CN113383104A - 用于延长涂覆线的稳定器的使用寿命的方法及设备 - Google Patents

用于延长涂覆线的稳定器的使用寿命的方法及设备 Download PDF

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CN113383104A CN201980090919.5A CN201980090919A CN113383104A CN 113383104 A CN113383104 A CN 113383104A CN 201980090919 A CN201980090919 A CN 201980090919A CN 113383104 A CN113383104 A CN 113383104A
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乔伊丝·C·涅德林高斯
丹尼尔·J·卡杜特
威廉·F·小谢利塞恩
托尼·李·韦布二世
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Abstract

一种钢加工线,其包含浸入一定量的熔融金属中的辊子。所述辊子包含两个轴颈。每一轴颈由通过具有陶瓷或耐火材料的辊子套筒界定的开口接收。所述辊子套筒安置在每一轴颈与轴承座之间,以减少或防止所述轴颈的磨损。每一辊子套筒的内部尺寸及每一相应轴颈的外部尺寸界定间隙。每一辊子套筒的所述内部尺寸及每一相应轴颈的所述外部尺寸经构造使得当辊子及辊子套筒对被所述熔融金属加热时,所述间隙保持不变。

Description

用于延长涂覆线的稳定器的使用寿命的方法及设备
背景技术
涂覆是炼钢中常用的工艺,用于在钢衬底(例如长形钢片或钢带)的表面上提供薄金属涂层(例如,铝、锌及/或其合金)。应理解,长形钢片或钢带在本文中被使用且理解为可互换的。涂覆工艺通常可并入到连续涂覆线中,其中长形钢片穿过一系列辊组合件以使钢片经受各种处理工艺。在此工艺的涂覆部分期间,通过熔融金属浴操纵钢片以涂覆钢片表面。
为了帮助钢片的操纵,可在熔融金属浴中安置各种组件。由于组件的连续移动及/或由于熔融金属的存在而造成的恶劣环境,这些组件中的一些可能会受到磨损。当磨损达到不可接受的水平时,关闭连续涂覆线,并对其中的组件进行再加工。此过程通常导致成本增加及不期望的制造延迟。然而,这些成本及延迟可通过增加浸入熔融金属浴中的各种组件的使用寿命来减少。
因此,可期望在涂覆线内包含各种特征,以改进经受磨损的组件的整体使用寿命。为了克服这些挑战,由陶瓷或耐火材料制成的辊子套筒被机械地锁定到辊子轴颈,从而防止磨损。替代地,将由陶瓷或耐火材料制成的辊子插件应用到辊子轴颈的外表面以防止磨损。
发明内容
在熔融金属浴中旋转的辊的钢轴颈当用在用于镀铝工艺的熔融金属浴中时会遇到至少一些磨蚀及化学侵蚀。在一些情况下,这种磨蚀及/或化学侵蚀可导致此类辊子的工作循环减少。因此,期望减少涂覆工艺中使用的钢轴颈所遇到的磨蚀及/或化学侵蚀。
陶瓷或耐火材料针对在由熔融金属环绕的环境中遇到的磨蚀及化学侵蚀提供优异的抵抗性。然而,将陶瓷或耐火材料集成到浸入熔融金属中的辊子组合件中遇到了挑战。因此,本申请案涉及用于将陶瓷或耐火材料并入到轴颈与轴承座之间的辊子组合件中的结构及/或方法。
附图说明
并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图说明实施例,并与上面给出的整体描述及下面给出的实施例的详细描述一起,用于解释本公开的原理。
图1描绘连续钢加工线的涂覆部分的示意图。
图1A描绘图1的涂覆部分的替代构造的示意图。
图2描绘可容易地并入到图1的涂覆部分中的辊组合件的透视图。
图3描绘图2的辊组合件的轴承座的透视图。
图4描绘图2的辊组合件的辊的正面视图。
图5描绘图2的辊组合件的辊子套筒的透视图。
图6描绘图5的辊子套筒的另一透视图。
图7描绘图4的辊与图5的辊子套筒之间的耦合的部分前截面图。
图8描绘可容易地并入到图4的刺辊中的替代轴颈及辊子套筒的侧截面图。
图9描绘图8的轴颈及辊子套筒的透视图。
图10描绘可容易地并入到图4的辊中的另一替代轴颈的透视图。
图11描绘可容易地并入到图4的辊中的另一替代轴颈的透视图。
图12描绘可容易地并入到图1的涂覆部分中的另一辊组合件的透视图。
图13描绘图12的辊组合件的轴承座的透视图。
图14描绘图12的辊组合件的辊的正面视图。
图15描绘图12的辊组合件的辊子套筒的透视图。
图16描绘图15的辊子套筒的前视图。
图17描绘沿图16的线17-17获取的图15的辊子套筒的横截面图。
图18描绘图14的辊与图15的辊子套筒之间的耦合的部分前截面图。
图19描绘可容易地并入到图12的辊组合件中的另一辊子套筒的透视图。
图20描绘图19的辊子套筒的前视图。
图21描绘图19的辊子套筒的俯视图。
图22描绘沿图20的线22-22获取的图19的辊子套筒的横截面图。
图23描绘图19的辊子套筒与轴颈组装在一起的前视图。
具体实施方式
本申请案大体上涉及用于将陶瓷或耐火材料并入于浸入熔融金属中的辊组合件中的结构及/或方法。在一些例子中,这涉及在轴颈与轴承座之间并入陶瓷或耐火材料。在此类构造中,已发现陶瓷或耐火材料的存在减少轴颈上的磨损,这可能是轴颈相对于轴承座的旋转造成的。另外,陶瓷或耐火材料的存在也可减少轴颈经受来自熔融金属的化学侵蚀的倾向。
图1展示钢加工线(2)(例如连续钢加工线)的涂覆部分(10)的横截面示意图。尽管未展示,但应理解,在进入之前,钢片(60)可在钢加工线(2)的其它部分中经受各种其它钢加工操作。例如,钢片(60)可经受热或冷碾轧制、各种热处理、酸洗及/或其它。替代地,在一些实例中,可消除其它钢加工操作,使得涂覆部分(10)经构造为独立的涂覆线。
在所说明的实施例中,涂覆部分(10)包含热浸槽(20)、口部(30)、一或多个辊组合件(40、50、70)。如将理解的,涂覆部分(10)通常经构造以接收长形钢片(60)以对钢片(60)进行涂覆。热浸槽(20)由固体壁界定,所述固体壁经构造以接收熔融金属(22),例如铝、锌及/或其合金。口部(30)经构造以部分浸入熔融金属(22)中。因此,在进入熔融金属(22)期间,口部(30)通常提供围绕钢片(60)的气密密封。在一些例子中,口部(30)填充有保护性或还原性气体,例如氢气及/或氮气,以限制钢片(60)进入熔融金属(22)期间可能发生的化学氧化反应。
一或多个辊组合件(40、50、70)相对于热浸槽(20)定位,以支撑通过涂覆部分(10)的钢片(60)。例如,锅或沉没辊组合件(70)可浸入熔融金属(22)中,使得锅辊组合件(70)通常经构造以旋转,从而使钢片(60)重定向离开热浸槽(20)。接着,一或多个稳定器及校正辊组合件(40)可相对于热浸槽(20)定位,以在钢片(60)离开熔融金属(22)时稳定钢片(60)。例如,稳定器及校正辊组合件(40)可用于在钢片(60)进入气刀(35)时定位钢片(60)。稳定器及校正辊组合件(40)还可用于改进钢片(60)的形状。接着,转向辊组合件(50)通常可经构造以在钢片(60)被涂覆之后将钢片(60)重定向到钢加工线(2)的其它部分。虽然本实例的涂覆部分(10)展示为锅辊组合件(70)、稳定器及校正辊组合件(40)以及转向辊组合件(50)中的每一者仅具有一个,但在一些其它版本中,可使用任何合适数目的辊组合件(40、50、70)。
图1A展示省略稳定器及校正辊组合件(40)的涂覆部分(10)的替代构造。代替或替代稳定器及校正辊组合件(40),图1A中所展示的替代构造包含两个沉没辊组合件(42),其完全安置在热浸槽(20)内。沉没辊组合件(42)通常与本文所描述的其它辊组合件类似地操作。例如,沉没辊组合件(42)通常经构造以操纵通过涂覆工艺的各个部分的钢片(60)。在本实例中,沉没辊组合件(42)操纵熔融金属(22)内的钢片(60),以促进钢片(60)的完全涂覆。沉没辊组合件(42)此外提供通过熔融金属(22)的增加量的行进路径。此特征通常增加钢片(60)安置在熔融金属(22)内的时间。一旦钢片(60)通过沉没辊组合件(42),钢片(60)接着便可由锅辊组合件(70)及转向辊组合件(50)以所期望的方向重定向。应理解,尽管图1及1A两者都说明涂覆部分(10)的离散构造,但在其它实例中,涂覆部分(10)包含组合了来自图1及1A所展示的构造的各种元件的其它替代构造。
下面将更详细地讨论并入包括耐火陶瓷材料的辊子套筒的辊组合件。因为此类辊子套筒可减少辊组合件的磨损、腐蚀及/或磨蚀,所以应理解,此类辊子套筒可并入到连续涂覆线中的任何一或多个辊组合件中。这些辊组合件可包含但不限于如上描述的任何稳定及校正辊组合件(40)、沉没辊组合件(42)、转向辊组合件(50)及/或锅辊组合件(70)。
参考图2,辊组合件(100)包括两个轴承座(72)、辊(80)及安置在每一轴承座(72)与辊(80)之间的辊子套筒(90)。每一轴承座(72)通常经构造以接收辊(80)的至少一部分,以促进辊(80)相对于轴承座(72)的旋转。尽管未展示,但应理解,每一轴承座(72)通常耦合到固定器或其它结构以将每一轴承座(72)固持在热浸槽(20)内的适当位置。
在图3中可最好地看到说明性轴承座(72)。如可看到,轴承座(72)包含大体上八角形主体(74)。主体(74)的八角形形状通常经构造以提供表面,固定器或其它结构可通过所述表面附接到轴承座(72)以将轴承座(72)定位在热浸槽(20)内。尽管本实例的主体(72)以八角形结构展示,但应理解,在其它实例中,可使用其它合适的结构,例如正方形、六角形、三角形、圆形等。
无关于用于主体(74)的特定形状,主体(74)界定穿过轴承座(72)的中心的接收孔(76)。接收孔(76)通常由圆柱形形状界定。如下面将更详细地描述,接收孔(76)经构造以接收辊子套筒(90)及辊(80)的至少一部分,以允许辊子套筒(90)在孔(76)内自由旋转。
轴承座(72)包括具有高强度且在高温下耐磨损的陶瓷材料。此外,此陶瓷材料可具有低的热膨胀系数、耐热震性、耐熔融金属润湿性、耐腐蚀性,并对熔融的有色金属基本上具有化学惰性。仅举例来说,合适的陶瓷材料可包含称为SiAlON陶瓷的一类陶瓷。SiAlON陶瓷是高温耐火材料,其可用于处置熔融铝。SiAlON陶瓷通常展现良好的耐热震性、在高温下的高强度、异常耐熔融铝润湿性以及在熔融有色金属存在下的高耐蚀性。本实例的轴承座(72)包括由圣戈班高性能耐火材料公司(Saint-Gobain High-PerformanceRefractories)制造的CRYSTON CN178,但可使用众多SiAlON类陶瓷。
辊(80)在图4中展示。如可看到,辊(80)包含辊部(82)及从辊部(82)的每一侧延伸的轴颈(86)。通常,辊部(82)及轴颈(86)包括钢或另一金属合金。辊部(82)包括大体上长形的圆柱形形状。辊部(82)的圆柱形形状通常经构造以接收钢片(60),以允许钢片(60)的至少一部分缠绕辊部(82)的至少一部分。因此,应理解,辊部(82)的宽度通常与钢片(60)的宽度对应,使得辊部(82)的宽度比钢片(60)宽。这可补偿通过涂覆部分(10)的带跟踪。
如上所述,每一轴颈(86)从辊部(82)向外延伸。每一轴颈(86)包括大体上圆柱形的形状,其外径小于由辊部(82)界定的外径。每一轴颈(86)经定大小以由相应轴承座(72)的孔(76)接收。然而,如下面将更详细地描述,每一轴颈(86)相对于轴承座(72)的孔(76)通常尺寸较小,以允许有用于在轴承座(72)与轴颈(86)之间安置辊子套筒(90)的空间。
在一个实施例中,每一轴颈(86)进一步包含安置在每一轴颈(86)的外表面上的螺纹(88)。如下面将更详细地描述,螺纹(88)通常经构造以接合每一相应的辊子套筒(90)的对应特征以将每一辊子套筒(90)耦合到每一轴颈(86)。在本实例中,每一轴颈(86)上的螺纹(88)经定向以负责刺辊(80)的旋转。例如,如果一个轴颈(86)包含右旋螺纹,那么相对的轴颈(86)包含左旋螺纹。螺纹(88)的这种构造防止每一辊子套筒(90)在刺辊(80)通过钢片(60)与辊部(82)之间的摩擦而旋转时松动或以其它方式拧松。在一些实例中,螺纹(88)可包含圆形峰以适应辊子套筒(90)的内部几何形状的变化,如下文将更详细描述的。
在图5及6中展示说明性的辊子套筒(90)。辊子套筒(90)通常经构造以在相应的轴颈(86)与相应的轴承座(72)之间提供耐用的非反应性屏障。如将理解的,辊子套筒(90)通常与轴颈(86)一起旋转,使得辊子套筒(90)在轴承座(72)内相对于轴承座(72)旋转。因此,每一辊子套筒(90)的外表面的一部分与轴承座(72)的孔(76)的内表面的一部分直接接触。辊子套筒(90)可由此在不使用辊子或辊动主体的情况下与每一轴颈(86)形成平面轴承。每一轴颈(86)与辊子套筒(90)可由此在固定轴承座(72)内一起旋转。
如可看到的,辊子套筒(90)包括大体上圆柱形的主体(92)。在所说明的实施例中,主体(92)的至少一侧包含倒角或斜角边缘(94)。边缘(94)通常经构造以邻接在相应的轴颈(86)与辊部(82)之间的界面。尽管边缘(94)经展示为具有大体上倒角或斜角形状,但应理解,可使用任何其它合适的形状,例如圆角形状、正方形形状、j形槽等。
主体(92)界定延伸穿过辊子套筒(90)的圆柱形孔(96)。孔(96)的内部包含至少部分延伸穿过孔(96)的长度的螺纹(98)。螺纹(98)通常经构造以在相应轴颈(86)的外径上接合螺纹(88)。因此,应理解,孔(96)内的螺纹经构造以将辊子套筒(90)机械地紧固到相应的轴颈(86)。
孔(96)的内径通常与每一轴颈(86)的外径对应。然而,如最佳在图7中看到的,本实例包含孔(96)的内径与轴颈(86)的外径之间的预定间隙(d)。最初,理论上认为,此间隙(d)可由轴颈(86)的热膨胀率与辊子套筒(90)的热膨胀率之间的差得出,使得一旦轴颈(86)及辊子套筒(90)两者都接近浸槽(20)的温度,此间隙(d)便将基本消除。然而,在本实例中,孔(96)与轴颈(86)之间的间隙(d)出乎意料地不唯一地与轴颈(86)及辊子套筒(90)的热膨胀率有关。特定来说,已经发现,在热浸槽(20)的温度下,轴颈(86)与辊子套筒(90)之间的一些间隙(d)有利于改进辊子套筒(90)在镀铝过程中的耐久性。因此,应理解,在本实例中,在整个镀铝过程中,孔(96)的内径与轴颈(86)的外径之间维持至少一些间隙(d)。在一些实例中,合适的间隙(d)可为约0.220英寸。在其它实例中,间隙(d)可在约0.220与0.200英寸之间。在一些实例中,螺纹(88)的宽度也可提供一些宽度间隙。在这些实例中,此宽度间隙可在约0.005英寸与约0.030英寸之间变化。
尽管以上提及的孔(96)的内径与轴颈(86)的外径之间的间隙(d)经描述为有利于改进辊子套筒(90)的耐久性,但应理解,在本实例中,此间隙(d)也受到限制。例如,如果孔(96)的内径与轴颈(86)的外径之间的间隙(d)太大,那么可发生熔融铝(22)的一些润湿,从而将熔融铝(22)输送到孔(96)的内径与轴颈(86)的外径之间的间隙(d)中。尽管这可至少部分取决于辊子套筒(90)的材料,但应理解,在本实例中,孔(96)的内径与轴颈(86)的外径之间的间隙(d)受到限制,以便最小化或防止熔融铝(22)输送到间隙(d)中。
辊子套筒(90)包括具有高强度且在高温下耐磨损的陶瓷材料。此外,此陶瓷材料可具有低的热膨胀系数、耐热震性、耐熔融金属润湿性、耐腐蚀性,并对熔融金属基本上具有化学惰性。仅举例来说,合适的陶瓷材料可包含称为SiAlON陶瓷的一类陶瓷。如上所述,SiAlON陶瓷是高温耐火材料,其可用于处置熔融铝。SiAlON陶瓷通常展现良好的耐热震性、在高温下的高强度、异常耐熔融铝润湿性以及在熔融有色金属存在下的高耐蚀性。本实例的辊子套筒(90)包括由圣戈班陶瓷材料公司(Saint-Gobain Ceramics)制造的
Figure BDA0003188823400000061
氮化物结合碳化硅,但可使用众多SiAlON类陶瓷。
在示范性使用中,钢片(60)缠绕在辊组合件(100)上。当钢片(60)相对于辊组合件(100)移动时,钢片(60)与辊(80)的辊部(82)之间的摩擦使得辊(80)旋转。辊(80)的旋转引起每一轴颈(86)的对应旋转,经由螺纹(88、98)之间的接合这也引起每一辊子套筒(90)的旋转。由于每一轴颈(86)上的相对的螺纹(88),每一辊子套筒(90)由于每一轴颈(86)的旋转而保持固定到每一相应的轴颈(86)。应理解,在一些实例中,在给定的时间,轴颈(86)的螺纹(88)的仅一部分可接触辊子套筒(90)的螺纹(98)。例如,在操作期间,钢片(60)可以特定方向拉动辊(80)。这将引起轴颈(86)由于间隙而在辊子套筒(90)内横向移动,使得轴颈(86)与辊子套筒(90)不能精确地同轴对准。当这发生时,取决于间隙(d)的大小,轴颈(86)的螺纹(88)的一侧可脱离辊子套筒(90)的螺纹(98)。尽管可能会发生一些脱离,但由于轴颈(86)及辊子套筒(90)的相对侧上的螺纹(88,98)完全接合,螺纹(88,98)的耦合功能仍然可保持。因此,每一轴颈(86)与每一辊子套筒(90)在相应的轴承座(72)内一起旋转,而每一轴承座(72)固定辊(80)的轴向位置。鉴于本文的教示,对于所属领域的一般技术人员来说,用于辊子套筒(90)及/或辊组合件(100)的其它合适构造将是显而易见的。
例如,图8及9展示可容易地并入到上面描述的辊组合件(100)中的示范性替代轴颈(186)及辊子套筒(190)。应理解,除非本文另有提及,否则轴颈(186)及辊子套筒(190)分别与上面描述的轴颈(86)及辊子套筒(90)基本类似。本实例的轴颈(186)包括大体上正方形的横向截面。如下面将更详细地描述,这种大体上正方形的形状允许轴颈(186)与辊子套筒(190)接合,从而引起辊子套筒(190)相对于相应的轴承座(72)旋转。如将理解的,此构造允许从轴颈(186)中省略与轴颈(86)的螺纹(88)类似的结构。
辊子套筒(190)包括圆柱形主体(192),其通常经构造以配合在轴颈(186)上。主体(192)界定完全延伸穿过辊子套筒(190)的孔(196)。本实例的孔(196)界定通常与上面描述的轴颈(186)的形状对应的正方形形状的横向截面。
本实例的孔(196)通常经定大小以接收轴颈(186)。尽管本实例的孔(196)通常经定大小以接收轴颈(186),但应理解,在本实例中,孔(196)也经定大小以相对于轴颈(186)外部提供至少一些间隙,与上文关于辊子套筒(90)及轴颈(86)所描述的相似。与上面描述的间隙(d)类似,与辊子套筒(90)及轴颈(86)相关联的间隙通常经构造以在整个涂覆过程中维持,而不管辊子套筒(190)及/或轴颈(86)由于热浸槽(20)内遇到的热而膨胀。还如上所述,与辊子套筒(190)及轴颈(186)相关联的间隙还经定大小以最小化或防止熔融金属(22)输送到由间隙界定的空腔中。
如上所述,由轴颈(186)及辊子套筒(190)的孔(196)界定的对应的正方形形状通常经构造以允许轴颈(186)将旋转运动传到辊子套筒(190)。尽管本文展示对应的正方形形状,但应理解,可使用许多替代的横截面形状。例如,在一些实例中,轴颈(186)及辊子套筒(190)的孔(196)界定对应的三角形、椭圆形或矩形形状。在其它实例中,轴颈(186)及辊子套筒(190)的孔(196)两者界定大体上圆柱形的形状,但也可键合以仍然允许将旋转从轴颈(186)传到辊子套筒(190)。当然,鉴于本文的教示,对于所属领域的一般技术人员来说,轴颈(186)及辊子套筒(190)的孔(196)的众多替代几何形状将是显而易见的。在每一情况中,都有机械锁定特征,无论是螺纹还是其它机械锁定构造,其限制辊子套筒相对于轴颈的运动,以便允许两个部件与孔一起旋转。
图10展示可容易地并入到上面描述的辊组合件(100)中的替代轴颈(286)。与上面描述的轴颈(86)不同,本实例的轴颈(286)未经构造以与辊子套筒(90)类似的结构一起使用。代替地,轴颈(86)集成围绕轴颈(286)的外表面纵向定向的一系列圆柱形陶瓷插件(290)。为了接收插件(290),对轴颈(286)进行机械加工以包含经构造以接收插件(290)的多个通道(未展示)。然而,在轴颈(286)的外表面中的通道经定大小以容纳每一插件(290)的仅一部分,使得每一插件(290)的一部分从轴颈(286)的外表面突出。因此,应理解,每一插件(290)经构造以与轴承座(72)的内部接合,从而将轴颈(286)的外表面与轴承座(72)的内部分离。
轴颈(286)与插件(290)之间的耦合可通过任何合适的方式实现。例如,在本实例中,通过超声波焊接、摩擦焊接、钎焊及/或其它适合于焊接或接合不同材料的工艺,将插件(290)焊接或接合到轴颈(286)上。替代地,在一些实例中,插件(290)通过机械紧固件固定到轴颈(286)。在其它实例中,轴颈(286)中的通道及插件(290)可包含互补的耦合特征以提供滑入式或卡扣式配合。当然,在其它实例中,插件(290)可通过任何其它合适的方式耦合到轴颈(286),鉴于本文的教示,对于所属领域的一般技术人员来说,这是显而易见的。
在一些例子中,可期望将插件(290)完全并入到轴颈(286)中。例如,图11说明可容易地并入到辊组合件(100)的辊(80)中的替代轴颈(386)。轴颈(386)本身不包含与上面描述的插件(290)类似的结构作为单独组件,而是包括与上面描述的关于辊子套筒(90)的性质一致的陶瓷材料。在本实例中,轴颈(386)可移除地耦合到辊(80)的辊部(82),而不是与辊部(82)集成。因此,本实例的轴颈(386)包含辊子插塞(388),其经构造以配合在可钻入刺辊(80)的辊部(82)内的对应开口内。尽管未展示,但应理解,在本实例中,轴颈(386)通过一系列销或其它机械紧固件机械地锁定到辊(80)。
在其它实例中,整个辊(80)可包括陶瓷材料,因此无需将轴颈(386)从辊部(82)分开。当然,鉴于本文的教示,对于所属领域的一般技术人员,轴颈(286)的各种替代构造可能是显而易见的。
图12到17展示可容易地并入到上面描述的涂覆线中的示例性替代辊组合件(470)。应理解,除非本文中另有提及,否则辊组合件(470)基本上与上面描述的辊组合件(100)类似。如图12中可见,辊组合件(470)包含两个轴承座(472)、辊(480)及安置在每一轴承座(472)与辊(480)之间的辊子套筒(490)。每一轴承座(472)通常经构造以接收辊(480)的至少一部分,以促进辊(480)相对于轴承座(472)的旋转。尽管未展示,但应理解,每一轴承座(472)通常耦合到固定器或其它结构以将每一轴承座(472)固持在热浸槽(20)内的适当位置。
在图13中可最好地看到说明性轴承座(472)。如可看到,轴承座(472)包含大体上八角形主体(474)。主体(474)的八角形形状通常经构造以提供表面,固定器或其它结构可通过所述表面附接到轴承座(472)以将轴承座(472)定位在热浸槽(20)内。尽管本实例的主体(472)以八角形结构展示,但应理解,在其它实例中,可使用其它合适的结构,例如正方形、六角形、三角形、圆形等。无关于用于主体(474)的特定形状,主体(474)界定穿过轴承座(472)的中心的接收孔(476)。接收孔(476)通常由圆柱形形状界定。如下面将更详细地描述,接收孔(476)经构造以接收辊子套筒(490)及辊(480)的至少一部分,以允许辊子套筒(490)在孔(476)内自由旋转。
如图14中所展示,辊(480)包括辊部(482)及从辊部(482)的每一侧延伸的轴颈(486)。通常,辊部(482)及轴颈(486)包括钢或另一金属合金。在一些版本中,辊(480)可由复合材料或其它合适的材料形成。辊部(482)包括大体上长形的圆柱形形状。辊部(482)的圆柱形形状通常经构造以接收钢片(60),以允许钢片(60)的至少一部分缠绕辊部(482)的至少一部分。
如上所述,每一轴颈(486)从辊部(482)向外延伸。每一轴颈(486)包括大体上圆柱形的形状,其外径小于由辊部(482)界定的外径。在本实施例中,每一轴颈(486)包括基本上连续的光滑外表面,使得每一轴颈(486)的外表面没有机械锁定特征,以沿每一轴颈(486)的长度維持围绕每一轴颈(486)的外圆周的基本上圆形的轮廓。轴颈(486)的基本上光滑的外表面可由此比包含锁定特征的轴颈更经济有效地制造。每一轴颈(486)经定大小以由相应轴承座(472)的孔(476)接收。然而,如下面将更详细地描述,每一轴颈(486)相对于轴承座(472)的孔(476)通常尺寸较小,以允许有用于在轴承座(472)与轴颈(486)之间安置辊子套筒(490)的空间。
在图15到17中展示说明性辊子套筒(490)。辊子套筒(490)通常经构造以在相应的轴颈(486)与相应的轴承座(472)之间提供耐用的非反应性屏障。如可看到,辊子套筒(490)包括大体上圆柱形的主体(492),其界定延伸穿过辊子套筒(490)的圆柱形孔(496)。本实施例的孔(496)的内部包括基本上连续的光滑内表面,使得每一孔(496)的内表面没有机械锁定特征,以沿着每一孔(496)的长度維持围绕每一孔(496)的内圆周的基本上圆形的轮廓。孔(496)的光滑内表面可由此比包含锁定特征的孔更经济有效地制造。孔(496)的内径通常与每一轴颈(486)的外径对应,这将在下面更详细地进一步讨论。因此,辊子套筒(490)围绕轴颈(486)定位,使得轴颈(486)被接收在辊子套筒(490)的孔(496)内。每一轴颈(486)与对应的孔(496)之间的配合以及每一轴颈(486)的重量使得辊子套筒(490)通常与轴颈(486)同时旋转,即使轴颈(486)及辊子套筒(490)没有与锁定机构机械地耦合。这允许辊子套筒(490)在轴承座(472)内相对于轴承座(472)旋转以防止轴颈(486)磨损。
辊子套筒(490)的主体(492)的至少一侧可包含倒角或斜角边缘(494)。边缘(494)通常经构造以邻接在相应的轴颈(486)与辊部(482)之间的界面。尽管边缘(494)经展示为具有大体上倒角或斜角形状,但应理解,可使用任何其它合适的形状,例如圆角形状、正方形形状、j形槽等。
轴承座(472)及辊子套筒(490)可由陶瓷制成。例如,轴承座(472)及辊子套筒(490)每一者可包括具有耐冲击性、耐磨蚀性及/或耐热震性的耐火陶瓷材料。此类耐火材料可包括碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)、熔融石英(SiO2)或其组合。在一些版本中,耐火陶瓷材料包括约5%与约100%之间的碳化硅及/或氧化铝。
仅举例来说,合适的耐火陶瓷材料可包含称为SiAlON陶瓷的一类陶瓷。SiAlON陶瓷是高温耐火材料,其可用于处置熔融金属。SiAlON陶瓷通常展现良好的耐热震性、在高温下的高强度、异常耐熔融铝润湿性以及在熔融金属存在下的高耐蚀性。此类SiAlON陶瓷可包括由马萨诸塞州(Massachusetts)伍斯特(Worcester)的圣戈班高性能耐火材料公司制造的CRYSTON CN178,但可使用众多SiAlON类陶瓷。
其它合适的耐火陶瓷材料可包含具有约73%Al2O3及约8%SiC的陶瓷。此陶瓷可包括由俄亥俄州(Ohio)弗里蒙特(Fremont)的Wahl耐火材料解决方案公司(Wahl RefractorySolutions)制造的
Figure BDA0003188823400000101
404A。在另一实施例中,可使用具有更大量的SiC(例如约70%SiC)的较硬陶瓷。在一些版本中,不锈钢线针可添加到陶瓷材料中,例如材料的约0.5%重量到约30%重量。此类陶瓷可包括由马萨诸塞州伍斯特的圣戈班陶瓷公司制造的
Figure BDA0003188823400000102
氮化物结合碳化硅或也是由马萨诸塞州伍斯特的圣戈班陶瓷公司制造的
Figure BDA0003188823400000103
碳化硅。鉴于本文的教示,对于所属领域的一般技术人员来说,其它合适的耐火材料将是显而易见的。
每一轴承座(472)及/或辊子套筒(490)可通过铸造耐火陶瓷材料制成。在一些其它版本中,轴承座(472)及/或辊子套筒(490)可通过将液体陶瓷浇注到模具中并使用热来烘烤陶瓷以移除湿气来制造。然后可研磨轴承座(472)及/或辊子套筒(490)的外表面以提供光滑的外表面。鉴于本文的教示,对于所属领域的一般技术人员来说,用于制造辊组合件(480)的组件的其它合适方法将是显而易见的。
因此,轴承座(472)及辊子套筒(490)可由相同的耐火材料或不同的耐火材料制成。在一个实施例中,轴承座(472)包括具有约73%Al2O3及约8%SiC的可铸陶瓷,例如
Figure BDA0003188823400000104
404A,而辊子套筒(490)可包括具有更大量的SiC(例如约70%SiC)的较硬陶瓷。此类陶瓷可包括
Figure BDA0003188823400000105
氮化物结合碳化硅。这可允许轴承座(472)在辊子套筒(490)之前磨损。这可能是期望的,因为相对于辊子套筒(490),更换轴承座(472)可能更具成本效益。在一些其它版本中,轴承座(472)可包括
Figure BDA0003188823400000106
陶瓷及/或辊子套筒可包括
Figure BDA0003188823400000107
404A陶瓷。
因此,辊子套筒(490)可定位在轴颈(486)与轴承座(472)之间,以在相应轴颈(486)与相应轴承座(472)之间提供耐用的非反应性屏障。参考图18,本实例包含孔(496)的内径与轴颈(486)的外径之间的预定的间隙(d)。最初,理论上认为,此间隙(d)可由轴颈(486)的热膨胀率与辊子套筒(490)的热膨胀率之间的差得出,使得一旦轴颈(486)及辊子套筒(490)两者都接近浸槽(20)的温度,此间隙(d)便将基本消除。然而,在本实例中,孔(496)与轴颈(486)之间的间隙(d)出乎意料地不唯一地与轴颈(486)及辊子套筒(490)的热膨胀率有关。特定来说,已经发现,在热浸槽(20)的温度下,轴颈(486)与辊子套筒(490)之间的一些间隙(d)有利于改进辊子套筒(490)在涂覆过程期间的耐久性。因此,应理解,在本实例中,在整个涂覆过程中,孔(496)的内径与轴颈(486)的外径之间可维持至少一些间隙(d)。
尽管以上提及的孔(496)的内径与轴颈(486)的外径之间的间隙(d)经描述为有利于改进辊子套筒(490)的耐久性,但应理解,在本实例中,此间隙(d)也受到限制。例如,如果孔(496)的内径与轴颈(486)的外径之间的间隙(d)太大,那么可发生熔融铝(22)的一些润湿,从而将熔融金属(22)输送到孔(496)的内径与轴颈(486)的外径之间的间隙(d)中。尽管这可至少部分取决于辊子套筒(490)的材料,但应理解,在本实例中,孔(496)的内径与轴颈(486)的外径之间的间隙(d)受到限制,以便最小化或防止熔融金属(22)输送到间隙(d)中。孔(496)与轴颈(486)之间的间隙(d)也可被限制以防止当辊(480)通过钢片(60)与辊部(482)之间的摩擦而旋转时辊子套筒(490)与轴颈(486)之间的滑动。
因此,辊子套筒(490)的孔(496)的内径经定大小以与轴颈(486)的外径对应,以在轴颈(486)与辊子套筒(490)之间提供间隙配合。此类间隙配合可具有最小间隙(d),足以防止轴颈(486)热膨胀时辊子套筒(490)开裂,以及可具有最大间隙(d),以防止熔融金属(22)输送到间隙(d)中及/或防止辊子套筒(490)与轴颈(486)之间的滑动。在一些实例中,在操作温度下的合适的间隙(d)可在约0.001英寸与0.012英寸之间。
在示范性使用中,钢片(60)缠绕在辊组合件(470)上。当钢片(60)相对于辊组合件(470)移动时,钢片(60)与辊(480)的辊部(482)之间的摩擦使得辊(480)旋转。辊(480)的旋转引起每一轴颈(486)的对应旋转,经由辊子套筒(490)的孔(496)的基本上连续的光滑内表面与轴颈(486)的基本上连续的光滑外表面之间的接合,这也引起每一辊子套筒(490)的旋转。由于每一轴颈(486)与对应的孔(496)之间的配合以及每一轴颈(486)的重量,即使轴颈(486)及辊子套筒(490)没有与锁定机构机械地耦合,辊子套筒(490)也通常与轴颈(486)同时旋转。鉴于本文的教示,对于所属领域的一般技术人员来说,用于辊子套筒(490)及/或辊组合件(470)的其它合适构造将是显而易见的。
例如,图19到22展示与辊子套筒(490)类似的辊子套筒(590)的另一实施例,例外之处是辊子套筒(590)包括一对从辊子套筒(590)端部的顶部及底部向内延伸的凹口(598)。虽然所说明的实施例展示辊子套筒(590)包括在辊子套筒(590)的顶部及底部处的两个凹口(598),但辊子套筒(590)可包括定位在辊子套筒(590)周围的任何合适的位置的任何合适数目的凹口(598)。因此,如图23中所展示,辊子套筒(590)可与轴颈(586)组装在一起,使得辊子套筒(590)围绕轴颈(586)定位,其中凹口(598)在轴颈(586)的自由端处。然后可将杆(599)沿着辊子套筒(590)的自由端插入辊子套筒(590)的凹口(598)内。杆(599)可与轴颈(586)的自由端紧固在一起,由此经由杆(599)将轴颈(586)与辊子套筒(590)机械地耦合。
实例
以下实例涉及其中可组合或应用本文教示的各种非穷尽性方式。应理解,以下实例并不旨在限制在本申请案或本申请案的后续申请中随时可提出的任何权利要求的覆盖范围。不希望放弃声明。提供以下实例仅用于说明性目的。经考虑,本文中的各种教示可以多种其它方式布置及应用。还经考虑,一些变型可省略以下实例中提及的某些特征。因此,除非发明人或发明人的权益继承人在后面另有明确指示,否则以下提及的任何方面或特征均不应被视为关键的。如果在本申请案或与本申请案有关的后续申请中提出任何权利要求,而这些权利要求包含除以下提及的特征以外的额外特征,那么这些额外特征不应被认为是由于与专利性有关的任何原因而添加的。
执行一系列测试以评估上面描述的轴颈(86)及辊子套筒(90),以识别所期望的间隙(d)。下文在以下实例中详细说明这一系列测试。应理解,以下实例仅用于说明性目的,且在其它例子中,如所属领域的技术人员鉴于本文的教示将理解,可使用各种替代特性。
实例1
在初始测试中,对与上面描述的轴颈(86)类似的结构进行测试,以建立轴颈的经测量热膨胀系数。所测试的轴颈经制备为刺辊的模型部分,使得轴颈由附接到与刺辊的端部对应的轮毂的轴颈组成。当轴颈处于室温(例如,约70℉)时,获得对所有表面的测量,例如轴颈的外径、螺纹峰及螺纹根部。随后将轴颈加热到1,350℉的温度。加热后,立即在轴颈处于加热状态时进行相同的测量。比较室温下获得的测量与轴颈处于加热状态时获得的测量。然后使用这个比较来计算轴颈的基于实验的热膨胀系数。因此,轴颈的基于实验的热膨胀系数经计算为9.1x10-6in/in/℉。基于此计算,假定轴颈(86)与辊子套筒(90)之间的期望间隙(d)约为0.020英寸。
实例2
在第二试验中,对基于实验的热膨胀系数及轴颈(86)与辊子套筒(90)之间的对应的经假定期望间隙(d)(在实例1中识别的)进行测试,以在操作温度下进行验证。与上面描述的辊子套筒(90)类似的辊子套筒由圣戈班陶瓷公司提供。辊子套筒的内径是锥形的且包含一些毛刺。另外,辊子套筒有点不圆。尽管如此,测试仍在进行。
在测试之前,对轴颈执行机械加工。轴颈经机械加工以将辊子套筒的内径与轴颈的外径之间的间隙调整为至少0.042″。此间隙经设置以在高温(例如1,150℉)下在轴颈与辊子套筒之间提供大致大小到大小配合。
在机械加工之后,将辊子套筒与轴颈配对。在配对之后,观察到由于辊子套筒的不圆特性,在轴颈外径周围的一些局部区域中几乎不存在间隙。为了改进间隙并提供整体松配合,将辊子套筒从轴颈上拧松约1/4圈。在此构造中,辊子套筒及轴颈然后经受基于炉的热处理。
热处理包含以每小时150℉的间隔将经配对的辊子套筒及轴颈加热到1,150℉。在500°及900℉下,将辊子套筒及轴颈的组合件从炉上移除,以观察间隙。在500℉下,观察到,在使用4英寸x4英寸长形木块敲击组合件后,“仍然有大量的间隙”。在900℉下,观察到没有视觉上可检测的间隙。另外,观察到辊子套筒已碎裂,并形成可见的裂缝。在此阶段,假定可通过将轴颈的外径再减少0.030英寸到0.040英寸来避免碎裂及开裂。
在热处理完成之后,在辊子套筒中观察到额外的碎裂。这项测试表明,间隙是必要的,以帮助安装并避免操作期间辊子套筒断裂的任何可能性。另外,还进一步假定,通过对辊子套筒或轴颈的螺纹进行机械加工以与螺纹深度的仅1/2接合,可改进辊子套筒的耐久性。测试时,螺纹深度为0.200″。因此,应用经假定的螺纹深度减少,通过使仅0.100″的螺纹彼此接合,可实现辊子套筒的额外耐久性。基于此,建议可从辊子套筒及轴颈两者的螺纹移除最多0.060″的材料,以提供所期望的配合。
实例3
在实例2中所描述的试验之后,进行原位试验。对于此原位试验,制备了与上面描述的刺辊组合件(70)类似的刺辊组合件。与刺辊组合件(70)类似,所述刺辊组合件包含两个轴颈。然而,这两个轴颈经制备使得一个轴颈经构造为对照轴颈,而另一轴颈经构造为测试轴颈。对照轴颈按照标准实践制备,使得经由对照轴颈形成金属轴颈到轴承座构造。测试轴颈如上面关于轴颈(86)描述的类似地制备,并包含与上面描述的辊子套筒(90)类似的辊子套筒。
测试轴颈及对应的辊子套筒两者经构造以在测试轴颈与对应的辊子套筒之间提供0.220″的最大间隙。假定在温度下操作期间,轴颈与辊子套筒之间的大小到大小配合是不必要的,且可能是有害的。代替地,假定在操作期间施加在刺辊上的力只需要轴颈的螺纹的单侧与辊子套筒的螺纹接合。换句话说,总共只需要螺纹的1/2接合,因为在轴颈的一侧可发生完全接合,而在轴颈的另一侧可发生有限的接合。然而,仍期望对间隙的一些限制以支撑刺辊组合件的操作期间存在的负载。另外,仍期望对间隙的一些限制以避免熔融铝渗透入轴颈与辊子套筒之间。因此,测试轴颈及对应的辊子套筒两者经构造以提供0.220英寸的最大间隙。在测试启动之前,辊子套筒的一部分破裂。因此,在整个测试中,辊子套筒仅部分覆盖测试轴颈。
然后将刺辊组合件插入熔融铝浴中以用于对钢片镀铝。利用使用中的刺辊组合件加工了总共583,521英尺的钢片。在移除刺辊组合件后,可见轴承座的外部上的断裂。在从刺辊固定器移除轴承座后,将轴承座分为四个单独的部分。分离后,每一断裂表面都被铝金属完全涂覆。这种涂覆模式表明轴承座的断裂在使用期间发生,而不是在冷却期间经由热震发生。在两个配对的断裂表面上存在大的空隙。因此,确定轴承座的开裂与辊子套筒及测试轴颈组合的使用无关。
辊子套筒展现有限的可见磨损,如无沟槽及通常有限的厚度损失所指示。在测试之前辊子套筒破裂的部分在开裂面积上展现出一些增加。然而,碎裂没有沿着辊子套筒的长度扩展,且不影响辊子套筒的适用性。与对照轴颈相比,辊子套筒通常展现较少的磨损,而对照轴颈展现更为典型的磨损。在定量方面,基于轴承座的内径测量(测试前后)、对照轴颈的外径及关于磨损外观的一般观察之间的比较,与对照轴颈的磨损率相比,辊子套筒的磨损率显著降低。
实例4
已制备与上面描述的轴颈(86)类似的另一轴颈。所述轴颈已制备为在耦合到与上面描述的辊子套筒(90)类似的辊子套筒时提供0.220英寸+0英寸/0.005英寸的间隙。对轴颈上的螺纹进行机械加工,以提供圆形峰,以更好地适应由辊子套筒提供的不规则内径几何形状。已获取轴颈与辊子套筒之间的横向运动的测量。此测量结果得到0.020英寸到0.040英寸的横向移动,多达0.060英寸到0.155英寸被认为是可接受的。
实例5
制备与上面描述的辊组合件(470)类似的辊组合件以执行原位试验。与辊组合件(470)类似,所述辊组合件包含两个轴颈,每一者具有与上面描述的辊子套筒(490)类似的辊子套筒。在试验中,辊子套筒由
Figure BDA0003188823400000141
材料制成,且轴承座由
Figure BDA0003188823400000142
404A材料制成。每一轴颈及对应的辊子套筒两者经构造以在热浸槽温度下,在轴颈与对应的辊子套筒之间提供0.040″的最大间隙。然后对辊组合件进行预热,并将其插入熔融铝浴中,以用于对钢片进行镀铝达5天12小时的时间,并运行1.9百万英尺的钢。在移除刺辊组合件后,发现轴颈在对应的辊子套筒内旋转,表明轴颈与辊子套筒之间存在过大的间隙。
实例6
制备与上面描述的辊组合件(470)类似的辊组合件以执行另一原位试验。与辊组合件(470)类似,所述辊组合件包含两个轴颈,每一者具有与上面描述的辊子套筒(490)类似的辊子套筒。在试验中,辊子套筒由
Figure BDA0003188823400000151
材料制成,且轴承座由
Figure BDA0003188823400000152
404A材料制成。每一轴颈及对应的辊子套筒两者经构造以在操作温度下,在轴颈与对应的辊子套筒之间提供0.006″的最大间隙。然后对辊组合件进行预热,并将其插入熔融铝浴中,以用于对钢片进行镀铝。利用使用中的辊组合件加工了总共733,895英尺的钢片。在移除辊组合件后,发现每一轴承座上的磨损最小,轴承座1的磨损为0.140英寸,且轴承座2的磨损为0.085英寸。每一辊子套筒上的磨损也最小,套筒1上移除的直径为0.005英寸,且套筒2上移除的直径为0.024英寸。每一辊子套筒通过用锤子轻敲很容易地从对应的轴颈移除。虽然辊子套筒1内的轴颈没有旋转迹象,但辊子套筒2内的轴颈有轻微旋转迹象,指示轴颈与辊子套筒之间可能存在过大的间隙。
实例7
制备与上面描述的辊组合件(470)类似的辊组合件以执行另一原位试验。与辊组合件(470)类似,所述辊组合件包含两个轴颈,每一者具有与上面描述的辊子套筒(490)类似的辊子套筒。在试验中,辊子套筒由
Figure BDA0003188823400000153
材料制成,且轴承座由
Figure BDA0003188823400000154
404A材料制成。每一轴颈及对应的辊子套筒两者经构造以在操作温度下,在轴颈与对应的辊子套筒之间提供0.004英寸的最大间隙。然后对辊组合件进行预热,并将其插入熔融铝浴中,以用于对钢片进行镀铝达7天的时间,并运行3百万英尺的钢。所述试验被认为是成功的。
实例8
制备与上面描述的辊组合件(470)类似的辊组合件以执行另一原位试验。与辊组合件(470)类似,所述辊组合件包含两个轴颈,每一者具有与上面描述的辊子套筒(490)类似的辊子套筒。在试验中,辊子套筒由
Figure BDA0003188823400000155
材料制成,且轴承座由
Figure BDA0003188823400000156
404A材料制成。每一轴颈及对应的辊子套筒两者经构造以在操作温度下,在轴颈与对应的辊子套筒之间提供0.004英寸的最大间隙。然后对辊组合件进行预热,并将其插入熔融铝浴中,以用于对钢片镀铝达7天的时间,并运行3百万英尺的钢。在移除辊组合件之后,辊子套筒中的一者状况良好,直径损失约为0.021英寸。所述试验被认为是成功的。
实例9
制备与上面描述的辊组合件(470)类似的辊组合件以执行另一原位试验。与辊组合件(470)类似,所述辊组合件包含两个轴颈,每一者具有与上面描述的辊子套筒(490)类似的辊子套筒。在试验中,辊子套筒由
Figure BDA0003188823400000157
材料制成,且轴承座由
Figure BDA0003188823400000158
404A材料制成。每一轴颈及对应的辊子套筒两者经构造以在操作温度下,在轴颈与对应的辊子套筒之间提供0.004英寸的最大间隙。然后对辊组合件进行预热,并将其插入熔融铝浴中,以用于对钢片镀铝达4天23.5小时的时间,并运行2.3百万英尺的钢。所述试验被认为是成功的。两个辊子套筒保持完整,且轴颈在辊子套筒内没有旋转。在移除辊组合件之后,确定辊子套筒的磨损率为每百万英尺带0.010英寸。确定轴承座的经计算磨损率为每百万英尺带0.04英寸到0.09英寸。
实例10
在热膨胀试验中,将与上面描述的辊子套筒(490)类似的辊子套筒在室温下定位在轴颈上,以提供约0.027英寸的间隙。在试验中,辊子套筒由
Figure BDA0003188823400000161
材料制成,且轴颈由钢制成。然后以小于每小时100℉的加热速率将辊子套筒及轴颈加热到1300℉。在4小时的浸泡时间后,目视检查辊子套筒,以确定辊子套筒中没有裂缝。然后将辊子套筒及轴颈加热到1350℉,浸泡时间为2小时。目视检查辊子套筒,以确定辊子套筒中没有裂缝。在1400℉、1450℉、1550℉等直到1700℉下重复此工艺。在试验期间,没有在辊子套筒中观察到裂缝。由此确定,利用此类材料及间隙的轴颈与辊子套筒之间的热膨胀不会导致辊子套筒失败。
实例11
一种辊子组合件,其中所述辊子组合件经构造以浸入熔融金属中,其中所述辊子组合件包括:(a)辊子,其包括辊部及从所述辊部轴向延伸的至少一个轴颈,其中所述至少一个轴颈基本上是圆柱形的;(b)辊子套筒,其包括延伸穿过所述辊子套筒的孔,其中所述辊子套筒基本上是圆柱形的,其中所述辊子套筒围绕所述轴颈定位;及(c)轴承座,在其中界定开口,其中所述辊子套筒安置在所述轴承座的所述开口内、在所述轴承座与所述至少一个轴颈之间。
实例12
根据实例11所述的辊子组合件,其中所述辊子套筒及所述至少一个轴颈经构造以相对于所述轴承座一起旋转。
实例13
根据实例11或12所述的辊子组合件,其中所述辊子套筒的所述孔经定大小以在所述孔的内表面与所述至少一个轴颈的外表面之间提供间隙配合。
实例14
根据实例13所述的辊子组合件,其中当所述辊子组合件浸入熔融金属中时,维持所述间隙配合。
实例15
根据实例13或14所述的辊子组合件,其中所述间隙配合经定大小以防止熔融金属进入所述辊子套筒与所述至少一个轴颈之间。
实例16
根据实例11到15中任一实例所述的辊子组合件,其中所述辊子套筒包括陶瓷材料。
实例17
根据实例16所述的辊子组合件,其中所述陶瓷材料包括碳化硅。
实例18
根据实例11到17中任一实例所述的辊子组合件,其中所述轴承座包括陶瓷材料。
实例19
根据实例18所述的辊子组合件,其中所述陶瓷材料包括碳化硅。
实例20
一种辊子组合件,其中所述辊子组合件经构造以浸入熔融金属中,其中所述辊子组合件包括:(a)辊子,其包括辊部及从所述辊部的相对端突出的两个轴颈,其中每一轴颈包括基本上连续的光滑外表面;(b)一对辊子套筒,其中每一辊子套筒包括延伸穿过所述辊子套筒的孔,所述孔经构造以在其中接收对应的轴颈,其中每一辊子套筒的所述孔包括基本上连续的光滑内表面;及(c)一对轴承座,其中每一轴承座在其中界定开口,其中每一轴承座的所述开口经构造以接收对应的辊子套筒,对应的轴颈安置在所述辊子套筒内。
实例21
根据实例20所述的辊子组合件,其中每一辊子套筒的所述孔经定大小以在所述孔的所述内表面与所述对应的轴颈的所述外表面之间提供间隙。
实例22
根据实例21所述的辊子组合件,其中当所述辊子组合件浸入熔融金属中时,维持所述间隙。
实例23
根据实例21或22所述的辊子组合件,其中所述间隙经定大小以防止熔融金属进入所述辊子套筒与所述对应的轴颈之间。
实例24
根据实例21到23中任一实例所述的辊子组合件,其中所述间隙在约0.001英寸与0.012英寸之间。
实例25
根据实例20到24中任一实例所述的辊子组合件,其中每一辊子套筒是陶瓷。
实例26
根据实例25所述的辊子组合件,其中每一辊子套筒的所述陶瓷包括至少约5%的碳化硅。
实例27
根据实例20到26中任一实例所述的辊子组合件,其中每一轴承座是陶瓷。
实例28
根据实例27所述的辊子组合件,其中每一轴承座的所述陶瓷包括至少约5%的碳化硅。
实例29
根据实例20到28中任一实例所述的辊子组合件,其中每一辊子套筒包括比每一轴承座更多量的碳化硅。
实例30
一种在钢涂覆线中操作辊子组合件的方法,其包括以下步骤:将辊子的轴颈定位在陶瓷辊子套筒的孔内,其中所述轴颈的外表面基本上光滑,其中所述辊子套筒的所述孔的内表面基本上光滑;将所述辊子套筒定位在陶瓷轴承座的开口内;及使所述轴颈及辊子套筒在所述轴承座内一起旋转。
已展示并描述本发明的各种实施例,在不脱离本发明的范围的情况下,所属领域的一般技术人员可通过适当的修改来实现本文所描述的方法及系统的进一步修改。已经提到了其中几个潜在的修改,且其它修改对于所属领域的技术人员将是显而易见的。例如,上面讨论的实例、实施例、几何形状、材料、尺寸、比率、步骤等是说明性的且不是必需的。因此,本发明的范围应根据可提出的任何权利要求来考虑,且应理解为不限于说明书及附图中展示并描述的结构及操作的细节。

Claims (20)

1.一种辊子组合件,其中所述辊子组合件经构造用于浸入熔融金属中,其中所述辊子组合件包括:
(a)辊子,其包括辊部及从所述辊部轴向延伸的至少一个轴颈,其中所述至少一个轴颈基本上是圆柱形的;
(b)辊子套筒,其包括延伸穿过所述辊子套筒的孔,其中所述辊子套筒基本上是圆柱形的,其中所述辊子套筒围绕所述轴颈定位;及
(c)轴承座,在其中界定开口,其中所述辊子套筒安置在所述轴承座的所述开口内、在所述轴承座与所述至少一个轴颈之间。
2.根据权利要求1所述的辊子组合件,其中所述辊子套筒及所述至少一个轴颈经构造以相对于所述轴承座一起旋转。
3.根据权利要求1所述的辊子组合件,其中所述辊子套筒的所述孔经定大小以在所述孔的内表面与所述至少一个轴颈的外表面之间提供间隙配合。
4.根据权利要求3所述的辊子组合件,其中当所述辊子组合件浸入熔融金属中时,维持所述间隙配合。
5.根据权利要求3所述的辊子组合件,其中所述间隙配合经定大小以防止熔融金属进入所述辊子套筒与所述至少一个轴颈之间。
6.根据权利要求1所述的辊子组合件,其中所述辊子套筒包括陶瓷材料。
7.根据权利要求6所述的辊子组合件,其中所述陶瓷材料包括碳化硅。
8.根据权利要求1所述的辊子组合件,其中所述轴承座包括陶瓷材料。
9.根据权利要求8所述的辊子组合件,其中所述陶瓷材料包括碳化硅。
10.一种辊子组合件,其中所述辊子组合件经构造用于浸入熔融金属中,其中所述辊子组合件包括:
(a)辊子,其包括辊部及从所述辊部的相对端突出的两个轴颈,其中每一轴颈包括基本上连续的光滑外表面;
(b)一对辊子套筒,其中每一辊子套筒包括延伸穿过所述辊子套筒的孔,所述孔经构造以在其中接收对应的轴颈,其中每一辊子套筒的所述孔包括基本上连续的光滑内表面;及
(c)一对轴承座,其中每一轴承座在其中界定开口,其中每一轴承座的所述开口经构造以接收对应的辊子套筒,对应的轴颈安置在所述辊子套筒内。
11.根据权利要求10所述的辊子组合件,其中每一辊子套筒的所述孔经定大小以在所述孔的所述内表面与所述对应的轴颈的所述外表面之间提供间隙。
12.根据权利要求11所述的辊子组合件,其中当所述辊子组合件浸入熔融金属中时,维持所述间隙。
13.根据权利要求12所述的辊子组合件,其中所述间隙经定大小以防止熔融金属进入所述辊子套筒与所述对应的轴颈之间。
14.根据权利要求11所述的辊子组合件,其中所述间隙在约0.001英寸与0.012英寸之间。
15.根据权利要求11所述的辊子组合件,其中每一辊子套筒是陶瓷。
16.根据权利要求15所述的辊子组合件,其中每一辊子套筒的所述陶瓷包括至少约5%的碳化硅。
17.根据权利要求15所述的辊子组合件,其中每一轴承座是陶瓷。
18.根据权利要求17所述的辊子组合件,其中每一轴承座的所述陶瓷包括至少约5%的碳化硅。
19.根据权利要求17所述的辊子组合件,其中每一辊子套筒包括比每一轴承座更多量的碳化硅。
20.一种在钢涂覆线中操作辊子组合件的方法,其包括以下步骤:
将辊子的轴颈定位在陶瓷辊子套筒的孔内,其中所述轴颈的外表面基本上光滑,其中所述辊子套筒的所述孔的内表面基本上光滑;
将所述辊子套筒定位在陶瓷轴承座的开口内;及
使所述轴颈及辊子套筒在所述轴承座内一起旋转。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5072689A (en) * 1988-06-15 1991-12-17 Hitachi, Ltd. Continuous hot-dip plating apparatus
CN101988512A (zh) * 2009-07-30 2011-03-23 上海新沪电机厂有限公司 一种新型的化工电泵
EP2522759A1 (fr) * 2011-05-13 2012-11-14 Snecma Propulsion Solide Installation de traitement avec bain de métal fondu et rouleaux immergés
US20180002796A1 (en) * 2016-04-29 2018-01-04 Ak Steel Properties, Inc. Method for extending the campaign life of stabilizers for a coating line
JP2018503039A (ja) * 2014-12-23 2018-02-01 アルセロールミタル・エス・ア ロールジャーナル組立体内のスラストベアリングおよびクランプ

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6719945B2 (en) 2001-12-14 2004-04-13 Jorge A. Morando Galvanizing roll assembly with self-aligning hydrodynamic film lubricated roller-bearings
KR101587068B1 (ko) 2014-10-10 2016-02-02 주식회사 부강특수산업 연속용융도금용 침적롤의 회전축 지지장치
JP6579066B2 (ja) * 2016-09-05 2019-09-25 日立金属株式会社 軸受装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5072689A (en) * 1988-06-15 1991-12-17 Hitachi, Ltd. Continuous hot-dip plating apparatus
CN101988512A (zh) * 2009-07-30 2011-03-23 上海新沪电机厂有限公司 一种新型的化工电泵
EP2522759A1 (fr) * 2011-05-13 2012-11-14 Snecma Propulsion Solide Installation de traitement avec bain de métal fondu et rouleaux immergés
JP2018503039A (ja) * 2014-12-23 2018-02-01 アルセロールミタル・エス・ア ロールジャーナル組立体内のスラストベアリングおよびクランプ
US20180002796A1 (en) * 2016-04-29 2018-01-04 Ak Steel Properties, Inc. Method for extending the campaign life of stabilizers for a coating line

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