连铸坯引导辊.pdf

一种连铸坯引导辊，其具有至少一个辊子罩(1、2、3)并具有至少两个支撑轴(4、5、6、7)，其中每两个支撑轴与一个辊子罩抗转动地连接并且每个支撑轴可转动地支撑在端轴承(8、9、10、11)内，为了实现简单的构造方式并且实现在出现高温负载和高机械负载时具备抵抗能力的构造方式而建议：所述辊子罩与在两端支撑其的所述支撑轴通过收缩接合或者通过压合连接而抗转动地连接。

1.  连铸坯引导辊，具有至少一个辊子罩(1、2、3)和至少两个支撑轴(4、5、6、7)，其中每两个支撑轴与一个辊子罩抗转动地连接并且每个支撑轴可转动地支撑在端轴承(8、9、10、11)内，其特征在于，所述辊子罩与在两端支撑其的所述支撑轴通过收缩接合或者通过压合连接抗转动地连接。

2.  根据权利要求1所述的连铸坯引导辊，其特征在于，每个支撑轴(4、5、6、7)包括至少一个轴端(12、13、16、17)，所述轴端(12、13、16、17)的外壳面与在辊子罩(1、2、3)内的空腔的内壳面构成收缩接合或者压合连接。

3.  根据权利要求1或2所述的连铸坯引导辊，其特征在于，在多个辊子罩(1、2、3)被轴向对准地布置的情况下，每两个相邻的辊子罩(1、2和2、3)通过支撑轴(5、6)抗转动地连接，所述支撑轴(5、6)借助端轴承(9、10)同心地支撑。

4.  根据前述任一权利要求所述的连铸坯引导辊，其特征在于，至少一个冷却介质通道(26、26a、26b、26c)穿过所述冷却介质通道(1、2、3)，并且所述至少一个冷却介质通道与辊子罩的圆柱形的辊子罩外表面构成恒定的间隔，并且用于所述冷却介质的基本径向的输入及排出管路(23a、23b、23c)穿过位于支撑轴和辊子罩之间的收缩接合。

5.  根据权利要求4所述的连铸坯引导辊，其特征在于，分配管路密封圈(34、35、36、37)布置在辊子罩(1、2、3)和支撑轴(4、5、6、7)之间，所述分配管路密封圈(34、35、36、37)与所述辊子罩构成了冷却介质分配管路(33)，所述基本径向的输入及排出管路(23a、23b、23c)和轴向平行的冷却介质通道(26、26a、26b)通入到所述冷却介质分配管路(33)中，其中，该分配管路密封圈(34)与所述辊子罩(1、2、3)以及与所述支撑轴(4、5、6、7)构成抗转动的收缩接合或者压合连接。

6.  根据权利要求1至3之一所述的连铸坯引导辊，其特征在于，居中轴向引导的冷却介质通道(28)以恒定的横截面穿过交替地一个跟着一个的支撑轴(4、5、6、7)和辊子罩(1、2、3)。

7.  根据前述任一权利要求所述的连铸坯引导辊，其特征在于，被驱动的连铸坯引导辊的联节轴连接部的连接件(31)与同心地支撑在端轴承(10)上的支撑轴(7)通过收缩接合或者通过压合连接抗转动地连接。

8.  根据前述任一权利要求所述的连铸坯引导辊，其特征在于，被构造为浮动轴承的所述端轴承(8、9、10)由滚动轴承制成，所述滚动轴承的滚动体补偿运转引发的轴向移动和同心度偏移(CARB轴承)。

连铸坯引导辊
技术领域
本发明涉及一种连铸坯引导辊，具有至少一个辊子罩并具有至少两个支撑轴，其中每两个支撑轴与一个辊子罩抗转动地连接并且每个支撑轴可转动地支撑在端轴承内。
背景技术
DE-A 24 23 224已经公开了这样一种连铸坯引导辊。在这种多部分的连铸坯引导辊情况下，轴向相邻的辊子罩通过支撑轴连接，所述支撑轴可转动地支撑在支承轴承内，并且相互背离对准的轴端伸入到相邻的辊子罩的轴向的空腔内。在支撑轴和相应的辊子罩之间的力配合连接通过在这两个构件之间的螺栓拧合以及通过在支撑轴和辊子罩上的相互作用的径向的支撑面来实现，由此在装置运行期间获得附加的防松安全。这种结构式的解决方法在实践中没有经受住考验，因为这些构件的拉紧承受不了恶劣的冶金工厂运行状况。
由WO 02/02253A1公开了这样一种方案，在带材浇铸设备中的驱动辊子由一个辊子罩和两个支撑轴构成，其中所述两个支撑轴对置地凸入到所述辊子罩内并且在端侧与所述辊子罩螺栓拧合(图6)。该拉紧螺栓同时也被用作为冷却介质管路的密封装置。
DE-A 28 40 902公开了一体式的连铸坯引导辊，其中辊子罩通过环行的焊接连接与两个支撑轴不可拆卸地连接。该辊子罩以耐磨的、抗腐蚀的保护层覆盖。该连铸坯引导辊的各个构件上的损坏大多数将导致整体损失并引发高昂的替换件费用。
因为这里必须要使用分离的轴承，所以对于多部分的连铸坯引导辊来说特别不能采用针对连接辊子罩和支撑轴的焊接。DE-A 32 28 190公开了这样一种中间被支撑的连铸坯引导辊，其中承载了端轴承的支撑轴通过焊接连接与紧接着的辊子罩连接。
在普通的边缘冷却的连铸坯引导辊中，正如EP 0 543 531 A1或AT412 851 B公开的连铸坯引导辊，冷却介质通过主要径向或者倾斜于辊子转轴地布置的冷却介质通道从辊子中心被分配到连铸坯引导辊的边缘部并在那儿通过环形管路被分配，冷却介质被引导通过设置为平行于辊子轴的、靠近辊子罩表面的冷却介质通道，并且以类似方式再次汇聚并返回中心。为了能够简化地制造冷却介质管路系统和环形管路并且能够向外侧紧密地密封它们，在辊子罩端面上通常螺栓拧合或者焊接环形密封体或者塞子形密封体。由于在连铸坯引导辊内很高的温度和材料技术要求，这种密封方法是非常昂贵的、非常敏感的并且容易出现故障的。
连铸坯引导辊具有穿透的芯轴也是已知的，多层的辊子罩例如通过键连接抗转动地且可拆除地固定在该芯轴上。该辊子罩的这种多层结构通过单独的多个圆柱形套筒实现，所述多个圆柱形套筒通过相互对置的圆柱壳面的整面的收缩接合抗转动地连接。该圆柱套筒的接触面上存在被简单地制成的冷却介质通道(WO 2005/016578；WO02/02253)。
发明内容
本发明旨在克服这些困难和缺点而提出发明任务，建议一种连铸坯引导辊，其由多个制造简单的构件组成，它们如此相互连接，即，在浇铸运行中，由多个制造简单的构件组成的连接经受得住高强度的热和机械负荷，并且能够实现这些昂贵的构件(优选如辊子罩和轴承壳体)的拆装以及可能的重新组合。
根据本发明该任务将如此解决，所述辊子罩与在两端支撑其的所述支撑轴通过收缩接合或者通过压合连接抗转动地连接。
根据该原则中间支撑的支承被实现在辊子缩颈上，该辊子缩颈通过具有较小直径的支撑轴实现，所述支撑轴被收缩结合到该辊子罩内。
收缩接合或者压合连接将如此完成，即，静态的和非静态的辊子负载和驱动力矩在被驱动的连铸坯引导辊中能够被可靠地传递并且用于冷却介质管路的密封功能能够被可靠地保证。收缩接合或者压合连接的设计将考虑下面这些特殊的运行中常出现的负载情况，如：
-在连铸坯引导辊旋转时持续的拉坯；
-当连铸坯引导辊停止时停止的铸坯；
-辊子冷却在外部和内部；
-辊子冷却仅在外部或仅在内部；
-故障引起的辊子冷却的完全失效。
在下面这种不利的情况下，即在收缩接合或者压合连接由于温度影响被削弱了承载能力时，必须还能够确保足够的弯曲力矩传递和转矩传递以及确保足够的密封功能。这意味着在辊子直径是150mm到200mm的连铸坯引导辊中收缩过尺寸是0.2到0.5mm，在较大的辊子直径(200mm到250mm)情况下收缩过尺寸是0.25到0.4mm。与此相似地是，对于收缩配合长度的确定来说，收缩配合长度与轴端的轴直径的比例大于1是正确尺寸。
通过这种收缩接合与插入的整体式辊子相比而言出现了较小的缺口应力，由此连铸坯引导辊折断的危险被降低了。也可以为较轻的支撑轴选择更高强度的材料，由此能够实现非常有针对性的、并进而经济的强度提升。
由所述的具有收缩接合或者压合连接的结构组合件布置方式能够得到下述优点：
-简单的插入式构造方式实现了长连铸坯引导辊的简化的组装并且实现了单独组件的廉价制造。
-在多部分的连铸坯引导辊情况下不再需要分离的中间支撑轴承。
-连铸坯引导辊适合于通过特别经济的生产过程被制造为廉价的一次性辊子。
-另选的是，也可以部分地再利用该连铸坯引导辊、特别是具有外围冷却系统的辊子罩，并且也可以再利用轴承壳体。这可以借助简单的破坏式的拆装(例如通过切除支撑轴的轴端)来实现。
-冷却介质管路的密封可以尽可能地不采用敏感的、人工合成的密封元件或者无焊接地实现。
每个支撑轴包括至少一个轴端，所述轴端的外壳面与在辊子罩内的空腔的内壳面构成收缩接合或者压合连接。
符合发明目的的是，构成收缩接合或者压合连接的构件的符合原理的构造在连铸坯引导辊的端部区域内和在相邻的辊子罩之间的区域内是相同的。与此相符的是，在多个轴向同心布置的辊子罩情况下，每两个相邻的辊子罩通过以端轴承同心支撑的支撑轴抗转动地连接。
连铸坯引导辊配备有内冷却装置，其中下面两个实施方式特别符合本发明的目的：
根据一种可能的辊子冷却的实施方式，辊子罩被至少一个冷却介质通道穿过并且该冷却介质通道与辊子罩的圆柱形的辊子罩外表面保持恒定间隔。在这种情况下，该冷却介质通道例如构成环行的环形室。该辊子罩优选由多个冷却介质通道穿过，所述多个冷却介质通道与圆柱形的辊子罩外表面以恒定的间隔布置。用于冷却介质的基本径向的输入及排出管路穿过支撑轴和辊子罩之间的收缩接合。输入及排出管路也能够被布置为倾斜于连铸坯引导辊的转动轴线。
根据冷却介质管路系统的制造技术简化的实施样式，在辊子罩和支撑轴之间布置有分配管路密封圈，该分配管路密封圈连同辊子罩构成了冷却介质分配管路，所述基本径向的输入及排出管路和轴向平行的冷却介质通道通入到所述冷却介质分配管路中，其中，该分配管路密封圈与所述辊子罩以及与所述支撑轴构成抗转动的收缩接合或者压合连接。
借助这种外围冷却装置通过尽早地从辊子罩把热导出，实现了很高的连铸坯引导辊使用寿命。此外，通过这种高强度的辊子罩冷却实现了连续铸锭设备的干燥运行方式，并且具有很高温度的板坯、特别是薄板坯能够被连续铸锭设备的连铸坯引导装置输送。
根据辊子冷却的另一可能实施方式，居中轴向布置的冷却介质通道以恒定的横截面穿过交替地一个跟着一个的支撑轴和辊子罩。这种轴向冷却在简化性和廉价构造方式方面特别出色。
通过收缩接合或者压合连接在辊子冷却的两种实施方式中没有出现冷却介质泄露。在连铸坯引导辊内不必安装特殊的密封设备，这是因为密封通过收缩接合实现。
在被驱动的连铸坯引导辊情况下，所述的收缩接合或者压合连接能够在连接到驱动元件时被应用，这是如此实现的，即被驱动的连铸坯引导辊的联节轴连接部与同心地支撑在端轴承上的支撑轴通过收缩接合或者通过压合连接抗转动地连接。
冷却介质通道和冷却介质分配管路的密封使得敏感的独立密封件和焊接连接成为多余，所述密封是借助通过收缩接合或者压合连接被施加在辊子罩内的分配管路密封圈实现的。
特别地，连铸坯引导辊的被构造为浮动轴承的端轴承由滚动轴承构成，该滚动轴承的滚动体能够补偿运转引发的轴向移动和同心度偏移。为此例如可以采用环状轴承，例如在德国实用新型DE 20021514U1所描述的环状轴承。
附图说明
由下述非限制性的实施例的描述并参考附图得出本发明的其他优点和特征，图中：
图1示出了根据本发明的具有两个辊子罩和边缘的辊子罩冷却设备的连铸坯引导辊；
图2示出了根据本发明的具有三个辊子罩和居中的辊子冷却设备的连铸坯引导辊；
图3以沿着图1切线A-A的剖面图示出了具有冷却介质输入的连铸坯引导辊；
图4结合用于冷却介质流通的分配管路密封圈以局剖图示出了连铸坯引导辊。
具体实施方式
这些图示意性地示出了根据本发明的连铸坯引导辊，例如它们是如何适用于连续铸锭设备的连铸坯引导装置中以用于以板坯或者薄板坯横截面制造大连续铸坯宽度的金属连续铸坯。相同或者发挥相同作用的构件在不同实施方式中以相同的参考标记示出。
图1以纵剖图示出未运行的、两部分的连铸坯引导辊，该连铸坯引导辊包括两个辊子罩1、2和三个支撑轴4、5、6，其中，所述支撑轴可转动地支撑在端轴承8、9、10内。布置在两个辊子罩1、2之间的支撑轴5终结于两个轴端12、13，所述两个轴端12、13在轴向上相互远离并且凸入到相邻的辊子罩1、2的圆柱形空腔14、15内。通过收缩接合或者压合连接在轴端12、13和辊子罩1、2之间产生力配合连接，所述收缩接合或者压合连接考虑了连续钢铸坯运输通过连铸坯引导装置时主要的温度负载和机械负载。在连铸坯引导辊的端部支撑辊子罩1、2的两个支撑轴4、6分别仅包括一个轴端16、17，所述轴端16、17都以收缩接合或者压合连接被装入辊子罩1、2的空腔。
连铸坯引导辊装配有被构造为边缘冷却装置的内部冷却装置，如图1和3所示。通过端面侧连接的回转结头21实现了把冷却介质管路通入到支撑轴4。所述支撑轴4具有居中的冷却介质通道22、22a，所述冷却介质通道22、22a出发在轴端16的区域内多个径向旁路通道23、23a、23b、23c通入到辊子罩1并且在那里在环形室24内与镰刀形的扩展部25a、25b、25c连通。冷却介质管路26、26a、26b、26c从这些镰刀形的扩展部出发，它们以很小间隔被布置在罩表面的下方并且沿辊子罩1的周长平行于连铸坯引导辊的转动轴线地平均分布，其中存在多次方向回转。在支撑轴5的轴端12的区域内冷却介质管路26再次通入到环形室的镰刀形的扩展部内，从该环形室出发，径向的旁路通道通入在支撑轴5的轴端12内的、居中的冷却介质通道22b。在轴端13的区域内以类似于在辊子罩1中所描述的冷却介质流通的方式，重现用于辊子罩2的冷却介质流通。这种布置方式将以这些辊子罩的数量继续重复，这些辊子罩构成了多组件的连铸坯引导辊。居中的冷却介质通道通入到回转结头21a，穿流过连铸坯引导辊的冷却介质再次通过所述回转结头21a被排出。冷却介质管路是这样布置的，即它在支撑轴的收缩接合区域内布置为通向辊子罩或由其返回，由此很厚的收缩接合同时被作为防止冷却介质泄露的密封件。
在图2中示意性地示出了三部分的连铸坯引导辊，它包括三个辊子罩1、2、3和支撑这些辊子罩的支撑轴4、5、6以及可转动地支撑这些支撑轴的端轴承8、9、10、11。正如此前对图1的连铸坯引导辊的描述，这些辊子罩和这些支撑轴通过收缩接合或者压合连接而力配合地连接。冷却介质流通通过居中的冷却介质通道28来实现，该冷却介质通道28沿着轴向穿过一个接着一个的支撑轴和辊子罩。用于冷却介质的输入和排出的回转结头21位于冷却介质通道的输入侧和输出侧，其中仅示出了用于冷却介质输入的回转结头。在辊子罩和支撑轴之间的收缩接合密封了辊子罩和支撑轴之间的居中的冷却介质通道的过渡部，以防止向外侧的泄露损失。
图1示出了多部分的、被驱动的连铸坯引导辊，其中边缘侧的支撑轴6具有两个轴端17、30。轴端17通过收缩接合与辊子罩2连接，而轴端30凸入到驱动联节轴的连接件31内，该连接件31同样通过收缩接合与轴端30连接。
图4以局剖图示出具有边缘冷却装置的连铸坯引导辊的另一实施方式，并且还示出了冷却介质回流，其从沿轴向穿过辊子罩1的冷却介质管路26出发进入到在轴端12内居中布置的冷却介质通道22b。所有平行布置的冷却介质管路26通入到环行的环形管路构成的冷却介质分配管路33中，该冷却介质分配管路33的壁由辊子罩1和分配管路密封圈34构成。几个少量的、径向对准的排出管路23a把环形管路33与冷却介质通道22b相互连通。以同样的方式在其他地点冷却介质输入通过类似地布置的冷却介质分配管路实现。图4总共示出了分配管路密封圈34、35、36、37的四种可能的结构变化。
分配管路密封圈34被压入到辊子罩1内并且与其构成了抗转动的收缩接合或者压合连接。分配管路密封圈34以同样方式连同辊子罩1一起在轴端12上收缩结合。