DE3823655A1 - Support and/or conveying roller for metal - Google Patents

Support and/or conveying roller for metal

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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
    • B22D11/1287—Rolls; Lubricating, cooling or heating rolls while in use

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

The invention relates to a support and/or conveying roller for metal casting installations, especially continuous casting installations, with a core into the surface of which is cut a thread that forms a cooling channel and is connected to a corresponding thread in the inner curved surface of a sleeve surrounding the core. The support and/or conveying roll has the following features: a) the outer curved surface (13) of the sleeve (10) has a deposition weld (14), b) the top (23) of the thread of the core (20) is connected in a positionally fixed manner to the root (15) of the thread of the sleeve (10), c) the core (20) has a concentric hole (24), d) bearing pins (30) are provided, these being insertable into the hole (24) of the core (20) with a radial gap (40). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 8.The invention relates to a device and a method according to the Preambles of claims 1 and 8.

Aus der DE-OS 15 83 619 ist eine Transport- bzw. Stützwalze bekannt mit einer hohlen Achse für die Zuführung von Kühlmittel und Drehlagern zwischen der Außenhülse und der Achse. Diese Ausführung hat den Nachteil einer fertigungstechnisch aufwendigen Hülse mit dazu relativ dicker Wandung. Nachteilig ist auch die Zu- und Abfuhr des Kühlwassers über Verbindungskanäle, die hinter den Drehlagern an der dem Walzeninneren zugewandten Seite liegen. Hierdurch wird eine aufwendige Wasserführung zu den Stirnseiten der Walze und zurück erforderlich.From DE-OS 15 83 619 a transport or support roller is known with a hollow axis for the supply of coolant and swivel bearings between the outer sleeve and the axle. This version has the disadvantage a manufacturing technically complex sleeve with relatively thick Wall. The supply and discharge of the cooling water is also disadvantageous Connection channels behind the pivot bearings on the inside of the roller facing side. This creates an elaborate water supply required to the front of the roller and back.

Aus US-PS 29 98 999 sind hydrostatische Lager bekannt, die auf eine Achse außerhalb der Hülse angeordnet sind und eine eigene Flüssigkeitsversorgung erforderlich machen.From US-PS 29 98 999 hydrostatic bearings are known which are based on a Axis are arranged outside the sleeve and its own Make fluid supply necessary.

Aus DE-PS 32 31 433 ist eine innengekühlte Stütz- und/oder Transportwalze bekannt, deren Hülse mit den zwischen den Kühlkanälen verbleibenden Oberflächenteil des Kernes über die gesamte Länge ihrer gegenseitigen Berührungsflächen durch Schweißen verbunden ist. Zur Herstellung der Schweißverbindung wird in die Hülse eine Nut eingearbeitet, die dann durch Schweißraupen gefüllt wird. Nachteil dieser Ausführung ist die hohe spannungsmäßige Belastung innerhalb der Nut und das schwierige Führen der Schweißelektrode bedingt durch die räumliche Enge der Hülsennut.From DE-PS 32 31 433 is an internally cooled support and / or Transport roller known, the sleeve with the between the cooling channels remaining surface part of the core over the entire length of its mutual contact surfaces is connected by welding. To Making the welded joint is a groove in the sleeve incorporated, which is then filled by welding beads. disadvantage this version is the high voltage load within the Groove and the difficult guiding of the welding electrode due to the spatial narrowness of the sleeve groove.

Aus der gleichen Schrift ist auch bekannt, Hülse und Kern in der Form miteinander zu verbinden, daß in die Stirnfläche des Steges ein Gewindegang eingeschnitten ist, der mit einem entsprechenden Gewinde der Innenfläche der Hülse in Verbindung steht. Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Steg des Kernes zwischen dem Kühlmittelkanal trapezgewindeförmig ausgebildet. Mit seiner Stirnfläche steht der Steg des Kernes mit einer korrespondierenden Ausnehmung in der Innenmantelfläche der Hülse in Verbindung. Beide Ausführungsformen weisen den Nachteil auf, daß die Hülse mit dem Kern ausschließlich formschlüssig verbunden ist, so daß es zu Bewegungen zwischen beiden kommen kann.From the same document it is also known sleeve and core in the form connect to each other that in the end face of the web Thread is cut, which with a corresponding thread Inner surface of the sleeve communicates. Another Embodiment is the web of the core between the coolant channel  trapezoidal thread. The web stands with its end face of the core with a corresponding recess in the Inner surface of the sleeve in connection. Both embodiments have the disadvantage that the sleeve with the core exclusively is positively connected so that there is movement between the two can come.

Aufgabe der Erfindung ist es, die oben geschilderten Nachteile zu vermeiden und eine innengekühlte Walze zu schaffen,The object of the invention is to overcome the disadvantages described above avoid and create an internally cooled roller

  • A) die aus einfachen konstruktiven Elementen gefertigt ist,A) which is made of simple structural elements,
  • B) eine hohe Biegesteifigkeit besitzt undB) has a high bending stiffness and
  • C) eine geringe Rißempfindlichkeit aufweist.C) has a low sensitivity to cracking.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 und 8 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Lösungen der Aufgabe sind durch die Merkmale der Nebenansprüche gegeben.This object is achieved by the in the characteristic of Claims 1 and 8 specified features solved. More solutions the task are given by the features of the subsidiary claims.

Eine erfindungsgemäße Walze wird aus Hülsen und Kernen gefertigt, die jede für sich in einem Vielfachen der späteren Einbaulänge hergestellt werden. In die konstruktiv einfachen überlangen Elemente - Hülse und Kern - wird das Gewinde geschnitten. Anschließend werden beide Bauteile auf das erforderliche Maß abgestochen und ineinandergeschraubt. Hiermit wird ein formschlüssiges Fixieren der Hülse zum Kern erreicht. A roller according to the invention is manufactured from sleeves and cores, each of which is manufactured in a multiple of the later installation length. In the simple design over long members - sleeve and core - the thread is cut. Then both components are cut to the required size and screwed together. A positive fixing of the sleeve to the core is hereby achieved.

Bei einem weiteren Arbeitsschritt wird die Auftragsschweißung aufgebracht. Dabei sind die Schweißparameter so gewählt, daß bei einer angepaßten Wanddicke der Hülse beim Schweißen des Schutzauftrages die thermisch beeinflußte Zone bis zum Fuß des Gewindes in der Hülse reicht, so daß gleichzeitig ein Verbindungsschweißen zwischen Kern und Hülse durchgeführt wird.In a further step, the build-up welding upset. The welding parameters are chosen so that at a adapted wall thickness of the sleeve when welding the protective order thermally influenced zone up to the foot of the thread in the sleeve is sufficient so that at the same time a connection welding between the core and Sleeve is performed.

Dieses Verbindungsschweißen verbindet den Gewindekopf des Kernes mit dem entsprechenden Gewindefuß der Hülse in vorsichtiger Weise, so daß nur eine schmale Umwandlungszone des Werkstoffs in beiden Bauteilen auftritt. In die Walze werden somit so wenig Spannungen infolge der Schweißung gebracht wie möglich.This connection welding connects the threaded head of the core with the corresponding threaded foot of the sleeve in a careful manner so that only a narrow transformation zone of the material in both components occurs. So little tension due to the Brought weld as possible.

Die Auftragschweißung wirkt den Thermoschockrissen entgegen. Im späteren rauhen Einsatz der Walze ist damit die Hülse bereits extrem hohen Belastungen ausgesetzt. Durch die vorsichtige Verbindungsschweißung treten aber kaum noch weitere Belastungen hinzu, da ein hoher Teil von Kräften, die aus den unterschiedlichen Ausdehnungen von Hülse und Kern bei der betrieblichen Nutzung formschlüssig über das Gewinde aufgenommen werden. Aber auch diese Kräfte werden von der vorliegenden Walze durch eine konsequente Kühlmedienführung minimiert.The build-up welding counteracts the thermal shock cracks. in the later rough use of the roller, the sleeve is already extreme exposed to high loads. By careful Connection welding, however, hardly any other loads occur, because a large part of forces that come from different Expansion of the sleeve and core during operational use can be positively received via the thread. But this too Forces are exerted by the present roller through a consequent Coolant flow minimized.

Als weitere, die Walze belastende Kräfte treten Biegekräfte während des Stranggießens auf. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung sind die die Walze tragenden Lager tief im Inneren des Kerns angeordnet, so daß die Biegekräfte auf das technisch mögliche Maß verringert werden. Die Anordnung der Lagerung in beliebiger Tiefe des Kerns wird möglich durch den erfindungsgemäßen Einsatz von wasserbeaufschlagten Gleitlagern. Bending forces occur as further forces that load the roller during the Continuous casting. In the embodiment according to the invention they are the Roller bearing located deep inside the core so that the Bending forces can be reduced to the technically possible degree. The Arrangement of the storage at any depth of the core is made possible by the use of water-bearing plain bearings according to the invention.  

Hierbei wird Wasser zwischen die als Lager vorgesehene Fläche geführt, wobei die Fläche der Bolzen beschichtet ist. Die Lagerungsschicht besteht aus verschleißfesten Stoffen, beispielsweise Zirkonoxid.Here, water is led between the area intended as a warehouse, the surface of the bolts being coated. The bedding layer consists of wear-resistant materials, such as zirconium oxide.

Aus instandhaltungstechnischen Gründen ist die Lagerfläche in der Bohrung des Kerns als Buchse ausgebildet, deren nach innen weisende Mantelfläche ebenfalls mit verschleißfestem Material überzogen ist. Zwischen den Bolzen und den Buchsen ist ein radialer Spalt vorgesehen, in einer Größenordnung, daß flüssige Medien hindurchströmen können und als Kühl- und Schmiermittel dienen. Die Lagerflächen weisen dabei eine Größe und eine Form auf, die eine geringe Flächenspannung besitzen.For maintenance reasons, the storage area is in the Bore of the core formed as a socket, the inward-facing The outer surface is also covered with wear-resistant material. A radial gap is provided between the bolts and the bushings, on a scale that liquid media can flow through and serve as a coolant and lubricant. The storage areas have one Size and shape that have a low surface tension.

Die Anordnung der Lagerung des Bolzens tief innerhalb der Walze hat dazu den Vorteil, daß die Wasserführung möglichst weit an den äußeren Enden der Walze zu den spiralförmigen Kühlkammern zu- bzw. abgeführt werden kann. Ein Teil des Kühlmittelstroms wird durch die zentrische Bohrung des Kerns geführt. Insgesamt wird sich der Kern mit Kühlmittel füllen und für einen auch vom Inneren her gekühlten und damit spannungsarmen Kern sorgen.The arrangement of the bearing of the pin deep within the roller has this the advantage that the water flow as far as possible at the outer ends be fed to the roller to the spiral cooling chambers can. Part of the coolant flow is through the central bore of the core. Overall, the core will fill with coolant and for someone who is also cooled from the inside and therefore low in tension Worry.

Am Kopf-, wie am Fußende der Hülse sind Deckel angeordnet, die kräfte- und/oder spannungsmäßig weder auf den Kern noch auf die Hülse wirken. Ihre Funktion beschränkt sich darauf, ein Abfließen des Wassers nach außen sowie das Eindringen von Schmutz von außen zwischen Deckel und Bolzen zu verhindern. Lids are arranged on the top and bottom of the sleeve, which and / or act in terms of voltage neither on the core nor on the sleeve. Their function is limited to draining the water after outside as well as the ingress of dirt from outside between cover and To prevent bolts.  

Ein Beispiel der Erfindung ist in der Fig. 1 dargestellt.An example of the invention is shown in FIG. 1.

Die Walze besteht aus den Grundelementen Hülse 10, Kern 20 und Lagerbolzen 30, wobei die Lagerbolzen 30 in Tragelementen 60 befestigt sind. Die Hülse 10 weist an dem Außenmantel 13 die Auftragsschweißung 14 auf. An der Innenfläche 11 der Hülse 10 ist der Gewindegang 12 eingeschnitten.The roller consists of the basic elements sleeve 10 , core 20 and bearing bolts 30 , the bearing bolts 30 being fastened in support elements 60 . The sleeve 10 has the build-up weld 14 on the outer jacket 13 . The thread 12 is cut on the inner surface 11 of the sleeve 10 .

Der Kern 20 weist an seiner Außenfläche 21 den Gewindegang 22 auf. Der Kern 20 ist in die Hülse 10 einschraubbar, wobei der Gewindekopf 23 des Kerns 20 mit dem Gewindefuß 15 der Hülse 10 lagefixiert verbunden ist. Der Kern 20 weist die zentrische Bohrung 24 auf. An beiden Bohrungsenden sind die Lagerflächen 25 angeordnet. Aus instandhaltungstechnischen Gründen sind im Bereich der Lagerflächen die Lagerbüchsen 26 vorgesehen.The core 20 has the thread 22 on its outer surface 21 . The core 20 can be screwed into the sleeve 10 , the threaded head 23 of the core 20 being connected in a fixed position to the threaded foot 15 of the sleeve 10 . The core 20 has the central bore 24 . The bearing surfaces 25 are arranged at both bore ends. For maintenance reasons, the bearing bushes 26 are provided in the area of the bearing surfaces.

In die zentrische Bohrung 24 des Kerns 20 sind die Lagerbolzen 30 eingesteckt in der Form, daß sich zwischen der Lagerfläche 33 des Lagerbolzens 30 und der Innenfläche 27 des Kerns 20 ein Spalt 40 verbleibt. Der Lagerbolzen 30 weist axiale Sackbohrungen 31 auf, die mit radial angeordneten Bohrungen 32 verbunden sind.The bearing bolts 30 are inserted into the central bore 24 of the core 20 in such a way that a gap 40 remains between the bearing surface 33 of the bearing bolt 30 and the inner surface 27 of the core 20 . The bearing pin 30 has axial blind bores 31 which are connected to radially arranged bores 32 .

Die Stirnfläche 50 der Walze ist als Deckel 51 ausgebildet mit der zentrischen Bohrung 52. Aus Dichtzwecken und zur Schmutzabweisung sind in der Bohrung 52 der Deckel 51 die Dichtringe 53 und die Schmutzfänger 54 angeordnet. The end face 50 of the roller is designed as a cover 51 with the central bore 52 . For sealing purposes and for dirt repellency, the sealing rings 53 and the dirt traps 54 are arranged in the bore 52 of the cover 51 .

Die Baueinheit Walze 10, 20, 30 und Tragelemente 60 werden in der Anlage, beispielsweise Stanggießanlage eingebaut. Von außen werden an die axialen Sackbohrungen 31 Verrohrungen zur Führung des Kühlmediums angebracht. Das Kühlmedium, vorzugsweise Wasser, durchströmt den Lagerbolzen 20 durch die axiale Sackbohrung 31, anschließend durch die radialen Sackbohrungen 32, um zwischen der Stirnfläche des Kerns 20 und der Innenseite des Deckels 51 zu dem Zwischenraum zwischen der Hülse 10 und dem Kern 20 zu gelangen. Die Gewindegänge 12 und 22 von Hülse 10 und Kern 20 sind so ausgebildet, daß ein Kühlmittelkanal entsteht. Das Kühlmedium durchströmt diesen Kanal spiralförmig, bis es auf der Gegenseite der Walze in umgekehrter Reihenfolge den Lagerbolzen 30 wieder verläßt. Ein Teil des Kühlmedienstromes wird durch den Spalt 40 mit der einen Seite geführt, füllt dann die zentrische Bohrung 24 des Kerns 20, um auf der Gegenseite über den Spalt 40 mit dem rückströmenden Medienstrom aus der Mantelkühlung über den Lagerbolzen abzufließen. Im Spalt 40 wirkt das Kühlmedium als Kühlmittel und als Schmiermittel.The unit roller 10 , 20 , 30 and support elements 60 are installed in the system, for example a continuous caster. From the outside, 31 pipes for guiding the cooling medium are attached to the axial blind bores. The cooling medium, preferably water, flows through the bearing pin 20 through the axial blind hole 31 , then through the radial blind holes 32 , in order to reach the gap between the sleeve 10 and the core 20 between the end face of the core 20 and the inside of the cover 51 . The threads 12 and 22 of sleeve 10 and core 20 are formed so that a coolant channel is formed. The cooling medium flows through this channel in a spiral until it leaves the bearing pin 30 on the opposite side of the roller in reverse order. A part of the cooling medium flow is passed through the gap 40 on one side, then fills the central bore 24 of the core 20 , in order to drain on the opposite side via the gap 40 with the back-flowing media flow from the jacket cooling via the bearing pin. In the gap 40, the cooling medium acts as a coolant and as a lubricant.

Claims (10)

1. Stütz- und/oder Transportwalze für Metall-, insbesondere Stranggießanlagen mit einem Kern, an dessen Oberfläche ein einen Kühlkanal bildender Gewindegang eingeschnitten ist, der mit einem entsprechenden Gewinde in der Innenmantelfläche einer den Kern umgebenden Hülse in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) der Außenmantel (13) der Hülse (10) eine Auftragsschweißung (14) aufweist,
  • b) der Gewindekopf (23) des Kerns (20) mit dem Gewindefuß (15) der Hülse (10) lagefixiert verbunden ist,
  • c) der Kern (20) eine zentrische Bohrung (24) aufweist und
  • d) Lagerbolzen (30) vorgesehen sind, die in die Bohrung (24) des Kerns (20) radial einen Spalt (40) aufweisend einsteckbar sind.
1. Support and / or transport roller for metal, in particular continuous casting plants with a core, on the surface of which a thread forming a cooling channel is cut, which is connected to a corresponding thread in the inner surface of a sleeve surrounding the core, characterized in that
  • a) the outer jacket ( 13 ) of the sleeve ( 10 ) has a weld overlay ( 14 ),
  • b) the threaded head ( 23 ) of the core ( 20 ) is fixedly connected to the threaded foot ( 15 ) of the sleeve ( 10 ),
  • c) the core ( 20 ) has a central bore ( 24 ) and
  • d) bearing bolts ( 30 ) are provided which can be radially inserted into the bore ( 24 ) of the core ( 20 ) having a gap ( 40 ).
2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbolzen (30) an beiden Stirnflächen (50) der Walzen herausragend an Tragelementen (60) befestigt sind.2. Roller according to claim 1, characterized in that the bearing bolts ( 30 ) on both end faces ( 50 ) of the rollers projecting are attached to support elements ( 60 ). 3. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbolzen (30) axiale Sackbohrungen (31) aufweisen, die mit radial angeordneten Bohrungen (32) zum Zu- bzw. Abfluß des Kühlmittels verbunden sind.3. Roller according to claim 2, characterized in that the bearing bolts ( 30 ) have axial blind bores ( 31 ) which are connected to radially arranged bores ( 32 ) for the inflow or outflow of the coolant. 4. Walze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnflächen (50) der Walzen zum Kern (20) beabstandet Deckel (51) vorgesehen sind, die eine zentrische Bohrung (52) aufweisen mit einem Radius, der größer ist als der Radius der Lagerbolzen (30).4. Roller according to claim 3, characterized in that on the end faces ( 50 ) of the rollers to the core ( 20 ) spaced lid ( 51 ) are provided which have a central bore ( 52 ) with a radius that is larger than the radius the bearing pin ( 30 ). 5. Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung (52) der Deckel (51) Dichtringe (53, 54) befestigbar sind, die den Lagerbolzen (30) berührend umschließen. 5. Roller according to claim 4, characterized in that in the bore ( 52 ) of the cover ( 51 ) sealing rings ( 53 , 54 ) can be fastened, which enclose the bearing pin ( 30 ) touching. 6. Walze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbolzen (30) im Bereich der Lagerflächen (33) beschichtet sind, z. B. mit Zirkonoxid.6. Roller according to claim 5, characterized in that the bearing bolts ( 30 ) in the region of the bearing surfaces ( 33 ) are coated, for. B. with zirconium oxide. 7. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der Lagerfläche (33) entsprechende Fläche (25) des Kerns (20) von der Innenmantelfläche (27) einer Lagerbüchse (26) gebildet wird.7. Roller according to one of claims 1 to 6, characterized in that the bearing surface ( 33 ) corresponding surface ( 25 ) of the core ( 20 ) from the inner circumferential surface ( 27 ) of a bearing bush ( 26 ) is formed. 8. Verfahren zum Verbinden des Gewindekopfes der Außenfläche des Kerns im Bereich des Gewindekopfes mit der Innenfläche des Mantels im Bereich des Gewindekopfes einer Stütz- und Transportwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (10) und der Kern (20) ineinander verschraubt werden und beim Aufbringen der Auftragsschweißung (14) auf den Außenmantel (13) der Hülse (10) der Gewindekopf (23) des Kerns (20) mit dem Gewindefuß (15) der Hülse (20) innig verbunden wird.8. A method for connecting the threaded head of the outer surface of the core in the region of the threaded head with the inner surface of the jacket in the region of the threaded head of a support and transport roller according to claim 1, characterized in that the sleeve ( 10 ) and the core ( 20 ) screwed together be threaded and the head (23) of the core (20) of the sleeve (20) is intimately bonded upon application of the build-up weld (14) on the outer jacket (13) of the sleeve (10) with the thread root (15). 9. Verfahren zum Verbinden der Hülse mit dem Kern nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragsschweißung durch sich eng aneinander legende Schweißraupen aufgebracht wird.9. A method of connecting the sleeve to the core according to claim 8, characterized, that the build-up welding by laying close together Welding beads is applied. 10. Verfahren zum Verbinden von Kern und Hülse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragsschweißung durch parallel angeordnete Lagen in Form einer Spirale mit der Steigung des Gewindes (12, 22) des Kerns (20) bzw. der Hülse (10) aufgebracht wird.10. A method for connecting the core and sleeve according to claim 8, characterized in that the build-up welding by parallel layers in the form of a spiral with the pitch of the thread ( 12 , 22 ) of the core ( 20 ) or the sleeve ( 10 ) applied becomes.
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