CN1072057C - 铸辊 - Google Patents
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Abstract
连续浇铸金属带材的铸辊由一辊芯和一套在辊芯(9)上的由导热性材料制成的辊套(10)组成，其中，在辊芯和辊套之间设有环状的冷却槽(14)，冷却槽(14)与冷却剂的输送管路(12)和排出管路(13)相连。在最小的冷却剂消耗和确定的流动状态时，为了实现辊套(10)的均匀散热，冷却剂从一大致为径向的输送管路(12)至冷却槽(14)的转向和冷却剂从冷却槽(14)至大致为径向的排出管路(13)的转向是由一个可***冷却槽(14)中的导向件(17)所形成。
Description
本发明涉及一种用于连续浇铸金属带材，最好是厚度为1mm～12mm的钢带的铸辊，它由一个辊芯和一个套在该辊芯上的由导热材料制成的辊套组成。其中，在辊芯和辊套之间设置有与冷却剂的输送管路和排出管路相连的环状冷却槽。
已知有装置可用来按连续的浇铸方法来制造尺寸接近最终横截面规格的金属带材。其中，金属熔液从一中间槽连续地按要求的层厚施加到旋转的铸辊上，在其完全凝固或部分凝固后再从铸辊取下(单辊浇铸法)。制造接近最终尺寸的带材也是可能的，其方法是，金属熔液供入由两个反向旋转的铸辊和侧壁构成的浇铸空间中，其中，金属熔液在冷却的铸辊表面凝固而形成两个铸坯外壳，它们在两个铸辊之间的最窄横截面中相连而形成一个具有与两铸辊间的间距有关的确定厚度的连续铸锭(双辊式浇铸法)。
一种这类铸辊由1T-PS 1255817公开，例如它用于双辊式浇铸法。该铸辊由一辊芯和一个热装在该辊芯上的辊套组成。在辊套的内侧加工有循环延伸的冷却槽，但是这些冷却槽不是完全循环的。通过铸辊辊颈的中央输入冷却剂并经由径向设置的收集槽而供给循环延伸的冷却槽，并从那里按类似的方法再排出。在收集槽和冷却槽之间的过渡区，辊套具有一厚度变化，它由不完全循环的冷却槽引起，以便保证输入冷却剂和排出冷却剂的分隔，这在作业时导致辊套在这一部位的不同的径向和轴向形变，这不仅对生产过程本身而且也对所生产的产品产生不利影响。一方面由于形变会出现所生产的产品的厚度偏差，另一方面可以肯定，由于交替的铸辊旋转所产生的对辊套的加热和冷却导致辊套相对于辊芯缓慢的扭转，这也可以通过安装一形状连接的抗扭件做到不能令人满意的补救。这一扭转在尺寸大时会导致输送管路和排出管路之间的闭路流动。这一点必须避免。
由DE-OS 196 12 202已知一种解决方案，它不再具备上述缺点。这里建议一种上述铸辊，其中将一个具有在辊套中循环和不中断地环状加工的冷却槽的辊套热装在浇铸滚筒上。冷却剂从收集槽两端分配入冷却槽，并在流过180°的路径后在铸辊的相反一侧再流入收集槽。这一解决方案的明显缺点在于，在保持要求冷却效果所需的流动速度的情况下使冷却所需的冷却剂量翻倍。这是由于冷却剂流的分支引起的。冷却剂的更多需求虽然可以通过双倍使用冷却剂加以克服，如在DE-OS 19612 202中的专门实施例中所示，但是这会带来复杂的辊芯结构的缺点。此外，这种冷却剂的围管形成轴向区，其相邻的冷却槽被不同温度的冷却剂流过，所以在这些过渡区或这些不同的轴向区铸辊的平均温度明显改变，尤其在从一个轴向区至下一向轴向区的过渡中出现温度突变。这一温度变化一方面使辊芯和辊套承受机械负荷，另一方面对所浇铸的金属带材产生不利影响，因为沿轴向尽可能均匀的热比例对带材的质量具有重大意义。为此也存在不可低估的危险，即例如由于可能的污染而不能足够均匀地实现在循环的冷却槽中的流动分布。
本发明旨在避免上述缺点和困难而提出一种上述类型的铸辊，它能在最小冷却剂消耗和明确确定的流动关系的情况下实现辊套的均匀散热和允许辊套相对于辊芯的由热引起的蠕动。本发明的另一目的是提出一种结构和加工技术简单的、具有旋转对称辊套的铸辊，辊套的由热引起的延伸没有受机械阻碍。
在上述类型的铸辊中，上述目的是这样实现的，即冷却剂从大致径向的输送管路至冷却槽的转向和冷却剂从冷却槽至大致径向的排出管路的转向是由一个可***冷却槽中的导向件所形成。
在本发明的一个实施例中，每一冷却槽均配有一个导向件。一个特点为安装容易的优选实施例的特征在于，多个相邻的冷却槽配有一个公共的导向件。
导向件在结构上可设计为梳状，其中，它的各个齿的宽度和深度大致与冷却槽的宽度和深度一致。加工简单的结构是这样形成的，即导向件由板状的单件制成。板状单件构成交替的齿和中间腔并与一个穿过板状单件的连接件最好是一螺栓固定在一起。
根据本发明的一个优选结构，在辊套和导向件之间，尤其在冷却槽底和导向件的端面之间调节成一确定的间隙。这一确定的间隙产生在输入区和排出区之间的所需大小的预定的泄漏流，从而实现辊套尽可能轴向对称的工作状态。尤其有利的状态是这样实现的，即间隙的尺寸根据深度变化的导向件长度做成这样，即间隙中的平均冷却剂流速与冷却槽其它区域中的冷却剂流速相同。因此，导向件和辊套之间的间隙尺寸作成这样，即使得在导向件区域中获得与辊套的其它所有部分类似的冷却比。对于间隙长度为50mm可根据压差和平均冷却剂流速(4～15m/s)算出间隙宽约为0.3～0.8mm。
冷却剂从径向输送管路至循环的冷却槽的流动合理的转向以及相反的转向是这样实现的，即导向件的齿沿着径向方向朝冷却槽底弧形扩大。
根据另一实施例，导向件的齿沿径向最好弧形变窄。由于这样与冷却槽底相对的是一很窄的导向件的端面，因此将这两构件之间间隙阻塞的危险减至最小，并将由于非轴向对称的热状态引起的大的变形非对称性的危险性保持最低。
根据另一实施例，辊套中的热状态将由此附加地均匀化，即各个导向件或由多个沿铸辊纵轴相邻设置的导向件组成的组相对于铸辊纵轴相互错开一个角度设置。通过将所有的导向件沿一条平行于铸辊纵轴的线对准而获得了结构简单的铸辊。
为了容易安装和定位，导向件通过插接接头与辊芯相连。导向件最好通过插接接头与冷却剂的输送管路和排出管路之间的分隔壁相连。分隔壁是辊芯的一部分。按照本发明，插接接头大致由一个平行于铸辊纵轴设置的槽构成。
导向件最好由一种热导性与辊套相同或比其小的材料制成，以便可靠地避免安装问题和在冷却槽中的卡紧。
下面借助于附图进一步说明本发明。其中，
图1示意表示具有本发明铸辊的双辊式铸造设备；
图2表示具有本发明导向件的第一实施例的铸辊剖面详图；
图3a和3b表示本发明的导向件的视图；
图4表示类似于图1的具有导向件的第二实施例的铸辊剖面详图；
图5表示沿着图4中的Ⅰ-Ⅰ线的横截面；
图6表示类似于图1的具有导向件的第三实施例的铸辊的剖面详细；
图7表示由各个元件组成的导向件的斜视图。
用于连续浇铸厚度为1mm～12mm的钢带的双辊式铸造设备由两个沿箭头方向反向旋转的传动铸辊1组成，铸辊1具有相互平行的铸辊纵轴2。连续流入融熔金属的浇铸空间3由这两个铸辊1和在其端侧可调节的侧壁4构成。向下拉出连续生产的钢带5。通过辊颈6沿箭头方向7供给冷却剂，并在流过和冷却铸辊表面后又从内部沿箭头方向8排出。这种类型的双辊铸造设备例如在IT-PS 12 55 817的图1中作了描述。
图2示例表示由辊芯9和辊套10组成的铸辊1的第一实施例的内部结构。辊芯9由一钢制滚筒11组成，后者用这里未示出的辊颈和若干侧壁以及加强肋作为焊接结构制成。钢制滚筒11包括构成冷却剂的输送管路12和排出管路13的通孔。冷却剂通过辊颈6输入和排出。输送管路12和排出管路13之间的冷却剂回路的细节没有示出，然而可以类似于IT-PS1 255 817中所示的实施例来设计。
例如由铜或铜合金制成的辊套10在其内侧具有循环不中断的环形冷却槽14。冷却介质沿箭头方向经由输送管路12输给冷却槽14并在流过冷却槽14后沿箭头方向通过排出管路13再次排出。多个循环的、并排设置的冷却槽14配有一个沿着铸辊的纵轴2方向延伸的冷却剂分配室15，输送管路12扩大至该分配室15。类似地，排出管路13在过渡区从冷却槽14扩大至冷却剂收集室16。由此形成辊芯9的简单的机械结构。也可以在辊套10中螺旋状地加工出冷却槽14。
在输送管路12和排出管路13或在冷却剂分配室15或冷却剂收集室16和冷却槽14之间的过渡区中设置一个导向件17，用来确定地使冷却剂转向和分开输送管路12和排出管路13之间的冷却剂流。导向件17与带有输送管路12和排出管路13之间的分隔壁19的插接接头18相连接。
如图3a和3b所示，导向件17具有多个从支座21伸出的齿20，其间距、宽度和深度与冷却槽14的间距、宽度和深度相一致。根据图7所示的加工技术简单的实施例，导向件17可由板状的单件26、27制成。单件26、27构成交替的齿和中间腔以及支座件并同一个穿过板状单件的连接件，最好是螺栓28固定在一起。
如图2所示，为了改善冷却剂的转向，齿20弧形地向着冷却槽底22扩大。支座21根据插接接头18设计并在端侧滑动地与分隔壁19相连。为了安装的目的，导向件17在冷却槽14中与辊套10粘接。然而，粘接只具有很低的强度。
图4和5表示在导向件17的齿20和辊套10中的冷却槽14的壁之间具有确定间隙23的导向件17。为了调节确定的间隙23，齿20的端侧和齿的侧壁设有***盲孔中的隔距器24。盲孔用其中心线25表示。
图6表示导向件17的另一实施例。导向件17具有沿径向方向朝冷却槽底22变窄的齿20。这一实施例的所有其它构件均与图2的实施例相同。
Claims (15)
1．用于连续浇铸厚度为1mm～12mm的钢带的铸辊，由一个辊芯(9)和一个套在辊芯(9)上的由导热材料制成的辊套(10)组成，在辊芯(9)和辊套(10)之间设置有环状的冷却槽(14)，冷却槽(14)与冷却剂的输送管路(12)和排出管路(13)相连接，其特征为，冷却剂从大致径向的输送管路(12)至冷却槽(14)的转向和冷却剂从冷却槽(14)至大致径向的排出管路(13)的转向是由一个可***冷却槽(14)中的导向件(17)所形成。
2．按照权利要求1的铸辊，其特征为，每一冷却槽(14)均配有一个导向件(17)。
3．按照权利要求1的铸辊，其特征为，多个相邻的冷却槽(14)配有一个公共的导向件(17)。
4．按照权利要求1～3中之一的铸辊，其特征为，导向件(17)设计为梳状，其中，其各齿(20)的宽度和深度大致与冷却槽(17)的宽度和深度相一致。
5．按照前述权利要求4的铸辊，其特征为，导向件(17)由板状的单件(26,27)构成，它们形成交替的齿和中间腔并与一个穿过这些板状单件的连接件最好是一个螺栓(28)固定在一起。
6．按照前述权利要求1～3之一的铸辊，其特征为，在辊套(10)和导向件(17)之间，尤其在冷却槽底(22)和导向件(17)的端面之间调节成一确定的间隙(23)。
7．按照权利要求6的铸辊，其特征为，间隙(23)的尺寸根据深度变化的导向件的长度作成这样，即使得间隙中的平均冷却剂流速与冷却槽(17)其它范围中的冷却剂流速相符。
8．按照前述权利要求1～3中之一的铸辊，其特征为，导向件(17)的齿(20)沿径向朝着冷却槽底(22)弧形地扩大。
9．按照权利要求1～3中之一的铸辊，其特征为，导向件(17)的齿(20)沿径向最好设计成弧形变窄。
10．按照前述权利要求1～3中之一的铸辊，其特征为，各个导向件(17)或由几个相邻的沿铸辊纵轴(2)的方向设置的导向件(17)组成的组相对于铸辊纵轴(2)相互错开一角度。
11．按照前述权利要求1～3中之一的铸辊，其特征为，所有导向件(17)首先平行于铸辊纵轴(2)指向。
12．按照前述权利要求1的铸辊，其特征为，导向件(17)通过插接接头(18)与辊芯(9)相连。
13．按照前述权利要求1的铸辊，其特征为，导向件(17)通过插接接头(18)与冷却剂的输送管路(12)和排出管路(13)之间的分隔壁(19)相连。
14．按照权利要求12或13的铸辊，其特征为，插接接头(18)大致由一个平行于铸辊纵轴(2)设置的槽构成。
15．按照前述权利要求1～3中之一的铸辊，其特征为，导向件(17)由导热性与辊套(10)相同或比其小的材料制成。
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