CN1372498A - 铸造辊筒 - Google Patents

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阿明·舍尔特勒
托马斯·赖特尔
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Abstract

一种用于薄带材铸造设备的铸造辊筒,该铸造辊筒包括一个基本为圆柱形的核心(1)、一个铜或铜合金外壳(2)、一个内部冷却系统(4)以及一个用于在铸造辊筒的端头部分(7)调整其外轮廓的调整装置(8,17,20),所述外壳(2)可以至少带有一个外层(5),采用该调整装置的目的在于借助于一个结构简单的装置来消除热隆起,该装置在铸造辊筒的各端头部分有一个支承盘(17),该支承盘(17)可以在铸造辊筒的纵向上调整,并且与一个圆环件(8)相贴合,该圆环件(8)径向包围着该支承盘(17)并且在外壳(2)的端头部分处贴靠在外壳(2)的内侧上,该圆环件在铸造辊筒的纵向上与该核心(1)固定连接。

Description

铸造辊筒
技术领域
本发明涉及一种用于薄带材铸造设备的铸造辊筒，特别是用于连续铸造薄带钢，所述铸造辊筒包括一个基本为圆柱形的核心、一个铜或铜合金外壳、一个内部冷却系统以及一个用于在该铸造辊筒的端头部分调整其外轮廓的调整装置，所述外壳至少带有一个外层。
背景技术
这种类型的铸造辊筒可以从例如EP-A-0 664 173中得知。这种类型的铸造辊筒被用来连续铸造例如像钢这样的高熔金属。在此，两个这样的铸造辊筒相互平行地配置，并且绕其各自的轴在相反的方向上转动。金属熔液被浇铸到由两个铸造辊筒确定的缝隙中，当该金属熔液接触到带有内部冷却系统的铸造辊筒的表面并且通过所述缝隙时，该熔液被冷却并且凝固，这样该金属基本上以完全固体化带材的形式从铸造缝隙中排出。带材的厚度由铸造缝隙的宽度决定，带材的宽度由铸造缝隙的长度决定，该铸造缝隙在其端部被靠在铸造辊筒端部上的密封表面限定。
在此，产生了一个铸造辊筒表面拱起的问题，也即铸造辊筒表面与预想严格的圆柱或稍微隆起的形状产生了偏差。出现该问题的原因在于受到高温的铸造辊筒外壳所产生的热变形。
为了减小在连铸过程中出现的辊筒隆起，或为了对辊筒的隆起进行控制，已知的方法(JP-A-60-27446)是在铸造辊筒中设置圆锥形逐渐变细的活塞。这些圆锥形逐渐变细的活塞以可移动的方式被分别置于两个配置在铸造辊筒相对端头处的活塞滑动空间中，这样通过轴向移动该圆锥形逐渐变细的活塞，在该圆锥形逐渐变细的活塞类似楔面作用下，铸造辊筒外圆表面发生变形。然而，不可避免的是，随着活塞在活塞滑动空间中处于铸造辊筒纵向上不同位置，活塞对铸造辊筒即铸造辊筒外壳施加了各种力，通过这种方式，对于精确地消除辊的隆起这件事来说，如果说还有一点可能的话，那也将是非常困难的一件事。
由于发生在薄带材铸造的凝固过程中的高比热流，特别是在铸造辊筒的端头部分，导致产生了特殊的热负荷(膨胀和应力)，从而导致此处的带材厚度大于铸造带材中央部分的厚度。该带材有一个局部明显凸的外轮廓，而不是所要求的凹的外轮廓。人们确实也作了许多偿试，试图采用预补偿的办法，即通过形成一个凹的铸造辊筒外轮廓的方法对此加以纠正，但是这只能在有限的范围内有所帮助，这是由于通常设置的带材厚度、铸造速率、熔池液面高度和其它一些影响凝固和排热的因素如钢的材质量、熔液温度等之间存在相互关联的关系。
由上述EP-A-0 664 173中已知的方法是，在核心处的环形空心支承体支承着铸造辊筒外壳的端头部分，并且使热水通过该环形空心体的空腔，这样由此引起的热膨胀被传递到外壳上并且使其变形到所要求的外轮廓上。然而，这种结构使铸造辊筒变得非常昂贵，使得需要设置两套不同的水循环系统，即一方面为消除热变形的热水循环系统，和另一方面为排出由凝固金属产生的热量的冷水循环系统。因此，这种铸造辊筒很昂贵，并且对于钢厂中的粗加工的铸造操作来说，它还包含了多种风险。
发明内容
本发明的目的是避免上述这些缺点和困难并提出一种上述类型的铸造辊筒，通过该铸造辊筒，可以借助于结构简单的装置减小或完全消除热隆起。特别是，铸造辊筒将具有足够的强度来进行连续作业并且不容易出毛病。另外，制造该结构将是便宜的，而该结构将确保操作简单。
在上述类型的铸造辊筒的情况下，由一个调整装置来达到所述目的，该调整装置在铸造辊筒的各端头部分具有一个可以在铸造辊筒的纵向上调整的支承盘，该支承盘与一个圆环件相贴合，该圆环件径向包围着该支承盘并且在外壳的端头部分处贴靠在外壳的内侧上，该圆环件在铸造辊筒的纵向上与核心固定连接。
从US-A-5,613,546中可知一种用于一个铸造辊筒的支承盘，但这种支承盘直接与铸造辊筒的外壳贴合，它并不是用于消除热隆起，而是用于将外壳相对于核心对中。
根据一种优选实施形式，圆环件通过一个密封圈不仅与外壳而且还与核心形成密封。因此，确保内部冷却系统的绝对密封。例如，在根据JP-A-60-27446的结构中，这种密封性就没有直接给出。在该已知的结构中，圆锥形逐渐变细的活塞被设置在核心内，而在外侧则包围着外壳的冷却系统。因此，通过活塞使外壳扩张致使外壳内部冷却系统的进出口管线在径向上移动。
有利的方式是，支承盘在其外圆表面设有一个截锥表面，并且该截锥表面贴靠在圆环件在其内圆表面上设置的反向截锥表面上。
一种在结构上易于制造并且操作安全的实施形式的特征在于：为了在铸造辊筒的纵向上调整支承盘，在靠近支承盘外圆周的地方分布设置一组螺钉，通过这些螺钉，可以相对于核心调整支承盘，其中螺钉最好旋入核心上的盲孔中。在此，支承盘的调整是在铸造开始之前进行的。
另一种优选实施形式的特征在于：支承盘可以通过环形螺母相对于核心在铸造辊筒的纵向上进行调整。
为了在铸造带材过程中能够实现调整，根据另一种优选实施形式，支承盘可以用液压的方式相对于核心在铸造辊筒的纵向上进行调整。
适当的方式是，圆环件在铸造辊筒的纵向上从端头部分向其中央延伸的距离最大为75毫米，较好为50毫米，特别可达35毫米。
优选的方式是，外壳在其端头部分的厚度小于或等于50毫米，在此外壳与圆环件相接触。
附图说明
下面，通过图中所示的一个实施例对本发明进行详细说明，该附图中的视图显示了通过一个铸造辊筒的轴向剖视图。
具体实施方式
1表示钢鼓，该钢鼓构成了铸造辊筒的核心。钢鼓1或核心1设置有用于冷却液的孔，该冷却液可以轴向进出。在外侧，核心1被铜或铜合金的外壳2包围，外壳的厚度3在40到45毫米之间。在内侧，外壳2有冷却液通道4，冷却液流过所述通道，这样就可以通过外壳来大量排热。
铸造辊筒的长度约为1到2米。在此，优选的方式是制造长度为1100到1600毫米的铸造辊筒。
在外壳的外面，设置了一个镍层或铬层5。该层5还延伸到外壳的端面6。外壳2的端头部分7在铸造辊筒的纵向上突出钢鼓或核心1之外，最多达75毫米，优选的是小于50毫米。在这一伸出部分7内，一个圆环件8在外壳2的内侧与外壳邻接，其中一个密封圈10被设置在圆环件8的外圆表面9与外壳2之间，该密封圈被置于圆环件8的环形槽11中。
另外，该圆环件8通过螺钉12在铸造辊筒轴向上固定到核心1上，并且通过一个置于圆环件8内侧表面15上的环形槽14中的密封圈13，与核心1形成密封，这样就防止了冷却液被从铸造辊筒中排出，该冷却液流经核心1进入外壳2的冷却液通道4再回到核心1处。
圆环件8朝向转轴的内圆周面16被设计成截锥状，即在朝向铸造辊筒中心方向上逐渐变小。一个环状的支承盘17贴靠在该截锥表面16上，该支承盘17有一个外圆表面18，该外圆表面18也被设计成一个截锥状，即与圆环件8的截锥表面16正好相反。在所示的实施例中，该支承盘17可以通过多个旋入核心1的盲孔19中的螺钉20在铸造辊筒轴向进行调整，因此，导致了圆环件8的扩张并且因此使外壳2的端头部分7按要求的尺寸发生扩张。螺钉20被设置在环状支承盘17的外圆周的附近，以避免支承盘17发生弯曲或凸出。
所描述和图示的结构所产生的直接结果是，在移动或调整支承盘17时，仅仅是靠在其上的圆环件8扩张，而并没有改变其相对于核心1的轴向位置。为了确保一个扩张，即圆环件8在径向上或在圆周方向上的膨胀，将圆环固定到核心1上的螺钉20仅被旋紧到确保圆环件8与核心1之间的密封性这样一个程度，而当施加了一个较大作用力时，圆环件8的内侧面15就可能产生滑动，其中该内侧面15贴靠在核心1的外端表面上。
可见，本发明的结构的一个特别的优点在于可以让铸造辊筒母线的轮廓随着计划的和/或当时的铸造或凝固条件而进行调整，这样在边缘部分，就可以产生各种适合的或更合意的带材厚度横截面，而不需要进行复杂的机械加工，如车削或磨削。特别是在外壳2上有一层如铬层这样特别硬的薄表面层5的情况下，由于各种切削加工的轮廓调整还将需要一个新的层在外壳2之上，本发明的方法就有很大的优势。另外，切削加工的轮廓调整将使工厂有一段停产的时间，以便能够进行必需的铸造辊筒的更换。另外，还需要储存几对铸造辊筒。因此，根据本发明，投资和储存成本较低，工厂停产期间的成本也较低。

Claims (9)

1.一种用于薄带材铸造设备的铸造辊筒，特别是用于连续铸造薄带钢，所述铸造辊筒包括一个基本为圆柱形的核心(1)、一个铜或铜合金外壳(2)、一个内部冷却系统(4)以及一个用于在所述铸造辊筒的端头部分(7)调整其外轮廓的调整装置(8，17，20)，所述外壳(2)可以至少带有一个外层(5)，其特征在于：在所述铸造辊筒的各端头部分处，所述调整装置装备了一个支承盘(17)，所述支承盘(17)可以在所述铸造辊筒的纵向上调整并且与一个圆环件(8)相贴合，所述圆环件(8)径向包围着所述支承盘(17)并且在所述外壳(2)的端头部分处贴靠在所述外壳的内侧上，所述圆环件在所述铸造辊筒的纵向上与所述核心(1)固定连接。
2.根据权利要求1的铸造辊筒，其特征在于：通过一个密封圈(10，13)，所述圆环件(8)不仅与所述外壳(2)而且还与所述核心(1)形成密封。
3.根据权利要求1或2的铸造辊筒，其特征在于：所述支承盘(17)在其外圆表面上设有一个截锥表面(18)，并且所述截锥表面(18)贴靠在所述圆环件(8)在其内圆表面(16)上设置的反向截锥表面上。
4.根据权利要求1到3之一项或多项的铸造辊筒，其特征在于：为了在所述铸造辊筒的纵向上调整所述支承盘(17)，在靠近所述支承盘(17)外圆周的地方分布设置一组螺钉(20)，通过这些螺钉，可以相对于所述核心(1)调整所述支承盘(17)。
5.根据权利要求4的铸造辊筒，其特征在于：所述螺钉(20)旋入所述核心(1)上的盲孔(19)中。
6.根据权利要求1到3之一项或多项的铸造辊筒，其特征在于：所述支承盘(17)可以通过环形螺母相对于所述核心(1)在所述铸造辊筒的纵向上进行调整。
7.根据权利要求1到3之一项或多项的铸造辊筒，其特征在于：所述支承盘(17)可以用液压的方式相对于所述核心(1)在所述铸造辊筒的纵向上进行调整。
8.根据权利要求1到7之一项或多项的铸造辊筒，其特征在于：所述圆环件(8)在所述铸造辊筒的纵向上从所述端头部分向其中央延伸的距离最大为75毫米，较好为50毫米，特别可达35毫米。
9.根据权利要求1到8之一项多项的铸造辊筒，其特征在于：所述外壳(2)在其端头部分(7)的厚度小于或等于50毫米，在此所述外壳与所述圆环件(8)相接触。
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