RU2002536C1 - Profiling apparatus for bearing roller of secondary cooling zone in billet continuous casting machine - Google Patents

Description

поддерживающих элементов (роликов), которые в дальнейшем инициируют развитие трещин в теле ролика от действи  статических и циклических механических нагрузок. В результате этого поддерживающие зле- менты имеют ограниченный срок эксплуатации , вследствие поражени  трещинами и неравномерности износа их поверхности, что и определ ет необходимость их замены по регламенту. Таким образом, стойкость поддерживающих элементов определ ет общий срок кампании МНЛЗ, а затраты на содержание, замену и ремонт элементов роликового аппарата машины определ ют значительное возрастание себестоимости выпускаемой продукции. В тоже врем , эксплуатаци  машины непрерывного лить  во второй половине кампании при общеприн тых технологических услови х сопр жена с увеличением количества дефектных загото- вок, которые обусловлены отклонением формы профил  ролика от заданного технологией вследствие износа его бочки и изменением геометрии ручь  МНЛЗ.supporting elements (rollers), which subsequently initiate the development of cracks in the roller body from the action of static and cyclic mechanical loads. As a result, the supporting elements have a limited life, due to cracking and uneven wear on their surface, which determines the need for replacement according to the regulations. Thus, the durability of the supporting elements determines the total duration of the CCM campaign, and the costs of maintaining, replacing and repairing the elements of the roller apparatus of the machine determine a significant increase in the cost of production. At the same time, the operation of a continuous casting machine in the second half of the campaign under generally accepted technological conditions is associated with an increase in the number of defective billets, which are caused by the deviation of the shape of the profile of the roller from the set by the technology due to wear of its barrel and a change in geometry of the caster.

В отличие от известных устройств, за в- ленное устройство дл  профилировани  поддерживающего ролика МНЛЗ снабжено балкой, опирающейс  на корпусы подшипниковых опор роликов, и взаимодействующей со шлифующими элементами. Указанный признак позвол ет размещать шлифующие элементы непосредственно в ручье машины непрерывного лить . При этом возникновение износа и операци  восстановлени  профил  бочки до заданной формы совмещены во времени и пространстве и протекают одновременно. Осуществление указанного признака обуславливает возможность обеспечени  заданного профил  неизменным в течение всей кампании эксплуатации МНЛЗ. При этом выпадает целый р д операций, характерных дл  обычных технологий разливки, св занных с остановкой машины, демонтажем роликовых секций, извлечением роликов и их под- шипниковых опор и передачей их в специальные подразделени  дл  корректировки профил  их поверхности. Кроме того, размещение шлифующих элементов непосредственно в ручье позвол ет в значитель- ной степени уменьшить  вление возникновени  в теле ролика трещин, идущих от его рабочей поверхности и повышающих опасность разрушени  ролика в ходе его эксплуатации. Как известно, возникно- вение трещин начинаетс  с зарождени  точечных дефектов по поверхности бочки, которые с течением времени получают развитие и могут прин ть вид магистральной трещины в результате совместного воздействи  высоких механических и термических нагрузок в услови х малоцикловой устало сти. Возникновение трещин в теле ролика можно предотвратить, если создать услови  дл  ликвидации точечных дефектов. Указанные услови  создаютс  в случае применени  шлифующих элементов в рабочем пространстве роликовых секций зоны вторичного охлаждени , при этом в очаге контакта поверхностного дефекта со шлифующим элементом происходит изменение напр женного состо ни  с двухосного на трехосное, что уменьшает максимальные значени  напр жений в дефектных участках. Воздействие шлифующего элемента на точечный дефект в течение нескольких оборотов ролика уменьшает размеры дефекта и ведет к релаксации напр женного состо ни  в указанных област х .Unlike the known devices, the caster for profiling the supporting roller of the continuous casting machine is equipped with a beam resting on the housings of the roller bearing bearings and interacting with grinding elements. This feature allows the grinding elements to be placed directly in the stream of a continuous casting machine. In this case, the occurrence of wear and the operation of restoring the barrel profile to a predetermined shape are combined in time and space and proceed simultaneously. The implementation of this feature makes it possible to provide a predetermined profile unchanged throughout the entire CCM operation campaign. This results in a whole series of operations characteristic of conventional casting technologies associated with stopping the machine, dismantling the roller sections, removing the rollers and their bearing bearings and transferring them to special units to adjust their surface profile. In addition, the placement of grinding elements directly in the stream allows to significantly reduce the occurrence of cracks in the roller body coming from its working surface and increasing the risk of destruction of the roller during its operation. As is known, the appearance of cracks begins with the emergence of point defects on the surface of the barrel, which over time develop and can take the form of a main crack as a result of the combined action of high mechanical and thermal loads under conditions of low-cycle fatigue. Cracks in the body of the roller can be prevented if conditions are created to eliminate point defects. These conditions are created when grinding elements are used in the working space of the roller sections of the secondary cooling zone, and in the contact area of the surface defect with the grinding element, the stress state changes from biaxial to triaxial, which reduces the maximum stress values in the defective sections. The impact of the grinding element on a point defect during several revolutions of the roller reduces the size of the defect and leads to relaxation of the stress state in these regions.

Признак непрерывности размещени  шлифующих элементов вдоль образующей оси балки позвол ет сохран ть заданный профиль ролика на всей его длине, что дает возможность развивать слитки любой ширины на одной и той же МНЛЗ без дополнительных остановок и профилактических наладочных операций.A sign of the continuity of the placement of grinding elements along the generatrix of the beam axis allows you to save a given profile of the roller along its entire length, which makes it possible to develop ingots of any width on the same continuous casting machine without additional stops and preventive commissioning operations.

Балка взаимодействует со шлифующими элементами посредством пружин. Это обуславливает посто нное поджатие шлифующих элементов к поверхности бочки ро- лика с посто нным усилием, что обеспечивает равномерность прижати  элементов к ролику при работе машины. В то же врем , заданный нецмлиндрический профиль поддерживающего ролика может быть обеспечен за счет распределени  жесткости пружин шлифующих элементов в соответствии с формой профил . При этом возможно сохранение профил  ролика практически любой формы.The beam interacts with grinding elements through springs. This causes a constant compression of the grinding elements to the surface of the roller barrel with constant force, which ensures uniform pressing of the elements to the roller during operation of the machine. At the same time, a predetermined non-cylindrical profile of the supporting roller can be achieved by distributing the stiffness of the springs of the grinding elements in accordance with the profile shape. In this case, it is possible to save the profile of the roller of almost any shape.

Опирание балки- на подшипниковые опоры при помощи упругих элементов обеспечивает работоспособность устройства при длительном времени его эксплуатации. Указанные упругие элементы обеспечивают посто нное поджатие балки со шлифующими элементами к поверхности ролика по мере износа его бочки и соответственного уменьшени  его диаметра.Bearing support - on bearings using elastic elements ensures the operability of the device for a long time of its operation. These elastic elements provide a constant compression of the beam with grinding elements to the surface of the roller as its barrel wears out and its diameter decreases accordingly.

Выполнение шлифующих элементов с плоскими соприкасающимис  поверхност ми , расположенными относительно образующей оси балки под углом, отличным от пр мого, определ ет оптимальные услови  работы устройства в точках контакта шлифующих элементов друг с другом. При любой степени обработки соприкасающихс  поверхностей между шлифующими элементаMI- обчзательно образуетс  минимальный зазор который обусловлен величиной мак- симзльных пыступов обработанных ловерх- При установке шлифующих соприкасающимис  поверхност ми под углом к оси балки, например под vi лом 45°, каждый шлифующий элемент имеет зону перекрыти  с соседним элементом с общей плоскостью соприкосновени , этом радиальные нагрузки, воспринимаемые отдельно вз тым шлифующим элементом распредел ютс  и на соседний злсгн нт, перекрывающий его В результате совместного действи  усилий поджати  гч-у инагчл и радиапьных нагрузок от по- 4i JJ MOCTI. бочки ролика реализуетс  про- поджатм  шлифующих элементов друг д г, гу в осевом направлении и возможно -ч -. vifvjMiie их соприкасающихс  поверхi jj-гси , ч го обеспечивает равномерностьThe implementation of grinding elements with flat contacting surfaces located relative to the generatrix of the beam at an angle different from the straight one determines the optimal operating conditions of the device at the contact points of the grinding elements with each other. At any degree of processing of the contacting surfaces between the grinding elements of the MI-element, a minimum gap is formed, which is due to the size of the maximal bumps of the machined surfaces. adjacent element with a common plane of contact, this radial load, perceived separately taken by the grinding element is distributed and the neighboring zsgnt nt, overlap his as a result of the combined efforts of tightening the warp and the load and radio loads from the 4i JJ MOCTI. the barrel of the roller is implemented by pressing the grinding elements each d, g in the axial direction and possibly -h -. vifvjMiie their contacting on top of the jj-gsi, which ensures uniformity

озд чТсгсп  шлифующих элементов на ро- п 1  геи его дпинеozd hTsgsp of grinding elements on track 1 gay of its dpin

Hi a d i показано устройство дл  про- члирооани  поддерживающего ролика, се- иечие А А на фиг 2 схема распределени  усилий на шлифующие элементы при выполнении их соприкасающихс  поверхностей под углом к оси балкиHi a d i shows a device for grinding a support roller, section A A in Fig. 2 shows the distribution of forces on grinding elements when making their contacting surfaces at an angle to the axis of the beam

Устройство дл  профилировани  поддерживающего ролика включает корпусы подшипниковых опор 1 поддерживающих ротиков 2 и шлифующие элементы 3 Балка А опираетс  на корпусы подшипниковых опор 1 и взаимодействует посредством пружин 5 с каждым из шлифующих элементов 3, которые размещены непрерывно вдоль образующей оси балки 4. Ьалка 4 опираетс  на подшипниковые опоры при помощи упругих элементов 6 Соприкасающиес  поверхности 7 и 8 произвольно выделенных шлифующих элементов 3 выполнены плоскими и расположены под углом а к. оси балки, причем а & 90°The device for profiling the support roller includes bearing housing 1 of the supporting rotors 2 and grinding elements 3. The beam A is supported by the bearing housing 1 and interacts by means of springs 5 with each of the grinding elements 3, which are placed continuously along the generatrix axis of the beam 4. The beam 4 rests on bearing bearings by means of elastic elements 6 The contacting surfaces 7 and 8 of the randomly selected grinding elements 3 are made flat and are located at an angle a to the axis of the beam, with a & 90 °

В период работы машины непрерывного лить  заготовок поддерживающие ролики 2, опира сь на корпусы подшипниковых опор 1, вращаютс  и обеспечивают поддержание и направление формирующейс  заготовки . В результате контакта с гор чей заготовкой происходит коррозионно-меха- нический износ ролика на ею стороне Б. При этом износ происходит неравномерно относительно площади контакта ролика и слитка. Шлифующие элементы 3, размещенные непрерывно вдоль оси балки 4 и поджимаемые пружинами 5 к поверхности ролика 2, осуществл ют механическое выравнивание профил  бочки ролика в соответствии с распределением жесткости пружин 5 ПриDuring the operation of the continuous casting machine, the supporting rollers 2, being supported on the housing of the bearing bearings 1, rotate and provide support and direction of the forming workpiece. As a result of contact with a hot billet, corrosion-mechanical wear of the roller occurs on its side B. In this case, wear occurs unevenly with respect to the contact area of the roller and the ingot. The grinding elements 3, placed continuously along the axis of the beam 4 and pressed by springs 5 to the surface of the roller 2, carry out mechanical alignment of the profile of the barrel of the roller in accordance with the distribution of spring stiffness 5

этом каждый шлифующий элемент испытывает как радиальные, так и осевые нагрузки (фиг.2), которые в ходе эксплуатации устройства обеспечивают минимальную величинуthis each grinding element experiences both radial and axial loads (figure 2), which during operation of the device provide a minimum value

зазора между соприкасающимис  поверхност ми 7 и 8. Упругие элементы 6 обеспечивают поджатие балки к образующей бочки ролика в течение его эксплуатации. Каждый оборот ролика сопровождаетс  определен0 ной величиной износа по стороне Б и выравниванием профил  поверхности ролика на его противоположной сторонеthe gap between the contacting surfaces 7 and 8. The elastic elements 6 provide a preload of the beam to the forming barrel of the roller during its operation. Each revolution of the roller is accompanied by a certain amount of wear on side B and the alignment of the surface profile of the roller on its opposite side

Таким образом, предлагаемое устройство дл  профилировани  поддерживающегоThus, the proposed device for profiling support

5 ролика зоны вторичного охлаждени  МНЛЗ позвол ет обеспечить заданный профиль ролика и отливаемой заготовки в течение всей кампании эксплуатации машины непрерывного лить  заготовок, независимо от5 rollers of the secondary cooling zone of the continuous casting machine allows to provide a predetermined profile of the roller and the cast billet during the entire campaign of operation of the continuous casting machine, regardless of

0 величины его износа, ликвидирует процесс образовани  трещин в теле ролика и увеличивает продолжительность кампании МНЛЗ за счет продлени  ресурса работы поддерживающих элементов0 of its wear, eliminates the process of cracking in the roller body and increases the duration of the caster campaign by extending the life of the supporting elements

5В качестве примера конкретного выполнени  за вленного устройства может быть рассмотрено устройство дл  профилировани  поддерживающего ролика диаметром 300 мм, установленного на радиальном уча0 сгке машины непрерывного лить  стальных заготовок ККЦ Металлургического комбината Азовсталь Длина бочки ролика 2050 мм Балка, опирающа с  на корпусы подшипниковых олор. взаимодействует по5 средством пружин с шестнадцатью шлифующими элементами длиной 128 мм, установленными непрерывно вдоль образующей оси балки При этом образующие оси балки и оси ролика параллельны между со0 бой. Распределение жесткости пружин шлифующих элементов описываетс  кривой второго пор дка и составл ет следующий р д значений z, кгс/мм: 14, 10; 8; 6: 4,5; 3,5; 3; 3; 3; 3, 3,5, 4,5; 6, 8; 10; 14 Балка опира5 етс  на подшипниковые опоры при помощи упругих элементов, выполненных в виде V- образных рессорных элементов из полосовой стали 5М5ГОСТ 7419-74 (60С2 ГОСТ 14959-69)5 As an example of a specific embodiment of the claimed device, a device for profiling a supporting roller with a diameter of 300 mm mounted on a radially controlled continuous casting machine of steel billets of the KKZ Metallurgical Plant Azovstal Roller barrel length 2050 mm A beam resting on bearing housings olor can be considered. interacts by means of springs with sixteen grinding elements 128 mm long, installed continuously along the generatrix of the beam axis. In this case, the generatrix of the beam axis and the roller axis are parallel between themselves. The stiffness distribution of the springs of the grinding elements is described by a second-order curve and is as follows: z, kgf / mm: 14, 10; 8; 6: 4,5; 3.5; 3; 3; 3; 3, 3.5, 4.5; 6, 8; 10; 14 The beam is supported on bearings using elastic elements made in the form of V-shaped spring elements made of strip steel 5M5GOST 7419-74 (60С2 GOST 14959-69)

0Соприкасающиес  поверхности шлифующих элементов выполнены плоскими и расположены под углом 60° к оси балки. Шлифующие элементы выполнены в виде камней с рабочей поверхностью контакта0 The contacting surfaces of the grinding elements are made flat and are located at an angle of 60 ° to the axis of the beam. The grinding elements are made in the form of stones with a working contact surface

5 мм дл  выравнивани  профил  бочки ролика. Чистота обработки соприкасающихс  поверхностей - Rz 80 Применение устройства с указанными параметрами позвол ет ликвидировать процесс образовани  трещин е теле ролика и увеличить срок5 mm to align the roll barrel profile. Clean contact surfaces - Rz 80 The use of a device with the specified parameters eliminates the process of cracking on the roller body and increases the durability

эксплуатации роликов и соответственно кампанию МНЛЗ в 2...4 раза с сохранением заданного профил  ролика в течение всего периода эксплуатации, что положительно сказываетс  на качестве заготовки.operation of the rollers and, accordingly, the CCM campaign 2 ... 4 times while maintaining the specified profile of the roller during the entire period of operation, which positively affects the quality of the workpiece.

Применение устройства с указанными параметрами позвол ет ликвидировать процесс образовани  трещин в теле ролика. увеличить срок эксплуатации роликов и соответственно кампанию МНЛЗ в 2...4 раза с сохранением заданного профил  ролика в течение всего периода эксплуатации, что положительно сказываетс  на качестве заготовки .The use of a device with the indicated parameters makes it possible to eliminate the process of cracking in the roller body. increase the life of the rollers and, accordingly, the CCM campaign by 2 ... 4 times while maintaining the given roller profile throughout the entire period of operation, which positively affects the quality of the workpiece.

00

Таким образом, за вленна  совокупность отличительных признаков предлагаемого устройства обеспечивает поставленную задачу сохранени  заданного профил  поддерживающего ролика и отливаемой заготовки в течение всей кампании эксплуатации МНЛЗ, уменьшени   влени  трещинообразовани  в теле ролика и увеличени  продолжительности кампании за счет продлени  ресурса работы поддерживающих элементов ЭВО МНЛЗ. (56) Патент Японии № 55-4003, кл. В 21 В 28/04, 1980.Thus, the claimed combination of distinguishing features of the proposed device provides the task of preserving a given profile of the supporting roller and cast billet throughout the entire operation of the caster, reducing the occurrence of cracking in the roller body and increasing the duration of the campaign by extending the service life of the supporting elements of the caster continuous casting machine. (56) Japan Patent No. 55-4003, CL B 21 B 28/04, 1980.

Авторское свидетельство СССР N 1516156. кл. В 21 В 28/04, 1989.USSR author's certificate N 1516156. cl. B 21 B 28/04, 1989.

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОФИЛИРО- прижати  - в виде пружин, кажда  из кото- ВАНИЯ ПОДДЕРЖИВАЮЩЕГО РОЛИКА рых соединена одним концом с элементом ЗОНЫ ВТОРИЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ МА- 20 узла шлифовани , а другим-с балкой.1. DEVICE FOR PROFILE-pressing - in the form of springs, each of which SUPPORTS THE ROLLER is connected at one end to the element of the SECONDARY COOLING ZONE MA-20 of the grinding unit, and to the beam with the other. ШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК , содержащее балку, установленную на корпусах подшипниковых опор поддерживающих роликов, размещенный вдоль балки узел шлифовани  валка со средствами прижати  к его рабочей поверхности, отличающеес  тем, что узел шлифовани  выполнен составным из отдельных примы1 6 S 3 if 5TIRE OF CONTINUOUS PREPARATION OF Billets, comprising a beam mounted on the bearing housings of the supporting rollers, a roller grinding unit located along the beam with means pressed against its working surface, characterized in that the grinding unit is made up of separate primaries 1 6 S 3 if 5 2525 2.Устройство по п.1, отличающеес  тем, что балка оперта на подшипниковые опоры через упругие элементы.2. The device according to claim 1, characterized in that the beam is supported on bearing bearings through elastic elements. 3.Устройство по п.1, отличающеес  тем, что контактные поверхности шлифующих элементов выполнены плоскими и расположены под углом к оси балки, отличным от нул .3. The device according to claim 1, characterized in that the contact surfaces of the grinding elements are made flat and are located at an angle to the axis of the beam other than zero. гg -ЦД5-CD5 2.Устройство по п.1, отличающеес  тем, что балка оперта на подшипниковые опоры через упругие элементы.2. The device according to claim 1, characterized in that the beam is supported on bearing bearings through elastic elements. 3.Устройство по п.1, отличающеес  тем, что контактные поверхности шлифующих элементов выполнены плоскими и расположены под углом к оси балки, отличным от нул .3. The device according to claim 1, characterized in that the contact surfaces of the grinding elements are made flat and are located at an angle to the axis of the beam other than zero. гg