EP3024611A2 - Gekühlte strangführungsrolle - Google Patents

Gekühlte strangführungsrolle

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EP3024611A2
EP3024611A2 EP14747330.0A EP14747330A EP3024611A2 EP 3024611 A2 EP3024611 A2 EP 3024611A2 EP 14747330 A EP14747330 A EP 14747330A EP 3024611 A2 EP3024611 A2 EP 3024611A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cavity
strand guide
bearing block
guide roller
cooling medium
Prior art date
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Application number
EP14747330.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3024611B1 (de
EP3024611B2 (de
Inventor
Reinhard Simon
Alfred Trauner
Mario RUCKERBAUER
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Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
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Publication date
Family has litigation
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Application filed by Primetals Technologies Austria GmbH filed Critical Primetals Technologies Austria GmbH
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Publication of EP3024611B1 publication Critical patent/EP3024611B1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3024611B2 publication Critical patent/EP3024611B2/de
Active legal-status Critical Current
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    • 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
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
    • B22D11/1287—Rolls; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/068—Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces
    • B22D11/0682—Accessories therefor for cooling the cast product during its passage through the mould surfaces by cooling the casting wheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
    • B21B27/08—Lubricating, cooling or heating rolls internally
    • B21B2027/083—Lubricating, cooling or heating rolls internally cooling internally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing

Definitions

  • the present invention relates to a strand guide roller for guiding a steel strand in a continuous casting machine and a method for cooling the strand guide roller in the
  • a cooled strand guide roller in which a cooling medium first cools a bearing in a left bearing block, the cooling medium flows from the left bearing block through the roller to the right bearing block, and there again a bearing cools.
  • the cooling medium has to be introduced from a bearing block in each case via a rigid or flexible connecting piece and a rotary feedthrough in the role or on the opposite side again. This restricts the robustness of the roll. How the design can be simplified, so that can be dispensed with in particular sensitive rotary unions, is not apparent from the Scriptures.
  • the object of the invention is to present a cooled strand guide roller for guiding a steel strand in a continuous casting machine, which is characterized by a particularly simple design and particularly robust and
  • a further object of the invention is to present a method for cooling a strand guide roller in a continuous casting machine, in which the cooling medium cools the two bearing blocks, and the cooling medium cools the bearings and the cylindrical roller shell of the roller on the way between the two bearing blocks.
  • a so-called "peripherally cooled" strand guide roll is created which, due to the compactness and reliability, is also suitable for billet, billet and profile strand casting machines.
  • a strand guide roller for guiding a steel strand in a continuous casting machine comprising:
  • Wasserleitmantel cooling water from a left cavity between the axis and the Wasserleitmantel in the region of the left bearing in a longitudinal space between the Wasserleitmantel and the roller shell, along the longitudinal space in the axial and radial direction, and from the longitudinal space in a right cavity between can guide the water duct and the axle in the area of the right bearing.
  • the torsionally rigid connection can for example be positive (eg by a feather key) or non-positively (eg by a shrink or press-fit connection or by friction).
  • the left bearing is cooled by the cooling water in the left cavity.
  • the surface of the cylindrical roller mantle is cooled by the cooling water in the longitudinal space, whereby a particularly uniform temperature distribution is achieved by guiding the cooling water in the axial and in the tangential direction. Finally, the right bearing is cooled by the cooling water in the right cavity.
  • the Wasserleitmantel can be made particularly simple and efficient sheet metal parts, if it has:
  • a cooling medium is introduced from a left cavity between the Wasserleitmantel and a stationary axis in a longitudinal space between the roll shell and the Wasserleitmantel, performed in the longitudinal space in both the axial and tangential direction, and from the longitudinal space in a right cavity between the Wasserleitmantel and the stationary axle. This not only ensures a particularly even distribution of the surface temperature of the roll mantle, but also the left and right bearings cooled.
  • the cylindrical tube, the tangential outer webs and the axial outer web are preferably bent sheet metal parts, wherein the outer webs are connected by joining (eg., Soldering, welding or gluing) to the pipe.
  • An alternative water-conducting jacket points to:
  • At least one spiral-shaped outer web which extends on the outer circumferential surface of the tube at least once spirally around the longitudinal extent of the tube.
  • the cooling medium is passed through at least one, possibly a plurality, spiral outer web in the tangential and axial direction along the roll shell, which also has a very uniform distribution of the surface temperature on the
  • the spiraled outer land can either be joined to the pipe by joining, or machined out of the pipe by milling or turning. It is particularly expedient if the Wasserleitmantel has at least one, preferably two or more, inner web, which extends from the inner circumferential surface of the tube in the radial direction to the stationary axis. This prevents a so-called “hydraulic short circuit" between two cavities located between the left end portion of the axle and the roller shell and the right end portion of the axle and the roller shell to flow right cavity, whereby a high heat dissipation is ensured by the cast product.
  • the left and the right bearing block each have a bore for receiving the stationary axle wherein the bearing block has at least one, preferably closed, cavity in the tangential direction around the bore.
  • the cavity in the bearing block which is flowed around by the cooling medium, both the bearing block itself and a sealing element for the sealing are cooled to the outside.
  • the cavity in the bearing block has a substantially radial stub for guiding the cooling water from the bearing block in the axis.
  • a radial stub has the shortest length, it is not necessary for the stub to be exactly radial.
  • each half of the stationary axle has in the longitudinal direction a separate axial line for conducting the cooling medium and a radial branch line connected thereto into a cavity.
  • At least one sealing element is provided in each case.
  • a simple fluid-tight seal may e.g. by a so-called Prelonring (see, for example, WO 2011/117383 Al for the execution of seals in strand guide rollers with
  • Prelonringen by sealing rings or by rotary seals such as slip rings.
  • the protection of the bearing from the environment can be done, for example, by radial shaft seals or labyrinth seals.
  • radial shaft seals or labyrinth seals are also known to the person skilled in the art.
  • the second object is achieved by a method for cooling a strand guide roller in a continuous casting by a cooling medium, wherein the strand guide roller
  • the cavity has a left cavity, a longitudinal space, and a right cavity, wherein
  • the cooling medium from the left cavity flows into a longitudinal space between a Wasserleitmantel and the roller shell;
  • the cooling medium flows through the longitudinal space in the axial direction; and subsequently
  • the cooling medium flows from the longitudinal space into the right-hand cavity.
  • a so-called peripherally cooled strand guide roller is formed.
  • the cooling medium as it flows through the longitudinal space, performs a tangential movement about the stationary axis in addition to the axial movement.
  • FIG. 1 is a perspective view of a strand guide roller according to the invention
  • FIG. 2 is a view from the right of the strand guide roller according to FIG
  • FIG. 4 shows a sectional view along the lines A-A of FIG. 2
  • FIG. 5 shows a perspective view of a first variant of a water-conducting jacket
  • FIG. 6 shows a perspective view of a second variant of a water guide jacket
  • FIG. 7 shows a longitudinal section to FIG. 6
  • Description of the embodiments 1 shows a perspective view of a non-driven strand guide roller 30 according to the invention for supporting and guiding a steel strand with billet or pre-block profile in a continuous casting machine.
  • the steel strand (not shown) is supported on the cylindrical surface of the rotatable roller shell 12, the roller shell 12 being rotatably mounted on the stationary axle 11 via bearings 13a, 13b (see FIG. 4) not shown in FIG.
  • FIG. 2 shows a side view of the strand guide roller 30 from FIG.
  • Each bearing block 10a, 10b can be connected via eccentric bores and not shown fastening means, such as screws, with the strand guide or a segment of the strand guide.
  • FIG. 3 shows schematically a right bearing block 10b and the flow of the bearing block through a cooling medium (for example water).
  • a cooling medium for example water
  • the cooling water as shown by the lower arrow, from below into the bearing block 10b and flows in a vertical direction upwards. Subsequently, the cooling water is deflected four times by 90 °, so that the cooling water in a closed cavity 14, the stationary axle 11 can flow completely around. This ensures uniform cooling of the axle 11 or of the roller mantle 12 connected to the axle.
  • the cooling water can enter from the cavity 14 via a radial stub 15 in an axial line 22 within the axis 11.
  • FIG. 4 shows that the cooling water from the branch line 15 is delimited via an axial line 22 and a radial bore into a cavity 14, 14a, which is bounded by the stationary shaft 11, the rotatable bearing housing 23, and the water-conducting jacket 1. can occur.
  • the preload seal has on its inner surface three dynamic sealing elements (concretely slip rings) and on the outer lateral surface of two static sealing elements (here 0- rings). In operation, the co-rotating supports
  • the bearing 13a is sealed relative to the bearing block 10a via a labyrinth seal 19 and a radial shaft sealing ring 18.
  • the Wasserleitmantel 1 shown in more detail in Figure 6 has the following functions: On the one hand, a hydraulic short circuit between the left cavity
  • the stationary axle 11 is non-positively connected to a bearing block 10a, 10b.
  • the bearing housing 23 is connected via a tight weld with the roller shell 12.
  • the Wasserleitmantel has a thin-walled cylindrical tube 2 made of sheet metal, an axial outer web 6, which extends in the axial direction x over the length of the tube 2, and a plurality, arranged in the axial direction one behind the other, spaced tangential outer webs 5.
  • the guide casing also comprises on the inner circumferential surface of the tube 2 at least one, here two, inner webs 9.
  • the inside of the roll mantle 12 is cooled by the cooling water in the direction shown by the arrows.
  • FIG. 6 shows a second variant of the water-conducting jacket 1.
  • the cooling water spirals around the water-conducting jacket 1 or the inner surface of the roll jacket 12.
  • FIG. 7 shows a longitudinal section through the water-conducting jacket 1 from FIGS. 4 and 6.
  • the spiral-shaped outer web 8 and the inner webs 9 are welded to the tube 2.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strangführungsrolle (30) zum Führen eines Stahlstrangs in einer Stranggießmaschine und ein Verfahren zum Kühlen der Strangführungsrolle (30) durch ein Kühlmedium. Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine besonders robuste gekühlte Strangführungsrolle (30) darzustellen. Diese Aufgabe löst eine Strangführungsrolle (30), aufweisend - einen linken (10a) und einen rechten Lagerbock (10b); - eine stillstehende Achse (11), wobei die stillstehende Achse (11) mit dem linken (10a) und mit dem rechten Lagerbock (10b) drehsteif verbunden ist; - einen zylindrischen Rollenmantel (12) und ein linkes (13a) und ein rechtes Lager (13b), wobei der Rollenmantel (12) durch das linke und das rechte Lager (13a, 13b) gegenüber der stillstehenden Achse (11) drehbar gelagert ist; und - einen Wasserleitmantel (1), wobei der Wasserleitmantel (1) Kühlwasser von einem linken Hohlraum (14a) zwischen der Achse (11) und dem Wasserleitmantel (1) im Bereich des linken Lagers (13a) in einen Längsraum (16) zwischen dem Wasserleitmantel (1) und dem Rollenmantel (12), entlang des Längsraums (16) in axialer (x) und tangentialer Richtung (t), und vom Längsraum (16) in einen rechten Hohlraum (14b) zwischen dem Wasserleitmantel (1) und der Achse (11) im Bereich des rechten Lagers (13b) leiten kann.

Description

Beschreibung
Gekühlte Strangführungsrolle Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strangführungsrolle zum Führen eines Stahlstrangs in einer Stranggießmaschine und ein Verfahren zum Kühlen der Strangführungsrolle in der
Stranggießmaschine durch ein Kühlmedium.
Stand der Technik
Aus der WO 2004/065040 AI ist eine gekühlte Strangführungs- rolle bekannt, bei der ein Kühlmedium zuerst ein Lager in einem linken Lagerbock kühlt, das Kühlmedium vom linken Lagerbock durch die Rolle zum rechten Lagerbock strömt, und dort wiederum ein Lager kühlt. Nachteilig an der bekannten Strangführungsrolle ist, dass das Kühlmedium von einem Lagerbock jeweils über ein starres oder flexibles Verbindungsstück und über eine Drehdurchführung in die Rolle eingeführt bzw. auf der gegenüberliegenden Seite wieder ausgeführt werden muss. Dadurch wird die Robustheit der Rolle eingeschränkt. Wie die Konstruktion vereinfacht werden kann, sodass insbesondere auf empfindliche Drehdurchführungen verzichtet werden kann, geht aus der Schrift nicht hervor.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine gekühlte Strangführungsrolle zum Führen eines Stahlstrangs in einer Stranggießmaschine darzustellen, die sich durch eine besonders einfache Bauart auszeichnet und besonders robust und
störungsunanfällig ist. Dadurch soll die Laufzeit der Strangführungsrolle auch bei rauen Verhältnissen in der Stranggießmaschine verlängert werden. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Kühlen einer Strangführungsrolle in einer Stranggießmaschine darzustellen, bei der das Kühlmedium die beiden Lagerböcke kühlt, und das Kühlmedium auf dem Weg zwischen den beiden La- gerböcken die Lager und den zylinderförmigen Rollenmantel der Rolle kühlt. Dadurch wird eine sogenannte „peripheriegekühlte" Strangführungsrolle geschaffen, die sich aufgrund der Kompaktheit und Zuverlässigkeit auch für Knüppel-, Vorblock- und Profil -Stranggießmaschinen eignet. Dadurch können auf ei- ner Stranggießmaschine auch rissempfindliche Stahlsorten zu Langprodukten vergossen werden.
Die erste Aufgabe wird durch eine Strangführungsrolle zum Führen eines Stahlstrangs in einer Stranggießmaschine gelöst, die aufweist:
- einen linken und einen rechten Lagerbock;
- eine stillstehende Achse, wobei die stillstehende Achse mit dem linken und mit dem rechten Lagerbock drehsteif verbunden ist;
- einen zylindrischen Rollenmantel und ein linkes und ein rechtes Lager, wobei der drehbare Rollenmantel durch das linke und rechte Lager gegenüber der stillstehenden Achse drehbar gelagert ist; und
- einen Wasserleitmantel, wobei der Wasserleitmantel Kühlwasser von einem linken Hohlraum zwischen der Achse und dem Wasserleitmantel im Bereich des linken Lagers in einen Längsraum zwischen dem Wasserleitmantel und dem Rollenmantel, entlang des Längsraums in axialer und radialer Richtung, und vom Längsraum in einen rechten Hohlraum zwischen dem Wasser- leitmantel und der Achse im Bereich des rechten Lagers leiten kann .
Durch die Ausbildung der Strangführungsrolle mit einer stillstehenden Achse, die sowohl mit dem linken und dem rechten Lagerbock drehsteif verbunden ist, wird eine besonders leichtgängige Rolle mit einem geringen Massenträgheitsmoment geschaffen. Dadurch kann der Kontakt zwischen der Mantelfläche der Rolle und dem Gießstrang auch bei transienten Gießbe- dingungen zuverlässig aufrechterhalten werden. Die drehsteife Verbindung kann beispielsweise formschlüssig (z.B. durch eine Passfeder) oder kraftschlüssig (z.B. durch eine Schrumpf- oder Presssitzverbindung bzw. durch Reibung) erfolgen. Das linke Lager wird durch das Kühlwasser im linken Hohlraum gekühlt. Die Oberfläche des zylindrischen Rollenmantels wird durch das Kühlwasser im Längsraum gekühlt, wobei durch die Führung des Kühlwassers in axialer und in tangentialer Richtung eine besonders gleichmäßige Temperaturverteilung er- reicht wird. Schließlich wird das rechte Lager durch das Kühlwasser im rechten Hohlraum gekühlt.
Der Wasserleitmantel kann besonders einfach und rationell aus Blechteilen gefertigt werden, wenn er aufweist:
- ein zylinderförmiges Rohr, dessen Wandstärke kleiner als die Längserstreckung des zylinderförmigen Rohrs ist;
- mehrere tangentiale Außenstege, die sich auf der äußeren Mantelfläche des Rohrs in axialer Richtung über die
Längserstreckung des Rohrs erstrecken, wobei zwei aufeinan- derfolgende Außenstege einen Abstand in axialer Richtung zueinander aufweisen; und
- ein axialer Außensteg, der sich auf der äußeren Mantelfläche des Rohrs in axialer Richtung über die Längserstreckung des Rohrs erstreckt, wobei jeweils zwei aufeinanderfol- gende tangentiale Außenstege abwechselnd eine
Durchtrittsöffnung für das Kühlwasser auf der in axialer Richtung gesehen rechten oder linken Seite des axialen Außenstegs aufweisen. Durch den Wasserleitmantel wird ein Kühlmedium von einem linken Hohlraum zwischen dem Wasserleitmantel und einer stillstehenden Achse in einen Längsraum zwischen dem Rollenmantel und dem Wasserleitmantel eingeführt, im Längsraum sowohl in axialer als auch in tangentialer Richtung geführt, und vom Längsraum in einen rechten Hohlraum zwischen dem Wasserleitmantel und der stillstehenden Achse geführt. Dadurch wird nicht nur eine besonders gleichmäßige Verteilung der Oberflä- chentemperatur des Rollenmantels erreicht, sondern auch das linke und das rechte Lager gekühlt.
Das zylinderförmige Rohr, die tangentialen Außenstege und der axiale Außensteg sind vorzugsweise Blechbiegeteile, wobei die Außenstege durch Fügen (bspw. Löten, Schweißen oder Kleben) mit dem Rohr verbunden werden.
Ein dazu alternativer Wasserleitmantelweist auf:
- ein zylinderförmiges Rohr, dessen Wandstärke kleiner als die Längserstreckung des zylinderförmigen Rohrs ist;
- zumindest ein spiralförmiger Außensteg, der sich auf der äußeren Mantelfläche des Rohrs zumindest einmal spiralförmig um die Längserstreckung des Rohrs erstreckt .
Bei dieser Variante des Wasserleitmantels wird das Kühlmedium durch zumindest einen, gegebenenfalls mehrere, spiralförmigen Außensteg in tangentialer und axialer Richtung entlang des Rollenmantels geführt, wodurch sich ebenfalls eine sehr gleichmäßige Verteilung der Oberflächentemperatur auf dem
Rollenmantel einstellt. Der spiralförmige Außensteg kann entweder durch Fügen mit dem Rohr verbunden werden, oder durch Fräsen oder Drehen aus dem Rohr herausgearbeitet werden. Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Wasserleitmantel zumindest einen, vorzugsweise zwei oder mehrere, Innensteg aufweist, der sich von der inneren Mantelfläche des Rohrs in radialer Richtung bis zur stillstehenden Achse erstreckt. Dadurch wird ein sog. „hydraulischer Kurzschluss" zwischen zwei Hohlräumen verhindert, die sich jeweils zwischen dem linken Endbereich der Achse und dem Rollenmantel und dem rechten Endbereich der Achse und dem Rollenmantel befinden. Dadurch wird das Kühlmedium gezwungen, vom linken Hohlraum entlang des Längsraums zum rechten Hohlraum zu strömen, wodurch eine hohe Wärmeabfuhr vom Gießprodukt gewährleistet wird.
Vorteilhaft ist es, wenn der linke und der rechte Lagerbock jeweils eine Bohrung zur Aufnahme der stillstehenden Achse aufweist, wobei der Lagerbock zumindest einen, vorzugsweise geschlossenen, Hohlraum in tangentialer Richtung um die Bohrung aufweist. Durch den Hohlraum im Lagerbock, der vom Kühlmedium umströmt wird, werden sowohl der Lagerbock selbst als auch ein Dichtelement für die Abdichtung nach außen gekühlt.
Zur Einführung des Kühlmediums vom Lagerbock in die Achse ist es zweckmäßig, wenn der Hohlraum im Lagerbock eine im Wesentlichen radiale Stichleitung zum Führen des Kühlwassers vom Lagerbock in die Achse aufweist. Obwohl eine radiale Stichleitung die kürzeste Länge aufweist, ist es nicht notwendig, dass die Stichleitung exakt radial angeordnet ist.
Vorteilhaft ist es, wenn jede Hälfte der stillstehenden Achse in Längsrichtung eine separate axiale Leitung zur Leitung des Kühlmediums und eine damit verbundene radiale Stichleitung in einen Hohlraum aufweist.
Zur fluiddichten Abdichtung des linken Lagers gegenüber dem linken Hohlraum bzw. des rechten Lagers gegenüber dem rechten Hohlraum ist jeweils zumindest ein Dichtelement vorgesehen.
Eine einfache fluiddichte Abdichtung kann z.B. durch einen sog. Prelonring (siehe z.B. WO 2011/117383 AI für die Ausfüh- rung von Abdichtungen bei Strangführungsrollen mit
Prelonringen) , durch Dichtringe oder durch Rotationsabdichtungen wie Gleitringe erfolgen.
Der Schutz des Lagers gegenüber der Umgebung kann bspw. durch Radialwellendichtringe oder Labyrinthdichtungen erfolgen. Dem Fachmann sind natürlich aber auch andere Varianten für die Abdichtung von Lagern bekannt .
Die zweitgenannte Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Kühlen einer Strangführungsrolle in einer Stranggießmaschine durch ein Kühlmedium gelöst, wobei die Strangführungsrolle
- einen linken und einen rechten Lagerbock mit einem linken und einem rechten Lager; - eine stillstehende Achse;
- einen zylindrischen Rollenmantel, wobei der drehbare Rollenmantel über das linke und rechte Lager gegenüber der stillstehenden Achse drehbar gelagert ist;
umfasst, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
- Umströmen der stillstehenden Achse innerhalb des linken Lagerbocks durch das Kühlmedium; anschließend
- Eintritt des Kühlmediums vom linken Lagerbock in die stillstehende Achse;
- Durchströmen einer ersten axialen Leitung der stillstehenden Achse;
- Eintritt in einen Hohlraum der Strangführungsrolle;
- Umströmen des Hohlraums, wobei das linke und das rechte Lager gekühlt werden;
- Durchströmen einer zweiten axialen Leitung der stillstehenden Achse;
- Eintritt des Kühlmediums von der stillstehenden Achse in den rechten Lagerbock;
- Umströmen der stillstehenden Achse innerhalb des rech- ten Lagerbocks durch das Kühlmedium.
Durch das, vorzugsweise m Umfangsrichtung vollständige, Um strömen der stillstehenden Achse innerhalb des linken bzw. rechten Lagerbocks wird der jeweilige Lagerbock gekühlt.
Durch das Umströmen des Hohlraums werden auch die beiden La ger auf der Achse und der Rollenmantel gekühlt.
Um den bereits oben angesprochenen hydraulischen Kurzschluss zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn der Hohlraum einen linken Hohlraum, einen Längsraum, und einen rechten Hohlraum aufweist, wobei
das Kühlmedium vom linken Hohlraum in einen Längsraum zwischen einem Wasserleitmantel und dem Rollenmantel einströmt ;
das Kühlmedium in axialer Richtung den Längsraum durchströmt; und anschließend
das Kühlmedium vom Längsraum in den rechten Hohlraum einströmt . Dadurch wird eine sogenannte peripheriegekühlte Strangführungsrolle ausgebildet.
Zur Erzielung einer besonders gleichmäßigen Oberflächentemperatur auf dem Rollenmantel ist es vorteilhaft, wenn das Kühl- medium beim Durchströmen des Längsraums zusätzlich zur axialen Bewegung eine tangentiale Bewegung um die stillstehende Achse durchführt .
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht ein- schränkender Ausführungsbeispiele, wobei die Figuren zeigen:
Fig 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Strangführungsrolle Fig 2 eine Ansicht von rechts der Strangführungsrolle nach Fig 1
Fig 3 eine Ansicht von rechts einer Variante zur
Strangführungsrolle nach Fig 1
Fig 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linien A-A von Fig 2
Fig 5 eine perspektivische Ansicht einer ersten Va- riante eines Wasserleitmantels
Fig 6 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Variante eines Wasserleitmantels Fig 7 ein Längsschnitt zu Fig 6
Beschreibung der Ausführungsformen Die Fig 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen, nicht angetriebenen Strangführungsrolle 30 zum Stützen und Führen eines Stahlstrangs mit Knüppel- oder Vor- blockprofil in einer Stranggießmaschine. Der nicht darge- stellte Stahlstrang stützt sich an der zylindrischen Fläche des drehbaren Rollenmantels 12 ab, wobei der Rollenmantel 12 über in Fig 1 nicht dargestellte Lager 13a, 13b (siehe Fig 4) auf der stillstehenden Achse 11 drehbar gelagert ist. In Fig 2 ist eine Seitenansicht der Strangführungsrolle 30 aus Fig 1 dargestellt. Jeder Lagerbock 10a, 10b kann über außermittige Bohrungen und nicht dargestellte Befestigungsmittel, wie Schrauben, mit der Strangführung bzw. einem Segment der Strangführung verbunden werden.
In Fig 3 ist schematisch ein rechter Lagerbock 10b und das Durchströmen des Lagerbocks mit einem Kühlmedium (z.B. Wasser) dargestellt. Dabei tritt das Kühlwasser, wie durch den unteren Pfeil dargestellt, von unten in den Lagerbock 10b ein und strömt in vertikaler Richtung nach oben. Anschließend wird das Kühlwasser vier Mal um je 90° umgelenkt, sodass das Kühlwasser in einem geschlossenen Hohlraum 14 die stillstehende Achse 11 vollständig umströmen kann. Dadurch wird eine gleichmäßige Kühlung der Achse 11 bzw. des mit der Achse ver- bundenen Rollenmantels 12 sichergestellt. Das Kühlwasser kann vom Hohlraum 14 über eine radiale Stichleitung 15 in eine axiale Leitung 22 innerhalb der Achse 11 eintreten. Außerdem kann Schmierfett oder -öl über die Fettbohrung 21' zur
Schmierung des Lagers 13b eingeführt werden. Über die Draina- gebohrungen 24, die im abgedichteten Bereich jeweils zwischen dem fett- oder ölgefüllten Lagerraum und dem wassergefüllten Hohlraum 14, 14a, 14b angeordnet ist, kann sowohl Wasser oder Fett/Öl oder Wasser über die stillstehende Achse 11 in die drucklose Umgebung befördert werden. Dadurch kann ein Bedien- mann von außen sofort die Funktionsfähigkeit der Strangführungsrolle 30 kontrollieren, ohne in die Rolle eingreifen zu müssen . In Fig 4 ist dargestellt, dass das Kühlwasser von der Stichleitung 15 über eine axiale Leitung 22 und eine radiale Bohrung in einen Hohlraum 14, 14a, der durch die stillstehende Achse 11, das drehbare Lagergehäuse 23, und den Wasserleit- mantel 1 begrenzt wird, eintreten kann. Durch den Hohlraum
14a, der mit dem Längsraum 16 zwischen dem Wasserleitmantel 1 und der inneren Mantelfläche des Rollenmantels 12 verbunden ist, wird die Prelondichtung 17 und das Lager 13a gekühlt. Die Prelondichtung weist auf dessen innerer Mantelfläche drei dynamische Dichtelemente (konkret Gleitringe) und auf dessen äußerer Mantelfläche zwei statische Dichtelemente (hier 0- Ringe) auf. Im Betrieb stützt sich die mitdrehende
Prelondichtung (auch Prelonring genannt) 17 an der stillstehenden Achse 11 ab. Um eine Verunreinigung der Lager 13a, 13b zu verhindern, ist das Lager 13a gegenüber dem Lagerbock 10a über eine Labyrinthdichtung 19 und einen Radialwellendicht- ring 18 abgedichtet. Ebenso verhält es sich mit dem rechten Lager 13b im Lagerbock 10b. Der in Fig 6 näher dargestellte Wasserleitmantel 1 hat folgende Funktionen: Zum Einen wird ein hydraulischer Kurzschluss zwischen dem linken Hohlraum
14a und dem rechten Hohlraum 14b verhindert. Dadurch wird das Kühlwasser gezwungen, vom linken Hohlraum 14a über den Längsraum 16 zum rechten Hohlraum 14b zu strömen. Durch das Durchströmen des Längsraums 16 in axialer und tangentialer Rich- tung wird eine gleichmäßige Oberflächentemperatur des Rollenmantels 12 bzw. des darauf aufliegenden Stahlstrangs erreicht. Die stillstehende Achse 11 ist kraftschlüssig mit einem Lagerbock 10a, 10b verbunden. Das Lagergehäuse 23 ist über eine dichte Schweißverbindung mit dem Rollenmantel 12 verbunden.
In Fig 5 ist eine erste Variante des Wasserleitmantels 1 dargestellt. Der Wasserleitmantel weist ein dünnwandiges zylindrisches Rohr 2 aus Blech auf, einen axialen Außensteg 6, der sich in axialer Richtung x über die Länge des Rohrs 2 erstreckt, und mehrere, in axialer Richtung hintereinander angeordnete, beabstandete tangentiale Außenstege 5. Um das Kühlwasser in den Längsraum zwischen dem Wasserleitmantel 1 und dem Rollenmantel zu zwingen, umfasst der Leitmantel außerdem auf der inneren Mantelfläche des Rohrs 2 zumindest einen, hier zwei, Innenstege 9. Somit wird die Innenseite des Rollenmantels 12 durch das Kühlwasser in der durch die Pfeile dargestellten Richtung abgekühlt.
Die Fig 6 zeigt eine zweite Variante des Wasserleitmantels 1. Hierbei umströmt das Kühlwasser spiralförmig den Wasserleitmantel 1 bzw. die innere Fläche des Rollenmantels 12.
Die Fig 7 zeigt einen Längsschnitt durch den Wasserleitmantel 1 aus den Fig 4 und 6. Der spiralförmige Außensteg 8 als auch die Innenstege 9 sind mit dem Rohr 2 verschweißt.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .
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Bezugszeichenliste
1 Wasserleitmantel
2 Rohr
3 Wandstärke
4 Längserstreckung
5 tangentialer Außensteg
6 axialer Außensteg
7 Durchtrittsöffnung
8 spiralförmiger Außensteg
9 Innensteg
10a, 10b Lagerbock
11 Achse
12 Rollenmantel
13a, 13b Lager
14, 14a, 14 Hohlraum
15 Stichleitung
16 Längsraum
17 Prelonring
18 Radialwellendichtring
19 Labyrinthdichtung
20 Umfangsnut
21 Bohrung
21' Fettbohrung
22 axiale Leitung
23 Lagergehäuse
24 Drainagebohrung
30 Strangführungsrolle r radiale Richtung
t tangentiale Richtung x axiale Richtung

Claims

Ansprüche
1. Strangführungsrolle (30) zum Führen eines Stahlstrangs in einer Stranggießmaschine, aufweisend
- einen linken (10a) und einen rechten Lagerbock (10b) ;
- eine stillstehende Achse (11) , wobei die stillstehende Achse (11) mit dem linken (10a) und mit dem rechten Lagerbock (10b) drehsteif verbunden ist;
- einen zylindrischen Rollenmantel (12) sowie ein linkes (13a) und ein rechtes Lager (13b) , wobei der Rollenmantel
(12) durch das linke und das rechte Lager (13a, 13b) gegenüber der stillstehenden Achse (11) drehbar gelagert ist; und
- einen Wasserleitmantel (1) , wobei der Wasserleitmantel (1) Kühlwasser von einem linken Hohlraum (14a) zwischen der Achse (11) und dem Wasserleitmantel (1) im Bereich des linken Lagers (13a) in einen Längsraum (16) zwischen dem Wasserleitmantel (1) und dem Rollenmantel (12) , entlang des Längsraums (16) in axialer (x) und tangentialer Richtung (t) , und vom Längsraum (16) in einen rechten Hohlraum (14b) zwischen dem Wasserleitmantel (1) und der Achse (11) im Bereich des rechten Lagers (13b) leiten kann.
2. Strangführungsrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserleitmantel (1) aufweist:
- ein zylinderförmiges Rohr (2) , dessen Wandstärke (3) < die Längserstreckung (4) des zylinderförmigen Rohrs (2) ist;
- mehrere tangentiale Außenstege (5) , die sich auf der äußeren Mantelfläche des Rohrs (2) in axialer Richtung (x) über die Längserstreckung (4) des Rohrs (2) erstrecken, wobei zwei aufeinanderfolgende Außenstege (5) einen Abstand in axialer Richtung (x) zueinander aufweisen;
- ein axialer Außensteg (6) , der sich auf der äußeren Mantelfläche des Rohrs (2) in axialer Richtung (x) über die Längserstreckung (4) des Rohrs (2) erstreckt, wobei jeweils zwei aufeinanderfolgende tangentiale Außenstege (5) abwechselnd eine Durchtrittsöffnung (7) für das Kühlwasser auf der in axialer Richtung (x) gesehen rechten oder linken Seite des axialen Außenstegs (6) aufweisen.
3. Strangführungsrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserleitmantel (1) aufweist:
- ein zylinderförmiges Rohr (2), dessen Wandstärke (3) < die Längserstreckung (4) des zylinderförmigen Rohrs (2) ist;
- zumindest ein spiralförmiger Außensteg (8) , der sich auf der äußeren Mantelfläche des Rohrs (2) zumindest einmal spiralförmig um die Längserstreckung (4) des Rohrs (2) erstreckt .
4. Strangführungsrolle mit einem Wasserleitmantel (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, mit zumindest einem, vorzugsweise zwei, Innensteg (9), der sich von der inneren Mantelfläche des Rohrs (2) in radialer Richtung (r) bis zu der stillstehenden Achse (11) erstreckt.
5. Strangführungsrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der linke (10a) und/oder der rechte Lagerbock (10b) jeweils eine Bohrung (21) zur Aufnahme der stillstehen- den Achse (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (10a, 10b) zumindest einen, vorzugsweise geschlossenen, Hohlraum (14, 14a, 14b) in tangentialer Richtung (t) um die Bohrung (21) aufweist.
6. Strangführungsrolle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (14, 14a, 14b) im Lagerbock (10a, 10b) eine im Wesentlichen radiale (r) Stichleitung (15) zum Führen des Kühlwassers vom Lagerbock (10a, 10b) in die Achse (12) aufweist .
7. Strangführungsrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Hälfte der stillstehende Achse (11) eine axiale Leitung (22) zur Leitung von Kühlmedium und eine damit verbundene, im Wesentlichen radial verlaufende, Stichleitung (15) in einen Hohlraum aufweist.
8. Strangführungsrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das linke und/oder das rechte Lager (13a, 13b) gegenüber dem Hohlraum (14, 14a, 14b) jeweils über ein Dichtelement fluiddicht abgedichtet wird.
9. Strangführungsrolle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich- net, dass das Dichtelement ein Prelonring (17) ist.
10. Strangführungsrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stillstehende Achse (11) eine Drainagebohrung (24) aufweist, wobei diese die Um- gebung mit einem abgedichteten Bereich verbindet.
11. Verfahren zum Kühlen einer Strangführungsrolle (30) in einer Stranggießmaschine durch ein Kühlmedium, wobei die Strangführungsrolle (30)
- einen linken (10a) und einen rechten Lagerbock (10b) mit einem linken (13a) und einem rechten Lager (13b) ;
- eine stillstehende Achse (11) ;
- einen zylindrischen Rollenmantel (12) , wobei der drehbare Rollenmantel (12) über das linke und rechte Lager
(13a, 13b) gegenüber der stillstehenden Achse (11) drehbar gelagert ist;
umfasst, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
- Umströmen der stillstehenden Achse (11) innerhalb des linken Lagerbocks (10a) durch das Kühlmedium; anschließend - Eintritt des Kühlmediums vom linken Lagerbock (10a) in die stillstehende Achse (11) ;
- Durchströmen einer ersten axialen Leitung (22) der stillstehenden Achse (11) ;
- Eintritt in einen Hohlraum (14) innerhalb der Strang- führungsrolle (30) ;
- Umströmen des Hohlraums (14) , wobei das linke und das rechte Lager (13a, 13b) gekühlt werden;
- Durchströmen einer zweiten axialen Leitung (22) der stillstehenden Achse (11) ;
- Eintritt des Kühlmediums von der stillstehenden Achse
(11) in den rechten Lagerbock (10b) ;
- Umströmen der stillstehenden Achse (11) innerhalb des rechten Lagerbocks (10b) durch das Kühlmedium.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (14) einen linken Hohlraum (14a) , einen Längsraum (16) , und einen rechten Hohlraum (14b) umfasst, wobei das Kühlmedium vom linken Hohlraum (14a) in einen Längsraum (16) zwischen einem Wasserleitmantel (1) und dem Rollenmantel (12) einströmt;
das Kühlmedium in axialer Richtung (x) den Längsraum (16) durchströmt; und anschließend
das Kühlmedium vom Längsraum (16) in den rechten Hohlraum (14b) einströmt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium beim Durchströmen des Längsraums (16) zusätzlich eine tangentiale Bewegung (r) um die stillstehende Achse (11) durchführt .
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