CN108723315A - 气雾外冷拉矫辊 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气雾外冷拉矫辊，属于冶金行业炼钢连铸设备技术领域。技术方案是：拉矫辊辊轴的一端为进气气道（1），拉矫辊辊轴的另一端为进水水道（9），拉矫辊辊体（2）上套有合金钢套（7），合金钢套（7）上设有多个环状梯形槽（4），多个环状梯形槽（4）构成齿形辊面（5），所述环状梯形槽（4）内设有气雾喷嘴（6），拉矫辊辊体（2）与合金钢套（7）之间设有与进水水道（9）连通的冷却水腔（11），冷却水腔（11）的中间设有与进气气道（1）连通的气体分流管（18），气体分流管（18）上设有多个水气喷流管（3），本发明的有益效果是：冷却均匀，减少了磨损，改善热疲劳环境，提高辊子使用寿命。

Description

气雾外冷拉矫辊

技术领域

本发明涉及一种气雾外冷拉矫辊，属于冶金行业炼钢连铸设备技术领域。

背景技术

拉矫机是炼钢厂连铸机的重要设备，拉矫机中的拉矫辊由于工作环境恶劣,经常被损坏,已严重影响连铸机的连续性生产,使铸坯质量得不到保证。

目前，提高连铸机拉矫辊的寿命的方法主要有以下几种：

（1）如中国专利《新型耐用拉矫辊》，专利ZL201010515110.3，中国专利《板坯连铸拉矫辊》，申请号99235238，《双向冷却式板坯连铸拉矫辊》申请号00230182.2，上述专利在拉矫辊辊体表面上加工有若干圆孔或表面上加工有单向或双向螺纹槽，通入冷却水对辊体进行冷却，将辊体的循环冷却水，由芯部间接冷却改成次表面间接冷却，降低了拉矫辊的温度。

（2）如《一种拉矫辊》申请号201420330156.1，改变拉矫辊的结构，采用复合式拉矫辊,它由内、外两层筒组成,两筒间采用过盈配合,靠此过盈配合产生的机械应力来抵消部分热应力，降低应力循环幅值。

以上几种拉矫辊在一定程度上降低了拉矫辊工作时温度，以过盈配合产生的机械应力抵消其工作时产生的一部分热应力，改善了拉矫辊子的热疲劳环境，延长热疲劳时间，从而在一定程度上提高了辊子的使用寿命，但是随着连铸技术的发展，对拉矫辊的要求将愈来愈高，由于以下几种原因拉矫辊的使用寿命还不能达到预期的目标：

（1）磨损，表面850～1000℃的红热钢坯紧密与拉矫辊接触，表面再生的氧化铁皮在压力作用下破碎,其碎片作为磨粒不断磨削拉矫辊辊面,对拉矫辊进行磨粒磨损；

（2）热疲劳破坏，拉钢生产状态下拉矫辊子外表面环向温度分布极不均匀,温差高达500℃，同时由于拉矫辊子内部或次表面通冷却水,使得辊子截面温差也很大，由此在辊子表面及内部产生了非轴对称不均匀分布的热应力，并且是周期性变化的，即使拉矫辊内、外两层筒间采用过盈配合,靠此过盈配合产生的机械应力也不能抵消全部热应力，因此，时间一长，在辊子表面产生热疲劳而发生龟裂,在机械应力和热应力的共同作用下,促使裂纹向深处延伸；

（3）压痕，在拉矫辊较高温度下,该拉矫辊的材质屈服强度急剧下降,在拉矫辊上出现压痕。

发明内容

本发明目的是提供一种气雾外冷拉矫辊，能够提高拉矫辊的使命寿命，降低拉矫机拉矫辊设备事故率，解决背景技术中存在的问题。

本发明的技术方案是：

一种气雾外冷拉矫辊，包含拉矫辊辊轴、拉矫辊辊体、水气喷流管、环状梯形槽、气雾喷嘴和合金钢套，所述拉矫辊辊轴为空心轴，拉矫辊辊轴的一端为进气气道，拉矫辊辊轴的另一端为进水水道，拉矫辊辊体上套有合金钢套，合金钢套上设有多个环状梯形槽，多个环状梯形槽构成齿形辊面，所述环状梯形槽内设有气雾喷嘴，拉矫辊辊体与合金钢套之间设有与进水水道连通的冷却水腔，冷却水腔的中间设有与进气气道连通的气体分流管，气体分流管上设有多个水气喷流管，所述水气喷流管的一端与气体分流管连接，水气喷流管的另一端与环状梯形槽内的气雾喷嘴连接，水气喷流管的内部为水气混合腔，冷却水腔通过喷水管与水气混合腔连通。

所述气雾喷嘴包含紊流腔、板孔、喷射孔、阀体和拉杆，阀体内设有紊流腔，紊流腔内设有拉杆，紊流腔的一侧设有与水气喷流管连通的板孔，紊流腔的另一侧设有喷射孔。

所述紊流腔设有板孔的一侧还设有与紊流腔相配合的挡板，板孔固定在挡板上，紊流腔内的拉杆的一端与挡板固定连接，拉杆的另一端穿过阀体，拉杆与阀体之间设有间隙，拉杆与阀体之间的间隙形成喷射孔。

所述拉杆穿过阀体的一端设有挡盖。

所述冷却水腔中间的气体分流管为环状，多个水气喷流管均匀分布在气体分流管上。

所述气体分流管上设有与水气喷流管相配合的喷气孔。

所述拉矫辊辊体与合金钢套之间的冷却水腔为圆柱形空腔。

所述拉矫辊辊轴进气气道的一端设有辊径一，拉矫辊辊轴进水水道的一端设有辊径二，辊径二上设有进水水道和冷却水腔连通的进水支路一和进水支路二。

所述齿形辊面上刻有花痕。

本发明的有益效果是：

（1）由于采用气雾外冷拉矫辊，改善了拉矫辊外表面环向温度分布和辊子截面温差，使辊子表面处的循环应力幅值和拉矫辊的内部的应力有较大幅度的降低，改善了热疲劳环境，从而延长了疲劳时间，达到提高辊子使用寿命的目的；

（2）拉矫辊上的气雾喷嘴喷出的气雾把铸坯上面的氧化铁皮吹跑，减少了其碎片对拉矫辊的磨损；

（3）采用气雾冷却方式冷却拉矫辊，可使拉矫辊冷却更加均匀，减少了残余冷却水，降低拉矫辊在生产过程中不同部位温差，延长拉矫辊的使用寿命。

附图说明

图1是本发明结构图：

图2是A-A剖视图；

图3是B-B剖视图；

图4是本发明气雾喷嘴纵向剖视图；

图中：1、进气气道；2、拉矫辊辊体；3、水气喷流管；4、环状梯形槽；5、齿形辊面；6、气雾喷嘴；7、合金钢套；8、进水支路一；9、进水水道；10、进水支路二；11、冷却水腔；12、水气混合腔；13、喷气孔；14、喷水管；15、挡盖；16、紊流腔；17、板孔；18、气体分流管；19、轴伸一；20、轴颈一；21、滚花的工作表面；22、轴颈二；23、轴伸二；24、轴伸三；25、喷射孔；26、阀体；27、拉杆；28、挡板。

具体实施方式

以下结合附图，通过实例对本发明作进一步说明。

参照附图1-4，一种气雾外冷拉矫辊，包含拉矫辊辊轴、拉矫辊辊体2、水气喷流管3、环状梯形槽4、气雾喷嘴6和合金钢套7，所述拉矫辊辊轴为空心轴，拉矫辊辊轴的一端为进气气道1，拉矫辊辊轴的另一端为进水水道9，拉矫辊辊体2上套有合金钢套7，合金钢套7上设有多个环状梯形槽4，多个环状梯形槽4构成齿形辊面5，所述环状梯形槽4内设有气雾喷嘴6，拉矫辊辊体2与合金钢套7之间设有与进水水道9连通的冷却水腔11，冷却水腔11的中间设有与进气气道1连通的气体分流管18，气体分流管18上设有多个水气喷流管3，所述水气喷流管3的一端与气体分流管18连接，水气喷流管3的另一端与环状梯形槽4内的气雾喷嘴6连接，水气喷流管3的内部为水气混合腔12，冷却水腔11通过喷水管14与水气混合腔12连通。

在本实施例中，参照附图1、2、3，拉矫辊辊轴为空心轴，拉矫辊辊轴的两端分别为轴伸一19、轴颈一20和轴颈二22、轴伸二23、轴伸三24，其中轴伸一19和轴伸二23是安装拉矫辊轴承座的位置，轴伸三24是安装减速机的位置。轴伸一19和轴颈一20中的空腔为进气气道1，轴颈二22、轴伸二23和轴伸三24中的空腔为进水水道9，辊径二22上设有进水水道9和冷却水腔11连通的进水支路一8和进水支路二10。

拉矫辊辊体2的外侧套有合金钢套7,在合金钢套7的外部加工有环状梯形槽4，在环状梯形槽4的底部加工有若干个带螺纹的底孔，底孔上安装气雾喷嘴6，由于拉矫辊上加工有环状梯形槽4，故拉矫辊辊面就形成了齿形辊面5，齿形辊面5上刻有花痕，形成滚花的工作表面21。

拉矫辊辊体2与合金钢套7之间存在一个空心圆柱形空腔，即冷却水腔11,在冷却水腔11的中央设有气体分流管18，气体分流管18为环形，气体分流管18与轴伸一19和轴颈一20中的进气气道1连通，在气体分流管18上均匀安装若干个水气喷流管3，所述水气喷流管3一端连接在气体分流管18上，另一端安装在在梯形环槽4底部的底孔上，且与气雾喷嘴6连通，气体分流管18上正对着水气喷流管3加工有喷气孔13，在水气喷流管3的中部还设有喷水管14，喷水管14的一端通入水气喷流管3内部的水气混合腔12，另一端连通冷却水腔11。

参照附图4，气雾喷嘴6包含挡盖15、紊流腔16、板孔17、喷射孔25、阀体26、拉杆27和挡板28，阀体26内设有紊流腔16，紊流腔16内设有拉杆27，紊流腔16的一侧设有与水气喷流管3连通的板孔17，板孔17固定在挡板28上，拉杆27的一端与挡板28固定连接，拉杆27的另一端穿过阀体26，且设有挡盖15，拉杆27与阀体26之间设有间隙，拉杆27与阀体26之间的间隙形成喷射孔25。

具体工作流程如下：

冷却水由进水水道9通过进水支路一8、进水支路二10进入冷却水腔11，对拉矫辊辊体2及合金钢套7进行冷却，同时冷却水由水气喷流管3中部的喷水管14进入水气混合腔12；压缩空气由进气气道1进入气体分流管18，在气体分流管18中分布有若干个喷气孔13，每一个喷气孔13正对水气喷流管3，这样压缩空气由喷气孔13进入水气喷流管3的水混合腔12，压缩空气的压力大于冷却水压的压力，喷气孔13喷出的压缩空气的气流经过喷水管14的管头上部对喷水管14中的冷却水起牵引作用，使冷却水与压缩空气在水气混合腔12中混合，并通过气雾喷嘴6中的挡板28上的板孔17进入紊流腔16，在这里气体和冷却水充分混合成雾状，经喷射孔25并由挡板28控制方向，使喷出的气雾首先喷到拉矫辊齿形辊面5的两个腰部和滚花的工作面21上，对拉矫辊滚花的工作面21进行冷却，并且对连铸坯上的氧化皮进行冲洗作用，减少了氧化铁皮对拉矫辊的磨损。

Claims (9)

1.一种气雾外冷拉矫辊，其特征在于包含拉矫辊辊轴、拉矫辊辊体（2）、水气喷流管（3）、环状梯形槽（4）、气雾喷嘴（6）和合金钢套（7），所述拉矫辊辊轴为空心轴，拉矫辊辊轴的一端为进气气道（1），拉矫辊辊轴的另一端为进水水道（9），拉矫辊辊体（2）上套有合金钢套（7），合金钢套（7）上设有多个环状梯形槽（4），多个环状梯形槽（4）构成齿形辊面（5），所述环状梯形槽（4）内设有气雾喷嘴（6），拉矫辊辊体（2）与合金钢套（7）之间设有与进水水道（9）连通的冷却水腔（11），冷却水腔（11）的中间设有与进气气道（1）连通的气体分流管（18），气体分流管（18）上设有多个水气喷流管（3），所述水气喷流管（3）的一端与气体分流管（18）连接，水气喷流管（3）的另一端与环状梯形槽（4）内的气雾喷嘴（6）连接，水气喷流管（3）的内部为水气混合腔（12），冷却水腔（11）通过喷水管（14）与水气混合腔（12）连通。

2.根据权利要求1所述的气雾外冷拉矫辊，其特征在于所述气雾喷嘴（6）包含紊流腔（16）、板孔（17）、喷射孔（25）、阀体（26）和拉杆（27），阀体（26）内设有紊流腔（16），紊流腔（16）内设有拉杆（27），紊流腔（16）的一侧设有与水气喷流管（3）连通的板孔（17），紊流腔（16）的另一侧设有喷射孔（25）。

3.根据权利要求2所述的气雾外冷拉矫辊，其特征在于所述的紊流腔（16）设有板孔（17）的一侧还设有与紊流腔（16）相配合的挡板（28），板孔（17）固定在挡板（28）上，紊流腔（16）内的拉杆（27）的一端与挡板（28）固定连接，拉杆（27）的另一端穿过阀体（26），拉杆（27）与阀体（26）之间设有间隙，拉杆（27）与阀体（26）之间的间隙形成喷射孔（25）。

4.根据权利要求3所述的气雾外冷拉矫辊，其特征在于所述拉杆（27）穿过阀体（26）的一端设有挡盖（15）。

5.根据权利要求1所述的气雾外冷拉矫辊，其特征在于所述冷却水腔（11）中间的气体分流管（18）为环状，多个水气喷流管（3）均匀分布在气体分流管（18）上。

6.根据权利要求1或5所述的气雾外冷拉矫辊，其特征在于所述气体分流管（18）上设有与水气喷流管（3）相配合的喷气孔（13）。

7.根据权利要求1所述的气雾外冷拉矫辊，其特征在于所述拉矫辊辊体（2）与合金钢套（7）之间的冷却水腔（11）为圆柱形空腔。

8.根据权利要求1所述的气雾外冷拉矫辊，其特征在于所述拉矫辊辊轴进气气道（1）的一端设有辊径一（20），拉矫辊辊轴进水水道（9）的一端设有辊径二（22），辊径二（22）上设有进水水道（9）和冷却水腔（11）连通的进水支路一（8）和进水支路二（10）。

9.根据权利要求1所述的气雾外冷拉矫辊，其特征在于所述齿形辊面（5）上刻有花痕。