CN114391070A - 旋转辊的轴承箱、旋转辊的轴承箱的冷却方法、钢的连续铸造机以及钢的连续铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供在辐射热等的高温环境下被使用的旋转辊的轴承箱中的、能够利用冷却水对轴承以及油封的整体宽度高效地进行冷却的轴承箱。本发明的旋转辊的轴承箱在内部配置有轴承(2)与密封部(3、4)，该旋转辊用于支承或输送高温物体，该旋转辊(21)的轴承箱(1)的特征在于构成为：以包含上述轴承的轴向范围的至少一部分以及上述密封部的轴向范围的至少一部分的方式在轴承箱的外周侧配置有冷却套(10)，上述冷却套具有冷却水导入口(11)以及冷却水排出口(12)，利用从上述冷却水导入口供给至上述冷却套的冷却水对上述轴承箱进行冷却。

Description

旋转辊的轴承箱、旋转辊的轴承箱的冷却方法、钢的连续铸造 机以及钢的连续铸造方法

技术领域

本发明涉及使连续铸造机的铸片支承辊旋转并对其进行支承的轴承箱那样的、在辐射热等的高温环境下被使用的旋转辊的轴承箱以及该旋转辊的轴承箱的冷却方法。另外，还涉及具有被上述轴承箱支承的旋转辊的钢的连续铸造机、使用了该连续铸造机的钢的连续铸造方法。

背景技术

在熔融钢的连续铸造机中，将中间包(tundish)内的熔融钢注入铸模内，将被注入铸模内的熔融钢与铸模接触而被生成的凝固壳作为外壳，将内部成为未凝固的熔融钢的铸片从铸模连续地拉拔。从铸模拉拔而得的铸片被在铸模下方设置的铸片支承辊支承，并且铸片表面被冷却水冷却而凝固至铸片厚度中心，之后切断成规定长度而制造热轧用的坯料。

连续铸造机内的铸片的表面温度为500℃以上，在铸模正下方也达到900℃以上。因此，使铸片支承辊旋转并对其进行支承的轴承箱暴露在高温环境中，从而用于对轴承箱的内部的润滑油进行密封的油填料破损，而存在轴承(bearing)损伤的危险性。即，油填料的破损导致铸片支承辊无法旋转。若铸片支承辊无法旋转，则会在铸片表面产生缺陷，或者铸片的中心偏析恶化，甚至产生铸片的烧穿(break-out)。另外，在连续铸造机的后段的输送用辊道的辊轴承产生了损伤的情况下，无法取出铸造好的铸片，从而不得不使连续铸造操作停止。

因此，提出了对轴承箱进行冷却而防止内部的轴承的损伤的方法。例如，在专利文献1中提出了一种方法，在轴承箱的一部分壳体外周面设置多个冷却水槽，配置覆盖该冷却水槽的盖，使冷却水在由盖包围的冷却水槽的内部流动，来对轴承箱进行冷却。

另外，在专利文献2中提出了一种方法，利用具有冷却用空气的导入口与排出口的汽套(jacket)覆盖连续铸造机的辊道用的辊的轴承箱，向该汽套的内部导入冷却用空气，来对轴承箱进行冷却。

专利文献1：日本特开平10－274247号公报

专利文献2：日本特开2003－290891号公报

然而，在上述现有技术中存在以下的问题。

即，在专利文献1的方法中，构成为在壳体外周面加工多个冷却水槽，并利用盖覆盖冷却水槽，因此，仅能够在能够利用盖覆盖的壳体外周面设冷却水槽，而无法利用冷却水槽覆盖轴承以及油封的整体宽度。因此，在壳体外周整体受到辐射热的情况下，无法遮蔽向轴承、油封传递的热，从而存在润滑油劣化或者油填料破损的问题。

在专利文献2的方法中，扩大用于导入冷却用空气的汽套的设置范围，由此能够对轴承以及油封的整体宽度进行冷却，但冷却介质是冷却用空气，从而存在无法充分冷却的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够利用冷却水对轴承以及油封高效地进行冷却的旋转辊的轴承箱以及旋转辊的轴承箱的冷却方法。另外，还提供具有被上述轴承箱支承的旋转辊的钢的连续铸造机、使用了该连续铸造机的钢的连续铸造方法。

用于解决上述课题的本发明的主旨如以下那样。

[1]一种旋转辊的轴承箱，在内部配置有轴承与密封部，该旋转辊用于支承或输送高温物体，

上述旋转辊的轴承箱的特征在于，构成为：

以包含上述轴承的轴向范围的至少一部分以及上述密封部的轴向范围的至少一部分的方式在轴承箱的外周侧配置有冷却套，

上述冷却套具有冷却水导入口以及冷却水排出口，

利用从上述冷却水导入口供给至上述冷却套的冷却水对上述轴承箱进行冷却。

[2]根据上述[1]所记载的旋转辊的轴承箱，其特征在于，

在上述密封部的轴向范围的外周侧配置的冷却套的至少一部分配置于比在上述轴承的轴向范围的外周侧配置的冷却套靠径向内侧。

[3]一种旋转辊的轴承箱的冷却方法，其中，上述旋转辊的轴承箱在内部配置有轴承与密封部，该旋转辊用于支承或输送高温物体，

上述旋转辊的轴承箱的冷却方法的特征在于，

以包含上述轴承的轴向范围的至少一部分以及上述密封部的轴向范围的至少一部分的方式在轴承箱的外周侧配置冷却套，

从设置于上述冷却套的冷却水导入口向上述冷却套导入冷却水来对上述轴承箱进行冷却，

使对上述轴承箱进行了冷却后的上述冷却水从设置于上述冷却套的冷却水排出口排出。

[4]根据上述[3]所记载的旋转辊的轴承箱的冷却方法，其特征在于，

在上述密封部的轴向范围的外周侧配置的冷却套的至少一部分配置于比在上述轴承的轴向范围的外周侧配置的冷却套靠径向内侧。

[5]一种钢的连续铸造机，其特征在于，

使用被上述[1]或上述[2]所记载的旋转辊的轴承箱所具备的轴承支承的一个以上的旋转辊对铸片进行支承或引导。

[6]一种钢的连续铸造方法，其特征在于，

使用上述[5]所记载的钢的连续铸造机对钢铸片进行连续铸造。

根据本发明，轴承箱的外周的大部分被冷却水覆盖，因此能够隔断辐射热向轴承以及密封部的传递，从而即便是在高温环境下被使用的旋转辊的轴承，也不存在润滑油、油填料的劣化，从而能够实现保持旋转辊的轴承的功能。

附图说明

图1是配置于连续铸造机的铸片支承辊的一个例子的简要结构图。

图2是图1的A部的放大图。

图3是表示在专利文献1中提出的轴承箱的一个例子的结构图。

图4是表示在某一天的连续铸造操作中通过铠装热电偶对轴承箱的油封的侧面壳体侧的部位进行温度测定而得的结果的图。

具体实施方式

以下，作为本发明的用于支承或输送高温物体的旋转辊的轴承箱，以应用于在炼钢厂的制钢工序的连续铸造机配置的铸片支承辊的轴承箱的情况为例，参照附图进行说明。图1是配置于制钢工序的连续铸造机的铸片支承辊的一个例子的简要结构图，图2是图1的A部的放大图。

在对熔融钢进行连续铸造而制造钢铸片的制钢工序的连续铸造机(未图示)中，在铸模的正下方至连续铸造机的机器端部的范围内，作为旋转辊而被称为支撑辊、导辊、夹送辊等的铸片支承辊20在铸造方向排列且夹着铸片30相对配置。图1示出了作为导辊而被使用的由A辊21、B辊22以及C辊23这3个辊构成的3分割型的铸片支承辊20。

在各辊的两端的辊轴承座的部位设置有在内部具备轴承的轴承箱1，各个轴承箱1固定于导辊段(未图示)的框架。即，A辊21、B辊22以及C辊23构成为被轴承箱1的内部所具备的轴承支承，并且与铸片30接触由此分别独自地旋转。此外，图1所示的铸片支承辊20是内部水冷型的旋转辊。

以在A辊21的纸面的左侧设置的轴承箱1为例来对轴承箱1的结构进行说明，但所有的轴承箱1为相同结构。

如图2所示，在A辊21的辊轴承座21a的部位设置有由外圈2a、滚子2b以及内圈2c构成的轴承2。在轴承2的外周设置有周围壳体7，在轴承2的一个侧面(与A辊21的剖面不相对的一侧的侧面)设置有侧面壳体8，在另一个侧面(与A辊21的剖面相对的一侧的侧面)设置有固定壳体9。轴承2被上述3个壳体固定于辊轴承座21a的规定位置。此外，周围壳体7构成为包围与A辊21的剖面相对的一侧的轴承2的侧面的一部分，包围了轴承2的上述侧面的一部分的周围壳体7的前端与固定壳体9以规定的间隔相对。

在被周围壳体7与固定壳体9包围且周围壳体7与固定壳体9相对的位置以与轴承2邻接的方式设置有油填料3，通过油填料3形成油封5。另外，在被侧面壳体8与辊轴承座21a包围且侧面壳体8与辊轴承座21a相对的位置以与轴承2邻接的方式设置有油填料4，通过油填料4形成油封6。通过油填料3以及油填料4，使轴承2被润滑油始终浸润。这里，在本说明书中，将由油填料3与油封5形成的结构以及由油填料4与油封6形成的结构称为“密封部”。

如上，轴承箱1具有：轴承2、周围壳体7、侧面壳体8、固定壳体9、油填料3、油填料4、油封5以及油封6。图2中的附图标记20a是对铸片支承辊20的内部进行冷却的辊冷却水的流路，24是辊冷却水的供排水用夹具。

在该轴承箱1中，在周围壳体7的外周设置有冷却套10，该冷却套10覆盖设置有轴承2、油填料3、油封5、油填料4以及油封6的范围，在冷却套10形成有用于使冷却水流动的水路14。冷却套10的材质无需特别规定，但由于受到辐射热，所以优选形成不锈钢、碳钢等的金属制。

在冷却套10设置有冷却水导入口11以及冷却水排出口12，利用从冷却水供给管(未图示)导入冷却水导入口11，在水路14流动并从冷却水排出口12排出的冷却水对周围壳体7的外周进行冷却。如上，构成为铸片30的辐射热不会传递至轴承2、油填料3、油封5、油填料4以及油封6。

对于冷却套10而言，如图2所示，与A辊21的端部的剖面形状对应地覆盖由油填料3与油封5构成的密封部的轴向范围的部分配置于比覆盖轴承2的轴向范围的部分靠径向内侧。

从冷却水排出口12排出的冷却水可以保持原样地在冷却套10的外周流下，另外，也可以排出至冷却水排出管(未图示)。通过保持原样地在冷却套10的外周流下，冷却套10也从外周被冷却，从而在隔断铸片30的辐射热的方面更加优选。

在图2所例示的轴承箱1中，冷却套10的设置范围包含轴承2的轴向范围的整体以及密封部的轴向范围的整体，但不限定于该方式。即，冷却套10的设置范围只要以包含轴承2的轴向范围的至少一部分以及密封部的轴向范围的至少一部分的方式配置于轴承箱1的外周侧即可。

另外，在图2所例示的轴承箱1中，冷却水导入口11以及冷却水排出口12与形成冷却套10的外周的盖13直接连接，但冷却水导入口11以及冷却水排出口12向冷却套10的设置方式不限定于该方式。例如，也可以经由在轴承箱1的内部形成的水路将冷却水供给、排出。

如以上说明的那样，根据本发明的旋转辊的轴承箱以及旋转辊的轴承箱的冷却方法，轴承箱1的外周的大部分被冷却水覆盖，因此能够隔断辐射热向轴承2以及油封5、6的传递。由此，即便是在高温环境下被使用的轴承2，也不存在润滑油、油填料3、4的劣化，从而能够实现保持轴承2的功能。

此外，上述说明以在连续铸造机的铸片支承辊20的轴承箱1应用了本发明的情况为例，但只要是因辐射热等而暴露于高温环境下的旋转辊的轴承箱，则能够应用本发明，不因轴承箱的用途而受到本发明的限制。另外，轴承箱的内部构造也不限于上述说明，只要是具备所谓“轴承”的轴承箱，则能够应用本发明。

实施例

[实施例1]

在通过连续铸造方法对钢的板坯铸片进行制造的连续铸造机的铸片支承辊(导辊)的轴承箱中，实施了利用冷却水对轴承箱进行冷却的试验。使用的连续铸造机的规格是垂直部3.0m、10点弯曲(上部弯曲带)、弯曲部曲率半径10.5m、6点矫正(下部矫正带)、机长49.2m的垂直弯曲型板坯连续铸造机，能够制造铸片厚度为220mm，铸片宽度为675～2100mm的板坯铸片。试验对象的轴承箱是对表面温度为700～900℃的铸片进行支承的铸片支承辊的轴承箱，在该轴承箱设置有外径170mm、内径110mm、宽度43mm的轴承(滚动轴承)。

试验设置了图2所示的本发明的轴承箱以及用于比较的专利文献1所提出的轴承箱，对连续铸造中的轴承箱的温度进行测定，对两者进行了比较。

图3表示专利文献1所提出的轴承箱的一个例子。如图3所示，专利文献1所提出的轴承箱1A是在周围壳体7的外周设置多个冷却水槽16，配置覆盖该冷却水槽16的盖15，使冷却水在由盖15包围的冷却水槽16的内部流动，来对周围壳体7的外周进行水冷的构造。此外，图3所示的轴承箱1A的其他构造与图2所示的轴承箱1成为相同构造，相同部分由相同的附图标记表示，并省略其说明。

相对于图2所示的本发明的轴承箱1(以下，也记为“本发明例”)以及图3所示的用于比较的轴承箱1A(以下，也记为“现有例”)，针对每个轴承箱，将每分钟15L的冷却水导入水路14以及冷却水槽16，而对轴承箱1以及轴承箱1A进行了冷却。对轴承箱1以及轴承箱1A进行了冷却后的冷却水在本发明的轴承箱1以及作为现有例的轴承箱1A中均是保持原样地在轴承箱的外周流下。

图4表示在某一天的连续铸造操作中通过铠装热电偶对在图2以及图3中用附图标记“P”表示的油封6的侧面壳体8侧的部位进行温度测定而得的结果。在图4中，温度局部降低的期间是连续铸造操作与连续铸造操作之间的未进行连续铸造的期间，其他的期间是对熔融钢进行连续铸造(连铸)的期间。

如图4所示，能够确认在本发明例中连续铸造中的油封6的部位的温度比现有例低20～40℃，能够减轻来自铸片的辐射热对油封6的影响。

在现有例中，油封5的部位不被盖15覆盖，与此相对，在本发明例中，油封5的部位还被冷却套10覆盖。通过温度解析求出该部位的温度的结果，能够确认在本发明例中油封5的部位的温度也比现有例大约低70～80℃。

[实施例2]

使用在实施例1中使用的垂直弯曲型板坯连续铸造机，铸造出在铸片表面温度为700℃～900℃的期间，特别是在800℃时铸片的延展性表现极小值，即在铸片表面容易产生裂纹的钢。制造的铸片的铸片宽度为该连续铸造机的最大宽度即2100mm。在该板坯连续铸造机的下部矫正带中，从拉绳上游侧朝向下游侧接近左侧的铸片宽度方向端部的轴承箱成为图3所示的专利文献1所提出的轴承箱(现有类型)，朝向下游侧接近右侧的铸片宽度方向端部的轴承箱成为图2所示的本发明的轴承箱。此外，在垂直弯曲型板坯连续铸造机的下部矫正带中，存在对铸片表面施加形变而在铸片表面产生裂纹的情况。

如上述那样配置轴承箱，在水准A的连续铸造操作中，以使铸片表面温度成为包含容易产生上述表面裂纹的温度即800℃的700℃～900℃的表面温度的方式调节了直至到达下部矫正带的二次冷却水量。另一方面，在水准B的连续铸造操作中，以下部矫正带中的铸片的表面温度成为900℃～1000℃的范围的方式调节了直至到达下部矫正带的二次冷却水量。

水准A以及水准B都是每次十炉地连续铸造出熔融钢的化学成分在[C]为0.03～0.05质量％、[Si]为0.25～0.35质量％、[Mn]为1.3～1.4质量％、[P]为0～0.015质量％、[S]为0～0.002质量％的范围内的熔融钢。一炉的熔融钢质量为245吨。

在连续铸造后，对铸片表面的整个面进行2mm的火焰清理(scarfed)，数出铸片表面的裂纹(长度3mm以上)的个数。在水准A下，铸片的每1m长度产生了3.4个表面裂纹，与此相对，在水准B下，完全没有长度3mm以上的表面裂纹。

另一方面，在进行了上述的连续铸造测试之后不久，检查了下部矫正带的轴承箱的外观。其结果，在本发明的轴承箱中未发现特别的异常，但在现有例的轴承箱的表面发现了因温度上升而引起的变色，另外，还存在粘着有在铸片产生的轧钢皮(scales)的轴承箱。

附图标记说明：

1…轴承箱；1A…轴承箱；2…轴承；2a…外圈；2b…滚子；2c…内圈；3…油填料；4…油填料；5…油封；6…油封；7…周围壳体；8…侧面壳体；9…固定壳体；10…冷却套；11…冷却水导入口；12…冷却水排出口；13…盖；14…水路；15…盖；16…冷却水槽；20…铸片支承辊；20a…辊冷却水的流路；21…A辊；21a…A辊的辊轴承座；22…B辊；23…C辊；30…铸片。

Claims (6)

1.一种旋转辊的轴承箱，在内部配置有轴承与密封部，所述旋转辊用于支承或输送高温物体，

所述旋转辊的轴承箱的特征在于，构成为：

以包含所述轴承的轴向范围的至少一部分以及所述密封部的轴向范围的至少一部分的方式在轴承箱的外周侧配置有冷却套，

所述冷却套具有冷却水导入口以及冷却水排出口，

利用从所述冷却水导入口供给至所述冷却套的冷却水对所述轴承箱进行冷却。

2.根据权利要求1所述的旋转辊的轴承箱，其特征在于，

在所述密封部的轴向范围的外周侧配置的冷却套的至少一部分配置于比在所述轴承的轴向范围的外周侧配置的冷却套靠径向内侧。

3.一种旋转辊的轴承箱的冷却方法，其中，所述旋转辊的轴承箱在内部配置有轴承与密封部，所述旋转辊用于支承或输送高温物体，

所述旋转辊的轴承箱的冷却方法的特征在于，

以包含所述轴承的轴向范围的至少一部分以及所述密封部的轴向范围的至少一部分的方式在轴承箱的外周侧配置冷却套，

从设置于所述冷却套的冷却水导入口向所述冷却套导入冷却水来对所述轴承箱进行冷却，

使对所述轴承箱进行了冷却后的所述冷却水从设置于所述冷却套的冷却水排出口排出。

4.根据权利要求3所述的旋转辊的轴承箱的冷却方法，其特征在于，

在所述密封部的轴向范围的外周侧配置的冷却套的至少一部分配置于比在所述轴承的轴向范围的外周侧配置的冷却套靠径向内侧。

5.一种钢的连续铸造机，其特征在于，

使用被权利要求1或2所述的旋转辊的轴承箱所具备的轴承支承的一个以上的旋转辊对铸片进行支承或引导。

6.一种钢的连续铸造方法，其特征在于，

使用权利要求5所述的钢的连续铸造机对钢铸片进行连续铸造。

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