FI68776B - Vals foer kontinuerlig gjutning - Google Patents

Description

68776

Valssi jatkuvan valun suorittamiseksi. - Vals för kontinuerlig gjutning.

Esillä olevan keksinnön kohteena ovat parannukset valsseihin jatkuvan valun suorittamiseksi.

Jatkuvan valun valsseihin kuuluu valssin runko ja valssin rungon peittävä vaippa. Valssin rungossa on akseliosa runko-osan molemmissa päissä. Vesijäähdytysmenetelmän ja sisärakenteen mukaisesti nämä valssit luokitellaan va ippa va lsse ih in , vaippapäätyyppisiin valsseihin, akselivaippavalsseihin jne., kuten kuvioissa 7 - 9 on esitetty. Kaikkiin tämän tyyppisiin valsseihin liittyy kuitenkin seuraavat ongelmat kestävyyden jne. suhteen.

Kuviossa 7 esitetyn vaippatyypin valssiin kuuluu valssin runko 1 ja vaippa 2, joka peittää valssin rungon keskiosan la ja on kiinnitetty toisesta päästä valssin runkoon 1 hitsauksella 3. Vaipan toiseen päähän 4 on kiinnitetty ruuveilla 6 tiivistysrengas 5 vedenvuodon estämiseksi.

Keskiosan la kehäpintaan muodostettu kierteinen jäähdytysvesikanava 7 on väylien 8, 8a kautta yhteydessä jäähdytysvesi-porauksiin 9, 9a, jotka ulottuvat valssin rungon 1 vastakkaisten päiden läpi sama-akselisesti valssin rungon kanssa. Jäähdytysvettä syötetään porauksen 9 läpi, ohjataan väylän 8, kierrekanavan 7 ja väylän 8a kautta ja poistetaan porauksesta 9a.

Tässä valssissa vaippa 2 jäähdytetään suoraan vedellä, joka virtaa kierrekanavan 7 läpi ja tästä syystä vaippa kestää suhteellisen hyvin sitä lämpöä, jolle se on alttiina jatkuvan valun aikana. Kuitenkin kiinnitettäessä vaippa 2 tiukasti valssin rungon 1 keskiosaan la kierrekanavan 7 rajaavat ulokkeet liittyvät vaippaan 2 lujasti estäen vaipan 2 aksiaalisen vapaan lämpölaajenemisen tai muodonmuutoksen. Tällöin siis vaippa ei pääse vapaasti lämpölaajene-maan tullessaan kosketukseen kuumien laattojen kanssa.

2 68776 Tämän seurauksena vaippa läpikäy plastisen muodonmuutoksen ja tulee herkästi halkeilevaksi. Tästä syystä on mahdotonta asentaa vaippaa 2 keskiosaan la tiukasti. Toisaalta, mikäli vaippa 2 kiinnitetään keskiosaan la löysästi, vaippa irtoaa valssin keskiosan la ulokkeista laajentuessaan jatkuvan valun aikana, jolloin seurauksena on se, että ainoastaan vaippa 2 tukee kuormitusta. Tällöin vaippa 2 murtuu suhteellisen aikaisin päästäen jäähdytysveden suihkuamaan ulos.

Kuviossa 8 esitetty valssipäätyyppinen rakenne on samanlainen kuin vaippatyyppinen. Tässä rakenteessa valssin rungon 1 keskiosaan la kuuluu ontto putki 11 ja päätylevyt 12, 12a putken 11 vastakkaisissa päissä. Päätylevy 12a on kiinnitetty akseliosan Ib halkaisijaltaan suurempaan päähän. Vaipan 2 vastakkaiset päät on kiinnitetty valssin runkoon 1 hitsauksilla 3, 3.

Tästä syystä valssissa on sama haittapuoli kuin mitä vaippatyyp-pisessä valssissa; vaipan 2 vapaa lämpölaajeneminen on äärimmäisen rajoitettu. Lisäksi valssin rungon keskiosan lujuuteen liittyy ongelmia ja se pyrkii murtumaan aikaisin.

Kuviossa 9 on esitetty akselivaippatyyppinen valssi, jossa on valssin runko 1 ja rungon keskiosan la peittävä vaippa 2, joka on toisesta päästään kiinnitetty valssin runkoon 1 hitsauksella 3 siten, että vaippa 2 voidaan kiinnittää tiukasti keskiosan la ympärille kutistussovitukse11a. Kuitenkin, koska jäähdytysvesikanava 13 ulottuu valssin rungon 1 läpi sama-akselisesti sen kanssa, on mahdotonta jäähdyttää vaippa 2 riittävästi pelkästään kanavan 13 läpi virtaavalla jäähdytysvedellä. Silloin, kun ulkoista jäähdytysvettä ei käytetä, vaipan 2 keskiosa kuumenee pitkittäissuuntaisesti erittäin korkeaan lämpötilaan ja pehmenee ja kuluu huomattavasti. Vaikka vaippa pyrkii venymään kohti vapaata päätään 4 korkeissa lämpötiloissa tapahtuvasta lämpölaajenemisesta johtuen, yllä kuvatulla tavalla tiukasti valssin runkoon 3 68776 sovitettu vaippa ei pääse rajoittamatta liikkumaan eikä venymään täysin. Tästä syystä vaippa pullistuu tai halkeaa keskiosasta saattaen valssin käyttökelvottomaksi lyhyessä ajassa.

Jakuvalla valumenetelmällä valmistettu tuote syötetään seuraa-vaksi valssausprosessiin, jossa se lämmitetään uudelleen määrättyyn lämpötilaan ja sen jälkeen valssataan. Mikäli on mahdollista minimoida lämpötilan lasku jatkuvassa valumenetelmässä ja syöttää valu valssausmenetelmään korkea lämpötila säilyttäen, valumenetelmän ja siihen suoraan liittyvän vals-sausmenetelmän yhdistelmä aikaansaa suuria energiansäästöjä. Tämän toteuttamiseksi pitää jatkuvassa valumenetelmässä ulkopuoliseen jäähdytykseen käytettyä vesimäärää vähentää, mutta tällöin valuvalssi joutuu alttiiksi suuremmalle lämpövaiku-tukselle. Yllä kuvatut tavanomaiset valssit eivät ole missään tapauksessa käyttökelpoisia yllä kuvatun tehtävän suorittamiseksi, koska kuvatut haittapuolet korostuvat edelleen tällaisissa olosuhteissa.

Esillä olevan keksinnön avulla saadaan aikaan valssi, johon kuuluu valssin runko ja valssin rungon kattava vaippa, jolloin valssin rungossa on keskiosa ja keskiosan molemmissa päissä akseliosa. Valssissa on useita jäähdytysvesikanavia, jotka on muodostettu keskiosan ja vaipan väliin ja jotka ulottuvat yhdensuuntaisesti ainakin puolet vaipan pituudesta. Vaipan toinen pää on kiinnitetty valssin runkoon ja toinen pää on vapaa pää. Vaippa on sovitettu valssin rungon ympärille kutistussovituk-sella, jolloin väliarvot ovat 0,07/1000 - 3,70/1000 kiinteätä päätä kohti olevalla puolella ja 0 - 1,50/1000 vapaata päätä kohti olevalla puolella perustuen keskiosan ulkohalkaisijaan. Kutistussovituksen välysarvo on vapaata päätä kohti olevalla puolella yllä mainituissa rajoissa aina pienempi kuin välysarvo kiinteätä päätä kohti olevalla puolella vaipan päästämiseksi vapaasti lämpödeformoitumaan vapaata päätä kohti.

Seuraavassa keksintöä selvitetään esimerkin muodossa viittaa- 4 68776 maila oheisiin piirustuksiin, joissa!

Kuvio 1 on osittain murrettu sivukuva esittäen kaaviomaisesti keksinnön mukaisen valssin erästä suoritusmuotoa.

Kuvio 2 on leikkauskuva pitkin kuvion 1 linjaa A-A.

Kuvio 3 on leikkauskuva pitkin kuvion 1 linjaa B-B.

Kuvio 4 on leikkauksena esitetty osittaiskuva esittäen vaippaa kiinnitettynä valssin runkoon eri tavalla.

Kuvio 5 on osittain leikattu sivukuva esittäen kaaviomaisesti keksinnön erästä toista suoritusmuotoa, jossa jäähdytysvesikanavat on muodostettu vaipan sisäpintaan.

Kuvio 6 on leikkauskuva esittäen kaaviomaisesti keksinnön erästä lisäsuoritusmuotoa.

Kuviot 7-9 ovat osittain leikattuja sivukuvia esittäen kaaviomaisesti tavanomaisia valsseja.

Kuviossa 1 on esitetty valssi, johon kuuluu valssin runko 1 ja valssin rungon 1 peittävä vaippa 2. Valssin runkoon 1 kuuluu keskiosa la ja keskiosan la kummassakin päässä oleva akseliosa Ib. Useita jäähdytysvesikanavia 14 on muodostettu keskiosan la kehäpintaan, jolloin kanavat ulottuvat yhdensuuntaisina aksiaalisesti keskiosan kanssa ja ne on järjestetty sopivin välein. Kanavien 14 vastakkaiset päät ovat väylien 8, 8a kautta yhteydessä vastaaviin jäähdytys-vesiporauksiin 9, 9a, jotka poraukset on muodostettu valssin runkoon 1 sama-akselisesti sen kanssa. Vaipan 2 toinen pää on kiinnitetty valssin runkoon 1 hitsauksella 3 ja toinen pää on vapaa pää 4. Vapaaseen päähän 4 on kiinnitetty ruuveilla 6 tiivistyrengas 5 veden vuodon estämiseksi.

Vapaa pää on sellainen, että vaippa pääsee pituussuuntaan venymään tai kutistumaan tästä päästä silloin, kun vaippa 5 68776 läpikäy lämpölaajenemisen tai kutistumisen. Valssin rungon 1 keskiosaan la muodostettujen jäähdytysvesikanavien 14 aksiaali-pituus on ainakin puolet vaipat 2 pituudesta riittävän jäähdy-tysvaikutuksen aikaansaamiseksi vaippaan 2 kanavien läpi kulkevan jäähdytysveden avulla tasaisen lämpötilajakauman varmistamiseksi vaipan pituussuuntaan sekä vaipan laajenemisesta tai kutistumisesta johtuvan liikkeen mahdollistamiseksi. Kuitenkin, koska vaipan vastakkaiset päät eivät tavallisesti joudu suoraan laattojen lämpövaikutuksen alaisiksi, kanavien ei tarvitse ulottua vaipan päihin, joten kanavien pituuden yläraja voi olla 4/5 vaipan pituudesta.

Vaippa 2 kiinnitetään keskiosaan la kutistussovituksella, jolloin tiukkuus suurenee vaipan kiinteätä päätä kohti vaipan kiinnittämiseksi tiukasti keskiosaan, kun taas kutistussovi-tuksen tiukkuus pienenee vapaata päätä kohti edellyttäen, että vaippa ei kuitenkaan pääse holkkumaan, jolloin vaippa muodostuu pituussuuntaansa kimmoisasti ja helposti liikkuvaksi lämpölaajenemisen kutistuman tapahtuessa. Tarkemmin sanoen vaippa 2 sovitetaan valssin rungon 1 keskiosan la ympärille kutistussovituksella siten, että tiukkuusarvot ovat 0,07/1000 - 3,70/1000 kiinteän pään puoleisella puolella ja 0 - 1,50/1000 vapaan pään puoleisella puolella, jolloin lukemat perustuvat keskiosan la ulkohalkaisijaan. Kutistussovituksen tiukkuusarvo vapaata päätä kohti olevalla puolella on mainituissa rajoissa aina kiinteätä päätä kohti olevan puolen tiukkuusarvo, jotta vaippa pääsee informoitumaan vapaasti aksiaalisuuntaansa. Kutistussovituksen tiukkuus saatetaan muuttumaan 1ineaarisesti kiinteästä päästä vapaata päätä kohti.

Tämän keksinnön mukaisesta valssista, jossa keskiosan la ja vaipan 2 väliset jäähdytysvesikanavat 14 ulottuvat yhdensuuntaisesti ja aksiaalisesti, vaippa voidaan tiukasti sovittaa valssin runkoon läheiseen kosketukseen sen kanssa entistä pienemmällä välyksellä, päinvastoin kuin tavanomaisissa vaippavalsseissa. Tästä syystä jatkuvan valun aikana muodostunutta painetta ja kuormitusta tukee vaipan ja valssin 4 68776 rungon muodostama yksikkö. Tämä pienentää vaipan tukemaa kuormitusosuutta ja tästä syystä vaippa ei ole yhtä herkkä murtumaan tai muuten vahingoittumaan.

Päinvastoin kuin tavanomaisen akselivaippavalssin vaippa, keksinnön mukainen vaippa jäähdytetään suoraan vedellä ja tästä syystä pehmenemis- ja valumistodennäköisyys vähenee suuresti. Edelleen jäähdytysvesikanavat ulottuvat yhdensuuntaisesti vaipan pituussuuntaan ja vaipan kutistussovitus valssin runkoon 1 on sovitettu sallimaan vaipan kimmoisa liike entistä vapaammin vapaata päätään kohti, kuten yllä selvitettiin. Tämä helpottaa vaipan pituussuuntaista laajenemista ja kutistumista eli lämpölaajenemista jatkuvan valun aikana ja kutistumaa vaipan ollessa käyttämättömänä. Edelleen, koska vaippaan on yllä kuvatulla tavalla sovitettu pituussuuntaisesti yhtenäinen lämpöjakauma, vaippa on vähemmän altis pullistumaan tai deformoitumaan ja halkeamaan keskiosastaan.

Vaikka esitetyssä suoritusmuodossa jäähdytysvesikanavassa 14 on muodostettu valssin rungon 1 keskiosan la kehäpintaan, voidaan kanavat 14 vaihtoehtoisesti muodostaa kuvion 5 esittämällä tavalla vaipan 2 sisäpintaan. Vaikka esitettyjen suoritusmuotojen mukaisesti vaippa 2 on kiinnitetty keskiosaan la hitsaamalla, voidaan vaippa 2 kiinnittää siihen muutenkin muodostamalla sopiva määrä porauksia 15 vaipan 2 ja keksiosan la väliseen liitoskohtaan, työntämällä lukitustapit 16 niihin ja hitsaamalla liitos esimerkiksi kohdassa 17 sauman muodostamiseksi vedenvuodon estämiseksi täysin, kuten kuviossa 4 on esitetty. Edelleen vaippa voidaan vaihtoehtoisesti kiinnittää keskiosaan la esimerkiksi pulteilla, joiden väliin on sovitettu tiiviste.

Sen sijaan, että muodostetaan yllä kuvatulla tavalla jäähdytys-vesiporaukset 9, 9a akseliosien Ib vastakkaisten päiden läpi sama-akselisesti valssin rungon 1 kanssa rungon avaamiseksi vastakkaisista päistään, voidaan vesiporaus 9 muodostaa 7 68776 vain toisen akseliosan Ib läpi rungon avaamiseksi vain toisesta päästä, kuten kuviossa 6 on esitetty. Tällaisessa valssissa sijoitetaan tiiviste 21 jäähdytysvesiporaukseen 9 porauksen 9 jakamiseksi etu- ja takaosiin. Tiivisteen 21 läpi on työnnetty putki 20, jonka toisessa päässä on pyörivä liitin 22. Jäähdytysvettä syötetään poraukseen 9 pyörivän liittimen 22 läpi, ohjataan kanavien 14 ja putken 20 läpi ja poistetaan pyörivästä liittimestä 22.

Keksinnön mukaiset valssit (joissa valssin runko oli Cr-Mo-tträstä ja vaippa 13 % Cr-terästä seinämän paksuuden ollessa 40 mm ja ulkohalkaisijan 350 mm) ja samoilla mitoilla varustetut ja samoista materiaaleista valmistetut tavanomaiset vaippavalssit testattiin samoissa olosuhteissa. Vedenpaineen ollessa 5,0 kg/cm ja veden virtausnopeuden 50 1/min. esiintyi joissakin jälkimmäisissä valsseissa vesivuotoja 15. päivänä.

4 kuukautta myöhemmin vaippavalsseissa esiintyi jopa 3 mm halkeamia vaipan keskiosassa, mutta tämän keksinnön mukaisissa valsseissa ei tällaisia vaurioita esiintynyt.

Kuten yllä selvitettiin, keksinnön mukainen valssi ei ole altis halkeilulle tai kulumiselle, se on vähemmän altis vesivuodoilie ja kestävyydeltään erinomainen. Valssi kestää erittäin hyvin korkeita lämpötiloja, se on täysin käyttökelpoinen ilman ulkopuolista jäähdytystä, kykenee tästä syystä pitämään jatkuvasti valetut tuotteet korkeassa lämpötilassa ja sitä voidaan käyttää jatkuvan valuprosessin yhdistämiseksi suoraan valssausprosessiin.

Keksinnön mukaista valssia voidaan käyttää kitkavalssina tai ohjaustelana jatkuvan valun suorittamiseksi ja luonnollisesti se sopii kuljettamaan kuumia valuja ja kuumia teräslevyjä.

Esillä olevan keksinnön suojapiiri ei rajoitu esitettyyn keksinnön selitykseen, vaan alan ammattimiehet voivat tehdä moniakin muutoksia siihen irtautumatta keksinnön hengestä.

β 68776 Tästä syystä tällaiset muutokset on sisällytetty oheisissa patenttivaatimuksissa määriteltyyn keksinnön suojapiiriin.

Claims (9)

9 68776

1. Valssi jatkuvan valun suorittamiseksi, johon valssiin kuuluu valssin runko, jossa on sen kanssa sama-akselinen jäähdytysvesiporaus, sekä valssin rungon ympärille sovitettu vaippa, jonka toinen pää on kiinnitetty valssin runkoon ja toinen pää on vapaa pää, jolloin valssin rungossa on keskiosa ja keskiosan kummassakin päässä akseliosa ja keskiosan ja vaipan väliin on järjestetty useita jäähdytysvesikanavia, jotka ulottuvat yhdensuuntaisesti ainakin puolet vaipan pituudesta aksiaalisesti sen kanssa, jolloin vesikanavien vastakkaiset päät ovat yhteydessä jäähdytysvesiporaukseen, tunnettu siitä, että vaippa on sovitettu valssin rungon ympärille kutistussovituksella tiukkuusarvojen ollessa 0,07/1000 - 3,70/1000 kiinteätä päätä kohti olevalla puolella ja 0 - 1/50/1000 vapaata päätä olevalla puolella perustuen keskiosan ulkohalkaisijaan siten, että tiukkuusarvo vapaata päätä kohti olevalla puolella on mainituissa rajoissa kaiken aikaa pienempi kuin tiukkuusarvo kiinteätä päätä kohti olevalla puolella vaipan vapaan lämpödeformaation mahdollistamiseksi vapaata päätä kohti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jatkuvan valun valssi, tunnettu siitä, että vesikanavat on muodostettu valssin rungon kehäpintaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jatkuvan valun valssi, tunnettu siitä, että vesikanavat on muodostettu vaipan sisempään kehäpintaan.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jatkuvan valun valssi, tunnettu siitä, että vesiporaus on muodostettu keskiosan kummassakin päässä olevaan akseliosaan. 68776 in

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jatkuvan valun valssi, tunnettu siitä, että vesiporaus on muodostettu vain keskiosan toisessa päässä olevaan akseliosaan.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jatkuvan valun valssi, tunnettu siitä, että vaipan ensin mainittu pää on kiinnitetty valssin runkoon hitsaamalla.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jatkuvan valun valssi, tunnettu siitä, että vaipan ensin mainittu pää on kiinnitetty valssin runkoon ruuveilla.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jatkuvan valun valssi, tunnettu siitä, että vaipan vapaa pää on varustettu renkaalla veden vuodon estämiseksi.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen jatkuvan valun valssi, tunnettu siitä, että mainittun rengas on kiinnitetty vaippaan ruuveilla. 11 68776