CN114535526A - 一种具有多通道冷却回路的扇形段足辊 - Google Patents
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Abstract
一种具有多通道冷却回路的扇形段足辊，涉及炼钢设备领域。具有多通道冷却回路的扇形段足辊包括多个依次同轴连接的足辊组成的足辊本体，足辊的至少一端套设有轴承、用于限定轴承位置的轴承端盖及支撑轴承端盖的安装支座，足辊的两端设有沿其轴向延伸的中心孔，足辊内设有多条沿其轴向延伸且沿中心孔周向间隔布置的水道支路，水道支路的两端分别与两个中心孔通过连接水路连通，两个相邻足辊端部通过圆槽和截面为圆弧三边形的凸轮部相互卡接，两个相邻足辊端部开设的中心孔分别贯穿对应的圆槽和凸轮部后连通；足辊本体的两端分别同轴连接有可旋转的中空的旋转接头。具有多通道冷却回路的扇形段足辊提高了足辊之间的传动受力均匀性和抗磨损运行性能。
Description
技术领域
本申请涉及炼钢设备领域，具体而言，涉及一种具有多通道冷却回路的扇形段足辊。
背景技术
扇形段足辊是对经连铸机结晶器一次冷却凝固成较薄厚度坯壳并在二次冷却区逐步凝固的铸坯进行弯曲、矫直、引导、牵引的设备，其需要与温度高达900℃-1100℃的铸坯接触并受热辐射，同时受到钢水静压力引起的的铸坯鼓肚力和板坯的弯曲矫直力的作用，作业工况非常恶劣，扇形段足辊的辊面在交变热应力作用下容易产生疲劳裂纹，裂纹不断扩展达到材料容许极限后最终导致失稳断裂，同时在交换中间包和滞坯时，铸机拉速降为零，当二次冷却区冷却水关闭时，连铸辊停止转动并与高温铸坯静态接触，此时在大量热负荷的作用下，扇形段足辊的辊面容易产生高温氧化，辊体容易产生永久性的弯曲变形。
此外，目前现有的板坯连铸机设计时为减小铸坯凝固过程中的鼓肚变形而导致的中心偏析，且为了减少铸坯表面裂纹和内部裂纹，提高铸坯质量，通常采用细直径、小间距密排、分节辊列设计，由于辊子直径细，强度和刚度低，辊子更容易产生弯曲变形，还容易产生轴头断裂失效事故，而且大多数足辊都是采用中心冷却方式，导致足辊表面温度和应力均较高，进一步降低了足辊的使用寿命。
目前尚未发现能有效解决扇形段足辊表面温度高、应力大等问题的方法及相关设备。
发明内容
本申请的目的在于提供一种具有多通道冷却回路的扇形段足辊，其具有密封性好、装配精度高和误差小的优点，有效的提高了足辊之间的传动受力均匀性，又能在连接部分磨损后仍保持平稳运行，且能够有效的降低足辊表面温度和结构应力。
本申请的实施例是这样实现的：
本申请实施例提供一种具有多通道冷却回路的扇形段足辊，其包括多个依次同轴连接的足辊组成的足辊本体，足辊的至少一端套设有轴承、分别用于限定各个轴承位置的轴承端盖及用于支撑轴承端盖的安装支座，每个足辊的两端端面分别设有沿其轴向延伸的中心孔，每个足辊内还设有多条沿其轴向延伸且沿中心孔周向间隔布置的水道支路，每条水道支路的两端分别与两个中心孔延伸至足辊内的一端通过连接水路连通，两个相邻足辊的端部通过圆槽和截面为圆弧三边形的凸轮部相互卡接，两个相邻足辊端部开设的中心孔分别贯穿对应的圆槽和凸轮部后连通；足辊本体的两端分别同轴连接有可旋转的中空的旋转接头，旋转接头与对应的中心孔连通。
在一些可选的实施方案中，两个相邻足辊的端部之间通过定距槽和套设于凸轮部上的定距套卡接，圆槽开设于定距槽的底壁。
在一些可选的实施方案中，还包括至少一个密封套，密封套的两端外壁分别与两个相邻足辊端部开设的中心孔内壁卡接。
在一些可选的实施方案中，密封套的外壁套设有分别与两个相邻足辊端部开设的中心孔内壁密封配合的筒形密封垫，密封套的外壁和密封垫的内壁之间设有多个密封环。
在一些可选的实施方案中，足辊本体的两端分别固定套设有固定端盖，足辊本体和固定端盖之间设有防尘密封圈和O形密封圈。
在一些可选的实施方案中，1/6中心孔的直径b≤连接水路的直径a≤1/2中心孔的直径b。
在一些可选的实施方案中，10％足辊外径H≤中心孔的直径b≤25％足辊外径H。
在一些可选的实施方案中，25°≤连接水路和足辊中轴线之间夹角C≤45°。
在一些可选的实施方案中，20mm≤足辊的两个中心孔之间的最小距离L≤120mm。
本申请的有益效果是：本申请提供的具有多通道冷却回路的扇形段足辊包括多个依次同轴连接的足辊组成的足辊本体，足辊的至少一端套设有轴承、分别用于限定各个轴承位置的轴承端盖及用于支撑轴承端盖的安装支座，每个足辊的两端端面分别设有沿其轴向延伸的中心孔，每个足辊内还设有多条沿其轴向延伸且沿中心孔周向间隔布置的水道支路，每条水道支路的两端分别与两个中心孔延伸至足辊内的一端通过连接水路连通，两个相邻足辊的端部通过圆槽和截面为圆弧三边形的凸轮部相互卡接，两个相邻足辊端部开设的中心孔分别贯穿对应的圆槽和凸轮部后连通；足辊本体的两端分别同轴连接有可旋转的中空的旋转接头，旋转接头与对应的中心孔连通。本申请提供的具有多通道冷却回路的扇形段足辊具有密封性好、装配精度高和误差小的优点，有效的提高了足辊之间的传动受力均匀性，又能在连接部分磨损后仍保持平稳运行，且能够有效的降低足辊表面温度和结构应力。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的具有多通道冷却回路的扇形段足辊的剖视图；
图2为沿图1中A-A剖面线的剖视图；
图3为沿图1中B-B剖面线的剖视图；
图4为沿图2中C-C剖面线的剖视图；
图5为沿图1中D-D剖面线的剖视图。
图中：100、足辊本体；110、足辊；111、中心孔；112、水道支路；113、连接水路；114、圆槽；115、凸轮部；116、定距槽；117、定距套；118、密封套；119、密封垫；120、旋转接头；130、轴承；140、轴承端盖；150、安装支座；160、固定端盖；170、防尘密封圈；180、O形密封圈；190、密封环。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以下结合实施例对本申请的具有多通道冷却回路的扇形段足辊的特征和性能作进一步的详细描述。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本申请实施例提供一种具有多通道冷却回路的扇形段足辊，其包括两个同轴连接的足辊110组成的足辊本体100，其中一个足辊110的一端和另一个足辊110的两端分别套设有轴承130，每个足辊110均分别连接有用于限定对应轴承130位置的轴承端盖140及用于支撑轴承端盖140的安装支座150，每个足辊110的两端端面分别设有沿其轴向延伸的中心孔111，每个足辊110内还设有8条沿其轴向延伸且沿中心孔111周向间隔布置的水道支路112，每条水道支路112的两端分别与两个中心孔111延伸至足辊110内的一端通过连接水路113连通，足辊110内部两端分别设置的8条连接水路113设于对应两个中心孔111的外侧；两个相邻足辊110的端部通过圆槽114和截面为圆弧三边形的凸轮部115相互卡接，两个相邻足辊110端部开设的中心孔111分别贯穿对应的圆槽114和凸轮部115后连通，两个相邻足辊110的端部之间通过定距槽116和套设于凸轮部115上的定距套117卡接，圆槽114开设于定距槽116的底壁，两个相邻足辊110的端部之间还连接有密封套118，密封套118的两端外壁分别与两个相邻足辊110端部开设的中心孔111内壁卡接，密封套118的外壁套设有分别与两个相邻足辊110端部开设的中心孔111内壁密封配合的筒形密封垫119，密封套118的外壁设有四个与筒形密封垫119内壁密封配合的密封环190；足辊本体100的两端分别同轴连接有可旋转的中空的旋转接头120，旋转接头120与对应的中心孔111连通，足辊本体100的两端分别固定套设有固定端盖160，足辊本体100和固定端盖160之间分别设有防尘密封圈170和O形密封圈180。
此外，本申请实施例提供的具有多通道冷却回路的扇形段足辊还满足以下尺寸要求：1/6中心孔111的直径b≤连接水路113的直径a≤1/2中心孔111的直径b。10％足辊110外径H≤中心孔111的直径b≤25％足辊110外径H。25°≤连接水路113和足辊110中轴线之间夹角C≤45°。20mm≤足辊110的两个中心孔111之间的最小距离L≤120mm。
本申请实施例提供的具有多通道冷却回路的扇形段足辊通过将两个足辊110分别通过端部设置的圆槽114和截面为圆弧三边形的凸轮部115相互卡接组成足辊本体100，能够有效提高两个足辊110之间的装配精度和传动受力均匀性，并保证截面为圆弧三边形的凸轮部115连接部分磨损后仍能保持平稳运行，同时在截面为圆弧三边形的凸轮部115外面套有定距套117，并通过定距套117与另一个足辊110端部设置的定距槽116卡接，能够提高足辊之间的密封性能，同时在两个足辊110之间还连接有密封套118，密封套118的两端外壁分别与两个相邻足辊110端部开设的中心孔111内壁卡接，密封套118的外壁套设有分别与两个相邻足辊110端部开设的中心孔111内壁密封配合的筒形的密封垫119，过盈配合的筒状的密封垫119和密封垫119外壁设有的密封环190能够实现进行密封填充，从而保证定距套117与截面为圆弧三边形的凸轮部115之间良好的密封；足辊110的端部分别套设有轴承130，轴承130通过轴承端盖140安装在安装支座150上，这样既保证了足辊110的稳定旋转，又实现了足辊110位置额相对固定；足辊本体100和固定端盖160之间分别设有防尘密封圈170和O形密封圈180，能够通过防尘密封圈170和O形密封圈180实现对固定端盖160的密封，避免旋转接头120漏水之后水分和外部灰尘进入轴承130影响设备正常运行。
本身亲实施例提供的具有多通道冷却回路的扇形段足辊的工作原理是：冷却水通过足辊本体100一端连接的旋转接头120进入一个足辊110端部开设的中心孔111，随后经各条连接水路113进入各条水道支路112一端后经另一端的各条连接水路113从该足辊110另一端开设的中心孔111流过密封套118进入另一个足辊110端部开设的中心孔111后重复上述路径，最后经足辊本体100一端连接的旋转接头120流出至冷却水回收系统中。本申请实施例提供的具有多通道冷却回路的扇形段足辊具有整体系统结构简单、制造方便，成本低廉的优点，且足辊110和轴承130均设有多层密封结构，能有效避免漏水漏油和粉尘侵入情况发生；相邻的足辊110之间采用圆槽114和截面为圆弧三边形的凸轮部115相互卡接进行连接，既能有效保证足辊110之间的装配精度和传动受力均匀性，又能实现连接部分磨损后仍能保持平稳运行；相邻的足辊110之间采用密封套118连接能保证足辊110的装配精度并消除横向误差；密封套118外壁设置的密封垫119可以有效避免中心孔111中的冷却水外泄，同时在密封套118外壁设置的密封环190能够实现良好的密封，提高整体密封性；通过设置多个沿足辊110周向均匀分布的水道支路112与中心孔111通过连接水路113连通，能有效降低足辊110表面温度和结构应力，延长足辊110的使用寿命，避免足辊110产生永久性的弯曲变形损坏。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
Claims (9)
1.一种具有多通道冷却回路的扇形段足辊，其特征在于，其包括多个依次同轴连接的足辊组成的足辊本体，所述足辊的至少一端套设有轴承、分别用于限定各个所述轴承位置的轴承端盖及用于支撑所述轴承端盖的安装支座，每个所述足辊的两端端面分别设有沿其轴向延伸的中心孔，每个所述足辊内还设有多条沿其轴向延伸且沿所述中心孔周向间隔布置的水道支路，每条所述水道支路的两端分别与两个中心孔延伸至所述足辊内的一端通过连接水路连通，两个相邻所述足辊的端部通过圆槽和截面为圆弧三边形的凸轮部相互卡接，两个相邻所述足辊端部开设的所述中心孔分别贯穿对应的所述圆槽和所述凸轮部后连通；所述足辊本体的两端分别同轴连接有可旋转的中空的旋转接头，所述旋转接头与对应的所述中心孔连通。
2.根据权利要求1所述的具有多通道冷却回路的扇形段足辊，其特征在于，两个相邻所述足辊的端部之间通过定距槽和套设于所述凸轮部上的定距套卡接，所述圆槽开设于所述定距槽的底壁。
3.根据权利要求1所述的具有多通道冷却回路的扇形段足辊，其特征在于，还包括至少一个密封套，所述密封套的两端外壁分别与两个相邻所述足辊端部开设的所述中心孔内壁卡接。
4.根据权利要求3所述的具有多通道冷却回路的扇形段足辊，其特征在于，所述密封套的外壁套设有分别与所述两个相邻所述足辊端部开设的所述中心孔内壁密封配合的筒形密封垫，所述密封套的外壁和所述密封垫的内壁之间设有多个密封环。
5.根据权利要求1所述的具有多通道冷却回路的扇形段足辊，其特征在于，所述足辊本体的两端分别固定套设有固定端盖，所述足辊本体和所述固定端盖之间设有防尘密封圈和O形密封圈。
6.根据权利要求1所述的具有多通道冷却回路的扇形段足辊，其特征在于，1/6所述中心孔的直径b≤所述连接水路的直径a≤1/2所述中心孔的直径b。
7.根据权利要求1所述的具有多通道冷却回路的扇形段足辊，其特征在于，10％所述足辊外径H≤所述中心孔的直径b≤25％所述足辊外径H。
8.根据权利要求1所述的具有多通道冷却回路的扇形段足辊，其特征在于，25°≤所述连接水路和所述足辊中轴线之间夹角C≤45°。
9.根据权利要求1所述的具有多通道冷却回路的扇形段足辊，其特征在于，20mm≤所述足辊的两个所述中心孔之间的最小距离L≤120mm。
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