DE2707907A1 - Water cooled roll esp. guide roll in steel casting plant - with spiral internal passages for flow of water to give effective cooling without distortion - Google Patents

Abstract

Roll that can be heated or cooled by water flowing through the inside with a central core forming the roll body, on which a cylindrical sleeve is fastened and which is provided with at least one spiral element between the roll body and the inner surface of the sleeve, through which at least one spiral passage way is formed. At least one element is provided for inlet or removal of liquid from each passage way. Principally for guide rolls in steel casting plant, giving effective cooling without distortion or cracking.

Description

Walze bzw. WelleRoller or shaft

Die Erfindung betrifft Walzen oder Wellen, durch die eine Flüssigkeit, wie zum Beispiel Wasser, fließen kann, um die Walze oder Welle zu kühlen oder zu erhitzen. Vorzugsweise wird nachfolgend lediglich von einer sogenannten Strangpreßwalze gesprochen, es wird jedoch hervorgehoben, daß die Erfindung auch bei einer andersartigen Welle oder Walze einsetzbar ist, und es wird zunachst einmal auf das Kühlen einer Walze Bezug genommen, obwohl es selbstvetständlich ist, daß in einigen Fällen die Notwendigkeit bestehen kann, die Welle zu erhitzen statt zu kühlen. The invention relates to rollers or shafts through which a liquid, such as water, can flow to cool or to cool the roller or shaft heat. Preferably, only a so-called extrusion roll is subsequently used spoken, it is emphasized, however, that the invention also applies to a different type Shaft or roller can be used, and it will first focus on the cooling of a Roll referred to, although it will be understood that in some cases the There may be a need to heat the shaft instead of cooling it.

Die vorliegende Erfindung umfaßt hauptsächlich, jedoch nicht ausschließlich, Walzen, wie sie in Anlagen für den fortlaufenden Stahlguß benutzt werden. Dabei wird eine Anzahl von Walzen benutzt, um den Strang aus teilweise geschmolzenem Stahl, wie er aus der Form kommt, durch die Anlage zu leiten, sowie eine weitere Anzahl Walzen benutzt wird, um den Strang aus Stahl zu richten. The present invention mainly, but not exclusively, comprises Rolls of the type used in systems for continuous steel casting. Included a number of rollers are used to roll the strand of partially molten steel, how he gets out of shape to guide through the plant, as well as a further number Rolling is used to straighten the strand of steel.

Trotz der Bemühungen , die Walzen mit durchfließendem Wasser zu kühlen, treten verschiedene Probleme auf, wie z.B. Verbiegen der Walze, vorwiegend radialer Bruch in der Nähe der Walzenachse, allgemeine Haarrisse an der Oberfläche der Walze und ein hoher Verschleißgrad. Despite efforts to cool the rollers with running water, various problems arise, such as Bending of the roller, predominantly radial fracture near the roller axis, general hairline cracks on the Surface of the roller and a high degree of wear.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Walze zu schaffen, bei der die vorgenannten Probleme nicht mehr auftreten. The invention is based on the object of an improved roller to create in which the aforementioned problems no longer occur.

Die Erfindung besteht aus einer Walze, die dafür vorgesehen ist, mittels durchfließendem Wasser innerlich gekühlt zu werden und die einen zentralen Kern aufweist, der den Walzenkörper bildet und eine zylindrische Hülse hat, die auf dem Kern befestigt ist und bei der ein spiralförmiges Teil vorgesehen ist, welches zwischen dem Körper und der inneren Oberfläche der Hülse angeordnet ist und mindestens einen spiralförmigen Durchgangsweg entlang der Walze ausbildet sowie aus Elementen in mindestens einem Bereich zwischen den Walzenenden, um die Flüssigkeit in den oder jeden Durchgangsweg zu geben. The invention consists of a roller which is intended to to be cooled internally by means of flowing water and the one central Has core which forms the roller body and has a cylindrical sleeve which is attached to the core and in which a spiral-shaped part is provided, which is arranged between the body and the inner surface of the sleeve and at least forms a spiral passage along the roller and of elements in at least one area between the roller ends in order to transfer the liquid into the or to give any way of passage.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. An embodiment of the invention from which further inventive Characteristics result is shown in the drawing.

Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Walze, Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Endteil einer Wassereinlaßlanze für die Walze gemäß Fig. 1, Fig. 3 eine Endansicht der Lanze gemäß Fig. 2 und Fig. 4 einen Teil der Walze gemäß Fig. 1 mit eingebauter Wassereinlaßlanze.1 shows a longitudinal section through a roller according to the invention, Fig. 2 is a longitudinal section through the end part of a water inlet lance for the roller 1, 3 an end view of the lance according to FIGS. 2 and Fig. 4 shows a part of the roller according to FIG. 1 with a built-in water inlet lance.

Die im bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellte Walze enthalt eine Hülse 11, die auf einen zentralen Kern 12 aufgeschrumpf ist, welcher mit angeformten spiralförmigen Rippen 13 versehen ist. Jede Hälfte des Kerns hat vier Rippen 13, d. h. , es ist ein viergängiges Spiralsystem vorhanden und die beiden Hälften liegen einander gegenüber. The roller shown in the preferred embodiment contains a sleeve 11, which is shrunk onto a central core 12, which is molded on spiral ribs 13 is provided. Each half of the core has four ribs 13, d. H. , there is a four-course spiral system and the two halves are lying opposite each other.

Demnach erstrecken sich dort über die Länge der Walze vier spiralförmige Durchgangswege, die ihre Drehrichtung in der Mitte der Walzenlänge umkehren.Accordingly, four spiral-shaped ones extend there over the length of the roller Passages that reverse their direction of rotation in the middle of the roller length.

Der Kern oder Körper 12 hat eine zentrische axiale Bohrung 14 sowie rechtwinkelig zueinanderstehende radiale Bohrungen 15, von denen jede mit jedem der vier spiralförminen Durchgangswege an dem zentralen Punkt, an dem sie ihre Richtung wechseln, in Verbindung stehen. The core or body 12 has a central axial bore 14 as well at right angles to one another radial bores 15, each of which with each of the four spiral passageways at the central point at which they turn their direction switch, communicate.

Das wasser wird durch Bohrungen 15 zugeführt und dann in die vier DurchtDangswege durch Teile der Lanze geführt, deren Endkopfelement in Fig. 2 und 3 gezeigt ist. The water is fed through holes 15 and then into the four Passed DurchtDangswege through parts of the lance, the end head element in Fig. 2 and 3 is shown.

Die Lanze hat ein Förderrohr 16 und das Kopfteil hat einen äußeren Durchmesser, welcher der Bohrung 14 in dem Kern angepaßt ist, wobei eine Dichtung durch O-Ringe 17 erfolgt. Das Kopfteil weist vier radiale Bohrungen 18 auf, welche rechtwinklig zueinandefstehen und die in eine umlaufende ringförmige Ausnehmung 24 münden, welche in die Oberfläche des Kopfteils eingeformt ist. The lance has a delivery tube 16 and the head part has an outer one Diameter which is adapted to the bore 14 in the core, with a seal done by O-rings 17. The head part has four radial bores 18, which at right angles to each other and in a circumferential annular recess Open out 24, which is molded into the surface of the head part.

Das Förderrohr ist an seinem Kopfteil - Ende durch eine Platte 19 verschlossen, und das Kopfteil hat auch vier Bohrungen 20, welche parallel zur Achse der Lanze ausgerichtet sind. The conveyor pipe is at its head part - end by a plate 19 closed, and the head part also has four bores 20, which are parallel to the axis aligned with the lance.

Zur Kühlung der Wände wird Wasser vom Walzenende übet den Einlaß 28 in das Förderrohr 16 gegeben und fließt dann in die nachfolgenden Wege. Wenn der Wasserfluß das Kopfteil erreicht hat, teilt er sich in vier parallele, separate Wege auf, von denen jeder aus einer Bohrung 18 besteht, und diese vier Wege speisen den ringförmigen Hohlraum oder Verteiler, der zwischen der Ausnehmung 24 und der Bohrung 14 ausgebildet wird. Jede der Bohrungen 15 erhält Wasser aus dem ringförmigen Hohlraum und der Durchfluß teilt sich dann wieder in zwei Wege auf; jeweils in jeder der Spiralrichtungen entlang der Walze in den spiralförmigen Durchgangswegen. Am Lanzenende der Walze werden die vier Spiralwege durch radiale Bohrungen 22 wieder vereinigt und fließen außen um das Förderrohr zu radialen Bohrungen 25; zu einer Ringkammer 26 und zum Auslaß 27. An dem anderen Ende der Walze werden die anderen vier Spiralwege durch radiale Bohrungen 23 vereinigt und fließen zurück durch die Bohrung 14 zu dem gleichen gemeinsamen Auslaß 27, wobei die Bohrungen 20 ein Durchfließen durch das Kopfteil der Lanze ermöglichen. To cool the walls, water is drawn from the end of the roll through the inlet 28 given into the conveyor pipe 16 and then flows into the following paths. if the flow of water has reached the head part, it divides into four parallel, separate ones Paths, each of which consists of a bore 18, and these four paths feed the annular cavity or manifold between the recess 24 and the Bore 14 is formed. Each of the bores 15 receives water from the annular Cavity and the flow then divides again into two paths; each in each of the spiral directions along the roller in the spiral passageways. At the The lance end of the roller are the four spiral paths through radial bores 22 again combined and flow outside around the production pipe to radial bores 25; to a Annular chamber 26 and to the outlet 27. At the other end of the roller, the other four spiral paths united by radial bores 23 and flow back through the Bore 14 to the same common outlet 27, the bores 20 flowing through through the head of the lance.

Diese Anordnung erlaubt Einlaß und Auslaß des Kühlwassers an demselben Walzenende anzurodnen, jedoch ist es auch möglich, Einlaß und Auslaß auf entgegengesetzten Seiten anzuordnen, wenn dies erwünscht ist. This arrangement allows inlet and outlet of the cooling water on the same The end of the roll can be anzurodnen, but it is also possible to have the inlet and outlet on opposite sides pages to be arranged if so desired.

Die äußere Oberfläche der Hülse 11 ist mit einer Schicht 21 aus verschleißbeständigem Werkstoff in an sich bekannter Weise bedeckt. The outer surface of the sleeve 11 is covered with a layer 21 of wear-resistant Material covered in a known manner.

Es ist selbstverständlich, daB mit dem vorbeschriebenen System der Durchgangswege für den Durchfluß von Kühlwasser ein sehr wirkungsvolles Kühlen der Walze ermöglicht wird und daß die Bauart der Walze die Auswahl der besten Werkstoffe ermöglicht, insbesondere für den Körper 12, die Hülse 11 und die Mantelschicht 21. It goes without saying that with the system described above, the Passages for the flow of cooling water provide a very effective cooling of the Roll is made possible and that the type of roll the choice of the best materials allows, in particular for the body 12, the sleeve 11 and the cladding layer 21.

In besonders vorteilhafterweise wird das Wasser so nah wie möglich zu der Oberfläche der Walze geführt, um den Grad der Aufheizung zu vermindern und um die Gleichförmigkeit der Wärmeverteilung zu verbessern. Dies wird insbesondere gewährleistet durch die verhältnismäßig dünne Hülse 11, wobei die mechanische Festigkeit der Walze durch Aufschrumpfen der Hülse auf den Kernkörper der Walze be} behalten wird. Bei einem Ausführungsbeispiel hat die Hülse bei einer Länge 1100 mm einen Durchmesser von 370 mm und eine Wanddicke von 50 mm. Most advantageously, the water is as close as possible led to the surface of the roller to reduce the degree of heating and to improve the uniformity of heat distribution. This will be particular ensured by the relatively thin sleeve 11, the mechanical strength of the roller by shrinking the sleeve onto the core body of the roller will. In one embodiment, the sleeve has a length of 1100 mm Diameter of 370 mm and a wall thickness of 50 mm.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (8)

Ansprüche: W Walze, die mittels durchfließendem Wasser innerlich kühlbar oder erhitzbar ist, gekennzeichnet durch, einen den Walzenkörper ausbildenden Zentralkern, auf dem eine zylinderische Hülse befestigt ist und der mit mindestens einem Spiralelement zwischen dem Walzenkörper und der inneren Oberfläche der Hülse versehen ist, durch welches Spiralelement mindestens ein spiralförmiger Durchgangsweg durch die Walze gebildet ist und durch ein in mindestens einem zwischen den Walzen enden befindlichen Bereich angeordnetes Element zur Beaufschlagung bzw. Entnahme von Flüssigkeit in bzw. aus dem bzw. jedem Durchgangsweg.Requirements: W roller that can be internally cooled by running water or can be heated, characterized by a central core forming the roller body, on which a cylindrical sleeve is attached and the one with at least one spiral element is provided between the roller body and the inner surface of the sleeve which spiral element has at least one spiral passageway through the roller is formed and by a located in at least one between the rollers ends Area arranged element for the application or removal of liquid in or from the or each passageway. 2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Spiralelement als mit dem Walzenkörper integriert ausgeformte Rippe ausgebildet ist. 2. Roller according to claim 1, characterized in that each spiral element is designed as a rib integrally formed with the roller body. 3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse auf den Zentralkern aufgeschrumpt ist. 3. Roller according to claim 1 or 2, characterized in that the Sleeve is shrunk onto the central core. 4. Walze nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder spiralförmige Durchgangsweg an den einander entgegengesetzten Seiten des Bereiches, in welchem die Flüssigkeit in den Durchgangsweg eingegeben wird, eine verschiedene Drehrichtung hat. 4. Roller according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that that the or each spiral passageway connects to the opposing ones Sides of the area in which the liquid entered the passageway has a different direction of rotation. 5. \walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element zur Beaufschlagung bzw. Entnahme von Flüssigkeit eine rohrartige Lanze aufweist, die in eine axiale Bohrung des Walzenkörpers eingesetzt ist und ein Kopfteil hat, welches der Plüsigkeitsbeaufschlagung des bzw. jeden Durchgangswegs in dem genannten Bereich zwischen den Walzenenden angepaßt ist. 5. \ roller according to one of the preceding claims, characterized in that that the element for the application or removal of liquid is a tubular Has lance which is inserted into an axial bore of the roller body and has a headboard, which of the Plüsigkeitsbeaufschlagung the or adapted to each passageway in said area between the roll ends is. 6. Walze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil radiale Bohrungen aufweist, die eine Verbindung zwischen dem Lanzeninneren und einer Ringkammer schaffen, welche zwischen dem Äußeren des Kopfteils und der Innenoberfläche des Walzenkörpers ausgebildet ist, und daß der Walzenkörper radiale Bohrungen zur Verbindung zwischen der ringkammer und jedem der spiralförmigen Durchgangswege aufweist. 6. Roller according to claim 5, characterized in that the head part has radial bores that connect between the lance interior and a Create annular chambers between the exterior of the head section and the interior surface of the roller body is formed, and that the roller body has radial bores Having connection between the annular chamber and each of the spiral passageways. 7. Walze nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper an mindestens einem seiner beiden Enden mit radialen Bohrungen versehen ist, um jeden der spiralförmigen Durchgangswege und die axiale Bohrung im Walzenkörper miteinander zu verbinden. 7. Roller according to one of claims 5 or 6, characterized in that that the roller body has radial bores at at least one of its two ends is provided around each of the spiral passageways and the axial bore to be connected to each other in the roller body. 8. Walze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Ende des Walzenkörpers radiale Bohrungen urgeBhen sind, um die axiale Bohrung im Walzenkörper und eine ringförmige Kammer, die einen ~inlaX- bzw. Auslaß für Flüssigkeiten hat, miteinander zu verbinden. 8. Roller according to claim 7, characterized in that at least Radial bores are created at one end of the roller body to form the axial bore in the roller body and an annular chamber which has an inlet or outlet for liquids has to connect with each other.