DE1583619A1 - Transport or support roller for metal, especially steel continuous casting plants - Google Patents
Transport or support roller for metal, especially steel continuous casting plantsInfo
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Description
DSMG Aktiengesellschaft^--A _ „ A β. 12. 1967 41 Duisburg, 1583619 " -5325/DST -DSMG Aktiengesellschaft ^ - A _ " A β. 12. 1967 41 Duisburg, 1583619 "-5325 / DST -
Wolfgang-Reuter-Platz Fl/ilWolfgang-Reuter-Platz Fl / il
Transport- bzw. Stützwalze für Metall-, insbesondere S tahls tranggi eß anlagenTransport or support roller for metal, especially steel tranggi eß plants
Die .Erfindung betrifft das Gebiet einer Transport- bzw. Stützwalze für Metall-, insbesondere Stahlstranggießanlagen mit einer hohlen Achse für die Zufuhr von Kühlmittel, von der aus Kühlmittelkanäle unter den umlaufenden Walzenmantel führen.The invention relates to the field of a transport or Back-up roll for metal, especially steel continuous casting plants with a hollow axis for the supply of coolant, from which coolant channels lead under the rotating roll shell.
Aus der USA-Patentschrift 3 307 228 ist es bekannt, an Stranggießanlagen verwendete Walzen mit hohler Achse zu versehen, öffnungen zum Walzenhohlraum leiten das Kühlwasser unter den Walzenmantel. Es verläßt den Walzenhohlraum durch stirnwandseitige öffnungen und tropft auf die tiefer liegenden Anlagenteile.From US Pat. No. 3,307,228 it is known to Continuous casting machines used to provide rollers with a hollow axis, openings to the roller cavity direct the cooling water under the roll jacket. It leaves the roller cavity through openings on the front wall and drips onto the lower-lying system parts.
Eine ähnliche Lösung vermittelt die deutsche Patentschrift 1105 5Ö7· Die Walze ist ebenfalls hohl und als fliegend gelagerte Walze ausgeführt, so daß das Drehlager außerhalb der Walze zu liegen kommt. Solche Kühleinrichtungen erfüllen den Zweck bei kleinen Stranganpreßkräften sowie geringer erforderlicher Kühlwirkung bei entsprechend j kleinem Strangquerschnitt.The German patent specification 1105 5Ö7 provides a similar solution · The roller is also hollow and as flying mounted roller executed so that the pivot bearing comes to lie outside of the roller. Such cooling devices fulfill the purpose with small extrusion forces as well as low required cooling effect with corresponding j small strand cross-section.
Das auslaufende Leckwasser, vorausgesetzt nicht im Be-The leaking water, provided that it is not
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trieb nachlassender Dichtwirkung,berührt dann den Strang nur wenig. Grundsätzlich ist es jedoch unerwünscht, daß' das Leckwasser zur Strangkühlung beiträgt, weil daraus ein Einfluß unkontrollierbarer Größe und von großer Unregelmäßigkeit entsteht.drove decreasing sealing effect, then touches the strand only a little. In principle, however, it is undesirable that 'the leakage water contributes to the strand cooling, because a Influence of uncontrollable size and great irregularity arises.
Das Leckwasser bildet eine besondere Schwierigkeit bei Brammenquerschnitten, wo mehrere Walzen kurzer Länge jeweils an Gabeln einzeln in einer Reihe gelagert sind. Bei Strangbreiten von 2 100 mm und mehr ergibt sich eine größere Zahl von Gabelstücken mit Lagersteinen,durch die das Kühlwasser eingeführt wird. An jeder Dichtstelle zwischen Walzenmantel und Lagerstein tropft Wasser auf den Strang. Von großer Empfindlichkeit gegen überschnelles Abkühlen können Stähle besonderer Zusammensetzung sein. Bei Feinkornstählen sind schon Risse in der Oberfläche vorgekommen, die die Brauchbarkeit des gesamten Abgusses infrage stellen.The leakage water creates a particular difficulty Slab cross-sections, where several rolls of short length are each stored individually in a row on forks. With strand widths of 2 100 mm and more there is a larger number of fork pieces with bearing stones through which the cooling water is introduced. Water drips onto the strand at every sealing point between the roller shell and the bearing block. Steels with a special composition can be extremely sensitive to rapid cooling. With fine-grain steels Cracks have already appeared in the surface that question the usefulness of the entire cast.
Diese Schwierigkeit könnte durch eine einzige, lange Walze über die Strangbreite ausgeglichen werden, jedoch stellt sich damit gleich eine ganze Reihe von Problemen. Eine solch lange Walze unterliegt einer besonders hohen Biegebeanspruchung, da die Lagergabeln weit auseinander liegen. Durch den.Abstand zwischen Drehlager und Gabelangriffspunkt entsteht eine zusätzliche Vergrößerung des maximalen Biegemomentes, dessen Größe zwischen den Lagern zwar gleich groß bleibt, sich jedoch aus dem Produkt Gabelkraft mal Abstand zum Drehlager bestimmt. Große Anpresskräfte bei hohem Stranggewicht, sind jedoch notwendig. So liegt bei bekannten Anlagen die Belastung einer Walze bei 90 Mp und mehr. An und für sich ist ein überstehen der Walze über die Strangbreite vorteilhaft hinsichtlich der im gewissen Umfang nicht ausschaltbaren Kühlmittel-Leckverluste. Eine besondere Schwierigkeit entsteht durch die gegensätzlichen Forderungen, für eine gute Wärmeabfuhr durch einen dünnen Walzenmantel , ■ zu sorgen, der durch eine hohe Biegespannung belastet ist.This difficulty could be compensated for by a single, long roller across the width of the strand, but it does This creates a whole series of problems. Such a long roller is subject to particularly high bending stress, because the storage forks are far apart. Due to the distance between the pivot bearing and the fork contact point there is an additional increase in the maximum bending moment, the size of which is the same between the bearings remains, but is determined from the product fork force times the distance to the pivot bearing. Large contact forces at high Strand weight, however, are necessary. In known systems, for example, the load on a roller is 90 Mp and more. At and in itself is a protrusion of the roller over the strand width advantageous with regard to the coolant leakage losses that cannot be eliminated to a certain extent. A special Difficulty arises from the contradicting requirements for good heat dissipation through a thin roll shell, ■ to ensure that is loaded by a high bending stress.
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Eine andere Forderung bestellt in einer ausreichenden Kühlung der Drehlager, um Verschleiß und frühzeitigen Ausfall der gesamten Walze zu verhindern. Eine zusätzliche Belastung stellt auch noch der verlangte geringe Durchmesser der Walze dar. Wenn Wälzlager verwendet werden, so richten sich die Durchmesser nach den Kräften und stellen damit ein Ausgangsmaß der Walze dar.Another requirement ordered in a sufficient cooling of the pivot bearing in order to avoid wear and tear and premature failure of the entire roller to prevent. The required small diameter of the If roller bearings are used, the diameters are based on the forces and thus adjust The initial dimension of the roller.
Die vorliegende Erfindung hat sich deshalb zum Ziel gesetzt, sowohl die Beanspruchung der Walzen als auch deren Kühlung zu verbessern, um ein Optimum von Walzmanteldicke, Kühlung der Walze, Kühlung der Drehlager, sowie bei relativ großer Länge der Walze wegen der Leckverluste weitere Vorteile zu erreichen.The present invention has therefore set itself the goal of both the stress on the rollers and their cooling to improve in order to achieve an optimum of roll shell thickness, cooling of the roll, cooling of the pivot bearings, as well as with relatively large ones Length of the roller to achieve further advantages because of the leakage losses.
Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß die im Bereich des Walzenmantels verlaufenden Kühlmittelkanäle in Schraubenlinienform" ausgeführt sind, wobei Ein- und/oder Mehrgängigkeit vorgesehen ist. Im allgemeinen wird es also notwendig sein, bei durchgehenden, ungeteilten Walzen die langer sind als die Breite des Stranges, eine Verstärkung der Walzenraanteldicke vorzunehmen, wobei eine intensivere Kühlung gestattet, auf ein höheres Maß zu gehen. Die Schraubenlinienform eignet sich aber insbesondere deshalb günstig, weil ein entsprechender, der Festigkeitsrechnung zugrundezulegender Querschnitt nur durch das Kanalprofil des Kühlkanals gemindert wird, Jedoch nicht wie dies bei geraden Kanälen in Längsrichtung der Walze der Fall wäre, durch eine allgemeine Querschnittsverminderung durch die Tiefe des Kanalquerschnittes. Unter Zugrundelegung einer intensiveren Kühlung ist der Walzenmantel ohnehin geringer thermisch beansprucht, so daß an und für sich eine übermäßige Walzenmanteldicke nicht vorgesehen zu werden braucht.This object is achieved by the invention in that the coolant channels running in the area of the roll shell have a helical shape " are executed, with one and / or multiple threads being provided. So in general it will Reinforcement may be necessary for continuous, undivided rolls that are longer than the width of the strand make the roller surface thickness, with a more intensive cooling allows to go to a higher level. The helical shape but is particularly suitable because a corresponding one on which the strength calculation is based Cross-section is only reduced by the channel profile of the cooling channel, but not as is the case with straight ones Channels in the longitudinal direction of the roll would be the case by a general reduction in cross section through the depth of the channel cross-section. Based on a more intensive Cooling is anyway less thermally stressed on the roll shell, so that in and of itself an excessive Roll shell thickness does not need to be provided.
Eine besonders günstige Ausgestaltungsform des Grundgedankens der Erfindung besteht darin, daß beidendig derA particularly favorable embodiment of the basic idea of the invention is that both ends of the
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Walze angeordnete Drehlager vorgesehen sind, in deren Bereich die schraubenlinienförmigen Kühlkanäle mehrgängig und im Zwischenbereich eingängig sind. Die Drehlager sind ' dadurch besonders stark gekühlt., wodurch ihre Lebensdauer entscheidend beeinflußt wird.Roller arranged pivot bearings are provided in the area the helical cooling channels are multi-thread and catchy in the intermediate area. The pivot bearings are 'This is particularly strongly cooled., which increases their service life is decisively influenced.
Die Erfindung kann außerdem dahingehend verbessert sein, daß die Drehlager mit ihrem Außenring in Hülsen liegen, an deren Außenmantel die Kühlkanäle eingearbeitet, z.B. eingegossen sind. Der Aus- und Einbau der Lager vereinfacht sich dadurch, sehr- und die Fertigung derartiger Kühlkanal systeme wird verbilligt. The invention can also be improved in that the pivot bearings are with their outer ring in sleeves, on their Outer jacket the cooling channels are incorporated, e.g. cast in. The removal and installation of the bearings is simplified as a result, very- and the production of such cooling channel systems is cheaper.
Eine besonders günstige Anwendung des Grundgedankens der Erfindung liegt aber darin, daß die Verbindungskanäle von der hohlen Achse zu den Walzenmantel-Kühlmittelkanälen hinter den Drehlagern an der der Walzenlängenmitte zugewandten Seite liegen, jeweils zu einem Anfang der mehrgängigen Kühlmittelkanäle die Verbindung bilden, wobei zwei benachbarte Kanäle vor der Walzenstirnseite miteinander derart verbunden sind, daß ein dichtender Steg bis zur Randkante besteht und ein Kanal des Kanalpaares in die Kanäle des mittleren Bereichs der Walze mündet. Die Gesamtheit dieser Maßnahmen erstreckt sich darauf, neben einer intensiven Kühlung von Walze und Drehlagern, insbesondere den Abstand der Krafteinleitung aus der Gabel bis zur Lagermitte so klein wie nur möglich zu halten, um damit das maximale Biegemoment zu reduzieren. Diesem wichtigen Vorteil schließt sich an, daß trotz mehrgängiger und/oder eingängiger schraubenförmiger Kühlkanäle ein Kühlmitteldurchlauf möglich ist, der Wassereinlauf auf der einen Gabelseite und Wasserauslauf auf der anderen Gabelseite gestattet. Innerhalb dieser Strecke sind die Kühlzonen über den Lagern besonders intensiv gehalten und nur durch evtl. Einfügung einer das Lat'er aufnehmenden Hülse geschwächt, so daß diese kurzen Bc-:-c-;iche, in denen das Biegemoment verhältnismäßig gering ist, Vo]Ii;; analog den auftretenden Festigkeit?:·- undA particularly favorable application of the basic idea of the invention is that the connecting channels of the hollow axis to the roller jacket coolant channels behind the pivot bearings on the one facing the roller length center Side, each form the connection to a beginning of the multi-pass coolant channels, with two adjacent ones Channels in front of the roll face are connected to one another in such a way that a sealing web up to the edge and one channel of the pair of channels opens into the channels of the central region of the roller. The entirety of these Measures include, in addition to intensive cooling of the roller and pivot bearings, in particular the distance to keep the force introduction from the fork up to the middle of the bearing as small as possible in order to achieve the maximum Reduce bending moment. This important advantage is followed by the fact that despite multi-course and / or catchy helical cooling channels a coolant flow is possible, the water inlet on one fork side and water outlet permitted on the other fork side. Within this route, the cooling zones above the warehouses are special held intensely and only weakened by the possible insertion of a sleeve that accommodates the lat'er, so that these are short Bc -: - c-; iche, in which the bending moment is relatively small is, Vo] Ii ;; analogous to the occurring strength?: · - and
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Wärmebeanspruchungen ausgenutet sind. Demgegenüber kann der mittlere Bereich der Walze auf die auftretende maximale Biegespannung ausgelegt sein, ohne daß die Kühlwirkung beispielsweise durch nur eingängige Kühlkanalführung beeinträchtigt wird·Thermal stresses are notched. In contrast, can the middle area of the roller can be designed for the maximum bending stress that occurs without affecting the cooling effect for example, impaired by only catchy cooling channel routing will·
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und im folgenden näher erläutert., wobei weitere •wichtige Merkmale der Erfindung entnommen werden können:In the drawing is an embodiment of the invention shown and explained in more detail below., with more • important features of the invention can be found:
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt mit einem Walzenpaar., das mittels beidseitig angeordneter Gabe3nin einem weiter nicht dargestellten Stützwalzengerüst gehalten ist.Fig. 1 shows a cross section with a pair of rollers., Which means on both sides arranged Gabe3n in a support roll stand, not shown further is held.
Fig. 2 ist ein Achsenquerschnitt durch die erfindungsgemäße Transport- bzw. Stützwalze.Fig. 2 is an axis cross section through the inventive transport or Back-up roll.
Fig. 3? stellt die Abwicklung des Mantels einer Drehlagerhülse dar, an deren Umfang die Kühlkanäle eingegossen sind.Fig. 3? provides the handling of the coat a pivot bearing sleeve, on whose Scope of the cooling channels are cast.
Das Stützwalzengerüst an einer Stranggießanlage besitzt einen Oberteil I9 einen Unterteil 2, an den mittels Gabeln ; <üe jeweils die Walzen 4 gelagert sind. Diese stützen den im mehr oder weniger erstarrten Zustand befindlichen Gießstrang 5, der im Ausführungsbeispiel als Brammenquerschnitt dargestellt ist·The back-up roll stand on a continuous caster has an upper part I 9 and a lower part 2, to which by means of forks; <üe each of the rollers 4 are mounted. These support the cast strand 5, which is in the more or less solidified state and which is shown in the exemplary embodiment as a slab cross-section.
Die in Fig* 2 näher dargestellte V/alzc k besteht im wesentlichen auf; einem Zylindermantel 6, der umläuft und einer stillstehenden Achse 7. Die Achse 7 wird mittels der The V / alzc k shown in more detail in FIG. 2 essentially consists of; a cylinder jacket 6 that rotates and a stationary axis 7. The axis 7 is by means of the
. 1 CK'7 2 . 1 CK'7 2
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6 ι ooJb 1 y6 ι ooJb 1 y
Gabeln 3 (Pig. l) an Ausnehmungen 8 gehalten. Ein Ab si ζ 9 der Achse 7 dient zur Aufnahme der Drehlager 10. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um Wälzlager, die mit ihrem Außenring in Hülsen 11 festsitzend gelagert sind. Gegen axiale Verschiebung sind die Hülsen 11 mittels Deckel 12 am Walzenmantel β verschraubt.Forks 3 (Pig. 1) held in recesses 8. An Ab si ζ 9 the axis 7 is used to accommodate the pivot bearing 10. In the exemplary embodiment these are roller bearings that are mounted with their outer ring in a tight fit in sleeves 11. The sleeves 11 are screwed to the roll shell β by means of a cover 12 against axial displacement.
Die Achse 7 ist von beiden Enden her hohl gebohrt und diese Bohrungen I3 weisen'weitere Radialbohrungen 14 auf, die in eine ringförmige Aussparung 11a der Hülse 11 münden. Von dort aus führen nunmehr einzelne Bohrungen 15 zu den schraubenlinienformigen Kühlmittelkanälen 16.The axis 7 is bored hollow from both ends and these bores I3 have additional radial bores 14 which open into an annular recess 11a of the sleeve 11. From there, individual bores 15 now lead to the helical coolant channels 16.
Fig. 3 zeigt, daß die Bohrungen I5 Jeweils am Anfang 17 eines mehrgängigen Kanales sitzen, wobei jeweils zwei benachbarte Kanäle l6 im Bereich der Randkante l8 miteinander verbunden sind. Das Kühlwasser fließt also von der Bohrung 15 kommend in die Kanäle l6 und von dort über "den Ausgang in die Ringnut 20.des Walzenmantels 6.Fig. 3 shows that the holes I5 each at the beginning of 17th of a multi-pass channel, two adjacent channels l6 with each other in the area of the edge l8 are connected. The cooling water therefore flows from the bore 15 into the channels 16 and from there through the outlet into the annular groove 20 of the roll shell 6.
Das Kühlkanalsystem der Walze 4 ist somit in drei Abschnitte gegliedert. An beiden Enden der Walze 4 befinden sich mehrgängige Kühlkanal-Hülsen 11 und in der Mitte der Walze ein Zwischenbereich 21 mit eingängigen schraubenlinienformigen KUhlkanälen.The cooling channel system of the roller 4 is thus in three sections structured. At both ends of the roller 4 there are multi-thread cooling duct sleeves 11 and one in the middle of the roller Intermediate area 21 with single-thread helical cooling channels.
Die Bohrungen 13 der Achsenden sind mit Deckeln 22 verschlossen, so daß das Kühlmittel durch öffnungen 23 aus der in Fig. 2 nicht dargestellten Gabel 3 eintritt und von dort aus über die Bohrungen 14 in die Ringnut 11a gelangt. Hindurchtretend durch die Verbindungs-Bohrungen 15 gelangt das Kühlmittel in die Paare l6 der Kühlmittelkanäle und von dort aus über den Austritt 19 in die Ringnute 20 des Walzenmantels 6. Über ähnliche öffnungen wie die mit 19 bezeichneten durchfließt das Kühlmittel den Zwischenbeveich ":'.lt Mhi UlKvr dLeselbe Ririp;nute 20 wiederum in die Kühlkan-UeThe bores 13 of the axle ends are closed with covers 22 so that the coolant enters through openings 23 from the fork 3 (not shown in FIG. 2) and from there passes through the bores 14 into the annular groove 11a. Through Stepping through the connecting bores 15, the coolant enters the pairs l6 of the coolant channels and from there, 6 in the annular groove 20 of the roll mantle through the outlet 19 via similar openings such as 19 referred to the coolant flowing through the Zwischenbeveich ':' l. t Mhi UlKvr the same Ririp; slot 20 again in the cooling duct
, 8 , , Ί ,ηη BAD, 8, Ί, ηη BAD
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• _ looobiy• _ looobiy
•16 der Hülse 11 zu gelangen. Jedoch ist diese auf der linken Hälfte der Zeichnung mit einer anderen Steigung versehen als dies die Pig. 3 vorsieht. Das Kühlmittel gelangt schließlich über die Bohrungen 15, 14 und 13 aus der Achse 7 heraus durch eine entsprechende öffnung 2J und durch die Gabel J hindurch zurück zu einem weiter nicht gezeigten Sammelbehälter.• 16 of the sleeve 11 to arrive. However, this is on the left half of the drawing with a different slope provided than this the pig. 3 provides. The coolant finally escapes through the bores 15, 14 and 13 the axis 7 out through a corresponding opening 2J and through the fork J back to a collecting container, not shown.
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- 1967-12-07 DE DE19671583619 patent/DE1583619A1/en active Pending
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