DE2439508C2 - Stütz- bzw. Transportrolle für StranggieBanlagen - Google Patents

Description

Der in einer Stranggießanlage erzeugte Gießstrang muß, soweit er noch nicht durchgehend erstarrt ist, gegen den von innen her wirkenden ferrostatischen Druck abgestützt werden, da sich sonst die Strangschale ausbeulen bzw. aufreißen würde.

Diese Abstützung erfolgt entweder mittels über die ganze Brammenbreite durchgehende Rollen, die seitlich außerhalb des Stranges drehbar gelagert sind, oder mittels sogenannter Segmentrollen, die auf einer Achse oder Welle gelagert oder befestigt sind und die je nach Brammenbreite aus mehreren Einzelrollen bestehen. Die Lagerung und Innenkühlung solcher Segmentrollen macht bei der bedingten Nähe der heißen Bramme Schwierigkeiten. Deshalb werden die vorher genannten durchgehenden Rollen bevorzugt angewandt.

Diese durchgehenden Rollen sind mit zunehmender Brammenbreite erheblichen Biegekräften bzw. Spannungen ausgesetzt, die durch den ferrostatischen Druck des im Inneren des noch nicht durcherstarrten Gießstranges vorhandenen flüssigen Metalls erzeugt werden. Zusätzlich unterliegen sie hohen Beanspruchungen, die sich durch den ständigen Temperaturwechsel ergeben, dem jeder Oberflächenbereich beim Umlauf dadurch unterworfen wird, daß zunächst durch die Berührung mit dem heißen Strang eine Erwärmung stattfindet und der erwärmte Bereich danach beim Weiterdrehen der Rolle durch Aufspritzen von Wasser wieder gekühlt wird.

Durch die starke Erwärmung und die Temperaturwechsel bilden sich an der Oberfläche der bisher verwendeten Stahlrollen Brandrisse, die auf Grund ihrer Kerbwirkung die Widerstandsfähigkeit der Rolle, insbesondere gegen die mechanische Wechsellast, verursacht durch den ferrostatischen Druck bzw. den Anpreßdruck, soweit herabsetzen können, daß die Rolle zerstört wird. Solche Rollenbrüche verursachen außerordentlich zeitraubende und kostspielige Störungen an der Stranggießanlage, abgesehen von den Kosten für die Rollen selbst.

Die bisher üblichen Stahlrollen sind mit Innenkühlung ausgestattet. Hierdurch wird zwar der von dem Strang her durchwärmte Querschnitt der Rolle geringer als dies ohne Kühlung der Fall wäre, so daß auch die durch Wärmeausdehnung gegenüber dem kälteren Rollenteil hervorgerufenen Sprengkräfte geringer sind. jedoch bleibt dies ohne Einfluß auf die Bildung der Brandrisse an der Rollenaußenseite.

Man hat bereits vorgeschlagen, aus Stahl gefertigte, innen ungekühlte Stütz- oder Führungsrollen für Stranggießanlagen dadurch gegen Brandrisse zu schützen, daß man sie mit einer aufgespritzten Oberflächenschicht aus Chrom, Molybdän, Nickel, Eisen, Stahl. Aluminium, Titan oder Zirkon oder deren Oxyden versieht. Hierdurch soll die Temperatur auf der brandrißgefährdeten Oberfläche der Stahlrolle verringert werden, so daß die Möglichkeit für das Entstehen von Brandrissen herabgesetzt und die Haltbarkeit der Rolle erhöht wird. Derartige Rollen konnten sich jedoch in der Praxis nicht durchsetzen, weil sie bei der Fertigung großen Aufwand erfordern. Vor allem aber verliert die aufgespritzte dünne Schicht unter dem Einfluß von Verschleiß sehr schnell ihre Wirkung.

Die Erfindung betrifft eine Stütz- bzw. Transportrolle für Stranggießanlagen, insbesondere Stahlstranggießanlagen für Brammen, bestehend aus einem zylindrischen Kern und einem diesen umgebenden hohl/ylindrischen Mantel, wobei zwischen Kern und Mantel Kühlkanäle angeordnet sind, denen das flüssige Kühl mittel durch axiale, an den Seitenflächen der Rolle mündende Kanäle zugeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rolle der genannten Art so zu gestalten, daß die unvermeidlich auftretenden Brandrisse keine dif" Rüstigkeit der Rolle beeinträchtigende Wirkung hervorrufen. Dabei wird gleichzeitig eine möglichst einfache und kostengünstige Bauweise dieser Rolle angestrebt. Die genannte Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst. daß der Mantel aus Gußeisen besteht.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die sehr starke Kerbwirkung der an sich feinen Brandrisse dann wesentlich verringert werden kann, wenn es gelingt, ihre Eindringtiefe in das Material zu vermindern. Dies ist durch Verwendung von Gußeisen als Werkstoff für den Rollenmantel möglich, weil die sich auch in diesem Material bildenden Brandrisse bei weitem nicht so tief wie bei Stahl in das Material hineinreichen. Die geringe Biegefestigkeit des aus Gußeisen bestehenden Rollenmantels wird durch den stählernen Kern der Rolle ausgeglichen, wobei das Auftreten von bedrohlichen Sprengkräften, die sich z. B. bei Stillstand des heißen Gießstranges und dadurch bedingter einseiliger Erwärmung der Rolle im Stahlkern ergeben können, durch die Innenkühlung vermieden wird.

Ein geeignetes Material für die Herstellung des zylindrischen Rollenmantels ist Gußeisen, das 4% Si und 2% C, Rest Eisen und herstellungsbedingle Verunreinigung, enthält. Dieser Werkstoff weist bei langsamer Abkühlung ein ferritisches Grundgefüge mit groben Graphitadern auf, welcher auf Grund der ungeregelten Lage der Graphitplättchen eine sehr geringe, unter Umständen Null oetragende Kerbempfindlichkeitsziffer aufweist. Die sich dann möglicherweise noch bildenden Brandrisse sind auf jeden Fall unschädlich, so daß die an sich s.chon geringere mechanische Wechsellast des Mantels keinen Bruch verursachen kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Die Stütz- bzw. Transportrolle besteht aus einem zylindrischen Stahlkern 1, der an beiden Seiten mit Lagerzapfen Xa versehen ist Zur Zufuhr des flüssigen Kühlmittels dient ein axial verlaufender Kanal 2a, der über eine Querbohrung 2b mit Kühlmittelkanälen 3 in Ver-

bindung steht. Die Kühlmittelkanäle 3 verlaufen schraubenförmig und sind in die Außenfläche des Slahlkerns 1 eingearbeitet.

Der zylindrische Kern t ist von ein:in rundzylindrischen Mantel 4 umgeben, der erfindungsgemäß aus Gußeisen gefertigt ist. Zur axialen Befestigung dient ein stirnseitig angeordneter Ring 5, der einen kleineren Innendurchmesser als der Mantel 4 hat Der Ring 5 ist mil Hilfe von Schraubenbolzen 6 am Mantel 4 befestigt. In dem ?n den Ring 5 angrenzenden Bereich ist der Mantel 5 an seiner Innenseite mit einem Rücksprung verschen, so daß sich eine Ringnut 7 bildet. Die Ringnut sc'.zt sich mit geringerer Tiefe noch um ein Stück zur Mitte der Rolle hin fort und dient in diesem Abschnitt zur Aufnahme einer Büchse 8. Da die Schraubenbolzen 6 mit ihrem Schaft frei durch die Nut 7 hindurchgehen und da ferner die Büchse 8 vorgesehen ist, kann die aus Bolzen 6 und Ring 5 bestehende Befrstigungseinrich lung durch unterschiedliche Ausdehnung hervorgerufene Bewegungen der Teile gegeneinander aufnehmen, ohne daß LJndii htigkeiten der kiihlmittelkanalc 3 au! treten. Die Anordnung wird bei dem dargestellten Aus führungsbeispiel durch zwei hintereinander ungeordnete O-Ringe 9 ergänzt, die in entsprechenden Nuten des Rollenkerns I eingeordnet sind. Die verhältnismäßig dünne Büchse 8 schützt die O-Rmge 4 infolge ihrer Wasserkühlung vor der Hitze der Bramme bzv\. dem warmen Rollenmantel 4.

Die gemäß der l'nindiing vorgeschlagene Anordnung verbindet somit die Kerbunempfiiuilichkeii und den besseren Widersland gegen Brandrißbild · >' des Gußeisens mit der guten Tragfähigkeit des Stahls. Der gußeiserne Mantel wird durch den Stahlkern weiige hend von Biegespannungen entlastet, während der Stahlkern vor der Hitze und damit vor den ihn gefähr denden Brandrissen geschützt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Stütz- bzw. Transportrolle für Stranggießanlagen, insbesondere Stahlstranggießanlagen für Brammen, bestehend aus einem zylindrischen Stahlkern mit einem diesen umgebenden hohlzylindrischen Mantel, wobei zwischen Kern und Mantel Kühlkanäle angeordnet sind, denen das flüssige Kühlmittel durch axiale, an den Seitenflächen der Rolle mündende Kanäle zugeführt wird, dadurch geken n/eichne t.daßdcr Mantel (4) aus Gußeisen besteht.

2. Rolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußeisen 4% Si und 2,5% C. Rest Fe und herstellungsbedingte Verunreinigungen, enthält.

3. Rolle nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Mantels (4) etwa '/i bis ¹At des Rollenradius beträgt.