模块化的连铸坯导辊 本发明涉及一种根据权利要求 1 前序部分所述特征的用于连铸机连铸坯导向装 置的模块化构造的连铸坯导辊、 一种根据权利要求 13 所述特征的连铸坯导向装置和一种 根据权利要求 14 的使其工作的方法。
EP 1 485 218 B1 公开了一种连铸坯导辊， 但是按照该发明所述的任务， 该连铸坯 导辊是用来特别是在连铸机中旋转连通至少在端侧利用轴颈旋转支撑于轴承座之中的支 承辊和 / 或输送辊的冷却水输入管和排出管。水冷式支承辊和 / 或输送辊具有在外侧区域 轴向延伸的通道和通入到其中或者从其中引出并且通向一个中央分配系统的通道。 中央分 配系统包括一个位于支承辊和 / 或输送辊之中的中心孔和一个布置于其中的管状导管， 该 导管具有一个中央冷却水输入通道， 并且与中心孔共同构成用来排出冷却水的环形通道。
该文献所公开的连铸坯导辊由两个或更多的辊段构成， 其中每一个辊段均为端侧 支承。这种端侧支承各个辊段的方式成本不菲， 并且在维护连铸坯导向装置的时候需要花 费大量时间来装配和拆卸支承单元。
除此之外， 也因为这种端侧支承辊段的方式而无法在不费事的情况下将连铸坯导 向装置改造为其它连铸机宽度。
WO 2007/121821 A1 公开了一种由至少两个辊段构成的连铸坯导向装置的连铸坯 导辊， 可以在连铸坯导向装置上引导连铸机浇铸的连铸坯， 随后在两个辊段之间形成插塞 连接， 并且仅仅配有一个整体单个轴承形式的轴承。
除了一系列相对于上述文献的优点之外， 只有一个基本上在连铸坯导辊宽度范围 内延伸的中央冷却介质流道无法发挥充分的对连铸坯导辊冷却的作用。 尤其连铸坯导辊的 近表面区域得不到为了减小由化学和机械负荷引起的连铸坯导辊磨损所需的冷却效果。 因 此中心延伸的流道主要用来冷却在连铸坯导辊或辊段的轴颈区域中的轴承内圈。
此外文献 WO 2004/094087 A1 和 EP 1 646 463 B1 公开的内部冷却式连铸坯导辊 包括一个中央的可以旋转的轴和多个支撑于该轴上用来防止转动且具有内置冷却剂通道 的辊套。
根据实际经验可知， 这些具有套装式辊套的连铸坯导辊不仅无法令人满意地冷却 滚珠， 而且还有大量的密封元件， 因此并不是易于维护、 运行可靠的解决方案。
因此本发明的任务在于提供一种模块化构造的连铸坯导辊， 无需费事就能将其改 造为不同的连铸坯宽度， 并且从其辊芯区直至其近表面区域具有能提高连铸坯导辊使用寿 命的冷却效果。
此外本发明的任务还在于提供一种能够用来实现低成本维护的模块化构造的连 铸坯导辊。
本发明的任务还在于提供一种具有能够提高使用寿命、 减轻维护工作、 改进了的 连铸坯导辊的连铸坯导向装置。
按照本发明所述， 采用权利要求 1 所述的特征以及权利要求 13 和 14 所述的特征， 即可解决这一任务。
根据权利要求 1 所述的特征， 用于连铸机连铸坯导向装置的模块化构造的连铸坯
导辊包括 ：
- 至少一个第一辊模块和第二辊模块， 这两个辊模块沿轴向相邻排列， 且第一辊模 块在其朝向第二辊模块的端侧具有一个布置于中心的辊轴颈 ；
- 布置于第一和第二辊模块之间的中间轴承， 用来安装和支承第一辊模块的辊轴 颈， 且所述中间轴承是一个整体的单个轴承 ；
- 位于第二辊模块和第一辊模块的辊轴颈之间的插塞连接机构， 用来将第一和第 二辊模块相互插接 ； 和
- 在辊模块中心延伸的用于使一种冷却剂通过的流道， 所述中心延伸的流道按照 本发明由第一独立流道和第二独立流道构成， 并且
- 每一个辊模块的第一和第二独立流道均通过连接通道与近表面区域中的流道相 连。
按照本发明的另一种实施方式， 在每一个辊模块的近表面区域中形成的流道成对 存在。在成对流道的第一流道中， 冷却剂朝向与在中心延伸流道内流动的冷却剂流动方向 相反的方向流动， 而在成对流道的第二流道中， 冷却剂则朝向在中心延伸流道内流动的冷 却剂流道方向流动。这样就在每一个辊模块中形成一个开放的冷却回路。
在成对流道的一端形成一个用来使冷却剂在第一和随后的辊模块之内转向的腔 室。使用一个盖板将这些腔室对外密封地封闭， 使得冷却剂不会向外流出。
成对流道的第一流道还通过相应的第一连接通道与第一中心延伸的流道相连， 而 成对流道的第二流道则通过相应的第二连接通道与第二中心延伸的流道相连。
这样一方面使得第一连接通道将第一中心延伸流道的流入侧出口与成对流道的 相关流道的流出侧入口相连， 另一方面使得第二连接通道将成对流道的第二相关流道的流 入侧出口与第二中心延伸流道的流出侧入口相连。
采用本发明所述的这种在辊模块之内的流道走向， 不仅能够像现有技术那样充分 冷却辊芯区和轴承区域， 而且也可冷却其近表面区域。
按照本发明的另一种实施方式， 在第一和第二辊模块之间完成插接之后， 通过一 个套管 (Muffe) 将第一辊模块的第二中心延伸流道与第二辊模块的第一中心延伸流道相 连， 使得冷却剂可以从第一辊模块的第二中心延伸流道流入到第二辊模块的第一中心延伸 流道之中。
就流道与连接通道的整体构造来看， 连铸坯导辊的第二辊模块和每个其它辊模块 与第一辊模块的构造一样。例如若为具有第一和第二辊模块的连铸坯导辊， 则第一个开放 式冷却剂回路与第二个开放式冷却剂回路结合成为一个共同的开放式冷却剂回路， 可以将 第一个冷却剂回路连接到冷却剂入口， 将第二个冷却剂回路连接到冷却剂出口。
采用这种模块化构造的连铸坯导辊， 第一次以有利的方式实现可以针对不同的铸 造宽度来设计连铸坯导辊， 不仅在辊芯区中， 而且也能在近表面区域中对其进行充分冷却。
由于各个辊模块之间轴承间隙的轴向尺寸很小， 因此有利于在并未被连铸坯导辊 支承的板坯区域中仅仅出现明显减小的或者减小到最低程度的板坯凸起。
采用本发明所述的流道构造， 能实现总体改善对连铸坯导辊的冷却效果， 结果可 以提高辊使用寿命， 扩大待浇铸的钢材种类范围。
给周围的流道或腔室配置可以松开的盖板， 就有利于接近和清洁这些流道或腔室。 如果周围的流道呈螺旋形排列， 则这些流道可以分组排列成例如多道螺旋来工 作。于是第一组可以用于输进冷却剂， 第二组用于冷却剂回流。
在相邻连铸坯导辊、 相邻辊段中， 或者在某一辊段的上框架和下框架中， 不同的或 交变的冷却剂流向有助于均匀冷却连铸坯或板坯。
本发明的其它优点和特征， 可由从属权利要求以及对附图所示实施例的说明得 到。
图中示出 ：
附图 1 为三个辊模块构成的连铸坯导辊的沿附图 4 中的剖切线 A-A 剖开的剖视 图；
附图 2 为附图 1 中的局部 “Z” 的剖视图， 其放大地示出了将冷却剂流从辊芯区导 入近表面区域之中的流道和连接通道 ；
附图 3 为按照附图 1 中的剖切线 D-D 剖开的连铸坯导辊的横断面放大视图 ；
附图 4 为按照附图 1 中的剖切线 B-B 剖开的连铸坯导辊的横断面放大视图 ；
附图 5 为朝向附图 6 中的方向 “A” 观察的第二或者中间的辊模块的视图 ；
附图 6 为按照附图 5 中的剖切线 C-C 剖开的连铸坯导辊第二或中间的辊模块的纵 剖面图 ；
附图 7 为附图 6 所示连铸坯导辊第二或中间的辊模块的侧视图。
附图 1 所示的连铸坯导辊 1 包括第一辊模块 2、 第二辊模块 3 和第三辊模块 4。所 有辊模块均已按照前述文献 WO 2007/121821 A1， 通过第二或中间辊模块 3 与第一辊模块 2 的内部辊轴颈 2.1 之间的第一插塞连接、 并且通过第三辊模块 4 与第二或中间辊模块 3 的 内部辊轴颈 3.1 之间的第二插塞连接进行装配而成为连铸坯导辊。
第一辊模块 2 的内部辊轴颈 2.1 安装于一个整体的中间轴承 5 之中， 第二或中间 辊模块 3 的内部辊轴颈 3.1 安装于一个整体的中间轴承 6 之中。两个中间轴承 5、 6 的轴向 延伸长度适宜比较短， 这样就使得辊模块 2、 3 和 3、 4 之间的过渡区 7 同样比较短， 从而有利 于显著减小浇铸的金属连铸坯 ( 板坯 ) 的凸起或者将其减小到最低程度。
连铸坯导辊 1 的辊模块 2 的外侧辊轴颈 2.2 和辊模块 4 的外侧辊轴颈 4.1 各自安 装于一个外轴承 8 或 9 之中。
第二或中间辊模块 3 没有安装于中间轴承 5 之中， 第三辊模块 4 没有安装于中间 轴承 6 之中。例如采用一种插塞连接作为相关辊模块 2、 3 和 3、 4 之间的连接。辊模块 3 和 4 在其朝向第一辊模块 2 或第二辊模块 3 的端侧具有一个凹进部分 10， 从附图 6 中可以明 显看出， 例如可将一个环状构件 23 以不可转动的方式安装到该凹进部分之中。相关辊轴颈 的相对于实际的辊轴颈车削而成的凸起部 2.1.1 或 3.1.1 可以用形锁合方式与构件 23 相 连。在此不予讨论形锁合连接或插塞连接的详细情况， 因为这不是本发明涉及的对象。
如附图 1 所示， 每一个辊模块 2、 3、 4 还具有第一和第二中心延伸的流道 11 或 12。 辊模块 2 的流道 11 可以连接到冷却剂入口 13， 辊模块 4 的流道 12 可以连接到冷却剂出口 14。
为了全面冷却连铸坯导辊 1 的每一个辊模块， 即不仅要冷却辊芯区和轴承区域， 而且也要冷却近表面区域， 每一个辊模块还具有其它一些流道和连接通道， 这些流道和连
接通道与在每一个辊模块 2、 3、 4 以及每一个本发明所述连铸坯导辊 1 之内的中心延伸的流 道 11、 12 共同构成一个开放的冷却回路。
如附图 2 所示， 为此在引导和支承金属连铸坯的每一个辊模块 2、 3、 4 外圆周的近 表面区域中形成轴向延伸的流道 15、 16， 这些流道通过第一连接通道 17 和第二连接通道 18 将轴向延伸流道 15、 16 与中心延伸流道 11、 12 连接成为一个开放的冷却回路。
所述冷却回路经过适当设计， 如附图 3 所示， 一方面流道 15、 16 成对地分布在近表 面区域之中， 而且优选在每一个辊模块 2、 3、 4 之内有规则地分布排列在圆周方向， 且成对 流道 15、 16 中的一个流道通过连接通道 17 与流道 11 的流入侧出口 11.1 相连， 成对流道 15、 16 的另一个流道则通过连接通道 18 与流道 12 的流出侧入口 12.1 相连。
从附图 2、 5 和 6 可以清楚地看出， 通过盖板 19 或 27 将成对流道 15、 16 在端侧分 别逐一封闭或者共同封闭， 从而它们能够结合运用在相关辊模块端侧形成的腔室 20， 保证 改变冷却剂的流向。
这种冷却回路特别有利于将连接通道 17、 18 在轴颈侧朝向冷却剂入口 13 的方向 置于每一个辊模块 2、 3、 4 之中， 因此不必对每一个辊模块的圆周面进行任何机械加工， 即 可形成连接通道， 必要时可配置一些密封元件。在铸坯导辊 1 的装配状态下， 辊模块 2 和 3 的第二中心延伸的流道 12 各自通过一个连接套管 21 与辊模块 3 或 4 的第一中心延伸的流 道 11 相连。这样就将每一个辊模块的开放式冷却回路汇合成为连铸坯导辊 1 的开放式冷 却回路。 为了更好地理解连铸坯导辊 1 之内的冷却回路， 图中以方向箭头表示冷却剂 22 从 冷却剂入口 13 流向冷却剂出口 14 的流动方向。
流入辊模块 2 的流道 11 之中的冷却剂 22 在流道 11 的一端流入连接通道 17， 然后 进入成对流道 15、 16 的流道 15 之中。冷却剂 22 在流道 15 的一端被导入到成对流道 15、 16 的流道 16 之中， 然后经由连接通道 18 进入第二中心延伸的流道 12 的流出侧入口 12.1， 从 这里经由连接套管 21 进入辊模块 3 的第一中心延伸的流道 11 之中。
冷却剂 22 进入辊模块 3 和 4 的另一个流动走向类似于图中所示通向辊模块 2 的 流动走向， 因此可以不必采用其它的实施方式。
附图 2 所示为辊模块 2 的流道和连接通道的相关构造， 并且按照附图 1 中的局部 剖面 “Z ” 放大了冷却剂 22 的流动方向。附图 1 和 2 的相同部分均采用相同的附图标记。
附图 3 所示为按照附图 1 中的剖切线 D-D 剖开的剖视图， 展示了辊模块 2 和辊模 块 3 之间的插塞连接区域以及成对布置在辊模块 3 近表面区域之中的移去盖板 27 之后的 轴向延伸的流道 15 和 16。所述成对流道指的是流入冷却剂的流道 15 与流出冷却剂 22 的 流道 16。成对流道 15、 16 通过置于辊模块之中的腔室 20 相互连接。在辊模块 2 的辊轴颈 2.1 之中还有第二中心延伸的流道 12。
附图 4 所示为按照附图 1 中的剖切线 B-B 剖开的辊模块 3 的剖视图， 包括布置于 近表面区域的成对流道 15 和 16 以及布置于中心的第一流道 11。
附图 5 所示为附图 6 中所示辊模块 3 的侧视图。在端侧各使用一个或使用一个共 用的盖板 27 以优选能够松开的方式密封地封闭成对布置在辊模块 3 近表面区域中的轴向 延伸的流道 15、 16。此外还有辊模块 3 的中心延伸的流道 11 ； 12。
流道 11 通过呈锐角延伸的连接通道 17 与成对流道 15、 16 的相关流道 15 相连， 而
流道 12 则通过呈锐角延伸的流道 18 与成对流道 15、 16 的相关流道 16 相连。
附图 6 所示为按照附图 5 中的剖切线 C-C 剖开的纵剖面图， 这里再次以清晰明了 的形式绘出了带有辊轴颈 3.1 和从辊轴颈 3.1 延伸出来的优选多边形的凸起部 3.1.1 的辊 模块 3。
除了上面已经描述过的流道和连接通道的布置方式之外， 辊模块 3 还具有一个位 于背向辊轴颈 3.1 的端侧的凹进部分 10。 在凹进部分 10 中安装有一个环状构件 23， 通过适 当的锁定机构 24 例如紧固销防止该构件转动。环状构件 23 的内部具有与辊轴颈 2.1 的凸 起部 2.1.1 的横断面形状一样的横断面， 例如多边形横断面。在中心流道 11 的入口侧紧邻 凹进部分 10 的是一个用于套管 21 的安装孔 25， 参见附图 1。安装孔 25 的直径大于中心延 伸的流道 11 的直径。同样用途的安装孔 26 还具有辊模块 3 的辊轴颈 3.1 的凸起部 3.1.1。
附图 7 所示为附图 6 所示辊模块 3 的另一个侧视图。 类似于附图 5 所示的构造， 在 近表面区域中将成对流道 15、 16 布置在流道 11 或 12 周围， 并且通过封闭盖 19 将其封闭。 仅在附图 6 中所示的腔室 20 连接两个成对布置的流道 15、 16， 从而使得冷却剂 22 在其中改 变流动方向。
该侧视图还绘出了凸起部 3.1.1 的多边形构造、 用于套管 21 的安装孔 26 和中心 延伸的流道 12 ； 11。
附图标记清单 1 连铸坯导辊 2 辊模块 2.1 内侧辊轴颈 2.1.1 凸起部 2.2 外侧辊轴颈 3 辊模块 3.1 辊轴颈 3.1.1 凸起部 4 辊模块 4.1 外侧辊轴颈 5 中间轴承 6 中间轴承 7 过渡区 8 外轴承 9 外轴承 10 凹进部分 11 流道 11.1 流入侧出口 12 流道 12.1 流出侧入口 13 冷却剂入口 14 冷却剂出口8102076444 A CN 102076451
说流道 流出侧入口 流道 流入侧出口 连接通道 连接通道 盖板 腔室 套管 冷却剂 构件 锁定机构 安装孔 安装孔 封闭盖明书6/6 页15 15.1 16 16.1 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27