DE2600502A1 - Walze fuer eine metall-stranggiessanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Walze, insbesondere eine Walze mit Innenkühlung für eine Metall-Stranggießanlage.

Stranggießwalzen sind im allgemeinen als Edelstahl-Rohre großer Dicke ausgebildet, die an jedem Ende mit angesetzten, ihrer Lagerung dienenden Zapfen ausgerüstet sind. Die Außenfläche des Rohres bildet die Wälzfläche, welche sich in Berührung mit dem Strang, beispielsweise einer Bramme mit einer Außentemperatur von etwa 1 000 C, befindet. Die Innenfläche des Rohres wird durch ein Fluid, gewöhnlich Wasser,

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gekühlt, dessen Temperatur annähernd gleich der Umgebungstemperatur ist. Der den Körper der Walze bildende dicke zylindrische Hantel ist also dynamischen Wärmespannungen unterworfen, die der mechanischen Umlauf-Biegespannung überlagert sind»

Bei der Betrachtung der Verteilung der Temperaturen in einem gegebenen Augenblick in einem Querschnitt der Walze kann festgestellt werden, daß das Temperaturgefälle in der Nähe des Berührungspunktes mit dem Strang sehr groß ist und einen Bereich von geringer Tiefe an der Außenfläche der Walze in Mitleidenschaft zieht. Die G-röße dises Gefälles und des von ihm erfaßten Bereiches ist relativ unabhängig von der Dicke des Walzenkörpers. Außerdem kann festgestellt werden, daß die Yfärme spannung en zum Temperaturgefälle proportional sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beiden von der Walze aufgenommenen Beanspruchungsarten, d.h. einerseits die Wärmespannungen und andererseits die mechanisch bedingten Beanspruchungen,zu trennen.

.Die Erfindung betrifft eine Walze, insbesondere eine Walze mit Innenkühlung für das Stranggießen von Metall, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie von einem dünnen Mantel umkleidet ist, v/elcher mit einem vor Inbetriebnahme vorhandenen bzw. sich erst nach Betriebsaufnahme einstellenden Spiel um den Körper der Walze herum angeordnet ist,

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Vorteilhaft weist der dünne Mantel eine Dicke zwischen 5 und 20 mm auf.

Der Körper der Walze ist mit Anschlagelementen versehen, die für die axiale lage des dünnen Mantels sorgen. Diese Anschlagelemente "bestehen aus einer Schulter und aus einem oder zwei aufgesetzten Ringen. Beim Zusammenbau wird ein Spiel zwischen den Anschlagelementen und dem dünnen Mantel vorgesehen, um dessen Ausdehnung relativ zum Walzenkörper zu ermöglichen·

Der dünne Mantel ist vorteilhaft aus mehreren Längsabschnitten zusammengesetzt; dadurch können die Längsspannun- gen aufgehoben werden und wird die Bearbeitung erleichtert.

Der dicke Mantel der üblichen Walzen ist also in zwei Teile zerlegt: in einen äußeren dünnen, durch den Mantel gebildeten Teil und einen inneren dicken, durch den Körper der Vfalze gebildeten Teil.

Der dünne Mantel bleibt einem großen Temperaturgefälle unterworfen; da seine Dicke aber gering ist, sind die Wärmespannungen dort nur schwach. Dieser Mantel ist nicht oder nur wenig den rein mechanischen Spannungen ausgesetzt, je nachdem er in mehreren Abschnitten oder einstückig ausgeführt ist.

Dagegen bringt der innere dicke Mantel die mechanische

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Festigkeit der Walze, und infolge des niedrigen Wärmeaustauschkoeffizienten zwischen dem dünnen und dem dicken Mantel ist das Temperaturgefälle dort erheblich verringert und damit auch die dort auftretenden Wärmespannungen.

Es sind also die beiden von der Walze aufgenommenen Belastungsarten aufgeteilt worden: die von der Wärme herrührenden Spannungen auf den äußeren dünnen Mantel und die von der mechanischen Belastung herrührenden Spannungen auf den inneren dicken Mantel„

Natürlich ist eine derartige Anordnung auf alle Arten vorhandener Walzen anwendbar, wobei der Körper der Walze nicht unbedingt als rohrförmiger Mantel ausgebildet sein muß ο

Ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschriebene
Es zeigen:

Mg. 1 einen Axialschnitt durch eine Walze gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; und

Mg. 2 einen Axialschnitt durch eine Walze gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

In Mg. 1 ist der Körper 1 der Walze in Form eines dicken zylindrischen Mantels veranschaulicht, der an seinen Enden

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mit Zapfen 2 und 3 versehen ist. Diese Zapfen v/eisen axiale Kanäle 4 bzw. 5 auf, die für die Zirkulation des Kühlwassers im Inneren der Walze sorgen. Der Körper 1 ist außen von einem dünnen Mantel 6 umkleidet, der mit Spiel um den Körper herum angeordnet ist. Bei einer hohlen Walze von 400 mm Durchmesser und 60 mm Dicke weist der Hantel 6 beispielsweise eine Dicke zwischen 5 und 20 mm auf. Der Hantel 6 ist in seiner Lage durch aus einer Schulter 7 des Körpers und einem am Körper 1 festen Ring 8 bestehende Anschläge nach der Montage des Mantels 6 axial gehalten« Dieser stellt einen Hitzeschild, aber auch einen leicht ersetzbaren Verschleißteil dar₀ Seine erste Montage kann auch unter leichter Vorspannung erfolgen, wobei das Spiel sich im Laufe einer gewissen Betriebszeit durch das Walzen des Mantels ergibt. Bei der Montage wird zwischen den beiden erwähnten Anschlägen und dem Mantel 6 Spiel vorgesehen, so daß dieser sich relativ zum Körper 1 der Walze ausdehnen kann_o

In Figo .2 sind dieselben Bezugszeichen für die entsprechenden Elemente der Fig. 1 verwendet. Der Mantel 6 besteht hier aus drei zylindrischen Abschnitten 6a, 6b und 6c₀ Es könnte auch eine größere Zahl von Abschnitten vorgesehen werden,, Im Grenzfall könnte der Mantel 6 als Stapel von Ringen mit geringer Breite ausgeführt sein_o Die Anschlagelemente sind als zwei am Körper 1 angeschweißte Ringe 8a und 8b ausgebildet. Durch die Zusammensetzung des Mantels aus einer Mehrzahl von Längsabschnitten können die Längs-

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spannungen teilweise aufgehoben und kann die Herstellung erleichtert werden.

Die erfindungsgemäße Anordnung bringt eine gewisse Anzahl von Vorteilen» Deformationen und gegebenenfalls eine Rißbildung des dünnen Hanteis beeinträchtigen nicht das einwandfreie Arbeiten der Walze„ Bin anderer Vorteil besteht in der Möglichkeit, Werkstoffe mit verschiedenen Eigenschaften, einerseits für den Walzenkörper und andererseits für den dünnen Mantel, zu verwenden,.

Obwohl die Erfindung nur anhand von zwei besonderen Ausführungsformen beschrieben wurde, ist sie natürlich keinesfalls auf diese beschränkt, und es können Änderungen an ihnen vorgenommen werden, ohne daß der Umfang der Erfindung verlassen wirdo Die Erfindung betrifft außer den dargestellten Anordnungen auch deren Abwandlungen und Kombinati onen.0

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Claims (5)

8. Januar 1976 Akte: P Gm 7907 Patentansprüche

1.) Walze, insbesondere Walze mit Innenkühlung für eine Metall-Stranggießanlage, dadurch gekennzeichnet, daß sie von einem dünnen Mantel umkleidet ist, welcher mit einem vor Inbetriebnahme verhandeiien bzwo sich erst nach Betriebsaufnahme einstellenden Spiel um den Körper der Walze herum angeordnet ist_o

2.) Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne Mantel eine Dicke zwischen 5 und 20 mm aufweist_o

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3.) Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Körper der Walze mit Anschlagelementen ausgerüstet ist, welche die axiale lage des dünnen Mantels sicherstellen.

4·) Walze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagelemente aus einer Schulter und einem aufsetzten Ring bestehen.

5.) Walze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagelemente aus zwei aufgesetzten Ringen bestehen,,

6„) Walze nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß beim Zusammenbau zwischen den Anschlagelementen und dem dünnen Mantel Spiel vorgesehen ist.

7·) Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne Mantel aus mehreren längsabschnitten besteht.

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