WO2004094087A1 - Strangführungsrolle - Google Patents

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WO2004094087A1
WO2004094087A1 PCT/EP2004/003770 EP2004003770W WO2004094087A1 WO 2004094087 A1 WO2004094087 A1 WO 2004094087A1 EP 2004003770 W EP2004003770 W EP 2004003770W WO 2004094087 A1 WO2004094087 A1 WO 2004094087A1
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WO
WIPO (PCT)
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coolant
shaft
strangfuhrungsrolle
annular space
roller
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/003770
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English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Guttenbrunner
Thomas Starrermair
Günther DEIBL
Original Assignee
Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh & Co
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Publication date
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Priority to DE502004007441T priority patent/DE502004007441D1/de
Priority to PL04726463T priority patent/PL1615737T3/pl
Priority to US10/552,212 priority patent/US7617862B2/en
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Priority to EP04726463A priority patent/EP1615737B1/de
Priority to JP2006505067A priority patent/JP2006524136A/ja
Priority to UAA200511089A priority patent/UA79382C2/uk
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
    • B21B27/08—Lubricating, cooling or heating rolls internally
    • 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
    • B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C13/00—Rolls, drums, discs, or the like; Bearings or mountings therefor
    • F16C13/02—Bearings

Definitions

  • the invention relates to a Strangbigungsrolle for supporting and guiding of cast metal strands in a continuous casting, with a central rotatable shaft and at least one rotationally secured on this shaft supported roller shell.
  • Strand guiding rolls are used in continuous casting plants for supporting and guiding continuously cast metal strands after they exit from a mold in a strand guiding framework. They are exposed to high thermal loads, since the cast metal strands leave the mold at a temperature of over 1000 ° C, for example, if they are steel strands. For thicker strands still a pronounced liquid core is present in the strand through which act ferrostatic forces on the strand guide rollers. In addition, deformation forces from the strand bending must be supported by the strand guide rollers. Accordingly, the strand guide rollers are usually equipped with an internal cooling and have a robust design corresponding to the mechanical loads. The large strand width of the cast strands requires multiple storage of the Strangbowungsrolle and accordingly a multi-part construction.
  • One type of strand guide roller includes a fixed central axis on which one or more roller shells are rotatably supported via slide or roller bearings.
  • Such strand guide rollers are already known, for example, from DE-A 19744 077, DE-A 2745578, DE-A 38 23 655 and US-A 4,351,383. Because of the relative movement between individual components of the Strangchtungsrolle bearings are provided, which are exposed to thermal loads and therefore require protective measures.
  • Another type of strand guide roll avoids such bearings within the rollers and includes a central rotatable shaft and roller coats rotatably mounted thereon. A basic representation of such a Strangchtungsrolle can be found in DE-A 2935 217th
  • FIGS. 1a and 1b relates to a continuous guide roller with a central multi-bearing shaft and a plurality of roller shells arranged thereon.
  • Each roller shell lies with its entire inner surface on the outer surface of the shaft and is rotatably connected to it via a feather key.
  • the internal cooling of this Strangschreibungsrolle via a centrally guided in the shaft coolant line.
  • a Strangschreibungsrolle this type has the fundamental disadvantage of a wide heat transport path from the mantle surface to the coolant line. Gaps between the shaft and the roller shell act as an insulator and hinder the heat dissipation from the Strangschreibungsrolle additional.
  • a Strangwagungsrolle is further known with a multi-bearing shaft and mounted roller coats, each roller shell is arranged against rotation with a feather key on the shaft. Between the roller shell and the shaft, an annular space is provided over a portion of the longitudinal extent of the roller shell, which is filled with a material of high thermal thermal conductivity.
  • the heat dissipation from the Strangschreibungsrolle carried by internal cooling via a shaft passing through the central coolant line.
  • Object of the present invention is therefore to avoid the disadvantages of the prior art and to propose a Strangbowungsrolle that better meet the mechanical and thermal stresses occurring through the strand.
  • the support of the roller shell on the shaft should better match the loads occurring.
  • roller shell is supported on the shaft via support rings, that between the shaft and the roller shell formed by the support rings in the axial direction annular space and the annular space is formed as a coolant channel.
  • sealing rings are arranged between the support rings and the roller shell and between the support rings and the central shaft.
  • the annulus is designed as a coolant channel which is connected to a arranged in the central shaft coolant line via radial branch lines for the supply and discharge of a coolant.
  • the radial stub lines open within the longitudinal extent of the support rings in an annular groove of the support ring, which is open to the annulus via a plurality of outlet openings.
  • An advantageous embodiment is to provide distributed over the shaft cross section a plurality of radial stub lines both in a coolant supply plane and in a coolant discharge plane, so distributed over the entire circumference of the annular space distributed as even axial axial coolant flow is achieved.
  • guide devices can be installed in the annular space, which additionally even out the axial flow behavior in the annular space. Accordingly, the radial stub lines open within the longitudinal extension of the support rings in an annular groove of the support ring, which is open via a plurality of outlet openings to the annulus.
  • the roller shell is against rotation to the shaft by an anti-rotation, preferably a feather, secured against rotation and the rotation passes through the annulus.
  • an anti-rotation preferably a feather
  • sealing problems are avoided, which arise when the rotation is arranged on a support surface of the roll mantle on the shaft, as is the case with the Strangschreibungsrolle described in WO 02/38972 A1.
  • Strangwagungsrolle two a roller shell on the shaft supporting support rings are connected to a support sleeve and between the roller shell and the Stützringhülse an annular space is formed, which is limited in its axial extent of the support rings. Sealing elements and coolant channels are applied analogously to the previously described embodiment.
  • the anti-rotation device passes through the annular space and the support sleeve.
  • a possible embodiment of the coolant passage through the Strangschreibungsrolle is that the guided in the central shaft coolant line emanating from an end face of the central shaft and arranged in the central shaft coolant line opens for the coolant discharge at the opposite end face of the central shaft and each coolant line is associated with a rotary inlet.
  • An advantageous embodiment, by which the coolant supply of the strand guide rollers can be limited to a system cables, or side of the strand guide, is that the guided in the central shaft coolant lines open into an end face of the central shaft and this coolant lines is assigned a multi-speed rotary inlet ,
  • This embodiment can be used with driven and non-driven strand guide rollers.
  • cooling water As coolant usually cooling water is used.
  • FIG. 2 shows a cross section through the Strangschreibungsrolle along the line A - A in Fig. 1
  • Fig. 3 shows another embodiment of the invention Strangschreibungsrolle in a longitudinal section of a roller section.
  • FIG. 1 The figure representations show a Strangbigungsrolle invention in a schematic representation, as is suitable, for example, for use in a strand guide a continuous casting for the production of metal strands of large strand width with slab or thin slab cross-section.
  • the Strangbigungsrolle shown in Fig. 1 consists of a central shaft 1, which is rotatably supported in four bearings 2.
  • the bearings and bearing housing they are based in turn in a strand guide frame, not shown, of a continuous casting from.
  • the central shaft 1 are associated with three roller shells 3, wherein each of the three roller shells is supported on the shaft 1 via two respective support rings 4.
  • the bearings 2 are located outside the longitudinal extension of the adjacent roller shells 3. With a rotation 5, the position of each roller shell 3 to the shaft 1 is fixed against rotation.
  • Strand guide rollers of the type according to the invention have at least two, usually three roller shells.
  • the strand guide roller is equipped with internal cooling.
  • the course of thedemitlelströmung is indicated in Fig. 1 by arrows.
  • the coolant supply takes place at an end face of the Strangschreibungsrolle via a rotary inlet 10 and the coolant discharge takes place at the opposite end of the Strangschreibungsrolle by a rotary inlets 11.
  • a central coolant line 12 branching off radial stub lines 13 and an annular groove 14 in the support ring 4 with axially aligned outlet openings 19th the coolant is introduced into the annular space 6.
  • the coolant flows, distributed over the entire cross section of the annular space 6, parallel to the longitudinal axis 15 of the Strangschreibungsrolle through the annular space 6 and is collected in an annular groove 16 of the support ring 4 again and derived by radial stubs 1 in the central coolant line 18.
  • Either the coolant line 18 leads to further stub lines 13 of a further roll mantle 3 or after passing all the roll mantles 3 to the dissipative rotary inlet 11, through which the coolant leaves the Strangschreibungsrolle again.
  • a sealing element 20 is inserted between the support ring 4 and the roller casing 3 and a sealing element 21 is inserted between the roller casing 3 and the shaft 1.
  • the sealing elements are formed by sealing rings inserted in annular grooves.
  • the coolant supply and the coolant discharge through the central coolant lines can also take place on one side, on one end side of the central shaft, via a double-start rotary inlet, whereby the coolant supply is limited to one side of the strand guide and thus plant side of a continuous casting plant.
  • Fig. 2 shows in a cross section through the shaft 1 along the section line AA in Fig. 1 is an end view of the support ring 4 and illustrates the coolant guide in this area.
  • the coolant is introduced from the central coolant line 12 via the branch lines 13 in a circumferential annular groove 14 in the support ring 4 and distributed there and by a plurality of circumferentially spaced outlet openings 19, which may be formed as grooves or holes, the one shown in Fig. 1 Annulus 6 between roller shell 3 and shaft 1 fed.
  • the reverse sequence results in the discharge of the coolant from the annular space. 6
  • This type of coolant feedthrough allows low production engineering effort as uniform and efficient heat removal from the roller shell.
  • the rotation 5 to secure the position of the roll mantle 3 on the shaft 1 is formed by one or more feather keys 23 which pass through the annular space 6 and between two roller jacket 3 supporting support rings 4 are arranged. In the region of the annular space 6 there is sufficient space for a long key 23, so that circumferential forces or torques acting on the roller shell on the shaft, in particular in driven strand guide rollers, can be supported with a low surface pressure.
  • FIG. 3 A further embodiment of the strand guide roll according to the invention is shown in FIG. 3 in a longitudinal section through a section of the strand guide roll, wherein the same reference numerals are used for the same or equivalent components.
  • the roller shell 3 is supported by support rings 4 on the central shaft 1, wherein the two arranged at the edge regions of the roller shell support rings 4 are connected by a sleeve 25 to a support sleeve 26.
  • the support ring sleeve 26 has a longitudinally extending opening 27 which is penetrated by the anti-rotation 5. This rotation 5 secures the position of the roll shell 3 to the central shaft 1.
  • a support sleeve 26 Between the a roller shell 3 associated support rings 4 a support sleeve 26, the inner surface of the roll shell 3 and the outer surface of the support ring sleeve 26, an annular space 6 is provided which forms a coolant channel.
  • the strand guide roller is equipped with internal cooling. The course of the coolant flow is indicated in FIG. 3 by arrows.
  • the coolant supply takes place at an end face of the Strangschreibungsrolle via a rotary inlet 10 and the coolant discharge takes place at the opposite end face of the Strangschreibungsrolle not shown by a further rotary entrances.
  • a central coolant line 12 branching off radial stub lines 13 and an annular groove 14 in the support ring 4 with axially aligned outlet openings 19, the coolant is passed into a further annular groove 28 and from there by further radial stub lines 29 which pass through the support ring sleeve 26 radially into the annulus 6 introduced.
  • the coolant flows, distributed over the entire cross section of the annular space 6, parallel to the longitudinal axis 15 of the Strangschreibungsrolle through the annular space 6 and is directed via radial stubs 30 which pass through the support sleeve 26 radially in an annular groove 31 and in an annular groove 16 of the support ring. 4 collected again and derived by radial stubs 17 in the central coolant line 18. Either the coolant line 18 leads to further stub lines of a further roll mantle or after passing all the roll mantles to the dissipative rotary inlet, through which the coolant leaves the Strangschreibungsrolle again.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strangführungsrolle zum Stützen und Führen von gegossenen Metallsträngen in einer Stranggießanlage, mit einer zentralen drehbaren Welle (1) und mit mindestens einem auf dieser Welle verdrehgesichert abgestützten Rollenmantel (3). Damit die Strangführungsrolle den mechanischen und thermischen Belastungen besser entspricht, wird vorgeschlagen, dass der Rollenmantel über Stützringe (4) oder eine Stützringhülse (26) auf der Welle abgestützt ist, dass zwischen der Welle (1) und dem Rollenmantel (3) ein von den Stützringen (4) in axialer Richtung begrenzter Ringraum (6) gebildet und der Ringraum (6) als Kühlmittelkanal ausgebildet ist.

Description

Strangfuhrungsrolle
Die Erfindung betrifft eine Strangfuhrungsrolle zum Stützen und Führen von gegossenen Metallsträngen in einer Stranggießanlage, mit einer zentralen drehbaren Welle und mit mindestens einem auf dieser Welle verdrehgesichert abgestützten Rollenmantel.
Strangführungsrollen werden in Stranggießanlagen zum Stützen und Führen von kontinuierlich gegossenen Metallsträngen nach deren Austritt aus einer Kokille in einem Strangführungsgerüst eingesetzt. Sie sind hohen thermischen Belastungen ausgesetzt, da die gegossenen Metallstränge die Kokille mit einer Temperatur von über 1000°C verlassen, wenn es sich beispielsweise um Stahlstränge handelt. Bei dickeren Strängen ist noch ein ausgeprägter flüssiger Kern im Strang vorhanden, durch den ferrostatische Kräfte auf die Strangführungsrollen einwirken. Zusätzlich müssen von den Strangführungsrollen Verformungskräfte aus der Strangbiegung abgestützt werden. Dem entsprechend sind die Strangführungsrollen üblicherweise mit einer Innenkühlung ausgestattet und weisen eine den mechanischen Belastungen entsprechende robuste Bauart auf. Die große Strangbreite der gegossenen Stränge erfordert eine Mehrfachlagerung der Strangfuhrungsrolle und dementsprechend einen mehrteiligen Aufbau.
In üblichen Stranggießanlagen kommen zwei Gattungen von Strangführungsrollen zum Einsatz, die sich in ihrem grundsätzlichen Aufbau unterscheiden.
Eine Gattung von Strangführungsrollen umfassen eine feststehende zentrale Achse, auf der ein oder mehrere Rollenmäntel über Gleit- oder Rollenlagerungen drehbar abgestützt sind. Derartige Strangführungsrollen sind beispielsweise bereits aus der DE-A 19744 077, der DE-A 2745578, der DE-A 38 23 655 und der US-A 4,351,383 bekannt. Wegen der Relativbewegung zwischen einzelnen Bauteilen der Strangfuhrungsrolle sind Lagerungen vorzusehen, die thermischen Belastungen ausgesetzt sind und dementsprechend Schutzmaßnahmen erfordern. Eine weitere Gattung von Strangführungsrollen vermeidet derartige Lagerungen innerhalb der Rollen und umfassen eine zentrale drehbare Welle und daran drehfest montierte Rollenmäntel. Eine prinzipielle Darstellung einer derartigen Strangfuhrungsrolle findet sich in der DE-A 2935 217.
Aus der DE-A 2552 969 ist eine weitere Strangfuhrungsrolle mit einer mehrfach gelagerten durchgehenden Welle bekannt, auf der einzelne Rollenabschnitte durch eine Schweißverbindung drehfest angeordnet sind. Zwischen der zentralen Welle und den Rollenabschnitten ist ein Ringraum als Kühlmittelkanal ausgebildet und mit zentralen Versorgungsleitungen verbunden. Diese verschweißte Bauart lässt eine Zerlegung der Strangfuhrungsrolle und damit einen Austausch der thermisch und mechanisch stark belasteten Rollenabschnitte nicht zu.
Aus der WO 93/19874 ist eine Strangfuhrungsrolle bekannt, deren Rollenkörper im Wesentlichen einstückig ausgebildet ist. Die Herstellung der den Rollenkörper durchsetzenden Kühlmittelleitungen ist jedoch sehr aufwändig und teuer.
In der WO 02/38972 A1 wird anhand der Figuren 1a und 1b von einem Stand der Technik berichtet, der eine Strangfuhrungsrolle mit einer zentralen mehrfach gelagerten Welle und mehreren darauf angeordneten Rollenmäntel betrifft. Jeder Rollenmantel liegt mit seiner gesamten Innenfläche auf der Außenfläche der Welle auf und ist mit ihr über eine Passfeder drehfest verbunden. Die Innenkühlung dieser Strangfuhrungsrolle erfolgt über eine zentral in der Welle geführte Kühlmittelleitung. Eine Strangfuhrungsrolle dieser Bauart weist den grundlegenden Nachteil eines weiten Wärmetransportweges von der Manteloberfläche bis zur Kühlmittelleitung auf. Spalte zwischen der Welle und dem Rollenmantel wirken als Isolator und behindern die Wärmeabfuhr aus der Strangfuhrungsrolle zusätzlich.
Aus der WO 02/38972 A1 ist weiters eine Strangfuhrungsrolle mit einer mehrfach gelagerten Welle und aufgesetzten Rollenmäntel bekannt, wobei jeder Rollenmantel mit einer Passfeder auf der Welle verdrehgesichert angeordnet ist. Zwischen dem Rollenmantel und der Welle ist über einen Teilbereich der Längserstreckung des Rollenmantels ein Ringraum vorgesehen, der mit einem Stoff hoher thermischer Wärmeleitfähigkeit gefüllt ist. Die Wärmeabfuhr aus der Strangfuhrungsrolle erfolgt durch eine Innenkühlung über eine die Welle durchsetzende zentrale Kühlmittelleitung. Durch den wärmelβitfähigen Füllstoff wird die Sperrwirkung eines Luftspaltes zwischen Rollenmantel und Welle zwar vermieden, es bleibt jedoch trotzdem der große Abstand zwischen der thermisch belasteten Rollenmantel-Oberfläche und der Kühlmittelleitung bestehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Nachteile des bekannten Standes der Technik zu vermeiden und eine Strangfuhrungsrolle vorzuschlagen, die den auftretenden mechanischen und thermischen Belastungen durch den Strang besser gerecht wird. Im Besonderen soll die Auflage des Rollenmantels auf der Welle den auftretenden Belastungen besser entsprechen.
Diese Aufgabe wird bei einer Strangfuhrungsrolle der erfindungsgemäßen Art dadurch gelöst, dass der Rollenmantel über Stützringe auf der Welle abgestützt ist, dass zwischen der Welle und dem Rollenmantel ein von den Stützringen in axialer Richtung begrenzter Ringraum gebildet und der Ringraum als Kühlmittelkanal ausgebildet ist.
Durch die Ausbildung der Stützringe als eigene Bauteile und deren Anordnung in den Randbereichen jedes Rollenmantels wird eine Kräfteeinleitung in die Welle im Nahbereich der stützenden Rollenlager erreicht. Thermische und mechanische Spitzenbelastungen durch Verformungen und Abnützungen werden vermieden. Durch entsprechende Abstufungen im Wellendurchmesser an den Kontaktflächen mit den Stützringen wird gleichzeitig eine leichte Montage und Demontage der Strangfuhrungsrolle für Wartungsarbeiten und den Austausch eines Rollenmantels ermöglicht.
Durch die Bildung eines von den Stützringen in axialer Richtung begrenzter Ringraumes zwischen der Welle und dem Rollenmantel werden voneinander getrennte Bereiche, einerseits für die Kräfteableitung und andererseits für die Wärmeableitung aus dem Rollenmantel, geschaffen und störende Wechselwirkungen ausgeschlossen.
Zur Vermeidung von Leckagen am Ringraum sind zwischen den Stützringen und dem Rollenmantel und zwischen den Stützringen und der zentralen Welle Dichtelemente, vorzugsweise in Ringnuten eingesetzte Dichtringe, angeordnet. Der Ringraum ist als Kühlmittelkanal ausgebildet, der mit einer in der zentralen Welle angeordneten Kühlmittelleitung über radiale Stichleitungen für die Zu- und Ableitung eines Kühlmittels verbunden ist. Die radialen Stichleitungen münden innerhalb der Längserstreckung der Stützringe in eine Ringnut des Stützringes, der über eine Vielzahl von Austrittsöffnungen zum Ringraum offen ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, über den Wellenquerschnitt verteilt mehrere radiale Stichleitungen sowohl in einer Kühlmittel-Zuführebene als auch in einer Kühlmittel- Abführebene vorzusehen, damit über den gesamten Umfang des Ringraumes verteilt eine möglichst gleichmäßige axiale Kühlmittelströmung erreicht wird. Ergänzend können in den Ringraum Leiteinrichtungen eingebaut sein, die das axiale Strömungsverhalten im Ringraum zusätzlich vergleichmäßigen. Dementsprechend münden die radialen Stichleitungen innerhalb der Längserstreckung der Stützringe in eine Ringnut des Stützringes, der über eine Vielzahl von Austrittsöffnungen zum Ringraum offen ist.
Der Rollenmantel ist zur Welle durch eine Verdrehsicherung, vorzugsweise eine Passfeder, verdrehgesichert und die Verdrehsicherung durchsetzt hierbei den Ringraum. Durch die Anordnung der Verdrehsicherung innerhalb des Ringraumes zwischen den beiden Stützringen werden die Strömungsverhältnisse des Kühlmittels kaum beeinträchtigt. Es werden jedoch Dichtungsprobleme vermieden, die sich ergeben, wenn die Verdrehsicherung an einer Stützfläche des Rollenmantels auf der Welle angeordnet ist, wie dies bei der in der WO 02/38972 A1 beschriebenen Strangfuhrungsrolle der Fall ist.
Nach einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strangfuhrungsrolle sind zwei einen Rollenmantel auf der Welle abstützenden Stützringe zu einer Stützringhülse verbunden und zwischen dem Rollenmantel und der Stützringhülse ist ein Ringraum ausgebildet, der in seiner axialen Erstreckung von den Stützringen begrenzt ist. Dichtelemente und Kühlmittelkanäle sind analog zur zuvor beschriebenen Ausführungsform angelegt. Die Verdrehsicherung durchsetzt den Ringraum und die Stützringhülse.
Eine mögliche Ausgestaltung der Kühlmitteldurchleitung durch die Strangfuhrungsrolle besteht darin, dass die in der zentralen Welle geführte Kühlmittelleitung von einer Stirnseite der zentralen Welle ausgeht und die in der zentralen Welle angeordnete Kühlmittelleitung für die Kühlmittelabführung an der gegenüberliegenden Stirnseite der zentralen Welle mündet und jeder Kühlmittelleitung eine Dreheinführung zugeordnet ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform, durch die die Kühlmittelversorgung der Strangführungsrollen auf eine Anlagenseile, bzw. Seite der Strangführung, beschränkt werden kann, besteht darin, dass die in der zentralen Welle geführten Kühlmittelleitungen in einer Stirnseite der zentralen Welle münden und diesen Kühlmittelleitungen eine mehrgängige Dreheinführung zugeordnet ist. Diese Ausführungsform ist bei angetriebenen und nicht angetriebenen Strangführungsrollen einsetzbar.
Als Kühlmittel wird üblicherweise Kühlwasser verwendet.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispieles, wobei auf die beiliegende Figuren Bezug genommen wird, die folgendes zeigen:
Fig.1 ein Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Strangfuhrungsrolle, Fig. 2 ein Querschnitt durch die Strangfuhrungsrolle entlang der Linie A - A in Fig. 1 , Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strangfuhrungsrolle in einem Längsschnitt eines Rollenabschnittes.
Die Figurendarstellungen zeigen eine erfindungsgemäße Strangfuhrungsrolle in schematischer Darstellung, wie sie beispielsweise für die Anwendung in einer Strangführung einer Stranggießanlage zur Herstellung von Metallsträngen großer Strangbreite mit Brammen- oder Dünnbrammenquerschnitt geeignet ist.
Die in Fig. 1 dargestellte Strangfuhrungsrolle besteht aus einer zentralen Welle 1, die in vier Lagern 2 drehbar abgestützt ist. Die Lager und die sie tragenden Lagergehäuse stützen sich ihrerseits in einem nicht dargestellten Strangführungsgerüst einer Stranggießanlage ab. Als Lager werden üblicherweise Wälzlager eingesetzt. Der zentralen Welle 1 sind drei Rollenmäntel 3 zugeordnet, wobei jeder der drei Rollenmäntel über jeweils zwei Stützringe 4 auf der Welle 1 abgestützt ist. Die Lager 2 befinden sich außerhalb der Längserstreckung der benachbarten Rollenmäntel 3. Mit einer Verdrehsicherung 5 ist die Position jedes Rollenmantels 3 zur Welle 1 drehfest festgelegt. Zwischen den Stützringen 4 eines Rollenmantels 3, der Innenmantelfläche des Rollenmantels und der Außenmantelfläche der Welle 1 ist ein Ringraum 6 vorgesehen, der einen Kühlmittelkanal ausbildet. Strangführungsrollen der erfindungsgemäßen Art weisen zumindest zwei, üblicherweise drei Rollenmäntel auf.
Die Strangfuhrungsrolle ist mit einer Innenkühlung ausgestattet. Der Verlauf der Kühlmitlelströmung ist in Fig. 1 durch Pfeile gekennzeichnet. Die Kühlmittelzuführung erfolgt an einer Stirnseite der Strangfuhrungsrolle über eine Dreheinführung 10 und die Kühlmittelabführung erfolgt an der gegenüberliegende Stirnseite der Strangfuhrungsrolle durch eine Dreheinführungen 11. Durch eine zentrale Kühlmittelleitung 12, davon abzweigende radiale Stichleitungen 13 und eine Ringnut 14 im Stützring 4 mit axial ausgerichteten Austrittsöffnungen 19 wird das Kühlmittel in den Ringraum 6 eingebracht. Das Kühlmittel strömt, über den ganzen Querschnitt des Ringraumes 6 verteilt, parallel zur Längsachse 15 der Strangfuhrungsrolle durch den Ringraum 6 und wird in einer Ringnut 16 des Stützringes 4 wieder gesammelt und durch radiale Stichleitungen 1 in die zentrale Kühlmittelleitung 18 abgeleitet. Entweder führt die Kühlmittelleitung 18 zu weiteren Stichleitungen 13 eines weiteren Rollenmantels 3 oder nach Vorbeiführung an allen Rollenmäntel 3 zur ableitenden Dreheinführung 11 , durch die das Kühlmittel die Strangfuhrungsrolle wieder verlässt. Damit kein Kühlmittel aus dem Ringraum austritt, ist zwischen dem Stützring 4 und dem Rollenmantel 3 ein Dichtelement 20 und zwischen dem Rollenmantel 3 und der Welle 1 ein Dichtelement 21 eingesetzt. Die Dichtelemente sind von in Ringnuten eingesetzten Dichtringen gebildet.
Die Kühlmittelzuführung und die Kühlmittelabführung durch die zentralen Kühlmittelleitungen kann jedoch auch einseitig, an einer Stirnseite der zentralen Welle, über eine zweigängige Dreheinführung erfolgen, wodurch die Kühlmittelversorgung auf eine Seite der Strangführung und damit Anlagenseite einer Stranggießanlage beschränkt ist.
Bei einer angetriebenen Strangfuhrungsrolle werden die zentralen Kühlmittelleitungen für die Kühlmittelzuführung und -abführung zwangsweise, von einer Stirnseite der Strangfuhrungsrolle ausgehend, parallel zur Längsachse der Welle geführt, da der gegenüberliegenden Stirnseite der Rollenantrieb zugeordnet ist. Dem entsprechend ist die angekoppelte Dreheinführung mit zwei Kühlmittel-Anschlüssen ausgestattet. Fig. 2 zeigt in einem Querschnitt durch die Welle 1 entlang der Schnittlinie A-A in Fig. 1 eine Stirnansicht des Stützringes 4 und veranschaulicht die Kühlmittelführung in diesem Bereich. Das Kühlmittel wird aus der zentralen Kühlmittelleitung 12 über die Stichleitungen 13 in eine umlaufende Ringnut 14 im Stützring 4 eingebracht und dort verteilt und durch eine Vielzahl von am Umfang verteilten Austrittsöffnungen 19, die als Nuten oder Bohrungen ausgebildet sein können, dem in Fig. 1 dargestellten Ringraum 6 zwischen Rollenmantel 3 und Welle 1 zugeleitet. Der umgekehrte Ablauf ergibt sich bei der Ableitung des Kühlmittels aus dem Ringraum 6.
Diese Art der Kühlmitteldurchführung ermöglicht mit geringem fertigungstechnischem Aufwand eine möglichst gleichmäßige und effiziente Wärmeabfuhr aus dem Rollenmantel.
Die Verdrehsicherung 5 zur Lagesicherung des Rollenmantels 3 auf der Welle 1 wird von einer oder mehreren Passfedern 23 gebildet, die den Ringraum 6 durchsetzen und zwischen zwei einen Rollenmantel 3 abstützenden Stützringen 4 angeordnet sind. Im Bereich des Ringraumes 6 ist ausreichend Platz für eine lange Passfeder 23 vorhanden, sodass auf den Rollenmantel einwirkende Umfangskräfte oder Drehmomente an der Welle, insbesondere bei angetriebenen Strangführungsrollen, mit geringer Flächenpressung abgestützt werden können.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strangfuhrungsrolle ist in Fig. 3 in einem Längsschnitt durch einen Abschnitt der Strangfuhrungsrolle dargestellt, wobei für gleiche oder gleichwirkende Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Der Rollenmantel 3 ist über Stützringe 4 auf der zentralen Welle 1 abgestützt, wobei die beiden an den Randbereichen des Rollenmantels angeordneten Stützringe 4 durch eine Hülse 25 zu einer Stützringhülse 26 verbunden sind. Die Stützringhülse 26 weist eine sich längs erstreckende Öffnung 27 auf, die von der Verdrehsicherung 5 durchsetzt ist. Diese Verdrehsicherung 5 sichert die Position des Rollenmantels 3 zur zentralen Welle 1. Zwischen den einem Rollenmantel 3 zugeordneten Stützringen 4 einer Stützringhülse 26, der Innenmantelfläche des Rollenmantels 3 und der Außenmantelfläche der Stützringhülse 26 ist ein Ringraum 6 vorgesehen, der einen Kühlmittelkanal ausbildet. Die Strangfuhrungsrolle ist mit einer Innenkühlung ausgestattet. Der Verlauf der Kühlmittelströmung ist in Fig. 3 durch Pfeile gekennzeichnet. Die Kühlmittelzuführung erfolgt an einer Stirnseite der Strangfuhrungsrolle über eine Dreheinführung 10 und die Kühlmittelabführung erfolgt an der nicht dargestellten gegenüberliegende Stirnseite der Strangfuhrungsrolle durch eine weitere Dreheinführungen. Durch eine zentrale Kühlmittelleitung 12, davon abzweigende radiale Stichleitungen 13 und eine Ringnut 14 im Stützring 4 mit axial ausgerichteten Austrittsöffnungen 19 wird das Kühlmittel in eine weitere Ringnut 28 geleitet und von dort durch weitere radiale Stichleitungen 29, die die Stützringhülse 26 radial durchsetzen in den Ringraum 6 eingebracht. Das Kühlmittel strömt, über den ganzen Querschnitt des Ringraumes 6 verteilt, parallel zur Längsachse 15 der Strangfuhrungsrolle durch den Ringraum 6 und wird über radiale Stichleitungen 30, die die Stützringhülse 26 radial durchsetzen, in eine Ringnut 31 geleitet und in einer Ringnut 16 des Stützringes 4 wieder gesammelt und durch radiale Stichleitungen 17 in die zentrale Kühlmittelleitung 18 abgeleitet. Entweder führt die Kühlmittelleitung 18 zu weiteren Stichleitungen eines weiteren Rollenmantels oder nach Vorbeiführung an allen Rollenmäntel zur ableitenden Dreheinführung, durch die das Kühlmittel die Strangfuhrungsrolle wieder verlässt.

Claims

Patentansprüche:
1. Strangfuhrungsrolle zum Stützen und Führen von gegossenen Metallsträngen in einer Stranggießanlage, mit einer zentralen drehbaren Welle (1 ) und mit mindestens einem auf dieser Welle verdrehgesichert abgestützten Rollenmantel (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenmantel (3) über Stützringe (4) auf der Welle (1 ) abgestützt ist, dass zwischen der Welle (1) und dem Rollenmantel (3) ein von den Stützringen (4) in axialer Richtung begrenzter Ringraum (6) gebildet und der Ringraum (6) als Kühlmittelkanal ausgebildet ist.
2. Strangfuhrungsrolle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Stützringen (4) und dem Rollenmantel (3) und zwischen den Stützringen (4) und der zentralen Welle (1) Dichtelemente (20, 21), vorzugsweise in Ringnuten eingesetzte Dichtringe, angeordnet sind.
3. Strangfuhrungsrolle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der als Kühlmittelkanal ausgebildete Ringraum (6) mit einer in der zentralen Welle (1) angeordneten Kühlmittelleitung (12, 18) über radiale Stichleitungen (13, 17) für die Zu- und Ableitung eines Kühlmittels verbunden ist.
4. Strangfuhrungsrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Stichleitungen (13, 17) innerhalb der Längserstreckung der Stützringe (4) in eine Ringnut (14, 16) des Stützringes (4) münden, der über eine Vielzahl von Austrittsöffnungen (19) zum Ringraum (6) offen ist.
5. Strangfuhrungsrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenmantel (3) zur Welle (1) durch eine Verdrehsicherung (5), vorzugsweise eine Passfeder, drehgesichert ist und die Verdrehsicherung (5) den Ringraum (6) durchsetzt.
6. Strangfuhrungsrolle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwei einen Rollenmantel (3) auf der Welle (1 ) abstützende Stützringe (4) zu einer Stützringhülse (26) verbunden sind und zwischen dem Rollenmantel (3) und der Stützringhülse ein Ringraum (6) ausgebildet, der in seiner axialen Erstreckung von den Stützringen (4) begrenzt ist.
7. Strangfuhrungsrolle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Stützringen (4) der Stützringhülse (26) und dem Rollenmantel (3) und zwischen den Stützringen (4) und der zentralen Welle (1) Dichtelemente (20, 21), vorzugsweise in Ringnuten eingesetzte Dichtringe, angeordnet sind.
8. Strangfuhrungsrolle nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (6) als Kühlmittelkanal ausgebildet ist, der mit einer in der zentralen Welle (1) angeordneten Kühlmittelleitung (12, 18) über radiale Stichleitungen (13, 17, 29, 30) für die Zu- und Ableitung eines Kühlmittels verbunden ist.
9. Strangfuhrungsrolle nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenmantel (3) zur Welle (1) durch eine Verdrehsicherung (5), vorzugsweise eine Passfeder, drehgesichert ist und die Verdrehsicherung (5) den Ringraum (6) und die Stützringhülse (26) durchsetzt.
10. Strangfuhrungsrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der zentralen Welle (1 ) geführte Kühlmittelleitung (12) für die Kühlmittelzuführung von einer Stirnseite der zentralen Welle ausgeht und die in der zentralen Welle angeordnete Kühlmittelleitung (18) für die Kühlmittelabführung an der gegenüberliegenden Stirnseite der zentralen Welle mündet und jeder Kühlmittelleitung (12, 18) eine Dreheinführung (10, 11) zugeordnet ist.
11. Strangfuhrungsrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der zentralen Welle (1) geführten Kühlmittelleitungen (12, 18) in einer Stirnseite der zentralen Welle münden und diesen Kühlmittelleitungen eine mehrgängige Dreheinführung zugeordnet ist.
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