CN103521727B - 闭锁元件、轧制线和连续铸造装置 - Google Patents
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Abstract
用于连续铸造设备轧制线(20)的辊罩(28)的闭锁元件(25)，包括具有冷却液管(30)的可旋转轴(24)，其中辊罩(28)被设置为在所述可旋转轴(24)上以旋转固定的方式被支撑。辊罩(28)包括被设置为与冷却液管(30)流体连通的至少一个冷却液通道(32)，冷却液通道(32)具有至少一个流体进口(36)和至少一个流体出口(42)。闭锁元件(25)被设置为供给冷却液到所述至少一个流体进口(36)并接收来自所述至少一个冷却液出口(42)的冷却液。
Description
技术领域
本发明涉及用于连续铸造装置的轧制线的辊罩的闭锁元件，包括具有冷却液管的可旋转轴，其中闭锁元件被设置为通过冷却液流入辊罩内的方式中断冷却液在冷却液管线内的流动。本发明此外涉及包括至少一个这样的闭锁元件的轧制线和包括至少一个这样闭锁元件和/或至少一个这样轧制线的连续铸造装置。
背景技术
在连续铸造过程中，熔融金属从浇包中通过中间包进入具有水冷壁的铸模内。一旦进入铸模内，熔融金属靠着水冷模壁凝固以产生冷凝壳。这种容纳液态金属的壳，现在被称为股，从铸模底部被连续地撤回。股被小间距的、水冷轧制线支撑，轧制线用于支撑股的壁抵抗在股内仍在凝固的液体的钢水静压力。为了加快凝固速率，股被喷射了大量的水。最后，股被切成预定长度。然后股继续通过另外的轧制线和其他整平、轧制或挤压金属成为其最终的形状的机构。
被用于连续铸造车间的轧制线暴露于高热应力下，因为铸造金属股在超过900℃以上的温度下离开铸模，特别地在钢股的情况下。轧制线因此通常配有内部冷却。
欧洲专利申请EP1646463涉及用于连续铸造装置的内冷式铸坯引导辊。铸坯引导辊包括中心旋转轴和至少一个在所述轴上以旋转固定方式被支撑的圆柱辊管(“辊罩”)。冷却液流道穿过辊管，被与圆柱辊管的外表面以恒定距离定位。冷却液通道均匀分布在圆柱辊管的内部、在边缘上或接近其边缘，并且通过通孔形成。来自冷却液管的冷却液，其被设置在中心旋转轴内，被供给到在圆柱辊管的一端的冷却通道，并且通过支线从冷却通道返回到在圆柱辊管的另一端的冷却液管，支线径向延伸通过位于冷却通道和冷却液管之间的圆柱辊管。许多闭锁元件被插入到中心冷却液管中，以中断冷却液在连续中心冷却液管内的流动，以这种方式冷却液进入到单个的辊管中。
发明内容
本发明的一个目的是提供改进的用于连续铸造设备轧制线的辊罩的闭锁元件，包括具有冷却液管的可旋转轴，其中辊罩在可旋转轴上以旋转固定的方式被支持，其中辊罩包括至少一个被设置为与冷却液管流体连通的冷却液通道，冷却液通道具有至少一个流体进口和至少一个流体出口。
这个目标通过闭锁元件来实现，闭锁元件被设置为既供给冷却液到至少一个流体进口又同时接收来自至少一个冷却液出口的冷却液。
这样的闭锁元件可以被用来供给冷却液到内冷式的辊罩，并接收来自辊罩的冷却液且将其返回到在可旋转轴内的冷却液管。这意味着辊罩的流体进口(s)和流体出口(s)可以被紧密定位在一起并且冷却液的供给和返回可通过单个组件被控制。
此外，在使用过程中辊罩由于高负荷、高温、高的温度变化，高湿度、高侵蚀和高污染而经受极大的磨损。使用根据本发明的闭锁元件，容许至少一个流体进口和/或至少一个冷却液出口管沿着轴的冷却液管被设置在任何位置。因此在辊罩的末端区域没有暴露的密封装置，其末端区域受到了高负荷、高温、高的温度变化、高湿度、高侵蚀和高污染。流体进口(s)和/或冷却液出口(s)和任何必要的密封装置被改为定位在辊罩和轴的很少负载和相对冷却的部分。
因此，在流体进口(s)和/或冷却液出口(s)周围的密封装置的使用期限被延长，并且密封装置不会频繁的被替换。
值得注意的，表述“具有冷却液管的可旋转轴”并不必需表示具有单个冷却液管的可旋转轴。可旋转轴可以被布置为具有任何数量的冷却液管。
根据本发明的实施例，至少一个流体进口和至少一个流体出口以相同的距离沿着辊子罩的长度而被布置。表达方式“辊子罩的长度”意味着辊子罩的外表面的长度，其外表面在连续铸造过程中被设置为与铸造金属股接触。
闭锁元件例如可以被布置在辊罩的中心，也就是说，在辊罩的端部的中间，其端部限定了它的外表面，在辊罩的流体进口(s)和/或冷却液出口(s)位于辊罩的中心的情形下。
密封装置可以被设置在轧制线的可旋转轴和至少一个辊罩之间。例如橡皮密封或O型圈可以被用来密封在轧制线的可旋转轴和至少一个辊罩之间的区域。
根据本发明的另一实施例，闭锁元件构成单独的元件。
根据本发明的进一步的实施例，闭锁元件包括被布置在闭锁元件的周边的至少一个冷却液管-冷却液供给通道，以供给来自冷却液管的冷却液到至少一个流体进口。闭锁元件还包括至少一个在闭锁元件周边的冷却液通道-冷却液接收通道，以接收来自至少一个冷却液出口的冷却液。根据本发明的一个实施例，闭锁元件包括多个冷却液管-冷却液供给通道和被交替地布置在闭锁元件的周围的多个冷却液通道-冷却液接收通道。
根据本发明的实施例，闭锁元件可以包括至少一个阀门以控制通过闭锁元件的冷却液流量的值。
根据本发明的另一个实施例，闭锁元件包括锁定装置，以一旦其与辊罩的冷却液通道和/或轴内的冷却液通道对齐，就在冷却液管内将其锁定在适当的位置。
本发明此外涉及包括至少一个根据本发明的任意实施例的闭锁元件的轧制线，及包括至少一个闭锁元件和/或至少一个根据本发明的任意实施例的轧制线的连续铸造设备。
附图说明
通过参照附加的原理图的非限制的实施例本发明在下文进一步的被说明，其中；
图1示出了连续铸造过程，
图2示出了按照本发明实施例的轧制线，
图3-8示出了容纳按照本发明的实施例的闭锁元件的辊罩，和
图9-10示出了按照本发明的实施例的闭锁元件。
值得注意的，附图没有按比例描绘，一些特征的尺寸为了清楚说明而进行了放大。
具体实施方式
图1示出了一种连续铸造方法，其中熔融金属10被送入浇包12。在经过一些包内处理后，例如合金化和除气，达到合适的温度，来自浇包12的熔融金属10经由耐火护罩被传输到中间包14。金属从中间包14中排出进入到基座打开的铸模16的顶部。铸模16被水冷以便凝固与其直接接触的熔融金属。在铸模16中，紧挨着铸模壁的金属薄壳在中间部分凝固之前凝固，现在被称为股，退出铸模16的基座进入到冷却室18；在股的壁内的许多金属仍然是熔融的。股的壁被间距很小的水冷轧制线20支撑，其用于抵消在股内仍然在凝固的液体的钢水静压力。为了提高凝固的速度，当穿过冷却室18时，股被喷射大量的水。股的最终凝固发生在股退出冷却室18之后。
在示出的实施例中，股垂直(或在接近竖直的曲线路径上)退出铸模16，并且移动通过冷却室18，轧制线20逐渐地朝向水平面弯曲股。(在立式连铸机上，当其穿过冷却室18时股垂直停留)。
在退出冷却室18之后，股通过矫直轧制线(如果不仅在立式机器上铸造)并且退出轧制线。最后，通过机械的剪切或通过移动的氧乙炔炬22，股被切成预定长度，进入一个贮料堆或者下一步的成形过程。在很多情况下股可以持续通过另外的轧制线以及其他可以平整、轧制或挤压金属成为最终形状的机构。
图2示出了根据本发明的实施例的轧制线20，称为共同轴轧制线20。轧制线20包括具有外径Φo并且由容纳在轴承座中的轴承26支撑的轴24、并且包括许多用于沿外表面34输送金属股的辊罩28，其具有相应的内径Φi，在轴24上被固定地支撑。这样的轧制线20可以包括设置在轴24内的冷却液管30内的任何数量的闭锁元件。
应该注意的，轧制线20可以包括比在附图示出的更多的元件，例如机械耦合和可选择的润滑系统等。但是，为了清楚的解释，仅仅与本发明有关的特征被示出。
图3是根据本发明的实施例的辊罩28，辊罩28被支撑在可旋转轴24上，具有冷却液管30，其中辊罩28被设置为在可旋转轴24上以一种旋转固定的方式被支撑。辊罩28包括冷却液流道32，被布置为与冷却液管30流体连通。辊罩28的长度L可以是300-1000毫米。
冷却液流道32包括位于示出实施例中的辊罩28的中心的至少一个流体进口36和/或至少一个流体出口42。应该注意到，至少一个流体进口36和/或至少一个流体出口42可以位于沿辊罩28的长度的任何地方，例如靠近辊罩28的端部。密封装置(未示出)被安装在可旋转轴24和辊罩28之间以密封流体进口36和/或冷却液出口42的周围的区域。
通过在可旋转轴24内的一个或多个径向管道或非径向管道，冷却液通道32的至少一个流体进口36和至少一个冷却液出口42可以与冷却液管30流体连通。然而应当注意，在冷却液流道32的流体进口36和冷却液管30之间的流体连通可以被设置为任何合适的方式。
冷却液通道32可以以任何适当的方式延伸通过辊罩28，例如沿着直线、曲线，或以螺线、锯齿形、规则或不规则图案的形式，纵向、径向或与辊罩的外表面34呈某一角度。
闭锁元件25由单个元件构成，单个元件被设置为供给冷却液到流体进口36并接收来自流体出口42的的冷却液。在图示的实施例中，流体进口36和流体出口42沿着所述的辊罩28的长度L方向上以相同的距离被轴向地设置，彼此之间距离较短，例如彼此间最大20厘米，优选地最大10厘米，最大5厘米，最大2厘米，最大1厘米。
图4示出了辊罩的端部，其中冷却液流道32的外面的部件可以被看到。当辊罩28处于使用状态时，冷却液会沿着冷却液流道32从纸面向外的方向向着冷却液流道的部件流动，然后沿纸面的平面向着冷却液流道的部件的方向上流动，在其返回前，经由冷却液流道32从进入纸面平面的方向到达在可旋转轴24上的冷却液管30。
附图5和6示出了冷却液可被设置为流动通过辊罩28。辊罩28包括两个组成部件28a,28b。来自可旋转轴24内的冷却液管30中的冷却液可以被使得流动，通过根据本发明的闭锁元件25，进入布置在辊罩28中心区域的内表面周围的许多流体进口36。冷却液然后沿着辊罩28内的冷却液流道32流动，并且经由至少一个流体出口42返回到可旋转轴24内的冷却液管30，流体出口42也可被布置在中心区域的辊罩28的内表面的周围。
根据本发明的一个实施例，流体进口36和冷却液出口42设置为彼此相邻，优选地尽可能的接近。例如流体进口36可以是被设置为距离冷却液出口42一段距离，其比冷却液通道32的最大剖面尺寸小，例如比具有圆形截面的冷却液通道32的最大直径更小。在流体进口36和冷却液出口42之间的距离可以例如是0.5-10.0毫米，以易于冷却液的供给及相应地返回冷却液。
图6示出以相同的尺寸和形状布置的两个冷却液通道32；而根据本发明的辊罩28可被设置为包括任何数量的冷却液通道32，例如1到12个冷却液通道32，每个可为任何的尺寸或形状。
图7和8示出了根据本发明实施例的辊罩28。闭锁元件25包括设置在周围的至少一个冷却液管-冷却液供给通道27，例如，当闭锁元件25具有圆形截面时设置在圆周上。至少一个冷却液管-冷却液供给通道27从可旋转轴24内的冷却液管道30供给冷却液到辊罩28的冷却液通道32的至少一个流体入口36。闭锁元件25还包括在闭锁元件25周围的至少一个冷却液通道-冷却液接收通道29来接收来自辊罩28的冷却液通道32的至少一个冷却液出口42的冷却液。
通过在闭锁元件25一端部的孔31，来自可旋转轴24的冷却导管30的冷却液进入到闭锁元件25内。来自辊罩28的冷却液通道32的冷却液通过闭锁元件25另一端的孔33离开闭锁元件25，如图8中的箭头所示。在示出的实施例中，冷却液管-冷却液供给通道27和冷却液通道-冷却液接收通道29围绕着闭锁元件25的外围交替地设置。然而这种冷却液通道27和29可被设置为任何合适的方式。
图9示出了按照本发明的实施例的闭锁元件25。闭锁元件25位于支撑辊罩28的可旋转轴24的冷却液管30上，与在可旋转轴24上的径向冷却液通道和至少一个在辊罩28上的流体进口36对齐。一旦闭锁元件25已经对齐，可能具有锁定装置以便锁定闭锁元件25在冷却液管30的适当位置。
图10示出了在冷却液管30内的冷却液如何通过按照本发明的实施例的闭锁元件25流出。
在示出的实施例中辊罩28已经示出为具有连续和光滑外表面28a的空心圆柱体。然而应当注意的是，按照本发明的轧制线20的至少一个辊罩28不必是圆柱体或是具有均一截面的对称形状，其外表面不必是连续的或者光滑的，但可以是取决于在连续铸造设备中的功能和/或位置的任何形状、尺寸和设计。
在权利要求范围内对本发明的进一步的改进对于本领域技术人员是显而易见的。例如，虽然本发明涉及包括至少一个冷却液通道的辊罩，其被布置与在使用时可旋转的轴的冷却液管流体连通，但在辊罩内的所谓的冷却液流道可以被用于任何目的，也就是说他们不仅仅适合于通过辊罩的至少一部分输送冷却液。
Claims (14)
1.一种用于连续铸造设备轧制线(20)的辊罩(28)，包括具有冷却液管(30)的可旋转轴(24)，其中该辊罩(28)被设置为在可旋转轴(24)上以旋转固定的方式被支撑，其中所述辊罩(28)包括被设置为与所述冷却液管(30)流体连通的至少一个冷却液通道(32)，其特征在于所述至少一个冷却液通道(32)被设置为，当该辊罩(28)处于使用状态时，与所述至少一个冷却液通道(32)相邻部件内的冷却液向相反的方向流动，其中在与所述的至少一个冷却液通道(32)相邻部件内的冷却液之间的热交换是可能的。
2.根据权利要求1所述的辊罩(28)，其特征在于，所述至少一个冷却液通道(32)被设置为沿着直线、曲线、螺旋线、锯齿形或不规则方式，纵向、径向或以相对于辊罩(28)的外表面(34)呈某一角度延伸。
3.根据权利要求1或2所述的辊罩(28)，其特征在于，其包括两个组成部件(28a,28b)，其中所述至少一个冷却液通道(32)在连接所述两个组成部件(28a,28b)时被成形。
4.一种用于连续铸造设备的轧制线(20)，其特征在于所述轧制线(20)包括根据前述权利要求1至3中任一权利要求所述的至少一个辊罩(28)。
5.根据权利要求4所述的轧制线(20)，其特征在于密封装置被设置在所述可旋转轴(24)和所述至少一个辊罩(28)之间。
6.一种连续铸造设备，其特征在于其包括至少一个根据权利要求1-3任一项的辊罩(28)或至少一个根据权利要求4-5任一项的轧制线(20)。
7.一种用于根据权利要求1所述的连续铸造设备轧制线(20)的辊罩(28)的闭锁元件(25)，包括具有冷却液管(30)的可旋转轴(24)，其中该辊罩(28)被设置为在所述可旋转轴(24)上以旋转固定的方式被支撑，其中所述辊罩(28)包括被设置为与所述冷却液管(30)流体连通的至少一个冷却液通道(32)，冷却液通道(32)具有至少一个流体进口(36)和至少一个流体出口(42)，其特征在于所述闭锁元件(25)被设置为供给冷却液到所述至少一个流体进口(36)并接收来自所述至少一个冷却液出口(42)的冷却液。
8.根据权利要求7所述的闭锁元件(25)，其特征在于所述至少一个流体进口(36)和所述至少一个流体出口(42)沿着所述辊罩(28)长度(L)的方向以相同的距离设置。
9.根据权利要求7所述的闭锁元件(25)，其特征在于其构成单个元件。
10.根据权利要求7-9任一项所述的闭锁元件(25)，其特征在于其包括至少一个冷却液管-冷却液供给通道(27)，被设置在闭锁元件(25)的周边以供给来自所述冷却液管(30)的冷却液到所述至少一个流体进口(36)，并且包括在闭锁元件(25)的周边的至少一个冷却液通道-冷却液接收通道(29)以接收来自所述至少一个冷却液出口(42)的冷却液。
11.根据权利要求7-9任一项所述的闭锁元件(25)，其特征在于其包括交替地被布置在闭锁元件(25)的周边的多个冷却液管-冷却液供给通道(27)和多个冷却液通道-冷却液接收通道(29)。
12.根据权利要求7-9任一项所述的闭锁元件(25)，其特征在于其包括锁定装置以在所述冷却液管(30)内将其锁定在适当位置。
13.一种轧制线(20)，其特征在于其包括至少一个根据权利要求7-12任一项的闭锁元件。
14.一种连续铸造设备，其特征在于其包括至少一个根据权利要求7-12任一项的闭锁元件或至少一个根据权利要求13的轧制线(20)。
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