專利名稱：連鑄坯引導輥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種連鑄坯引導輥，具有至少一個輥子罩并具有至少 兩個支撐軸，其中每兩個支撐軸與一個輥子罩抗轉動地連接并且每個 支撐軸可轉動地支撐在端軸承內。
背景技術：
DE-A 24 23 224已經公開了這樣一種連鑄坯引導輥。在這種多部分 的連鑄坯引導輥情況下，軸向相鄰的輥子罩通過支撐軸連接，所述支 撐軸可轉動地支撐在支承軸承內，并且相互背離對準的軸端伸入到相 鄰的輥子罩的軸向的空腔內。在支撐軸和相應的輥子罩之間的力配合 連接通過在這兩個構件之間的螺栓擰合以及通過在支撐軸和輥子罩上 的相互作用的徑向的支撐面來實現，由此在裝置運行期間獲得附加的 防松安全。這種結構式的解決方法在實踐中沒有經受住考驗，因為這 些構件的拉緊承受不了惡劣的冶金工廠運行狀況。
由WO 02/02253 Al公開了這樣一種方案，在帶材澆鑄設備中的驅 動輥子由一個輥子罩和兩個支撐軸構成，其中所述兩個支撐軸對置地 凸入到所述輥子罩內并且在端側與所述輥子罩螺栓擰合(圖6)。該拉 緊螺栓同時也被用作為冷卻介質管路的密封裝置。
DE-A 28 40卯2公開了一體式的連鑄坯引導輥，其中輥子罩通過環 行的焊接連接與兩個支撐軸不可拆卸地連接。該輥子罩以耐磨的、抗 腐蝕的保護層覆蓋。該連鑄坯引導輥的各個構件上的損壞大多數將導 致整體損失并引發高昂的替換件費用。
因為這里必須要使用分離的軸承，所以對于多部分的連鑄坯引導輥來說特別不能采用針對連接輥子罩和支撐軸的焊接。DE-A 32 28 190 公開了這樣一種中間被支撐的連鑄坯引導輥，其中承載了端軸承的支 撐軸通過焊接連接與緊接著的輥子罩連接。
在普通的邊緣冷卻的連鑄坯引導輥中，正如EP 0 543 531 A1或AT 412 851 B公開的連鑄坯引導輥，冷卻介質通過主要徑向或者傾斜于輥 子轉軸地布置的冷卻介質通道從輥子中心被分配到連鑄坯引導輥的邊 緣部并在那兒通過環形管路被分配，冷卻介質被引導通過設置為平行 于輥子軸的、靠近輥子罩表面的冷卻介質通道，并且以類似方式再次 匯聚并返回中心。為了能夠簡化地制造冷卻介質管路系統和環形管路 并且能夠向外側緊密地密封它們，在輥子罩端面上通常螺栓擰合或者 焊接環形密封體或者塞子形密封體。由于在連鑄坯引導輥內很高的溫 度和材料技術要求，這種密封方法是非常昂貴的、非常敏感的并且容 易出現故障的。
連鑄坯引導輥具有穿透的芯軸也是已知的，多層的輥子罩例如通 過鍵連接抗轉動地且可拆除地固定在該芯軸上。該輥子罩的這種多層 結構通過單獨的多個圓柱形套筒實現，所述多個圓柱形套筒通過相互 對置的圓柱殼面的整面的收縮接合抗轉動地連接。該圓柱套筒的接觸 面上存在被簡單地制成的冷卻介質通道(WO 2005/016578; WO 02/02253)。
發明內容
本發明旨在克服這些困難和缺點而提出發明任務，建議一種連鑄 坯引導輥，其由多個制造簡單的構件組成，它們如此相互連接，艮口， 在澆鑄運行中，由多個制造簡單的構件組成的連接經受得住高強度的 熱和機械負荷，并且能夠實現這些昂貴的構件(優選如輥子罩和軸承 殼體)的拆裝以及可能的重新組合。
根據本發明該任務將如此解決，所述輥子罩與在兩端支撐其的所述支撐軸通過收縮接合或者通過壓合連接抗轉動地連接。
根據該原則中間支撐的支承被實現在輥子縮頸上，該輥子縮頸通 過具有較小直徑的支撐軸實現，所述支撐軸被收縮結合到該輥子罩內。
收縮接合或者壓合連接將如此完成，即，靜態的和非靜態的輥子 負載和驅動力矩在被驅動的連鑄坯引導輥中能夠被可靠地傳遞并且用 于冷卻介質管路的密封功能能夠被可靠地保證。收縮接合或者壓合連 接的設計將考慮下面這些特殊的運行中常出現的負載情況，如
- 在連鑄坯引導輥旋轉時持續的拉坯；
- 當連鑄坯引導輥停止時停止的鑄坯；
- 輥子冷卻在外部和內部；
- 輥子冷卻僅在外部或僅在內部；
- 故障引起的輥子冷卻的完全失效。
在下面這種不利的情況下，即在收縮接合或者壓合連接由于溫度 影響被削弱了承載能力時，必須還能夠確保足夠的彎曲力矩傳遞和轉 矩傳遞以及確保足夠的密封功能。這意味著在輥子直徑是150mm到 200mm的連鑄坯引導輥中收縮過尺寸是0.2到0.5mm，在較大的輥子直 徑(200mm到250mm)情況下收縮過尺寸是0.25到0.4mm。與此相似地 是，對于收縮配合長度的確定來說，收縮配合長度與軸端的軸直徑的 比例大于l是正確尺寸。
通過這種收縮接合與插入的整體式輥子相比而言出現了較小的缺 口應力，由此連鑄坯引導輥折斷的危險被降低了。也可以為較輕的支 撐軸選擇更高強度的材料，由此能夠實現非常有針對性的、并進而經 濟的強度提升。
由所述的具有收縮接合或者壓合連接的結構組合件布置方式能夠 得到下述優點- 簡單的插入式構造方式實現了長連鑄坯引導輥的簡化的組裝 并且實現了單獨組件的廉價制造。
- 在多部分的連鑄坯引導輥情況下不再需要分離的中間支撐軸承。
- 連鑄坯引導輥適合于通過特別經濟的生產過程被制造為廉價 的一次性輥子。
- 另選的是，也可以部分地再利用該連鑄坯引導輥、特別是具 有外圍冷卻系統的輥子罩，并且也可以再利用軸承殼體。這可以借助 簡單的破壞式的拆裝(例如通過切除支撐軸的軸端)來實現。
- 冷卻介質管路的密封可以盡可能地不采用敏感的、人工合成 的密封元件或者無焊接地實現。
每個支撐軸包括至少一個軸端，所述軸端的外殼面與在輥子罩內 的空腔的內殼面構成收縮接合或者壓合連接。
符合發明目的的是，構成收縮接合或者壓合連接的構件的符合原 理的構造在連鑄坯引導輥的端部區域內和在相鄰的輥子罩之間的區域 內是相同的。與此相符的是，在多個軸向同心布置的輥子罩情況下， 每兩個相鄰的輥子罩通過以端軸承同心支撐的支撐軸抗轉動地連接。
連鑄坯引導輥配備有內冷卻裝置，其中下面兩個實施方式特別符 合本發明的目的
根據一種可能的輥子冷卻的實施方式，輥子罩被至少一個冷卻介 質通道穿過并且該冷卻介質通道與輥子罩的圓柱形的輥子罩外表面保 持恒定間隔。在這種情況下，該冷卻介質通道例如構成環行的環形室。 該輥子罩優選由多個冷卻介質通道穿過，所述多個冷卻介質通道與圓
柱形的輥子罩外表面以恒定的間隔布置。用于冷卻介質的基本徑向的 輸入及排出管路穿過支撐軸和輥子罩之間的收縮接合。輸入及排出管 路也能夠被布置為傾斜于連鑄坯引導輥的轉動軸線。根據冷卻介質管路系統的制造技術簡化的實施樣式，在輥子罩和 支撐軸之間布置有分配管路密封圈，該分配管路密封圈連同輥子罩構 成了冷卻介質分配管路，所述基本徑向的輸入及排出管路和軸向平行 的冷卻介質通道通入到所述冷卻介質分配管路中，其中，該分配管路 密封圈與所述輥子罩以及與所述支撐軸構成抗轉動的收縮接合或者壓 合連接。
借助這種外圍冷卻裝置通過盡早地從輥子罩把熱導出，實現了很 高的連鑄坯引導輥使用壽命。此外，通過這種高強度的輥子罩冷卻實 現了連續鑄錠設備的干燥運行方式，并且具有很高溫度的板坯、特別 是薄板坯能夠被連續鑄錠設備的連鑄坯引導裝置輸送。
根據輥子冷卻的另一可能實施方式，居中軸向布置的冷卻介質通 道以恒定的橫截面穿過交替地一個跟著一個的支撐軸和輥子罩。這種 軸向冷卻在簡化性和廉價構造方式方面特別出色。
通過收縮接合或者壓合連接在輥子冷卻的兩種實施方式中沒有出 現冷卻介質泄露。在連鑄坯引導輥內不必安裝特殊的密封設備，這是 因為密封通過收縮接合實現。
在被驅動的連鑄坯引導輥情況下，所述的收縮接合或者壓合連接 能夠在連接到驅動元件時被應用，這是如此實現的，即被驅動的連鑄 坯引導輥的聯節軸連接部與同心地支撐在端軸承上的支撐軸通過收縮 接合或者通過壓合連接抗轉動地連接。
冷卻介質通道和冷卻介質分配管路的密封使得敏感的獨立密封件 和焊接連接成為多余，所述密封是借助通過收縮接合或者壓合連接被 施加在輥子罩內的分配管路密封圈實現的。
特別地，連鑄坯引導輥的被構造為浮動軸承的端軸承由滾動軸承構成，該滾動軸承的滾動體能夠補償運轉引發的軸向移動和同心度偏
移。為此例如可以釆用環狀軸承，例如在德國實用新型DE 200 21 514 Ul所描述的環狀軸承。
由下述非限制性的實施例的描述并參考附圖得出本發明的其他優 點和特征，圖中-
圖l示出了根據本發明的具有兩個輥子罩和邊緣的輥子罩冷卻設 備的連鑄坯引導輥；
圖2示出了根據本發明的具有三個輥子罩和居中的輥子冷卻設備
的連鑄坯引導輥；
圖3以沿著圖1切線A-A的剖面圖示出了具有冷卻介質輸入的連鑄
坯引導輥；
圖4結合用于冷卻介質流通的分配管路密封圈以局剖圖示出了連 鑄坯引導輥。
具體實施例方式
這些圖示意性地示出了根據本發明的連鑄坯引導輥，例如它們是 如何適用于連續鑄錠設備的連鑄坯引導裝置中以用于以板坯或者薄板 坯橫截面制造大連續鑄坯寬度的金屬連續鑄坯。相同或者發揮相同作 用的構件在不同實施方式中以相同的參考標記示出。
圖l以縱剖圖示出未運行的、兩部分的連鑄坯引導輥，該連鑄坯引 導輥包括兩個輥子罩l、 2和三個支撐軸4、 5、 6，其中，所述支撐軸可 轉動地支撐在端軸承8、 9、 10內。布置在兩個輥子罩l、 2之間的支撐 軸5終結于兩個軸端12、 13，所述兩個軸端12、 13在軸向上相互遠離并 且凸入到相鄰的輥子罩l、 2的圓柱形空腔14、 15內。通過收縮接合或 者壓合連接在軸端12、 13和輥子罩1、 2之間產生力配合連接，所述收
縮接合或者壓合連接考慮了連續鋼鑄坯運輸通過連鑄坯引導裝置時主 要的溫度負載和機械負載。在連鑄坯引導輥的端部支撐輥子罩l、 2的兩個支撐軸4、 6分別僅包括一個軸端16、 17，所述軸端16、 17都以收 縮接合或者壓合連接被裝入輥子罩l、 2的空腔。
連鑄坯引導輥裝配有被構造為邊緣冷卻裝置的內部冷卻裝置，如 圖1和3所示。通過端面側連接的回轉結頭21實現了把冷卻介質管路通 入到支撐軸4。所述支撐軸4具有居中的冷卻介質通道22、 22a，所述冷 卻介質通道22、 22a出發在軸端16的區域內多個徑向旁路通道23、 23a、 23b、 23c通入到輥子罩l并且在那里在環形室24內與鐮刀形的擴展部 25a、 25b、 25c連通。冷卻介質管路26、 26a、 26b、 26c從這些鐮刀形的 擴展部出發，它們以很小間隔被布置在罩表面的下方并且沿輥子罩l的 周長平行于連鑄坯引導輥的轉動軸線地平均分布，其中存在多次方向 回轉。在支撐軸5的軸端12的區域內冷卻介質管路26再次通入到環形室 的鐮刀形的擴展部內，從該環形室出發，徑向的旁路通道通入在支撐 軸5的軸端12內的、居中的冷卻介質通道22b。在軸端13的區域內以類 似于在輥子罩l中所描述的冷卻介質流通的方式，重現用于輥子罩2的 冷卻介質流通。這種布置方式將以這些輥子罩的數量繼續重復，這些 輥子罩構成了多組件的連鑄坯引導輥。居中的冷卻介質通道通入到回 轉結頭21a,穿流過連鑄坯引導輥的冷卻介質再次通過所述回轉結頭21a 被排出。冷卻介質管路是這樣布置的，即它在支撐軸的收縮接合區域 內布置為通向輥子罩或由其返回，由此很厚的收縮接合同時被作為防 止冷卻介質泄露的密封件。
在圖2中示意性地示出了三部分的連鑄坯引導輥，它包括三個輥子 罩l、 2、 3和支撐這些輥子罩的支撐軸4、 5、 6以及可轉動地支撐這些 支撐軸的端軸承8、 9、 10、 11。正如此前對圖l的連鑄坯引導輥的描述， 這些輥子罩和這些支撐軸通過收縮接合或者壓合連接而力配合地連 接。冷卻介質流通通過居中的冷卻介質通道28來實現，該冷卻介質通 道28沿著軸向穿過一個接著一個的支撐軸和輥子罩。用于冷卻介質的 輸入和排出的回轉結頭21位于冷卻介質通道的輸入側和輸出側，其中 僅示出了用于冷卻介質輸入的回轉結頭。在輥子罩和支撐軸之間的收縮接合密封了輥子罩和支撐軸之間的居中的冷卻介質通道的過渡部， 以防止向外側的泄露損失。
圖l示出了多部分的、被驅動的連鑄坯引導輥，其中邊緣側的支撐
軸6具有兩個軸端17、 30。軸端17通過收縮接合與輥子罩2連接，而軸 端30凸入到驅動聯節軸的連接件31內，該連接件31同樣通過收縮接合 與軸端30連接。
圖4以局剖圖示出具有邊緣冷卻裝置的連鑄坯引導輥的另一實施 方式，并且還示出了冷卻介質回流，其從沿軸向穿過輥子罩l的冷卻介 質管路26出發進入到在軸端12內居中布置的冷卻介質通道22b。所有平 行布置的冷卻介質管路26通入到環行的環形管路構成的冷卻介質分配 管路33中，該冷卻介質分配管路33的壁由輥子罩1和分配管路密封圈34 構成。幾個少量的、徑向對準的排出管路23a把環形管路33與冷卻介質 通道22b相互連通。以同樣的方式在其他地點冷卻介質輸入通過類似地 布置的冷卻介質分配管路實現。圖4總共示出了分配管路密封圈34、 35、 36、 37的四種可能的結構變化。
分配管路密封圈34被壓入到輥子罩1內并且與其構成了抗轉動的 收縮接合或者壓合連接。分配管路密封圈34以同樣方式連同輥子罩1一 起在軸端12上收縮結合。
權利要求
1.連鑄坯引導輥，具有至少一個輥子罩(1、2、3)和至少兩個支撐軸(4、5、6、7)，其中每兩個支撐軸與一個輥子罩抗轉動地連接并且每個支撐軸可轉動地支撐在端軸承(8、9、10、11)內，其特征在于，所述輥子罩與在兩端支撐其的所述支撐軸通過收縮接合或者通過壓合連接抗轉動地連接。
2. 根據權利要求1所述的連鑄坯引導輥，其特征在于，每個支 撐軸(4、 5、 6、 7)包括至少一個軸端(12、 13、 16、 17)，所述軸 端(12、 13、 16、 17)的外殼面與在輥子罩(1、 2、 3)內的空腔的內 殼面構成收縮接合或者壓合連接。
3. 根據權利要求1或2所述的連鑄坯引導輥，其特征在于，在 多個輥子罩(1、 2、 3)被軸向對準地布置的情況下，每兩個相鄰的輥 子罩(1、 2和2、 3)通過支撐軸(5、 6)抗轉動地連接，所述支撐軸(5、 6)借助端軸承(9、 10)同心地支撐。
4. 根據前述任一權利要求所述的連鑄坯引導輥，其特征在于， 至少一個冷卻介質通道(26、 26a、 26b、 26c)穿過所述冷卻介質通道(1、 2、 3)，并且所述至少一個冷卻介質通道與輥子罩的圓柱形的輥 子罩外表面構成恒定的間隔，并且用于所述冷卻介質的基本徑向的輸 入及排出管路(23a、 23b、 23c)穿過位于支撐軸和輥子罩之間的收縮 接合。
5. 根據權利要求4所述的連鑄坯引導輥，其特征在于，分配管 路密封圈(34、 35、 36、 37)布置在輥子罩(1、 2、 3)和支撐軸(4、 5、 6、 7)之間，所述分配管路密封圈(34、 35、 36、 37)與所述輥子 罩構成了冷卻介質分配管路(33)，所述基本徑向的輸入及排出管路(23a、 23b、 23c)和軸向平行的冷卻介質通道(26、 26a、 26b)通入到所述冷卻介質分配管路(33)中，其中，該分配管路密封圈(34) 與所述輥子罩(1、 2、 3)以及與所述支撐軸(4、 5、 6、 7)構成抗轉 動的收縮接合或者壓合連接。
6. 根據權利要求1至3之一所述的連鑄坯引導輥，其特征在于， 居中軸向引導的冷卻介質通道(28)以恒定的橫截面穿過交替地一個 跟著一個的支撐軸(4、 5、 6、 7)和輥子罩(1、 2、 3)。
7. 根據前述任一權利要求所述的連鑄坯引導輥，其特征在于， 被驅動的連鑄坯引導輥的聯節軸連接部的連接件(31)與同心地支撐 在端軸承(10)上的支撐軸(7)通過收縮接合或者通過壓合連接抗轉 動地連接。
8. 根據前述任一權利要求所述的連鑄坯引導輥，其特征在于， 被構造為浮動軸承的所述端軸承(8、 9、 10)由滾動軸承制成，所述 滾動軸承的滾動體補償運轉引發的軸向移動和同心度偏移(CARB軸 承)。
全文摘要
一種連鑄坯引導輥，其具有至少一個輥子罩(1、2、3)并具有至少兩個支撐軸(4、5、6、7)，其中每兩個支撐軸與一個輥子罩抗轉動地連接并且每個支撐軸可轉動地支撐在端軸承(8、9、10、11)內，為了實現簡單的構造方式并且實現在出現高溫負載和高機械負載時具備抵抗能力的構造方式而建議所述輥子罩與在兩端支撐其的所述支撐軸通過收縮接合或者通過壓合連接而抗轉動地連接。
文檔編號F27D3/02GK101291759SQ200680039302
公開日2008年10月22日 申請日期2006年10月2日 優先權日2005年10月20日
發明者單國新, 弗朗茨·維梅爾, 海因里希·特內, 約瑟夫·瓦茲恩格爾, 約翰·波普爾 申請人:西門子Vai金屬技術兩合公司