种冷却方式无法满足生产需要。

发明内容

本发明的目的是：提供一种板坯连铸机导辊的设计方法，它能对导辊的芯部和辊套均可以进行了充分冷却的导辊，降低了导辊辊面的工作温度，提高了材料的许用应力值，增加了设备的强度，延长了设备的使用寿命。

本发明的技术方案是：一种板坯连铸机导辊的设计方法，其特征是：它的辊套内加工有轴向的3-9个通水孔，芯轴上对应辊套的两端位置加工有径向的两个通水孔，通水环位于辊套和芯轴之间，用密封圈对水路进行密封；冷却水从旋转接头进入芯轴内部，再由芯轴上的径向通水孔进入辊套中，冷却水在辊套的轴向通水孔内循环冷却后，通过芯轴上另一个径向通水孔流回到芯轴中心孔，再进入另一辊套进行冷却，实现对导辊的芯部和辊套均可以进行了充分冷却，降低了导辊辊面的工作温度。

所述方法设计的一种板坯连铸机导辊，其特征是：位于辊套内壁两端的两个通水环套在芯轴上，辊套套在通水环上，所述通水环是带有径向通孔的圆环；芯轴上径向加工有通水孔Ⅰ、通水孔Ⅱ，通水孔Ⅰ的一端与一个通水环上的通孔连通，另一端与芯轴的中心孔连通，通水孔Ⅱ一端与另一个通水环上的通孔连通，另一端与芯轴的中心孔连通，通水环与芯轴、辊套之间均嵌有密封圈；辊套内加工有轴向的通水孔Ⅲ、通水孔Ⅳ、通水孔Ⅴ，与通水孔Ⅰ连通的通水环上的通孔通过半月槽Ⅰ与通水孔Ⅲ连通，通水孔Ⅲ的另一端通过腰形孔Ⅰ与通水孔Ⅳ连通，通水孔Ⅳ的另一端通过腰形孔Ⅱ与通水孔Ⅴ连通，通水孔Ⅴ的另一端通过辊套内的半月槽Ⅱ与连通通水孔Ⅱ的通水环上的通孔连通；腰形孔Ⅱ与通水孔Ⅰ位于同一横截面，腰形孔Ⅱ与通水孔Ⅱ位于同一横截面，芯轴的中心孔位于两个横截面之间的一段内安装有水塞。

 所述的通水孔Ⅰ与通水孔Ⅱ在导辊横截面上的投影之间的夹角为120度-180度。

所述的通水孔Ⅰ、通水孔Ⅱ、通水孔Ⅲ、通水孔Ⅳ、通水孔Ⅴ、半月槽Ⅰ、半月槽Ⅱ、腰形孔Ⅰ、腰形孔Ⅱ是数量相同的在导辊横截面均布的1-3套。

所述的密封圈为O形密封圈。

所述的通水孔Ⅰ与通水孔Ⅱ在导辊横截面上的投影之间的夹角为120度。

所述的通水孔Ⅰ、通水孔Ⅱ、通水孔Ⅲ、通水孔Ⅳ、通水孔Ⅴ、半月槽Ⅰ、半月槽Ⅱ、腰形孔Ⅰ、腰形孔Ⅱ是数量相同的在导辊横截面均布的3套。

本发明的有益效果是：本发明通过导辊辊套内的多个轴向通孔，工作时充满冷却水，及时带走由铸坯传给导辊的热量，冷却效果较以往只冷却芯轴的方式大为改善，使导辊获得了较为理想的工作温度，提高了材料的屈服极限和强度极限，增加了设备的安全系数，为板坯矫直和轻压下的实施提供了足够的设备能力。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明作进一步说明，但不作为对发明的限定：

图1是实施例的整体剖面图；

图2是实施例的图1的A-A剖面图；

图3是实施例的图1的B-B剖面图。

图中：1、旋转接头；2、芯轴；3、通水环；4、水塞；5、辊套；6、冷却管； 7、密封圈； 8、通水孔Ⅰ；9、通水孔Ⅱ；10、半月槽Ⅰ；11、通水孔Ⅲ；12、腰形孔Ⅰ；13、通水孔Ⅳ；14、腰形孔Ⅱ；15、通水孔Ⅴ；16、半月槽Ⅱ。

具体实施方式

在实施例中没有详细叙述到的结构，其结构与现有的已知结构相同。

实施例1   

如图1、图2、图3所示，一种板坯连铸机导辊，包括旋转接头1、芯轴2、辊套5，其特征是：位于辊套5内壁两端的两个通水环3套在芯轴2上，辊套5套在通水环3上，所述通水环3是带有径向通孔的圆环；芯轴2上径向加工有通水孔Ⅰ8、通水孔Ⅱ9，通水孔Ⅰ8的一端与一个通水环3上的通孔连通，另一端与芯轴2的中心孔连通，通水孔Ⅱ9一端与另一个通水环3上的通孔连通，另一端与芯轴2的中心孔连通，通水环3与芯轴2、辊套5之间均嵌有密封圈；辊套5内加工有轴向的通水孔Ⅲ11、通水孔Ⅳ13、通水孔Ⅴ15，与通水孔Ⅰ8连通的通水环3上的通孔通过半月槽Ⅰ10与通水孔Ⅲ11连通，通水孔Ⅲ11的另一端通过腰形孔Ⅰ12与通水孔Ⅳ13连通，通水孔Ⅳ13的另一端通过腰形孔Ⅱ14与通水孔Ⅴ15连通，通水孔Ⅴ15的另一端通过辊套5内的半月槽Ⅱ16与连通通水孔Ⅱ9的通水环3上的通孔连通；腰形孔Ⅱ14与通水孔Ⅰ8位于同一横截面，腰形孔Ⅱ12与通水孔Ⅱ9位于同一横截面，芯轴2的中心孔位于两个横截面之间的一段内安装有水塞4。

所述的密封圈为O形密封圈； 所述的通水孔Ⅰ8与通水孔Ⅱ9在导辊横截面上的投影之间的夹角为120度；所述的通水孔Ⅰ8、通水孔Ⅱ9、通水孔Ⅲ11、通水孔Ⅳ13、通水孔Ⅴ15、半月槽Ⅰ10、半月槽Ⅱ16、腰形孔Ⅰ12、腰形孔Ⅱ14是数量相同的在导辊横截面均布的3套。

如图1所示，芯轴2一侧连接有旋转接头1，另一侧连接有多个芯轴2，最后一个芯轴2的另一侧连接有另一个旋转接头1，每个芯轴2上套有两个上述内部结构的辊套5，相邻的芯轴2之间通过冷却管6、密封圈7连接，所述旋转接头1插入芯轴2端部的内孔内，并通过螺栓固定在芯轴2的端面上。设备冷却水从旋转接头1进入芯轴2内部，由通水孔Ⅰ8进入辊套5中，冷却水在辊套5内循环冷却后通过通水孔Ⅱ9流回到芯轴2中心孔，再进入另一辊套5进行冷却，相邻的芯轴2之间采用冷却管6、密封圈7连接并密封。冷却水在所有的辊套5中冷却完毕后由最后一个芯轴2另一侧的旋转接头1流出。辊套5的冷却在芯轴2中心孔的进出水路用水塞4隔开，以保证水路的正确流向。

冷却水在辊套5中的流向见图2和图3，在辊子的剖面图A-A、B-B中，冷却水分三路由芯轴2通过辊套5的A-A面的通水孔Ⅰ8进入辊套5内的半月槽Ⅰ10，再经通水孔Ⅲ11，沿轴向到达辊套5的B-B面的腰形孔Ⅰ12，进入通水孔Ⅳ13，沿轴向回到辊套5的A-A面，通过腰形孔Ⅱ14进入通水孔Ⅴ15，沿轴向到达辊套5的B-B面，通过通水孔Ⅱ9分三路回到芯轴2的中心孔，对一个辊套的冷却完成。通水孔Ⅰ8与通水孔Ⅱ9在导辊横截面上的投影沿圆周均布。

本实施例的冷却方式每个辊套共有9个在导辊横截面均布的轴向通孔充满冷却水，及时带走由铸坯传给导辊的热量，冷却效果较以往只冷却芯轴的方式大为改善，使导辊获得了较为理想的工作温度，提高了材料的屈服极限和强度极限，增加了设备的安全系数，为板坯矫直和轻压下的实施提供了足够的设备能力。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，不同之处是：实施例2采用2套上述冷却管路，即所述的通水孔Ⅰ8、通水孔Ⅱ9、通水孔Ⅲ11、通水孔Ⅳ13、通水孔Ⅴ15、半月槽Ⅰ10、半月槽Ⅱ16、腰形孔Ⅰ12、腰形孔Ⅱ14是数量相同的在导辊横截面均布的2套；所述的通水孔Ⅰ8与通水孔Ⅱ9在导辊横截面上的投影之间的夹角为180度，所述的通水孔Ⅰ8与通水孔Ⅱ9在导辊横截面上的投影之间的夹角还可以是120度-180度范围内的其它值。本实施例的冷却方式每个辊套共有6个在导辊横截面均布的轴向通孔充满冷却水。

实施例3

实施例3与实施例1基本相同，不同之处是：实施例2采用1套上述冷却管路，所述的通水孔Ⅰ8、通水孔Ⅱ9、通水孔Ⅲ11、通水孔Ⅳ13、通水孔Ⅴ15、半月槽Ⅰ10、半月槽Ⅱ16、腰形孔Ⅰ12、腰形孔Ⅱ14是数量相同的在导辊横截面均布的1套；所述的通水孔Ⅰ8与通水孔Ⅱ9在导辊横截面上的投影之间的夹角为180度，所述的通水孔Ⅰ8与通水孔Ⅱ9在导辊横截面上的投影之间的夹角还可以是120度-180度范围内的其它值。本实施例的冷却方式每个辊套共有3个在导辊横截面均布的轴向通孔充满冷却水。

上述实施例中实施例1对辊套5的冷却效果最佳，上述实施例中的密封圈不仅限于O形密封圈还可以是其它形状。

本发明不仅仅限于上述实施例,其它的只要是它的辊套5内加工有轴向的3-9个通水孔，芯轴2上对应辊套5的两端位置加工有径向的两个通水孔，通水环3位于辊套5和芯轴2之间，用密封圈对水路进行密封；冷却水从旋转接头1进入芯轴2内部，再由芯轴2上的径向通水孔进入辊套5中，冷却水在辊套5的轴向通水孔内循环冷却后，通过芯轴2上另一个径向通水孔流回到芯轴2中心孔，再进入另一辊套5进行冷却，实现对导辊的芯部和辊套5均可以进行了充分冷却，降低了导辊辊面的工作温度的这种板坯连铸机导辊都可以。

本发明成功解决了板坯连铸机特别是厚板连铸机扇形段导辊因工作温度过高所造成的强度降低的问题，提高了设备的强度和刚度，延长了设备的使用寿命。

Claims (7)

1.一种板坯连铸机导辊的设计方法，其特征是：它包括旋转接头（1）、芯轴（2）、辊套（5），辊套（5）内加工有轴向的3-9个通水孔，芯轴（2）上对应辊套（5）的两端位置加工有径向的两个通水孔，通水环（3）位于辊套（5）和芯轴（2）之间，用密封圈对水路进行密封；冷却水从旋转接头(1)进入芯轴(2)内部，再由芯轴（2）上的径向通水孔进入辊套(5)中，冷却水在辊套(5)的轴向通水孔内循环冷却后，通过芯轴（2）上另一个径向通水孔流回到芯轴（2）中心孔，再进入另一辊套（5）进行冷却，实现对导辊的芯部和辊套（5）均可以进行了充分冷却，降低了导辊辊面的工作温度。

2.根据权利要求1所述方法设计的一种板坯连铸机导辊，它包括旋转接头（1）、芯轴（2）、辊套（5），其特征是：位于辊套（5）内壁两端的两个通水环（3）套在芯轴（2）上，辊套（5）套在通水环（3）上，所述通水环（3）是带有径向通孔的圆环；芯轴（2）上径向加工有通水孔Ⅰ（8）、通水孔Ⅱ（9），通水孔Ⅰ（8）的一端与一个通水环（3）上的通孔连通，另一端与芯轴（2）的中心孔连通，通水孔Ⅱ（9）一端与另一个通水环（3）上的通孔连通，另一端与芯轴（2）的中心孔连通，通水环（3）与芯轴（2）、辊套（5）之间均嵌有密封圈；辊套（5）内加工有轴向的通水孔Ⅲ（11）、通水孔Ⅳ（13）、通水孔Ⅴ（15），与通水孔Ⅰ（8）连通的通水环（3）上的通孔通过半月槽Ⅰ（10）与通水孔Ⅲ（11）连通，通水孔Ⅲ（11）的另一端通过腰形孔Ⅰ（12）与通水孔Ⅳ（13）连通，通水孔Ⅳ（13）的另一端通过腰形孔Ⅱ（14）与通水孔Ⅴ（15）连通，通水孔Ⅴ（15）的另一端通过辊套（5）内的半月槽Ⅱ（16）与连通通水孔Ⅱ（9）的通水环（3）上的通孔连通；腰形孔Ⅱ（14）与通水孔Ⅰ（8）位于同一横截面，腰形孔Ⅱ（12）与通水孔Ⅱ（9）位于同一横截面，芯轴（2）的中心孔位于两个横截面之间的一段内安装有水塞（4）。

3.根据权利要求2所述的一种板坯连铸机导辊，其特征是：所述的通水孔Ⅰ（8）与通水孔Ⅱ（9）在导辊横截面上的投影之间的夹角为120度-180度。

4.根据权利要求2所述的一种板坯连铸机导辊，其特征是：所述的通水孔Ⅰ（8）、通水孔Ⅱ（9）、通水孔Ⅲ（11）、通水孔Ⅳ（13）、通水孔Ⅴ（15）、半月槽Ⅰ（10）、半月槽Ⅱ（16）、腰形孔Ⅰ（12）、腰形孔Ⅱ（14）是数量相同的在导辊横截面均布的1-3套。

5.根据权利要求1所述的一种板坯连铸机导辊的设计方法，其特征是：所述的密封圈为O形密封圈。

6.根据权利要求3所述的一种板坯连铸机导辊，其特征是：所述的通水孔Ⅰ（8）与通水孔Ⅱ（9）在导辊横截面上的投影之间的夹角为120度。

7.根据权利要求4所述的一种板坯连铸机导辊，其特征是：所述的通水孔Ⅰ（8）、通水孔Ⅱ（9）、通水孔Ⅲ（11）、通水孔Ⅳ（13）、通水孔Ⅴ（15）、半月槽Ⅰ（10）、半月槽Ⅱ（16）、腰形孔Ⅰ（12）、腰形孔Ⅱ（14）是数量相同的在导辊横截面均布的3套。

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