用于在连铸设备中的铸坯引导的导辊以及辊子组件.pdf

导辊在两侧相应包括设有滑动支承(14)的支承轴颈(13)，支承轴颈相应构造为空心枢轴并且可与冷却介质供给管路相连接，以便将冷却介质通过空心枢轴导引到冷却介质通道(12)中或者将其从冷却介质通道(12)中导出，其中，滑动支承(14)通过冷却介质润滑，冷却介质被导引通过构造为空心枢轴的支承轴颈(13)。用于连铸设备的辊子组件设有多个导辊(1)。导辊(1)沿着通过连铸设备生产的铸坯(2)以彼此具有轴向距离的方式来布置并且相应可旋转地支承在支承体(3)中，支承体(3)相应预紧地布置在至少一个框架件(4,5)处。支承体(3)借助于弹性屈服的连接器件(6)自调整地支承在框架件(4,5)处。即使在所生产的铸坯的在运行时间期间或由于连铸设备的改变的工艺参数引起的铸坯截面变化时，导辊的最初调整的压紧力保持基本上不变。

权利要求书
1.   一种用于连铸设备的铸坯引导的导辊，其可可旋转地支承在支承体(3)中并且可与冷却介质供给管路相连接、并且包括辊芯(10)以及围绕所述辊芯(10)布置的辊罩(11)，其特征在于，所述导辊在两侧相应包括设有滑动支承(14)的支承轴颈(13)，其相应构造为空心枢轴并且可与冷却介质供给管路相连接，以便将冷却介质通过所述空心枢轴导引到冷却介质通道(12)中或者将其从冷却介质通道(12)中导出。

2.   根据权利要求1所述的导辊，其特征在于，所述辊芯(10)具有基本上螺旋形的冷却介质通道(12)，其可与所述冷却介质供给管路相连接以用于引导冷却介质通过所述导辊。

3.   根据权利要求2所述的导辊，其特征在于，构造为空心枢轴的所述支承轴颈(13)相应通过径向的连接通道(17)与所述螺旋形的冷却介质通道(12)相连接。

4.   根据上述权利要求1至3中任一项所述的导辊，其特征在于，在所述支承体(3)中的通道(15)或在所述辊芯(10)的中心中的通道(17')如此确定尺寸，即，其在端侧包围外部的滑动支承(14)，从而冷却介质可在滑动支承(14)和所述支承体(3)或辊芯(10)之间流入，以便在所述滑动支承(14)中引起润滑、冷却和/或冲洗。

5.   根据上述权利要求1至4中任一项所述的导辊，其特征在于，所述支承轴颈(13)制成为所述辊芯(10)或所述支承体(3)的组成部分。

6.   根据上述权利要求1至5中任一项所述的导辊，其特征在于，所述支承轴颈(13)和所述滑动支承(14)制成一体。

7.   一种用于连铸设备的辊子组件，其带有设置为支撑辊子的多个导辊(1)，导辊(1)沿着通过所述连铸设备生产的铸坯(2)以彼此具有轴向距离的方式来布置并且相应可旋转地支承在支承体(3)中，其中，所述支承体(3)相应预紧地布置在至少一个框架件(4,5)处，其特征在于，所述支承体(3)借助于弹性屈服的连接器件(6)自调整地支承在所述框架件(4,5)处，其中，所述连接器件(6)通过由弹性材料－例如弹簧钢－制成的托架或带状件形成。

8.   根据权利要求7所述的辊子组件，其特征在于，所述框架件(4,5)可刚性地与为铸型(6)设置的振动台或与连铸机的刚性结构相连接，所述支承体(3)弹性地固定在框架件(4,5)处。

9.   根据权利要求7或8所述的辊子组件，其特征在于，所述支承体(3)借助于弹性屈服的连接器件(6)自调整地支承在所述框架件(4,5)处。

10.   根据权利要求7所述的辊子组件，其特征在于，所述弹性屈服的连接器件(6)为托架、带状件、板簧、扭转弹簧、盘形弹簧或异形弹簧。

11.   根据权利要求7所述的辊子组件，其特征在于，所述弹性屈服的连接器件(6)为压力弹簧，尤其为充气弹簧。

12.   根据权利要求7所述的辊子组件，其特征在于，所述弹性屈服的连接器件(6)优选地具有线性的弹簧特性曲线。

13.   根据上述权利要求7至10中任一项所述的辊子组件，其特征在于，所述导辊(1)通过所述支承体(3)的弹性屈服的支承压到所述铸坯(2)的表面处。

14.   根据权利要求7所述的辊子组件，其特征在于，可通过选择、匹配或调整所述弹性屈服的连接器件(6)调整压紧力，利用该压紧力将所述导辊(1)压到所述铸坯(2)的表面处。

15.   根据权利要求7所述的辊子组件，其特征在于，压紧力取决于铸坯宽度根据辊子、铸模的位置和/或铸造工艺参数在100N与2200N之间，利用该压紧力将所述导辊(1)压到所述铸坯(2)的表面处。

说明书用于在连铸设备中的铸坯引导的导辊以及辊子组件
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于在连铸设备中的铸坯引导的导辊。此外，本发明涉及根据权利要求7的前序部分所述的辊子组件(Rollenanordnung)。
背景技术
从现有技术中已知用于不连续地或连续地制造钢坯、铸锭或类似物的连铸设备。
为了在离开铸型之后引导并冷却金属铸坯，使用可旋转地支承在已知的连铸设备中的导辊。该导辊在内侧和外侧用水冷却。为了保证支撑功能，必须根据铸造铸坯的收缩特性精确地调整辊子的轴距，这非常耗时并且当未充分调整距离时可导致质量或产量损失。
从文献JP 63072457-A中已知一种用于连铸设备的辊子组件的这种类型的导辊。该辊子组件包括多个导辊，其沿着通过连铸设备生产的铸坯相应以彼此具有轴向距离的方式来布置。在文献JP-A-63072457的辊子组件中设置有三行不同的导辊，其中，第一行导辊布置在铸型的输出部之后并且包括在所生产的铸坯的纵向方向上彼此间隔开地布置的、带有第一直径的多个辊子。随后紧接着的是在铸坯方向上的第二行导辊，其包括多个导辊，该导辊具有比第一行的导辊更小的直径。第二行导辊用于使所生产的铸坯转向。紧接着第二行的是第三行导辊，其具有多个导辊，该导辊相对于第二行具有更大的直径。
随着连铸设备的运行时间增加，铸坯截面由于铸型的磨损而变大。由此出现的问题是，关于铸型固定地布置的导辊并未在整个使用持续时间上以相同的压紧力贴靠在所生产的铸坯的表面上。这可导致所生产的铸坯型材的质量下降和/或更高的断裂频率。此外，辊子由于其通过铸坯的磨损而必须再次进行调整，这同样费工且费时。
发明内容
基于此，本发明的目的在于提供用于在连铸设备中的铸坯引导的导辊，在其中，导辊可设有小的直径，并且尽管如此在铸造期间仍以保持不变的刚性工作。
该目的利用根据权利要求1的特征所述的导辊实现。
根据本发明的导辊在两侧具有支承轴颈，其通过滑动支承或滚动支承可旋转地支承在支承体(Lagerblock)中。在此，两个支承轴颈相应构造为空心枢轴并且可与冷却介质供给管路相连接，其中，滑动支承通过冷却介质润滑，冷却介质被导引通过构造为空心枢轴的支承轴颈。
由此，辊子直径可构造得非常小并且由此还可实现导辊彼此的距离的最小化。利用导辊的这种构造方案例如可在更快速地铸造时更好地引导更薄的铸坯表壳。
证实为特别适宜的是，在该实施例中，使用滑动支承以用于将导辊支承在支承体中。被导引通过构造为空心枢轴的支承轴颈的冷却介质在该实施方式中可同时用作用于滑动支承的润滑介质和冷却介质。
为了实现导辊的尽可能高效的冷却，根据本发明的导辊具有柱状的辊芯，辊罩围绕该辊芯布置。辊芯在其外围处具有基本上螺旋形的冷却介质通道。该螺旋形的冷却介质通道可与用于引导冷却介质的冷却介质供给管路相连接。冷却介质通道的螺旋形的构造方案确保导辊在整个辊子宽度上的均匀冷却。利用在薄的辊子中的这种相对强化的冷却保证辊子保持形状稳定并且不会由于热应力弯曲。
由此保证，导辊在任何时刻以最优的压紧力贴靠在所生产的铸坯的表面处，或者实现导辊在其整个引导面上的尽可能高效的冷却。在此应支撑和引导从铸型中离开的铸坯，但并未受到不必要的力加载，这例如通过未正确调整的辊子位置引起。
用于连铸设备的根据本发明的辊子组件包括多个导辊，其沿着通过连铸设备生产的铸坯以彼此间隔开的方式来布置并且相应可旋转地支承在至少一个支承体中。在此，支承体相应弹簧弹性地支承在框架或框架件处。适宜地，框架件是设备的组成部分或者是固定地与铸型相连接的框架的组成部分。
通过支承体的弹簧弹性的支承将可旋转地支承在支承体中的导辊自调整地压到所生产的铸坯的表面处。即使在所生产的铸坯的在运行时间期间或由于连铸设备的改变的工艺参数引起的铸坯截面变化时，导辊的最初调整的压紧力也保持基本上不变，因为导辊的位置由于支承体的弹簧弹性的支承可与铸坯截面相匹配。
由于辊子有缺陷地接触铸坯表面或者由于辊子因为支承的过热的卡住而可产生呈纵向刮痕等形式的铸坯的表面缺陷。
根据本发明的辊子组件的组装还可非常简单地实现，因为辊子不必相对于铸坯截面非常精确地进行预调整。
适宜地，支承体通过有弹簧弹性的连接器件弹簧弹性地支承在框架或框架件处。有弹簧弹性的连接器件例如可为由弹簧钢制成的托架(Bügel)、带状件、盘形弹簧或板簧。有弹簧弹性的连接器件还可通过压力弹簧(尤其充气弹簧(Gasdruckfeder))或扭转弹簧形成。
优选地，有弹簧弹性的连接器件具有线性的弹簧特性曲线，以便保证相对于所产生的铸坯尽可能良好地匹配导辊的位置，并且由此保证保持不变的压紧力。通过合适地选择或匹配有弹簧弹性的连接器件可首先将压紧力调整到最优的值上，利用该压紧力将导辊压到铸坯的表面处。之后，首先调整的压紧力还在连铸设备的运行时间的继续的进程中由于支承体的有弹簧弹性的支承而保持基本上不变，因为当铸坯的截面例如由于铸型的磨损或者由于变化的工艺参数而应随着连铸设备的运行时间增加改变时，导辊的位置与所生产的铸坯的截面相匹配。
为了实现尽可能简单地且最优地匹配压紧压力或压紧力，有弹簧弹性的连接器件(支承体通过该连接器件支承在框架件处)通过充气弹簧形成，其弹簧压力可以简单的方式调整和匹配。已证实为特别适宜的是，根据相应的导辊和铸模的位置在100N与1200N之间调整压紧力。
根据要求，导辊例如可布置在所生产的铸坯的两个相对而置的侧部处或者还可如此布置，即，其在所有的侧部处包围铸坯。导辊仅仅布置在铸坯下侧处也是可行的。由现有技术已知呈辊子座圈(Rollenkr?nze)、双辊子或单辊子的形式的导辊的相应的布置方案。
与从现有技术中已知的导辊相比，为了尽可能以很小的辊子距离支撑且无缺陷地引导所生产的铸坯，在辊子组件中适宜地使用带有更小的直径的导辊。带有很小的直径的导辊以尽可能小的轴距(pitch)在所生产的铸坯的纵向方向上彼此相继地布置。这种小的辊子距离减小了由于在铸坯中的铁水内部静压引起的铸坯表壳的凸起，这引起提高的运行可靠性和在铸坯内部中的质量改善。
附图说明
下面根据附图阐述本发明的实施例以及其他的优点。其中：
图1显示了用于连铸设备的根据本发明的辊子组件的透视图；
图2显示了穿过图1的辊子组件的纵截面；
图3显示了沿着线B-B穿过图2中的辊子组件的横截面；
图4显示了图1的辊子组件的多个导辊的透视图；
图5显示了有弹簧弹性的连接器件的透视图，该连接器件用于将根据图4的导辊固定在框架处；
图6相应以透视图(图6A)、部分正视图(图6b)以及截面图示(图6c)显示了根据本发明的导辊的图示；
图7显示了根据本发明的导辊的另一实施方式的截面；
图8显示了根据本发明的导辊的另一实施方式的截面；以及
图9显示了根据本发明的导辊的另一实施方式的截面。
具体实施方式
在图1和图2中显示的用于连铸设备的辊子组件包括框架8，框架8优选地固定地与连铸设备的铸型9相连接。在此，框架8随着铸型9的振动一起振动或者其如引导部段那样固定地沿着铸造长度固定。在铸型9中引导尤其由钢制成的铸坯2。因此，从铸型9中离开的铸坯必须借助于辊子组件支撑和引导。为了同时实现铸坯2的冷却，辊子组件包括经冷却的导辊1。
如尤其从图3的横截面图示中得到的那样，导辊1在在此示出的实施例中布置在横截面为矩形的铸坯2的所有的四个侧部处。然而，利用根据本发明的辊子组件也可实现从现有技术中已知的其他布置方案。
如从图2中得到的那样，在铸坯2的纵向方向上在每个侧部处相继地且以彼此具有轴向距离的方式布置有多个导辊1。在此，相邻的导辊1的轴距适宜地为至少50mm至最高200mm，其适用于在铸型之后优选地第一个2至3米的范围。优选地选择小于100mm的轴向距离。在导辊的直径为45mm时，沿轴向相邻的导辊的轴向距离为例如70mm已证实为特别合适。
导辊1相应可单独旋转地支承在支承体3中。在此，每个支承体3包括一个构造为板的基座板3a和两个垂直于基座板3a布置的支架3b、3c(图6)。基座板3a通过有弹簧弹性的连接器件6弹簧弹性地支承在框架8处。
根据图4或图5，有弹簧弹性的连接器件6通过由弹簧钢制成的托架形成，其中，为每个基座板3c设置由弹簧钢制成的两个这种托架或带状件。每个支承体3通过有弹簧弹性的连接器件6弹簧弹性地支承在框架8处。
对于在图1至图3中显示的实施例，框架8包括竖向的框架件4和固定在该处的水平的框架件5。竖向的框架件4围绕铸坯2在铸坯的纵向方向上延伸并且优选地固定在法兰7处，法兰7固定在铸型9处。在竖向的框架件4之间延伸有彼此间隔开地且平行地相叠布置的水平的框架件5，有弹簧弹性的连接器件6的脚部件6a固定(尤其旋拧)在水平的框架件5处。
利用这种辊子组件得到另一优点，即，有弹簧弹性的托架可以很小的距离相叠布置并且由此实现导辊彼此的很小的距离。
通过所显示的组件，导辊1由于支承体3的有弹簧弹性的支承以预定的且可调整的压紧力压到铸坯2的表面处。该压紧力或压紧压力在此可通过合适地选择或匹配有弹簧弹性的连接器件6调整到期望的值上。如果有弹簧弹性的连接器件6例如为由弹簧钢制成的托架，压紧力可通过托架的厚度来改变。适宜地，有弹簧弹性的连接器件6通过压力弹簧形成。利用这种压力弹簧可设定期望的弹簧压力并且由此调整导辊1在铸坯2的表面处的期望的压紧力。适宜地，压紧力根据位置和铸模在100N与1200N之间来选择。
在连铸设备开始铸造时，首先将引锭铸坯(冷铸坯)引入到铸型9中，其首先封闭铸型输出部。随后填充到铸型9中的熔化的金属那时在引锭头部上硬化并且利用该引锭头部从铸型9中拉出。在此，在有弹簧弹性的连接器件6的弹力的作用下预紧的导辊1被(沿径向)向外(即，远离引锭头部)压开，并且之后在连接器件6的预紧的作用下以预定的压紧力贴靠在铸坯2的表面处。
在图6中显示了根据本发明的导辊的第一实施例。该导辊可旋转地支承在支承体3中，其中，支承体3具有板状的基座板3a和两个垂直于基座板3a布置的支架3b、3c。导辊1在两侧可旋转地支承在支承体3的支架3b、3c中并且其包括柱状的辊芯10以及围绕辊芯10布置的辊套11，辊芯10构造成柱状(图6b和6c)。柱状的辊芯10在外围处具有基本上螺旋形的冷却介质通道12，其通过在辊芯10的外围中的螺旋形的槽形成并且在外侧通过辊套11的内围面限制。辊套11优选为由金属制成的收缩件，其通过热收缩到辊芯11上。
根据图6c，导辊1相应在其两个端侧处包括支承轴颈13，其构造为带有通孔的空心枢轴。相应带有包围支承轴颈的滑动支承14的导辊1的两个支承轴颈13支承在支承体3的支架3b、3c中。在支承体3的支架3b、3c中设置有用于冷却介质的供给通道15和引开通道16。通道15和16与冷却介质回路相连接并且为了将冷却介质引导通过导辊1而与构造为空心枢轴的支承轴颈13相连接。
在辊芯10的内部中设置有径向的连接通道17，螺旋形的冷却介质通道12通过冷却通道17与在支承轴颈13中的孔相连接。通过该布置方案形成冷却介质管路，冷却介质可通过该冷却介质管路引导通过导辊1。基于在辊芯10中的螺旋形的冷却介质通道12的螺旋形的构造方案保证在导辊1的整个宽度上实现尤其辊套11的均匀的冷却。
在根据图7的变型方案中，相应的支承轴颈13构造为辊芯10的组成部分并且伸入到支承体3中，支承轴颈13在支承体3中由外部的滑动支承14包围。在此，在支承体3中的通道15在这方面如此确定尺寸，即，其在端侧包围外部的滑动支承14，从而冷却介质可在滑动支承14和支承体3之间流入。优选为水的流入的冷却介质由此有助于滑动支承14的润滑。在此，润滑作用随着连铸设备的运行时间增加而提高，因为支承间隙变大并且由此更多的冷却介质液体可渗入到支承14中。在利用作为冷却介质的水润滑滑动支承时，与传统的支承润滑相比并未产生水冷却回路被油基的润滑介质的污染。附加地，弹簧弹性的定位实现滑动轴套的磨损的补偿。
在根据图8的导辊中，相应的支承轴颈13构造为单独的元件，在其中，支承轴颈的外部的滑动支承14布置在辊芯10中，并且支承轴颈13相对而置地伸入到支承体3中。在此，在辊芯的中心中的通道17'如此确定尺寸，即，其在端侧包围外部的滑动支承14，从而冷却介质可在滑动支承14和辊芯10之间流入。还为支承轴颈13关联有凸缘13'，支承轴颈借助于该凸缘在轴向方向上定位。
原则上，支承轴颈13在根据图8的变型方案中可制成为支承体3的组成部分并且不是制成为单独的元件。
在该实施方式中设置导辊1的边缘区域的非常高效的冷却。这在此通过在辊芯11中的倾斜伸延的供给通道17'保证，螺旋形的冷却介质通道12通过供给通道17'与供给通道15或引开通道16相连接。
在图9中显示了根据本发明的导辊的变型方案，其中，在该变型方案中，代替滑动支承14使用滚动支承14'以用于将导辊11支承在支承体3中。
在本发明的范围中，支承体还可模块式地固定在多个彼此分开地布置的框架件处。
此外，支承轴颈13和滑动支承14可制成一体，其中，支承轴颈可在支承的区域中利用传导性很好的材料涂覆。在滑动支承的情况下，在支承轴颈中还可通过一个或多个通孔设置其他的供给部，冷却介质通过该供给部引导到滑动支承，以便在该处引起润滑、冷却和/或冲洗。
还可尤其在铸坯的固定侧(外侧)上设置刚性的或设置成带有非常高的刚性的滚动支承并且在其他的三个纵向侧中设置滚动支承的弹性的支承。弹簧的刚性可设计成在铸造方向上从一滚动平面相对于下一个滚动平面有变化，这优选地取决于铸坯的表壳刚性。