CN114888250A - 一种多孔式扇形段高效冷却足辊及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种多孔式扇形段高效冷却足辊及其使用方法，包括固定轴承座、中间轴承座、芯轴和辊套，固定轴承座分别于芯轴的梁端头配置相连，辊套分为三段子辊套，三段子辊套均匀间隔套设于芯轴上，相邻的两段子辊套之间通过中间轴承座定位分隔，子辊套上沿周向均匀间隔设有M个轴向水孔，每三个轴向水孔形成一条倒S形的冷却水道，芯轴两端中心分别设有沿轴向延伸的左通水孔和右通水孔，通过径向水孔与冷却水道连通，本发明将整个冷试系统分为三个支路，减少了径向水孔的数量，提高了整个足辊的强度和刚度，同时降低了足辊表面温度，延长使用寿命。

Description

一种多孔式扇形段高效冷却足辊及其使用方法

技术领域

本发明属于扇形段足辊结构的技术领域，尤其涉及一种多孔式扇形段高效冷却足辊及其使用方法。

背景技术

扇形段是板坯连铸机的重要单机设备之一,安装于弯曲段的下部,用于对出弯曲段的铸坯进行支撑和导向,对凝固过程中的铸坯提供足够的外部支撑,有效控制铸坯的鼓肚变形,确保铸坯的内部及外部质量。同时牵引并引导铸坯沿一定的通道方向由弧形逐渐矫直到水平方向，并将铸坯一直输送到出坯辊道上。此外位于铸坯凝固末端的扇形段还可以对铸坯施加0.8-1.0mm/m的轻压下量，改善铸坯的内部疏松及中心偏析，有效地改善铸坯的内部质量。因此扇形段是板坯连铸机的核心设备，它的技术水平标志着整台板坯连铸机的装备技术水平，直接决定着连铸机的先进程度。

目前，随着拉速和产能提升、高端产品开发以及弱冷连铸工艺的推进，扇形段精度不足和使用寿命短的问题日益突出，其主要原因是扇形段均采用中心冷却方式，导致扇形段足辊表面温度过高，加速了足辊磨损和形变，寿命了其使用缩短，并造成批量性质量缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种多孔式扇形段高效冷却足辊及其使用方法，提高了密封性能和强度、刚度，延长使用寿命。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种多孔式扇形段高效冷却足辊，其特征在于，包括固定轴承座、中间轴承座、芯轴和辊套，所述固定轴承座分别于所述芯轴的梁端头配置相连，所述辊套分为三段子辊套，三段子辊套均匀间隔套设于芯轴上，相邻的两段子辊套之间通过所述中间轴承座定位分隔。

按上述方案，所述子辊套上沿周向均匀间隔设有M个轴向水孔，子辊套两端设置盖圈封堵所述轴向水孔，M为三的倍数。

按上述方案，顺次相邻的每三个所述轴向水孔形成一条倒S形的冷却水道，每条所述冷却水道的左、右设有一组腰形水槽，右侧的腰形水槽连通第一、第二个轴向水孔的右端，左侧的腰形水槽连通第二、第三个轴向水孔的左端，冷却水道的进水口为第一个轴向水孔的左孔口，出水口为第三个轴向水孔的右孔口。

按上述方案，所述芯轴两端中心分别设有沿轴向延伸的左通水孔和右通水孔，所述左、右通水孔之间不连通，左、右通水孔通过中部设置的封堵机构分隔为左、右进水腔和左、右出水腔，芯轴上对应所述进、出水腔沿周向分别设有N个径向水孔，N＝M/3。

按上述方案，所述芯轴与所述子辊套两端的接触面上套设有水套，所述水套上对应所述径向水孔的位置设有径向通孔，子辊套上设有N组扇形空腔，扇形空腔的布设与所述冷却水道相匹配，每条冷却水道的进、出水口分别对应一个扇形空腔，扇形空腔与所述径向通孔相对应连通。

按上述方案，所述封堵机构包括堵杆、密封块、拉杆，所述堵杆为外径与所述左、右通水孔的内径相同的圆筒结构，所述密封块为两块，分别安设于堵杆的内外两侧，所述拉杆依次穿过外侧密封块、堵杆与所述内侧密封块相连，密封块为圆锥块体，锥面与堵杆的两侧相对应，锥面上涂覆高温密封脂。

按上述方案，所述左出水腔和右进水腔上设有两组径向水孔，每组径向水孔对应一个水套，连通相邻两个子辊套内的冷却水道。

按上述方案，所述轴向水孔的直径取值范围为0.05-0.10倍子辊套直径；轴向水孔圆心距离子辊套外圆距离为30mm-50mm。

按上述方案，所述子辊套与所述芯轴通过键连接，所述水套上设有O型密封圈。

一种多孔式扇形段高效冷却足辊的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)先将堵杆分别安装在芯轴两端的左、右通水孔中，拉杆外侧端用力向外拉出，使内侧密封块紧贴堵杆内侧端进行封堵，堵杆外侧端通过推压外侧密封块进行封堵；

S2)将每个辊套两端的盖圈进行焊接，然后将中间辊套安装在芯轴上，并将带有O型密封圈的水套安装在芯轴与中间辊套之间，安装过程中保持辊套、芯轴和水套上的扇形空腔、径向水孔、径向通孔对齐；

S3)将两个中间轴承座安装在中间辊套两端，然后依次将左、右两侧的辊套和固定轴承安装在芯轴两端；

S4)装配后进行通水及水压试验，试验压力为1.0MPa，保压30分钟以上，不得有渗漏现象。

本发明的有益效果是：提供一种多孔式扇形段高效冷却足辊及其使用方法，芯轴内部设计有堵杆和高温密封酯，能够有效避免芯轴内串水的情况发生，大大提高了密封性能；通过水套、辊套的紧密配合以及O型密封圈，解决了足辊漏水的问题；通过开设多个轴向水孔，降低了冷却水与辊套表面的距离，从而降低了足辊表面温度，延长了使用寿命；将整个冷试系统分为多个支路，减少了径向水孔的数量，提高了整个足辊的强度和刚度；采用键连接方式，实现了足辊的稳定传动；整体系统结构简单、安装方便、价格低廉。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为本发明一个实施例的剖视图。

图3为本发明一个实施例的左视图。

图4为图3的A-A向视图。

图5为图2的C-C向视图。

图6为图2的D-D向视图。

图7为图2的E-E向视图。

图8为图2的F-F向视图。

图9为图7的B-B向视图。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

如图1所示，一种多孔式扇形段高效冷却足辊，包括固定轴承座1、中间轴承座2、芯轴3和辊套4，固定轴承座分别于芯轴的梁端头配置相连，辊套分为三段子辊套，三段子辊套均匀间隔套设于芯轴上，相邻的两段子辊套之间通过中间轴承座定位分隔。

如图2-图9所示，子辊套上沿周向均匀间隔设有M个轴向水孔5，子辊套两端设置盖圈封堵轴向水孔，M为三的倍数。

顺次相邻的每三个轴向水孔形成一条倒S形的冷却水道，每条冷却水道的左、右设有一组腰形水槽6，右侧的腰形水槽连通第一、第二个轴向水孔的右端，左侧的腰形水槽连通第二、第三个轴向水孔的左端，冷却水道的进水口为第一个轴向水孔的左孔口，出水口为第三个轴向水孔的右孔口。

芯轴两端中心分别设有沿轴向延伸的左通水孔7和右通水孔8，左、右通水孔之间不连通，左、右通水孔通过中部设置的封堵机构分隔为左进水腔、右进水腔和左出水腔、右出水腔，芯轴上对应进、出水腔沿周向分别设有N个径向水孔9，N＝M/3。

芯轴与子辊套两端的接触面上套设有水套10，水套上对应径向水孔的位置设有径向通孔，子辊套上设有N组扇形空腔11，扇形空腔的布设与冷却水道相匹配，每条冷却水道的进、出水口分别对应一个扇形空腔，扇形空腔与径向通孔相对应连通。

封堵机构包括堵杆12、密封块13、拉杆14，堵杆为外径与左、右通水孔的内径相同的圆筒结构，密封块为两块，分别安设于堵杆的内外两侧，拉杆依次穿过外侧密封块、堵杆与内侧密封块相连，密封块为圆锥块体，锥面与堵杆的两侧相对应，锥面上涂覆高温密封脂15。

左出水腔和右进水腔上设有两组径向水孔，每组径向水孔对应一个水套，连通相邻两个子辊套内的冷却水道。

轴向水孔的直径取值范围为0.05-0.10倍子辊套直径；轴向水孔圆心距离子辊套外圆距离为30mm-50mm。

子辊套与芯轴通过键16连接，水套上设有O型密封圈17。

上述扇形段足辊的安装包括如下步骤：

S1)先将堵杆分别安装在芯轴两端的左、右通水孔中，拉杆外侧端用力向外拉出，使内侧密封块紧贴堵杆内侧端进行封堵，堵杆外侧端通过推压外侧密封块进行封堵；

S2)将每个辊套两端的盖圈进行焊接，然后将中间辊套安装在芯轴上，并将带有O型密封圈的水套安装在芯轴与中间辊套之间，安装过程中保持辊套、芯轴和水套上的扇形空腔、径向水孔、径向通孔对齐；

S3)将两个中间轴承座安装在中间辊套两端，然后依次将左、右两侧的辊套和固定轴承安装在芯轴两端；

S4)装配后进行通水及水压试验，试验压力为1.0MPa，保压30分钟以上，不得有渗漏现象。

扇形段足辊的冷却流程如下：

在足辊工作时，足辊冷却水从左侧的固定轴承座底部进入并通过芯轴的左通水孔来到足辊中间区域，由于堵杆的封堵作用，冷却水从三个径向水孔分别流向三个扇形空腔，并与九个轴向水孔形成三个倒S形的冷却水道，以顺次相邻的①、②、③号轴向水孔形成的一个冷却水道为例，由于①号轴向水孔与①扇形空腔相连通，冷却水从①扇形空腔流入①号轴向水孔，并通过①号轴向水孔流向左侧子辊套的右侧，然后在对应的腰形水槽的作用下进入②号轴向水孔，接着从左侧子辊套的右侧沿②号轴向水孔流向左侧，同样在腰形水槽的作用下进入③号轴向水孔，然后从左侧子辊套的左侧沿③号轴向水孔流向右侧，然后通过径向水孔流入到左通水孔的左出水腔中，另外两个冷却水道的冷却流程相同，均完成对左侧子辊套的冷却，接着冷却水再通过中间子辊套左侧对应的径向水孔进入到中间子辊套中，整个冷却过程与左侧子辊套的冷却过程一样，最后冷却水通过径向水孔流入右通水孔的右进水腔中，再通过右侧子辊套对应的径向水孔进入右侧子辊套进行冷却，最后冷却水回到芯轴右通水孔的右出水腔，并通过右侧固定轴承座的下方回到供水系统。

本发明仅以上述实例进行解释说明，并非是对本发明的实施方式的限定，各部件的结构、位置设置及其连接都是可以有变化的。在本发明技术基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改变或等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种多孔式扇形段高效冷却足辊，其特征在于，包括固定轴承座、中间轴承座、芯轴和辊套，所述固定轴承座分别于所述芯轴的梁端头配置相连，所述辊套分为三段子辊套，三段子辊套均匀间隔套设于芯轴上，相邻的两段子辊套之间通过所述中间轴承座定位分隔。

2.根据权利要求1所述的一种多孔式扇形段高效冷却足辊，其特征在于，所述子辊套上沿周向均匀间隔设有M个轴向水孔，子辊套两端设置盖圈封堵所述轴向水孔，M为三的倍数。

3.根据权利要求2所述的一种多孔式扇形段高效冷却足辊，其特征在于，顺次相邻的每三个所述轴向水孔形成一条倒S形的冷却水道，每条所述冷却水道的左、右设有一组腰形水槽，右侧的腰形水槽连通第一、第二个轴向水孔的右端，左侧的腰形水槽连通第二、第三个轴向水孔的左端，冷却水道的进水口为第一个轴向水孔的左孔口，出水口为第三个轴向水孔的右孔口。

4.根据权利要求3所述的一种多孔式扇形段高效冷却足辊，其特征在于，所述芯轴两端中心分别设有沿轴向延伸的左通水孔和右通水孔，所述左、右通水孔之间不连通，左、右通水孔通过中部设置的封堵机构分隔为左、右进水腔和左、右出水腔，芯轴上对应所述进、出水腔沿周向分别设有N个径向水孔，N＝M/3。

5.根据权利要求4所述的一种多孔式扇形段高效冷却足辊，其特征在于，所述芯轴与所述子辊套两端的接触面上套设有水套，所述水套上对应所述径向水孔的位置设有径向通孔，子辊套上设有N组扇形空腔，扇形空腔的布设与所述冷却水道相匹配，每条冷却水道的进、出水口分别对应一个扇形空腔，扇形空腔与所述径向通孔相对应连通。

6.根据权利要求5所述的一种多孔式扇形段高效冷却足辊，其特征在于，所述封堵机构包括堵杆、密封块、拉杆，所述堵杆为外径与所述左、右通水孔的内径相同的圆筒结构，所述密封块为两块，分别安设于堵杆的内外两侧，所述拉杆依次穿过外侧密封块、堵杆与所述内侧密封块相连，密封块为圆锥块体，锥面与堵杆的两侧相对应，锥面上涂覆高温密封脂。

7.根据权利要求6所述的一种多孔式扇形段高效冷却足辊，其特征在于，所述左出水腔和右进水腔上设有两组径向水孔，每组径向水孔对应一个水套，连通相邻两个子辊套内的冷却水道。

8.根据权利要求2或7所述的一种多孔式扇形段高效冷却足辊，其特征在于，所述轴向水孔的直径取值范围为0.05倍-0.10倍子辊套直径；轴向水孔圆心距离子辊套外圆距离为30mm-50mm。

9.根据权利要求5或7所述的一种多孔式扇形段高效冷却足辊，其特征在于，所述子辊套与所述芯轴通过键连接，所述水套上设有O型密封圈。

10.一种多孔式扇形段高效冷却足辊的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)先将堵杆分别安装在芯轴两端的左、右通水孔中，拉杆外侧端用力向外拉出，使内侧密封块紧贴堵杆内侧端进行封堵，堵杆外侧端通过推压外侧密封块进行封堵；

S2)将每个辊套两端的盖圈进行焊接，然后将中间辊套安装在芯轴上，并将带有O型密封圈的水套安装在芯轴与中间辊套之间，安装过程中保持辊套、芯轴和水套上的扇形空腔、径向水孔、径向通孔对齐；

S3)将两个中间轴承座安装在中间辊套两端，然后依次将左、右两侧的辊套和固定轴承安装在芯轴两端；

S4)装配后进行通水及水压试验，试验压力为1.0MPa，保压30分钟以上，不得有渗漏现象。

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