DE3013484A1 - Koaxial benachbart gelagerte strangfuehrungsrollen in einer stahl-stranggiessanlage fuer brammen - Google Patents
Koaxial benachbart gelagerte strangfuehrungsrollen in einer stahl-stranggiessanlage fuer brammenInfo
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Description
PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER"· D. GROSSE · F. POLLMEIER
03. April 1980 . 8.2693/the-spi
SCHLOEMANN-SIEMAG AKTIENGESELLSCHAFT, 4000 Düsseldorf 1
Koaxial benachbart gelagerte Strangführungsrollen in einer Stahl-Stranggießanlage für Brammen
Die Erfindung betrifft koaxial benachbart, unabhänigig voneinander
gelagerte Strangführungsrollen in einer Stahl-Stranggießanlage
für Brammen.
Die Führungsrollen von Stranggießanlagen sind bei jeder Umdrehung durch den auf die Strangkruste wirkenden ferrostatischen
Druck einer hohen mechanischen Wechselbeanspruchung ausgesetzt, welche bei Brammenanlagen über
Tonnen pro Rolle betragen kann. Eine zusätzliche Beanspruchung der Rollen wird durch die schockartige Temperaturerhöhung
der Rollenoberfläche bei jedem Kontakt mit dem heißen Strang bewirkt. Diese mechanischen und thermischen
Beanspruchungen erfordern je nach Festigkeit des Rollenmaterials einen bestimmten Rollendurchmesser.
Der jeweilige Rollendurchmesser bedingt einen bestimmten
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Mindestabstand und damit die Größe der ungestützten Flächen zwischen aufeinanderfolgenden Rollen. Die wechselseitige
Abhängigkeit zwischen zulässiger Rollenbelastung/ der Strangbreite,
der Krustendicke, des ferrostatischen Drucks, des Rollendurchmessers und des Abstandes aufeinanderfolgender
Rollen begrenzt bei großen Gießformaten die Gießgeschwindigkeit, da schädliche Ausbauchungen und Durchbrüche vermieden
werden müssen. Stränge mit Breiten von beispielsweise über 2 m Breite und mindestens 150 mm Dicke benötigen entweder
kostspielige Strangführungsgerüste oder können bei senkrechter oder bogenförmiger Strangführung nur mit relativ
kurzem flüssigem Kern bzw. nur mit relativ geringer Geschwindigkeit gegossen werden.
Um ein Abgießen von Strängen größerer Breite bei höherer Gießgeschwindigkeit zu ermöglichen,ist es bereits bekannt,
an Stelle durchgehender Führungsrollen mehrfach gelagerte Führungsrollen zu verwenden. Eine bekannte Strangführungsrolle
besteht aus mehreren Rollenabschnitten, deren einseitige Zapfen in Ausnehmungen des benachbarten Rollenabschnittes eingeschraubt
sind, wobei zwischen den Rollenabschnitten jeweils ein Stützlager vorgesehen ist. Durch die Rollenabschnitte
verläuft ein Kühlkanal. (DE-AS 2 420 514) Bei dieser konstruktiv aufwendigen Strangführungsrolle gestaltet
sich die Montage und das Auswechseln der Rollen umständlich und zeitraubend. Da die Verbindungszapfen starken
Biegebeanspruchungen ausgesetzt sind können die Rollenabschnitte zur Verringerung der Lagerstellen nicht wesentlich
verlängert werden. Ein weiterer Nachteil dieser Führungsrolle ist es, daß an der Verbindungsstelle zwischen Rolle
und Zapfen der Wärmeübergang behindert wird, so daß eine gleichmäßige Kühlung über die Rollenlänge nicht gewährleistet
ist.
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Es ist weiterhin eine Strangführung bekannt, wobei über die Strangbreite jeweils zwei Führungsrollen koaxial benachbart
gelagert sind. (DE-AS 25 44 556) Bei dieser kostengünstigen Bauweise können die Führungsrollen schneller
ein- und ausgebaut werden. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß bei einseitig nur an einer Rolle anliegendem Strang die
koaxial benachbarte andere Rolle stehenbleibt und wegen einseitiger überhitzung durch den Strang thermisch hoch beansprucht
wird. Dadurch wird in diesem Bereich die Brandrißbildung gefördert und die Rolle trotz Kühlung zum Strang
hin durchgebogen. Bei erneutem Kontakt mit dem Strang werden die Lager stark beansprucht. Der unrunde Lauf der Führungsrolle
kann zu einer ungleichmäßigen Abstützung des Stranges und damit zu Strangfehlern führen. Weiterhin ist das Kühlsystem
bei zwei benachbarten Rollen aufwendig.
Mit der Erfindung sollen die Nachteile der bekannten Strangführungen
vermieden werden. Ihre Aufgabe ist die Schaffung einer konstruktiv einfachen, wartungsfreundlichen und kostengünstigen
Strangführung mit koaxial benachbart, unabhängig voneinander gelagerten Führungsrollen, wobei eine ungleichmäßige
thermische Beanspruchung von gekühlten Führungsrollen vermieden und eine gleichmäßige,gute Strangabstützung gewährleistet
ist, ohne daß überhöhte Rollen- und Lagerbelastungen zu stärkerem Verschleiß führen. Dadurch soll die
Standzeit solcher Rollen mit ihren Lagern verlängert werden.
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß im Bereich der Strangbahn eines Brammenstranges einander benachbarte
Lagerzapfen zweier gekühlter Strangführungsrollen durch eine auf die Lagerzapfen aufsteckbare Kupplungsscheibe
verbunden sind und diese Kupplungsscheibe beidseitig mit den Lagerzapfen zusammenwirkende Mitnehmerflächen für die
Drehbewegung aufweist.
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Dadurch wird erreicht, daß sich die koaxial benachbart unabhängig voneinander gelagerten Strangführungsrollen
unabhängig von einseitigem Strangkontakt fortlaufend drehen und nicht mehr auf einer Seite durch den Strang
überhitzt werden. Auf diese Weise wird die Lebensdauer der Führungsrollen und Lager verlängert und eine gleichmäßige
Strangabstützung gewährleistet.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Kupplungsscheibe
zur Aufnahme flach ausgebildeter Mitnehmer der Führungsrollen in der Art einer Oldham-Kupplung beidseits
mit einem Schlitz versehen, die senkrecht zueinander verlaufen, wobei der Außendurchmesser der Kupplungsscheibe
gleich oder größer ist als der Durchmesser der Rollenzapfen. Diese Kupplung ermöglicht auch den Ausgleich größerer Achsabweichungen
der benachbarten Führungsrollen.
Die Abstützung des Gießstranges kann gemäß einem weiteren
Merkmal der Erfindung dadurch zusätzlich verbessert werden, daß die Kupplungsscheibe einen gleichen Außendurchmesser aufweist
wie die zugeordneten koaxial benachbarten Führungsrollen. Auf diese Weise wird der durch die benachbart angeordneten
Rollenlager bedingte ungestützte Bereich auf die Breite des Gehäuses eines Rollenlagers reduziert.
An den benachbarten Lagerzapfen der Führungsrollen können alternativ Vierkantzapfen angeordnet sein, denen an jeder
Seite der Kupplungsscheibe eine entsprechende Ausnehmung zugeordnet ist.
Der Vierkantzapfen kann vorteilhaft mit bombierten Seitenflächen ausgestaltet werden, um die Flächenpressung bei
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radialen Verlagerungen zu vermindern.
Eine Vereinfachung der Kühlmittelführung in das Rolleninnere kann dadurch erreicht werden, daß die Kupplungsscheibe
und/oder die benachbarten Rollenzapfen Einrichtungen zur Verbindung der Kühlmittelführungen von einer Rolle zur
benachbarten Rolle aufweisen. Man erhält so die Möglichkeit bei im Gegenstrom geführtem Kühlmittel die Anschlüsse für
beide Rollen raumsparend am äußeren Zapfen einer Führungsrolle anzuordnen. Man kann das Kühlmittel aber auch in
einer Richtung durch beide Rollen strömen-lassen, wenn der
äußere Zapfen einer Rolle mit einem Zufluß und der äußere Zapfen der anderen Rolle mit einem Abfluß versehen wird.
Zur Erzielung einer guten Innenkühlung ist der Kühlmittelkanal im Bereich der Kupplungsscheibe zu einer Ringnut erweitert.
Die Strangabstützung wird schließlich dadurch weiter verbessert,
daß die Lager von in Stranglaufrichtung aufeinanderfolgenden Führungsrollen in Achsrichtung gegeneinander
versetzt sind.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch die Seitenansicht einer Stranggießanlage,
Fig. 2 einen aus mehreren koaxial benachbart gelagerten Führungsrollen bestehenden Abschnitt der Strangführung,
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Fig. 3 einen anderen aus mehreren koaxial benachbart gelagerten Führungsrollen bestehenden Abschnitt der
Strangführung,
JFig. 4 im Teilschnitt zwei benachbart gelagerte Führungsrollen mit einer zwischengeordneten Kupplungsscheibe
gemäß Fig. 2,
Fig. 5 die Ansicht der Kupplungsscheibe gemäß Fig. 4, 10
Fig. 6 im Teilschnitt zwei benachbart gelagerte Führungsrollen mit einer zwxschengeordneten Kupplungsscheibe
gemäß Fig. 3,
Fig. 7 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie in Fig. 6.
In der in Fig. 1 dargestellten Stranggießanlage ist eine einer Kokille 1 nachgeordnete bogenförmige Strangführung
durch aufeinanderfolgend angeordnete Führungsrollen 2 und 3 gebildet. Die Führungsrollen 3 sind angetrieben.
Die Fig. 2 und 3 zeigen Ausschnitte zweier alternativer Ausbildungen der.Rollenführung. In beiden Ausbildungen sind
jeweils zwei Strangführungsrollen 2a, 2b, 3a, 3b, bzw. 2c, 2d, 3c, 3d koaxial benachbart in je zwei Lagern 4, 5 und
6, 7 bzw. 8, 9 und 10, 11 unabhängig voneinander gelagert.
Die Führungsrollen 2a und 2b bzw. 2c und 2d sind mit je einem inneren Kanal 12 zum Durchfluß eines Kühlmittels versehen,
wobei an den äußeren Zapfen der Rollen Drehdurchführungen 13, 14 angeordnet sind. Die angetriebenen Strangführungsrollen
3b und 3d sind mit einem Antriebsflansch 15 versehen. Hierbei erfolgt die Innenkühlung der koaxial ge-
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lagerten Führungsrollen 3a, 3b bzw. 3c, 3d nach dem Umkehrprinzip in zwei konzentrischen Kanälen 16, 17, wobei die
Zu- und Ableitung des Kühlmittels durch eine doppelte Drehdurchführung 18 an den äußeren Zapfen der Führungsrollen 3a
bzw. 3c erfolgt. Sowohl in der Ausbildung nach Fig. 2 als auch nach der Ausbildung in Fig. 3 sind die benachbarten
Lager 5, 6 bzw. 9, 10 aufeinanderfolgender Führungsrollen zur besseren Abstützung des Stranges in Achsrichtung gegeneinander
versetzt.
Gemäß Fig. 2 ist zwischen den Führungsrollen 2a, 2b bzw. 3a,
3b je eine Kupplungsscheibe 19 angeordnet. Dieser Bereich ist vergrößert in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Die Verbindung
der Führungsrollen 2a und 2b sowie 3a und 3b erfolgt nach dem Prinzip der Oldham-Kupplung, die einen Ausgleich von
Achsabweichungen ermöglicht. Dazu ist die Kupplungsscheibe
19, wie Fig. 5 zeigt, auf beiden Seiten mit je einem Schlitz
20 und 21 versehen, die senkrecht zueinander verlaufen. An den Zapfen der Führungsrollen 2a, 2b, 3a, 3b sind flach ausgebildete
Mitnehmer 22 bzw. 23 angeordnet, die in die Schlitze
20, 21 der Kupplungsscheibe 19 passend eingeschoben sind. Der Durchmesser der Kupplungsscheibe 19 ist größer als die
größte Höhe der Mitnehmer 22 und 23. Auf diese Weise werden ausreichend starke Kraftübertragungsquerschnitte 24, 25
und 26, 27 gewährleistet.
Die Kühlmittelkanäle 12 der Führungsrollen 2a und 2b, 3a, 3b
sind durch ein in die Rollenzapfen dichtend eingesetztes Rohrstück 28 verbunden.
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Zum Schütze der Wälzlager 29, 30 sind die Lager 5, 6 an der
Strangseite mit je einem durch die Bleche 31, 32 gebildeten
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Kühlmantel 33, 34 versehen. Die Bleche 31, 32 sind zur Abschirmung
über die Kupplungsscheibe 19 geführt.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 ist je eine Kupplungsscheibe 35 zwischen den Lagern 9 und 10 der Führungsrollen 2c, 2d
bzw. 3c, 3d angeordnet. Diese Ausführung ist im Ausschnitt vergrößert in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Danach ist die
Kupplungsscheibe 35 beidseits mit Bohrungen 36 zur Zentrierung auf den Zapfen der Rollen 2c, 2d, 3c, 3d versehen.
Zur Drehmomentübertragung sind die Zapfen mit je einem Vierkant 37 versehen, die in je eine entsprechende Ausnehmung
38 der Kupplungsscheibe 35 passen. Die Kühlkanäle 16 der koaxialen Führungsrollen 2c, 2d, 3c, 3d sind durch in eine
Durchgangsbohrung der Kupplungsscheibe 35 eingesetzte Rohrstücke 39, 40 verbunden, die dichtend in den Kühlkanälen 16
eingeschoben sind. Zwischen den Rohrstücken 39, 40 ist die Kupplungsscheibe 35 zur Kühlung durch eine Ringnut 41 er-,
weitert.
Der Außendurchmesser der Kupplungsscheibe 3 5 ist gleich den Außendurchmessern der benachbarten Führungsrollen 2c, 2d bzw.
3c, 3d. Dadurch wird der Gießstrang zwischen den Lagern 9, 10 durch die Kupplungsscheibe 35 abgestützt, wodurch der
unges tützte Bereich auf die Breite eines Lagers 9 bzw. 10
beschränkt wird.
Zur Abdichtung ist die Kupplungsscheibe 35 auf jeder Seite mit einer Ringnut 4 2 versehen, in die je ein Lagerring 4 3
eingreift.
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Claims (8)
1. Koaxial benachbart, unabhängig voneinander gelagerte Strangführungsrollen in einer Stahl-Stranggießanlage
für Brammen,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der Strangbahn eines Brammenstranges einander benachbarte Lagerzapfen zweier gekühlter Strangführungsrollen
(2a, 2b, 3a, 3b, 2c, 2d,-3c, 3d) durch eine auf die Lagerzapfen aufsteckbare Kupplungsscheibe
(19 bzw.35) verbunden sind und diese Kupplungsscheibe beidseitig mit den Lagerzapfen zusammenwirkende Mitnehmerflächen
für die Drehbewegung aufweist.
2. Strangführungsrollen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplungsscheibe (19) zur Aufnahme flach ausgebildeter Mitnehmer (22, 23) der Führungsrollen (2a, 2b,
3a, 3b) in Art einer Oldham-Kupplung beidseits mit einem Schlitz (20, 21) versehen ist, die senkrecht zueinander
verlaufen, wobei der Außendurchmesser der Kupplungsscheibe größer ist als die Durchmesser der Rollenzapfen.
3. Strangführungsrollen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplungsscheibe (35) einen gleichen Außendurchmesser aufweist, wie die zugeordneten koaxial benachbarten
Führungsrollen (2c, 2d, 3c, 3d).
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4* Strangführungsrollen nach Anspruch 1 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß an den benachbarten Lagerzapfen der Führungsrollen (2c, 2d, 3c, 3d) Vierkantzapfen (37) angeordnet sind,
denen an jeder Seite der Kupplungsscheibe (35) eine entsprechende Ausnehmung (38) zugeordnet ist.
5. Strangführungsrollen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß eine der benachbarten Führungsrollen (3b, 3d) mit
einem Antrieb versehen ist.
6. Strangführungsrollen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplungsscheibe (19 bzw. 35) und/oder die benachbarten
Rollenzapfen Einrichtungen zur Verbindung der Kühlmedlumzu- und -abführung von einer Rolle zur benachbarten
Rolle aufweisen.
7. Strangführungsrollen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelführung (16) im Bereich der Kupplungsscheibe
zu einer Ringnut (41) erweitert ist.
8. Strangführungsrollen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lager (5, 6 bzw. 9, 10) von in Strangrichtung aufeinanderfolgenden
Führungsrollen (2a, 2b, 3a, 3b bzw. 2c, 2d, 3c, 3d) in Achsrichtung gegeneinander versetzt sind.
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Owner name: SMS SCHLOEMANN-SIEMAG AG, 4000 DUESSELDORF, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |