專利名稱：鑄輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于連續(xù)澆鑄金屬帶材，最好是厚度為1mm～12mm的鋼帶的鑄輥，它由一個(gè)輥芯和一個(gè)套在該輥芯上的由導(dǎo)熱材料制成的輥套組成。其中，在輥芯和輥套之間設(shè)置有與冷卻劑的輸送管路和排出管路相連的環(huán)狀冷卻槽。
已知有裝置可用來(lái)按連續(xù)的澆鑄方法來(lái)制造尺寸接近最終橫截面規(guī)格的金屬帶材。其中，金屬熔液從一中間槽連續(xù)地按要求的層厚施加到旋轉(zhuǎn)的鑄輥上，在其完全凝固或部分凝固后再?gòu)蔫T輥取下(單輥澆鑄法)。制造接近最終尺寸的帶材也是可能的，其方法是，金屬熔液供入由兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的鑄輥和側(cè)壁構(gòu)成的澆鑄空間中，其中，金屬熔液在冷卻的鑄輥表面凝固而形成兩個(gè)鑄坯外殼，它們?cè)趦蓚€(gè)鑄輥之間的最窄橫截面中相連而形成一個(gè)具有與兩鑄輥間的間距有關(guān)的確定厚度的連續(xù)鑄錠(雙輥式澆鑄法)。
一種這類鑄輥由1T-PS 1255817公開(kāi)，例如它用于雙輥式澆鑄法。該鑄輥由一輥芯和一個(gè)熱裝在該輥芯上的輥套組成。在輥套的內(nèi)側(cè)加工有循環(huán)延伸的冷卻槽，但是這些冷卻槽不是完全循環(huán)的。通過(guò)鑄輥輥頸的中央輸入冷卻劑并經(jīng)由徑向設(shè)置的收集槽而供給循環(huán)延伸的冷卻槽，并從那里按類似的方法再排出。在收集槽和冷卻槽之間的過(guò)渡區(qū)，輥套具有一厚度變化，它由不完全循環(huán)的冷卻槽引起，以便保證輸入冷卻劑和排出冷卻劑的分隔，這在作業(yè)時(shí)導(dǎo)致輥套在這一部位的不同的徑向和軸向形變，這不僅對(duì)生產(chǎn)過(guò)程本身而且也對(duì)所生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)生不利影響。一方面由于形變會(huì)出現(xiàn)所生產(chǎn)的產(chǎn)品的厚度偏差，另一方面可以肯定，由于交替的鑄輥旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的對(duì)輥套的加熱和冷卻導(dǎo)致輥套相對(duì)于輥芯緩慢的扭轉(zhuǎn)，這也可以通過(guò)安裝一形狀連接的抗扭件做到不能令人滿意的補(bǔ)救。這一扭轉(zhuǎn)在尺寸大時(shí)會(huì)導(dǎo)致輸送管路和排出管路之間的閉路流動(dòng)。這一點(diǎn)必須避免。
由DE-OS 196 12 202已知一種解決方案，它不再具備上述缺點(diǎn)。這里建議一種上述鑄輥，其中將一個(gè)具有在輥套中循環(huán)和不中斷地環(huán)狀加工的冷卻槽的輥套熱裝在澆鑄滾筒上。冷卻劑從收集槽兩端分配入冷卻槽，并在流過(guò)180°的路徑后在鑄輥的相反一側(cè)再流入收集槽。這一解決方案的明顯缺點(diǎn)在于，在保持要求冷卻效果所需的流動(dòng)速度的情況下使冷卻所需的冷卻劑量翻倍。這是由于冷卻劑流的分支引起的。冷卻劑的更多需求雖然可以通過(guò)雙倍使用冷卻劑加以克服，如在DE-OS 19612 202中的專門實(shí)施例中所示，但是這會(huì)帶來(lái)復(fù)雜的輥芯結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)。此外，這種冷卻劑的圍管形成軸向區(qū)，其相鄰的冷卻槽被不同溫度的冷卻劑流過(guò)，所以在這些過(guò)渡區(qū)或這些不同的軸向區(qū)鑄輥的平均溫度明顯改變，尤其在從一個(gè)軸向區(qū)至下一向軸向區(qū)的過(guò)渡中出現(xiàn)溫度突變。這一溫度變化一方面使輥芯和輥套承受機(jī)械負(fù)荷，另一方面對(duì)所澆鑄的金屬帶材產(chǎn)生不利影響，因?yàn)檠剌S向盡可能均勻的熱比例對(duì)帶材的質(zhì)量具有重大意義。為此也存在不可低估的危險(xiǎn)，即例如由于可能的污染而不能足夠均勻地實(shí)現(xiàn)在循環(huán)的冷卻槽中的流動(dòng)分布。
本發(fā)明旨在避免上述缺點(diǎn)和困難而提出一種上述類型的鑄輥，它能在最小冷卻劑消耗和明確確定的流動(dòng)關(guān)系的情況下實(shí)現(xiàn)輥套的均勻散熱和允許輥套相對(duì)于輥芯的由熱引起的蠕動(dòng)。本發(fā)明的另一目的是提出一種結(jié)構(gòu)和加工技術(shù)簡(jiǎn)單的、具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱輥套的鑄輥，輥套的由熱引起的延伸沒(méi)有受機(jī)械阻礙。
在上述類型的鑄輥中，上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即由一個(gè)可插入冷卻槽中的導(dǎo)向件形成冷卻劑從大致徑向的輸送管路至冷卻槽的轉(zhuǎn)向和冷卻劑從冷卻槽至大致徑向的排出管路的轉(zhuǎn)向。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，每一冷卻槽均配有一個(gè)導(dǎo)向件。一個(gè)特點(diǎn)為安裝容易的優(yōu)選實(shí)施例的特征在于，多個(gè)相鄰的冷卻槽配有一個(gè)公共的導(dǎo)向件。
導(dǎo)向件在結(jié)構(gòu)上可設(shè)計(jì)為梳狀，其中，它的各個(gè)齒的寬度和深度大致與冷卻槽的寬度和深度一致。加工簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)是這樣形成的，即導(dǎo)向件由板狀的單件制成。板狀單件構(gòu)成交替的齒和中間腔并與一個(gè)穿過(guò)板狀單件的連接件最好是一螺栓固定在一起。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選結(jié)構(gòu)，在輥套和導(dǎo)向件之間，尤其在冷卻槽底和導(dǎo)向件的端面之間調(diào)節(jié)成一確定的間隙。這一確定的間隙產(chǎn)生在輸入?yún)^(qū)和排出區(qū)之間的所需大小的預(yù)定的泄漏流，從而實(shí)現(xiàn)輥套盡可能軸向?qū)ΨQ的工作狀態(tài)。尤其有利的狀態(tài)是這樣實(shí)現(xiàn)的，即間隙的尺寸根據(jù)深度變化的導(dǎo)向件長(zhǎng)度做成這樣，即間隙中的平均冷卻劑流速與冷卻槽其它區(qū)域中的冷卻劑流速相同。因此，導(dǎo)向件和輥套之間的間隙尺寸作成這樣，即使得在導(dǎo)向件區(qū)域中獲得與輥套的其它所有部分類似的冷卻比。對(duì)于間隙長(zhǎng)度為50mm可根據(jù)壓差和平均冷卻劑流速(4～15m/s)算出間隙寬約為0.3～0.8mm。
冷卻劑從徑向輸送管路至循環(huán)的冷卻槽的流動(dòng)合理的轉(zhuǎn)向以及相反的轉(zhuǎn)向是這樣實(shí)現(xiàn)的，即導(dǎo)向件的齒沿著徑向方向朝冷卻槽底弧形擴(kuò)大。
根據(jù)另一實(shí)施例，導(dǎo)向件的齒沿徑向最好弧形變窄。由于這樣與冷卻槽底相對(duì)的是一很窄的導(dǎo)向件的端面，因此將這兩構(gòu)件之間間隙阻塞的危險(xiǎn)減至最小，并將由于非軸向?qū)ΨQ的熱狀態(tài)引起的大的變形非對(duì)稱性的危險(xiǎn)性保持最低。
根據(jù)另一實(shí)施例，輥套中的熱狀態(tài)將由此附加地均勻化，即各個(gè)導(dǎo)向件或由多個(gè)沿鑄輥縱軸相鄰設(shè)置的導(dǎo)向件組成的組相對(duì)于鑄輥縱軸相互錯(cuò)開(kāi)一個(gè)角度設(shè)置。通過(guò)將所有的導(dǎo)向件沿一條平行于鑄輥縱軸的線對(duì)準(zhǔn)而獲得了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的鑄輥。
為了容易安裝和定位，導(dǎo)向件通過(guò)插接接頭與輥芯相連。導(dǎo)向件最好通過(guò)插接接頭與冷卻劑的輸送管路和排出管路之間的分隔壁相連。分隔壁是輥芯的一部分。按照本發(fā)明，插接接頭大致由一個(gè)平行于鑄輥縱軸設(shè)置的槽構(gòu)成。
導(dǎo)向件最好由一種熱導(dǎo)性與輥套相同或比其小的材料制成，以便可靠地避免安裝問(wèn)題和在冷卻槽中的卡緊。
下面借助于附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。其中，

圖1示意表示具有本發(fā)明鑄輥的雙輥式鑄造設(shè)備；圖2表示具有本發(fā)明導(dǎo)向件的第一實(shí)施例的鑄輥剖面詳圖；圖3a和3b表示本發(fā)明的導(dǎo)向件的視圖；圖4表示類似于圖1的具有導(dǎo)向件的第二實(shí)施例的鑄輥剖面詳圖；圖5表示沿著圖4中的I-I線的橫截面；圖6表示類似于圖1的具有導(dǎo)向件的第三實(shí)施例的鑄輥的剖面詳細(xì)；圖7表示由各個(gè)元件組成的導(dǎo)向件的斜視圖。
用于連續(xù)澆鑄厚度為1mm～12mm的鋼帶的雙輥式鑄造設(shè)備由兩個(gè)沿箭頭方向反向旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)鑄輥1組成，鑄輥1具有相互平行的鑄輥縱軸2。連續(xù)流入融熔金屬的澆鑄空間3由這兩個(gè)鑄輥1和在其端側(cè)可調(diào)節(jié)的側(cè)壁4構(gòu)成。向下拉出連續(xù)生產(chǎn)的鋼帶5。通過(guò)輥頸6沿箭頭方向7供給冷卻劑，并在流過(guò)和冷卻鑄輥表面后又從內(nèi)部沿箭頭方向8排出。這種類型的雙輥鑄造設(shè)備例如在IT-PS 12 55 817的圖1中作了描述。
圖2示例表示由輥芯9和輥套10組成的鑄輥1的第一實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。輥芯9由一鋼制滾筒11組成，后者用這里未示出的輥頸和若干側(cè)壁以及加強(qiáng)肋作為焊接結(jié)構(gòu)制成。鋼制滾筒11包括構(gòu)成冷卻劑的輸送管路12和排出管路13的通孔。冷卻劑通過(guò)輥頸6輸入和排出。輸送管路12和排出管路13之間的冷卻劑回路的細(xì)節(jié)沒(méi)有示出，然而可以類似于IT-PS1 255 817中所示的實(shí)施例來(lái)設(shè)計(jì)。
例如由銅或銅合金制成的輥套10在其內(nèi)側(cè)具有循環(huán)不中斷的環(huán)形冷卻槽14。冷卻介質(zhì)沿箭頭方向經(jīng)由輸送管路12輸給冷卻槽14并在流過(guò)冷卻槽14后沿箭頭方向通過(guò)排出管路13再次排出。多個(gè)循環(huán)的、并排設(shè)置的冷卻槽14配有一個(gè)沿著鑄輥的縱軸2方向延伸的冷卻劑分配室15，輸送管路12擴(kuò)大至該分配室15。類似地，排出管路13在過(guò)渡區(qū)從冷卻槽14擴(kuò)大至冷卻劑收集室16。由此形成輥芯9的簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)。也可以在輥套10中螺旋狀地加工出冷卻槽14。
在輸送管路12和排出管路13或在冷卻劑分配室15或冷卻劑收集室16和冷卻槽14之間的過(guò)渡區(qū)中設(shè)置一個(gè)導(dǎo)向件17，用來(lái)確定地使冷卻劑轉(zhuǎn)向和分開(kāi)輸送管路12和排出管路13之間的冷卻劑流。導(dǎo)向件17與帶有輸送管路12和排出管路13之間的分隔壁19的插接接頭18相連接。
如圖3a和3b所示，導(dǎo)向件17具有多個(gè)從支座21伸出的齒20，其間距、寬度和深度與冷卻槽14的間距、寬度和深度相一致。根據(jù)圖7所示的加工技術(shù)簡(jiǎn)單的實(shí)施例，導(dǎo)向件17可由板狀的單件26、27制成。單件26、27構(gòu)成交替的齒和中間腔以及支座件并同一個(gè)穿過(guò)板狀單件的連接件，最好是螺栓28固定在一起。
如圖2所示，為了改善冷卻劑的轉(zhuǎn)向，齒20弧形地向著冷卻槽底22擴(kuò)大。支座21根據(jù)插接接頭18設(shè)計(jì)并在端側(cè)滑動(dòng)地與分隔壁19相連。為了安裝的目的，導(dǎo)向件17在冷卻槽14中與輥套10粘接。然而，粘接只具有很低的強(qiáng)度。
圖4和5表示在導(dǎo)向件17的齒20和輥套10中的冷卻槽14的壁之間具有確定間隙23的導(dǎo)向件17。為了調(diào)節(jié)確定的間隙23，齒20的端側(cè)和齒的側(cè)壁設(shè)有插入盲孔中的隔距器24。盲孔用其中心線25表示。
圖6表示導(dǎo)向件17的另一實(shí)施例。導(dǎo)向件17具有沿徑向方向朝冷卻槽底22變窄的齒20。這一實(shí)施例的所有其它構(gòu)件均與圖2的實(shí)施例相同。
權(quán)利要求
1.連續(xù)澆鑄金屬帶材，最好是厚度為1mm～12mm的鋼帶的鑄輥，由一個(gè)輥芯(9)和一個(gè)套在輥芯(9)上的由導(dǎo)熱材料制成的輥套(10)組成，其中，在輥芯(9)和輥套(10)之間設(shè)置有環(huán)狀的冷卻槽(14)，冷卻槽(14)與冷卻劑的輸送管路(12)和排出管路(13)相連接，其特征為，由一個(gè)可插入冷卻槽(14)中的導(dǎo)向件(17)形成冷卻劑從大致徑向的輸送管路(12)至冷卻槽(14)的轉(zhuǎn)向和冷卻劑從冷卻槽(14)至大致徑向的排出管路(13)的轉(zhuǎn)向。
2.按照權(quán)利要求1的鑄輥，其特征為，每一冷卻槽(14)均配有一個(gè)導(dǎo)向件(17)。
3.按照權(quán)利要求1的鑄輥，其特征為，多個(gè)相鄰的冷卻槽(14)配有一個(gè)公共的導(dǎo)向件(17)。
4.按照權(quán)利要求1～3中之一的鑄輥，其特征為，導(dǎo)向件(17)設(shè)計(jì)為梳狀，其中，其各齒(20)的寬度和深度大致與冷卻槽(17)的寬度和深度相一致。
5.按照前述權(quán)利要求1～4中之一的鑄輥，其特征為，導(dǎo)向件(17)由板狀的單件(26，27)構(gòu)成，它們形成交替的齒和中間腔并與一個(gè)穿過(guò)這些板狀單件的連接件最好是一個(gè)螺栓(28)固定在一起。
6.按照前述權(quán)利要求1～5之一的鑄輥，其特征為，在輥套(10)和導(dǎo)向件(17)之間，尤其在冷卻槽底(22)和導(dǎo)向件(17)的端面之間調(diào)節(jié)成一確定的間隙(23)。
7.按照權(quán)利要求6的鑄輥，其特征為，間隙(23)的尺寸根據(jù)深度變化的導(dǎo)向件的長(zhǎng)度作成這樣，即使得間隙中的平均冷卻劑流速與冷卻槽(17)其它范圍中的冷卻劑流速相符。
8.按照前述權(quán)利要求1～7中之一的鑄輥，其特征為，導(dǎo)向件(17)的齒(20)沿徑向朝著冷卻槽底(22)弧形地?cái)U(kuò)大。
9.按照權(quán)利要求1～7中之一的鑄輥，其特征為，導(dǎo)向件(17)的齒(20)沿徑向最好設(shè)計(jì)成弧形變窄。
10.按照前述權(quán)利要求1～9中之一的鑄輥，其特征為，各個(gè)導(dǎo)向件(17)或由幾個(gè)相鄰的沿鑄輥縱軸(2)的方向設(shè)置的導(dǎo)向件(17)組成的組相對(duì)于鑄輥縱軸(2)相互錯(cuò)開(kāi)一角度。
11.按照前述權(quán)利要求1～9中之一的鑄輥，其特征為，所有導(dǎo)向件(17)首先平行于鑄輥縱軸(2)指向。
12.按照前述權(quán)利要求1～11中之一的鑄輥，其特征為，導(dǎo)向件(17)通過(guò)插接接頭(18)與輥芯(9)相連。
13.按照前述權(quán)利要求1～11中之一的鑄輥，其特征為，導(dǎo)向件(17)通過(guò)插接接頭(18)與冷卻劑的輸送管路(12)和排出管路(13)之間的分隔壁(19)相連。
14.按照權(quán)利要求12或13的鑄輥，其特征為，插接接頭(18)大致由一個(gè)平行于鑄輥縱軸(2)設(shè)置的槽構(gòu)成。
15.按照前述權(quán)利要求1～14中之一的鑄輥，其特征為，導(dǎo)向件(17)由導(dǎo)熱性與輥套(10)相同或比其小的材料制成。
全文摘要
連續(xù)澆鑄金屬帶材的鑄輥由一輥芯和一套在輥芯(9)上的由導(dǎo)熱性材料制成的輥套(10)組成,其中,在輥芯和棍套之間設(shè)有環(huán)狀的冷卻槽(14),冷卻槽(14)與冷卻劑的輸送管路(12)和排出管路(13)相連。在最小的冷卻劑消耗和確定的流動(dòng)狀態(tài)時(shí),為了實(shí)現(xiàn)輥套(10)的均勻散熱,由一個(gè)可插入冷卻槽(14)中的導(dǎo)向件(17)形成冷卻劑從一大致為徑向的輸送管路(12)至冷卻槽(14)的轉(zhuǎn)向和冷卻劑從冷卻槽(14)至大致為徑向的排出管路(13)的轉(zhuǎn)向。
文檔編號(hào)B22D11/06GK1255077SQ98804778
公開(kāi)日2000年5月31日 申請(qǐng)日期1998年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月2日
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