DE19506871C1

DE19506871C1 - Transport of support roll for metal, in particular, steel strip installations

Info

Publication number: DE19506871C1
Application number: DE1995106871
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl Ing Hofmann
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1995-02-16
Filing date: 1995-02-16
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2015-02-17

Abstract

The roll consists of a stationary core (1) with cooling water supply and removal means and a rotatable sleeve (2) which is laterally sealed, and rests on the load-bearing core. The roll is novel in that the central region of the core (1) is provided with an axial channel (5) with a slit-shaped opening (6) which extends towards the contact region (8) between the roll and the strip (9).

Description

Die Erfindung betrifft eine Transport- bzw. Stützwalze für Metall- insbesondere Stahlstranggießanlagen gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a transport or support roller for metal in particular Steel continuous casting plants according to the generic term of the main claim.

Beim Stranggießen muß der aus der Kokille austretende und im Kern noch flüssige Metallstrang durch Rollen gestützt werden. Es ist bekannt, daß diese Stützrollen auch zur Wärmeabfuhr aus dem erstarrenden Strang dienen und daher intensiv gekühlt werden müssen. Beim sogenannten trockenen Verfahren insbesondere bei der Stahlerzeugung wird die Strangoberfläche aus metallurgischen Gründen nicht mit Wasser beaufschlagt. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, sogenannte Massivwendelrollen einzusetzen, bei denen unter der Rollenoberfläche das Wasser durch wendelförmig angeordnete Kühlkanäle mit hoher Geschwindigkeit strömt und dabei intensiv den Rollenaußenbereich kühlt (DE-OS 15 83 619, DE 85 29 194 U1).During continuous casting, the liquid that emerges from the mold and is still liquid in the core Metal strand to be supported by rollers. It is known that these support rollers too serve to dissipate heat from the solidifying strand and are therefore intensively cooled Need to become. In the so-called dry process, especially in the The strand surface is not included in the steel production for metallurgical reasons Water applied. It has proven to be useful, so-called Use solid spiral rolls where the water is under the roll surface flows through helically arranged cooling channels at high speed and intensively cools the outer roll area (DE-OS 15 83 619, DE 85 29 194 U1).

Diese Massivwendelrollen haben den Nachteil, daß die gesamte Rollenoberfläche ständig intensiv gekühlt wird, obwohl die Rolle, wie Berechnungen gezeigt haben, nur an der Berührungsfläche mit dem erstarrenden Metallstrang eine intensive Erwärmung erfährt. Bei der Verwendung eines gut wärmeleitenden Metalles wie zum Beispiel Kupfer für die Rolle oder den äußeren Bereich der Rolle erfolgt ein Wärmeausgleich in dem äußeren Rollenbereich innerhalb weniger Sekunden, so daß ca. 70 bis 80% der Rollenoberfläche unnötigerweise intensiv durchströmt wird. Ein weiterer Nachteil dieser Massivwendelrolle ist die fortlaufende Erwärmung des Kühlwassers beim Durchströmen der Rolle. Das führt zu einer ungleichmäßigen Kühlung infolge des mit zunehmender Erwärmung schlechteren Wärmeüberganges an das Kühlwasser. Nachteilig ist auch die Lagerung des sehr schweren massiven Rollenkörpers und die aufwendige Erneuerung der verschlissenen Ummantelung.These solid spiral rolls have the disadvantage that the entire roll surface is constantly intensively cooled, although the role, as calculations have shown, only intensive heating at the contact surface with the solidifying metal strand experiences. When using a good heat conductive metal such as Copper for the roll or the outer area of the roll is heat balanced in the outer roller area within a few seconds, so that about 70 to 80% of the Is unnecessarily intensively flowed through the roll surface. Another disadvantage this solid spiral roll is the continuous heating of the cooling water Flow through the roll. This leads to an uneven cooling due to the increasing heating poorer heat transfer to the cooling water. Another disadvantage is the storage of the very heavy massive roller body and the time-consuming renewal of the worn casing.

Aus der DE-OS 22 37 646 ist eine ähnliche Transport- bzw. Stützwalze wie die Massivwendelrolle bekannt. Sie besteht aus einem Kern und einem diesen umgebenden Mantel, der im Bereich der Lagerzapfen mit dem Kern verbunden ist. Zwischen Mantel und Kern ist eine Kühlwasserführung in Form von schraubenlinienförmig angeordneten Kanälen vorgesehen. Die Zu- bzw. Abfuhr des Kühlwassers erfolgt über im Zapfenbereich angeordnete Sacklochbohrungen, in die das Ende bzw. der Anfang des Kühlkanales mündet. Die Nachteile dieser Transport bzw. Stützwalze sind vergleichbar wie die der zuvor beschriebenen Massivwendelrolle.From DE-OS 22 37 646 is a similar transport or backup roller as that Solid spiral roller known. It consists of a core and one of these surrounding jacket, which is connected to the core in the region of the bearing journal. Between the jacket and the core there is a cooling water duct in the form of helically arranged channels provided. The supply or removal of the Cooling water takes place via blind holes arranged in the pin area, into which the end or the beginning of the cooling channel opens. The disadvantages of this transport or backup roller are comparable to that of the solid spiral roller described above.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Transport- bzw. Stützwalze für Metall- insbesondere Stahlstranggießanlage vorzuschlagen, die die geschilderten Nachteile vermeidet.The object of the invention is to provide a transport or support roller for metal in particular Propose continuous steel caster that avoids the disadvantages described.

Gelöst wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Bestandteil von Unteransprüchen.The problem is solved by the in the characterizing part of claim 1 specified characteristics. Advantageous further training is part of Subclaims.

Im Unterschied zum bekannten Stand der Technik ist der Kern feststehend und der Mantel in Form einer Hülse seitlich abgedichtet drehbar darauf gelagert. Der Kernbereich weist einen axial durchgehenden Kanal auf, der mit einer bis in den Mantelbereich sich erstreckenden schlitzartigen Öffnung versehen ist. Diese Öffnung ist bewußt auf den Berührungsbereich, d. h. den Kontaktbereich zwischen Metallstrang und Walze gerichtet. Durch den feststehenden Kern entfällt die aufwendige Lagerung der üblicherweise eingesetzten Rollen. Die drehbar auf dem Kern gelagerte Hülse kann intensiv an der kritischen Stelle, d. h. der Berührungsstelle mit der heißen Strangschale intensiv und gleichmäßig gekühlt werden. Bei Verschleiß kann die drehbare Hülse einfach entfernt und durch eine neue ersetzt werden. Der wasserdruchströmte und die Belastung aufnehmende Kern bleibt erhalten.In contrast to the known prior art, the core is fixed and the Jacket in the form of a sleeve sealed laterally rotatably mounted on it. Of the Core area has an axially continuous channel, which with one into the Shell area extending slot-like opening is provided. This opening is aware of the area of contact, i.e. H. the contact area between the metal strand and roller directed. The fixed core eliminates the need for expensive storage of the roles usually used. The sleeve rotatably mounted on the core can intensively at the critical point, d. H. the point of contact with the hot one Strand shell are cooled intensively and evenly. When worn, the rotatable sleeve easily removed and replaced with a new one. Of the water-flowed core and the load-absorbing core is retained.

Anhand zweier Ausführungsbeispiele soll die erfindungsgemäße Transport- bzw. Stützwalze näher erläutert werden. Using two exemplary embodiments, the transport or Back-up roller are explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Abb. 1 im Querschnitt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Transport- bzw. Stützwalze
Abb. 2 eine zweite Ausführungsform
Abb. 3 im Querschnitt ein Detail der Kühlwasserzuführung
Abb. 4 im Längsschnitt eine Ausführungsform der seitlichen Abdichtung. Fig. 1 in cross section a first embodiment of a transport or support roller according to the invention
Fig. 2 shows a second embodiment
Fig. 3 in cross-section a detail of the cooling water supply
Fig. 4 in longitudinal section an embodiment of the lateral seal.

In Abb. 1 ist im Querschnitt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Transport- bzw. Stützwalze dargestellt. Sie besteht aus einem feststehenden Kern 1 und einer darauf drehbar gelagerten Hülse 2. Die Drehrichtung der Hülse 2 ist durch einen Pfeil 3 gekennzeichnet und wird ermöglicht durch eine im äußeren Bereich des Kerns 1 angeordnete Rolle 4. Diese Rolle 4 kann einstückig sein und sich über die ganze Länge der Stützwalze erstrecken oder alternativ in einzelne Segmente bzw. Wälzlager unterteilt sein. Die Zufuhr des Kühlwassers erfolgt über einen im Kern 1 angeordneten axial sich erstreckenden Kanal 5, der mit einer schlitzartigen Öffnung 6 verbunden ist. Diese Öffnung 6 erstreckt sich bis in den Bereich 7 der Hülse 2 und ist auf den Berührungsbereich 8 zwischen Hülse 2 und dem zu transportierenden Metallstrang 9 gerichtet. Die Transportrichtung des heißen Metallstranges 9 ist durch einen dick ausgezeichneten Pfeil 10 gekennzeichnet. Der Antrieb der Hülse 2 erfolgt durch den aufgrund der Schwerkraft sich abwärts bewegenden Metallstrang 9. Damit das Kühlmedium ungehindert an der Rolle 4 vorbeifließen kann, ist diese mit mehreren umlaufenden Nuten 11 versehen. Das in den Bereich der Berührung 8 herangeführte Kühlwasser erwärmt sich in dieser Zone und strömt nach beiden Seiten entlang der Mantellinie des Kerns 1 herunter. Im unteren Bereich des Kerns 1 sammelt sich das erwärmte Kühlwasser und wird über eine kanalartige Ausnehmung 12 abgeleitet.In Fig. 1, a first embodiment of a transport or support roller according to the invention is shown in cross section. It consists of a fixed core 1 and a sleeve 2 rotatably mounted thereon. The direction of rotation of the sleeve 2 is indicated by an arrow 3 and is made possible by a roller 4 arranged in the outer region of the core 1 . This roller 4 can be in one piece and extend over the entire length of the support roller or alternatively can be divided into individual segments or rolling bearings. The cooling water is supplied via an axially extending channel 5 which is arranged in the core 1 and is connected to a slot-like opening 6 . This opening 6 extends into the area 7 of the sleeve 2 and is directed towards the contact area 8 between the sleeve 2 and the metal strand 9 to be transported. The direction of transport of the hot metal strand 9 is indicated by a thick arrow 10 . The sleeve 2 is driven by the metal strand 9, which moves downward due to gravity. So that the cooling medium can flow freely past the roller 4 , it is provided with a plurality of circumferential grooves 11 . The cooling water brought into the area of the contact 8 heats up in this zone and flows downward on both sides along the surface line of the core 1 . The heated cooling water collects in the lower region of the core 1 and is discharged via a channel-like recess 12 .

Abb. 2 zeigt im gleichen Querschnitt eine zweite Ausführungsform, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet worden sind. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Abb. 1 ist in dieser Ausführungsform nicht nur eine Rolle, sondern eine Vielzahl von Rollen 13 vorgesehen, die gleichmäßig über den Umfang des Kerns 1 angeordnet sind. Auch diese Rollen 13 können einstückig sein oder aus einzelnen Segmenten oder aus einzelnen Wälzlagern bestehen. Der Vorteil dieser Ausführung ist darin zu sehen, daß die Belastung der Hülse 2 gleichmäßig verteilt wird und das Kühlwasser nahezu senkrecht, wie der Pfeil 14 zeigt, auf den Berührungsbereich 8 gerichtet ist. Dadurch wird sichergestellt, daß dieser Bereich besonders intensiv gekühlt wird. Alternativ zur Ausbildung des Kerns 1 als Massivteil ist es auch möglich einen drei- oder mehrarmigen Steg vorzusehen, an dessen Enden die die Hülse 2 tragenden Rollen 13 angeordnet sind. Fig. 2 shows the same cross section of a second embodiment, the same reference numerals being used for the same parts. In contrast to the embodiment according to FIG. 1, in this embodiment not only one roller but a plurality of rollers 13 are provided which are arranged uniformly over the circumference of the core 1 . These rollers 13 can also be in one piece or consist of individual segments or individual roller bearings. The advantage of this embodiment can be seen in the fact that the load on the sleeve 2 is distributed uniformly and the cooling water is directed almost perpendicularly, as the arrow 14 shows, onto the contact area 8 . This ensures that this area is cooled particularly intensively. As an alternative to forming the core 1 as a solid part, it is also possible to provide a three- or multi-arm web, at the ends of which the rollers 13 carrying the sleeve 2 are arranged.

Abb. 3 zeigt ein Detail der Kühlwasserzufuhr. Um die Kühlung noch zu intensivieren, ist die schlitzartige Öffnung 6 an der Austrittsstelle 15 im Querschnitt verengt. Dadurch wird eine Beschleunigung des Kühlwasserstromes erzwungen, so daß die Wärmeübergangszahl entsprechend angehoben wird. Fig. 3 shows a detail of the cooling water supply. In order to intensify the cooling, the slit-like opening 6 at the exit point 15 is narrowed in cross section. This forces the cooling water flow to accelerate, so that the heat transfer coefficient is increased accordingly.

In Abb. 4 ist eine mögliche Ausführungsform der seitlichen Abdichtung für das Kühlwasser dargestellt. An der Hülse 2 ist ein Deckel 17 angeflanscht, der gegenüber dem feststehenden Kern 1 mit einem konventionellen Dichtring 15 abgedichtet ist. Zusätzlich kann der feststehende Kern 1 mit einer berührungslosen Labyrinthdichtung 16 versehen sein. Es ist auch denkbar, die seitliche Abdichtung nur als Labyrinthdichtung auszuführen. In dieser Abbildung ist auch eine mögliche Anordnung des Zuführungskanales 5 für das Kühlwasser dargestellt. In diesem Falle müßte der Zapfen am anderen Ende des feststehenden Grundkörpers 1 für die Ableitung des erwärmten Kühlwassers ausgebildet sein. Fig. 4 shows a possible embodiment of the side seal for the cooling water. A flange 17 is flanged to the sleeve 2 and is sealed with a conventional sealing ring 15 with respect to the fixed core 1 . In addition, the fixed core 1 can be provided with a non-contact labyrinth seal 16 . It is also conceivable to design the lateral seal only as a labyrinth seal. In this figure, a possible arrangement of the feed channel 5 for the cooling water is also shown. In this case, the pin should be formed at the other end of the fixed base body 1 for the discharge of the heated cooling water.

Claims

1. Transport or support roller for metal, in particular continuous steel casting plants, consisting of a fixed core with a cooling water supply and discharge and a sleeve designed as a sleeve, which is laterally sealed rotatably mounted on the load-bearing core and between the jacket and core, the cooling water is supplied, characterized in that the core region of the core ( 1 ) has an axially continuous channel ( 5 ) with a slot-like opening ( 6 ) which extends into the jacket region and is directed towards the contact region ( 8 ).

2. Transport or support roller according to claim 1, characterized in that in the outer peripheral region of the core ( 1 ) at least one roller ( 4 ) is arranged.

3. Transport or support roller according to claim 2, characterized in that the roller ( 4 ) is in one piece and has circumferential grooves ( 11 ) in the jacket area for the passage of the cooling water.

4. Transport or support roller according to claim 1, characterized in that a plurality of rollers ( 13 ) are arranged distributed over the circumference.

5. Transport or support roller according to claims 1 to 4, characterized in that the slot-like opening ( 6 ) in the region of the exit point ( 15 ) has a cross-sectional constriction.