EA020786B1 - Валок и валковая система для установки непрерывной разливки стали - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к валку (2) и валковой системе для установки непрерывной разливки стали. Валок (2) удерживается опорным кронштейном (1, 14) и имеет вращательно-симметричную обечайку (6) и по меньшей мере одну вставку (5), имеющую крепление (4) для подшипника (3) валка, устанавливаемого на цапфе опорного кронштейна. Вставка (5) валка расположена внутри обечайки (6) валка и герметично прилегает к ней. Вставка (5) валка и обечайка (6) валка образуют полость (11) для приема охлаждающей среды, причем вставка (5) валка имеет по меньшей мере один канал (9) охлаждающей среды, который заканчивается в указанной полости (11). Изобретение позволяет оптимизировать охлаждение обечайки валка и подшипников.

Description

Изобретение относится к валку для установки непрерывной разливки стали, к валковой системе с использованием этого валка по меньшей мере с одним опорным кронштейном и с удерживаемым им валком, а также к узлу для направления заготовки в установке непрерывной разливки стали с использованием валковой системы согласно изобретению.

В установках непрерывной разливки стали для разливки металлических заготовок используются валки на вращающейся опоре, которые служат для того, чтобы направлять и охлаждать и, при необходимости, опирать металлическую заготовку после ее выхода из кокиля. При этом валки снаружи посредством цапф установлены в опорном кронштейне с помощью подшипников и охлаждаются по замкнутому контуру путем подвода охлаждающей жидкости (прежде всего, воды) под давлением во внутреннюю часть валка для отвода тепла, что, например, может быть реализовано путем направления воды через аксиальное отверстие сквозь цапфу валка.

Опора и/или направление металлической заготовки в зависимости от формата литья и позиции может производиться со всех сторон, с противоположных сторон заготовки или только с нижней стороны заготовки. Соответственно этому валки используются в различных системах, такие как комплекты валков в сепараторе, смещенные сдвоенные валки, продольные валки с несколькими опорами или простые валки.

Валки, прежде всего обечайки и подшипники валков, во время эксплуатации подвергаются экстремальной термической нагрузке из-за непосредственного контакта с раскаленной металлической заготовкой и, прежде всего, из-за излучаемого тепла. Это касается, прежде всего, валков в поперечной зоне балочных профилей. К этому добавляется агрессивная среда, вызванная загрязненной остатками литьевого порошка водой, а также водяными парами, окалиной и т.п.

Зачастую требуются небольшие зазоры между соседними валками и, следовательно, малый диаметр валков для того, чтобы обеспечить эффективную опору литьевой заготовки, что дополнительно увеличивает нагрузку на валки.

Такие небольшие зазоры между соседними заготовками, а также другие компоненты литьевой установки, например охлаждающие элементы или электромагнитные перемешивающие устройства, требуют максимально компактной конструкции валковых направляющих. И, тем не менее, используемые валки и валковые системы должны иметь высокую надежность и длительный срок службы, а также обеспечивать простое обслуживание.

Известные из уровня техники решения с опорными кронштейнами по обоим концам охлаждаемого большей частью водой корпуса валка и смонтированного на одном опорном кронштейне вращающегося уплотнения зачастую недостаточно выполняют упомянутые выше требования.

Примеры таких известных из уровня техники расположений валков известны из ΌΕ 19752336 С1 и ЕР 857258 А1. В подобных вариантах выполнения, прежде всего, охлаждение зон подшипников часто недостаточно.

Задачей данного изобретения является разработка конструкции валков, которая обеспечивает высокоэффективное охлаждение подшипников валков и обечайки валков при одновременно компактной и допускающей нагрузку конструкции, а также имеющей возможность экономичного изготовления.

Данная задача согласно признакам изобретения по п. 1 решена тем, что предлагается питаемый охлаждающей средой бесцапфовый валок для установки непрерывной разливки стали, с вращательносимметричной обечайкой валка для приема охлаждающей среды и по меньшей мере с одной вставкой валка, имеющей крепление для подшипника валка, устанавливаемого на цапфе опорного кронштейна, при этом вставка валка расположена внутри обечайки валка и герметично прилегает к ней, при этом вставка валка и обечайка валка образуют полость для приема охлаждающей среды, причем вставка валка имеет по меньшей мере один канал охлаждающей среды, который заканчивается в указанной полости.

Валок согласно изобретению отличается, прежде всего, тем, что крепление подшипника валка и, тем самым, в эксплуатационном состоянии и подшипник валка расположены внутри обечайки валка, которая при эксплуатации установки непрерывной разливки стали, прокатного стана или каландра и т.п. питается охлаждающей средой, например водой, и полость для размещения охлаждающей среды, по меньшей мере частично, простирается по контуру между креплением подшипника валка и обечайкой валка так, что во время работы установки обеспечивается оптимизированное охлаждение зоны подшипника. Для обеспечения компактной конструкции при этом можно отказаться от цапфы валка, и валок удерживается посредством расположенного в креплении для подшипника валка подшипника и расположенной на опорном кронштейне цапфы. На основании оптимизированного охлаждения обечайки валка и подшипников можно отказаться от распылительного охлаждения и реализовать методы НоРСазйид или же Эгу-СаЛтд при улучшенном охлаждении без появления трещин пережога на поверхностях обечайки валка.

Вследствие уменьшенного по сравнению с известными из уровня техники валками веса снижается приводимая в движение приводом валков масса валков, т.е. можно рассчитывать приводы валков конструктивно меньшими и с меньшей мощностью и, тем самым, дополнительно уменьшать затраты.

Как правило, вставка валка выполнена в виде стакана и вместе с обечайкой валка образует полость, которая в рабочем состоянии валков может снабжаться через один или два канала подачи охлаждающей

- 1 020786 среды для подвода или же отвода охлаждающей среды. Так, вставка валка имеет по меньшей мере один канал для охлаждающей среды, который заканчивается в образованной полости. Тем самым обеспечивается соответствующая изобретению безосевая и безвальная конструкция валка.

Благодаря выполнению обечайки валка вращательно-симметричной относительно оси валка формы при работе валков можно поддерживать и/или направлять любую желаемую литьевую форму заготовки или сортовой заготовки. Так, например, возможно изготовление форматов заготовок как с изогнутым поперечным сечением, так и с волнообразными контурами.

Как правило, подшипник выполнен в форме подшипника качения или скольжения и расположен в свободной или прессовой оправе подшипника. При простой короткой форме валка достаточно, если подшипник расположен в креплении подшипника только на одном конце короткого валка, а другой конец короткого валка закрыт крышкой. В такой конструктивной форме короткий валок удерживается посредством одного или двух подшипников лишь на одной цапфе опорного кронштейна, и в образованную обечайкой подшипника полость охлаждающая среда как подается, так и отводится через так называемый сдвоенный уплотняющий узел.

Предпочтительно цапфа опорного кронштейна выполнена монолитно с опорным кронштейном. Так, весь опорный кронштейн может изготавливаться, прежде всего, методом точного литья, и посредством керамического сердечника и механической последующей обработки в опорном кронштейне может быть предусмотрен один или несколько каналов для охлаждающей среды. При выборе соответствующих сплавов опорные кронштейны допускают изготовление с высочайшей механической прочностью, и, несмотря, на компактную конструкцию, могут быть снабжены внутренним охлаждением.

Вместо монолитного опорного кронштейна с цапфами опорного кронштейна также возможно выполнение опорного кронштейна в форме водопроводящей опоры подшипника с опорной шейкой в форме трубы, при этом подшипник валка опирается на опорную шейку в форме трубы и опорная шейка в форме трубы соединяется с опорой подшипника по потоку охлаждающей среды.

В более длинных валках, которые удерживаются по обоим концам, валок содержит вторую вставку валка, имеющую крепление для подшипника валка, устанавливаемого на цапфе опорного кронштейна, при этом вторая вставка валка расположена внутри обечайки валка и герметично прилегает к ней, при этом вставки валка расположены в обечайке валка зеркально симметрично и образуют с обечайкой валка полость для приема охлаждающей среды. Таким образом, валок согласно изобретению может удерживаться одним опорным кронштейном на каждом конце.

Тем самым, при работе валка как подшипник валка, так и соответствующий уплотнительный узел, который предпочтительно размещен в обечайке валка и особо предпочтительно охватывается с зазором подшипником валка, охлаждаются охлаждающей средой лучше, чем в обычных валках, так как находящиеся в контакте с охлаждающей средой поверхности с внутренней стороны валка могут лучше отдавать теплоту в охлаждающую среду.

Для упрощения изготовления и оптимизации потока воды крепление подшипника расположено во вставке валка, которая герметично прилегает к обечайке валка. Для этого вставка валка вдвигается в валок и сваривается по контуру кромки с обечайкой валка так, что вставка валка предпочтительно замыкается почти заподлицо с концом валка. Это может применяться на коротком валке так, как описано выше с одним подшипником и одной вставкой валка, и также на удлиненном валке с двумя подшипниками и, соответственно, с одной вставкой валка на каждом конце валка.

В одной форме выполнения в рабочем состоянии валок согласно изобретению обоими концами посредством закрепленного в соответствующей вставке валка подшипника валка опирается на соответствующую цапфу опорного кронштейна, который из соображений прочности и изготовления может быть, как указано выше, выполнен монолитно с опорным кронштейном. В данной форме выполнения благодаря компактной конструкции возможно плотное размещение нескольких валковых систем (по меньшей мере двух) с валком и опорным кронштейном, также в проходящей отвесно к оси заготовки плоскости, также с расположенными рядом валками с осями вращения под углом, например, 90° друг к другу.

Наряду с функцией крепления подшипника, вставка валка также предназначена для направления охлаждающей среды, которая, как правило, представляет собой воду. Для этого вставка валка выполнена и размещена на обечайке валка таким образом, что между вставкой валка и обечайкой валка образован окружной канал или часть окружного канала для приема охлаждающей среды. Таким образом, обеспечивается, что при работе внутреннюю часть обечайки валка омывает охлаждающая среда и обеспечивает надежный отвод теплоты, и, таким образом, перегрев подшипников исключается. В особо эффективной по теплоотведению форме выполнения окружной канал выполнен таким образом, что подводящий канал охлаждающей среды, например проходящий радиально канал, в окружном канале посредством герметичной по отношению к обечайке валка перегородки отделен от отводящего канала охлаждающей среды, который может быть выполнен, например, как параллельный оси вращения валка или выполненный под углом к оси вращения канал.

Улучшение охлаждения достигается, если окружной канал, предпочтительно посредством перепускного канала, соединяется с образованной обечайкой валка полостью для охлаждающей среды. При этом полость для обеспечения широкого диапазона регулирования может быть заполнена по меньшей

- 2 020786 мере одним заполняющим телом/вытесняющим телом, предназначенным для регулирования количества требуемой охлаждающей среды в зависимости от подлежащего отводу тепла и для повышения скорости потока, а также для того, чтобы направлять охлаждающую среду в полость валка. Таким способом, с одной стороны, можно особенно быстро отводить тепло, и, с другой стороны, требуемое для этого количество охлаждающей среды уменьшается.

Предпочтительно вставка валка выполнена так, что выполненный в ней канал охлаждающей среды проходит в радиальном направлении и предпочтительно соединяется с окружным каналом, образованным между вставкой валка и обечайкой валка. Таким способом можно подаваемую во вставку валка охлаждающую среду непосредственно подавать в окружной канал, а оттуда, предпочтительно посредством перепускного канала, обеспечить ее поступление в окруженную обечайкой валка полость.

Выполнение согласно изобретению обеспечивает простую и быструю сборку узлов. При сборке одной формы выполнения удлиненного валка с обеих сторон обечайки валка в обечайку валка вставляются вставки валка и по кругу привариваются к обечайке валка так, что образуется герметичный корпус валка с полостью для охлаждающей среды между вставками валка и обечайкой валка. В рабочем состоянии этот корпус валка посредством расположенных в креплениях для подшипника валка подшипников качения удерживается на расположенных на каждом конце корпуса валка опорных кронштейнах. Таким образом, валок посредством расположенных на каждом конце валка между соответствующей вставкой валка и находящейся на опорном кронштейне опорной шейкой кронштейна подшипников качения удерживается цапфой опорного кронштейна на соответствующем опорном кронштейне.

По меньшей мере на одном конце валка между валком и цапфой опорного кронштейна расположен выполненный с возможностью герметичного закрепления уплотнительный узел, который герметично соединяет по меньшей мере один канал охлаждающего средства, выполненный в опорном кронштейне, по меньшей мере с одним соответствующим каналом охлаждающей жидкости, выполненным во вставке валка, так, что при работе подаваемая в валок охлаждающая среда подается по каналу охлаждающего средства во вставке валка в образованную в корпусе валка полость охлаждающего средства.

Для этого, в зависимости от варианта выполнения, предусмотрены один или два уплотнительных узла, через которые происходит подача или же отвод охлаждающей среды в полость охлаждающего средства в корпусе валка. При этом в одинарном уплотнительном узле подача охлаждающей среды происходит через расположенный на одном конце валка уплотнительный узел, а отвод охлаждающей среды происходит через расположенный на другом конце валка одинарный уплотнительный узел.

При использовании так называемого сдвоенного уплотнительного узла в валковой системе согласно изобретению одна из данных вставок валка имеет первый канал охлаждающего средства для подачи охлаждающей среды в одну расположенную на внутренней стороне обечайки валка полость охлаждающего средства и второй канал охлаждающего средства для отвода охлаждающей среды из данной полости охлаждающего средства. При этом данные каналы охлаждающего средства в уплотнительном узле присоединяются к каналу охлаждающего средства для подвода охлаждающей среды или же каналу охлаждающего средства для отвода охлаждающей среды соответственно, а другая вставка валка канала охлаждающего средства не имеет и, например, может быть снабжена заглушкой.

В простой форме выполнения валковая система согласно изобретению для установки непрерывной разливки стали выполнена таким образом, что на одном конце валка между вставкой валка и цапфой опорного кронштейна расположен выполненный с возможностью герметичного закрепления сдвоенный уплотнительный узел, который соответственно герметично соединяет канал охлаждающей жидкости, выполненный в опорном кронштейне, с соответствующим каналом охлаждающей жидкости, выполненным во вставке валка, для подачи или отвода охлаждающей среды, а другой конец обечайки валка предпочтительно закрыт крышкой.

Такая форма выполнения опирается с одной стороны только на один опорный кронштейн и имеет возможность применения особенно в качестве охлаждаемого направляющего ролика для прессованных профилей с усложненной геометрией поперечного сечения, например балочных профилей, вследствие уменьшенной потребности в монтажном пространстве для данной формы выполнения.

В следующей форме выполнения валковой системы на обоих концах валка расположено соответственно по одному уплотнительному узлу. Точнее говоря, тогда каждая из этих вставок валка имеет соответственно по одному каналу охлаждающего средства, при этом одна из вставок валка имеет канал охлаждающего средства для подачи охлаждающей среды и другая вставка валка имеет канал охлаждающего средства для отвода охлаждающей среды. При этом данные каналы охлаждающего средства соединяются соответственно с каналом охлаждающего средства для подачи охлаждающей среды в соответствующем первом одинарном уплотнительном узле или же с каналом охлаждающего средства для отвода охлаждающей среды в соответствующем втором одинарном уплотнительном узле так, что подаваемая в валок в рабочем режиме охлаждающая среда по каналу охлаждающего средства во вставке валка, с одной стороны, подается в расположенную на внутренней стороне обечайки валка полость охлаждающего средства и, с другой стороны, отводится по каналу охлаждающего средства для отвода охлаждающей среды из полости охлаждающего средства.

В валковой системе согласно изобретению можно дополнительно улучшить охлаждение, если в

- 3 020786 опорном кронштейне выполнена полость для охлаждающей среды, которая может снабжаться охлаждающим средством последовательно с охлаждением валка или посредством отделенного от охлаждения валка охлаждающего контура.

При использовании так называемого сдвоенного уплотнительного узла в валковой системе согласно изобретению одна из данных вставок валка имеет первый канал охлаждающего средства для подачи охлаждающей среды в одну расположенную на внутренней стороне обечайки валка полость охлаждающего средства и второй канал охлаждающего средства для отвода охлаждающей среды из данной полости охлаждающего средства. При этом данные каналы охлаждающего средства соединяются с каналом охлаждающего средства для подачи охлаждающей среды или же с каналом охлаждающего средства для отвода охлаждающей среды в соответствующем уплотнительном узле, а другая вставка валка канала охлаждающей жидкости не имеет и также может быть закрыта, например, заглушкой или в описанном выше коротком валке закрывающей вставкой в центральном отверстии.

Для увеличенных форматов заготовок, например слябов, может потребоваться, что в валковой системе размещены более одного валка рядом друг с другом, но на одной оси вращения и, в зависимости от ширины валка, что несколько валков поддерживают заготовку на одной стороне. Так, например, модификация валковой системы согласно изобретению имеет по меньшей мере один второй удерживаемый опорными кронштейнами валок согласно изобретению, при этом между соседними валками расположен опорный кронштейн, который удерживает соседние валки, находящиеся на одной оси вращения, при этом на каждом конце валка между вставкой валка и цапфой опорного кронштейна расположен выполненный с возможностью герметичного закрепления одинарный уплотнительный узел, который герметично соединяет канал охлаждающего средства, выполненный в опорном кронштейне, с соответствующим каналом охлаждающего средства, выполненным во вставке валка, для пропуска охлаждающей среды.

При этом предпочтительно, если расположенный между валками опорный кронштейн имеет расположенную предпочтительно на стороне заготовки полость, выполненную с возможностью пропуска охлаждающей среды и, тем самым, достигается улучшенное охлаждение области подшипников на обеих сторонах опорного кронштейна.

Особое преимущество в издержках производства имеет валок и валковая система, в которой вставки валков имеют идентичную конструкцию. Для того чтобы при подобном конструктивно идентичном выполнении добиться оптимизированного течения в полости охлаждающего средства, две вставки валков расположены в обечайке валка предпочтительно с поворотом на 180° вокруг оси валка относительно друг друга. Для того чтобы в этом случае облегчить сборку и расположение вставок валков, вставки валков имеют соответствующие позиционирующие приспособления, например предпочтительно полукруглые позиционирующие выступы. Предпочтительно подобные позиционирующие выступы в смонтированном состоянии могут быть расположены перекручено относительно друг друга на угол предпочтительно 180° вокруг оси валка так, чтобы сборка обеих вставок валков может быть произведена только перекручено друг относительно друга и, тем самым, в оптимизированном по потоку положении.

В валковой системе согласно изобретению может использоваться любой тип уплотнительного узла, например вращающееся уплотнение, если во время работы обеспечена надежная герметизация между вставкой валка и опорным кронштейном. Тем самым, валковая система независима от конкретного выполнения необходимых для герметичного прилегания внутренних вращающихся уплотняющих компонентов герметизирующих элементов или же конструкции уплотнительных поверхностей.

Предпочтительно уплотнительный узел имеет эластичную втулку, предпочтительно в форме компенсатора, которая герметично установлена на опорном кронштейне или в расположенном в цапфе опорного кронштейна корпусном фланце. Размещение может быть и обратным для того, чтобы эластичная втулка находилась на вставке валка.

При использовании эластичной втулки особым преимуществом является, если уплотнительный узел имеет два проходящих друг по другу скользящих уплотнительных кольца, при этом одно из скользящих колец удерживается вставкой валка, а другое скользящее кольцо удерживается эластичной втулкой. Таким образом, особенно простым образом обеспечивается то, что вначале в обечайку валка вставляется вставка валка и может крепиться к нему сваркой, и на следующем шаге к обеим сторонам вставки валка подгоняется подшипник качения, который предпочтительно расположен на цапфе опорного подшипника, предпочтительно вместе с опорным кронштейном в одной обойме, предпочтительно обойме с зазором. В такой форме выполнения обеспечивается, что действующие на уплотнительный узел опрокидывающие моменты и линейное удлинение из-за температурного градиента при нагружении валка во время работы компенсируются вследствие радиальной подвижности скользящих колец и подвижности эластичной втулки и, тем самым, увеличивается срок службы устройства.

Согласно одной форме выполнения по меньшей мере в один канал охлаждающей жидкости опорного кронштейна предусмотрена возможность установки соединительной трубы для присоединения к соединенной со сливом охлаждающего средства и/или подачей охлаждающего средства опорной поверхностью опорного кронштейна так, что обеспечено соединение с проходящими со стороны днища линиями подачи и отвода охлаждающего средства.

- 4 020786

Благодаря компактному выполнению валка согласно изобретению и валковой системы можно расположить валковые системы в направляющем заготовку узле на небольших расстояниях друг от друга. Прежде всего, преимуществом при этом является, если оси вращения валков, расположенных вокруг заготовки валковых систем направляющего заготовку узла, лежат в одной плоскости. Предпочтительно, если данная плоскость находится перпендикулярно к направлению подачи заготовки.

Благодаря компактной конструктивной форме обеспечивается ускоренное техническое обслуживание направляющего заготовку узла или сегмента. Для этого валковые системы согласно изобретению, благодаря их уменьшенному по сравнению с валком по уровню техники весу, можно снять с крепежной поверхности и после снятия опорного кронштейна и подшипника быстро заменить валок в случае его износа и снова собрать.

Так, например, согласно изобретению предусмотрена возможность выполнения направляющего заготовку узла по меньшей мере с четырьмя валковыми системами для направления непрерывно отливаемых длинных изделий с прямоугольным или квадратным поперечным сечением в компактном конструктивном выполнении, а несколько подобных направляющих заготовку узлов могут быть сведены в один сегмент для направления заготовки на небольшом расстоянии друг от друга. Соответственно, направляющее устройство для направления непрерывно отливаемых длинных изделий со сдвоенным Тобразным поперечным сечением может иметь четыре валковые системы с опираемыми одной стороной на опорный кронштейн короткими роликами и четыре валковые системы с опираемыми с обеих сторон соответственно на один опорный кронштейн удлиненными валками, которые расположены попеременно по часовой стрелке вокруг заготовки и направляют ее.

В зависимости от желаемого поперечного сечения заготовки, вокруг нее могут располагаться направляющие заготовку узлы. Например, для круглого прутка можно направлять и поддерживать заготовку посредством лишь двух размещенных друг напротив друга валковых систем и посредством подогнанных под поперечное сечение заготовки вращательно-симметричных обечаек валков.

Другие варианты выполнения изобретения приведены в нижеследующем описании, а также в зависимых пунктах формулы изобретения.

Далее изобретение подробно разъясняется на основании показанных на приложенных иллюстрациях примеров выполнения, на которых показано:

фиг. 1 - вид поперечного сечения первой формы выполнения валковой системы согласно изобретению;

фиг. 2 - вид поперечного сечения второй формы выполнения валковой системы согласно изобретению;

фиг. 3 - вид поперечного сечения третьей формы выполнения валковой системы согласно изобретению;

фиг. 4 - вид поперечного сечения первой формы выполнения направляющего заготовку узла согласно изобретению и фиг. 5 - вид поперечного сечения второй формы выполнения направляющего заготовку узла согласно изобретению.

Как показано на фиг. 1, валковая система согласно изобретению имеет опорный кронштейн 1 и удерживаемый этим опорным кронштейном 1 посредством опорной шейки 1а опорного кронштейна валка 2. При этом валок 2 посредством по меньшей мере одного подшипника 3, который, например, может быть выполнен в виде подшипника качения и который расположен в креплении 4 для подшипника во вставке 5 валка, удерживается опорным кронштейном 1 с помощью опорной шейки 1а опорного кронштейна.

В цилиндрической обечайке 6 валка 2 аксиально между вставкой 5 валка и опорным кронштейном 1 расположен выполненный с возможностью герметичного прилегания уплотнительный узел 7 (7а, 7Ь, 7с, 76), который герметично соединяет сифонную трубку 8 с полостью 11 охлаждающей среды и канал охлаждающего средства в форме кольцевого зазора вокруг сифонной трубки 8 в опорном кронштейне 1 с соответствующим каналом 9 охлаждающего средства во вставке 5 валка.

Выполненный с возможностью герметичного закрепления уплотняющий узел 8 в показанной форме выполнения включает в себя держатель 7а контактного уплотнительного кольца, два контактных уплотнительных кольца 7Ь и 7с и фланец 76, который предназначен для установки и закрепления выполненной предпочтительно в виде компенсатора эластичной втулки. Наряду с предпочтительным выполнением втулки в форме компенсатора из нержавеющий стали, эластичная втулка также может быть выполнена из других, придающих эластичность материалов, например в форме усиленного при необходимости тканевым кордом резинового полого цилиндра, который подогнан под фланец 76. Этим обеспечивается особая гибкость втулки, и уменьшается износ устройства согласно изобретению при нагружении валка.

В показанном примере выполнения эластичная втулка может быть закреплена во фланце 76 с возможностью снятия. Сам фланец 76 посредством резьбы может быть ввернут в опорную шейку 1Ь опорного кронштейна и зафиксирован от выворачивания, например, с помощью стопорного штифта или с помощью клеящего материала. Как уже показано, фланец 76 также может предназначаться как для опирания подшипника 3, так и дополнительно для фиксации посредством обращенного к вставке валка бор- 5 020786 тика.

Опорный кронштейн 1 согласно показанному примеру выполнения имеет два ведущих к опорной поверхности опорного кронштейна, расположенных перпендикулярно относительно оси валка, не показанных, не лежащих в плоскости сечения участка канала. Предпочтительно вертикальный участок канала для подвода охлаждающей среды выполнен или же расположен таким образом, что в опорном кронштейне вызывается достаточное завихрение и что в канале и предпочтительно в имеющейся полости 1Ь для приема охлаждающей среды в опорном кронштейне не могут собираться пузырьки воздуха. В нижнем конце вертикального участка канала могут быть использованы и подсоединены к опорной поверхности опорного кронштейна (не показанные) соединительные трубки, которые, в свою очередь, соединены с (не показанным) подводом и/или отводом охлаждающего средства в днище.

Соединительные трубки могут быть уплотнены соответственно посредством предусмотренных на обоих торцовых концевых участках (не показанными) уплотнительными кольцами круглого сечения относительно опорного кронштейна 1 и опорной поверхности опорного кронштейна или посредством одного уплотнительного кольца круглого сечения во втулке отверстия. Опорный кронштейн соединительными винтами прикручен к опорной поверхности с учетом надежного выдерживания нагрузки.

Из опорного кронштейна 1 по показанному каналу 8 охлаждающего средства обеспечивается подвод охлаждающей среды в полость 11 охлаждающей среды в обечайке 6 валка. Отведение происходит через окружной канал 10 и проходящий во вставке 5 почти радиально канал 9 и канал охлаждающего средства в форме кольцевого зазора вокруг сифонной трубки 8 в отводящий канал 12 в опорном кронштейне. В зависимости от требований и выполнения, подача и отвод охлаждающего средства также может происходить в обратном направлении потока через опорный кронштейн, уплотнительный узел и вышеназванные каналы охлаждающего средства.

Как упомянуто выше, между вставкой 5 валка и опорной шейкой 1а опорного кронштейна предусмотрен уплотнительный узел 7, который согласно примеру выполнения имеет, прежде всего, одно, расположенное в обращенной к фланцу 76 области вставки 5 валка контактное уплотнительное кольцо 7Ь, 7с в качестве уплотнительного элемента и другое, расположенное на втулке 76 контактное уплотнительное кольцо 7с в качестве уплотнительного элемента. Поэтому согласно примеру выполнения уплотнительные поверхности уплотнительных элементов 7Ь, 7с расположены перпендикулярно оси вращения валка. Такое геометрическое расположение уплотнительных поверхностей уплотнительных элементов 7Ь, 7с хотя и является предпочтительным, так как таким образом можно лучше компенсировать воздействующие на уплотнительные элементы силы, но, тем не менее, такое геометрическое расположение уплотнительных поверхностей уплотнительных элементов 7Ь, 7с в соответствующем изобретению валке 1 не является неизбежно требуемым, если используются другие уплотнительные узлы с взаимодействующими иным образом уплотнительными элементами.

Предпочтительно в опорном кронштейне 1 могут быть предусмотрены (не показанные) коаксиальные отверстия, которые выполнены с возможностью закрывания посредством (не показанных) вворачиваемых заглушек. Заглушки при проведении работ по техническому обслуживанию установки непрерывной разливки стали могут выворачиваться и, тем самым, можно обеспечить подачу промывочной среды, например сжатого воздуха, чтобы путем продувки сжатым воздухом удалить из внутренностей валка остатки охлаждающей воды и, тем самым, облегчить проведение технического обслуживания. Точно так же через отверстия с возможностью закрывания можно подать смазку для подшипника 3 качения.

В показанной на фиг. 2 форме выполнения в заштрихованном виде показано вытесняющее тело 22, которое может быть предусмотрено в зависимости от размера полости 11 и обеспечивает уменьшение количества охлаждающей среды, организацию потока и увеличение скорости потока.

Подача консистентной смазки также может происходить через расположенные на стороне днища и в опоре опорного кронштейна питающие линии для того, чтобы смазывать подшипники качения и/или заполнить лабиринтное уплотнение и усилить защитное воздействие.

Как для сборки, так и для снятия валка инструменты могут устанавливаться на опорные шейки и на отверстия.

Предпочтительно между опорным кронштейном и обечайкой 6 валка предусмотрено обегающее лабиринтное уплотнение 19, которое препятствует попаданию воды и загрязнений в область подшипника 3 и, тем самым, обеспечивает увеличение срока службы подшипника.

На наружной стороне опорного кронштейна 1 также может быть предусмотрена (не показанная) вставка, которая закреплена с возможностью снятия на опорном кронштейне 1 посредством крепежных винтов. Благодаря этому доступ снаружи к закрытым смонтированной вставкой компонентам, прежде всего к уплотнительному узлу, для проведения работ по техническому обслуживанию может обеспечиваться без проблем путем выворачивания крепежных винтов и последующего снятия вставки без необходимости демонтажа всей валковой системы. Вставка также может служить в качестве центрирующей цапфы для того, чтобы при сборке валковой системы облегчить правильное расположение узлов относительно друг друга.

В показанной на фиг. 2 форме выполнения валковой системы согласно изобретению валок 2 со- 6 020786 гласно изобретению с обеих сторон посредством подшипников качения или подшипников 3 скольжения опирается на опорную шейку 1а опорного кронштейна 1 и питается подаваемой охлаждающей средой, подаваемой с одной стороны через не показанный вертикальный канал опорной поверхности опорного кронштейна из полости 1Ь опорного кронштейна через канал 13, одинарный уплотнительный узел 7, канал 9 и канал 10 в полость 11 охлаждающего средства, которая частично может быть заполнена, не показанным, заполнителем для управления направлением потока и скоростью потока втекающего объема. Поступающая в полость 11 охлаждающая среда по соответствующим каналам и конструктивным элементам на противолежащей стороне валка в обратной последовательности отводится по каналу 10, каналу 9, уплотнительному узлу 7, каналу 13 и полости 1Ь охлаждающего средства и не показанному вертикальному каналу в опорную поверхность опорного кронштейна. Благодаря симметричному устройству всей валковой системы с предпочтительно конструктивно одинаковыми вставками и опорными кронштейнами также возможно как реверсирование потока, так и зеркальный монтаж валковой системы.

Как видно на фиг. 1 и 2, выполнение валка согласно изобретению, равно как и используемый в валковой системе опорный кронштейн вследствие конструкции направляющих охлаждающее средство каналов и полостей обеспечивают оптимизированный отвод тепла от обращенных к заготовке поверхностей при одновременном охлаждении используемых подшипников и уплотнительных элементов. Таким образом, вследствие улучшенного температурного профиля на поверхности валка также достигается высокое качество поверхности направляемой заготовки, а также увеличенный срок службы валков. Также возможно направление заготовки без разбрызгивания воды.

В показанной на фиг. 3 форме выполнения валковой системы согласно изобретению показанная на фиг. 2 валковая система удлинена на удлиняющий элемент из крестообразного на виде поперечного сечения центрального опорного кронштейна 14 и другого валка 2 согласно изобретению таким образом, что это обеспечивает возможность направления более широких форматов заготовки, например, с прямоугольным поперечным сечением, например, как у сляба. Предпочтительно центральный опорный кронштейн 14 имеет расположенную со стороны заготовки полость 15 охлаждающей среды, которая разделенная предпочтительно по центру, как показано на фиг. 3, может промываться охлаждающей средой в направлении стрелки. В зависимости от желаемых форматов заготовки ширина валков и количество валков могут изменяться, так что, в принципе, в одной валковой системе также может быть расположено более 2 валков.

В показанной на фиг. 4 форме выполнения направляющего заготовку узла согласно изобретению соответственно под прямым углом друг к другу в одной плоскости расположены четыре, принципиально показанные на фиг. 2 валковые системы, на фиг. 4 с более тонкой обечайкой валка, для направления заготовки с квадратным поперечным сечением. Одинаковые по конструкции вставки 5 валка расположены в обечайке 6 валка со смещением на 180° друг относительно друга, при этом позиционирующие выступы 5а обеспечивают возможность ориентированной относительно друг друга установки. Вследствие такого размещения вставок валка относительно друг друга окруженная обечайкой 6 валка полость оптимизировано промывается и тепло отводится.

Благодаря конструкции опорных кронштейнов со скруглением или же уплощением/скосом 17 на противолежащей заготовке 16 и опорной поверхности стороне опорного кронштейна 1 возможно расположение валковых систем близко друг к другу, и, таким образом, заготовка 16 может направляться почти всей поверхностью каждой стороны. Благодаря подобной конструкции опорных кронштейнов также впервые возможно расположить все четыре валковые системы в одной плоскости и нет необходимости, как это известно из уровня техники, располагать пары противолежащих валков со смещением к расположенным под прямым углом к ним парам валков и/или без необходимости укорачивать две противолежащие пары валков при размещении в одной плоскости так, чтобы из-за ферростатического давления тонкая пленка на наружной стороне заготовки не деформировалась и/или подшипники, как и структура передачи воды, из-за непредпочтительного расположения опорных кронштейнов не разрушились от перегрева.

Также вновь имеется возможность предусматривать размещение подобных направляющих заготовку узлов на уменьшенном по сравнению с уровнем техники расстоянии друг от друга и, таким образом, опять же обеспечить улучшенное направление заготовки.

При использовании технологии электромагнитного перемешивания заготовки, при которой жидкая сердцевина заготовки приводится во вращение посредством индуцируемого магнитного поля, значительным фактором является то, что катушки перемешивающего устройства размещаются как можно ближе к поверхности заготовки. При этом из соображений конструктивного пространства и срока службы, описанная выше валковая система предоставляет решение для подобных устройств перемешивания заготовок для больших форматов заготовок, которые требуют обязательной поддержки.

В показанной на фиг. 5 форме выполнения направляющего заготовку узла согласно изобретению в одной плоскости по отношению друг к другу расположены четыре принципиально изображенные на фиг. 1 валковые системы с более узкой обечайкой валка и с соответственно двумя опорными кронштейнами попеременно к принципиально изображенной на фиг. 2 форме выполнения валковой системы согласно изобретению лишь с одним опорным кронштейном на каждую вокруг профиля 18 заготовки со

- 7 020786 сдвоенным Т-образным поперечным сечением. Также и для такого формата заготовки валковая система согласно изобретению обеспечивает улучшение направления заготовки и температуры, а также увеличение срока службы направляющих валков. Дополнительно, благодаря охлаждению валков возможно мягкое охлаждение заготовки и литье без использования воды для вторичного охлаждения. Принципиально показанная на фиг. 1 форма выполнения валковой системы согласно изобретению с соответственно одним опорным кронштейном предназначена для направления и поддержки узких сторон профиля.

Список ссылочных обозначений На фигурах приняты следующие обозначения:

- опорный кронштейн с

1а - опорной шейкой опорного кронштейна и 1Ь - полостью опорного кронштейна;

- валок;

- подшипник качения;

- крепление подшипника качения;

- вставка валка с 5а - позиционирующим выступом;

- обечайка валка;

- уплотнительный узел из 7а - держателя;

7Ь - контактного уплотнительного кольца;

7с - контактного уплотнительного кольца;

- фланца с эластичной втулкой;

- сифонная труба;

- канал охлаждающего средства во вставке;

- окружной канал;

- полость охлаждающего средства;

- отводящий канал;

- канал в опорном кронштейне;

- центральный опорный кронштейн;

- полость охлаждающей среды;

- сортовая заготовка;

- скругление опорного кронштейна;

- балочная заготовка;

- лабиринтное уплотнение;

- подача консистентной смазки для подшипника;

- центрирующая цапфа;

- вытесняющее тело.

Claims (17)

1. Питаемый охлаждающей средой бесцапфовый валок (2) для установки непрерывной разливки стали с вращательно-симметричной обечайкой (6) валка для приема охлаждающей среды и по меньшей мере с одной вставкой (5) валка, имеющей крепление (4) для подшипника (3) валка, устанавливаемого на цапфе опорного кронштейна, при этом вставка (5) валка расположена внутри обечайки (6) валка и герметично прилегает к ней, при этом вставка (5) валка и обечайка (6) валка образуют полость (11) для приема охлаждающей среды, причем вставка (5) валка имеет по меньшей мере один канал (9) охлаждающей среды, который заканчивается в указанной полости (11).

2. Валок (2) по п.1, содержащий вторую вставку (5) валка, имеющую крепление (4) для подшипника (3) валка, устанавливаемого на цапфе опорного кронштейна, при этом вторая вставка (5) валка расположена внутри обечайки (6) валка и герметично прилегает к ней, при этом вставки (5) валка расположены в обечайке (6) валка зеркально симметрично и образуют с обечайкой (6) валка полость (11) для приема охлаждающей среды.

3. Валок (2) по п.1 или 2, в котором вставка (5) валка закреплена соответственно на обечайке (6) валка так, что между вставкой (5) валка и обечайкой (6) валка образован окружной канал (10) или часть окружного канала (10) для приема охлаждающей среды.

4. Валок (2) по одному из пп.1-3, в котором канал (9) охлаждающей среды, выполненный во вставке (5) валка, проходит в радиальном направлении и предпочтительно соединяется с окружным каналом (10), образованным между вставкой (5) валка и обечайкой (6) валка.

5. Валок (2) по п.4, в котором окружной канал (10) соединяется с полостью (11) для охлаждающей среды, образованной обечайкой валка и по меньшей мере одной вставкой (5) валка.

6. Валковая система для установки непрерывной разливки стали, содержащая по меньшей мере один опорный кронштейн (1) с цапфой (1а) опорного кронштейна;

валок (2) по одному из пп.1-5, удерживаемый посредством подшипника (3) валка на цапфе (1а)

- 8 020786 опорного кронштейна, при этом по меньшей мере на одном конце валка между валком и цапфой (1а) опорного кронштейна расположен выполненный с возможностью герметичного закрепления уплотнительный узел (7а, 7Ь, 7с, 76), который герметично соединяет по меньшей мере один канал (12, 13) охлаждающего средства, выполненный в опорном кронштейне (1), по меньшей мере с одним соответствующим каналом (9) охлаждающей жидкости, выполненным во вставке валка.

7. Валковая система по п.6, в которой подшипник (3) валка расположен радиально вокруг уплотнительного узла (7а, 7Ь, 7с, 76).

8. Валковая система по п.7, в которой подшипник (3) валка, по меньшей мере частично, удерживается уплотнительным узлом (7а, 7Ь, 7с, 76).

9. Валковая система по одному из пп.6-8, в которой уплотнительный узел (7а, 7Ь, 7с, 76) имеет эластичную втулку (70.), предпочтительно в форме компенсатора.

10. Валковая система по п.9, в которой уплотнительный узел включает в себя два расположенных рядом друг с другом контактных уплотнительных кольца (7Ь, 7с) в качестве уплотнительных элементов, при этом одно контактное уплотнительное кольцо (7Ь) удерживается непосредственно вставкой (5) валка, а другое контактное уплотнительное кольцо (7 с) удерживается эластичной втулкой (76).

11. Валковая система по одному из пп.6-10, в которой опорный кронштейн (1) имеет омываемую охлаждающей средой полость (1Ь).

12. Валковая система по одному из пп.6-11, в которой на одном конце валка между вставкой (5) валка и цапфой (1а) опорного кронштейна расположен выполненный с возможностью герметичного закрепления сдвоенный уплотнительный узел (7а, 7Ь, 7с, 76), который соответственно герметично соединяет канал (12, 13) охлаждающей жидкости, выполненный в опорном кронштейне, с соответствующим каналом (9, 11) охлаждающей жидкости, выполненным во вставке (5) валка, для подачи или отвода охлаждающей среды, а другой конец обечайки валка предпочтительно закрыт крышкой.

13. Валковая система по одному из пп.6-11, в которой на каждом конце валка (2) между вставкой (5) валка и цапфой (1а) опорного кронштейна расположен выполненный с возможностью герметичного закрепления одинарный уплотнительный узел (7а, 7Ь, 7с, 76), который герметично соединяет канал (12) охлаждающего средства, выполненный в опорном кронштейне (1), с соответствующим каналом (9) охлаждающего средства, выполненным во вставке (5) валка, для пропуска охлаждающей среды.

14. Валковая система по п.13, в которой каналы (12) охлаждающего средства соответственно соединяются с каналом охлаждающего средства, предназначенным для подачи охлаждающей среды и выполненным в соответствующем первом уплотнительном узле (7а, 7Ь, 7с, 76), и с каналом охлаждающего средства, предназначенным для отвода охлаждающей среды и выполненным в соответствующем втором уплотнительном узле (7а, 7Ь, 7с, 76), так, что при работе валка (2) подаваемая с одного конца охлаждающая среда через канал (9, 10) охлаждающего средства, выполненный в первой вставке валка, подается в расположенную на внутренней стороне обечайки (6) валка полость (11) охлаждающего средства и с другого конца отводится через канал (12) охлаждающего средства для отвода охлаждающей среды из полости (11) охлаждающего средства через канал (9, 10) охлаждающего средства, выполненный во второй вставке (5) валка.

15. Валковая система по п.13 или 14, содержащая по меньшей мере один второй опорный кронштейн (14), по меньшей мере один второй удерживаемый опорными кронштейнами (1, 14) валок (2) по одному из пп.1-6, при этом между соседними валками расположен опорный кронштейн (14), который удерживает соседние валки, находящиеся на одной оси вращения, при этом на каждом конце валка между вставкой валка и цапфой опорного кронштейна (1а) расположен выполненный с возможностью герметичного закрепления одинарный уплотнительный узел (7а, 7Ь, 7с, 76), который герметично соединяет канал (12) охлаждающего средства, выполненный в опорном кронштейне, с соответствующим каналом (9) охлаждающего средства, выполненным во вставке (5) валка, для пропуска охлаждающей среды.

16. Валковая система по п.15, в которой расположенный между валками (2) опорный кронштейн (14) имеет выполненную с возможностью омывания охлаждающей средой полость (15), расположенную предпочтительно со стороны заготовки, отливаемой в установке непрерывной разливки стали.

17. Узел для направления заготовки в установке непрерывной разливки стали, содержащий по меньшей мере две валковые системы по одному из пп.13-16, оси вращения валков (2) которых предпочтительно лежат в одной плоскости, для направления непрерывно отливаемых длинных изделий.