CN114555852B - 辊连接件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种方法和设备，该方法和设备允许最佳地操作和支承至少由惰性材料制成的辊，并且在不损坏辊的情况下将扭矩从支承件传递至辊或者将扭矩从辊传递至支承件。所述辊和支承件浸没在熔融金属中。

Description

辊连接件
技术领域
本发明涉及允许最佳地操作和支承辊的方法和设备。所述辊浸没在熔融金属中。
背景技术
为了涂覆基材，可以使基材穿过期望的涂覆浴，例如使钢带穿过熔融金属浴。大多数时候，沉没辊和两个导引辊浸没在涂覆浴中以导引基材，如图1中所表示的。沉没辊定位在浴的底部处，以使带材能够在所述浴中偏转和穿过，而两个导引辊在浴的出口处使用，以将带材竖向地定位、减少带材的振动并且校正带材的弯曲。所有这些辊都浸没在浴中，并且因此经受由于使用条件即浴的性质及其温度而导致的化学侵蚀、腐蚀和磨损。因此，已经开发了具有提高的耐腐蚀性和耐磨性的新辊来代替传统的金属辊。这些新的惰性辊通常由陶瓷、碳或碳复合材料制成。
然而，由于新的惰性辊的机械性能，当它们被使用时会出现新的问题。结果是，在辊的两侧具有突出部件的完全由陶瓷、碳或碳复合材料制成的辊导致辊在使用时由于辊与轴之间的力集中而破损，这已经在实验测试期间得到证实。这主要是由于带材在辊上的压力。因此，使用了在辊的每一侧都是中空的辊，轴在所述中空侧插入到辊中。这样的使用导致了新的问题，尤其是在支承和运输这些辊的途中的问题。
因此，需要开发一种将由陶瓷或碳制成的惰性辊连接至衬套的方法，以便操作和支承辊并且允许辊旋转而不损坏辊。
在现有技术中没有发现允许解决上述问题的文件。
发明内容
本发明的目的是提供解决上述问题的技术方案。
该目的通过提供一种连续热浸镀设备来实现，该设备包括罐，罐包括内部的熔融金属浴、沉没辊和至少一个导引辊，导引辊中的至少一个导引辊由支承件支承，支承件至少包括连接部件和衬套，连接部件包括三个连续部分：第一部分与衬套连接，第二部分包括附接至沉没辊或导引辊的侧部的至少一个紧固装置，以及第三部分，第三部分具有带弯曲角的平行六面体截面，第三部分插入沉没辊或导引辊的内部，连接部件由具有比沉没辊和导引辊高的热膨胀系数的材料制成，系数被选择成使得第三部分和沉没辊或导引辊在处于熔融金属浴中时通过热膨胀压配合。
在一种可能的实施方式中，沉没辊或导引辊由通过碳纤维或陶瓷纤维增强的至少一种碳基体或陶瓷基体制成。
在一种可能的实施方式中，沉没辊或导引辊由通过碳纤维或陶瓷纤维增强的两种不同的碳基体制成。
在一种可能的实施方式中，连接部件由金属制成。
在一种可能的实施方式中，紧固装置是螺钉。
在一种可能的实施方式中，第二部分包括至少三个紧固装置。
该目的还通过提供一种用于在前述任一实施方式的设备中安装沉没辊和导引辊中的至少一个辊的方法来实现，其中，熔融金属浴处于温度T熔融金属，包括下述步骤：
将连接部件的第三部分插入到沉没辊或导引辊中；
使用紧固装置将连接部件固定至沉没辊或导引辊；
在8小时与5天之间的时间段期间，在温度T预热下对沉没辊或导引辊和固定的连接部件进行预热，温度T预热在下述值之间：100℃<T预热<T熔融金属+100℃；
将沉没辊或导引辊和固定连接部件放置在熔融金属浴的内部。
在一种可能的实施方式中，在预热沉没辊或导引辊之前并且在将连接部件插入到沉没辊或导引辊中之后，在连接部件和紧固装置上施加保护涂层。
本发明的其他特性和优点将从本发明的以下详细描述中变得明显。
附图说明
为了说明本发明，将特别地参照以下附图描述非限制性示例的各种实施方式和试验：
图1是具有沉没辊和两个导引辊的涂覆浴的实施方式的示意图。
图2是辊的实施方式的示意图，其示出了衬套、套筒、轴和平台。
图3示出了辊连接部件的实施方式的分解图，并且示出了辊连接部件可以如何插入辊中。
图4的a和b示出了辊连接部件的实施方式。
图5表示了辊和其两个侧孔的实施方式，这两个侧孔允许插入辊连接部件。
图6表示了辊的不同层的可能布置。
图7示出了紧固装置的不同实施方式。
具体实施方式
本发明涉及一种连续热浸镀设备1，该连续热浸镀设备1包括罐2，该罐2包括内部的熔融金属浴3、沉没辊4和至少一个导引辊5，所述导引辊5中的至少一个导引辊由支承件6支承，所述支承件6至少包括连接部件7和衬套8，所述连接部件7包括三个连续部分：
-第一部分9，该第一部分9与衬套8连接，
-第二部分10，该第二部分10包括附接至所述辊5的侧部的至少一个紧固装置11，以及
-第三部分12，该第三部分12具有带弯曲角13的平行六面体截面，所述第三部分12插入所述辊5的内部，
所述连接部件7由具有比所述辊5高的热膨胀系数的材料制成，所述系数被选择成使得所述第三部分12和所述辊5在处于熔融金属浴3中时通过热膨胀压配合。
以下描述描述了至少一个连接部件7与至少一个导引辊5的使用。但是连接部件的使用并不局限于至少一个导引辊，而是连接部件也可以在沉没辊4的内部使用或插入沉没辊4的内部。
通过根据本发明实施例的连续热浸镀设备，辊被支承并且可以旋转，而不会由于第三部分的弯曲边缘而明显损坏。此外，紧固装置允许在室温下安全地操作该辊以及在使用该辊之前正确定位该辊。在室温下，轴与碳基芯之间存在间隙，换句话说，在室温下不存在压配合。
如图1中所示，连续热浸镀设备1包括罐2，该罐2的内部填充有熔融金属3，并且该罐2包括沉没辊4、至少一个导引辊5和穿过所述熔融金属的带材S。
如图2中所示，辊5中的至少一者——沉没辊和/或至少导引辊——由支承件6支承，支承件6包括连接部件7和衬套8。此外，可以在连接部件7与衬套8之间使用套筒16。
如图3和图4(的a和b)所示，连接部件7包括：
-第一连接部分9，
-第二部分10，该第二部分10包括固定至辊侧部5S的至少一个紧固装置11，
-第三部分12，该第三部分12是被辊包围的平行六面体，所述平行六面体具有弯曲的边缘13。
尽管连接部件7由三个连续部分制成，但是优选的是，加工单个块来形成所述连接部件7。这增强了零件的机械性能。
第一部分9的作用是插入到套筒16中或插入到衬套8中。当使用套筒时，套筒应该配合并至少部分地覆盖第一部分，并且因此减少了磨损。在第一部分或套筒与衬套之间需要在使用中通常为约5mm的小的间隙或松弛，以允许辊旋转。
第二部分10足够宽，以使用紧固装置11将第二部分10固定至辊侧部5S。
第三部分12的作用主要是将辊5连接至连接部件7，并且还将辊的旋转传输至连接部件。当辊5和连接部件7浸没在大致包括在400℃与700℃之间的温度下的浴中时，该部件与辊5压配合。压配合是由于辊5与连接部件7之间的热膨胀系数的差异而发生的，所述连接部件具有比辊大的热膨胀系数。三个参数(破损风险、辊芯和第三部分的机械性能以及扭矩传输)极大地影响了目标压配合值。一方面，如果压配合太强，则第三部分和/或辊芯可能断裂或损坏，这是应该避免的。另一方面，如果压配合太弱，则辊的扭矩不能有效地传输至连接部件。
尽管压配合取决于用于连接部件和碳芯的材料以及它们的热膨胀系数，但是压配合大致包括在-0.10mm与-0.25mm之间。
第三部分12是平行六面体，因为如果发生磨损或破裂，扭矩明显仍然被传输，而如果第三部分是柱形的，则压配合可能不足以导致扭矩传输的损失。换句话说，磨损或破裂对平行六面体的第三部分上的扭矩传输的影响比对柱形或圆形的第三部分的影响小。此外，重要的是平行六面体边缘13不是尖的也不是直的，因为在这些情况下会更经常地发生破碎。
在压配合不充分的情况下，套筒50可以用于调节压配合。套筒50允许在具有不同侧孔尺寸的辊上使用连接部件，这增加了连接部件的灵活性和可用性。第三部分12应该配装在套筒50中，并且套筒50应该配装在辊5中。这样的套筒不应该阻碍固定装置11的使用。
如图5中所示，辊是在两侧绕其旋转轴线17是中空的柱状件，从而允许将连接部件7安装在这些孔18、即中空的部分中。
优选地，所述辊由通过碳纤维或陶瓷纤维增强的至少一种碳基体或陶瓷基体制成。这样的辊允许提高抗腐蚀性，因为它们对浴条件是惰性的。
优选地，所述辊由通过碳纤维或陶瓷纤维增强的两种不同的碳基体制成。显然，仅通过碳纤维增强的碳基体(CFC)制成的辊明显比包括至少陶瓷基体的辊具有更好的抗热冲击性。如图6中所示，辊芯可以由碳基材料19和围绕所述碳基材料的CFC层20制成。
优选地，所述辊由陶瓷制成。陶瓷允许具有非常好的耐腐蚀性，因为陶瓷对浴条件是惰性的。
优选地，所述连接部件7由金属制成。更优选地，所述连接部件7由钢制成。由金属制成的这样的连接部件提高了机械阻力。此外，由于可以进行焊接，所以容易将连接部件7紧固至套筒16。
优选地，所述紧固装置11是螺钉。这样的紧固装置具有可拆卸的优点，因此这提高了设备的可重复使用性。优选地，所述螺钉旋拧到螺旋形插入部中。优选地，使用零件、比如垫圈来阻碍液体通过紧固装置的孔渗入。一方面，紧固装置允许将轴的轴线相对于辊轴线对中，从而在操作期间保持良好的对中。另一方面，紧固装置允许在使用时保持轴、即第二部分10与辊侧部5S接触，并且使第三部分相对于熔融金属防水。这是必要的，因为由于辊与连接部件之间的不同的热膨胀系数，连接部件有被推离辊的趋势。
优选地，如图7的A、B、C、D中所示，所述第二部分10包括用于插入至少三个紧固装置11的孔21。具有至少三个紧固装置允许确保更好地操作辊以及更好地使轴对中。这与存在一个或两个紧固装置的情况相比还减小了每个紧固件上的应力。优选地，紧固装置11的重心是辊旋转轴线17。显然，这种布置允许平均分配应力并且增加了紧固装置的寿命。
本发明还涉及一种用于在根据本发明实施例的连续热浸镀设备中安装所述辊5中的至少一个辊的方法，其中，所述熔融金属处于温度T熔融金属，该方法包括下述步骤：
-将连接部件7的所述第三部分12插入到所述辊5中，
-使用所述紧固装置11将所述连接部件7固定至辊5，
-在8小时与5天之间的时间段期间，在温度T预热下对所述辊5和所述固定连接部件7进行预热，所述温度T预热在下述值之间：100℃<T预热<T熔融金属+100℃，
-将所述辊5和所述固定连接部件7放置在所述熔融金属3的内。
这些步骤允许最佳地安装辊。将所述辊预热为高于100℃引起压配合或至少使允许安全地移动辊和固定至辊的连接部件的间隙减小。该间隙还使残留的湿气移除。当选择预热温度时，应该考虑辊的抗氧化性，以便在预热期间不损坏所述辊。此外，当选择预热温度时，还应该考虑辊的抗热冲击性，以便在将所述辊放置在所述熔融金属的内期间不损坏所述辊。
预热时间应该足够长，以使整个辊的温度均匀。所述时间段取决于各种因素比如辊的尺寸和辊的热性能。
优选地，所述密封件15是碳毡。优选地，在可能的情况下，垫圈与紧固装置一起使用。
优选地，在预热所述辊之前并且在将所述连接部件插入到所述辊5中之后，在连接部件7和紧固装置11上施加保护涂层。显然，所述涂层保护连接部件并且延长了连接部件的寿命。所述保护涂层可以由氮化硼制成。

Claims (8)

1.一种连续热浸镀设备(1)，所述设备(1)包括罐(2)，所述罐(2)包括内部的熔融金属浴(3)、沉没辊(4)和至少一个导引辊(5)，所述导引辊(5)中的至少一个导引辊由支承件(6)支承，所述支承件(6)至少包括连接部件(7)和衬套(8)，所述连接部件(7)包括三个连续部分：
-第一部分(9)，所述第一部分(9)与所述衬套(8)连接，
-第二部分(10)，所述第二部分(10)包括附接至所述导引辊(5)的侧部的至少一个紧固装置(11)，以及
-第三部分(12)，所述第三部分(12)具有带弯曲角(13)的平行六面体截面，所述第三部分(12)插入所述导引辊(5)的内部，
所述连接部件(7)由具有比所述导引辊(5)高的热膨胀系数的材料制成，所述系数被选择成使得所述第三部分(12)和所述导引辊(5)在处于所述熔融金属浴(3)中时通过热膨胀压配合，所述至少一个紧固装置(11)被配置成将所述连接部件(7)的轴线相对于所述导引辊(5)轴线对中并使所述第三部分(12)相对于所述熔融金属浴(3)防水。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述导引辊(5)由通过碳纤维或陶瓷纤维增强的至少一种碳基体或陶瓷基体制成。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述导引辊由通过碳纤维或陶瓷纤维增强的两种不同的碳基体制成。
4.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述连接部件(7)由金属制成。
5.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述紧固装置(11)是螺钉。
6.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述第二部分(10)包括至少三个紧固装置(11)。
7.一种用于在根据权利要求1至6中任一项所述的设备中安装所述导引辊(5)中的至少一个辊的方法，其中，所述熔融金属浴处于温度T熔融金属，所述方法包括下述步骤：
-将所述连接部件(7)的所述第三部分(12)插入到所述导引辊(5)中，
-使用所述紧固装置(11)将所述连接部件(7)固定至所述导引辊(5)，
-在8小时与5天之间的时间段期间，在温度T预热下对所述导引辊(5)和固定的所述连接部件(7)进行预热，所述温度T预热在下述值之间：100℃<T预热<T熔融金属+100℃，
-将所述导引辊(5)和所述固定连接部件(7)放置在所述熔融金属浴(3)的内。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在预热所述导引辊之前并且在将所述连接部件插入到所述导引辊(5)中之后，在所述连接部件(7)和所述紧固装置(11)上施加保护涂层。
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