DE1583619A1 - Transport- bzw. Stuetzwalze fuer Metall-,insbesondere Stahlstranggiessanlagen - Google Patents

Description

DSMG Aktiengesellschaft^--_A _ „ _A β. 12. 1967 41 Duisburg, 1583619 " -5325/DST -

Wolfgang-Reuter-Platz Fl/il

Transport- bzw. Stützwalze für Metall-, insbesondere S tahls tranggi eß anlagen

Die .Erfindung betrifft das Gebiet einer Transport- bzw. Stützwalze für Metall-, insbesondere Stahlstranggießanlagen mit einer hohlen Achse für die Zufuhr von Kühlmittel, von der aus Kühlmittelkanäle unter den umlaufenden Walzenmantel führen.

Aus der USA-Patentschrift 3 307 228 ist es bekannt, an Stranggießanlagen verwendete Walzen mit hohler Achse zu versehen, öffnungen zum Walzenhohlraum leiten das Kühlwasser unter den Walzenmantel. Es verläßt den Walzenhohlraum durch stirnwandseitige öffnungen und tropft auf die tiefer liegenden Anlagenteile.

Eine ähnliche Lösung vermittelt die deutsche Patentschrift 1105 5Ö7· Die Walze ist ebenfalls hohl und als fliegend gelagerte Walze ausgeführt, so daß das Drehlager außerhalb der Walze zu liegen kommt. Solche Kühleinrichtungen erfüllen den Zweck bei kleinen Stranganpreßkräften sowie geringer erforderlicher Kühlwirkung bei entsprechend j kleinem Strangquerschnitt.

Das auslaufende Leckwasser, vorausgesetzt nicht im Be-

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trieb nachlassender Dichtwirkung,berührt dann den Strang nur wenig. Grundsätzlich ist es jedoch unerwünscht, daß' das Leckwasser zur Strangkühlung beiträgt, weil daraus ein Einfluß unkontrollierbarer Größe und von großer Unregelmäßigkeit entsteht.

Das Leckwasser bildet eine besondere Schwierigkeit bei Brammenquerschnitten, wo mehrere Walzen kurzer Länge jeweils an Gabeln einzeln in einer Reihe gelagert sind. Bei Strangbreiten von 2 100 mm und mehr ergibt sich eine größere Zahl von Gabelstücken mit Lagersteinen,durch die das Kühlwasser eingeführt wird. An jeder Dichtstelle zwischen Walzenmantel und Lagerstein tropft Wasser auf den Strang. Von großer Empfindlichkeit gegen überschnelles Abkühlen können Stähle besonderer Zusammensetzung sein. Bei Feinkornstählen sind schon Risse in der Oberfläche vorgekommen, die die Brauchbarkeit des gesamten Abgusses infrage stellen.

Diese Schwierigkeit könnte durch eine einzige, lange Walze über die Strangbreite ausgeglichen werden, jedoch stellt sich damit gleich eine ganze Reihe von Problemen. Eine solch lange Walze unterliegt einer besonders hohen Biegebeanspruchung, da die Lagergabeln weit auseinander liegen. Durch den.Abstand zwischen Drehlager und Gabelangriffspunkt entsteht eine zusätzliche Vergrößerung des maximalen Biegemomentes, dessen Größe zwischen den Lagern zwar gleich groß bleibt, sich jedoch aus dem Produkt Gabelkraft mal Abstand zum Drehlager bestimmt. Große Anpresskräfte bei hohem Stranggewicht, sind jedoch notwendig. So liegt bei bekannten Anlagen die Belastung einer Walze bei 90 Mp und mehr. An und für sich ist ein überstehen der Walze über die Strangbreite vorteilhaft hinsichtlich der im gewissen Umfang nicht ausschaltbaren Kühlmittel-Leckverluste. Eine besondere Schwierigkeit entsteht durch die gegensätzlichen Forderungen, für eine gute Wärmeabfuhr durch einen dünnen Walzenmantel , ■ zu sorgen, der durch eine hohe Biegespannung belastet ist.

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Eine andere Forderung bestellt in einer ausreichenden Kühlung der Drehlager, um Verschleiß und frühzeitigen Ausfall der gesamten Walze zu verhindern. Eine zusätzliche Belastung stellt auch noch der verlangte geringe Durchmesser der Walze dar. Wenn Wälzlager verwendet werden, so richten sich die Durchmesser nach den Kräften und stellen damit ein Ausgangsmaß der Walze dar.

Die vorliegende Erfindung hat sich deshalb zum Ziel gesetzt, sowohl die Beanspruchung der Walzen als auch deren Kühlung zu verbessern, um ein Optimum von Walzmanteldicke, Kühlung der Walze, Kühlung der Drehlager, sowie bei relativ großer Länge der Walze wegen der Leckverluste weitere Vorteile zu erreichen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß die im Bereich des Walzenmantels verlaufenden Kühlmittelkanäle in Schraubenlinienform" ausgeführt sind, wobei Ein- und/oder Mehrgängigkeit vorgesehen ist. Im allgemeinen wird es also notwendig sein, bei durchgehenden, ungeteilten Walzen die langer sind als die Breite des Stranges, eine Verstärkung der Walzenraanteldicke vorzunehmen, wobei eine intensivere Kühlung gestattet, auf ein höheres Maß zu gehen. Die Schraubenlinienform eignet sich aber insbesondere deshalb günstig, weil ein entsprechender, der Festigkeitsrechnung zugrundezulegender Querschnitt nur durch das Kanalprofil des Kühlkanals gemindert wird, Jedoch nicht wie dies bei geraden Kanälen in Längsrichtung der Walze der Fall wäre, durch eine allgemeine Querschnittsverminderung durch die Tiefe des Kanalquerschnittes. Unter Zugrundelegung einer intensiveren Kühlung ist der Walzenmantel ohnehin geringer thermisch beansprucht, so daß an und für sich eine übermäßige Walzenmanteldicke nicht vorgesehen zu werden braucht.

Eine besonders günstige Ausgestaltungsform des Grundgedankens der Erfindung besteht darin, daß beidendig der

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Walze angeordnete Drehlager vorgesehen sind, in deren Bereich die schraubenlinienförmigen Kühlkanäle mehrgängig und im Zwischenbereich eingängig sind. Die Drehlager sind ' dadurch besonders stark gekühlt., wodurch ihre Lebensdauer entscheidend beeinflußt wird.

Die Erfindung kann außerdem dahingehend verbessert sein, daß die Drehlager mit ihrem Außenring in Hülsen liegen, an deren Außenmantel die Kühlkanäle eingearbeitet, z.B. eingegossen sind. Der Aus- und Einbau der Lager vereinfacht sich dadurch, sehr- und die Fertigung derartiger Kühlkanal systeme wird verbilligt.

Eine besonders günstige Anwendung des Grundgedankens der Erfindung liegt aber darin, daß die Verbindungskanäle von der hohlen Achse zu den Walzenmantel-Kühlmittelkanälen hinter den Drehlagern an der der Walzenlängenmitte zugewandten Seite liegen, jeweils zu einem Anfang der mehrgängigen Kühlmittelkanäle die Verbindung bilden, wobei zwei benachbarte Kanäle vor der Walzenstirnseite miteinander derart verbunden sind, daß ein dichtender Steg bis zur Randkante besteht und ein Kanal des Kanalpaares in die Kanäle des mittleren Bereichs der Walze mündet. Die Gesamtheit dieser Maßnahmen erstreckt sich darauf, neben einer intensiven Kühlung von Walze und Drehlagern, insbesondere den Abstand der Krafteinleitung aus der Gabel bis zur Lagermitte so klein wie nur möglich zu halten, um damit das maximale Biegemoment zu reduzieren. Diesem wichtigen Vorteil schließt sich an, daß trotz mehrgängiger und/oder eingängiger schraubenförmiger Kühlkanäle ein Kühlmitteldurchlauf möglich ist, der Wassereinlauf auf der einen Gabelseite und Wasserauslauf auf der anderen Gabelseite gestattet. Innerhalb dieser Strecke sind die Kühlzonen über den Lagern besonders intensiv gehalten und nur durch evtl. Einfügung einer das Lat'er aufnehmenden Hülse geschwächt, so daß diese kurzen Bc-:-c-;iche, in denen das Biegemoment verhältnismäßig gering ist, Vo]Ii;; analog den auftretenden Festigkeit?:·- und

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Wärmebeanspruchungen ausgenutet sind. Demgegenüber kann der mittlere Bereich der Walze auf die auftretende maximale Biegespannung ausgelegt sein, ohne daß die Kühlwirkung beispielsweise durch nur eingängige Kühlkanalführung beeinträchtigt wird·

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und im folgenden näher erläutert., wobei weitere •wichtige Merkmale der Erfindung entnommen werden können:

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt mit einem Walzenpaar., das mittels beidseitig angeordneter Gabe3nin einem weiter nicht dargestellten Stützwalzengerüst gehalten ist.

Fig. 2 ist ein Achsenquerschnitt durch die erfindungsgemäße Transport- bzw. Stützwalze.

Fig. 3? stellt die Abwicklung des Mantels einer Drehlagerhülse dar, an deren Umfang die Kühlkanäle eingegossen sind.

Das Stützwalzengerüst an einer Stranggießanlage besitzt einen Oberteil I₉ einen Unterteil 2, an den mittels Gabeln ; <üe jeweils die Walzen 4 gelagert sind. Diese stützen den im mehr oder weniger erstarrten Zustand befindlichen Gießstrang 5, der im Ausführungsbeispiel als Brammenquerschnitt dargestellt ist·

Die in Fig* 2 näher dargestellte V/alzc k besteht im wesentlichen auf; einem Zylindermantel 6, der umläuft und einer stillstehenden Achse 7. Die Achse 7 wird mittels der

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Gabeln 3 (Pig. l) an Ausnehmungen 8 gehalten. Ein Ab si ζ 9 der Achse 7 dient zur Aufnahme der Drehlager 10. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um Wälzlager, die mit ihrem Außenring in Hülsen 11 festsitzend gelagert sind. Gegen axiale Verschiebung sind die Hülsen 11 mittels Deckel 12 am Walzenmantel β verschraubt.

Die Achse 7 ist von beiden Enden her hohl gebohrt und diese Bohrungen I3 weisen'weitere Radialbohrungen 14 auf, die in eine ringförmige Aussparung 11a der Hülse 11 münden. Von dort aus führen nunmehr einzelne Bohrungen 15 zu den schraubenlinienformigen Kühlmittelkanälen 16.

Fig. 3 zeigt, daß die Bohrungen I5 Jeweils am Anfang 17 eines mehrgängigen Kanales sitzen, wobei jeweils zwei benachbarte Kanäle l6 im Bereich der Randkante l8 miteinander verbunden sind. Das Kühlwasser fließt also von der Bohrung 15 kommend in die Kanäle l6 und von dort über "den Ausgang in die Ringnut 20.des Walzenmantels 6.

Das Kühlkanalsystem der Walze 4 ist somit in drei Abschnitte gegliedert. An beiden Enden der Walze 4 befinden sich mehrgängige Kühlkanal-Hülsen 11 und in der Mitte der Walze ein Zwischenbereich 21 mit eingängigen schraubenlinienformigen KUhlkanälen.

Die Bohrungen 13 der Achsenden sind mit Deckeln 22 verschlossen, so daß das Kühlmittel durch öffnungen 23 aus der in Fig. 2 nicht dargestellten Gabel 3 eintritt und von dort aus über die Bohrungen 14 in die Ringnut 11a gelangt. Hindurchtretend durch die Verbindungs-Bohrungen 15 gelangt das Kühlmittel in die Paare l6 der Kühlmittelkanäle und von dort aus über den Austritt 19 in die Ringnute 20 des Walzenmantels 6. Über ähnliche öffnungen wie die mit 19 bezeichneten durchfließt das Kühlmittel den Zwischenbeveich ":'.l_t Mhi UlKvr dLeselbe Ririp;nute 20 wiederum in die Kühlkan-Ue

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•16 der Hülse 11 zu gelangen. Jedoch ist diese auf der linken Hälfte der Zeichnung mit einer anderen Steigung versehen als dies die Pig. 3 vorsieht. Das Kühlmittel gelangt schließlich über die Bohrungen 15, 14 und 13 aus der Achse 7 heraus durch eine entsprechende öffnung 2J und durch die Gabel J hindurch zurück zu einem weiter nicht gezeigten Sammelbehälter.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Transport- bzw. Stützwalze für Metall-, insbesondere Stahlstranggießanlagen, mit einer hohlen Achse für die Zufuhr von Kühlmittel, von der aus Kühlmittelkanäle unter den umlaufenden Walzenmantel führen,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß die im Bereich des Walzenmantels (6) verlaufenden Kühlmittelkanäle in Schraubenlinienform ausgeführt sind, .wobei Sin- und/oder Mehrgängigkeit vorgesehen ist.

   2. Transportwalze nach Anspruch 1,

   gekennzeichnet durch beidendig der Walze (4) angeordnete Drehlager (lO), in deren Bereich die schraubenlinienförmigen Kühlkanäle (l6) mehrgängig und im Zwifirohenbereioh (21) eingängig sind.

   5. Transportwalze nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Drehlager (ίο) mit ihrem Außenring in Hülsen (ll) liegen, an deren Außenmantel die Kühlkanäle (l6) eingearbeitet, zum Beispiel eingegossen, sind.

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   Transportwalze nach den Ansprüchen 1 bis ;?, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Verbindungskanäle (14, 15) von der hohlen Achse (7) zu den V/alzenmantel-Kühlraittelkanälen (l6) hinter den Drehlagern (lO) an der der Walzenlängenmitte zugewandten Seite liegen, jeweils zu einem Anfang (17) der mehrgängigen Kühlmittelkanäle (16) die Verbindung bilden, wobei zwei benachbarte Kanäle (ΐβ) vor der Walzen-Stirnseite miteinander derart verbunden sind, daß ein dichtender Steg bis zur Randkante (l8) besteht una ein Kanal (l6) des Kanalpaares in die Kanäle (ΐβ) des mittleren Bereichs (21) der Walze (4) mündet (19)·

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