EP1251984B1 - Rollenbestücktes führungssegment an einer stranggiessanlage - Google Patents

Rollenbestücktes führungssegment an einer stranggiessanlage Download PDF

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EP1251984B1
EP1251984B1 EP01911523A EP01911523A EP1251984B1 EP 1251984 B1 EP1251984 B1 EP 1251984B1 EP 01911523 A EP01911523 A EP 01911523A EP 01911523 A EP01911523 A EP 01911523A EP 1251984 B1 EP1251984 B1 EP 1251984B1
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EP
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bearings
roller
roller body
bodies
designed
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EP01911523A
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Erich Bergmans
Gerhard Grelewitz
Walter Krume
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ThyssenKrupp Steel Europe AG
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ThyssenKrupp Stahl AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/0405—Rotating moulds

Definitions

  • the invention relates to a roll-loaded Guide segment on a continuous caster, in which at least some roles at least two each aligned, with roller ends on the inside and Include external bearings mounted roller body, the Bottom bracket as a floating bearing in the form of full complement High-performance bearings and the external bearings as fixed bearings are trained.
  • Roller-mounted guide segments on continuous casting machines serve the from the mold with a still liquid core emerging, ribbon-shaped strand over an arch to convert the vertical to the horizontal.
  • the mechanical stress that occurs Roller storage is large, especially on the outer arch of the Guide. That is why it is common for the leadership segments not with itself across the entire strand width extending, one-piece roles with multi-part, especially with two aligned Role bodies. Because on the one hand the rollers are axially fixed must be stored and on the other hand fixed bearings perform this task, a lower mechanical Load than only available in the form of floating bearings full complement high performance bearings, e.g.
  • CARB warehouse of The SKF company, well tolerated, has been with the Equipping guide segments with roles passed, two aligned reel bodies each Use role, its external bearings as a fixed bearing and their bottom bracket as a floating bearing in the form of full complement CARB bearings are trained. With the formation of the bottom bracket as a special floating bearing the higher load of the Roll through the strand in the area of the middle of the strand Taken into account.
  • the invention is based on the object role-equipped guide segment on one Continuous caster to create that compared to one Guide segment with two reel bodies per reel is mechanically more resilient.
  • the higher one Resilience of the at least three-part role achieves that in the middle support area of the strand, where the role has to provide the greatest support, only the highly resilient full complement floating bearings are used come.
  • CARB bearings from SKF. It is but conceivable that others of resilience comparable floating bearings can be used.
  • the for this floating bearing limits the permissible axial mobility is only due to the external fixed bearings the outer roller body is limited. With the outer Role bodies do this directly via their outer fixed bearing and the middle roller body over the stops on the axially fixed outer Role bodies.
  • the fixed bearings are preferably Spherical roller bearings.
  • the axial mobility of the limit the middle roller body in that the two inner roller journal of the outer roller body and / or the roller journals of the middle roller body on theirs Face thrust washers that support the axial play limit the middle roller body so that it is in cold condition of the roller body ⁇ the permissible axial Mobility of the floating bearings of the middle roller body and> as the sum of the maximum axial thermal expansion is the reel body.
  • the bearing rings of the floating bearing of the outer Roll body in their cold state to each other like this are axially offset that they are in the warm operating condition Condition in their optimal storage position.
  • Figure 2 The role of Figure 2 consists of three in alignment arranged roller bodies 4,5,6, each with end roller pin 4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b in rolling bearings 7a, 8a, 8b, 9a, 9b, 10a are supported by bearing blocks 7,8,9,10 of the guide segment 3b are worn.
  • the outer bearings 7a, 10a of the two outer roller bodies 4, 6 are designed as fixed bearings, while all others Bearings 8a, 8b, 9a, 9b are designed as floating bearings.
  • the two fixed bearings 7a, 10a are conventional Spherical roller bearings via which the journals 4a, 6b compared to their bearing blocks 7.10 in the guide segment axially are fixed. All other bearings 8a, 8b, 9a, 9b are as special heavy-duty floating bearings designed. In particular, there are full complement roller bearings with light weight crowned rollers suitable at comparatively high Are capable of misalignment and Compensate for axial displacements. this Quality requirements, for example, currently satisfy CARB bearings from SKF.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)
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  • Continuous Casting (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein rollenbestücktes Führungssegment an einer Stranggießanlage, bei dem mindestens einige Rollen jeweils mindestens zwei fluchtende, mit endseitigen Rollenzapfen in Innen- und Außenlagern gelagerte Rollenkörper umfassen, wobei die Innenlager als Loslager in Form von vollrolligen Hochleistungslagern und die Außenlager als Festlager ausgebildet sind.
Rollenbestückte Führungssegmente an Stranggießanlagen dienen dazu, den aus der Kokille mit noch flüssigem Kern austretenden, bandförmigen Strang über einen Bogen aus der Vertikalen in die Horizontale zu überführen. Die dabei auftretende mechanische Belastung der Rollenlagerung ist groß, vor allem am Außenbogen der Führung. Deshalb ist es üblich, die Führungssegmente nicht mit sich über die gesamte Strangbreite erstreckenden, einteiligen Rollen zu bestücken, sondern mit mehrteiligen, insbesondere mit zwei fluchtenden Rollenkörpern. Da einerseits die Rollen axial fixiert gelagert sein müssen und andererseits Festlager, die diese Aufgabe erfüllen, eine geringere mechanische Belastung als nur in Form von Loslagern erhältliche vollrollige Hochleistungslager, wie z.B. CARB-Lager der Firma SKF, vertragen, ist man in jüngster Zeit bei der Bestückung von Führungssegmenten mit Rollen dazu übergegangen, jeweils zwei fluchtende Rollenkörper je Rolle einzusetzen, deren Außenlager als Festlager und deren Innenlager als Loslager in Form vollrolliger CARB-Lager ausgebildet sind. Mit der Ausbildung der Innenlager als spezielle Loslager wird der höheren Belastung der Rolle durch den Strang im Bereich der Strangmitte Rechnung getragen.
In den besonders stark mechanisch beanspruchten Bereichen der Bogenführung, insbesondere am Außenbogen, reichen vor allem bei verhältnismäßig breiten Strängen zwei fluchtende Rollenkörper je Rolle als Abstützung des Stranges nicht aus. Deshalb hat man in der Vergangenheit in diesen Bereichen drei miteinander fluchtende Rollenkörper je Rolle eingesetzt (s. z.B. JP 60 141 356, Basis des Kennzeichnenden Teils der Ansprüche. Da aber die mechanisch höher belastbaren vollrolligen Hochleistungslager nur eine beschränkte axiale Relativverschiebung ihrer Laufringe vertragen und deshalb bei zwei fluchtend angeordneten Rollenkörpern jeder Rollenkörper an einem Ende mit einem Festlager axial fixiert ist, würde die Anwendung des Lagerprinzips "je Rollenkörper ein Festund ein Loslager" für den mittleren Rollenkörper wegen der geringeren Belastbarkeit des Festlagers nicht zum gewünschten Erfolg einer insgesamt höheren Belastbarkeit der Rolle führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rollenbestücktes Führungssegment an einer Stranggießanlage zu schaffen, das im Vergleich zu einem Führungssegment mit jeweils zwei Rollenkörpern je Rolle mechanisch höher belastbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Führungssegment der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zwischen den beiden Rollenkörpern und mit ihnen fluchtend ein weiterer Rollenkörper mit seinen beiden endseitigen Rollenzapfen in Loslagern in Form von vollrolligen Hochleistungslagern axial schwimmend gelagert ist, wobei die freie axiale Beweglichkeit des mittleren Rollenkörpers durch zwischen den innenliegenden Rollenzapfen der äußeren Rollenkörper und den beiden Rollenzapfen des mittleren Rollenkörpers wirksame Anschläge begrenzt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Führungssegment wird die höhere Belastbarkeit der mindestens dreiteiligen Rolle dadurch erreicht, daß im mittleren Abstützbereich des Stranges, wo die Rolle die größte Stützkraft aufbringen muß, nur die hoch belastbaren vollrolligen Loslager zum Einsatz kommen. Zur Zeit kommen dafür die am Markt erhältlichen, sogenannten CARB-Lager der Firma SKF in Betracht. Es ist aber denkbar, daß andere von der Belastbarkeit vergleichbare Loslager zum Einsatz kommen können. Die für diese Loslager beschränkt zulässige axiale Beweglichkeit wird ausschließlich durch die außenliegenden Festlager der äußeren Rollenkörper begrenzt. Bei den äußeren Rollenkörpern geschieht dies unmittelbar über deren äußere Festlager und bei dem mittleren Rollenkörper über die Anschläge an den axial festgelegten äußeren Rollenkörpern.
Vorzugsweise sind, wie an sich bekannt, die Festlager Pendelrollenlager.
Konstruktiv läßt sich die axiale Beweglichkeit des mittleren Rollenkörpers dadurch begrenzen, daß die beiden inneren Rollenzapfen der äußeren Rollenkörper und/oder die Rollenzapfen des mittleren Rollenkörpers an ihren Stirnseiten Anlaufscheiben tragen, die das axiale Spiel des mittleren Rollenkörpers derart begrenzen, daß es im kalten Zustand der Rollenkörper ≤ der zulässigen axialen Beweglichkeit der Loslager des mittleren Rollenkörpers und > als die Summe der maximalen axialen Wärmeausdehnung der Rollenkörper ist.
Um bei Betriebstemperatur die Rollen optimal gelagert zu haben, ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Lagerringe der Loslager der äußeren Rollenkörper in deren kaltem Zustand zueinander derart axial versetzt sind, daß sie sich im betriebswarmen Zustand in ihrer optimalen Lagerstellung befinden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
Figur 1
eine Stranggießanlage mit Kokille und von Führungssegmenten gebildeter bogenförmiger Strangführung in schematischer Seitendarstellung,
Figur 2
eine in einem Segment gelagerte, aus drei Rollenkörpern bestehende Rolle im Axialschnitt
und
Figur 3
den linken äußeren Rollenkörper der Rolle mit Lagern gemäß Figur 2 in Axialschnitt in vergrößerter Darstellung.
In der Stranggießanlage nach Figur 1 wird ein in einer Kokille 1 gegossener bandförmiger Strang 2 mit einer aus Führungssegmenten 3a,3b gebildeten Bogenführung 3 aus der Vertikalen in die Horizontale umgelenkt. Die einzelnen Führungssegmente 3a,3b stützen dabei den Strang 2 an seinen Breitseiten mit Rollen ab. Dabei müssen die Rollen die größte Stützkraft im mittleren Bereich des Stranges aufbringen. Eine dieser Rollen, zum Beispiel eine der am Außenbogen der Bogenführung 3 angeordnete Rolle, ist in Figur 2 im einzelnen dargestellt.
Die Rolle gemäß Figur 2 besteht aus drei fluchtend angeordneten Rollenkörpern 4,5,6, die jeweils mit endseitigen Rollenzapfen 4a,4b,5a,5b,6a,6b in Wälzlagern 7a,8a,8b,9a,9b,10a gelagert sind, die von Lagerböcken 7,8,9,10 des Führungssegmentes 3b getragen sind. Die äußeren Lager 7a,10a der beiden äußeren Rollenkörper 4,6 sind als Festlager ausgebildet, während alle übrigen Lager 8a,8b,9a,9b als Loslager ausgebildet sind.
Die beiden Festlager 7a,10a sind herkömmliche Pendelrollenlager, über die die Lagerzapfen 4a,6b gegenüber ihren Lagerböcken 7,10 im Führungssegment axial fixiert sind. Alle anderen Lager 8a,8b,9a,9b sind als spezielle hochbelastbare Loslager ausgebildet. Insbesondere sind es vollrollige Rollenlager mit leicht balligen Rollen geeignet, die bei vergleichsweise hoher Tragfähigkeit in der Lage sind, Schiefstellungen und Axialverschiebungen auszugleichen. Diesen Qualitätsansprüchen genügen zur Zeit beispielsweise CARB-Lager der Firma SKF. So kann sich bei den Loslagern 8a,8b,9a,9b des Ausführungsbeispiels der innere Lagerring auf dem Rollenzapfen 4b,5a,5b,6a gegenüber dem im Lagerbock 8,9 fixierten äußeren Lagerring axial verschieben und schiefstellen.
Da der mittlere Rollenkörper 5 mit beiden Rollenzapfen 5a,5b in Loslagern 8b,9a gelagert ist, ergibt sich für den Rollenkörper 5 eine schwimmende Lagerung. Die axiale Beweglichkeit dieses schwimmend gelagerten Rollenkörpers 5 muß begrenzt sein, damit die Loslager 8b,9a nicht durch zu große axiale Verschiebung überlastet werden. Zu diesem Zweck tragen die einander zugekehrten Stirnseiten der Lagerzapfen 4b, 5a, 5b, 6a angeschraubte Anlaufscheiben 11,12a,12b,13. In der Zeichnung ist der Ausgangszustand bei kalten Rollenkörpern 4,5,6 dargestellt. Wie zu erkennen ist, haben die einander zugewandten Anlaufscheiben 11,12a,12b,13 einen bestimmten axialen Abstand zueinander. Dieser ist so bemessen, daß der schwimmend gelagerte Rollenkörper 5 in die eine oder andere axiale Richtung nur um einen Weg verlagert werden kann, der höchstens gleich der maximal zulässigen axialen Verschiebung für seine Loslager ist. Er ist aber ausreichend groß, um die zu erwartende maximale axiale Verschiebung der Rollenkörper 4,5,6 mit ihren Rollenzapfen 4a,5a,5b,6b infolge von thermischen Ausdehnungen aufnehmen zu können. Es versteht sich, daß durch gezielte Kühlung der Rollenkörper ihre Wärmeausdehnung beeinflußt, vor allem in bestimmten Grenzen gehalten werden kann.
Außerdem ist der Darstellung der Figur 3, die die Einbausituation im kalten Zustand der Rollenkörper 4,5,6 zeigt, zu entnehmen, daß die Lagerringe des inneren Loslagers 8a des äußeren Rollenkörpers 4 gegeneinander um ein bestimmtes Maß axial versetzt sind. Bei den Lagerringen des Loslagers 9b des in Figur 3 nicht dargestellten anderen Rollenkörpers 6 ist ein entsprechender axialer Versatz vorgesehen. Dieser axiale Versatz ist so bemessen, daß bei betriebswarmen Rollenkörpern 4,6 sich die Lagerringe der Loslager 8a,9b in ihrer optimalen Lagerposition zueinander befinden.

Claims (4)

  1. Rollenbestücktes Führungssegment (3a,3b) an einer Stranggießanlage, bei dem mindestens einige Rollen jeweils mindestens zwei fluchtende, mit endseitigen Rollenzapfen (4b,6a) in Innen- (6a,8a) und Außenlagern (7a, 10a) gelagerte Rollenkörper (4,5,6) umfassen, wobei die Innenlager (4b,5a,5b,6a) als Loslager in Form von vollrolligen Hochleistungslagern und die Außenlager (7a, 10a) als Festlager ausgebildet sind,
    dadurch gekennzeichnet , daß
    zwischen den beiden Rollenkörpern (4,6) und mit ihnen fluchtend ein weiterer Rollenkörper (5) mit seinen beiden endseitigen Rollenzapfen (5a,5b) in Loslagern (8b,9a) in Form von vollrolligen Hochleistungslagern axial schwimmend gelagert ist, wobei die freie axiale Beweglichkeit des mittleren Rollenkörpers (5) durch zwischen den innenliegenden Rollenzapfen (4b,6a) der äußeren Rollenkörper (4,6) und den beiden Rollenzapfen (5a, 5b) des mittleren Rollenkörpers (5) wirksame Anschläge (11,12a,12b,13) begrenzt ist.
  2. Führungssegment nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet , daß die Festlager (7,10) als Pendelrollenlager ausgebildet sind.
  3. Führungssegment nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet , daß die beiden äußeren Rollenzapfen (5a,5b) des mittleren Rollenkörpers (5) und/oder die innenliegenden Rollenzapfen (4b,6a) der äußeren Rollenkörper (4, 6) an ihren Stirnseiten die als Anlaufscheiben ausgebildeten Anschläge (11,12a,12b,13) tragen, die das axiale Spiel des mittleren Rollenkörpers (5) derart begrenzen, daß es im kalten Zustand der Rollenkörper (4,5,6) ≤ der zulässigen axialen Beweglichkeit der Loslager des mittleren Rollenkörpers (5) und > als die Summe der maximalen axialen Wärmeausdehnungen der Rollenkörper (4,5,6) ist.
  4. Führungssegment nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
    dadurch gekennzeichnet , daß die Lagerringe der Loslager der äußeren Rollenkörper (4,6) in deren kaltem Zustand zueinander derart axial versetzt sind, daß sie sich im warmen Zustand in ihrer optimalen Lagerstellung befinden.
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