WO2001056724A1 - Rollenbestücktes führungssegment an einer stranggiessanlage - Google Patents

Rollenbestücktes führungssegment an einer stranggiessanlage Download PDF

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Erich Bergmans
Gerhard Grelewitz
Walter Krume
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Thyssen Krupp Stahl Ag
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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
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/0405—Rotating moulds

Definitions

  • the invention relates to a guide segment on a continuous casting installation, in which at least some rollers each comprise at least two aligned roller bodies mounted with end roller journals in inner and outer bearings, the inner bearings being designed as floating bearings in the form of full-complement high-performance bearings and the outer bearings as fixed bearings.
  • Guide segments equipped with rollers on continuous casting plants serve to transfer the band-shaped strand emerging from the mold with a still liquid core via an arc from the vertical to the horizontal.
  • the resulting mechanical load on the roller bearings is high, especially on the outer curve of the guide. It is therefore customary not to equip the guide segments with one-part rolls that extend over the entire strand width, but with multi-part, in particular with two aligned roll cores.
  • rollers Since on the one hand the rollers have to be axially fixed and on the other hand fixed bearings, which fulfill this task, can withstand less mechanical stress than full-complement high-performance bearings available in the form of floating bearings, such as CARB bearings from the SKF company
  • Assembly of guide segments with rollers has started to use two aligned roller bodies per roller, the outer bearings of which are designed as fixed bearings and the inner bearings of which are designed as floating bearings in the form of full complement CARB bearings.
  • the bottom bracket As a special floating bearing, the higher load on the roll from the strand in the area of the middle of the strand is taken into account.
  • the object of the invention is to create a guide segment with a green cast on a continuous caster, which can be subjected to higher mechanical loads in comparison to a guide segment with two roller bodies per roller.
  • the higher load-bearing capacity of the at least three-part roller is achieved in that only the highly resilient full-complement floating bearings are used in the middle support region of the strand, where the roller must exert the greatest supporting force.
  • the so-called CARB bearings from SKF are available.
  • other floating bearings comparable in terms of their load-bearing capacity can be used.
  • the permitted axial mobility for these floating bearings is limited only by the external fixed bearings of the outer roller bodies. In the case of the outer roller bodies, this takes place directly via their outer fixed bearings and in the case of the middle roller body via the stops on the axially fixed outer roller bodies.
  • the fixed bearings are preferably spherical roller bearings.
  • the axial mobility of the middle roller body can be limited by the fact that the two inner roller journals of the outer roller body and / or ⁇ ie roller journals of the middle roller body carry thrust washers on their end faces which limit the axial play of the middle roller body in such a way that it is cold when the Roller body ⁇ the permissible axial mobility of the floating bearings of the middle roller body and> than the sum of the maximum axial thermal expansion of the roller body.
  • the bearing rings of the floating bearings of the outer roller bodies are axially offset from one another in their cold state in such a way that they are in their warm storage position in their optimal storage position.
  • FIG. 1 shows a continuous casting installation with a mold and an arcuate strand guide formed by guide segments in a schematic side view
  • Figure 2 one in a segment, made of three
  • Figure 3 shows the left outer roller body of the roller with bearings according to Figure 2 in axial section in an enlarged view.
  • a strip-shaped strand 2 cast in a mold 1 with a curved guide 3 formed from guide segments 3a, 3b is deflected from the vertical m to the horizontal.
  • the individual guide segments 3a, 3b support the strand 2 on its broad sides with rollers. The roles apply the greatest support force in the middle of the strand.
  • rollers for example one of the rollers arranged on the outer curve of the sheet guide 3, is shown in detail in FIG.
  • the roller according to FIG. 2 consists of three aligned roller cores 4, 5, 6, each of which is supported by roller ends 4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b in roller bearings 7a, 8a, 8b, 9a, 9b, 10a are supported by bearing blocks 7,8,9,10 of the guide segment 3b.
  • the outer bearings 7a, 10a of the two outer roller bodies 4, 6 are designed as fixed bearings, while all other bearings 8a, 8b, 9a, 9b are designed as floating bearings.
  • the two fixed bearings 7a, 10a are conventional spherical roller bearings, by means of which the bearing pins 4a, 6b are axially fixed in the guide segment relative to their bearing blocks 7, 10. All other bearings 8a, 8b, 9a, 9b are designed as special heavy-duty floating bearings. In particular, full complement roller bearings with slightly spherical rollers are suitable which, with a comparatively high load capacity, are able to compensate for misalignments and axial displacements. this
  • the inner bearing ring on the roller journal 4b, 5a, 5b, 6a can move axially and be skewed relative to the outer bearing ring fixed in the bearing block 8,9.
  • the floating bearings 8b, 9a are not overloaded by excessive axial displacement.
  • the mutually facing end faces of the journals 4a, 5a, 5b, 6a carry screwed-on thrust washers 11, 12a, 12b, 13.
  • the drawing shows the initial state without cold roller bodies 4, 5, 6.
  • the thrust washers 11, 12a, 12b, 13 facing each other have a certain axial distance from one another. This is; dimensioned so that the floating roller body 5 are displaced in one or the other axial direction by only one path, which is at most equal to the maximum permissible axial for its floating bearings.
  • FIG. 3 which shows the installation situation in the cold state of the roller bodies 4, 5, 6, shows that the bearing rings of the inner floating bearing 8a of the outer roller body 4 are axially offset from one another by a certain amount.
  • a corresponding axial offset is provided in the bearing rings of the floating bearing 9b of the other roller body 6 not shown in FIG. 3. This axial offset is dimensioned such that the bearing rings of the floating bearings 8a, 9b are in their optimal bearing position with respect to one another when the roller cores 4, 6 are at operating temperature.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
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  • Rolling Contact Bearings (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein rollenbestücktes Führungssegment an einer Stranggießanlage. Um möglichst hohe mechanische Belastungen für die Aufnahme der Stützkraft aufnehmen zu können, sind mindestens einige Rollen in drei axial fluchtende Rollenkörper (4a, 5, 6) aufgeteilt. Nur die äußeren Rollenkörper (4, 6) sind mittels ihrer als Festlager ausgebildeten Außenlager axial fixiert, während der mittlere Rollenkörper (5) schwimmend gelagert ist. Sämtliche als Loslager ausgebildeten Innenlager (4b, 6a) der äußeren Rollenkörper (4, 6) und die beiden Lager (8b, 9a) des mittleren Rollenkörpers sind als hoch belastbare Loslager, insbesondere als CARB-Lager, ausgebildet. Die freie axiale Beweglichkeit des schwimmend gelagerten mittleren Rollenkörpers (5) wird durch zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnseiten des mittleren Rollenkörpers (5) und der äußeren Rollenkörper (4, 6) angeordnete, als Anlaufscheiben ausgebildete Anschläge (11, 12a, 12b, 13) begrenzt.

Description

RoUenbestucktes Fuhrungssegment an einer Stranggießanlage
Die Erfindung betrifft ein roUenbestucktes Fuhrungssegment an einer Stranggießanlage, bei dem mindestens einige Rollen jeweils mindestens zwei fluchtende, mit endseitigen Rollenzapfen in Innen- und Außenlagern gelagerte Rollenkorper umfassen, wobei die Innenlager als Loslager in Form von vollrolligen Hochleistungslagern und die Außenlager als Festlager ausgebildet sind.
Rollenbestuckte Fuhrungssegmente an Stranggießanlagen dienen dazu, den aus der Kokille mit noch flussigem Kern austretenden, bandförmigen Strang über einen Bogen aus der Vertikalen in die Horizontale zu überfuhren. Die dabei auftretende mechanische Belastung der Rollenlagerung ist groß, vor allem am Außenbogen der Fuhrung. Deshalb ist es üblich, die Fuhrungssegmente nicht mit sich über die gesamte Strangbreite erstreckenden, einteiligen Rollen zu bestucken, sondern mit mehrteiligen, insbesondere mit zwei fluchtenden Rollenkorpern . Da einerseits die Rollen axial fixiert gelagert sein müssen und andererseits Festlager, die diese Aufgabe erfüllen, eine geringere mechanische Belastung als nur m Form von Loslagern erhältliche vollrollige Hochleistungslager, wie z.B. CARB-Lager der Firma SKF, vertragen, ist man in jüngster Zeit bei der Best ckung von Fuhrungssegmenten mit Rollen dazu übergegangen, jeweils zwei fluchtende Rollenkorper je Rolle einzusetzen, deren Außenlager als Festlager und deren Innenlager als Loslager in Form vollrolliger CARB- Lager ausgebildet sind. Mit der Ausbildung der Innenlager als spezielle Loslager wird der höheren Belastung der Rolle durch den Strang im Bereich der Strangmitte Rechnung getragen.
In den besonders stark mechanisch beanspruchten Bereichen der Bogenfuhrung, insbesondere am Außenbogen, reichen vor allem bei verhältnismäßig breiten Strängen zwei fluchtende Rollenkorper je Rolle als Abstutzung des Stranges nicht aus. Deshalb hat man in der Vergangenheit m diesen Bereichen drei miteinander fluchtende Rollenkorper je Rolle eingesetzt. Da aber die mechanisch hoher belastbaren vollrolligen Hochleistungslager nur eine beschrankte axiale Relativverschiebung ihrer Laufringe vertragen und deshalb bei zwei fluchtend angeordneten Rollenkorpern jeder Rollenkorper an einem Ende mit einem Festlager axial fixiert ist, wurde die Anwendung des Lagerprinzips "je Rollenkorper ein Fest- und ein Loslager" für den mittleren Rollenkorper wegen der geringeren Belastbarkeit des Festlagers nicht zum gewünschten Erfolg einer insgesamt höheren Belastbarkeit der Rolle fuhren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein roUenbestucktes Fuhrungssegment an einer Stranggießanlage zu schaffen, das im Vergleich zu einem Fuhrungssegment mit jeweils zwei Rollenkorpern je Rolle mechanisch hoher belastbar ist.
Diese Aufgabe wird erfmdungsgemaß bei einem Fuhrungssegment der eingangs genannten Art dadurch gelost, daß zwischen den beiden Rollenkorpern und mit ihnen fluchtend ein weiterer Rollenkorper mit seinen beiden endseitigen Rollenzapfen in Loslagern m Form von vollrolligen Hochleistungslagern axial schwimmend gelagert ist, wobei die freie axiale Beweglichkeit des mittleren Rollenkorpers durch zwischen den innenliegenden Rollenzapfen der äußeren Rollenkorper und den beiden Rollenzapfen des mittleren Rollenkorpers wirksame Anschlage begrenzt ist.
Bei dem erfmdungsgemaßen Fuhrungssegment wird die höhere Belastbarkeit der mindestens dreiteiligen Rolle dadurch erreicht, daß im mittleren Abstutzbereich des Stranges, wo die Rolle die größte Stutzkraft aufbringen muß, nur die hoch belastbaren vollrolligen Loslager zum Einsatz -ommen . Zur Zeit kommen dafür die am Markt erhaltlichen, sogenannten CARB-Lager der Firma SKF in Betracht. Es ist aber denkbar, daß andere von der Belastbarkeit vergleichbare Loslager zum Einsatz kommen können. Die für diese Loslager beschrankt zulassige axiale Beweglichkeit wird ausschließlich durch die außenliegenden Festlager der äußeren Rollenkörper begrenzt. Bei den äußeren Rollenkörpern geschieht dies unmittelbar über deren äußere Festlager und bei dem mittleren Rollenkörper über die Anschlage an den axial festgelegten äußeren Rollenkorpern .
Vorzugsweise sind, wie an sich bekannt, die Festlager Pendelrollenlager.
Konstruktiv laßt sich die axiale Beweglichkeit des mittleren Rollenkorpers dadurch begrenzen, daß die beiden inneren Rollenzapfen der äußeren Rollenkorper und/oder αie Rollenzapfen des mittleren Rollenkorpers an ihren Stirnseiten AnlaufScheiben tragen, die das axiale Spiel des mittleren Rollenkorpers derart begrenzen, daß es im kalten Zustand der Rollenkorper < der zulässigen axialen Beweglichkeit der Loslager des mittleren Rollenkorpers und > als die Summe der maximalen axialen Warmeausdehnung der Rollenkorper ist.
Um bei Betriebstemperatur die Rollen optimal gelagert zu haben, ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Lagerringe der Loslager der äußeren Rollenkorper in deren kaltem Zustand zueinander derart axial versetzt sind, daß sie sich im betriebswarmen Zustand m ihrer optimalen Lagerstellung befinden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausfuhrungsbeispiel darstellenden Zeichnung naher erläutert. Im einzelnen zeigen:
Figur 1 eine Stranggießanlage mit Kokille und von Fuhrungssegmenten gebildeter bogenförmiger Strangfuhrung in schematischer Seitendarstellung,
Figur 2 eine in einem Segment gelagerte, aus drei
Rollenkorpern bestehende Rolle im Axialschnitt
u n d
Figur 3 den linken äußeren Rollenkorper der Rolle mit Lagern gemäß Figur 2 in Axialschnitt in vergrößerter Darstellung.
In der Stranggießanlage nach Figur 1 wird ein in einer Kokille 1 gegossener bandförmiger Strang 2 mit einer aus Fuhrungssegmenten 3a, 3b gebildeten Bogenfuhrung 3 aus der Vertikalen m die Horizontale umgelenkt. Die einzelnen Fuhrungssegmente 3a, 3b stutzen dabei den Strang 2 an seinen Breitseiten mit Rollen ab. Dabei müssen die Rollen die größte Stutzkraft im mittleren Bereich des Stranges aufbringen. Eine dieser Rollen, zum Beispiel eine der am Außenbogen der Bogenfuhrung 3 angeordnete Rolle, ist in Figur 2 im einzelnen dargestellt.
Die Rolle gemäß Figur 2 besteht aus drei fluchtend angeordneten Rollenkorpern 4,5,6, die jeweils mit endseitigen Rollenzapfen 4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b in Walzlagern 7a, 8a , 8b, 9a, 9b, 10a gelagert sind, die von Lagerbocken 7,8,9,10 des Fuhrungssegmentes 3b getragen sind. Die äußeren Lager 7a, 10a der beiden äußeren Rollenkorper 4,6 sind als Festlager ausgebildet, wahrend alle übrigen Lager 8a, 8b, 9a, 9b als Loslager ausgebildet sind.
Die beiαen Festlager 7a, 10a sind herkömmliche Pendelrollenlager, über die die Lagerzapfen 4a, 6b gegenüber ihren Lagerbocken 7,10 im Fuhrungssegment axial fixiert sind. Alle anderen Lager 8a, 8b, 9a, 9b sind als spezielle hochbelastbare Loslager ausgebildet. Insbesondere sind es vollrollige Rollenlager mit leicht balligen Rollen geeignet, die bei vergleichsweise hoher Tragfähigkeit m der Lage sind, Schiefstellungen und Axialverschiebungen auszugleichen. Diesen
Qualitätsansprüchen genügen zur Zeit beispielsweise CARB- Lager der Firma SKF. So kann sich bei den Loslagern δa, 8b, 9a, 9b des Ausfuhrungsbeispiels der innere Lagerring auf dem Rollenzapfen 4b, 5a, 5b, 6a gegenüber dem im Lagerbock 8,9 fixierten äußeren Lagerring axial verschieben und schiefstellen .
Da der mittlere Rollenkorper 5 mit beiden Rollenzapfen 5a, 5b in Loslagern 8b, 9a gelagert ist, ergibt sich für den Rollenkorper 5 eine schwimmende Lagerung. Die axiale Beweglichkeit dieses schwimmend gelagerten Rollenkörpers - c
5 muß begrenzt sein, damit die Loslager 8b, 9a nicht durch zu große axiale Verschiebung überlastet werden. Zu diesem Zweck tragen die einander zugekehrten Stirnseiten der Lagerzapfen 4a, 5a, 5b, 6a angeschraubte AnlaufScheiben 11 , 12a, 12b, 13. In der Zeichnung ist der Ausgangszustand oei kalten Rollenkorpern 4,5,6 dargestellt. Wie zu erkennen ist, haben die einander zugewandten AnlaufScheiben 11 , 12a, 12b, 13 einen bestimmten axialen abstand zueinander. Dieser is; so bemessen, daß der schwimmend gelagerte Rollenkorper 5 in die eine oder andere axiale Richtung nur um einen Weg verlagert werden <ann, der höchstens gleich der maximal zulassigen axialen
Figure imgf000008_0001
für seine Loslager ist. Er ist aber ausreichend groß, um die zu erwartende maximale axiale Verschiebung der Rollenkorper 4,5,6 mit ihren Rollenzapfen 4a, 5a, 5b, 6b infolge von thermischen Ausdehnungen aufnehmen zu können. Es versteht sich, daß durch gezielte Kühlung der Rollenkorper ihre Warmeausdehnung beeinflußt, vor allem in bestimmten Grenzen gehalten werden kann.
Außerdem ist der Darstellung der Figur 3, die die Einbausituation im kalten Zustand der Rollenkorper 4,5,6 zeigt, zu entnehmen, daß die Lagerringe des inneren Loslagers 8a des äußeren Rollenkörpers 4 gegeneinander um ein bestimmtes Maß axial versetzt sind. Bei den Lagerringen des Loslagers 9b des m Figur 3 nicht aargestellten anderen Rollenkorpers 6 ist ein entsprechender axialer Versatz vorgesehen. Dieser axiale Versatz ist so bemessen, daß bei betriebswarmen Rollenkorpern 4,6 sich die Lagerringe der Loslager 8a, 9b m ihrer optimalen Lagerposition zueinander befinden.

Claims

A N S P R U C H E
1. RoUenbestucktes Fuhrungssegment (3a, 3b) an einer Stranggießanlage, bei dem mindestens einige Rollen jeweils mindestens zwei fluchtende, mit endseitigen Rollenzapfen (4b, 6a) in Innen- (6a, 8a) und Außenlagern
7a, 10a) gelagerte Rollenkorper (4,5,6) umfassen, wobei αie Innenlager ( 4b, 5a , 5b, 6a ) als Loslager in Form von vollrolligen Hochleistungslagern und die Außenlager
7a, 10a) als Festlager ausgebildet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen den beiden Rollenkorpern (4,6) und mit ihnen fluchtend ein weiterer Rollenkorper (5) mit seinen beiden endseitigen Rollenzapfen (5a, 5b) in Loslagern (8b, 9a) in Form von vollrolligen Hochleistungslagern axial schwimmend gelagert ist, wobei die freie axiale Beweglichkeit des mittleren Rollenkorpers (5) durch zwischen den innenliegenden Rollenzapfen (4b, 6a) der äußeren Rollenkorper (4,6) und den beiden Rollenzapfen
5a, 5b) des mittleren Rollenkörpers (5) wirksame Anschlage ( 11 , 12a, 12b, 13 ) begrenzt ist.
2. Fuhrungssegment nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die
Festlager (7,10) als Pendelrollenlager ausgebildet sind.
3. Fuhrungssegment nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die ceiden äußeren Rollenzapfen (5a, 5b) des mittleren Rollenkorpers (5) und/oder die innenliegenden Rollenzapfen (4b, 6a) der äußeren Rollenkorper (4,6) an ihren Stirnseiten die als AnlaufScheiben ausgebildeten Anschlage ( 11 , 12a , 12b, 13 ) tragen, die das axiale Spiel des mittleren Rollenkorpers (5) derart begrenzen, daß es im kalten Zustand der Rollenkorper (4,5,6) < der zulassigen axialen Beweglichkeit der Loslager des mittleren Rollenkorpers (5) und > als die Summe der maximalen axialen Warmeausdehnungen der Rollenkorper
Figure imgf000010_0001
4. Fuhrungssegment nach einem der Ansprüche 1 bis 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die
Lagerringe der Loslager der äußeren Rollenkorper (4,6) in deren kaltem Zustand zueinander derart axial versetzt sind, daß s e sich im warmen Zustand m ihrer optimalen Lagerstellung befinden.
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