專利名稱：一種板坯連鑄機導輥的設計方法
技術領域：
本發明涉及一種板坯連鑄機導輥的設計方法，特別涉及一種能夠冷卻輥套的板坯 連鑄機導輥的設計方法，屬于冶金連鑄設備領域。
背景技術：
板坯連鑄機在拉坯過程中，導輥輥面直接與鑄坯接觸，工作溫度很高，盡管輥子的 材料選用性能優良的耐熱高合金鋼，但在長期高溫、多水、多蒸汽條件下，材料的強度極限、 屈服極限仍會下降很多，許用應力值較低，如果不能對輥子進行充分有效的冷卻，輥子的強 度就難以滿足連鑄機的重載要求。尤其是在寬厚板坯連鑄機工作中，拉坯速度最低只有 0. 5m/min，噴淋水又采用弱冷給水，導輥輥面的溫度會更高，此外，厚板坯所需的矯直力和 輕壓下力較常規板坯要大很多，對輥子的強度要求更高，此時導輥的冷卻效果就成了設備 強度足夠與否的決定性因素。以往的導輥只對輥子芯部進行冷卻，在與鑄坯接觸的導輥輥 面附近沒有冷卻措施，完全依靠鑄坯的噴淋水進行局部冷卻，在弱冷噴淋條件下的厚板坯 連鑄中，這種冷卻方式無法滿足生產需要。
發明內容
本發明的目的是提供一種板坯連鑄機導輥的設計方法，它能對導輥的芯部和輥 套均可以進行了充分冷卻的導輥，降低了導輥輥面的工作溫度，提高了材料的許用應力值， 增加了設備的強度，延長了設備的使用壽命。本發明的技術方案是一種板坯連鑄機導輥的設計方法，其特征是它的輥套內 加工有軸向的3-9個通水孔，芯軸上對應輥套的兩端位置加工有徑向的兩個通水孔，通水 環位于輥套和芯軸之間，用密封圈對水路進行密封；冷卻水從旋轉接頭進入芯軸內部，再由 芯軸上的徑向通水孔進入輥套中，冷卻水在輥套的軸向通水孔內循環冷卻后，通過芯軸上 另一個徑向通水孔流回到芯軸中心孔，再進入另一輥套進行冷卻，實現對導輥的芯部和輥 套均可以進行了充分冷卻，降低了導輥輥面的工作溫度。所述方法設計的一種板坯連鑄機導輥，其特征是位于輥套內壁兩端的兩個通水 環套在芯軸上，輥套套在通水環上，所述通水環是帶有徑向通孔的圓環；芯軸上徑向加工有 通水孔I、通水孔II，通水孔I的一端與一個通水環上的通孔連通，另一端與芯軸的中心孔 連通，通水孔II 一端與另一個通水環上的通孔連通，另一端與芯軸的中心孔連通，通水環與 芯軸、輥套之間均嵌有密封圈；輥套內加工有軸向的通水孔III、通水孔IV、通水孔V，與通水 孔I連通的通水環上的通孔通過半月槽I與通水孔III連通，通水孔III的另一端通過腰形孔 I與通水孔IV連通，通水孔IV的另一端通過腰形孔II與通水孔V連通，通水孔V的另一端 通過輥套內的半月槽II與連通通水孔II的通水環上的通孔連通；腰形孔II與通水孔I位于 同一橫截面，腰形孔II與通水孔II位于同一橫截面，芯軸的中心孔位于兩個橫截面之間的 一段內安裝有水塞。所述的通水孔I與通水孔II在導輥橫截面上的投影之間的夾角為120度-180
3度。所述的通水孔I、通水孔II、通水孔III、通水孔IV、通水孔V、半月槽I、半月槽II、
腰形孔I、腰形孔II是數量相同的在導輥橫截面均布的1-3套。所述的密封圈為0形密封圈。所述的通水孔I與通水孔II在導輥橫截面上的投影之間的夾角為120度。所述的通水孔I、通水孔II、通水孔III、通水孔IV、通水孔V、半月槽I、半月槽II、 腰形孔I、腰形孔II是數量相同的在導輥橫截面均布的3套。本發明的有益效果是本發明通過導輥輥套內的多個軸向通孔，工作時充滿冷卻 水，及時帶走由鑄坯傳給導輥的熱量，冷卻效果較以往只冷卻芯軸的方式大為改善，使導輥 獲得了較為理想的工作溫度，提高了材料的屈服極限和強度極限，增加了設備的安全系數， 為板坯矯直和輕壓下的實施提供了足夠的設備能力。
下面結合實施例附圖對本發明作進一步說明，但不作為對發明的限定 圖1是實施例的整體剖面圖2是實施例的圖1的A-A剖面圖； 圖3是實施例的圖1的B-B剖面圖。圖中1、旋轉接頭；2、芯軸；3、通水環；4、水塞；5、輥套；6、冷卻管；7、密封圈； 8、通水孔I ；9、通水孔II ;10、半月槽I ；11、通水孔III ;12、腰形孔I ；13、通水孔IV ;14、腰 形孔II ；15、通水孔V ；16、半月槽II。
具體實施例方式在實施例中沒有詳細敘述到的結構，其結構與現有的已知結構相同。實施例1
如圖1、圖2、圖3所示，一種板坯連鑄機導輥，包括旋轉接頭1、芯軸2、輥套5，其特征 是位于輥套5內壁兩端的兩個通水環3套在芯軸2上，輥套5套在通水環3上，所述通水 環3是帶有徑向通孔的圓環；芯軸2上徑向加工有通水孔I 8、通水孔II 9，通水孔I 8的一 端與一個通水環3上的通孔連通，另一端與芯軸2的中心孔連通，通水孔II 9 一端與另一個 通水環3上的通孔連通，另一端與芯軸2的中心孔連通，通水環3與芯軸2、輥套5之間均 嵌有密封圈；輥套5內加工有軸向的通水孔III 11、通水孔IV 13、通水孔V 15，與通水孔I 8 連通的通水環3上的通孔通過半月槽I 10與通水孔III11連通，通水孔III11的另一端通過 腰形孔I 12與通水孔IV 13連通，通水孔IV 13的另一端通過腰形孔II 14與通水孔V 15連 通，通水孔V 15的另一端通過輥套5內的半月槽II 16與連通通水孔II 9的通水環3上的 通孔連通；腰形孔II 14與通水孔I 8位于同一橫截面，腰形孔II 12與通水孔II 9位于同一 橫截面，芯軸2的中心孔位于兩個橫截面之間的一段內安裝有水塞4。所述的密封圈為0形密封圈；所述的通水孔I 8與通水孔II 9在導輥橫截面上的 投影之間的夾角為120度；所述的通水孔I 8、通水孔II 9、通水孔III 11、通水孔IV 13、通水 孔V 15、半月槽I 10、半月槽II 16、腰形孔I 12、腰形孔II 14是數量相同的在導輥橫截面 均布的3套。
如圖1所示，芯軸2 —側連接有旋轉接頭1，另一側連接有多個芯軸2，最后一個芯 軸2的另一側連接有另一個旋轉接頭1，每個芯軸2上套有兩個上述內部結構的輥套5，相 鄰的芯軸2之間通過冷卻管6、密封圈7連接，所述旋轉接頭1插入芯軸2端部的內孔內， 并通過螺栓固定在芯軸2的端面上。設備冷卻水從旋轉接頭1進入芯軸2內部，由通水孔 I 8進入輥套5中，冷卻水在輥套5內循環冷卻后通過通水孔II 9流回到芯軸2中心孔，再 進入另一輥套5進行冷卻，相鄰的芯軸2之間采用冷卻管6、密封圈7連接并密封。冷卻水 在所有的輥套5中冷卻完畢后由最后一個芯軸2另一側的旋轉接頭1流出。輥套5的冷卻 在芯軸2中心孔的進出水路用水塞4隔開，以保證水路的正確流向。冷卻水在輥套5中的流向見圖2和圖3，在輥子的剖面圖A-A、B-B中，冷卻水分 三路由芯軸2通過輥套5的A-A面的通水孔I 8進入輥套5內的半月槽I 10，再經通水孔 III 11，沿軸向到達輥套5的B-B面的腰形孔I 12，進入通水孔IV 13，沿軸向回到輥套5的 A-A面，通過腰形孔II 14進入通水孔V 15，沿軸向到達輥套5的B-B面，通過通水孔II 9分 三路回到芯軸2的中心孔，對一個輥套的冷卻完成。通水孔I 8與通水孔II 9在導輥橫截 面上的投影沿圓周均布。本實施例的冷卻方式每個輥套共有9個在導輥橫截面均布的軸向通孔充滿冷卻 水，及時帶走由鑄坯傳給導輥的熱量，冷卻效果較以往只冷卻芯軸的方式大為改善，使導輥 獲得了較為理想的工作溫度，提高了材料的屈服極限和強度極限，增加了設備的安全系數， 為板坯矯直和輕壓下的實施提供了足夠的設備能力。實施例2
實施例2與實施例1基本相同，不同之處是實施例2采用2套上述冷卻管路，即所述的 通水孔I 8、通水孔II 9、通水孔III11、通水孔IV 13、通水孔V 15、半月槽I 10、半月槽II 16、 腰形孔I 12、腰形孔II 14是數量相同的在導輥橫截面均布的2套；所述的通水孔I 8與通 水孔II 9在導輥橫截面上的投影之間的夾角為180度，所述的通水孔I 8與通水孔II 9在 導輥橫截面上的投影之間的夾角還可以是120度-180度范圍內的其它值。本實施例的冷 卻方式每個輥套共有6個在導輥橫截面均布的軸向通孔充滿冷卻水。實施例3
實施例3與實施例1基本相同，不同之處是實施例2采用1套上述冷卻管路，所述的 通水孔I 8、通水孔II 9、通水孔III11、通水孔IV 13、通水孔V 15、半月槽I 10、半月槽II 16、 腰形孔I 12、腰形孔II 14是數量相同的在導輥橫截面均布的1套；所述的通水孔I 8與通 水孔II 9在導輥橫截面上的投影之間的夾角為180度，所述的通水孔I 8與通水孔II 9在 導輥橫截面上的投影之間的夾角還可以是120度-180度范圍內的其它值。本實施例的冷 卻方式每個輥套共有3個在導輥橫截面均布的軸向通孔充滿冷卻水。上述實施例中實施例1對輥套5的冷卻效果最佳，上述實施例中的密封圈不僅限 于0形密封圈還可以是其它形狀。本發明不僅僅限于上述實施例，其它的只要是它的輥套5內加工有軸向的3-9個 通水孔，芯軸2上對應輥套5的兩端位置加工有徑向的兩個通水孔，通水環3位于輥套5和 芯軸2之間，用密封圈對水路進行密封；冷卻水從旋轉接頭1進入芯軸2內部，再由芯軸2上 的徑向通水孔進入輥套5中，冷卻水在輥套5的軸向通水孔內循環冷卻后，通過芯軸2上另 一個徑向通水孔流回到芯軸2中心孔，再進入另一輥套5進行冷卻，實現對導輥的芯部和輥
5套5均可以進行了充分冷卻，降低了導輥輥面的工作溫度的這種板坯連鑄機導輥都可以。
本發明成功解決了板坯連鑄機特別是厚板連鑄機扇形段導輥因工作溫度過高所 造成的強度降低的問題，提高了設備的強度和剛度，延長了設備的使用壽命。
權利要求
一種板坯連鑄機導輥的設計方法，其特征是它包括旋轉接頭(1)、芯軸(2)、輥套(5)，輥套(5)內加工有軸向的3 9個通水孔，芯軸(2)上對應輥套(5)的兩端位置加工有徑向的兩個通水孔，通水環(3)位于輥套(5)和芯軸(2)之間，用密封圈對水路進行密封；冷卻水從旋轉接頭(1)進入芯軸(2)內部，再由芯軸(2)上的徑向通水孔進入輥套(5)中，冷卻水在輥套(5)的軸向通水孔內循環冷卻后，通過芯軸(2)上另一個徑向通水孔流回到芯軸(2)中心孔，再進入另一輥套(5)進行冷卻，實現對導輥的芯部和輥套(5)均可以進行了充分冷卻，降低了導輥輥面的工作溫度。
2.根據權利要求1所述方法設計的一種板坯連鑄機導輥，它包括旋轉接頭(1)、芯軸(2)、輥套(5)，其特征是位于輥套(5)內壁兩端的兩個通水環(3)套在芯軸(2)上，輥套 (5)套在通水環(3)上，所述通水環(3)是帶有徑向通孔的圓環；芯軸(2)上徑向加工有通 水孔I (8)、通水孔II (9)，通水孔I (8)的一端與一個通水環(3)上的通孔連通，另一端與 芯軸(2)的中心孔連通，通水孔II (9) 一端與另一個通水環(3)上的通孔連通，另一端與芯 軸(2)的中心孔連通，通水環(3)與芯軸(2)、輥套(5)之間均嵌有密封圈；輥套(5)內加工 有軸向的通水孔III(11)、通水孔IV (13),通水孔V (15)，與通水孔1(8)連通的通水環(3) 上的通孔通過半月槽I (10)與通水孔III(11)連通，通水孔III(11)的另一端通過腰形孔I (12)與通水孔IV (13)連通，通水孔IV (13)的另一端通過腰形孔II (14)與通水孔V (15)連 通，通水孔V (15)的另一端通過輥套(5)內的半月槽II (16)與連通通水孔II (9)的通水環(3)上的通孔連通；腰形孔II(14)與通水孔I (8)位于同一橫截面，腰形孔II (12)與通水孔 II (9)位于同一橫截面，芯軸(2)的中心孔位于兩個橫截面之間的一段內安裝有水塞(4)。
3.根據權利要求2所述的一種板坯連鑄機導輥，其特征是所述的通水孔I(8)與通水 孔II (9)在導輥橫截面上的投影之間的夾角為120度-180度。
4.根據權利要求2所述的一種板坯連鑄機導輥，其特征是所述的通水孔I(8)、通水 孔II (9)、通水孔111(11)、通水孔IV(13)、通水孔V (15)、半月槽I (10)、半月槽II (16)、腰 形孔I (12)、腰形孔II (14)是數量相同的在導輥橫截面均布的1-3套。
5.根據權利要求1所述的一種板坯連鑄機導輥的設計方法，其特征是所述的密封圈 為0形密封圈。
6.根據權利要求3所述的一種板坯連鑄機導輥，其特征是所述的通水孔I(8)與通水 孔II (9)在導輥橫截面上的投影之間的夾角為120度。
7.根據權利要求4所述的一種板坯連鑄機導輥，其特征是所述的通水孔I(8)、通水 孔II (9)、通水孔111(11)、通水孔IV(13)、通水孔V (15)、半月槽I (10)、半月槽II (16)、腰 形孔I (12)、腰形孔II (14)是數量相同的在導輥橫截面均布的3套。
全文摘要
本發明涉及一種板坯連鑄機導輥的設計方法，其特征是它包括旋轉接頭、芯軸、輥套，輥套內加工有軸向的3-9個通水孔，芯軸上對應輥套的兩端位置加工有徑向的兩個通水孔，通水環位于輥套和芯軸之間，用密封圈對水路進行密封；冷卻水從旋轉接頭進入芯軸內部，再由芯軸上的徑向通水孔進入輥套中，冷卻水在輥套的軸向通水孔內循環冷卻后，通過芯軸上另一個徑向通水孔流回到芯軸中心孔，再進入另一輥套進行冷卻，實現對導輥的芯部和輥套均可以進行了充分冷卻，降低了導輥輥面的工作溫度，增加了設備的強度，延長了設備的使用壽命。
文檔編號B22D11/128GK101954463SQ20101028504
公開日2011年1月26日 申請日期2010年9月17日 優先權日2010年9月17日
發明者劉趙衛, 李勤勇, 王西林, 田進, 薛松, 高琦 申請人:中國重型機械研究院有限公司