EP3405302A1 - Strangführungsrolle zum führen eines metallischen strangs in einer stranggiessanlage - Google Patents

Strangführungsrolle zum führen eines metallischen strangs in einer stranggiessanlage

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EP3405302A1
EP3405302A1 EP17700969.3A EP17700969A EP3405302A1 EP 3405302 A1 EP3405302 A1 EP 3405302A1 EP 17700969 A EP17700969 A EP 17700969A EP 3405302 A1 EP3405302 A1 EP 3405302A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
axis
roller
cooling
cooling fluid
rolling bearing
Prior art date
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Granted
Application number
EP17700969.3A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP3405302B1 (de
EP3405302C0 (de
Inventor
Josef Guttenbrunner
Guenther Deibl
Michael Starrermair
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
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Publication date
Application filed by Primetals Technologies Austria GmbH filed Critical Primetals Technologies Austria GmbH
Publication of EP3405302A1 publication Critical patent/EP3405302A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3405302B1 publication Critical patent/EP3405302B1/de
Publication of EP3405302C0 publication Critical patent/EP3405302C0/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • B22D11/12—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

Definitions

  • Strand guide roller for guiding a metallic strand in a continuous casting plant
  • the invention relates to a strand-guiding roller for guiding a metallic strand in a continuous casting plant and to a process for cooling a strand-guiding roll.
  • a metallic strand formed in a mold is guided in a strand guide, supported and further cooled.
  • the supports and Füh ⁇ ren of the semi-solidified or solidified strand is carried out by so-called strand guiding rollers.
  • the strand can be cooled by cooled strand guide rollers.
  • roller shells a Strangnote ⁇ approximately roll are arranged on a common rotating axis, which is like supported at their ends and between the roller shells with roller bearings, wherein the roller shells are Peripherals cooled, ie wherein the roller shells directly (with a cooling ⁇ liquid usually with water).
  • the strand guide rollers are each formed as peripherally cooled full rolls, at the ends of the shaft stub with rolling bearings are supported.
  • the bearings of the strand guide rollers are usually in bearing blocks, which are cooled by a water cycle. In the process, care must be taken to ensure that no water gets into the bearings. This is usually achieved by a barrier lubrication, is set ⁇ for the additional fat, ie fat that is not needed for the actual function of the bearings. This fat comes out, ver ⁇ mixes with the cooling water and must be separated with a high technical effort again from the water.
  • the roller shells are usually provided with another Cooled water cycle, the cooling water is introduced by means of a separate rotary inlet, which is a complex and sensitive ⁇ component for the function of Strangu ⁇ tion role.
  • the invention has for its object to provide a Strangure ⁇ tion role for guiding a metallic strand in a continuous casting, which works reliably even in lubricant-free operation.
  • a method for operating the strand guide roller according to the invention is angege ⁇ ben.
  • a strand-guiding roll according to the invention for guiding a metallic strand in a continuous casting installation comprises a fixed axis, at least one an axle portion of the axle coaxially surrounding the roll shell, and for each Rol ⁇ lenmantel at least one extending along an inner surface of the Rol ⁇ lenmantels cooling channel for receiving adeflu- ids and for cooling the roll mantle.
  • the strand-guiding roller for each roller casing has at least one roller bearing arranged between the axle section surrounded by the roller casing and the roller casing for mounting the roller casing rotatably about the axis.
  • the rolling bearing is adjacent to a cooling channel and has a permeable for cooling fluid and to open the cooling channel bearing interior, so that the rolling bearing in operation, the cooling fluid may be flowing through ⁇ .
  • the strand guiding rollers according to the invention are thus designed as a "shell roles", the roller shells are rotatably mounted about a fixed axis ⁇ standing.
  • Such Strangure ⁇ approximately roll are much simpler and thus more cost-effective and maintenance-friendly than strand guide roll with roll shells firmly attached to a rotatable shaft.
  • a bearing block cooling can be omitted. Through the cooling passage is achieved in a simple manner a peripheral ⁇ cooling of the strand guide roller without problems need to be addressed by the peripheral cooling usually in the use of conventional roller bearings and / or rotary axes.
  • the strand guide roller having a fixed axis namely, no aufican ⁇ ended and repair-prone rotary inlet for the introduction of cooling liquid is required. Since the rolling bearings are designed to be permeable to the cooling fluid, they need not be protected against the entry of cooling fluid such as cooling water as conventional rolling bearings. In particular, eliminating the ⁇ se storage of the roll coats the need to again with consuming water mixing grease, which is used to protect bearings from the ingress of cooling water, again consuming to separate from the water.
  • the peripheral cooling also allows the use of the strand guide roller for a dry casting operation, that is, for a continuous casting without cooling the strand by spraying with cooling liquid.
  • the invention provides that the rolling bearing is designed for operation in a lubricant-free (i.e., without a grease or grease)
  • Oil lubrication environment is suitable.
  • a grease or oil lubrication system can be omitted, whereby the environmental load is reduced and the maintenance friendliness of the strand guide roller is further improved.
  • the rolling bearing according to the invention is made of a corrosion-resistant steel such as martensitic stainless steel (eg X46Cr13, material No. 1.4034, X90CrMoVl8, material No. 1.4112, or Xl05CrMoVl8, Material number . 1.4125), or an austenitic, corrosion ⁇ resistant stainless steel manufactured.
  • martensitic stainless steel eg X46Cr13, material No. 1.4034, X90CrMoVl8, material No. 1.4112, or Xl05CrMoVl8, Material number . 1.4125
  • austenitic, corrosion ⁇ resistant stainless steel eg X46Cr13, material No. 1.4034, X90CrMoVl8, material No. 1.4112, or Xl05CrMoVl8, Material number . 1.4125
  • the rolling bearing is protected against corrosion caused by the contact of the rolling bearing with the cooling fluid.
  • each roller bearing has a voltage applied to a roller shell and extending around the axis of the outer ring, a voltage applied to the axis and extending around the axis inner ring and a plurality of arranged between the outer ring and the inner ring rolling elements.
  • the rolling bearing is designed as a so-called spring roller bearing, wherein the outer ring and / or the inner ring and / or the rolling elements of the rolling bearing are elastically deformable in at least one orthogonal to a longitudinal axis of the axis direction.
  • the roller bearing in a direction transverse to the axial direction on a certain elasticity, so that the jamming of the bearing is prevented even in lubricant-free operation.
  • a grease filling can be introduced so that the rolling bearing functions reliably even during the demanding commissioning phase.
  • This embodiment of the invention provides for the storage of the roller shell particularly suitable, from the cooling fluid through ⁇ flowable before rolling bearings.
  • rolling bearings with elastically deformable outer rings, inner rings and / or rolling elements, these bearings can be particularly flexible and fit between the fixed axis and a roller shell of a strand guide roller. As a result, for example, caused by temperature fluctuations distance changes or elastic deformations are balanced by loading between the fixed axis and the roller shell.
  • Rolling with circular cylindrical rolling elements having a cylinder axis parallel to a longitudinal axis of the axis advantageously allow a stable due to the larger L Lucassaus ⁇ the rolling elements against, for example, spherical rolling elements and the rolling bearing punctually less be ⁇ bearing bearing of the roll shell.
  • cooling channel is sealed on a front side of the strand guide roller by a seal holder with egg ⁇ ner seal between the roller shell and the Dichtungshal ⁇ sion.
  • the roller shell advantageously in the radial direction outside the seal on a connected to the cooling channel annular cavity.
  • the particularly temperature-sensitive dy ⁇ namic seal is reliably cooled and extends its durability.
  • a further embodiment of the invention provides at least ei ⁇ NEN along an inner surface of a roller shell durau ⁇ fenden cooling channel.
  • at least one cooling channel may be formed as a bore in the roller casing .
  • adeka ⁇ nal runs at least helically about the axis along an inner surface ei ⁇ nes roll shell and / or at least one cooling passage extends alternately tangentially around which and subsequently in axia ⁇ ler direction.
  • a uniform cooling of the entire surface of a roll shell can be achieved advantageous ⁇ way.
  • a Strömungsge ⁇ speed of the cooling fluid can be adjusted so that the best possible removal of heat from the surface of the roller mantels takes place.
  • Radial or annular cooling channels running around the axis have the advantage of being geometrically simpler and thus also easier to implement.
  • a further embodiment of the invention provides at least one tube-like cooling fluid guide sleeve arranged between the axle and a roller casing, which has at least one groove-like cooling channel recess facing the roller casing for forming a cooling channel.
  • This embodiment of the invention advantageously makes it possible to form cooling channels for cooling thereof by means of suitably designed cooling fluid guide sleeves on roller shells.
  • a further embodiment of the invention provides that the axis has at least one fillable with cooling fluid cooling cavity, which is connected with at least one storage compartment of a rolling ⁇ bearing and with at least one cooling channel, so that the cooling cavity, the bearing compartment and the cooling channel a continuous receiving space for Forming cooling fluid.
  • a further embodiment of this embodiment of the invention provides that all the cooling channels, bearing internal spaces of Wälzla ⁇ ger and cooling cavities are connected to a contiguous receiving space for the cooling fluid.
  • each roller shell is rotatably supported by two rolling bearings relative to the axis.
  • a further embodiment of the invention provides that a plurality of roller shells are arranged one behind the other along the axis.
  • each roller shells may be reduced, which advantageously simplifies the manufacture and transport of the roller shells and allows the use of moderate manufacturedleg ⁇ ter rolling bearing for supporting the roller shells at the festste- Henden axis. Also allows Strangure ⁇ approximately roll with a plurality of successively arranged roller shells an intermediate support of the shaft in the areas between two neighboring roller shells and thereby reducing deformation by the load of the Rollenmän- tel during operation in a continuous casting plant.
  • a continuous casting plant according to the invention has several behind ⁇ successively arranged strand guiding rollers according to the invention with the above advantages.
  • the inventive object is also achieved by the procedural ⁇ ren for cooling a strand guide roller having a cooling fluid according to claim 10th
  • the cooling fluid is introduced from a coolant supply into an axially arranged axis cavity of the stationary axis of the strand guide roller. Since the axis is at a standstill ⁇ , this can without complicated and maintenance-intensive Turning done.
  • the cooling fluid is diverted into at least one substantially radially disposed Radialöff ⁇ voltage of the strand guide roller.
  • the cooling fluid is directed from the typically centrally arranged hollow space in the direction of the roller shell.
  • the cooling ⁇ fluid is introduced into a ring cavity, whereby the seal is cooled via the web between the annular cavity and the seal.
  • the rolling bearing preferably ⁇ in the axial direction, flows through. This cools the bearing and removes any wear from the bearing.
  • the cooling fluid is introduced into an arranged between the roller shell and the stationary axis coolant channel and the cooling passage flows through, whereby the roller shell is suit ⁇ cooled.
  • the cooling medium is supplied through a plurality before Trains t ⁇ at least four radial openings the annular cavity. This ensures a uniform speed ⁇ profile in the flow through the bearing.
  • the cooling medium flows through the coolant channel in the axial and in the tangential direction along a cooling fluid guide sleeve.
  • a high flow rate is achieved, which in turn has a favorable effect on the heat dissipation from the hot roller shell.
  • ⁇ a uniform temperature distribution of the roll shell in the axial and tangential direction is achieved.
  • a second rolling bearing is advantageously flowed through and the cooling fluid introduced into a second annular cavity, then the cooling fluid is diverted into a further at least one radial Radialöff ⁇ tion, redirected from the radial direction in an axial direction and in the axial axis cavity initiated.
  • the supply and discharge of the cooling fluid is separated by a plug of the axial ⁇ cavity.
  • the derivative can either be on the same page as the introduction or on the opposite side of the introduction.
  • FIG. 3 shows a detail of a sectional view with a side view of another strand guide roller. Corresponding parts are provided in the figures with the same reference numerals.
  • FIG. 1 shows a partial side view of an ERS ⁇ th embodiment of a strand guide roller 1, the strand guide roller 1 is shown broken in order to make the interior of the strand guide roller 1 visible, and wherein the interior is shown in section.
  • the path of the cooling fluid is represented in the figures by arrows.
  • the strand guide roller 1 comprises a fixed axle 3, a roller casing 5, rolling bearings 7, adefluidleithgg- se 11, seal holders 13, thrust washers 15, support blocks 17, sealing rings 19, a seal 20 and a Schmutzdich ⁇ tion 21, at least one plug 24th anddefluidzu ebookun- gene 26.
  • a portion of the strand guide roller 1 and thedefluidleith 11 are each in the range first end of the strand guide roller 1 shown. In this section are each only a rolling bearing 7, a seal holder 13, a thrust washer 15, a support block 17, a plug 24 and a cooling fluid supply 26.
  • a first end opposite the second end of the strand guide roller 1 is like the first shown in Figure 1 En ⁇ de and in particular also each comprises a roller bearing 7, a seal holder 13, a thrust washer 15, a support block 17, a cooling fluid supply 26 and optionally another plug 24.
  • the axis 3, the roller shell 5 and a support block 17 are shown in FIG shown broken.
  • the axis 3 is formed as a tubular hollow body with an annular cross-section which surrounds an axially extending circle cylindrical axis cavity 28.
  • Arranged within the axial cavity 28 is at least one plug 24 defining the axial cavity 28 defining a cooling cavity 30 between it and a cooling fluid supply 26 in the axial cavity 28, into and out of which a cooling fluid passes through an orifice (not shown) in the cooling fluid supply 26 is conductive.
  • the plug 24 can be inserted into the axle cavity 28 through a plug rod 25 connected to it.
  • the roller shell 5 is formed like a tube with an annular cross-section and surrounds an axis portion of the axis 3 coaxially. Between the roller shell 5 and the axis 3, the seal holders 13, thedefluidleithhülse 11 and the bearings 7 are arranged.
  • Each seal holder 13 is arranged between an end region of the roll mantle 5 and the axis 3, surrounds the axis 3 Se ⁇ ring and is fixedly connected to the axis 3.
  • Each seal holder 13 has on the axis side a plurality of annular recesses, in each of which a first sealing ring 19 is arranged, which rests against the axis 3 and surrounds this ringför ⁇ mig.
  • Roller shell side, each seal holding tion 13 two further annular recesses in which a dirt seal 21 and a seal 20 are arranged, which rests against the roller shell 5 and against which the Rol ⁇ lenmantel 5 is movable.
  • Rollenman- means of shell-side dirt seal 21 serves to seal against dirt from the environment of the strand guide roller 1
  • the seal 20 serves to seal against leakage of cooling fluid from the Strang Adjustsrol ⁇ le. 1
  • each seal holder 13 has a Garrungsöff ⁇ opening 32 which connects a radial opening 34 in the axis 3 with a cooling fluid chamber 31 between the seal holder 13 and the rolling bearing 7.
  • the radial opening 34 is connected to a cooling cavity 30 of the axis 3, so that through the radial opening 34 and the support opening 32 cooling fluid between the cooling cavity 30 and the cooling fluid chamber 31 can flow.
  • Thedefluidleithgg 11 is disposed axially between the rolling bearings 7, formed like a tube and surrounds the axis 3 koa ⁇ xial.
  • Thedefluidleithülse 11 has a the roller shell 5 facing groove-likemékanalausnaturalung 38 which heli ⁇ x runs around the axis 3 around.
  • Thedekanalausneh- mung 38 thereby forms a continuous cooling channel 40, which extends helically along the inner surface of the means of Rollenman ⁇ . 5
  • each roller bearing 7 has a voltage applied to the roller shell 5 and extending around the axis 3 Au ⁇ inforing 7.1, a voltage applied to the axis 3 and extending around the axis 3 inner ring 7.2 and more arranged between the outer ring 7.1 and the inner ring 7.2 rolling elements 7.3.
  • the outer ring is 7.1 (it would be possible but also the inner ring 7.2 and / or the rolling elements 7.3) of the rolling bearing 7 made of a corrosion-resistant spring band, so that the rolling bearing (also called spring roller bearing) in to a longitudinal axis of the axis 3 orthogonal directions formed elastically deformable.
  • the roller bearings 7, ie the outer rings 7.1, inner rings 7.2 and rolling elements 7.3 are made of a corrosion-resistant steel in order to be protected against corrosion by contact with the cooling fluid.
  • Each rolling bearing 7 has a lying between the outer ring 7.1 and the inner ring 7.2 bearing interior 9, which is permeable to the cooling fluid and the cooling channel 40 and adjacent to the rolling bearing 7 cooling fluid chamber 31 open, so that the cooling fluid through the bearing interior 9 between the Cooling fluid chamber 31 and the cooling passage 40 can flow.
  • the cooling fluid is through at least one opening in a cooling fluid supply 26 introduced into this receiving space and passed through at least one opening in the other cooling fluid supply 26 out of it.
  • the annular starting disks 15 are each arranged as a buffer for receiving axial forces between a seal holder 13 and the outer ring 7.1 of a roller bearing 7.
  • a securing ring 22 for fixing the position of the rolling bearing 7 is arranged on one of the adjacent seal holders 13 facing the end of the inner ring 7.2 of each Wälzla ⁇ gers 7.
  • the starting discs 15 can be arranged for receiving the axial forces between the roller shell 5 and the inner ring 7.2 or between thedefluidleithülülse 11 and the inner ring 7.2.
  • Thedefluidleithgg 11 11 may at Be ⁇ may, for example, positively and non-positively by pressing, be connected to the roller shell 5.
  • the support blocks 17 annularförmig each surround an end portion of the axis 3 and serve to support the strand guide rail le 1 against a supporting (not shown) component. Each support block 17 abuts one end of the adjacent seal holder 13, which protrudes from the roller shell 5.
  • the illustrated in Figure 1 embodiment of a strand ⁇ guide roller 1 can be modified in many ways who ⁇ .
  • the cooling cavities 30 may be formed by bores in the axle 3 that do not extend along the entire axis 3, but form only the cooling cavities 30.
  • the number of sealing rings 19, the seals 20 or the dirt seals 21 with respect to Figure 1 can be changed.
  • the cooling channel 40 may also be formed by a bore in the roller casing 5 instead of a cooling fluid guide sleeve 11, and / or a plurality of cooling channels 40 may be formed on or / and in the roller casing 5 instead of just one cooling channel 40.
  • the Strangure ⁇ tion roller 1 instead of only a roller shell 5 more along the axis 3 successively arranged roller shells 5 aufwei ⁇ sen, the roller shells 5 may be the same or different (in ⁇ example, with regard to the formation of the cooling channels 40).
  • FIG. 2 schematically shows a detail of a continuous casting plant 100 in a plan view. Shown are a Kokil ⁇ le 102 of the continuous casting 100 and a plurality of the mold 102 downstream and successively arranged strand guide rollers ⁇ 1.
  • the mold 102 serves to form a strand, which is guided with the strand guide rollers 1 and supported.
  • FIG. 3 shows a detail of a variant of the strand guide roller according to FIG.
  • this strand guide roller for example, a ring ⁇ cavity 41, which lies in the radial direction outside of the seal 20, so that the temperature-sensitive seal 20th is cooled suffi ⁇ accordingly even at a standstill of the strand guide roller.
  • the dirt seal 21 for example. Felt is, it is not necessary iA, this also to cow ⁇ len.
  • the ingress of dirt into the annular cavity 41 or into the bearing interior 9 is additionally prevented by a shut-off plate 42 in addition to the dirt seal 21.
  • the fluid-tight seal of the annular cavity 41 takes over the seal 20, which is designed as a shaft seal.
  • the rolling bearing 7 itself as shown in Figure 1 as a spring roller bearing.
  • a stop ring 15 made of high-performance plastic PEEK is ⁇ assigns.
  • the cooling fluid is introduced through 6 radial openings 34 in the annular cavity 41, resulting in a very uniform flow (and thus a uniform temperature distribution) in the rolling bearing 7 results. This measure also contributes to the robustness of
  • a cooling fluid is introduced into the axle cavity 28 from a coolant supply (not shown separately here), the cooling fluid subsequently diverted into six radial openings 34 and introduced into the annular cavity 41 via the mounting opening 32.
  • the seal 20, in particular a sealing lip, which bears against the roller casing 5 is cooled via the web between the annular cavity 41 and the seal 20.
  • the web can either be integral with the roller shell or be connected by welding with roller shell 5, for example.
  • the rolling bearing 7 is flowed through and the cooling fluid is introduced into the cooling passage 40.
  • the cooling fluid flows through a further roller bearing on the right side of the strand guide roller and is introduced into a further annular cavity. Thereafter, the cooling fluid is in turn introduced through further radial openings in a further axis cavity and then discharged.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Mounting Of Bearings Or Others (AREA)

Abstract

Die Strangführungsrolle (1) umfasst eine feststehende Achse (3), wenigstens einen einen Achsenabschnitt der Achse (3) koaxial umgebenden Rollenmantel (5), für jeden Rollenmantel (5) wenigstens einen entlang der Innenfläche des Rollenmantels (5) verlaufenden Kühlkanal (40) zur Aufnahme eines Kühlfluids und wenigstens ein Wälzlager (7) zur drehbaren Lagerung des Rollenmantels (5) um die Achse (3). Hierbei grenzt das Wälzlager (7) an den Kühlkanal (40) an und weist einen für das Kühlfluid durchlässigen und zu dem Kühlkanal (40) offenen Lagerinnenraum (9) auf, sodass das Wälzlager (7) im Betrieb vom Kühlfluid durchströmt wird. Dazu ist das Wälzlager (7) aus einem korrosionsbeständigen Stahl gefertigt für einen Schmierstofffreien Betrieb ausgeführt. Außerdem ist das Wälzlager (7) in wenigstens einer zu einer Längsachse der Achse (3) orthogonalen Richtung elastisch deformierbar ausgebildet.

Description

Beschreibung
Strangführungsrolle zum Führen eines metallischen Strangs in einer Stranggießanlage
Die Erfindung betrifft eine Strangführungsrolle zum Führen eines metallischen Strangs in einer Stranggießanlage und ein Verfahren zur Kühlung einer Strangführungsrolle. Beim Stranggießen wird ein in einer Kokille gebildeter metallischer Strang in einer Strangführung geführt, gestützt und weiter abgekühlt. Üblicherweise erfolgt das Stützen und Füh¬ ren des teilerstarrten oder durcherstarrten Strangs durch sogenannte Strangführungsrollen. Außerdem kann der Strang durch gekühlte Strangführungsrollen abgekühlt werden.
Beispielsweise sind mehrere Rollenmäntel einer Strangfüh¬ rungsrolle an einer gemeinsamen rotierenden Achse angeordnet, die an ihren Enden und zwischen den Rollenmänteln mit Wälzla- gern gestützt ist, wobei die Rollenmäntel peripheriegekühlt werden, d. h. wobei die Rollenmäntel direkt mit einer Kühl¬ flüssigkeit (in der Regel mit Wasser) gekühlt werden. Oder die Strangführungsrollen sind jeweils als peripheriegekühlte Vollrollen ausgebildet, an deren Enden Wellenstutzen mit Wälzlagern gestützt sind.
Die Lager der Strangführungsrollen befinden sich üblicherweise in Lagerböcken, die durch einen Wasserkreislauf gekühlt werden. Dabei muss konstruktiv darauf geachtet werden, dass kein Wasser in die Lager gelangt. Dies wird meist durch eine Sperrschmierung erreicht, für die zusätzliches Fett einge¬ setzt wird, d. h. Fett, das für die eigentliche Funktion der Wälzlager nicht benötigt wird. Dieses Fett tritt aus, ver¬ mischt sich mit dem Kühlwasser und muss mit einem hohen tech- nischen Aufwand wieder von dem Wasser getrennt werden.
Bei Strangführungsrollen mit peripheriegekühlten Rollenmänteln werden die Rollenmäntel in der Regel mit einem weiteren Wasserkreislauf gekühlt, wobei das Kühlwasser mittels einer separaten Dreheinführung eingebracht wird, die eine aufwändi¬ ge und sensible Komponente für die Funktion der Strangfüh¬ rungsrolle ist .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strangfüh¬ rungsrolle zum Führen eines metallischen Strangs in einer Stranggießanlage anzugeben, welche auch im Schmierstofffreien Betrieb zuverlässig funktioniert. Außerdem soll ein Verfahren zum Betrieb der erfindungsgemäßen Strangführungsrolle angege¬ ben werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Strangfüh¬ rungsrolle durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vor- teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .
Eine erfindungsgemäße Strangführungsrolle zum Führen eines metallischen Strangs in einer Stranggießanlage umfasst eine feststehende Achse, wenigstens einen einen Achsenabschnitt der Achse koaxial umgebenden Rollenmantel, und für jeden Rol¬ lenmantel wenigstens einen entlang einer Innenfläche des Rol¬ lenmantels verlaufenden Kühlkanal zur Aufnahme eines Kühlflu- ids und zur Kühlung des Rollenmantels. Ferner weist die Strangführungsrolle für jeden Rollenmantel wenigstens ein zwischen dem von dem Rollenmantel umgebenen Achsenabschnitt und dem Rollenmantel angeordnetes Wälzlager zur um die Achse drehbaren Lagerung des Rollenmantels auf. Dabei grenzt das Wälzlager an einen Kühlkanal an und weist einen für Kühlfluid durchlässigen und zu dem Kühlkanal offenen Lagerinnenraum auf, sodass das Wälzlager im Betrieb vom Kühlfluid durch¬ strömt werden kann.
Die erfindungsgemäßen Strangführungsrollen sind also als „Mantelrollen" ausgebildet, deren Rollenmäntel um eine fest¬ stehende Achse drehbar gelagert sind. Derartige Strangfüh¬ rungsrollen sind wesentlich einfacher gestaltet und daher kostengünstiger und wartungs freundlicher als Strangführungs- rollen mit fest an einer drehbaren Achse montierten Rollenmänteln. Da die Strangführungsrollen feststehende Achsen haben, kann außerdem eine Lagerbockkühlung entfallen. Durch den Kühlkanal wird auf einfache Weise eine Peripherie¬ kühlung der Strangführungsrolle erreicht, ohne dass durch die Peripheriekühlung üblicherweise bei der Verwendung von herkömmlichen Wälzlagern und/oder rotierenden Achsen auftretende Probleme bewältigt werden müssen. Da die Strangführungsrolle nämlich eine feststehende Achse aufweist, wird keine aufwän¬ dige und reparaturanfällige Dreheinführung zur Einbringung von Kühlflüssigkeit benötigt. Da die Wälzlager für das Kühl- fluid durchlässig ausgebildet sind, brauchen sie nicht wie herkömmliche Wälzlager gegen das Eintreten von Kühlfluid wie Kühlwasser geschützt werden. Insbesondere entfällt durch die¬ se Lagerung der Rollenmäntel die Notwendigkeit, sich mit Kühlwasser vermischendes Fett, das zum Schutz von Wälzlagern vor dem Eindringen von Kühlwasser verwendet wird, wieder aufwändig von dem Wasser zu trennen. Die Peripheriekühlung er- möglicht ferner die Verwendung der Strangführungsrolle für einen Trockengießbetrieb, das heißt für ein Stranggießen ohne Kühlung des Strangs durch Bespritzen mit Kühlflüssigkeit.
Die Erfindung sieht vor, dass das Wälzlager für einen Betrieb in einer Schmierstofffreien (d.h. ohne eine Fett- oder
Ölschmierung) Umgebung geeignet ist.
Durch eine Schmierstofffreie Ausführung der Wälzlager kann ein Fett- bzw. Ölschmierungssystem entfallen, wodurch die Um- weltbelastung verringert und die Wartungs freundlichkeit der Strangführungsrolle weiter verbessert wird.
Um das Wälzlager für den Schmierstofffreien Betrieb geeignet zu machen, ist das Wälzlager gemäß der Erfindung aus einem korrosionsbeständigen Stahl, wie einem martensitischen, korrosionsbeständigen Edelstahl (z.B. X46Crl3, Werkstoff-Nr. 1.4034; X90CrMoVl8, Werkstoff-Nr . 1.4112; oder Xl05CrMoVl8, Werkstoff-Nr . 1.4125), oder einem austenitischen, korrosions¬ beständigen Edelstahl, gefertigt.
Dadurch wird das Wälzlager gegen eine durch den Kontakt des Wälzlagers mit dem Kühlfluid verursachte Korrosion geschützt.
Außerdem weist jedes Wälzlager einen an einem Rollenmantel anliegenden und um die Achse verlaufenden Außenring, einen an der Achse anliegenden und um die Achse verlaufenden Innenring und mehrere zwischen dem Außenring und dem Innenring angeordnete Wälzkörper auf.
Um schließlich die Zuverlässigkeit des Wälzlagers zu erhöhen, ist das Wälzlager als ein sog. Federrollenlager ausgeführt, wobei der Außenring und/oder der Innenring und/oder die Wälzkörper des Wälzlagers in wenigstens einer zu einer Längsachse der Achse orthogonalen Richtung elastisch deformierbar sind. Durch diese Ausführung weist das Wälzlager in einer Richtung quer zur axialen Richtung eine bestimmte Elastizität auf, so- dass das Verklemmen des Wälzlagers auch im Schmierstofffreien Betrieb verhindert wird. Außerdem kann bei der Montage der Federrollenlager in die Spalten zwischen den Federbändern eine Fettfüllung eingebracht werden, sodass das Wälzlager auch in der anspruchsvollen Inbetriebnahmephase zuverlässig funk- tioniert. Schließlich ist diese Ausführung im Betrieb weniger empfindlich gegen Schmutz, da sich dieser in die Spalten zwischen den Federbändern einlagern kann und so das Verklemmen verhindert wird. Diese Ausgestaltung der Erfindung sieht für die Lagerung des Rollenmantels besonders geeignete, von dem Kühlfluid durch¬ strömbare Wälzlager vor. Durch Wälzlager mit elastisch deformierbaren Außenringen, Innenringen und/oder Wälzkörpern lassen sich diese Wälzlager insbesondere flexibel und passend zwischen der feststehenden Achse und einem Rollenmantel einer Strangführungsrolle anordnen. Dadurch können beispielsweise durch Temperaturschwankungen verursachte Abstandsänderungen oder elastische Verformungen durch Belastung zwischen der feststehenden Achse und dem Rollenmantel ausgeglichen werden.
Wälzlager mit kreiszylinderförmigen Wälzkörpern, die eine zu einer Längsachse der Achse parallele Zylinderachse aufweisen, ermöglichen vorteilhaft eine aufgrund der größeren Längsaus¬ dehnung der Wälzkörper gegenüber beispielsweise kugelförmigen Wälzkörpern stabilere und das Wälzlager punktuell weniger be¬ lastende Lagerung des Rollenmantels.
Es ist vorteilhaft, wenn der Kühlkanal auf einer Stirnseite der Strangführungsrolle durch eine Dichtungshalterung mit ei¬ ner Dichtung zwischen dem Rollenmantel und der Dichtungshal¬ terung abgedichtet wird.
Um eine Überhitzung der Strangführungsrolle, insbesondere bei einem Stillstand derselben, signifikant zu verhindern, weist der Rollenmantel vorteilhaft in radialer Richtung außerhalb der Dichtung einen mit dem Kühlkanal verbundenen Ringhohlraum auf. Hierdurch wird die besonders temperaturempfindliche dy¬ namische Dichtung zuverlässig gekühlt und dessen Haltbarkeit verlängert .
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht wenigstens ei¬ nen entlang einer Innenoberfläche eines Rollenmantels verlau¬ fenden Kühlkanal vor. Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens ein Kühlkanal als eine Bohrung in dem Rollenmantel aus¬ gebildet sein. Beispielsweise verläuft wenigstens ein Kühlka¬ nal helixartig um die Achse entlang einer Innenoberfläche ei¬ nes Rollenmantels und/oder wenigstens ein Kühlkanal verläuft abwechselnd tangential um die herum und nachfolgend in axia¬ ler Richtung.
Durch einen helixartig verlaufenden Kühlkanal kann vorteil¬ haft eine gleichmäßige Kühlung der gesamten Oberfläche eines Rollenmantels erreicht werden. Ferner kann eine Strömungsge¬ schwindigkeit des Kühlfluids so eingestellt werden, dass eine möglichst optimale Wärmeabfuhr aus der Oberfläche des Rollen- mantels erfolgt. Des Weiteren kann durch eine geeignete Di¬ mensionierung des Kühlkanals die Strömungsgeschwindigkeit so eingestellt werden, dass die Bildung von Ablagerungen an den Wänden aus dem Kühlfluid verhindert oder vermindert wird. Ge- radlinig oder ringförmig um die Achse verlaufende Kühlkanäle haben den Vorteil, geometrisch einfacher gestaltet und dadurch auch einfacher realisierbar zu sein.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht wenigstens ei- ne zwischen der Achse und einem Rollenmantel angeordnete rohrartige Kühlfluidleithülse vor, die wenigstens eine dem Rollenmantel zugewandte rinnenartige Kühlkanalausnehmung zur Ausbildung eines Kühlkanals aufweist . Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht vorteilhaft, durch geeignet gestaltete Kühlfluidleithülsen an Rollenmänteln Kühlkanäle zu deren Kühlung zu bilden.
Außerdem ist es günstig, wenn der Dichtungshalterung und dem Wälzlager oder zwischen dem Wälzlager und der Kühlfluidleithülse in axialer Richtung eine AnlaufScheibe zum Ausgleich von axialen Relativbewegungen angeordnet ist. Der Verschleiß der AnlaufScheibe ist besonders niedrig, wenn die Anlauf¬ scheibe aus Polyetheretherketon (PEEK) hergestellt ist.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Achse wenigstens einen mit Kühlfluid befüllbaren Kühlhohlraum aufweist, der mit wenigstens einem Lagerinnenraum eines Wälz¬ lagers und mit wenigstens einem Kühlkanal verbunden ist, so dass der Kühlhohlraum, der Lagerinnenraum und der Kühlkanal einen zusammenhängenden Aufnahmeraum für Kühlfluid bilden. Eine Weitergestaltung dieser Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass alle Kühlkanäle, Lagerinnenräume der Wälzla¬ ger und Kühlhohlräume zu einem zusammenhängenden Aufnahmeraum für das Kühlfluid miteinander verbunden sind.
Diese Ausgestaltungen der Erfindung kombinieren vorteilhaft eine Innenkühlung der Strangführungsrolle durch mit dem Kühl- fluid befüllbare Kühlhohlräume in der Achse mit einer Peri¬ pheriekühlung durch mit derartigen Kühlhohlräumen verbundene Kühlkanäle zur direkten Kühlung von Rollenmänteln. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass jeder Rollenmantel durch zwei Wälzlager gegenüber der Achse drehbar gelagert ist.
Dadurch wird eine stabile und gleichmäßige Lagerung der Rol- lenmäntel realisiert.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass entlang der Achse mehrere Rollenmäntel hintereinander angeordnet sind .
Dadurch kann die Länge der einzelnen Rollenmäntel reduziert werden, was vorteilhaft die Herstellung und den Transport der Rollenmäntel vereinfacht und die Verwendung moderat ausgeleg¬ ter Wälzlager zur Lagerung der Rollenmäntel an der festste- henden Achse ermöglicht. Außerdem ermöglicht eine Strangfüh¬ rungsrolle mit mehreren hintereinander angeordneten Rollenmänteln eine Zwischenunterstützung der Achse in Bereichen zwischen zwei benachbarten Rollenmänteln und dadurch eine Reduzierung von Verformungen durch die Belastung der Rollenmän- tel während des Betriebes in einer Stranggießanlage.
Eine erfindungsgemäße Stranggießanlage weist mehrere hinter¬ einander angeordnete erfindungsgemäße Strangführungsrollen mit den oben genannten Vorteilen auf.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch das Verfah¬ ren zur Kühlung einer Strangführungsrolle mit einem Kühlfluid nach Anspruch 10 gelöst. Dabei wird das Kühlfluid von einer Kühlmittelzuführung in einen axial angeordneten Achsenhohlraum der stillstehenden Achse der Strangführungsrolle eingeleitet. Da die Achse still¬ steht, kann dies ohne eine komplizierte und wartungsintensive Dreheinführung erfolgen. Anschließend wird das Kühlfluid in zumindest eine im Wesentlichen radial angeordnete Radialöff¬ nung der Strangführungsrolle umgeleitet. Dadurch wird das Kühlfluid vom typischerweise zentral angeordneten Achsenhohl- räum in Richtung Rollenmantel geleitet. Sodann wird das Kühl¬ fluid in einen Ringhohlraum eingeleitet, wodurch die Dichtung über den Steg zwischen dem Ringhohlraum und der Dichtung gekühlt wird. Nach diesem Schritt wird das Wälzlager, vorzugs¬ weise in axialer Richtung, durchströmt . Hierdurch wird das Lager gekühlt und etwaiger Abrieb vom Lager abgeführt. Danach wird das Kühlfluid in einen zwischen dem Rollenmantel und der stillstehenden Achse angeordneten Kühlmittelkanal eingeleitet und der Kühlkanal durchströmt, wodurch der Rollenmantel abge¬ kühlt wird.
Es ist vorteilhaft, wenn das Kühlmedium durch mehrere, bevor¬ zugt zumindest vier, Radialöffnungen dem Ringhohlraum zugeführt wird. Dies stellt ein gleichmäßiges Geschwindigkeits¬ profil bei der Durchströmung des Wälzlagers sicher.
Es ist vorteilhaft, wenn das Kühlmedium den Kühlmittelkanal in axialer und in tangentialer Richtung entlang einer Kühl- fluidleithülse durchströmt. Dadurch wird einerseits eine hohe Durchflussgeschwindigkeit erreicht, was sich wiederum günstig auf die Wärmeabfuhr vom heißen Rollenmantel auswirkt. Außer¬ dem wird eine gleichmäßige Temperaturverteilung des Rollenmantels in axialer und tangentialer Richtung erreicht.
Nach dem Durchströmen des Kühlmittelkanals wird vorteilhaf- terweise ein zweites Wälzlager durchströmt und das Kühlfluid in einen zweiten Ringhohlraum eingeleitet, anschließend das Kühlfluid in eine weitere zumindest eine radiale Radialöff¬ nung umgeleitet, von der radialen Richtung in eine axiale Richtung umgeleitet und in den axialen Achsenhohlraum einge- leitet. Beispielsweise wird durch einen Propfen der Achsen¬ hohlraum der Zu- und Ableitung des Kühlfluids getrennt.
Schließlich wird das Kühlfluid aus dem Achsenhohlraum abgeleitet. Die Ableitung kann entweder auf derselben Seite wie die Einleitung oder auf der gegenüberliegenden Seite der Einleitung erfolgen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Aus führungsbei- spielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:
FIG 1 eine aufgebrochen und teilweise geschnitten darge¬ stellte Seitenansicht einer Strangführungsrolle,
FIG 2 schematisch einen Ausschnitt einer Stranggießanla- ge, und
FIG 3 einen Ausschnitt aus einer Schnittdarstellung mit einer Seitenansicht einer weiteren Strangführungsrolle. Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Seitenansicht eines ers¬ ten Ausführungsbeispiels einer Strangführungsrolle 1, wobei die Strangführungsrolle 1 aufgebrochen dargestellt ist, um das Innere der Strangführungsrolle 1 sichtbar zu machen, und wobei das Innere geschnitten dargestellt ist.
Der Weg des Kühlfluids ist in den Figuren durch Pfeile dar- stellt.
Die Strangführungsrolle 1 umfasst eine feststehende Achse 3, einen Rollenmantel 5, Wälzlager 7, eine Kühlfluidleithül- se 11, Dichtungshalterungen 13, AnlaufScheiben 15, Stützblö- cke 17, Dichtringe 19, eine Dichtung 20 und eine Schmutzdich¬ tung 21, wenigstens einen Pfropfen 24 und Kühlfluidzuführun- gen 26. In Figur 1 sind jeweils ein Abschnitt der Strangführungsrolle 1 und der Kühlfluidleithülse 11 im Bereich eines ersten Endes der Strangführungsrolle 1 dargestellt. In diesem Abschnitt befinden sich jeweils nur ein Wälzlager 7, eine Dichtungshalterung 13, eine AnlaufScheibe 15, ein Stützblock 17, ein Pfropfen 24 und eine Kühlfluidzuführung 26. Ein dem ersten Ende gegenüber liegendes zweites Ende der Strangführungsrolle 1 ist wie das in Figur 1 dargestellte erste En¬ de ausgebildet und umfasst insbesondere ebenfalls jeweils ein Wälzlager 7, eine Dichtungshalterung 13, eine Anlaufscheibe 15, einen Stützblock 17, eine Kühlfluidzuführung 26 und optional einen weiteren Pfropfen 24. Die Achse 3, der Rollenmantel 5 und ein Stützblock 17 sind in Figur 1 aufgebrochen dargestellt .
Die Achse 3 ist als ein rohrartiger Hohlkörper mit einem kreisringförmigen Querschnitt ausgebildet, der einen axial verlaufenden kreis zylindrischen Achsenhohlraum 28 umgibt. In dem Achsenhohlraum 28 ist wenigstens ein den Achsenhohlraum 28 unterteilender Pfropfen 24 angeordnet, durch den ein zwischen ihm und einer Kühlfluidzuführung 26 liegender Kühl- hohlraum 30 in dem Achsenhohlraum 28 definiert wird, in den und aus dem ein Kühlfluid durch eine (nicht dargestellte) Öffnung in der Kühlfluidzuführung 26 leitbar ist. Der Pfropfen 24 ist durch eine mit ihm verbundene Pfropfenstange 25 in den Achsenhohlraum 28 einführbar.
Der Rollenmantel 5 ist rohrartig mit einem kreisringförmigen Querschnitt ausgebildet und umgibt einen Achsenabschnitt der Achse 3 koaxial. Zwischen dem Rollenmantel 5 und der Achse 3 sind die Dichtungshalterungen 13, die Kühlfluidleithülse 11 und die Wälzlager 7 angeordnet.
Jede Dichtungshalterung 13 ist zwischen einem Endbereich des Rollenmantels 5 und der Achse 3 angeordnet, umgibt die Ach¬ se 3 ringförmig und ist fest mit der Achse 3 verbunden. Jede Dichtungshalterung 13 weist achsenseitig mehrere ringförmige Ausnehmungen auf, in denen jeweils ein erster Dichtring 19 angeordnet ist, der an der Achse 3 anliegt und diese ringför¬ mig umgibt. Rollenmantelseitig weist jede Dichtungshalte- rung 13 zwei weitere ringförmige Ausnehmungen auf, in denen eine Schmutzdichtung 21 und eine Dichtung 20 angeordnet sind, der an dem Rollenmantel 5 anliegt und gegenüber dem der Rol¬ lenmantel 5 beweglich ist. Die näher am Ende des Rollenman- tels 5 angeordnete rollenmantelseitige Schmutzdichtung 21 dient der Abdichtung gegen Schmutz aus der Umgebung der Strangführungsrolle 1, die Dichtung 20 dient der Abdichtung gegen einen Austritt von Kühlfluid aus der Strangführungsrol¬ le 1.
Ferner weist jede Dichtungshalterung 13 eine Halterungsöff¬ nung 32 auf, die eine Radialöffnung 34 in der Achse 3 mit einer Kühlfluidkammer 31 zwischen der Dichtungshalterung 13 und dem Wälzlager 7 verbindet. Dabei ist die Radialöffnung 34 mit einem Kühlhohlraum 30 der Achse 3 verbunden, so dass durch die Radialöffnung 34 und die Halterungsöffnung 32 Kühlfluid zwischen dem Kühlhohlraum 30 und der Kühlfluidkammer 31 strömen kann. Die Kühlfluidleithülse 11 ist axial zwischen den Wälzlagern 7 angeordnet, rohrartig ausgebildet und umgibt die Achse 3 koa¬ xial. Die Kühlfluidleithülse 11 weist eine dem Rollenmantel 5 zugewandte rinnenartige Kühlkanalausnehmung 38 auf, die heli¬ xartig um die Achse 3 herum verläuft. Die Kühlkanalausneh- mung 38 bildet dadurch einen zusammenhängenden Kühlkanal 40, der helixartig entlang der Innenoberfläche des Rollenman¬ tels 5 verläuft.
Durch die Wälzlager 7 ist der Rollenmantel 5 um die Achse 3 drehbar gelagert. Jedes Wälzlager 7 weist einen an dem Rollenmantel 5 anliegenden und um die Achse 3 verlaufenden Au¬ ßenring 7.1, einen an der Achse 3 anliegenden und um die Achse 3 verlaufenden Innenring 7.2 und mehrere zwischen dem Außenring 7.1 und dem Innenring 7.2 angeordnete Wälzkörper 7.3 auf. Hierbei ist der Außenring 7.1 (möglich wäre es aber auch den Innenring 7.2 und/oder die Wälzkörper 7.3) des Wälzlagers 7 aus einem korrosionsbeständigen Federband hergestellt, sodass das Wälzlager (auch Federrollenlager genannt) in zu einer Längsachse der Achse 3 orthogonalen Richtungen elastisch deformierbar ausgebildet. Die Wälzlager 7, d. h. die Außenringe 7.1, Innenringe 7.2 und Wälzkörper 7.3, sind aus einem korrosionsbeständigen Stahl ausgeführt, um gegen Korro- sion durch einen Kontakt mit dem Kühlfluid geschützt zu sein.
Jedes Wälzlager 7 weist einen zwischen dem Außenring 7.1 und dem Innenring 7.2 liegenden Lagerinnenraum 9 auf, der für das Kühlfluid durchlässig und zu dem Kühlkanal 40 und der an das Wälzlager 7 angrenzenden Kühlfluidkammer 31 offen ist, so dass das Kühlfluid durch den Lagerinnenraum 9 zwischen der Kühlfluidkammer 31 und dem Kühlkanal 40 strömen kann. Dadurch bilden die Kühlhohlräume 30 und Radialöffnungen 34 in der Achse 3, die Halterungsöffnungen 32, die Kühlfluidkammern 31, die Lagerinnenräume 9 der Wälzlager 7 und der Kühlkanal 40 einen zusammenhängenden Aufnahmeraum für Kühlfluid zur Kühlung des Rollenmantels 5. Das Kühlfluid wird durch wenigstens eine Öffnung in einer Kühlfluidzuführung 26 in diesen Aufnahmeraum eingeleitet und durch wenigstens eine Öffnung in der anderen Kühlfluidzuführung 26 aus ihm heraus geleitet.
Die ringförmigen AnlaufScheiben 15 sind jeweils als ein Puffer zur Aufnahme von Axialkräften zwischen einer Dichtungs- halterung 13 und dem Außenring 7.1 eines Wälzlagers 7 ange- ordnet. Optional ist an einem der benachbarten Dichtungshal- terung 13 zugewandten Ende des Innenrings 7.2 jedes Wälzla¬ gers 7 ein Sicherungsring 22 zur Lagefixierung des Wälzlagers 7 angeordnet . Alternativ können die AnlaufScheiben 15 zur Aufnahme der Axialkräfte auch zwischen dem Rollenmantel 5 und dem Innenring 7.2 oder zwischen der Kühlfluidleithülse 11 und dem Innenring 7.2 angeordnet werden. Die Kühlfluidleithülse 11 kann bei Be¬ darf fest, beispielsweise form- und kraftschlüssig durch Ein- pressen, mit dem Rollenmantel 5 verbunden sein.
Die Stützblöcke 17 umgeben ringfömig jeweils einen Endbereich der Achse 3 und dienen der AbStützung der Strangführungsroi- le 1 gegen ein tragendes (nicht dargestelltes) Bauteil. Jeder Stützblock 17 liegt an einem Ende der benachbarten Dichtungs- halterung 13 an, das aus dem Rollenmantel 5 herausragt. Das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Strang¬ führungsrolle 1 kann auf vielfältige Weisen abgewandelt wer¬ den. Beispielsweise können die Kühlhohlräume 30 statt durch den Achsenhohlraum 28 und den oder die Pfropfen 24 durch Bohrungen in der Achse 3 gebildet werden, die sich nicht längs der gesamten Achse 3 erstrecken, sondern nur die Kühlhohlräume 30 bilden. Alternativ oder zusätzlich kann die Anzahl der Dichtringe 19, der Dichtungen 20 oder der Schmutzdichtungen 21 gegenüber Figur 1 geändert werden. Beispielsweise können alle oder einige Dichtringe 19 entfallen und/oder mehrere Dichtungen 20 gleicher Funktion an einer Dichtungshalte- rung 13 angeordnet sein. Auch kann der Kühlkanal 40 statt durch eine Kühlfluidleithülse 11 durch eine Bohrung in dem Rollenmantel 5 gebildet sein, und/oder es können statt nur eines Kühlkanals 40 mehrere Kühlkanäle 40 an oder/und in dem Rollenmantel 5 ausgebildet sein. Ferner kann die Strangfüh¬ rungsrolle 1 statt nur einen Rollenmantel 5 mehrere entlang der Achse 3 hintereinander angeordnete Rollenmäntel 5 aufwei¬ sen, wobei die Rollenmäntel 5 gleich oder verschieden (bei¬ spielsweise hinsichtlich der Ausbildung der Kühlkanäle 40) ausgeführt sein können.
Figur 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Stranggießanlage 100 in einer Draufsicht. Dargestellt sind eine Kokil¬ le 102 der Stranggießanlage 100 und mehrere der Kokille 102 nachgeordnete und hintereinander angeordnete Strangführungs¬ rollen 1. Die Kokille 102 dient der Bildung eines Strangs, der mit den Strangführungsrollen 1 geführt und gestützt wird.
In der Figur 3 ist schließlich ein Detail einer Variante der Strangführungsrolle nach Figur 1 dargestellt. Im Gegensatz zu Figur 1 weist diese Strangführungsrolle 1 z.B. einen Ring¬ hohlraum 41, der in radialer Richtung außerhalb der Dichtung 20 liegt, auf, sodass die temperaturempfindliche Dichtung 20 selbst bei einem Stillstand der Strangführungsrolle 1 ausrei¬ chend gekühlt wird. Da die Schmutzdichtung 21 bspw. aus Filz besteht, ist es i.A. nicht notwendig, diese ebenfalls zu küh¬ len. Das Eindringen von Schmutz in den Ringhohlraum 41 bzw. in den Lagerinnenraum 9 wird neben der Schmutzdichtung 21 zusätzlich durch ein Absperrblech 42 verhindert. Die fluiddich- te Abdichtung des Ringhohlraums 41 übernimmt die Dichtung 20, welche als ein Wellendichtring ausgeführt ist. Das Wälzlager 7 selbst wie in Figur 1 als ein Federrollenlager ausgebildet . Zwischen dem Wälzlager 7 und der Kühlfluidleithülse 11 ist ein Anlaufring 15 aus dem Hochleistungskunststoff PEEK ange¬ ordnet. Durch den Anlaufring 15 werden Relativbewegungen, z.B. aufgrund unterschiedlicher thermischer Dehnungen, und Axialkräfte in der Strangführungsrolle 1 kompensiert, ohne dass es zu einem Verklemmen kommt. Besonders günstig ist bei der dargestellten Ausführungsform auch, dass das Kühlfluid durch 6 Radialöffnungen 34 in den Ringhohlraum 41 eingeleitet wird, wodurch sich eine sehr gleichmäßige Durchströmung (und dadurch eine gleichmäßige Temperaturverteilung) im Wälzlager 7 ergibt. Auch diese Maßnahme trägt zur Robustheit der
Strangführungsrolle 1 bei. Im Betrieb der Strangführungsrolle 1 wird ein Kühlfluid von einer hier nicht extra dargestellten Kühlmittelzuführung in den Achsenhohlraum 28 eingeleitet, das Kühlfluid anschließend in sechs Radialöffnungen 34 umgeleitet und über die Halterungsöffnung 32 in den Ringhohlraum 41 eingeleitet. Dadurch wird die Dichtung 20, insbesondere eine Dichtlippe, welche an dem Rollenmantel 5 anliegt, über den Steg zwischen dem Ringhohlraum 41 und der Dichtung 20 gekühlt. Der Steg kann entweder einstückig mit dem Rollenmantel ausgeführt sein oder z.B. durch Aufschweißen mit Rollenmantel 5 verbunden werden. Anschließend wird das Wälzlager 7 durchströmt und das Kühlfluid in den Kühlkanal 40 eingeleitet. Nach dem spiralförmigen Durchströmen des Kühlkanals 40 durchströmt das Kühlfluid auf der rechten Seite der Strangfüh- rungsrolle ein weiteres Wälzlager und wird in einen weiteren Ringhohlraum eingeleitet. Danach wird das Kühlfluid wiederum durch weitere Radialöffnungen in einen weiteren Achsenhohlraum eingeleitet und anschließend abgeleitet. Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs¬ beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele ein- geschränkt .
Bezugszeichenliste
1 Strangführungsrolle
3 Achse
5 Rollenmantel
7 Wälzlager
7.1 Außenring
7.2 Innenring
7.3 Wälzkörper
9 Lagerinnenraum
11 Kühlfluidleithülse
13 Dichtungshalterung
15 Anlaufscheibe
17 Stützblock
19 Dichtring
20 Dichtung
21 Schmutzdichtung
22 Sicherungsring
24 Pfropfen
25 Pfropfenstange
26 Kühlfluidzuführung
28 Achsenhohlraum
30 Kühlhohlraum
31 Kühlfluidkammer
32 Halterungsöffnung
34 Radialöffnung
38 Kühlkanalausnehmung
40 Kühlkanal
41 Ringhohlräum
42 Absperrblech
100 Stranggießanlage
102 Kokille

Claims

Patentansprüche
1. Strangführungsrolle (1) zum Führen eines metallischen Strangs in einer Stranggießanlage (100), umfassend
- eine feststehende Achse (3),
- wenigstens einen einen Achsenabschnitt der Achse (3) koaxi¬ al umgebenden Rollenmantel (5),
- für jeden Rollenmantel (5) wenigstens einen entlang der In¬ nenfläche des Rollenmantels (5) verlaufenden Kühlkanal (40) zur Aufnahme eines Kühlfluids und zur Kühlung des Rollenman¬ tels (5),
- und für jeden Rollenmantel (5) wenigstens ein zwischen dem von dem Rollenmantel (5) umgebenen Achsenabschnitt und dem Rollenmantel (5) angeordnetes Wälzlager (7) zur drehbaren La- gerung des Rollenmantels (5) um die Achse (3) ,
- wobei das Wälzlager (7) an einen Kühlkanal (40) angrenzt und einen für das Kühlfluid durchlässigen und zu dem Kühlka¬ nal (40) offenen Lagerinnenraum (9) aufweist, sodass das Wälzlager (7) im Betrieb vom Kühlfluid durchströmt wird, - wobei das Wälzlager (7) aus einem korrosionsbeständigen
Stahl gefertigt ist und für einen Schmierstofffreien Betrieb ausgeführt ist,
- wobei das Wälzlager (7) einen an einem Rollenmantel (5) anliegenden und um die Achse (3) verlaufenden Außenring (7.1), einen an der Achse (3) anliegenden und um die Achse (3) verlaufenden Innenring (7.2) und mehrere zwischen dem Außenring (7.1) und dem Innenring (7.2) angeordnete Wälzkörper (7.3) aufweist, und
- wobei zumindest ein Element aus der Gruppe des Außenrings (7.1), des Innenrings (7.2) und der Wälzkörper (7.3), wenigs¬ tens eines Wälzlagers (7) in wenigstens einer zu einer Längs¬ achse der Achse (3) orthogonalen Richtung elastisch deformierbar ausgebildet ist .
2. Strangführungsrolle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (40) auf einer Stirnseite der Strangführungsrolle (1) durch eine Dichtungshalterung (13) mit einer Dichtung (20) zwischen dem Rollenmantel (5) und der Dichtungshalterung (13) abgedichtet wird
3. Strangführungsrolle (1) nach Anspruch 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Rollenmantel (5) in radialer Richtung au¬ ßerhalb der Dichtung (20) einen mit dem Kühlkanal (40) ver¬ bundenen Ringhohlraum (41) aufweist, sodass die Dichtung (20) auch bei einem Stillstand der Strangführungsrolle (1) durch das Kühlfluid gekühlt wird.
4. Strangführungsrolle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine zwischen der Achse (3) und einem Rollenmantel (5) angeordnete rohrartige Kühlfluidleithülse (11) mit wenigstens einer dem Rollenman- tel (5) zugewandten rinnenartigen Kühlkanalausnehmung (38) zur Ausbildung eines Kühlkanals (40) .
5. Strangführungsrolle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kühlka- nal (40) helixartig um die Achse (3) oder abwechselnd tangen¬ tial um die Achse (3) herum und nachfolgend axial entlang ei¬ ner Innenoberfläche eines Rollenmantels (5) verläuft.
6. Strangführungsrolle (1) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Dichtungs¬ halterung (13) und dem Wälzlager (5) oder dem Wälzlager (5) und der Kühlfluidleithülse (11) eine AnlaufScheibe (15) zum Ausgleich von axialen Relativbewegungen angeordnet ist.
7. Strangführungsrolle (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die AnlaufScheibe aus Polyetheretherketon (PEEK) hergestellt ist.
8. Strangführungsrolle (1) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (3) wenigs¬ tens einen mit Kühlfluid befüllbaren Kühlhohlraum (30) aufweist, der mit wenigstens einem Lagerinnenraum (9) eines Wälzlagers (7) und mit wenigstens einem Kühlkanal (40) ver- bunden ist, sodass der Kühlhohlraum (30), der Lagerinnenraum (9) und der Kühlkanal (40) einen zusammenhängenden Aufnahmeraum für Kühlfluid bilden.
9. Strangführungsrolle (1) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass alle Kühlkanäle (40), Lagerin¬ nenräume (9) der Wälzlager (7) und Kühlhohlräume (30) zu ei¬ nem zusammenhängenden Aufnahmeraum für Kühlfluid miteinander verbunden sind.
10. Verfahren zur Kühlung einer Strangführungsrolle (1), ins¬ besondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Kühlfluid,
- wobei die Strangführungsrolle (1) eine stillstehende Achse (3) mit einem axialen Achsenhohlraum (28) und einen Rollenmantel (5) aufweist,
- wobei der Rollenmantel (5) gegenüber der Achse (3) durch zumindest ein Wälzlager (7) drehbar gelagert ist, und ein Kühlkanal (40) zwischen dem Rollenmantel (5) und der Achse (3) besteht, wobei der Kühlkanal (40) stirnseitig durch einen Dichtungshalterung (13) mit einer Dichtung (20) abgedichtet wird,
- wobei das Wälzlager (7) einen an einem Rollenmantel (5) anliegenden und um die Achse (3) verlaufenden Außenring (7.1), einen an der Achse (3) anliegenden und um die Achse (3) verlaufenden Innenring (7.2) und mehrere zwischen dem Außenring (7.1) und dem Innenring (7.2) angeordnete Wälzkörper (7.3) aufweist, und
- wobei zumindest ein Element aus der Gruppe des Außenrings (7.1), des Innenrings (7.2) und der Wälzkörper (7.3), wenigs¬ tens eines Wälzlagers (7) in wenigstens einer zu einer Längs¬ achse der Achse (3) orthogonalen Richtung elastisch deformierbar ausgebildet ist, umfassend die Schritte:
- Einleiten des Kühlfluids von einer Kühlmittelzuführung (26) in den axialen Achsenhohlraum (28);
- Umleiten des Kühlfluids in zumindest eine im Wesentlichen radiale Radialöffnung (34) der Strangführungsrolle (1); - Einleiten des Kühlfluids in einen Ringhohlraum (41), wodurch das Kühlfluid in dem Ringhohlraum (41) die Dichtung (20) kühlt;
- Durchströmen des Wälzlagers (7);
- Einleiten des Kühlfluids in den Kühlkanal (40);
- Durchströmen des Kühlkanals (40), wodurch der Rollenmantel (5) abgekühlt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium durch mehrere, bevorzugt zumindest vier, Radi¬ alöffnungen (34) umgeleitet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium den Kühlkanal (40) in axialer und in tangentialer Richtung entlang einer Kühlfluidleithülse (11) durchströmt .
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch
- das Durchströmen eines zweiten Wälzlagers;
- das Einleiten des Kühlfluids in einen zweiten Ringhohlraum (41), wodurch das Kühlfluid im zweiten Ringhohlraum eine zweite Dichtung kühlt;
- das Umleiten des Kühlfluids in eine weitere zumindest eine im Wesentlichen radiale Radialöffnung der Strangführungsrolle
(1) ; und
- das Ableiten des Kühlfluids von einem axialen Achsenhohlraum in eine Kühlmittelabführung.
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