NL9101429A

NL9101429A - INTERNALLY COOLED ROLLER FROM A STRANDMOLDING PLANT.

Info

Publication number: NL9101429A
Application number: NL9101429A
Authority: NL
Original assignee: Mannesmann Ag
Priority date: 1990-08-24
Filing date: 1991-08-23
Publication date: 1992-03-16
Also published as: KR920004062A; JPH04251644A; FI913971A; DK149991D0; CA2049781A1; ZA916516B; NO913039L; SE9102358D0; SE9102358L; DK149991A; FI913971A0; LU87989A1; DE4027224C1; BE1004774A3; NO913039D0

Description

Titel: Inwendig gekoelde rol van een strenggietinstallatie.Title: Internally cooled roll of a continuous casting plant.

De uitvinding betreft een inwendig gekoelde rol van een strenggietinstallatie, in het bijzonder een steun- en gelei-dingsrol, met een, een kern uit ijzermateriaal omgevende mantel, welke met de kern is verbonden.The invention relates to an internally cooled roll of a continuous casting installation, in particular a support and guide roll, with a jacket surrounding a core of iron material, which is connected to the core.

In de strenggiettechniek is een sedert lang nagestreeft doel, naast het verhogen van de gietcapaciteit, af te komen van een secundaire koeling van de uittredende streng met sproeiwater en de daarmee verbonden nadelen, zoals bijvoorbeeld scheuren in de randen. Een in deze richting gaand voorstel is bekend uit het oudere Duitse octrooischrift 1 220 972. Deze publicatie betreft een inrichting voor het indirect koelen van de uit een strenggietvorm uittredende streng. De streng wordt daarbij door verend aangedrukte en door koelmid-del bevochtigde glijschoenen en geleidingswalsen gekoeld en geleid. De glijschoenen en geleidingswalsen zijn in de streng-gietrichting afwisselend achter elkander aangebracht. De geleidingswalsen hebben tot taak, het strengoppervlak na het passeren van de zone met de glijschoenen weer te egaliseren.In the strand casting technique, a long-pursued goal, in addition to increasing the casting capacity, is to get rid of a secondary cooling of the leaving strand with spray water and the associated disadvantages, such as, for example, cracks in the edges. A proposal in this direction is known from the older German patent specification 1 220 972. This publication relates to a device for indirect cooling of the strand emerging from a continuous casting mold. The strand is cooled and guided by resiliently compressed sliding shoes and guide rollers dampened by coolant. The sliding shoes and guide rollers are arranged alternately one behind the other in the strand casting direction. The task of the guide rollers is to level the strand surface again after passing the zone with the sliding shoes.

De hiermee gepaard gaande vervorming van de strengschaal leidt in het bijzonder bij het gieten van brammen-formaten tot segregaties en inwendige scheuren.The associated deformation of the strand shell, particularly when casting slab sizes, leads to segregations and internal cracks.

Uit een verder Duits octrooischrift 3 231 433 C2 is een inwendig gekoelde steun- en/of transportwals bekend. De trans-portwals bestaat uit een stalen kern en uit een, die kern omgevend omhulsel uit staal, dat met de kern is verbonden. In het oppervlak van de kern is een koelmiddelkanaal ingelaten, dat is verbonden met zich in legertappen van de kern bevindende koelmiddelaansluitingen. Het omhulsel is met de aan ribben van de kern, welke tussen de koelmiddelkanalen zijn blijven staan over de volle lengte van hun wederzijds aanraakvlak vastgelast. Het aaneenlassen van omhulsel en kern over hun volledige aanraakvlak leidt tot een in vorm stabiele wals. Derhalve kan de walsdiameter en daardoor tegelijkertijd de afstand van de afzonderlijke walsen achter elkaar worden verminderd. Uitstulpverschijnselen van de streng kunnen worden verminderd. Met de vermindering van de diameter wordt echter ook het nuttig te gebruiken warmteuitwisselvlak van de in lijnaanraking met de streng verkerende wals minder. Hieruit resulteert, tezamen met het geringere warmte geleidende vermogen van het omhulsel uit staal, dat bij het laten vervallen van de secundaire koeling de gietcapaciteit afneemt.An internally cooled support and / or transport roller is known from a further German patent specification 3 231 433 C2. The conveyor roller consists of a steel core and a steel casing surrounding the core, which is connected to the core. A coolant channel is admitted into the surface of the core, which is connected to coolant connections located in army taps of the core. The sheath is welded to the ribs of the core, which have remained between the coolant channels, along the full length of their mutual contact surface. Welding the casing and core over their entire contact surface results in a form-stable roller. Therefore, the roll diameter and thereby simultaneously the distance of the individual rollers can be reduced one after the other. Bulge bulges can be reduced. However, with the reduction in diameter, the usable heat exchange surface of the roller in line contact with the strand also becomes less useful. This results, together with the lower heat conductivity of the steel casing, that the casting capacity decreases when the secondary cooling is omitted.

Aangezien de rollen bovendien aan een hoge mate van slijtage door de streng zijn blootgesteld ongeacht of de streng tussen de rollen door getrokken word of door aangedreven rollen wordt getransporteerd, heeft men ernaar gestreefd, zo slijtage bestendig mogelijke materialen voor de rollenmantels toe te passen. De stand van de techniek (Stahl und Eisen 105 (85), nr. 22 blz. 1173) laat zien dat als bijzonder voordelige materialen voor strenggietrollen bijvoorbeeld 21 Cr Mo V 5 11 voor de kern en edelstaal met 12 tot 15% chroom voor een slijtage bestendige en corrosie bestendige bekledingslaag worden beschouwd.In addition, since the rolls have been subjected to a high degree of wear by the strand regardless of whether the strand is pulled between the rolls or transported by driven rolls, efforts have been made to use as wear-resistant materials as possible for the roller jackets. The state of the art (Stahl und Eisen 105 (85), no. 22 p. 1173) shows that as particularly advantageous materials for strand casting rolls, for example 21 Cr Mo V 5 11 for the core and stainless steel with 12 to 15% chromium for a wear resistant and corrosion resistant coating are considered.

Aan de uitvinding ligt nu het probleem ten grondslag, een in vorm stabiele rol met inwendige koeling en een hoog warmte-geleidend vermogen te verschaffen, welke tegelijkertijd eenvoudig geconstrueerd is.The present invention is based on the problem of providing a shape-stable roller with internal cooling and a high thermal conductivity, which at the same time is simply constructed.

Dit overeenkomstig de uitvinding aan de orde gestelde probleem wordt bij een inwendig gekoelde rol van een streng-gietinstallatie opgelost, doordat de mantel uit koper of een koperlegering bestaat.This problem, raised in accordance with the invention, is solved in an internally cooled roll of a strand casting installation, in that the jacket consists of copper or a copper alloy.

Volgens de uitvinding wordt met de toepassing van koper of koperlegeringen voor de mantel als warmte uitwisselwand tussen koelmiddel en streng een rol van hoog warmtegeleidend vermogen verkregen. Door het hoge warmte geleidende vermogen, van de koperen mantel wordt de van de streng af te voeren warmte over de omtrek van de mantel verdeeld. Het radiale temperatuurprofiel in de mantel is gelijkmatiger en derhalve zijn de warmte uitzettingsspanningen en tevens de warmtewisselspan-ningen per omwenteling in tegenstelling met een stalen mantel met lager warmte geleidend vermogen gering. Op grond van de geringere warmtespanningen blijkt de rol ondanks geringere sterktewaarden van de mantel in vorm stabiel te zijn. Hierdoor wordt de streng niet blootgesteld aan nadelige vervormingen door onrondlopende rollen als gevolg van kromtrekken tijdens bedrijf. Bovendien kan door de vormstabiliteit de rol met betrekkelijk kleine diameter worden vervaardigd. Door de kleine diameter is, een afstandsvermindering van de rollen in de strenglooprichting achter elkaar mogelijk en daardoor een optimale strenggeleiding. Ofschoon door de vermindering van de diameter het warmteuitwisselvlak tussen rol en streng kleiner wordt, kan bij de uitgevonden rol door het hoge warmtegelei-dende vermogen van de mantel uit koper of een koperlegering de secundaire koeling ook bij brammenformaten komen te vervallen. Rollen volgens de in de tweede plaats genoemde publicatie bereiken een stollingsfactor van ongeveer 24,6 mm/min0'5 zonder sproeiwater en 26,4 mm/min °'5 met sproeiwater. Met de volgens de uitvinding voorgestelde rol worden deze waarden tot op ten minste 26,0 mm/min °'5 zonder en tot 28,0 mm/min °'5 met sproeiwater verhoogd. Dit leidt via daardoor mogelijke hogere gietsnelheden tot een verhoging van de produktiecapaciteit van de installatie.According to the invention, with the use of copper or copper alloys for the jacket as a heat exchange wall between coolant and strand, a role of high thermal conductivity is obtained. Due to the high thermal conductivity of the copper jacket, the heat to be dissipated from the strand is distributed over the circumference of the jacket. The radial temperature profile in the jacket is more uniform and therefore the heat expansion stresses as well as the heat exchange stresses per revolution, as opposed to a steel jacket with lower heat conductivity. Due to the lower thermal stresses, the roll appears to be stable in shape despite lower strength values of the jacket. As a result, the strand is not exposed to adverse deformations due to out-of-round rollers due to warping during operation. Moreover, due to the shape stability, the roller can be manufactured with a relatively small diameter. Due to the small diameter, a distance reduction of the rollers in the strand running direction is possible one after the other and therefore an optimal strand guidance. Although the diameter of the heat exchanging surface between the roll and the strand decreases as a result of the reduction in diameter, the secondary cooling can also be dispensed with in the case of the invented roll due to the high heat-conducting capacity of the copper or copper-alloy jacket. Rolls according to the secondly cited publication achieve a clotting factor of about 24.6 mm / min. 5 without spray water and 26.4 mm / min. With the roller proposed according to the invention, these values are increased to at least 26.0 mm / min ° 5 without and to 28.0 mm / min ° 5 with spray water. This leads to an increase in the production capacity of the installation via possibly higher casting speeds.

Bovendien wordt de uitgevonden rol door zijn hoog warmte-geleidend vermogen niet zo warm als rollen met een stalen mantel. Dit leidt tot vermindering van de gevoeligheid tegen brandscheuren, verhoging van de slijtagebestendigheid en vermindering van het risico van het vastgelast komen te zitten van de rolmantel aan de smelt bij strengbreuk. Voorts blijkt de rol, in het bijzonder in het bereik van de voetrol en de daar rechtstreeks op aansluitende steun- en geleidingsrollen, in die gevallen dat agressieve gietslakken tezamen met sproeiwater optreden, bijzonder corrosiebestendig.In addition, due to its high thermal conductivity, the invented roller does not get as hot as steel-jacketed rolls. This leads to a reduction in the susceptibility to fire cracking, an increase in wear resistance and a reduction in the risk of the welded roll sheath becoming adhered to the melt upon breakage. Furthermore, in particular in the area of the foot roller and the supporting and guide rollers directly adjoining it, the roller proves to be particularly corrosion-resistant in cases where aggressive castings occur together with spray water.

De als paszitting, in het bijzonder als krimpverbinding uitgevoerde verbinding tussen kern en mantel vormt een constructief eenvoudige oplossing. Het aflichten van de mantel van de kern door thermisch uitzetten tijdens bedrijf is op grond van het hoge warmtegeleidende vermogen van de mantel op voordeel biedende wijze niet aan de orde. Daardoor is een betrouwbare geleiding van het koelmiddel in de kanalen zonder lekkages bereikt. Bovendien biedt de verbinding tussen mantel en kern de mogelijkheid de mantel slechts aan één rand met de kern in het bijzonder via een lasverbinding te fixeren. Uiteraard is het ook mogelijk, de mantel aan beide randen aan de kërn vast te lassen.The connection between core and jacket, which is designed as a fitting seat, in particular as a shrink connection, is a structurally simple solution. Due to the high thermal conductivity of the jacket, it is advantageous to remove the sheath from the core by thermal expansion during operation. This ensures reliable conduction of the coolant in the ducts without leaks. In addition, the connection between the jacket and the core offers the option of fixing the jacket to only one edge with the core, in particular via a welded connection. It is of course also possible to weld the jacket to the core at both edges.

In hetgeen thans volgt zal de uitvinding, aan de hand van de enkele figuur van de tekening nog nader worden toegelicht.The invention will now be explained in more detail with reference to the single figure of the drawing.

Figuur 1 laat in langsdoorsnede een rol met schroeflijnvormig koelmiddelkanaal zien. De rol bestaat in hoofdzaak uit een kern 1 uit ijzermateriaal en een, die kern 1 omgevende mantel 2 uit koper of een koperlegering. De mantel 2 verkeert via een paszitting in het bijzonder via een krimpverbinding in verbinding met de kern 1. Bovendien is de mantel 2 aan tenminste een rand 3 door middel van een lasverbinding 4 aan de kern 1 bevestigd. Uiteraard zijn ook andere manieren van bevestiging, bijvoorbeeld door aanslagen met schroefverbindingen mogelijk. In het oppervlak van de kern 1 is een een enkel of een aantal gangen bevattend koelmiddelkanaal 5 in de vorm van een ten opzichte van de langsrichting L van de kern 1 schroeflijnvormige groef ingewerkt. Het koelmiddelkanaal 5 wordt'afgedekt door de buisvormige mantel 2. In het bereik van de randen 3 van de mantel 2 is het koelmiddelkanaal 5 via radiaal verlopende boringen 6 met koelmiddelaansluitingen 7 verbonden. Die koelmiddelaansluitingen 7 zijn concentrisch in de kern 1 en de daarop aansluitende legertappen 8 aangebracht. De diameter van de rol is aangegeven met de maat D en ligt in het bereik van ongeveer 80 tot 400 mm. De wanddikte van de mantel d bedraagt ten minste 5 mm en neemt bij rollen met grotere diameter toe tot ongeveer 70 mm.Figure 1 shows in longitudinal section a coil with a helical coolant channel. The roll mainly consists of a core 1 of iron material and a shell 2 surrounding copper 1 or copper alloy. The jacket 2 is in communication with the core 1 via a fitting seat, in particular via a shrink connection. Moreover, the jacket 2 is attached to the core 1 on at least one edge 3 by means of a welded connection 4. Of course, other fixing methods are also possible, for example by stops with screw connections. In the surface of the core 1, a single or multiple aisle coolant channel 5 is formed in the form of a helical groove relative to the longitudinal direction L of the core 1. The coolant channel 5 is covered by the tubular jacket 2. In the region of the edges 3 of the jacket 2, the coolant channel 5 is connected to coolant connections 7 via radially extending bores 6. These coolant connections 7 are arranged concentrically in the core 1 and the subsequent bearing studs 8. The diameter of the roll is indicated with the size D and is in the range of about 80 to 400 mm. The wall thickness of the jacket d is at least 5 mm and increases to about 70 mm with larger diameter rolls.

De uitvinding is weliswaar aan de hand van een rol met schroeflijnvormig koelmiddelkanaal beschreven doch kan ook voor rollen met willekeurige uitvoering van de koelmiddélkana-len (bijvoorbeeld radiaal of axiaal verlopende kanalen, kana len als groeven in de mantel of gedeeltelijk in de mantel en in de kern ingewerkt) worden toegepast.Although the invention has been described on the basis of a roller with a helical coolant channel, it can also be used for rolls with any design of the coolant channels (for example radially or axially extending channels), channels as grooves in the jacket or partly in the jacket and in the incorporated).

Lijst van verwijzingscijfers: 1. kern 2. mantel 3. rand van de mantel 4. lasverbinding 5. koelmiddelkanaal 6. boring 7. koelmiddelaansluiting 8. legertap L. langsrichting van de kern 1 D. diameter van de rol d. manteldikteList of reference numbers: 1. core 2. jacket 3. edge of jacket 4. welded joint 5. coolant channel 6. bore 7. coolant connection 8. army stud L. longitudinal direction of the core 1 D. diameter of the roll d. jacket thickness

Claims

An internally cooled roll of a continuous casting installation, in particular a supporting and guiding roll, with a jacket surrounding a core made of iron material and connected to the core, characterized in that said jacket consists of copper or a copper alloy.

An internally cooled roller according to claim 1, characterized in that the jacket is in communication with the core via a fitting seat and is fixed to the core with at least one edge.

An internally cooled roller according to claim 1 or 2, characterized in that the attachment between the edge of the jacket and the core is a welded connection.

Internal cooled coil according to any one of the preceding claims, characterized in that the internal cooling consists of at least one coolant channel with coolant connections and the coolant channel is incorporated in the surface of the core in the form of an open groove and through the inner surface of the mantle is limited.

An internally cooled roller according to any one of the preceding claims, characterized in that the coolant channel is arranged helically around the longitudinal axis of the core and is connected to coolant connections which are arranged in bearing studs connecting to the core.