EP0037549A1

EP0037549A1 - Koaxial benachbart gelagerte Strangführungsrollen in einer Stahl-Stranggiessanlage für Brammen

Info

Publication number: EP0037549A1
Application number: EP81102404A
Authority: EP
Inventors: Hans Streubel; Hans Otto Thörner
Original assignee: SMS Schloemann Siemag AG; Schloemann Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1980-04-08
Filing date: 1981-03-31
Publication date: 1981-10-14
Also published as: DE3013484A1; DE3160259D1; CA1170814A; EP0037549B1; JPS574367A; US4485836A; ATE3253T1; ES268984U; ES268984Y

Abstract

Bei einer Stranggießanlage für Brammen sind Strangführungsrollen koaxial benachbart, unabhängig voneinander gelagert. Zur Erzielung einer konstruktiv einfachen, wartungsfreundlichen Strangführung mit Strangführungsrollen von hoher Standzeit sind benachbarte Lagerzapfen zweier gekühlter Strangführungsrollen (3a, 3b) durch eine aufsteckbare Kupplungsscheibe (19) drehfest verbunden.

Description

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 100 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 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.
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 zur 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.
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 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,
_Fig. 3 einen anderen aus mehreren koaxial benachbart gelagerten Führungsrollen bestehenden Abschnitt der Strangführung,
Fig. 4 im Teilschnitt zwei benachbart gelagerte Führungsrollen mit einer zwischengeordneten Kupplungsscheibe gemäß Fig. 2,
Fig. 5 die Ansicht der Kupplungsscheibe gemäß Fig. 4,
Fig. 6 im Teilschnitt zwei benachbart gelagerte Führungsrollen mit einer zwischengeordneten 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 gelagerten 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.
Zum Schutze der Wälzlager 29, 30 sind die Lager 5, 6 an der Strangseite mit je einem durch die Bleche 31, 32 gebildeten 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 Zentrierunq 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 erweitert.
Der Außendurchmesser der Kupplungsscheibe 35 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 iützte Bereich auf die Breite eines Lagers 9 bzw. 10 beschränkt wird.
Zur Abdichtung ist die Kupplungsscheibe 35 auf jeder Seite mit einer Ringnut 42 versehen, in die je ein Lagerring 43 eingreift.
Die Kupplungsscheibe (19 bzw. 35) kann auch ringförmig gestaltet sein, wobei die Mitnehmerflächen z.B. als Innenverzahnung ausgebildet sind.

Claims

1. Koaxial benachbart, unabhängig voneinander gelagerte Strangführungsrollen in einer Stahl-Stranggießanlage für Brammen,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der Strangbabn 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 der 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).

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 Kühlmediumzu- 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.