用于惰輥線的聯接裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋼的連續鑄造的領域。本發明涉及一種用于連鑄機中的惰輥線(idlerroll line)的聯接裝置。本發明還涉及一種用于包括聯接裝置的連鑄機的惰輥線。
【背景技術】
[0002]連續鑄造是一種煉鋼方法，其中鋼水凝固成半成品板坯，用于隨后在乳機中進行精加工。鋼水凝固并且在包括上輥線和下輥線的引導區中形成半成品板坯，其可以是惰輥線(非驅動)或從動輥線。輥線可以包括一個或多個滾動體。通常，輥線包括進行連續冷卻的中央水系統。
[0003]連續鑄造是一項關于溫度(如鑄坯表面溫度通常在900至1100°C的范圍內)、高溫變化、腐蝕(例如，由于外部噴霧冷卻和環境中的大量蒸汽)和碎片(例如，以機械磨損顆粒的形式)的艱巨過程，因此對在該方法中使用的設備也是苛刻的。
[0004]在連鑄機中生產的板坯通常具有2-3米寬度和0.2-0.3米高度的尺寸。在連鑄過程的結束時，板坯被切斷成約8-10米的長度。在引導區中的板坯的圓周速度約為每分鐘1_3 米。
[0005]水冷卻系統可以是不同的設計。常規的系統是由中央冷卻通道實現的通過水流，其中輥體之間的水流經由密封的水管連接而橋接。通常，所使用的密封件的類型是設計成用于靜態密封的O形環。另一常規的系統是返回水流，而在兩個相鄰的輥體之間沒有水傳遞。后一個系統可以包括虹吸管而不是水管連接，并且可以用于包括兩個輥體的I分割輥線。然而，前一個系統是用于具有進一步分割(即包括三個或更多個輥體)的輥線的常見一種系統，因為返回水流可能僅在輥線的每一端有效地冷卻兩個輥體。
[0006]為了有效地支撐板坯的整個寬度，惰輥線通常包括一個以上的輥體，比如兩個、三個或四個輥體。然而，有一個問題是在板坯不覆蓋輥線的整個寬度(即不是所有的輥體)時，因為輥線的一些輥體然后傾向于轉動，而輥線的其他輥體保持靜止。保持靜止可能會導致不均勻地熱傳遞到保持靜止的輥體，從而對輥體的覆蓋物及其中的密封件造成熱應力并縮短壽命。此外，相鄰輥體之間的水連接的密封件可以磨壞，這可能會導致輥線的漏水和過早失效。
[0007]如果輥線的輥體具有稍微不同的直徑(例如±0.5%)，例如由于制造公差和/或輥體的不均勻磨損造成的，則還可能會出現類似的問題。當板坯被引導在包括具有不同直徑的輥體的輥線上時，輥線的輥體因而傾向于以略有不同的旋轉速度旋轉，因為板坯迫使他們具有相等的圓周速度。
[0008]已經提出了不同類型的聯接器用于同步相鄰輥體的旋轉運動。然而，用于輥線的常規聯接器通常因相鄰輥體之間的旋轉速度的差所引起的過載而被磨損，并且導致輥線的斷裂，還有可能對板坯造成嚴重的影響。
[0009]因此，在本領域中需要一種用于惰輥線的聯接器，具有改進的使用壽命和減小因維護而帶來的停機時間。
【發明內容】
[0010]本發明的目的是至少部分地克服現有技術中的問題。
[0011]本發明涉及一種允許同步惰輥線中的相鄰輥體的聯接裝置。該聯接裝置可以相比傳統設計因其限制扭矩的功能而具有改善的耐久性，使得能夠在所謂的鎖定狀態和所謂的釋放狀態之間自我調節。
[0012]在本發明的鎖定狀態下同步相鄰輥體的旋轉運動用于減少熱磨損(例如，輥體覆蓋物的熱應力)和機械磨損(例如中央水系統密封件的機械應力)的風險，從而提高聯接裝置的及其所布置在其中的輥線的使用壽命并且降低停機時間。
[0013]當外部聯接力超過內部聯接力(即聯接力比等于或大于所謂的聯接閾值)時所達到的本發明的釋放狀態允許在相鄰輥體之間圍繞中心軸線的相對運動，并且可能從而保護聯接裝置免受因過高水平的機械應力而帶來的損壞和失效。
[0014]術語“布置成與……連接”在本文中是指一個部分布置為另一部分的集成部分，或者一個部分是布置成與另一部分連接(比如相鄰或接觸)的單獨部分。單獨部分可以例如布置成通過螺栓與另一部分連接。
[0015]術語“旋轉可動”在本文中是指能夠圍繞中心軸線旋轉。
[0016]術語“布置為鏈路”在本文中是指布置成在功能上將一部分與另一部分互連。
[0017]術語“鎖定狀態”在本文中是指聯接裝置的狀態允許第一部件和第二部件圍繞中心軸線的同步旋轉運動。在鎖定狀態下，聯接裝置可以將力矩從第一輥體傳輸至第二輥體，其中第一和第二輥體分別連接到第一部件和第二部件中的一個。
[0018]術語“釋放狀態”在本文中是指聯接裝置允許第一部件和第二部件之間圍繞中心軸線的相對旋轉運動。在釋放狀態下，聯接裝置不可以將力矩從第一輥體傳輸至第二輥體，其中第一和第二輥體分別連接到第一部件和第二部件中的一個。
[0019]術語“內部聯接力”在本文中是指聯接裝置施加其周圍上的力，比如在摩擦力、彈簧力、磁力和粘性力之間進行選擇。
[0020]術語“外部聯接力”在本文中是指從其周圍施加到聯接裝置的力，其反作用于內部聯接力。外部聯接力可以例如在輥摩擦轉矩(即旋轉未被加載的輥體所需的力矩，包括由例如輥體的密封件和軸承所施加的摩擦力)和/或板坯摩擦轉矩(即取決于輥體和板坯之間的摩擦力的力矩，例如由于支撐同一板坯的兩個相鄰輥體之間的直徑差)之間進行選擇。
[0021]術語“聯接力比”在本文中是指外部聯接力與內部聯接力的比率。
[0022]術語“聯接閾值”在本文中是指聯接裝置從鎖定狀態切換到釋放狀態時的聯接力比的值。通常，聯接閾值可以等于或大于I。
[0023]術語“同步旋轉運動”在本文中是指兩個相鄰的輥體以圍繞聯接裝置中心軸線的相同旋轉速度(rpm)移動。
[0024]術語“相對旋轉運動”在本文中是指兩個相鄰的輥體以圍繞聯接裝置中心軸線的不同旋轉速度(rpm)移動。
[0025]術語“沿徑向可動”在本文中是指能夠在垂直于中心軸線的延長線的方向上移動。
[0026]術語“不用再潤滑”在本文中是指在運轉周期過程中無需再潤滑。不用再潤滑的聯接裝置或可以被設計成干燥運行，或者可以僅在運轉周期開始之前被潤滑。
[0027]本發明涉及一種根據權利要求1所述的用于連鑄機中的惰輥線的聯接裝置。本發明的聯接裝置至少包括第一部件和第二部件。
[0028]根據本發明的一方面，提供了一種用于連鑄機中的惰輥線的聯接裝置。所述聯接裝置至少包括:第一部件，其適于布置成與所述惰輥線的第一輥體連接，以及第二部件，其適于布置成與所述惰輥線的第二輥體連接。所述第一部件和第二部件分別可圍繞中心軸線旋轉運動。所述聯接裝置可在鎖定狀態與釋放狀態之間切換，在鎖定狀態下允許所述第一部件和第二部件圍繞所述中心軸線的同步旋轉運動，在釋放狀態下允許所述第一部件和第二部件之間圍繞所述中心軸線的相對旋轉運動。在鎖定狀態和釋放狀態之間切換可以取決于聯接力比。
[0029]第一部件適于布置成與惰輥線的第一輥體連接。第一部件可以布置成與第一輥體連接，通過形成連接到(例如通過螺栓)第一輥體的單獨部分，或者通過形成第一輥體的集成部分。第一部件可以例如包括滾筒或第一載體。第一部件可以具有環形形狀。
[0030]第二部件適于布置成與惰輥線的第二輥體連接。第二部件可以布置成與第二輥體連接，通過形成連接到(例如通過螺栓)第二輥體的單獨部分，或者通過形成第二輥體的集成部分。第二部件可以例如包括載體，比如第二載體。第二部件可以具有環形形狀。
[0031]第一部件和第二部件都布置成使得它們圍繞惰輥線的中心軸線在旋轉方向上可動。
[0032]例如，鎖定狀態可以通過保持第一部件與第二部件圍繞中心軸線同步旋轉的磁力來實現。這可以通過提供包括磁性部分的第一部件和包括互補磁性部分的第二部件而成為可能。如果聯接裝置暴露于的外力大于保持第一部件和第二部件處于同步狀態的內部磁力，則釋放狀態達到允許分別圍繞第一部件和第二部件的中心軸線的相對旋轉，直到鎖定狀態可因減小的聯接力比而再次實現。
[0033]由于通常是輥線的且特別是聯接裝置的顯著更少的熱磨損(比如由于不均勻熱效應而造成的輥體表面和殼體的磨損)和機械磨損(比如由于不均勻的機械負荷而造成的密封件的磨損)，本發明能夠改善其中布置有該聯接裝置的系統的使用壽命。更少的磨損以及更少的因磨損而帶來的開坯后果進一步允許減小輥線的停機時間，這在經濟上是特別有利的。
[0034]根據一個實施例，所述聯接裝置還包括第三部件，其布置為所述第一部件和第二部件之間的鏈路。所述第三部件布置成使得其可以在所述鎖定狀態與釋放狀態之間相對于所述中心軸線移動。所述第三部件在聯接力比小于聯接閾值時處于所述鎖定狀態，從而允許所述第一部件和第二部件圍繞所述中心軸線的同步旋轉運動。所述第三部件在聯接力比等于或大于聯接閾值時處于所述釋放狀態，從而允許所述第一部件和第二部件之間圍繞所述中心軸線的相對旋轉運動。
[0035]第三部件的運動取決于施加到聯接裝置上的外力與由聯接裝置施加的內部聯接力的比率。第三部件相對于中心軸線在徑向方向上或沿著中心軸線在軸向方向上是可動的，或者可替代地圍繞中心軸線旋轉可動。
[0036]當聯接裝置的聯接力比的值小于聯接閾值時，第三部件布置在所謂的鎖定狀態。在鎖定狀態下，允許分別圍繞第一部件和第二部件的中心軸線的同步旋轉運動。因此，在鎖定狀態下