WO2009156093A1 - Modulare strangführungsrolle - Google Patents

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WO2009156093A1
WO2009156093A1 PCT/EP2009/004396 EP2009004396W WO2009156093A1 WO 2009156093 A1 WO2009156093 A1 WO 2009156093A1 EP 2009004396 W EP2009004396 W EP 2009004396W WO 2009156093 A1 WO2009156093 A1 WO 2009156093A1
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WO
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roller
flow channel
strand guide
channels
flow
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/004396
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English (en)
French (fr)
Inventor
Erich Hovestädt
Peter Jonen
Original Assignee
Sms Siemag Ag
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Publication date
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Priority to US13/000,725 priority patent/US20110114282A1/en
Priority to CA2728860A priority patent/CA2728860A1/en
Priority to JP2011515171A priority patent/JP2011525425A/ja
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Priority to ZA2010/08851A priority patent/ZA201008851B/en

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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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F5/00—Elements specially adapted for movement
    • F28F5/02—Rotary drums or rollers

Definitions

  • the invention relates to a modular strand guide roller for the strand guiding device of a continuous casting according to the features of the preamble of claim 1, a strand guiding device according to the features of claim 13 and a method of its operation according to claim 14.
  • a strand guide roller is known from EP 1 485 218 B1, which, however, starting from the object of the invention, to a rotary feedthrough for thedeementzu- and-derivation of a rotatably mounted at least end bearing journals in bearing blocks support and / or transport roller, in particular in a Continuous casting plant, turns off.
  • the water-cooled support and / or transport roller has axially extending channels in the outer region and channels leading into it or emerging therefrom and leading to a central distribution system.
  • the central distribution system consists of a central bore in the support and / or transport roller and a tubular conduit arranged therein, which has a central supply channel for the cooling water and forms with the central bore an annular channel for the discharge of the cooling water.
  • the strand guide roller disclosed in this document consists of two or more roller sections, each roller section of which is mounted end-to-end. Such end-side mounting of the individual roller sections is expensive and requires a considerable effort for the maintenance of the strand guide device for mounting and dismounting of the bearing units.
  • strand guide devices can not be converted to other casting machine widths without considerable effort because of such end-side mounting of the roller sections.
  • a strand guide roller of a strand guiding device comprising at least two roller sections is known, on which a strand cast by a continuous casting machine is guided, after which a plug connection is formed between the two roller sections and only one bearing is provided which forms an undivided single bearing is.
  • the flow channel for the cooling medium that extends only substantially over the width of the strand guide roll does not exhibit a sufficient cooling effect of the strand guide roll.
  • the surface-near region of the strand-guiding roller does not experience the necessary cooling in order to reduce the wear of the strand-guiding roller resulting from the chemical and mechanical stress.
  • the centrically extending flow channel therefore primarily serves for cooling the bearing inner rings in the journal region of the strand guide roller or roller sections.
  • the internally cooled strand guide roller known from documents WO 2004/094087 A1 and EP 1 646 463 B1 comprises a central rotatable shaft and a plurality of roller shells secured on the shaft against rotation and supported with integrated coolant channels.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a modular strand guide roller, which can be converted to different Strangg cordlessnessn without significant effort and, starting from the core area to the near-surface region, a Stan the rod guide roller improving cooling effect. Furthermore, it is an object of the invention to provide a modular strand guide roller, with a relatively inexpensive maintenance can be achieved.
  • the invention is further based on the object of providing a strand guiding device which, with a view to increasing the service life and facilitating maintenance, has improved strand guiding rollers.
  • the modular strand guide roller for the strand guiding device comprises a continuous casting plant
  • both roller modules are arranged axially next to one another and the first roller module has a centrally located roller journal on its end face facing the second roller module, a middle bearing which is located between the first and second roller module for receiving and supporting the roller module Rolling pin of the first roller module is arranged, and wherein the center bearing is an undivided single bearing,
  • centrally extending in the roller modules flow channel for passing a coolant
  • the centrally extending flow channel according to the invention consists of a first separate flow channel and a second separate flow channel, and wherein
  • each roller module is connected to formed in the near-surface region flow channels through connection channels.
  • the flow channels formed in the near-surface region of each roller module are present in pairs.
  • the coolant flows in a first flow channel of the paired flow channels counter to the flow direction of the flowing in the centrally extending flow channels coolant and in a second flow channel of the paired flow channels, the coolant flows in the flow direction of flowing in the concentric flow channels coolant.
  • an open cooling circuit is formed in each roller module.
  • a chamber is formed, which serves for the deflection of the coolant within the first and the following roller modules.
  • the chambers are sealed to the outside with a lid sealing, so that no coolant can escape.
  • the respective first flow channel of the paired flow channels is further connected via a corresponding first connecting channel with the first concentrically extending flow channel and the respective second flow channel of the paired flow channels is connected via a corresponding second connecting channel with the second concentrically extending flow channel.
  • connection is on the one hand made such that the first connection channel connects the inflow-side outlet of the first centrally extending flow channel with the downstream inlet of the relevant flow channel of the paired flow channels and on the other such that the second connection channel the inlet side of the second respective flow channel of the pair Flow channels with the downstream inlet of the second centrically extending flow channel connects.
  • Such a course according to the invention of the flow channels within a roller module not only sufficiently cools the core region and the region of the bearing, as known from the prior art, but also its near-surface region.
  • the second centrically extending flow channel of the first roller module and the first centrically extending flow channel of the second roller module are connected via a sleeve, so that from the second centrically extending flow channel of the first roller module the coolant can flow into the first centrically extending flow channel of the second roller module.
  • the second roller module and each further roller module of the strand guide roller is, as far as the entirety of the formation of the flow and connection channels, formed in an identical manner to the first roller module.
  • a strand guide roller having a first and second roller module a first open coolant circuit is combined with a second open coolant circuit to a common open coolant circuit, wherein the first coolant circuit to a coolant inlet and the second coolant circuit can be connected to a coolant outlet.
  • peripheral flow channels these could be groupwise, e.g. as multi-thread, be arranged and operated. A first group could then serve for the flow and a second group for the return of the coolant.
  • a different or alternating flow direction of the coolant in adjacent strand guide rollers, adjacent roller segments or in the upper and lower frames of a segment contributes to a homogenization of the cooling effect on the strand or the slabs.
  • FIG. 1 is a three roller modules existing strand guide roller in a sectional view along the line A-A in Fig. 4,
  • FIG. 2 shows a detail "Z" in FIG. 1 with an enlarged illustration of the flow and connection channels conducting the coolant flow from the core region into the region near the surface
  • FIG. 6 shows the second or middle roller module of the strand guide roller in a longitudinal section along the line C-C in Fig. 5,
  • FIG. 7 shows a side view of the second or middle roller module of the strand guide roller according to FIG. Figure 6.
  • the strand guide roller 1 shown in Fig. 1 consists of a first roller module 2, a second roller module 3 and a third roller modules 4. All roller modules are mounted according to the previously known document WO 2007/121821 A1 to a strand guide roller, through a first connector between the second or middle roller module 3 and the inner roller journal 2.1 of the first roller module 2 and by a second plug connection between the third roller module 4 and the inner roller journal 3.1 of the second or middle roller module 3.
  • the inner roller journal 2.1 of the first roller module 2 is in an undivided Center bearing 5 and the inner roller journal 3.1 of the second or middle roller module 3 is accommodated in an undivided center bearing 6.
  • Both center bearings 5, 6 are advantageously formed relatively short in their axial extent, whereby the transition region 7 between the roller modules 2, 3 and 3, 4 is also relatively short, so that advantageously a bulge of the cast metal strand (slab) minimized or significantly reduced.
  • the outer roller journal 2.2 of the roller module 2 and the outer roller journal 4.1 of the roller module 4 of the strand guide roller 1 is received in a respective outer bearing 8 and 9 respectively.
  • the second or middle roller module 3 is not in the center bearing 5 and the third roller module 4 is not accommodated in the center bearing 6.
  • a plug connection is provided as connection Formed between the respective roller modules 2, 3 and 3, 4, for example.
  • the roller modules 3 and 4 have a recess 10 on their end face facing the first roller module 2 or the second roller module 3, as best seen in FIG. 6, in which a component 23 of ring-like construction, for example, is used in a manner secure against rotation. A twisted against the actual roller pin extension 2.1.1 or 3.1.1 of the respective roller pin is positively connected to the device 23 connectable.
  • each roller module 2, 3, 4 has a first and second centrically extending flow channel 11 and 12, respectively.
  • the flow channel 11 of the roller module 2 can be connected to a coolant inlet 13 and the flow channel 12 of the roller module 4 to a coolant outlet 14.
  • each of the roller modules further flow and connection channels, which together with the centrally extending flow channels 11, 12 in each roller module. 2 , 3, 4 and finally form an open cooling circuit in each strand guide roll 1 designed according to the invention.
  • the cooling circuit is designed such that, as shown in Figure 3, on the one hand, the flow channels 15, 16 are arranged in pairs in the near-surface region, within each roller module 2, 3, 4 preferably regularly circumferentially distributed, wherein a flow channel of paired Flow channels 15, 16 is connected via the connecting channel 17 to the inflow-side output 11.1 of the flow channel 11 and the other flow channel of the paired flow channels 15, 16 is connected via the connecting channel 18 with the downstream inlet 12.1 of the flow channel 12.
  • the paired flow channels 15, 16 are each end individually or jointly closed by a lid 19 and 27, best seen in Figures 2, 5 and 6, such that this is a change in the flow direction of the coolant, in conjunction with corresponding end face in the respective roller module formed chambers 20, make sure.
  • the flow direction of the coolant 22 from the coolant inlet 13 to the coolant outlet 14 is represented by directional arrows.
  • the coolant 22 flowing into the flow channel 11 of the roller module 2 flows into the connection channel 17 at the end of the flow channel 11 and enters the flow channel 15 of the paired flow channels 15, 16.
  • the coolant 22 enters the flow channel 16 of the paired flow channels 15, 16 headed and passes via the connecting channel 18 in the downstream inlet 12.1 of the second centrally extending flow channel 12, from where it passes via the connecting sleeve 21 in the first centrally extending flow channel 11 of the roller module 3.
  • the paired flow channels are in each case a flow channel 15 with inflowing coolant 22 and a flow channel 16 with outflowing coolant 22.
  • the paired flow channels 15, 16 are connected to one another by a chamber 20 introduced into the roller module.
  • the second centrically extending flow channel 12 is also shown.
  • FIG. 4 shows the roller module 3 in a sectional view according to the line BB in Figure 1 with the near-surface, paired flow channels 15 and 16 and the centrally disposed, first flow channel 11th
  • FIG. 5 shows a side view of the roller module 3 shown in FIG. 6.
  • the flow channels 15, 16 arranged in pairs near the surface of the roller module 3 are sealingly, preferably detachably, closed at the ends by one or a common cover 27. Furthermore, the centrally extending flow channel 11; 12 of the roller module 3 shown.
  • the flow channel 11 is connected via the acute-angled connecting channels 17 with the relevant flow channels 15 of the paired flow channels 15, 16, while the flow channel 12 is connected via the acute-angled connecting channels 18 with the relevant flow channels 16 of the paired flow channels 15, 16.
  • Fig. 6 shows a longitudinal section along the line C-C in Figure 5.
  • the roller module 3 with roller pins 3.1 and 3.1 arranged in continuation of the roller pin 3.1 selbigem, preferably polygonal extension 3.1.1 shown.
  • the roller module 3 in addition to the already described in detail above arrangement of the flow and connection channels, a recess 10 which is located on the side facing away from the roller pin 3.1 end face.
  • an annular member 23 is inserted, which is secured by suitable securing means 24, for example, dowel pins against rotation.
  • the interior of the annular component 23 has, corresponding to the cross-sectional shape of the extension 2.1.1 of the roller journal 2.1, a corresponding cross-section, for example in the manner of a polygon.
  • the inlet side of the central flow channel 11 is followed by a receiving bore 25 for the sleeve 21, see Fig. 1.
  • the receiving bore 25 is larger in diameter than the diameter of the centrally extending flow channel 11.
  • a receiving bore 26 serving the same purpose further comprises the extension 3.1.1 of the roller journal 3.1 from the roller module 3.
  • FIG. 7 shows a further side view of the roller module 3 shown in FIG. 6.
  • the paired flow channels 15, 16 arranged around the flow channel 11 or 12 and closed by closure cover 19.
  • a chamber 20, shown only in FIG. 6, connects the two paired flow channels 15, 16, so that the flow of the coolant 22 undergoes a deflection therein.
  • the side view further shows the polygonal formation of the extension 3.1.1, the receiving bore 26 for the sleeve 21 and the centrally extending flow channel 12; 11th

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Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine modular aufgebaute Strangführungsrolle zu schaffen, die ohne nennenswerten Aufwand auf unterschiedliche Stranggießbreiten umrüstbar ist und die, ausgehend von deren Kernbereich bis in deren oberflächennahen Bereich, eine die Standzeit der Strangführungsrolle verbessernde Kühlwirkung besitzt und mit der eine vergleichsweise kostengünstige Instandhaltung erreichbar ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in jedem Rollenmodul (2, 3, 4) ein erster zentrisch angeordneter, axial verlaufender Strömungskanal (11) und ein zweiter zentrisch angeordneter, axial verlaufender Strömungskanal (12) vorhanden ist, dass im oberflächennahen Bereich jedes Rollenmoduls (2, 3, 4) Strömungskanäle (15, 16) ausgebildet sind und dass Verbindungskanäle (17) die betreffenden Strömungskanäle (15) mit dem ersten separaten Strömungskanal (11) und Verbindungskanäle (18) die betreffenden Strömungskanäle (16) mit dem separaten zweiten Strömungskanal (12) verbinden.

Description

Modulare Strangführungsrolle
Die Erfindung betrifft eine modular aufgebaute Strangführungsrolle für die Strangführungseinrichtung einer Stranggießanlage nach den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 , eine Strangführungseinrichtung nach den Merkmalen des Patentanspruchs 13 und ein Verfahren zu deren Betrieb nach Anspruch 14.
Eine Strangführungsrolle ist aus der EP 1 485 218 B1 bekannt, die jedoch, ausgehend von der Aufgabe der Erfindung, auf eine Drehdurchführung für die Kühlwasserzu- und -ableitung einer mindestens endseitig mit Lagerzapfen in Lagerböcken drehgelagerten Stütz- und/oder Transportrolle, insbesondere in einer Stranggießanlage, abstellt. Die wassergekühlte Stütz- und/oder Transport- rolle weist im äußeren Bereich axial verlaufende Kanäle und darin einmündende bzw. davon ausgehende und zu einem zentralen Verteilsystem führende Kanäle auf. Das zentrale Verteilsystem besteht aus einer mittigen Bohrung in der Stütz- und/oder Transportrolle und aus einer darin angeordneten, rohrförmi- gen Leitung, die einen zentralen Zuführungskanal für das Kühlwasser besitzt und mit der mittigen Bohrung einen Ringkanal für die Abführung des Kühlwassers ausbildet.
Die in diesem Dokument offenbarte Strangführungsrolle besteht aus zwei oder mehr Rollenabschnitten, von denen jeder Rollenabschnitt endseitig gelagert ist. Eine solche endseitige Lagerung der einzelnen Rollenabschnitte ist kostenauf- wendig und beansprucht bei der Instandhaltung der Strangführungseinrichtung einen erheblichen Aufwand zur Montage und Demontage der Lagereinheiten.
Darüber hinaus sind Strangführungseinrichtungen wegen derartig endseitiger Lagerung der Rollenabschnitte nicht ohne nennenswerten Aufwand auf andere Gießmaschinenbreiten umrüstbar. Aus der WO 2007/121821 A1 ist eine aus wenigstens zwei Rollenabschnitten bestehende Strangführungsrolle einer Strangführungseinrichtung bekannt, auf der ein von einer Stranggießmaschine gegossener Strang geführt wird, wonach zwischen den zwei Rollenabschnitten eine Steckverbindung ausgebildet und lediglich ein Lager vorgesehen ist, das als ungeteiltes Einzellager ausgebildet ist.
Neben einer Reihe von Vorteilen gegenüber dem vorgenannten Dokument entfaltet der lediglich eine zentral, sich im Wesentlichen über die Breite der Strangführungsrolle erstreckender Strömungskanal für das Kühlmedium keine hinreichende Kühlwirkung der Strangführungsrolle. Insbesondere der oberflächenna- he Bereich der Strangführungsrolle erfährt nicht die notwendige Kühlung, um den aus der chemischen und mechanischen Belastung resultierenden Verschleiß der Strangführungsrolle zu reduzieren. Der zentrisch verlaufende Strömungskanal dient daher vorrangig dem Kühlen der Lagerinnenringe im Zapfenbereich der Strangführungsrolle bzw. der Rollenab- schnitte.
Die des Weiteren aus den Dokumenten WO 2004/094087 A1 und EP 1 646 463 B1 bekannte innengekühlte Strangführungsrolle umfasst eine zentrale drehbare Welle und mehrere auf der Welle gegen Verdrehung gesicherte und abgestütz- te Rollenmäntel mit integrierten Kühlmittelkanälen.
Aus der Praxis ist bekannt, dass diese Strangführungsrollen mit aufgeschobenen Rollenmänteln, neben einer nicht zufrieden stellenden Kühlung der Rollenballen, einen enorm hohen Anteil an Dichtelementen aufweisen und damit keine wartungsfreundliche und betriebssichere Lösung darstellen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine modular aufgebaute Strangführungsrolle zu schaffen, die ohne nennenswerten Aufwand auf unterschiedliche Stranggießbreiten umrüstbar ist und die, ausgehend von deren Kernbereich bis in deren oberflächennahen Bereich, eine die Stanzeit der Strangführungsrolle verbessernde Kühlwirkung besitzt. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine modular aufgebaute Strangführungsrolle zu schaffen, mit der eine vergleichsweise kostengünstige Instandhaltung erreichbar ist.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Strangführungseinrichtung zu schaffen, die, im Hinblick auf eine Erhöhung der Standzeit und eine er- leichterte Instandhaltung, verbesserte Strangführungsrollen besitzt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und durch die Merkmale der Patentansprüche 13 und 14 gelöst. Nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1 umfasst die modular aufgebaute Strangführungsrolle für die Strangführungseinrichtung einer Stranggießanlage
- mindestens ein erstes Rollenmodul und ein zweites Rollenmodul, wobei beide Rollenmodule axial nebeneinander angeordnet sind und das erste Rollenmodul an seiner dem zweiten Rollenmodul zugewandten Stirnseite einen zentrisch gelegenen Rollenzapfen aufweist, - ein Mittenlager, das zwischen dem ersten und zweiten Rollenmodul zum Aufnehmen und Lagern des Rollenzapfens des ersten Rollenmoduls angeordnet ist, und wobei das Mittenlager ein ungeteiltes Einzellager ist,
- eine zwischen dem zweiten Rollenmodul und dem Rollenzapfen des ersten Rollenmoduls ausgebildete Steckverbindung zum Steckverbinden des ersten und zweiten Rollenmoduls miteinander und
- einen zentrisch in den Rollenmodulen verlaufenden Strömungskanal zum Hindurchleiten eines Kühlmittels, wobei der zentrisch verlaufende Strömungskanal erfindungsgemäß aus einem ersten separaten Strömungskanal und aus einem zweiten separaten Strömungskanal besteht, und wobei
- der erste und zweite separate Strömungskanal jedes Rollenmoduls mit im oberflächennahen Bereich ausgebildeten Strömungskanälen durch Verbindungskanäle verbunden ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die im oberflächennahen Bereich jedes Rollenmoduls ausgebildeten Strömungskanäle paarig vorhanden. Dabei strömt in einem ersten Strömungskanal der paarigen Strömungskanäle das Kühlmittel entgegen der Strömungsrichtung des in den zentrisch verlaufenden Strömungskanälen fließenden Kühlmittels und in einem zweiten Strömungska- nal der paarigen Strömungskanäle strömt das Kühlmittel in Strömungsrichtung des in den zentrisch verlaufenden Strömungskanälen fließenden Kühlmittels. Damit ist in jedem Rollenmodul ein offener Kühlkreislauf ausgebildet. Einenends der paarigen Strömungskanäle ist eine Kammer ausgebildet, die der Umlenkung des Kühlmittels innerhalb des ersten und der folgenden Rollenmo- dule dient. Die Kammern sind nach außen mit einem Deckel dichtend verschlossen, so dass kein Kühlmittel ausströmen kann.
Der jeweils erste Strömungskanal der paarigen Strömungskanäle ist ferner über einen entsprechenden ersten Verbindungskanal mit dem ersten zentrisch verlaufenden Strömungskanal verbunden und der jeweils zweite Strömungskanal der paarigen Strömungskanäle ist über einen entsprechenden zweiten Verbindungskanal mit dem zweiten zentrisch verlaufenden Strömungskanal verbunden.
Die Verbindung ist dabei zum einen derart hergestellt, dass der erste Verbindungskanal den zuströmseitigen Ausgang des ersten zentrisch verlaufenden Strömungskanals mit dem abströmseitigen Eingang des betreffenden Strömungskanals der paarigen Strömungskanäle verbindet und zum anderen derart, dass der zweite Verbindungskanal den zuströmseitigen Ausgang des zweiten betreffenden Strömungskanals der paarigen Strömungskanäle mit den abströmseitigen Eingang des zweiten zentrisch verlaufenden Strömungskanals verbindet.
Durch einen solchen erfindungsgemäßen Verlauf der Strömungskanäle innerhalb eines Rollenmoduls wird nicht nur, wie aus dem Stand der Technik bekannt, der Kernbereich und der Bereich der Lagerung hinreichend gekühlt, sondern auch dessen oberflächennaher Bereich. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind bei erfolgter Steckverbindung zwischen dem ersten und zweiten Rollenmodul der zweite zentrisch verlaufende Strömungskanal des ersten Rollenmoduls und der erste zentrisch verlaufende Strömungskanal des zweiten Rollenmoduls über eine Muffe verbunden, so dass aus dem zweiten zentrisch verlaufenden Strömungskanals des ersten Rollen- moduls das Kühlmittel in den ersten zentrisch verlaufenden Strömungskanal des zweite Rollenmodul strömen kann.
Das zweite Rollenmodul und jedes weitere Rollenmodul der Strangführungsrolle ist, was die Gesamtheit der Ausbildung der Strömungs- und Verbindungskanäle anbelangt, in identischer Weise zu dem ersten Rollenmodul ausgebildet. Bei zum Beispiel einer Strangführungsrolle mit einem ersten und zweiten Rollenmoduls ist ein erster offener Kühlmittelkreislauf mit einem zweiten offenen Kühlmittelkreislauf zu einem gemeinsamen offenen Kühlmittelkreislauf vereint, wobei der erste Kühlmittelkreislauf an einen Kühlmittelzulauf und der zweite Kühlmittelkreislauf an einen Kühlmittelablauf anschließbar ist.
Mit der modular ausgebildeten Strangführungsrolle ist es in vorteilhafter Weise erstmals möglich, eine Strangführungsrolle für unterschiedliche Gießbreiten auszubilden, die sowohl im Kernbereich als auch im oberflächennahen Bereich hinreichend gekühlt wird.
Aufgrund des geringen axialen Ausmaßes der Lagerlücken zwischen den einzelnen Rollenmodulen, wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass es in den nicht durch die Strangführungsrollen abgestützten Bereichen einer Bramme lediglich zu deutlich verringerten bzw. minimierten Ausbauchungen der Bramme kommt.
Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Strömungskanäle wird eine insgesamt verbesserte Kühlung der Strangführungsrolle mit dem Ergebnis einer Erhöhung der Rollenstandzeit und der Erweiterung des zu vergießenden Stahlsortenspektrums erreicht. Das Vorsehen von lösbaren Deckeln für die peripheren Strömungskanäle oder die Kammern hat den Vorteil, dass diese jeweils zugänglich wären und gereinigt werden könnten.
Bei wendeiförmiger Anordnung der peripheren Strömungskanäle könnten diese gruppenweise, z.B. als mehrgängiges Gewinde, angeordnet sein und betrieben werden. Eine erste Gruppe könnte dann für den Vorlauf und eine zweite Gruppe für den Rücklauf des Kühlmittels dienen.
Eine unterschiedliche bzw. abwechselnde Fließrichtung des Kühlmittels in be- nachbarten Strangführungsrollen, benachbarten Rollensegmenten oder in O- ber- und Unterrahmen eines Segmentes trägt zu einer Vergleichmäßigung der Kühlwirkung auf den Strang bzw. die Brammen.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung eines in den anliegenden Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiels.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine aus drei Rollenmodule bestehende Strangführungsrolle in Schnittdarstellung nach der Linie A-A in Fig. 4,
Fig. 2 ein Ausschnitt „Z" in Fig.1 mit vergrößerter Darstellung der den Kühlmittelstrom aus dem Kernbereich in den oberflächennahen Be- reich leitenden Strömungs- und Verbindungskanäle,
Fig. 3 einen Querschnitt der Strangführungsrolle in vergrößerter Darstellung nach der Linie D-D in Fig.1 ,
Fig. 4 einen Querschnitt der Strangführungsrolle in vergrößerter Darstellung nach der Linie B-B in Fig.1 , Fig. 5 die Ansicht des zweiten oder mittleren Rollenmoduls nach Richtung „A" in Fig.6
Fig. 6 das zweite oder mittlere Rollenmodul der Strangführungsrolle im Längsschnitt nach der Linie C-C in Fig. 5,
Fig. 7 eine Seitenansicht des zweiten oder mittleren Rollenmoduls der Strangführungsrolle gem. Fig.6.
Die in Fig. 1 dargestellte Strangsführungsrolle 1 besteht aus einem ersten Rollenmodul 2, aus einem zweiten Rollenmodul 3 und aus einem dritten Rollenmodule 4. Alle Rollenmodule sind gemäß dem vorbekannten Dokument WO 2007/121821 A1 zu einer Strangführungsrolle montiert, und zwar durch eine erste Steckverbindung zwischen dem zweiten oder mittleren Rollenmodul 3 und dem inneren Rollenzapfen 2.1 des ersten Rollenmoduls 2 und durch eine zweite Steckverbindung zwischen dem dritten Rollenmodul 4 und dem inneren Rollenzapfen 3.1 des zweiten oder mittleren Rollenmoduls 3. Der innere Rollenzapfen 2.1 des ersten Rollenmoduls 2 ist in einem ungeteilten Mittenlager 5 und der innere Rollenzapfen 3.1 des zweiten oder mittleren RoI- lenmoduls 3 ist in einem ungeteilten Mittenlager 6 aufgenommen. Beide Mittenlager 5, 6 sind in vorteilhafter Weise in ihrer axialen Erstreckung relativ kurz ausgebildet, wodurch der Übergangsbereich 7 zwischen den Rollenmodulen 2, 3 und 3, 4 ebenfalls relativ kurz ausgebildet ist, so dass in vorteilhafter Weise eine Ausbauchung des gegossenen Metallstranges (Bramme) minimiert bzw. deutlich verringert wird.
Der äußere Rollenzapfen 2.2 des Rollenmoduls 2 und der äußere Rollenzapfen 4.1 des Rollenmoduls 4 der Strangführungsrolle 1 ist in jeweils einem Außenlager 8 bzw. 9 aufgenommen. Das zweite oder mittlere Rollenmodul 3 ist nicht in dem Mittenlager 5 und das dritte Rollenmodul 4 ist nicht in dem Mittenlager 6 aufgenommen. Als Verbin- dung zwischen den betreffenden Rollenmodulen 2, 3 und 3, 4 ist zum Beispiel eine Steckverbindung vorgesehen. Dabei weisen die Rollenmodule 3 und 4 an ihrer dem ersten Rollenmodul 2 bzw. dem zweiten Rollenmodul 3 zugewandten Stirnseite eine Ausnehmung 10 auf, am besten zu sehen in Fig. 6, in die ein zum Beispiel ringartig ausgebildetes Bauelement 23 verdrehsicher eingesetzt ist. Ein gegenüber dem eigentlichen Rollenzapfen abgedrehter Fortsatz 2.1.1 bzw. 3.1.1 des betreffenden Rollenzapfens ist formschlüssig mit dem Bauelement 23 verbindbar. Auf weitere Details der formschlüssigen oder Steckverbindung soll an dieser Stelle nicht eingegangen werden, da diese nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind. Wie des Weiteren aus der Fig.1 hervorgeht, weist jedes Rollenmodul 2, 3, 4 einen ersten und zweiten zentrisch verlaufenden Strömungskanal 11 bzw. 12 auf. Dabei ist der Strömungskanal 11 des Rollenmoduls 2 an einen Kühlmittelzulauf 13 und der Strömungskanal 12 des Rollenmoduls 4 an einen Kühlmittelablauf 14 anschließbar. Zur umfassenden Kühlung jedes Rollenmoduls der Strangführungsrolle 1 , also nicht nur der Kühlung des Kern- und Lagerbereiches sondern auch des oberflächennahen Bereichs, weist jedes der Rollenmodule weitere Strömungs- und Verbindungskanäle auf, die zusammen mit den zentrisch verlaufenden Strömungskanälen 11 , 12 in jedem Rollenmodul 2, 3, 4 und letztendlich in jeder er- findungsgemäß ausgebildeten Strangführungsrolle 1 einen offenen Kühlkreislauf ausbilden.
Dazu sind, wie in Fig.2 dargestellt, im oberflächennahen Bereich des den Metallstrang führenden und stützenden Außenumfangs jedes Rollenmoduls 2, 3, 4 axial verlaufende Strömungskanäle 15, 16 ausgebildet, die über erste Verbin- dungskanäle 17 und zweite Verbindungskanäle 18 die axial verlaufenden Strömungskanäle 15, 16 mit den zentrisch verlaufenden Strömungskanälen 11 , 12 zu einem offenen Kühlkreislauf verbinden.
Der Kühlkreislauf ist dabei derart ausgebildet, dass, wie aus Fig.3 hervorgeht, zum einen die Strömungskanäle 15, 16 paarig im oberflächennahen Bereich, und zwar innerhalb jedes Rollenmoduls 2, 3, 4 vorzugsweise regelmäßig umfänglich verteilt angeordnet sind, wobei der eine Strömungskanal der paarigen Strömungskanäle 15, 16 über den Verbindungskanal 17 mit dem zuströmseiti- gen Ausgang 11.1 des Strömungskanals 11 verbunden ist und der andere Strömungskanal der paarigen Strömungskanäle 15, 16 über den Verbindungskanal 18 mit dem abströmseitigen Eingang 12.1 des Strömungskanals 12 verbunden ist. Die paarigen Strömungskanäle 15, 16 sind jeweils endseitig einzeln oder gemeinsam durch einen Deckel 19 bzw. 27, am besten zu sehen in den Figuren 2, 5 und 6, derart verschlossen, dass diese eine Änderung der Strömungsrichtung des Kühlmittels, in Verbindung mit entsprechenden stirnseitig in dem betreffenden Rollenmodul ausgebildeten Kammern 20, sicherstellen.
Von besonderem Vorteil bei einem solchen Kühlkreislauf ist, dass die Verbindungskanäle 17, 18 zapfenseitig in Richtung des Kühlmittelzulaufes 13 in jedes Rollenmodul 2, 3 ,4 eingebracht sind und somit die Umfangsfläche jedes Rollenmoduls frei von jedweder mechanischen Bearbeitung zum Ausbilden von Verbindungskanälen mit notwendigerweise vorhandenen Dichtelementen ist. Im montierten Zustand der Strangführungsrolle 1 ist der jeweils zweite zentrisch verlaufende Strömungskanal 12 der Rollenmodule 2 und 3 durch eine Verbindungsmuffe 21 mit dem jeweils ersten zentrisch verlaufenden Strömungskanal 11 des Rollenmoduls 3 bzw. 4 verbunden. Damit ist der offene Kühlkreislauf jedes Rollenmoduls zu einem offenen Kühlkreislauf der Strangführungsrolle 1 zusammengeführt.
Zum besseren Verständnis des Kühlkreislaufes innerhalb der Strangführungsrolle 1 ist die Strömungsrichtung des Kühlmittels 22 vom Kühlmittelzulauf 13 bis zum Kühlmittelablauf 14 durch Richtungspfeile dargestellt.
Das in den Strömungskanal 11 des Rollenmoduls 2 einströmende Kühlmittel 22 strömt endseitig des Strömungskanals 11 in den Verbindungskanal 17 und gelangt in den Strömungskanal 15 der paarig angeordneten Strömungskanäle 15, 16. Endseitig des Strömungskanals 15 wird das Kühlmittel 22 in den Strömungskanal 16 der paarig angeordneten Strömungskanäle 15, 16 geleitet und gelangt über den Verbindungskanal 18 in den abströmseitigen Eingang 12.1 des zweiten zentrisch verlaufenden Strömungskanals 12, von wo aus es über die Verbindungsmuffe 21 in den ersten zentrisch verlaufenden Strömungskanal 11 des Rollenmoduls 3 gelangt.
Der weitere Strömungsverlauf des Kühlmittels 22 in den Rollenmodulen 3 und 4 erfolgt analog des Strömungsverlaufes zu dem im Rollenmodul 2 dargestellten Strömungsverlauf, so dass auf weitere Ausführungen dazu verzichtet werden kann.
In Fig. 2 ist die relevante Ausbildung der Strömungs- und Verbindungskanäle des Rollenmoduls 2 mit der Darstellung der Strömungsrichtung des Kühlmittels 22 gemäß dem Ausschnitt „Z" in Fig. 1 vergrößert dargestellt. Für gleiche Teile der Fig. 1 und 2 sind gleiche Bezugszeichen verwendet.
Die in Fig.3 gezeigte Schnittdarstellung gemäß der Linie D-D in Fig. 1 offenbart den Bereich der Steckverbindung zwischen dem Rollenmodul 2 und dem Rollenmodul 3 sowie die paarig im oberflächennahen Bereich des Rollenmoduls 3 angeordneten und axial verlaufenden Strömungskanäle 15 und 16 bei abgenommenen Deckel 27. Bei den paarig ausgebildeten Strömungskanälen handelt es sich dabei um jeweils einen Strömungskanal 15 mit zuströmenden Kühlmittel 22 und einen Strömungskanal 16 mit abströmenden Kühlmittel 22. Die paarigen Strömungskanäle 15, 16 sind durch jeweils eine in dem Rollenmodul eingebrachte Kammer 20 miteinander verbunden. In dem Rollenzapfen 2.1 des Rollenmoduls 2 ist ferner der zweite zentrisch verlaufende Strömungskanal 12 dar- gestellt.
Die Fig.4 zeigt das Rollenmodul 3 in Schnittdarstellung gemäß der Linie B-B in Fig.1 mit den oberflächennah angeordneten, paarigen Strömungskanälen 15 und 16 und den zentrisch angeordneten, ersten Strömungskanal 11. Fig.5 zeigt eine Seitenansicht des in Fig.6 dargestellten Rollenmoduls 3. Die im oberflächennahen Bereich des Rollenmoduls 3 paarig angeordneten und axial verlaufenden Strömungskanäle 15, 16 sind endseitig mit jeweils einem oder einem gemeinsamen Deckel 27 dichtend, vorzugsweise lösbar, verschlossen. Ferner ist der zentrisch verlaufende Strömungskanal 11 ; 12 des Rollenmoduls 3 dargestellt.
Der Strömungskanal 11 ist über die spitzwinklig verlaufenden Verbindungskanäle 17 mit den betreffenden Strömungskanälen 15 der paarigen Strömungskanäle 15, 16 verbunden, während der Strömungskanal 12 über die spitzwinklig verlaufenden Verbindungskanäle 18 mit den betreffenden Strömungskanälen 16 der paarigen Strömungskanäle 15, 16 verbunden ist.
Die Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt nach der Linie C-C in Fig.5. In übersichtlicher Form ist hier nochmals das Rollenmodul 3 mit Rollenzapfen 3.1 und den in Fortführung des Rollenzapfens 3.1 an selbigem angeordneten, vorzugsweise polygonal ausgebildeten Fortsatz 3.1.1 dargestellt.
Das Rollenmodul 3 weist, neben der bereits vorstehend ausführlich beschriebenen Anordnung der Strömungs- und Verbindungskanäle, eine Ausnehmung 10 auf, die sich auf der dem Rollenzapfen 3.1 abgewandten Stirnseite befindet. In der Ausnehmung 10 ist ein ringförmiges Bauelement 23 eingesetzt, das durch geeignete Sicherungsmittel 24, zum Beispiel Spannstifte, gegen Verdrehen gesichert ist. Das Innere des ringförmigen Bauelements 23 besitzt dabei, entsprechend der Querschnittsform des Fortsatzes 2.1.1 des Rollenzapfens 2.1 , einen dementsprechenden Querschnitt, zum Beispiel in Art eines Polygons. An die Ausnehmung 10 schließt sich eingangsseitig des zentrischen Strömungskanals 11 eine Aufnahmebohrung 25 für die Muffe 21 an, s. a. Fig.1. Die Aufnahmebohrung 25 ist dabei im Durchmesser größer als der Durchmesser des zentrisch verlaufenden Strömungskanals 11. Eine demselben Zweck dienende Aufnahmebohrung 26 weist des Weiteren der Fortsatz 3.1.1 des Rollenzapfens 3.1 vom Rollenmodul 3 auf. Fig.7 zeigt eine weitere Seitenansicht des in Fig.6 dargestellten Rollenmoduls 3. Im oberflächennahen Bereich sind, analog zu der Ausbildung gem. Fig.5, die paarigen Strömungskanäle 15, 16 um den Strömungskanal 11 bzw. 12 angeordnet und durch Verschlussdeckel 19 verschlossen. Eine lediglich in Fig.6 dargestellte Kammer 20 verbindet die beiden paarig angeordneten Strömungska- näle 15, 16, so dass die Strömung des Kühlmittels 22 darin eine Umlenkung erfährt.
Die Seitenansicht zeigt des Weiteren die polygonale Ausbildung des Fortsatzes 3.1.1 , die Aufnahmebohrung 26 für die Muffe 21 und den zentrisch verlaufenden Strömungskanal 12; 11.
Bezugszeichenliste
1 Strangführungsrolle
2 Rollenmodul
2.1 Rollenzapfen innen
2.1 .1 Fortsatz
2.2 Rollenzapfen außen
3 Rollenmodul
3.1 Rollenzapfen
3.1 .1 Fortsatz
4 Rollenmodul
4.1 Rollenzapfen außen
5 Mittenlager
6 Mittenlager
7 Übergangsbereich
8 Außenlager
9 Außenlager
10 Ausnehmung
11 Strömungskanal
11. 1 zuströmseitiger Ausgang
12 Strömungskanal
12. 1 abströmseitiger Eingang
13 Kühlmittelzulauf
14 Kühlmittelablauf
15 Strömungskanal
15. 1 abströmseitiger Eingang
16 Strömungskanal
16. 1 zuströmseitiger Ausgang
17 Verbindungskanal
18 Verbindungskanal
19 Deckel Kammer
Muffe
Kühlmittel
Bauelement
Sicherungsmittel
Aufnahmebohrung
Aufnahmebohrung
Verschlussdeckel

Claims

Patentansprüche
1. Modulare Strangführungsrolle (1 ) für die Strangführungseinrichtung einer Stranggießanlage, wobei die Strangführungsrolle (1 ) umfasst: mindestens ein erstes und zweites axial nebeneinander angeordnetes Rollenmodul (2, 3), wobei das erste Rollenmodul (2) an seiner dem zweiten Rollenmodul (2) zugewandten Stirnseite einen zentrisch gelegenen Rollenzapfen (2.1 ) aufweist, ein Mittenlager (5), das zwischen dem ersten und zweiten Rollenmodul (2,
3) zum Aufnehmen und Lagern des Rollenzapfens (2.1 ) des ersten Rollenmoduls (2) positioniert ist, eine zwischen dem zweiten Rollenmodul (3) und dem Rollenzapfen (2.1.) des ersten Rollenmoduls (2) ausgebildete Steckverbindung zum Steck- verbinden des ersten und zweiten Rollenmoduls (2, 3) miteinander und einen zentrisch in den Rollenmodulen (2, 3) axial verlaufenden Strömungskanal zum Hindurchleiten eines Kühlmittels (21), dadurch gekennzeichnet, dass der zentrisch angeordnete und axial verlaufende Strömungskanal aus einem ersten separaten Strömungskanal (11 ) und einem zweiten separaten Strömungskanal (12) besteht, dass im oberflächennahen Bereich des den Metallstrang führenden und stützenden Außenumfangs jedes Rollenmoduls (2, 3) Strömungskanäle (15, 16) ausgebildet sind; und dass erste Verbindungskanäle (17) die betreffenden Strömungskanäle
(15) mit dem ersten separaten Strömungskanal (11 ) und zweite Verbindungskanäle (18) die betreffenden Strömungskanäle (16) mit dem separaten zweiten Strömungskanal (12) verbinden.
2. Strangführungsrolle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (15, 16) paarig vorhanden sind.
3. Strangführungsrolle nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einenends jedes der paarigen Strömungskanäle (15, 16) eine Kammer (20) zur Umlenkung des Kühlmittels (22) ausgebildet ist.
4. Strangführungsrolle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (15, 16) und die Kammern (20) nach außen mit jeweils einem eigenen oder einem gemeinsamen ringförmigen Deckel (19) bzw. (27) dichtend, vorzugsweise lösbar, verschlossen sind.
5. Strangführungsrolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die betreffenden Strömungskanäle (15) der paarigen Strömungskanäle (15, 16) über die Verbindungskanäle (17) mit dem jeweiligen ersten Strömungskanal (11) verbunden sind und dass die betreffenden Strömungskanäle (16) der paarigen Strömungskanäle (15, 16) über die Verbindungskanäle (18) mit dem jeweiligen zweiten Strömungskanal (12) verbunden sind.
6. Strangführungsrolle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Verbindungskanal (17) den zuströmseitigen Ausgang (11.1 ) des ersten Strömungskanals (11 ) mit dem abströmseitigen Eingang
(15.1 ) des betreffenden Strömungskanals (15) der paarigen Strömungskanäle (15, 16) verbindet.
7. Strangführungsrolle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Verbindungskanal (18) den zuströmseitigen Ausgang
(16.1 ) des betreffenden Strömungskanal (16) der paarigen Strömungskanäle (15, 16) mit dem abströmseitigen Eingang (12.1 ) des zweiten Strömungskanals (12) verbindet.
8. Strangführungsrolle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (11 ) des ersten Rollenmoduls (2) an einen Kühlmittelzulauf (13) und der zweite Strömungskanal (12) des betreffenden Rollenmoduls an einen Kühlmittelablauf (14) anschließbar ist.
9. Strangführungsrolle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Strömungskanal (12) des ersten Rollenmoduls (2) über eine Muffe (21) mit dem ersten Strömungskanal(11 ) des zweiten Rollen- moduls (3) in Verbindung steht.
10. Strangführungsrolle nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsrichtung des Kühlmittels (21 ) umkehrbar ist.
11. Strangführungsrolle nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite separate Strömungskanal (11 , 12) jeweils als Abschnitte von ein- und demselben zentrischen Strömungskanal ausgebildet sind und lediglich durch eine Absperrung, z.B. einen Stopfen, voneinander getrennt sind.
12. Strangführungsrolle nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (15,16) achsparallel, wendeiförmig oder in Form eines Ringspaltes im oberflächennahen Be- reich der Rollenmodule ausgebildet sind.
13. Strangführungseinrichtung für einen aus der Kokille einer Stranggießanlage austretenden Metallstrang, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangführungseinrichtung wenigstens eine aus einem ersten Rollenmodul (2) und eine aus einem zweiten Rollenmodul (3) bestehende Strangführungsrolle (1 ) aufweist, die nach den Merkmalen der Ansprüche
1 bis 12 ausgebildet sind.
14. Verfahren zum Betreiben einer Strangführungseinrichtung nach Anspruch
13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel bei benachbarten Strangführungsrollen, benachbarten Rollensegmenten oder bei dem Ober- und Unterrahmen eines Segmentes jeweils in entgegen gesetzter Richtung fließt.
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