EP0037549A1 - Koaxial benachbart gelagerte Strangführungsrollen in einer Stahl-Stranggiessanlage für Brammen - Google Patents
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- 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
Definitions
- the invention relates to coaxially adjacent, independently supported strand guide rollers in a steel continuous casting plant for slabs.
- the guide rollers of continuous casting plants are exposed to high mechanical alternating stresses with each revolution due to the ferrostatic pressure acting on the continuous crust, which can amount to more than 100 tons per roll in slab plants. Additional stress on the rollers is caused by the shock-like temperature increase of the roller surface with every contact with the hot strand. Depending on the strength of the roll material, these mechanical and thermal loads require a certain roll diameter.
- the respective roll diameter requires a certain one Minimum distance and thus the size of the unsupported areas between successive roles.
- the interdependency between the permissible roll load, the strand width, the crust thickness, the ferrostatic pressure, the roll diameter and the distance between successive rolls limits the casting speed for large casting formats, since harmful bulges and breakthroughs must be avoided.
- Strands with widths of, for example, over 2 m wide and at least 150 mm thick either require costly strand guiding frames or can only be cast with a relatively short liquid core or only at a relatively slow speed in the case of vertical or arch-shaped strand guiding.
- a known strand guide roller consists of several roller sections, the one-sided pins of which are screwed into recesses in the adjacent roller section, a support bearing being provided between the roller sections.
- a cooling channel runs through the roller sections.
- a strand guide is also known, two guide rollers each being mounted coaxially adjacent to one another over the strand width.
- (DE-AS 25 44 556) With this inexpensive construction, the guide rollers can be installed and removed more quickly.
- the disadvantage here is that if there is a strand lying on one side only on one roll, the coaxially adjacent other roll stops and is subjected to high thermal stresses due to one-sided overheating by the strand. This promotes the formation of fire cracks in this area and, despite cooling, the roll is bent towards the strand. When the strand comes into contact again, the bearings are subjected to high loads. The non-circular running of the guide roller can lead to uneven support of the strand and thus to strand errors. Furthermore, the cooling system is complex with two adjacent roles.
- the invention is intended to avoid the disadvantages of the known strand guides. Your task is to create a structurally simple, maintenance-friendly and inexpensive strand guide with coaxially adjacent, independently mounted guide rollers. an uneven thermal stress on cooled guide rollers is avoided and an even, good strand support is guaranteed without excessive roller and bearing loads leading to greater wear. This is intended to extend the service life of such rollers with their bearings.
- this is achieved in that, in the area of the strand path of a slab strand, adjacent bearing journals of two cooled strand guide rollers are connected by a coupling disk which can be plugged onto the bearing journals, and this coupling disk has engaging surfaces for the rotary movement on both sides with the bearing journals.
- the clutch disk for receiving flatly formed drivers of the guide rollers in the manner of an Oldham clutch is provided on both sides with a slot which run perpendicular to one another, the outer diameter of the clutch disk being equal to or larger than the diameter of the roller journal. This coupling also makes it possible to compensate for larger axis deviations of the neighboring guide rollers.
- the support of the casting strand can be further improved according to a further feature of the invention in that the clutch disc has the same outer diameter as the associated coaxially adjacent guide rollers. In this way, the unsupported area caused by the adjacent roller bearings becomes open. reduced the width of the housing of a roller bearing.
- square pins can be arranged on the adjacent bearing pins of the guide rollers, to which a corresponding recess is assigned on each side of the clutch disc.
- the square pin can advantageously be designed with cambered side surfaces in order to reduce the surface pressure to reduce radial displacements.
- Simplification of the coolant flow into the interior of the roll can be achieved in that the clutch disc and / or the adjacent roll journals have devices for connecting the coolant flow from one roll to the adjacent roll.
- the coolant can also flow through both rollers in one direction if the outer pin of one roller is provided with an inflow and the outer pin of the other roller is provided with a drain.
- the coolant channel in the area of the clutch disc is expanded to form an annular groove.
- the strand support is finally further improved in that the bearings of successive guide rollers in the strand running direction are offset in the axial direction.
- an arcuate strand guide arranged downstream of a mold 1 is formed by successively arranged guide rollers 2 and 3.
- the guide rollers 3 are driven.
- 2 and 3 show sections of two alternative configurations of the roller guide.
- two strand guide rollers 2a, 2b, 3a, 3b, and 2c, 2d, 3c, 3d are coaxially adjacent in two bearings 4, 5 and 6, 7 and 8, 9 and 10, 11, independently of each other.
- the guide rollers 2a and 2b - or 2c and 2d are each provided with an inner channel 12 for the passage of a coolant, with rotary unions 13, 14 being arranged on the outer pins of the rollers.
- the driven strand guide rollers 3b and 3d are provided with a drive flange 15.
- the internal cooling of the coaxial ge takes place stored guide rollers 3a, 3b and 3c, 3d according to the reversal principle in two concentric channels 16, 17, the supply and discharge of the coolant through a double rotary union 18 on the outer pin of the guide rollers 3a and 3c.
- the adjacent bearings 5, 6 and 9, 10 of successive guide rollers are offset from one another in the axial direction for better support of the strand.
- a clutch disc 19 is arranged between the guide rollers 2a, 2b and 3a, 3b, respectively. This area is shown enlarged in FIGS. 4 and 5.
- the guide rollers 2a and 2b as well as 3a and 3b are connected according to the principle of the Oldham coupling, which enables compensation of axis deviations.
- the clutch disc 19, as shown in FIG. 5, is provided on both sides with a slot 20 and 21, which are perpendicular to each other.
- Flat pins 22 and 23 are arranged on the pins of the guide rollers 2a, 2b, 3a, 3b, which are slid into the slots 20, 21 of the clutch disc 19.
- the diameter of the clutch disc 19 is greater than the greatest height of the drivers 22 and 23. In this way, sufficiently strong transmission cross sections 24, 25 and 26, 27 are guaranteed.
- the coolant channels 12 of the guide rollers 2a and 2b, 3a, 3b are connected by a tap in the olle R sealingly inserted pipe section 28th
- the bearings 5, 6 on the strand side are each formed by the plates 31, 32 Cooling jacket 33, 34 provided.
- the sheets 31, 32 are guided for shielding via the clutch disc 19.
- a clutch disc 35 is arranged between the bearings 9 and 10 of the guide rollers 2c, 2d and 3c, 3d.
- This embodiment is shown enlarged in detail in FIGS. 6 and 7.
- the clutch disc 35 is provided on both sides with holes 36 for centering on the pin of the rollers 2c, 2d, 3c, 3d.
- the pins are each provided with a square 37, each of which fits into a corresponding recess 38 in the clutch disc 35.
- the cooling channels 16 of the coaxial guide rollers 2c, 2d, 3c, 3d are connected by pipe pieces 39, 40 inserted into a through bore of the clutch disc 35, which are inserted in the cooling channels 16 in a sealing manner. Between the pipe sections 39, 40, the clutch disc 35 is expanded by an annular groove 41 for cooling.
- the outer diameter of the clutch disc 35 is equal to the outer diameter of the adjacent guide rollers 2c, 2d and 3c, 3d.
- the clutch disc 35 is provided on each side with an annular groove 42, in each of which a bearing ring 43 engages.
- the clutch disc (19 or 35) can also be designed in a ring shape, the driving surfaces e.g. are designed as internal teeth.
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Abstract
Description
- Koaxial benachbart gelagerte Strangführungsrollen in einer Stahl-Stranggießanlage für Brammen
- Die Erfindung betrifft koaxial benachbart, unabhänigig voneinander gelagerte Strangführungsrollen in einer Stahl-Stranggießanlage für Brammen.
- .Die Führungsrollen von Stranggießanlagen sind bei jeder Umdrehung durch den auf die Strangkruste wirkenden ferrostatischen Druck einer hohen mechanischen Wechselbeanspruchung ausgesetzt, welche bei Brammenanlagen über 100 Tonnen pro Rolle betragen kann. Eine zusätzliche Beanspruchung der Rollen wird durch die schockartige Temperaturerhöhung der Rollenoberfläche bei jedem Kontakt mit dem heißen Strang bewirkt. Diese mechanischen und thermischen Beanspruchungen erfordern je nach Festigkeit des Rollenmaterials einen bestimmten Rollendurchmesser.
- Der jeweilige Rollendurchmesser bedingt einen bestimmten Mindestabstand und damit die Größe der ungestützten Flächen zwischen aufeinanderfolgenden Rollen. Die wechselseitige Abhängigkeit zwischen zulässiger Rollenbelastung, der Strangbreite, der Krustendicke, des ferrostatischen Drucks, des Rollendurchmessers und des Abstandes aufeinanderfolgender Rollen begrenzt bei großen Gießformaten die Gießgeschwindigkeit, da schädliche Ausbauchungen und Durchbrüche vermieden werden müssen. Stränge mit Breiten von beispielsweise über 2 m Breite und mindestens 150 mm Dicke benötigen entweder kostspielige Strangführungsgerüste oder können bei' senkrechter oder bogenförmiger Strangführung nur mit relativ kurzem flüssigem Kern bzw. nur mit relativ geringer Geschwindigkeit gegossen werden.
- Um ein Abgießen von Strängen größerer Breite bei höherer Gießgeschwindigkeit zu ermöglichen,ist es bereits bekannt, an Stelle durchgehender Führungsrollen mehrfach gelagerte Führungsrollen zu verwenden. Eine bekannte Strangführungsrolle besteht aus mehreren Rollenabschnitten, deren einseitige Zapfen in Ausnehmungen des benachbarten Rollenabschnittes eingeschraubt sind, wobei zwischen den Rollenabschnitten jeweils ein Stützlager vorgesehen ist. Durch die Rollenabschnitte verläuft ein Kühlkanal. (DE-AS 2 420 514) Bei dieser konstruktiv aufwendigen Strangführungsrolle gestaltet sich die Montage und das Auswechseln der Rollen umständlich und zeitraubend. Da die Verbindungszapfen starken Biegebeanspruchungen ausgesetzt sind können die Rollenabschnitte zur Verringerung der Lagerstellen nicht wesentlich verlängert werden. Ein weiterer Nachteil dieser Führungsrolle ist es, daß an der Verbindungsstelle zwischen Rolle und Zapfen der Wärmeübergang behindert wird, so daß eine gleichmäßige Kühlung über die Rollenlänge nicht gewährleistet ist.
- Es ist weiterhin eine Strangführung bekannt, wobei über die Strangbreite jeweils zwei Führungsrollen koaxial benachbart gelagert sind. (DE-AS 25 44 556) Bei dieser kostengünstigen Bauweise können die Führungsrollen schneller ein- und ausgebaut werden. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß bei einseitig nur an einer Rolle anliegendem Strang die koaxial benachbarte andere Rolle stehenbleibt und wegen einseitiger Überhitzung durch den Strang thermisch hoch beansprucht wird. Dadurch wird in diesem Bereich die Brandrißbildung gefördert und die Rolle trotz Kühlung zur Strang hin durchgebogen. Bei erneutem Kontakt mit dem Strang werden die Lager stark beansprucht. Der unrunde Lauf der Führungsrolle kann zu einer ungleichmäßigen Abstützung des Stranges und damit zu Strangfehlern führen. Weiterhin ist das Kühlsystem bei zwei benachbarten Rollen aufwendig.
- Mit der Erfindung sollen die Nachteile der bekannten Strangführungen vermieden werden. Ihre Aufgabe ist die Schaffung einer konstruktiv einfachen, wartungsfreundlichen und kostengünstigen Strangführung mit koaxial benachbart, unabhängig voneinander gelagerten Führungsrollen,. wobei eine ungleichmäßige thermische Beanspruchung von gekühlten Führungsrollen vermieden und eine gleichmäßige,gute Strangabstützung gewährleistet ist, ohne daß überhöhte Rollen- und Lagerbelastungen zu stärkerem Verschleiß führen. Dadurch soll die Standzeit solcher Rollen mit ihren Lagern verlängert werden.
- Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß im Bereich der Strangbahn eines Brammenstranges einander benachbarte Lagerzapfen zweier gekühlter Strangführungsrollen durch eine auf die Lagerzapfen aufsteckbare Kupplungsscheibe verbunden sind und diese Kupplungsscheibe beidseitig mit den Lagerzapfen zusammenwirkende Mitnehmerflächen für die Drehbewegung aufweist.
- Dadurch wird erreicht, daß sich die koaxial benachbart unabhängig voneinander gelagerten Strangführungsrollen unabhängig von einseitigem Strangkontakt fortlaufend drehen und nicht mehr auf einer Seite durch den Strang überhitzt werden. Auf diese Weise wird die Lebensdauer der Führungsrollen und Lager verlängert und eine gleichmäßige Strangabstützung gewährleistet.
- Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Kupplungsscheibe zur Aufnahme flach ausgebildeter Mitnehmer der Führungsrollen in der Art einer Oldham-Kupplung beidseits mit einem Schlitz versehen, die senkrecht zueinander verlaufen, wobei der Außendurchmesser der Kupplungsscheibe gleich oder größer ist als der Durchmesser der Rollenzapfen. Diese Kupplung ermöglicht auch den Ausgleich größerer Achsabweichungen der benachbarten Führungsrollen.
- Die Abstützung des Gießstranges kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch zusätzlich verbessert werden, daß die Kupplungsscheibe einen gleichen Außendurchmesser aufweist wie die zugeordneten koaxial benachbarten Führungsrollen. Auf diese Weise wird der durch die benachbart angeordneten Rollenlager bedingte ungestützte Bereich auf. die Breite des Gehäuses eines Rollenlagers reduziert.
- An den benachbarten Lagerzapfen der Führungsrollen können alternativ Vierkantzapfen angeordnet sein, denen an jeder Seite der Kupplungsscheibe eine entsprechende Ausnehmung zugeordnet ist.
- Der Vierkantzapfen kann vorteilhaft mit bombierten Seitenflächen ausgestaltet werden, um die Flächenpressung bei radialen Verlagerungen zu vermindern.
- Eine Vereinfachung der Kühlmittelführung in das Rolleninnere kann dadurch erreicht werden, daß die Kupplungsscheibe und/oder die benachbarten Rollenzapfen Einrichtungen zur Verbindung der Kühlmittelführungen von einer Rolle zur benachbarten Rolle aufweisen. Man erhält so die Möglichkeit bei im Gegenstrom geführtem Kühlmittel die Anschlüsse für beide Rollen raumsparend am äußeren Zapfen einer Führungsrolle anzuordnen. Man kann das Kühlmittel aber auch in einer Richtung durch beide Rollen strömen lassen, wenn der äußere Zapfen einer Rolle mit einem Zufluß und der äußere Zapfen der anderen Rolle mit einem Abfluß versehen wird.
- Zur Erzielung einer guten Innenkühlung ist der Kühlmittelkanal im Bereich der Kupplungsscheibe zu einer Ringnut erweitert.
- Die Strangabstützung wird schließlich dadurch weiter verbessert, daß die Lager von in Stranglaufrichtung aufeinanderfolgenden Führungsrollen in Achsrichtung gegeneinander versetzt sind.
- In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
- Fig. 1 schematisch die Seitenansicht einer Stranggießanlage,
- Fig. 2 einen aus mehreren koaxial benachbart gelagerten Führungsrollen bestehenden Abschnitt der Strangführung,
- Fig. 3 einen anderen aus mehreren koaxial benachbart gelagerten Führungsrollen bestehenden Abschnitt der Strangführung,
- Fig. 4 im Teilschnitt zwei benachbart gelagerte Führungsrollen mit einer zwischengeordneten Kupplungsscheibe gemäß Fig. 2,
- Fig. 5 die Ansicht der Kupplungsscheibe gemäß Fig. 4,
- Fig. 6 im Teilschnitt zwei benachbart gelagerte Führungsrollen mit einer zwischengeordneten Kupplungsscheibe gemäß Fig. 3,
- Fig. 7 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie in Fig. 6.
- In der in Fig. 1 dargestellten Stranggießanlage ist eine einer Kokille 1 nachgeordnete bogenförmige Strangführung durch aufeinanderfolgend angeordnete Führungsrollen 2 und 3 gebildet. Die Führungsrollen 3 sind angetrieben.
- Die Fig. 2 und 3 zeigen Ausschnitte zweier alternativer Ausbildungen der Rollenführung. In beiden Ausbildungen sind jeweils zwei Strangführungsrollen 2a, 2b, 3a, 3b, bzw. 2c, 2d, 3c, 3d koaxial benachbart in je zwei Lagern 4, 5 und 6, 7 bzw. 8, 9 und 10, 11 unabhängig voneinander gelagert. Die Führungsrollen 2a und 2b- bzw. 2c und 2d sind mit je einem inneren Kanal 12 zum Durchfluß eines Kühlmittels versehen, wobei an den äußeren Zapfen der Rollen Drehdurchführungen 13, 14 angeordnet sind. Die angetriebenen Strangführungsrollen 3b und 3d sind mit einem Antriebsflansch 15 versehen. Hierbei erfolgt die Innenkühlung der koaxial gelagerten Führungsrollen 3a, 3b bzw. 3c, 3d nach dem Umkehrprinzip in zwei konzentrischen Kanälen 16, 17, wobei die Zu- und Ableitung des Kühlmittels durch eine doppelte Drehdurchführung 18 an den äußeren Zapfen der Führungsrollen 3a bzw. 3c erfolgt. Sowohl in der Ausbildung nach Fig. 2 als auch nach der Ausbildung in Fig. 3 sind die benachbarten Lager 5, 6 bzw. 9, 10 aufeinanderfolgender Führungsrollen zur besseren Abstützung des Stranges in Achsrichtung gegeneinander versetzt.
- Gemäß Fig. 2 ist zwischen den Führungsrollen 2a, 2b bzw. 3a, 3b je eine Kupplungsscheibe 19 angeordnet. Dieser Bereich ist vergrößert in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Die Verbindung der Führungsrollen 2a und 2b sowie 3a und 3b erfolgt nach dem Prinzip der Oldham-Kupplung, die einen Ausgleich von Achsabweichungen ermöglicht. Dazu ist die Kupplungsscheibe 19, wie Fig. 5 zeigt, auf beiden Seiten mit je einem Schlitz 20 und 21 versehen, die senkrecht zueinander verlaufen. An den Zapfen der Führungsrollen 2a, 2b, 3a, 3b sind flach ausgebildete Mitnehmer 22 bzw. 23 angeordnet, die in die Schlitze 20, 21 der Kupplungsscheibe 19 passend-eingeschoben sind. Der Durchmesser der Kupplungsscheibe 19 ist größer als die größte Höhe der Mitnehmer 22 und 23. Auf diese Weise werden ausreichend starke Kraftübertragungsquerschnitte 24, 25 und 26, 27 gewährleistet.
- Die Kühlmittelkanäle 12 der Führungsrollen 2a und 2b, 3a, 3b sind durch ein in die Rollenzapfen dichtend eingesetztes Rohrstück 28 verbunden.
- Zum Schutze der Wälzlager 29, 30 sind die Lager 5, 6 an der Strangseite mit je einem durch die Bleche 31, 32 gebildeten Kühlmantel 33, 34 versehen. Die Bleche 31, 32 sind zur Abschirmung über die Kupplungsscheibe 19 geführt.
- Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 ist je eine Kupplungsscheibe 35 zwischen den Lagern 9 und 10 der Führungsrollen 2c, 2d bzw. 3c, 3d angeordnet. Diese Ausführung ist im Ausschnitt vergrößert in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Danach ist die Kupplungsscheibe 35 beidseits mit Bohrungen 36 zur Zentrierunq auf den Zapfen der Rollen 2c, 2d, 3c, 3d versehen. Zur Drehmomentübertragung sind die Zapfen mit je einem Vierkant 37 versehen, die in je eine entsprechende Ausnehmung 38 der Kupplungsscheibe 35 passen. Die Kühlkanäle 16 der koaxialen Führungsrollen 2c, 2d, 3c, 3d sind durch in eine Durchgangsbohrung der Kupplungsscheibe 35 eingesetzte Rohrstücke 39, 40 verbunden, die dichtend in den Kühlkanälen 16 eingeschoben sind. Zwischen den Rohrstücken 39, 40 ist die Kupplungsscheibe 35 zur Kühlung durch eine Ringnut 41 erweitert.
- Der Außendurchmesser der Kupplungsscheibe 35 ist gleich den Außendurchmessern der benachbarten Führungsrollen 2c, 2d bzw. 3c, 3d. Dadurch wird der Gießstrang zwischen den Lagern 9, 10 durch die Kupplungsscheibe 35 abgestützt, wodurch der unges iützte Bereich auf die Breite eines Lagers 9 bzw. 10 beschränkt wird.
- Zur Abdichtung ist die Kupplungsscheibe 35 auf jeder Seite mit einer Ringnut 42 versehen, in die je ein Lagerring 43 eingreift.
- Die Kupplungsscheibe (19 bzw. 35) kann auch ringförmig gestaltet sein, wobei die Mitnehmerflächen z.B. als Innenverzahnung ausgebildet sind.
Claims (8)
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der Strangbabn eines Brammenstranges einander benachbarte Lagerzapfen zweier gekühlter Strangführungsrollen (2a, 2b, 3a, 3b, 2c, 2d, 3c, 3d) durch eine auf die Lagerzapfen aufsteckbare Kupplungsscheibe (19 bzw.35) verbunden sind und diese Kupplungsscheibe beidseitig mit den Lagerzapfen zusammenwirkende Mitnehmerflächen für die Drehbewegung aufweist.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplungsscheibe (19) zur Aufnahme flach ausgebildeter Mitnehmer (22, 23) der Führungsrollen (2a, 2b, 3a, 3b) in der Art einer Oldham-Kupplung beidseits mit einem Schlitz (20, 21) versehen ist, die senkrecht zueinander verlaufen, wobei der Außendurchmesser der Kupplungsscheibe größer ist als die Durchmesser der Rollenzapfen.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplungsscheibe (35) einen gleichen Außendurchmesser aufweist, wie die zugeordneten koaxial benachbarten Führungsrollen (2c, 2d, 3c, 3d).
dadurch gekennzeichnet,
daß an den benachbarten Lagerzapfen der Führungsrollen (2c, 2d, 3c, 3d) Vierkantzapfen (37) angeordnet sind, denen an jeder Seite der Kupplungsscheibe (35) eine entsprechende Ausnehmung (38) zugeordnet ist.
daß eine der benachbarten Führungsrollen (3b, 3d) mit einem Antrieb versehen ist.
daß die Kupplungsscheibe (19 bzw. 35) und/oder die benachbarten Rollenzapfen Einrichtungen zur Verbindung der Kühlmediumzu- und -abführung von einer Rolle zur benachbarten Rolle aufweisen.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühlmittelführung (16) im Bereich der Kupplungsscheibe zu einer Ringnut (41) erweitert ist.
daß die Lager (5, 6 bzw. 9, 10) von in Strangrichtung aufeinanderfolgenden Führungsrollen (2a, 2b, 3a, 3b bzw. 2c, 2d, 3c, 3d) in Achsrichtung gegeneinander versetzt sind.
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