CN116422848A - 一种独立冷却、多节组合结构的连铸机扇形段从动辊 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种独立冷却、多节组合结构的连铸机扇形段从动辊，包括两个端部辊子和多个中部辊子，多个中部辊子前后依次同轴设置；端部辊子的一端安装第一旋转接头，第一旋转接头内部为双通道结构；端部辊子内开设第一冷却水通道，第一冷却水通道内设接水管；第一旋转接头内部的两个水流通道分别与接水管和第一冷却水通道相连通；中部辊子两端分别安装第二旋转接头，第二旋转接头内部为单通道结构；中部辊子内开设第二冷却水通道，该水流通道两端分别与对应的第二旋转接头相连通。其提高了从动辊冷却的可靠性，确保从动辊得到有效冷却，不会发生因冷却水泄漏引起轴承润滑失效的情况。
Description
技术领域
本发明涉及冶金设备技术领域，具体涉及一种独立冷却、多节组合结构的连铸机扇形段从动辊。
背景技术
连铸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冷区逐步凝固的铸坯进行弯曲、矫直、导向、牵引的设备，它与温度高达900℃～1100℃的铸坯接触并受其热辐射，还受钢水静压引起的铸坯鼓肚力以及铸坯弯曲矫直力的作用，工况十分恶劣，辊面在交变热应力作用下容易产生疲劳裂纹。在连铸生产交换中间包和滞坯情况下，铸机拉速降为零时，二冷区冷却水多数处于关闭状态，连铸辊停止转动并与高温铸坯静态接触，在大量热负荷的作用下，辊面很容易产生高温氧化，辊体容易产生弯曲变形。
现有的连铸机为减小铸坯凝固过程中的鼓肚变形而导致的铸坯中心偏析，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、小间距密排连铸辊列设计。因连铸辊直径细，强度和刚度相对较低，更容易产生弯曲变形，还容易产生轴头断裂失效。
连铸辊包括结晶器足辊、弯曲段连铸辊、扇形段连铸辊；为保持细直径连铸辊的强度和刚度，通常采用分节辊设计形式；为降低高温工况下辊体的变形，结晶器足辊和弯曲段连铸辊采用二冷水对辊面进行外部喷淋冷却，扇形段连铸辊采用机冷水进行内部冷却。
图1所示的是日本SPCO公司设计采用的一种三分节连铸机扇形段从动辊，辊子由轴承1'、轴承座2'、分节辊本体3'、连接水套4'、水套密封5'、旋转接头6'组成。冷却水从一端旋转接头6'进入分节辊本体3'，冷却水对分节辊本体3'冷却后再通过连接水套4'导入另一节分节辊本体3'，最后从另一端的旋转接头6'排出。这种结构形式的连铸机从动辊，由于相邻分节辊本体3'因不可避免的加工误差而存在直径上的差异，在连铸机多炉连浇的情况下，分节辊本体3'之间会发生相对转动，水套密封5'因此成为动密封而容易磨损失效、泄漏，泄漏的冷却水进而导致轴承润滑失效后过早损坏。
图2所示的是VAI公司开发的EcoStarSpiral型式的三分节连铸机扇形段从动辊。分节辊辊套7'之间通过短轴8'连接，短轴8'中心开有冷却水孔，短轴8'与辊套通过大过盈连接。冷却水从一端旋转接头经螺旋水槽对分节辊辊套7'冷却后，再通过分节辊辊套7'间连接短轴8'的中心冷却水孔进入另一节分节辊辊套7'，最后通过另一端的旋转接头排出。这种形式的连铸机从动辊，维修更换轴承、辊面磨损后修复辊套均需切断中间连接短轴，维修很不方便，而且维修费用较高。
图3所示的是VAI公司设计开发的芯轴式三分节连铸机扇形段从动辊，辊子由轴承9'、轴承座10'、辊套11'、芯轴12'、平键13'、旋转接头14'组成。冷却水从一端旋转接头14'进入芯轴12'，对芯轴12'及与其通过过盈和平键13'连接的辊套11'进行冷却。因芯轴12'为整体结构，冷却水不易泄漏，但辊套11'与芯轴12'之间过盈结合面容易因长期高温、冷却水侵蚀而咬合导致拆卸困难，更换轴承、修复辊套十分不便。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明提供一种独立冷却、多节组合结构的连铸机扇形段从动辊，其提高了从动辊冷却的可靠性，确保从动辊得到有效冷却，确保不会发生因冷却水泄漏引起轴承润滑失效的情况，辊子的节数可根据连铸机宽度规格、辊子强度和刚度设计需要而灵活扩充，实现模块化设计，缩短设计周期，而且辊子的拆装方便，便于维修。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种独立冷却、多节组合结构的连铸机扇形段从动辊，包括两个端部辊子和多个中部辊子；
所述多个中部辊子前后依次同轴设置，所述中部辊子和所述端部辊子的两端分别通过轴承安装在轴承座上，所述端部辊子背离所述中部辊子的一端安装有第一旋转接头，所述端部辊子内部开设有第一冷却水通道，所述第一冷却水通道内设有接水管，所述第一旋转接头内部为双通道结构，分别为进水水流通道和出水水流通道，所述第一旋转接头进水水流通道与所述接水管的进口端连通，所述第一旋转接头出水水流通道与所述第一冷却水通道端部相连通；
所述中部辊子两端分别安装有第二旋转接头，所述中部辊子内部开设有第二冷却水通道，所述第二旋转接头内部为单通道结构，所述第二旋转接头内部通道分别与对应的所述第二冷却水通道端部相连通。
进一步地改进在于，所述端部辊子内部沿轴心方向开设有第一冷却水通道，所述接水管同轴设置在所述第一冷却水通道内部，所述接水管外侧与所述第一冷却水通道内侧壁之间形成有过水间隙，所述接水管的自由端向内延伸至靠近于所述第一冷却水通道内底部处。
通过设置，冷却水由第一旋转接头中的进水水流通道进入至接水管中，再由第一冷却水通道内另一端，经过接水管与端部辊子内孔之间的间隙返回至第一旋转接头中的出水水流通道，冷却水可充满整个第一冷却水通道中，确保端部辊子得到有效全面的冷却。
进一步地改进在于，所述中部辊子内部沿轴心方向开设有第二冷却水通道，所述中部辊子第二冷却水通道两端分别向外延伸至靠近于所述中部辊子本体两端端部处。
通过设置，冷却水由中部辊子一端的第二旋转接头的水流通道进入至第二冷却水通道中，对其进行冷却后，冷却水再由中部辊子另一端的第二旋转接头的水流通道流出，确保了对中部辊子进行全面有效的冷却处理。
进一步地改进在于，第一旋转接头和所述第二旋转接头外侧分别安装在第一旋转接头支座和第二旋转接头支座上，所述第一旋转接头支座上开设有与所述进水水流通道和所述出水水流通道相连通的进水孔和出水孔，第二旋转接头支座上开设有与所述水流通道相连通的过水孔。
通过设置，保证了第一旋转接头和第二旋转接头安装后的稳固性，也方便后续拆装过程。
进一步地改进在于，所述轴承座固定安装在连接底板上。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明中的连铸机扇形段从动辊由各自独立冷却的辊体单元组合而成，也提高了从动辊冷却的可靠性，确保从动辊得到有效冷却，辊子之间无冷却水直接连接，也无结构上的直接连接，相互之间保持独立，避免发生因冷却水连接密封处泄漏导致轴承润滑失效的情况；辊子的节数可根据连铸机宽度规格、强度和刚度设计需要灵活调整，实现模块化设计，缩短设计周期，而且辊子的拆装方便，便于维修。
附图说明
下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为现有技术中日本SPCO公司设计的三分节连铸机从动辊；
图2为现有技术中VAI公司开发的EcoStarSpiral型式的三分节连铸机从动辊；
图3为现有技术中VAI公司设计开发的芯轴式三分节连铸机从动辊；
图4为本发明中连铸机扇形段从动辊的内部结构示意图；
其中，具体附图标记为：轴承1'，轴承座2'，分节辊本体3'，连接水套4'，水套密封5'，旋转接头6'，分节辊辊套7'，短轴8'，轴承9'，轴承座10'，辊套11'，芯轴12'，平键13'，旋转接头14'，连接底板1，端部辊子2，中部辊子3，轴承4，轴承座5，第一旋转接头6，第一冷却水通道7，接水管8，第二旋转接头9，第二冷却水通道10，第一旋转接头支座11，进水孔12，第二旋转接头支座13，过水孔14。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明保护范围的限制。
本发明的实施例公开了一种独立冷却、多节组合结构的连铸机扇形段从动辊，如图4所示，包括两个端部辊子2和多个中部辊子3；
多个中部辊子3前后依次同轴设置，且其两端分别同轴设有端部辊子2，中部辊子3和端部辊子2的两端分别通过轴承4安装在轴承座5上，端部辊子2背离中部辊子3的一端安装有第一旋转接头6，端部辊子2内部开设有第一冷却水通道7，第一冷却水通道7内设有接水管8，第一旋转接头6内部为双通道结构，分别为进水水流通道和出水水流通道，进水水流通道端部与接水管8的进口端相连通，出水水流通道端部与接水管8的出口端相连通；
中部辊子3两端分别安装有第二旋转接头9，中部辊子3内部开设有第二冷却水通道10，第二旋转接头9内部为单通道结构，为水流通道，第二旋转接头9与第二冷却水通道10相连通。
上述结构中，端部辊子2和中部辊子3均为独立的冷却结构，相互之间无冷却水直接连接，也无结构上的直接连接，相互之间保持独立，避免发生因冷却水连接密封处泄漏导致轴承4润滑失效的情况，并且各辊体单元冷却可靠性较高，确保从动辊得到有效冷却；中部辊子3的数量可根据连铸机宽度规格、强度和刚度设计需要灵活调整，实现模块化设计，缩短设计周期，而且辊子的拆装方便，便于维修。
其中，端部辊子2内部沿轴心方向开设有第一冷却水通道7，接水管8同轴设置在第一冷却水通道7内部，接水管8外侧与第一冷却水通道7内侧壁之间形成有过水间隙，接水管8的自由端向内延伸至靠近于第一冷却水通道7内底部处。
通过设置，冷却水由第一旋转接头6中的进水水流通道进入至接水管8中，再由第一冷却水通道7内底部处，经过水间隙返回至第一旋转接头6中的出水水流通道，冷却水可充满整个第一冷却水通道7中，确保端部辊子2得到有效全面的冷却。
其中，中部辊子3内部沿轴心方向开设有第二冷却水通道10，第二冷却水通道10两端分别向外延伸至靠近于中部辊子3两端端部处。
通过设置，冷却水由中部辊子3一端的第二旋转接头9的水流通道进入至第二冷却水通道10中，对其进行冷却后，冷却水再由中部辊子3另一端的第二旋转接头9的水流通道流出，确保了对中部辊子3进行全面有效的冷却处理。
其中，第一旋转接头6和第二旋转接头9分别安装在第一旋转接头支座11和第二旋转接头支座13上，第一旋转接头支座11上开设有分别与进水水流通道和出水水流通道端部相连通的进水孔12和出水孔(图中未显示)，第二旋转接头支座13上开设有与水流通道相连通的过水孔14。通过设置，保证了第一旋转接头6和第二旋转接头9安装后的稳固性，也方便后续拆装过程。
其中，轴承座5固定安装在连接底板1上。
工作原理如下：
冷却水自连接底板1通过位于首端的端部辊子2处的第一旋转接头支座11上的进水孔12，进入至第一旋转接头6内部的进水水流通道，然后进入至接水管8中，再由第一冷却水通道7内底部处，经过水间隙返回至第一旋转接头6中的出水水流通道，冷却水可充满整个第一冷却水通道7中，确保首端的端部辊子2得到有效全面的冷却，随后，冷却水由第一旋转接头支座11上的出水孔返回至连接底板1处；其再通过相邻的中部辊子3处的第二旋转接头支座13上的过水孔14，进入至中部辊子3一端的第二旋转接头9内部的水流通道，然后进入第二冷却水通道10，对中部辊子3进行充分冷却，然后冷却水再由中部辊子3另一端的第二旋转接头9内部的水流通道流出，随后由另一个第二旋转接头支座13上的过水孔14返回至连接底板1处；冷却水按照上述步骤，依次向后穿过各中部辊子3中的第二冷却水通道10，对各中部辊子3进行冷却；最后，冷却水由连接底板1处进入至位于尾端的端部辊子2的第一旋转接头支座11上的进水孔12，并由第一旋转接头6内部的进水水流通道进入至接水管8中，再由第一冷却水通道7内底部处，经过水间隙返回至第一旋转接头6中的出水水流通道，冷却水可充满整个第一冷却水通道7中，确保尾端的端部辊子2得到有效全面的冷却，随后，冷却水由第一旋转接头支座11上的出水孔返回至连接底板1处。
综上，本发明中的连铸机扇形段从动辊由各自独立冷却的辊体单元组合而成，也提高了从动辊冷却的可靠性，确保从动辊得到有效冷却，辊子之间无冷却水直接连接，也无结构上的直接连接，相互之间保持独立，避免发生因冷却水连接密封处泄漏导致轴承4润滑失效的情况；辊子的节数可根据连铸机宽度规格、强度和刚度设计需要灵活调整，实现模块化设计，缩短设计周期，而且辊子的拆装方便，便于维修。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (5)
1.一种独立冷却、多节组合结构的连铸机扇形段从动辊，其特征在于，包括两个端部辊子和多个中部辊子；
所述多个中部辊子前后依次同轴设置，所述中部辊子和所述端部辊子的两端分别通过轴承安装在轴承座上，所述端部辊子背离所述中部辊子的一端安装有第一旋转接头，所述端部辊子内部开设有第一冷却水通道，所述第一冷却水通道内设有接水管，所述第一旋转接头内部为双通道结构，分别为进水水流通道和出水水流通道，所述第一旋转接头进水水流通道与所述接水管的进口端连通，所述第一旋转接头出水水流通道与所述第一冷却水通道端部相连通；
所述中部辊子两端分别安装有第二旋转接头，所述中部辊子内部开设有第二冷却水通道，所述第二旋转接头内部为单通道结构，所述第二旋转接头内部通道分别与对应的所述第二冷却水通道端部相连通。
2.根据权利要求1所述的独立冷却、多节组合结构的连铸机扇形段从动辊，其特征在于，所述端部辊子内部沿轴心方向开设有第一冷却水通道，所述接水管同轴设置在所述第一冷却水通道内部，所述接水管外侧与所述第一冷却水通道内侧壁之间形成有过水间隙，所述接水管的自由端向内延伸至靠近于所述第一冷却水通道内底部处。
3.根据权利要求1所述的独立冷却、多节组合结构的连铸机扇形段从动辊，其特征在于，所述中部辊子内部沿轴心方向开设有第二冷却水通道，所述中部辊子第二冷却水通道两端分别向外延伸至靠近于所述中部辊子本体两端端部处。
4.根据权利要求1所述的独立冷却、多节组合结构的连铸机扇形段从动辊，其特征在于，所述第一旋转接头和所述第二旋转接头外侧分别安装在第一旋转接头支座和第二旋转接头支座上，所述第一旋转接头支座上开设有与所述进水水流通道和所述出水水流通道相连通的进水孔和出水孔，第二旋转接头支座上开设有与所述水流通道相连通的过水孔。
5.根据权利要求4所述的独立冷却、多节组合结构的连铸机扇形段从动辊，其特征在于，所述轴承座固定安装在连接底板上。
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