CN105008065A - 得到冷却的多级支承的连铸坯导辊 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在连铸机中用于导引金属的连铸坯(S)的、得到冷却的、多级支承的连铸坯导辊(1)和一种用于冷却多级支承的连铸坯导辊(1)的方法。本发明的任务在于，提供一种多级支承的、内部冷却的连铸坯导辊(1)，所述连铸坯导辊设计得简单、牢固并且运行可靠。此外该连铸坯导辊(1)能够进行简单而快速的高度调整。该解决方案通过具有积聚梁(7)的连铸坯导辊(1)实现，所述积聚梁用于为连铸坯导辊(1)供给冷却水，所述积聚梁包括多个托架(10、10a、10b)并且分别在两个先后相随的托架(10、10a、10b)之间包括至少一个用于在流体技术层面连接所述托架(10、10a、10b)的冷却剂管(11)，其中外部的托架(10a)分别具有至少一个用于所述得到冷却的连铸坯导辊(1)的内部冷却的第一接头(8)和至少一个用于轴承座(4)的冷却的第二接头(9)，并且第一接头(8)与单辊(2a、2b)的通道(3)在流体技术层面连接并且第二接头(9)通过托架(10)与轴承座(4)在流体技术层面连接。

Description

得到冷却的多级支承的连铸坯导辊

技术领域

本发明涉及一种用于在连铸机中导引金属的连铸坯的、得到冷却的、多级支承的连铸坯导辊以及一种用于冷却多级支承的连铸坯导辊的方法。

在连续铸造中公知的是，在连铸坯导引装置中对结晶器中形成的金属的连铸坯(例如由钢制成)进行导引、支承并进一步冷却。通常这种部分凝固的或完全凝固的连铸坯的支承和导引通过连铸坯导辊实现；此外连铸坯能够通过得到冷却的连铸坯导辊被冷却。由于连铸坯的高温和连铸坯中高的钢(铁)水静压力使连铸坯导辊在任何情况下都要承受高的热力和机械负荷。

一方面，本发明具体涉及一种用于在连铸机中导引金属的连铸坯的连铸坯导辊，具有：

-至少一个第一单辊和第二单辊，其中第一单辊与第二单辊不可相对转动地连接，所述单辊具有用于内部冷却的通道并且构成得到冷却的连铸坯导辊；

-至少三个轴承座，其中连铸坯导辊的外部区域和至少一个在两个相邻的单辊之间的区域可转动地支承在轴承座上。

此外本发明还涉及一种用于冷却多级支承的连铸坯导辊的方法。

本发明具体涉及一种用于冷却多级支承的连铸坯导辊的方法，具有：

-至少一个第一单辊和第二单辊，其中第一单辊与第二单辊不可相对转动地连接，并且所述单辊分别具有用于该连铸坯导辊的内部冷却的通道；

-至少三个轴承座，其中连铸坯导辊的外部区域和单辊之间的区域可转动地支承在轴承座上；

-用于为连铸坯导辊供给冷却水的积聚梁，其包括多个托架并分别在两个先后相随的托架之间包括至少一个冷却剂管，其中外部的托架各具有用于连铸坯导辊的内部冷却的第一接头和用于轴承座的冷却的第二接头，并且第一接头与单辊的通道在流体技术层面连接并且第二接头与轴承座在流体技术层面连接。

背景技术

现有技术中已公开了多级支承的、内部冷却的连铸坯导辊(例如参见公开文本Strandguide Roller-Preconfigured products for precisionapplications(连铸坯导辊-用于精密应用的预置产品)，西门子VAI，2007)。所谓的CSR(Compact Split Roller)连铸坯导辊的实施方式由多个不可相对转动地连接的单辊组合构成。为了减小轴承的热力负荷在CSR辊的实施方式中也冷却轴承座。其中每个轴承座的底侧面具有两个用于导入和排出冷却水的接头。因为连铸坯导辊经受磨损并由此使得辊柱面的直径发生变化，因此必需的是连铸坯导辊的高度位置能被调整。为此在连铸坯导引装置的横梁和轴承座之间垫入垫片(英文：shim)，其中该垫片还必须具有用于轴承座中的冷却水接头的凹部。因此垫片变得非常精细并且高度位置的调整就变得麻烦费事。如何能够简单、牢固并运行可靠地构建多级支承的、内部冷却的连铸坯导辊，所述连铸坯导辊此外还能够简单地进行高度调整，这在现有技术中未有先例。

发明内容

本发明的任务是，克服现有技术中的缺陷并且提供多级支承的、内部冷却的连铸坯导辊，所述连铸坯导辊设计得简单、牢固并运行可靠。此外所述导辊能够简单而快速地进行高度调整。

另一个任务在于，提供用于冷却多级支承的连铸坯导辊的方法。

首先提到的第一任务通过按照权利要求1的连铸坯导辊解决。有利的实施方式是从属权利要求的主题。

具体地说，关于开头所属类型的连铸坯导辊的解决方案由下述方式实现，设置用于为连铸坯导辊供给冷却水的积聚梁，所述积聚梁(Sammelbalken)包括多个托架并且分别在两个先后相随的托架之间包括至少一个用于在流体技术层面连接托架的冷却剂管。外部的托架分别具有至少一个用于得到冷却的连铸坯导辊的内部冷却的第一接头和至少一个用于轴承座的冷却的第二接头，其中第一接头与单辊的通道在流体技术层面连接并且第二接头通过托架与轴承座在流体技术层面连接。

按本发明的连铸坯导辊具有两个单独的冷却循环线路。第一冷却循环线路确保由单辊组成的连铸坯导辊的内部冷却，并且第二冷却循环线路确保轴承座的内部冷却(第二循环线路使轴承座相互连接并实现轴承或轴承座的冷却)。其巨大优点在于，用于两个循环线路的冷却水量以及由此连铸坯导辊和轴承的温度都能够相互完全独立地进行调整。因此连铸坯导辊的表面温度能够与轴承温度无关地进行调整。这能实现尤其在热铸或干铸时对穿过连铸坯导辊的连铸坯的有利的冷却，同时不使轴承过热。因此必要时也可采用成本低廉的轴承、例如对温度敏感的滑动轴承。

按本发明的结构方案具有所谓的积聚梁，其与连铸坯导辊的轴承座可拆卸地连接。所述积聚梁由多个外置的托架和至少一个内置的托架组合构成。在两个先后相随的托架之间分别设置至少一个用于在流体技术层面连接托架的冷却剂管。通过积聚梁能够对连铸坯导辊的高度位置进行非常简单的调整。此外通过积聚梁向两个冷却循环线路供给冷却水。

在此，通过积聚梁的外部的托架的第一接头将冷却水导入到连铸坯导辊的内置的通道中。此外通过第二接头将冷却水导入到外部的托架中。两个先后相随(相邻)的托架之间的连接通过至少一个冷却剂管实现。此外每个托架与轴承座流体密封地连接，其中轴承座具有至少一个用于冷却的通道。在积聚梁的同一个端部上或对置的端部上将冷却水从连铸坯导辊的内置的通道排出到外部的托架中并且从该托架通过另一个第一接头被排出。此外将用于轴承座的冷却的冷却水从外部的托架通过第二接头排出。

在一种实施方式中，每个外部的托架都具有一个第一接头和一个第二接头。其中将冷却水从一侧导入到连铸坯导辊中并且又在连铸坯导辊的对置侧排出。涉及轴承座的注流也同样如此。在该实施方式中，冷却剂到两个冷却循环线路的导引既能够在同一侧实现或也能够在对置侧实现。

在一种替代的实施方式中，外部的托架具有两个第一接头和两个第二接头。其中冷却水至两个冷却循环线路中的导入和排出在积聚梁的同一侧实现。其中将冷却水在一个端部处导入到连铸坯导辊中，接着该导辊沿纵向被穿流，在连铸坯导辊的对置的端部处该流动方向反向，导辊沿纵向被穿流，并且将冷却水在连铸坯导辊的同端部排出。涉及轴承座的穿流也同样如此。例如将冷却水通过第一列冷却剂管从一个托架导引至另一个托架，冷却水的流动方向在最后的托架处反向并且最终将冷却水通过第二列冷却剂管再从一个托架至另一个托架地排出。

在一种有利的实施方式中，该积聚梁在两个先后相随的托架之间包括两个用于连接托架的冷却剂管。因此首先防止这些托架相互间转动；第二例如冷却剂可通过一个冷却剂管朝一个方向导引并且通过第二冷却剂管朝对置的方向导引。

有利的是，外置托架的第一接头通过管路和转动导入部与单辊的通道连接。所述管路能够是管道或软管。

为了轴承座的均匀冷却，轴承座通过穿过连铸坯导辊的转动轴线延伸的水平平面划分为下部和上部，该下部具有至少两个孔，它们沿铸造方向有偏移。由此避免了轴承的热应力。在该实施方式中并不重要的是，上部和下部相互间是可拆卸地连接还是涉及一个构件(所谓的单块)。

轴承在轴承座中被均匀冷却的方案是，上部具有水通道，其能够使冷却水从下部中的第一孔环绕轴承导流至下部中的第二孔中。此外该下部也能够具有环形的水通道。

两个单辊之间简单、牢固并且流体密封的连接能够如下实现，即第一单辊的端部具有榫头并且第二单辊的端部具有用于容纳该榫头的凹部，并且所述榫头与所述凹部不可相对转动地连接。

在一种实施方式中，托架和轴承座之间流体技术层面的连接通过插接管实现。作为替代方案，托架与轴承座通过O形环被密封。

当托架优选在其底侧面上包括平行于铸造方向定向的中间板时，外置的托架的制造能够被大幅简化。该中间板具有至少一个第一接头和至少一个第二接头。因此冷却水能够从连铸坯导引装置节段通过插接管和接头被导入到中间板中，其中冷却水从该中间板通过密封件(例如O形环)被继续导引到管路或冷却剂管路。

此外有利的是，一连铸坯导引装置节段与积聚梁的托架可拆卸地连接，其中所述连铸坯导引装置节段与外部的托架通过插接管在流体技术层面连接。通过所述插接管，流体技术层面的连接即使在两个构件之间存在相对移动的情况下(例如在上面所提到的高度调整的情况下)也被确保。

为了相对于连铸坯导引装置节段对托架进行简单的高度调整有利的是，托架具有用于相对于连铸坯导引装置节段对托架进行高度调整的螺纹件，其中在托架和所述连铸坯导引装置节段之间布置垫片。

所提到的本发明的第二任务通过按权利要求13的方法解决。

具体说在开头所述类型方法基础上的解决方案如此实现，即将第一冷却水分流通过积聚梁的一个第一接头导送到连铸坯导辊中，第一冷却水分流依次穿流单辊，并且将第一冷却水分流通过积聚梁的另一个第一接头从连铸坯导辊中排出；并且将第二冷却水分流通过一个第二接头导送到积聚梁中，所述第二冷却水分流依次被导送至轴承座并且冷却轴承座，并且将第二冷却水分流通过另一个第二接头从积聚梁中排出。

该解决方案是有利的，因为用于连铸坯导辊的内部冷却和用于轴承座的冷却的两个冷却循环线路能够相互单独进行调整。

附图说明

本发明的其他优点和特征由下述对非限制性的实施例的说明得出，同时参考下列附图，其中：

图1示出按本发明的连铸坯导辊的第一实施方式的示意图，

图2示出按本发明的连铸坯导辊的第二实施方式的示图，

图3示出图2的分解示图，

图4示出图2的积聚梁的示图，

图5示出中间托架的细节示图，

图6示出图5的孔的示图，

图7示出外部的托架的细节示图，

图8示出图7的孔的示图。

具体实施方式

图1示出连铸坯导辊1的示意图，其通过两个单辊2、亦即第一单辊2a和第二单辊2b构成。两个单辊2通过所述单辊2中的榫头16和凹部17之间的热压配合或挤压配合不可相对转动地连接。为了能够承受象征性示出的钢连铸坯S的高机械负荷，该连铸坯导辊1不仅可转动地支承在辊的外部区域5中而且可转动地支承在两个单辊2a、2b之间的各个区域6中。其中连铸坯导辊1通过未详细示出的轴承(例如球轴承或滑动轴承)支承在轴承座4上。为了能够承受高热力负荷，所述单辊2a、2b分别具有内置的冷却水通道3。由此连铸坯导辊1的表面温度得到限制或者说得到有利调整；此外连铸坯S通过导辊1的外周表面被冷却。为了防止(尤其在停铸或铸造速度减慢的情况下)轴承座4中轴承过热，轴承座4的下部4a各设有两个孔14。轴承座4的下部4a与上部4b可拆卸地连接。每个轴承座4分别与一个托架10流体密封地连接，其中两个外置的托架10a、里置的托架10b和两个先后相随的托架10之间的各个冷却剂管11构成积聚梁7。通过积聚梁7为连铸坯导辊1供给冷却水。

一方面将冷却水(在本申请中该液态的冷却流体同样也被称为冷却水，所述冷却流体除了H₂O还能够具有其他组成部分)通过在右侧示出的外部的托架10a中的第一接头8并且从该托架10a通过导管12导入到连铸坯导辊1的冷却剂通道3中。在冷却水流过两个单辊2的通道3以后，它通过在左侧示出的外部的托架10a中的第一接头8的导管12从连铸坯导辊1排出。为了不必使示意图复杂化，省去了在固定的导管12和转动的连铸坯导辊1之间的转动导入部13的详细示图。对于所属领域的专业技术人员来说，转动导入部是最明显公知的了。

另一方面将冷却水通过在右侧示出的外部的托架10a中的第二接头9导送至轴承座4。其中每个托架10a、10b与轴承座4流体密封地连接。两个相邻托架10a-10b和10b-10a之间的连接通过两个冷却剂管11实现。已被加热的冷却水通过在左侧示出的外部的托架10a中的第二接头9排出。

为了冷却，轴承座4的下部4a分别具有两个孔14，它们沿铸造方向R有偏移。此外在导辊1热力负荷仍然较高的情况下，该轴承座4的上部4b能够具有环形的水通道15，因此冷却水从下部4a中的第一孔14能够流到上部4b中并从上部4b通过与榫头16同心布置的水通道15流入下部4a中的第二孔14(见图8)。因此有效防止了轴承座4和轴承过热或者说有利地调整了轴承温度。

积聚梁7的外置托架10a的第一接头和第二接头8、9能够如已示出的那样安置在托架10a的底侧面上或者也可安置在托架的侧面上。侧面的布置是有利的，因为托架10a为了连铸坯导辊1的高度调整可被简单地垫入垫片19(见图2、3、5、6和8)，同时垫片不会影响流体连接的密封性。

按本发明的连铸坯导辊的第二实施方式在图2-8中示出。与图1的差别在于，连铸坯导辊1通过三个单辊2a…2c构成。导辊1的两个外部区域以及两个单辊2a-2b和2b-2c之间的各个内部区域分别通过轴承座4可转动地支承。轴承座4与积聚梁7可拆卸地连接，其中积聚梁以及由此连铸坯导辊1的高度位置能够简单地通过垫片19调整。垫片19安置在连铸坯导引装置节段的未示出的横梁和该积聚梁7的托架10之间。此外导辊1通过积聚梁7来供给冷却水。

连铸坯导辊1以及积聚梁7在图3中以分解示图示出。积聚梁7在图4中单独示出。从图2能够看出，冷却水通过在外部的托架10a中的第一接头8被导入到管路12中并从管路12通过转动导入部(例如布莱朗环(Prelonring)，参见例如WO2011/117383A1)被导入到未详细示出的连铸坯导辊1的内置的冷却通道3中。在积聚梁的另一端部上冷却水以类似方式被排出。通过在外部的托架10a中的第二接头9，冷却水一方面被导入到轴承座4的下部4a中并另一方面通过冷却剂管11被导引至后面的托架中。

外部的托架10a中的冷却水导引在图7和8中再一次详细示出。如上面已示出的那样，冷却水通过插接管18和第一接头8被导入到外部的托架10a中并从该外部的托架10a通过管路12被导引到连铸坯导辊1。此外配置单独的冷却水循环线路用于轴承座4的冷却，其中冷却水同样通过插接管18和第二接头9被导入到外部的托架10a中并由一方面由所述冷却水冷却轴承座4，所述轴承座与外部的托架10a连接，而且通过两个冷却剂管11供给内置的托架10b。此外在轴承座4的上部4b中配置环形的水通道15，其使轴承座4的下部4a中两个孔连接起来，从而使得冷却水从托架10a中的后面示出的孔14通过轴承座4的下部4a并且通过轴承座4的上部4b中的环形水通道15并且通过轴承座4的下部4a能够到达该托架中的前面示出的孔14中。冷却水的流动方向通过箭头表示。为了简单而精确地制造外部的托架10a有利的是，外部的托架10a包括中间板21，其中第一接头8和第二接头9安置在中间板21的底侧面上。在中间板21中未示出的连铸坯导引装置部分与第一或第二接头8、9之间的密封通过插接管18实现，因为托架10a相对于连铸坯导引装置节段借助螺纹件20能够调整高度。中间板21和托架10a的其余部分之间的密封通过O形环实现，因为中间板21在相对于托架10a的其余部分的高度调整时未做相对运动。轴承座4通过穿过连铸坯导辊1的转动轴线延伸的水平平面划分为下部4a和上部4b，该轴承座被设计为唯一的构件(单块)。

中间托架10b中的冷却水运行则在图5和6中更加详细地示出。如已经示出的那样，该中间托架10b通过两个冷却剂管11来供给冷却水。冷却水的流动方向也通过箭头表示。通过两个冷却剂管11到达的冷却水通过三个孔14被导入到未示出的轴承座4中，所述轴承座与托架10b通过未示出的带有密封部的插接管连接。此外冷却水被导送至图4中从左侧示出的、内置的、作为第二个的托架10b。在托架10b的上部区域中相互交叉的孔用于轴承座4中未示出滚动轴承的润滑剂供给。

在对连铸坯导辊进行高度调整时，首先积聚梁7相对于未示出的连铸坯导引装置节段的高度位置通过螺纹件20进行调整(见图5至8)。接着在该连铸坯导引装置的梁和积聚梁7之间垫入垫片19，所述垫片确保积聚梁7平正地安置在所述梁上并且因此连铸坯导引力被可靠地导入到连铸坯支撑结构中。

尽管通过优选的实施例对本发明从细节上进行了详尽示出和说明，但本发明并不受到所公开的实施例的局限，并且本领域专业技术人员能够由此推导出其他变型方案，而不脱离本发明的保护范围。

附图标记列表

1         连铸坯导辊

2         单辊

2a…2c    第一、第二和第三单辊

3         通道

4         轴承座

4a        轴承座的下部

4b        轴承座的上部

5         连铸坯导辊的外部区域

6         两个单辊之间的区域

7         积聚梁

8         第一接头

9         第二接头

10        托架

10a       外置的托架

10b       内置的托架

11        冷却剂管

12        管路

13        转动导入部

14        孔

15        水通道

16        榫头

17        凹部

18        插接管

19        垫片

20    螺纹件

21    中间板

R     铸造方向

S     连铸坯。

Claims (14)

1.用于在连铸机中导引金属的连铸坯(S)的连铸坯导辊(1)，具有：

-至少一个第一单辊(2a)和第二单辊(2b)，其中所述第一单辊(2a)与所述第二单辊(2b)不可相对转动地连接，所述单辊(2a、2b)具有用于内部冷却的通道(3)并且构成得到冷却的连铸坯导辊(1)；

-至少三个轴承座(4)，其中所述得到冷却的连铸坯导辊(1)的外部区域(5)和两个单辊(2a、2b)之间的区域(6)可转动地支承在所述轴承座(4)上；其特征在于

-用于向所述连铸坯导辊(1)供给冷却水的积聚梁(7)，所述积聚梁具有多个托架(10、10a、10b)并且分别在两个先后相随的托架(10、10a、10b)之间包括至少一个用于在流体技术层面连接所述托架(10、10a、10b)的冷却剂管(11)，其中外部的托架(10a)分别具有至少一个用于所述得到冷却的连铸坯导辊(1)的内部冷却的第一接头(8)和至少一个用于所述轴承座(4)的冷却的第二接头(9)，并且所述第一接头(8)与所述单辊(2a、2b)的通道(3)在流体技术层面连接并且所述第二接头(9)通过所述托架(10)与所述轴承座(4)在流体技术层面连接。

2.按权利要求1所述的连铸坯导辊，其特征在于：

每个外部的托架(10a)具有第一接头(8)和第二接头(9)。

3.按权利要求1所述的连铸坯导辊，其特征在于：

外部的托架(10a)具有两个第一接头(8)和两个第二接头(9)。

4.按前述权利要求中任一项所述的连铸坯导辊，其特征在于：

所述积聚梁(7)在两个先后相随的托架(10、10a)之间包括两个用于连接所述托架(10)的冷却剂管(11)。

5.按前述权利要求中任一项所述的连铸坯导辊，其特征在于：

外置托架(10a)的第一接头(8)通过管路(12)和转动导入部(13)与所述单辊(2a、2b)的通道(3)连接。

6.按前述权利要求中任一项所述的连铸坯导辊，其中轴承座(4)通过穿过所述连铸坯导辊(1)的转动轴线延伸的水平平面被划分为下部(4a)和上部(4b)，其特征在于：

所述下部(4a)具有至少两个孔(14)，所述孔沿铸造方向(R)偏移。

7.按权利要求6所述的连铸坯导辊，其特征在于：

所述上部(4b)具有水通道(15)，所述水通道能够将所述冷却水从所述下部(4a)中的第一孔(14)环绕着所述轴承导入到所述下部(4a)中的第二孔(14)中。

8.按权利要求1所述的连铸坯导辊，其特征在于：

所述第一单辊(2a)的端部具有榫头(16)并且所述第二单辊(2b)的端部具有用于容纳所述榫头(16)的凹部(17)，而且所述榫头(16)与所述凹部(17)不可相对转动地连接。

9.按前述权利要求中任一项所述的连铸坯导辊，其特征在于：

托架(10)和轴承座(4)之间流体技术层面的连接通过插接管(18)或0形环实现。

10.按前述权利要求中任一项所述的连铸坯导辊，其特征在于：

外置的托架(10a)具有平行于铸造方向(R)定向的中间板(21)，带有至少一个第一接头(8)和至少一个第二接头(9)。

11.具有按权利要求1-10中任一项所述的连铸坯导辊的连铸坯导引装置，其特征在于：

一连铸坯导引装置节段与积聚梁(7)的托架(10、10a、10b)可拆卸地连接，其中所述连铸坯导引装置节段与外部的托架(10a)通过插接管(18)在流体技术层面连接。

12.按权利要求11的连铸坯导引装置，其特征在于：

托架(10)具有用于相对于所述连铸坯导引装置节段对所述托架(10)进行高度调整的螺纹件(20)，其中在所述托架(10)和所述连铸坯导引装置节段之间布置有垫片(19)。

13.用于冷却多级支承的连铸坯导辊(1)的方法，具有：

-至少一个第一单辊(2a)和第二单辊(2b)，其中所述第一单辊(2a)与所述第二单辊(2b)不可相对转动地连接，并且所述单辊(2a、2b)各具有用于所述连铸坯导辊(1)的内部冷却的通道(3)；

-至少三个轴承座(4)，其中所述连铸坯导辊(1)的外部区域(5)和所述两个单辊(2a、2b)之间的区域(5)可转动地支承在所述轴承座(4)上；

-用于向所述连铸坯导辊(1)供给冷却水的积聚梁(7)，所述积聚梁具有多个托架(10、10a、10b)并且分别在两个先后相随的托架(10、10a、10b)之间包括至少一个冷却剂管(11)，其中外部的托架(10a)各具有用于所述连铸坯导辊(1)的内部冷却的第一接头和一个用于所述轴承座(4)的冷却的第二接头(9)，并且所述第一接头(8)与所述单辊(2a、2b)的通道(3)在流体技术层面连接并且所述第二接头(9)与所述轴承座(4)在流体技术层面连接，

其特征在于：

将第一冷却水分流通过所述积聚梁(7)的一个第一接头(8)导入到所述连铸坯导辊(1)中，所述第一冷却水分流依次穿流所述单辊(2)，并且将所述第一冷却水分流通过所述积聚梁(7)的另一个第一接头(8)从所述连铸坯导辊(1)中排出；并且

将第二冷却水分流通过一个第二接头(9)导入到所述积聚梁(7)中，所述第二冷却水分流被依次导送至所述轴承座(4)并且冷却所述轴承座(4)，并且将所述第二冷却水分流通过另一个第二接头(9)从所述积聚梁(7)中排出。

14.按权利要求13所述的方法，其特征在于：

将第一冷却水分流从所述积聚梁(7)的第一接头(8)经由固定安置的管路(12)导入到转动导入部(13)并且从所述转动导入部(13)导入到所述连铸坯导辊(1)的单辊(2a、2b)的通道中。