Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Направляючий валок для утримування та направлення відлитої металевої штаби в установці безперервного лиття, що містить центральний поворотний вал (1) та щонайменше один бандаж (3) валка, який утримується на даному валу і зафіксований проти обертання, який відрізняється тим, що бандаж (3) валка утримується на валу (1) опорними кільцями (4), а між валом (1) та бандажем (3) валка утворена кільцева камера (6), яка аксіально обмежена опорними кільцями (4), при цьому зазначена кільцева камера (6) виконана як охолоджуючий канал.

2. Направляючий валок за п. 1, який відрізняється тим, що між опорними кільцями (4) і бандажем (3) валка та між опорними кільцями (4) і центральним валом (1) встановлені герметизуючі елементи (20, 21), що переважно виконані як герметизуючі кільця, що вставлені в кільцеві канавки.

3. Направляючий валок за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що кільцева камера (6), яка виконана як охолоджуючий канал, з'єднана з охолоджуючим каналом (12, 18), розташованим всередині центрального вала (1), через радіальні відвідні канали (13, 17) для підведення та відведення охолоджуючого середовища.

4. Направляючий валок за одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що радіальні відвідні канали (13, 17) виходять назовні в межах поздовжнього розміру опорних кілець (4) в кільцеву канавку (14, 16) опорного кільця (4), яка сполучена з кільцевою камерою (6) за допомогою множини випускних отворів (19).

5. Направляючий валок за одним з пп. 1-4, який відрізняється тим, що бандаж (3) валка зафіксований проти обертання на валу (1) за допомогою протиобертового пристрою (5), переважно напрямної шпонки, а протиобертовий пристрій (5) проходить через кільцеву камеру (6).

6. Направляючий валок за п. 1, який відрізняється тим, що два опорних кільця (4), які утримують бандаж (3) валка на валу (1), з'єднані для утворення опорно-кільцевої муфти (26), а між бандажем валка (3) і опорно-кільцевою муфтою утворена кільцева камера (6), аксіальна довжина якої обмежена опорними кільцями (4).

7. Направляючий валок за п. 6, який відрізняється тим, що між опорними кільцями (4) опорно-кільцевої муфти (26) і бандажем (3) валка та між опорними кільцями (4) і центральним валом (1) встановлені герметизуючі елементи (20, 21), що переважно виконані як герметизуючі кільця, що вставлені в кільцеві канавки.

8. Направляючий валок за п. 6 або 7, який відрізняється тим, що кільцева камера (6), яка виконана як охолоджуючий канал, з'єднана з охолоджуючим каналом (12, 18), розташованим всередині центрального вала (1), через радіальні відвідні канали (13, 17, 29, 30) для підведення та відведення охолоджуючого середовища.

9. Направляючий валок за будь-яким з пп. 6-8, який відрізняється тим, що бандаж (3) валка зафіксований проти обертання на валу (1) за допомогою протиобертового пристрою (5), переважно напрямної шпонки, а протиобертовий пристрій (5) проходить через кільцеву камеру (6) та опорно-кільцеву муфту (26).

10. Направляючий валок за одним з пп. 1-9, який відрізняється тим, що охолоджуючий канал (12) для підведення охолоджуючого середовища, який проходить всередині центрального вала (1), починається на одному торці центрального вала, а охолоджуючий канал (18) для відведення охолоджуючого середовища, що розташований у центральному валу, виходить на протилежному торці центрального вала, при цьому кожний охолоджуючий канал (12, 18) з'єднаний з обертовим з'єднувальним елементом (10, 11).

11. Направляючий валок за одним з пп. 1-10, який відрізняється тим, що охолоджуючі канали (12, 18), які проходять всередині центрального вала (1), виходять назовні на одному торці центрального вала, при цьому дані охолоджуючі канали сполучені з багатокомпонентним обертовим з'єднувальним елементом.

Текст

Даний винахід відноситься до направляючого валка для утримування та направлення відлитої металевої штаби в установці безперервного лиття, що містить центральній поворотний вал та, щонайменше, один бандаж валка, який утримується на даному валу і зафіксований проти обертання. Направляючі валки застосовуються в установках безперервного литія, для того щоб утримувати та направляти відлиту металеву штабу після того, як вона виходить з кристалізатора до направляючої кліті. Вони зазнають впливу високої температури, оскільки відлиті металеві штаби виходять з кристалізатора з температурою понад 1000°С, наприклад, якщо це сталеві штаби. У випадку штаби з відносно значною товщиною в ній все ще зберігається рідке ядро, в результаті чого на направляючі валки діють феростатичні сили. Крім того, направляючі валки повинні протистояти силам деформації, що спричинюються вигином штаби. Відповідно, направляючі валки звичайно оснащуються внутрішнім охолодженням та мають міцну конструкцію, здатну протидіяти механічним навантаженням. Значна ширина відлитої штаби вимагає кріплення направляючого валка у кількох місцях, та, відповідно, багатокомпонентної конструкції. В традиційних установках безперервного лиття застосовуються два основних типи направляючих валків, що відрізняються параметрами їх основної конструкції. Перший основний тип направляючих валків включає нерухому центральну вісь, яка несе на собі один або більше бандажів валка, що рухаються завдяки ковзанню або прокручуванню систем підшипників. Направляючи валки такого типу відомі , наприклад, з [патентних документів DE-A 197 44 077, DE-A 27 45 578, DE-A 38 23 655 та US-A 4,351,383]. Через відносну рухливість окремих деталей направляючих валків необхідно застосовувати системи підшипників, які нагріваються та, відповідно, вимагають захисних заходів. Наступний основний тип направляючих валків не потребує систем підшипників такого типу у валках та включає центральний рухомий вал та бандажі валка, що зафіксовані на ньому без можливості обертання. Схематичне зображення направляючого валка такого типу можна знайти у [патентному документі DE-A 29 35 217]. [DE-A 25 52 969] описує ще один направляючий валок з закріпленим в кількох точках цільним валом, на якому шляхом зварного з'єднання зафіксовані з можливістю обертання окремі секції валка. Між центральним валом та секціями валка в якості каналу охолодження утворена кільцева камера, що зв'язана з центральним підвідним каналом. Таке зварне з'єднання не дозволяє демонтувати направляючий валок, і тому секції валка, які зазнають термічний та механічний впливи, не можна замінити. Заявка на [патент WO 93/19874] розкриває направляючий валок, бандаж якого утворений, по суті, як цільна деталь. Однак, виконати охолоджуючий канал, що проходить через бандаж валка, дуже складно та дорого. Міжнародна заявка на [патент WO 02/38972 А1], виходячи з фіг. 1а та їв, описує рішення, яке містить направляючий валок з центральним, закріпленим в кількох точках валом та кілька бандажів валка, розташованих на ньому. Вся внутрішня поверхня кожного бандажа валка щільно прилягає до зовнішньої поверхні вала та зафіксована на ній протиповоротним кріпленням за допомогою напрямної шпонки. Такий направляючий валок охолоджується зсередини охолоджуючим каналом, який проходить центрально усередині вала. Направляючий валок такого типу має суттєвий недолік - довгий шлях передачі тепла від поверхні бандажа до охолоджуючого каналу. Проміжки між вадюм та бандажем валка діють як ізолятор та додатково перешкоджають відведенню тепла від направляючого валка. Заявка на [патент W0 02/38972 А1] розкриває направляючий валок с закріпленим в кількох точках валом та бандажами валка, що встановлeні на ньому, при чому кожний бандаж валка зафіксований на валу протиповоротним кріпленням за допомогою напрямної шпонки. Між бандажем валка та валом по усьому поздовжньому розміру бандажа валка виконана кільцева камера, яка заповнена матеріалом з високою теплопровідністю. Відведення тепла від направляючого валка здійснюється внутрішнім охолодженням через центральний охолоджуючий канал, який проходить через вал. Хоча теплопровідний наповнювач запобігає ізолюючій дії повітряного прошарку між бандажем валка та валом, все ж таки існує значна відстань між поверхнею бандажа валка, що піддається термічному впливу, та охолоджуючим каналом. Таким чином, метою даного винаходу є усун уту недоліки відомих рішень та запропонувати направляючий валок, що може краще протистояти механічним та термічним впливам, що спричиняються штабою. Зокрема, спосіб, яким бандаж валка закріплено на валу, полягає у тому, щоб краще протистояти впливам, що відбуваються. У пропонованому направляючому валку ця мета досягається тим, що бандаж валка утримується на валу опорними кільцями, таким чином, що між валом і бандажем валка утворена кільцева камера, яка по осі обмежена опорними кільцями та виконана як охолоджуючий канал. Завдяки виконанню опорних кілець як окремих деталей та їх розміщення по краю кожного бандажа валка сили діють на вал на ділянці, що прилягає до підшипників опорного валка. Таким чином, максимально уникають термічних та механічних навантажень, що утворюються деформацією та зношуванням. В той же час, відповідні ступеневі зміни діаметру вала на контактній з опорними кільцями поверхні забезпечують легкий монтаж та демонтаж направляючого валка при експлуатації та заміні бандажа валка. Формування кільцевої камери, яка аксіально обмежена опорними кільцями між валом та бандажем валка, утворює ділянки, що відокремлені одна від одної, з одного боку, для того, щоб компенсувати сили, а с другої, щоб відводити теплоту від бандажа валка, та усува ти взаємодію, яка призводить до руйнування конструкції. Щоб запобігти протіканням в кільцевій камері, в кільцеві канавки між опорними кільцями і бандажем валка та між опорними кільцями і центральним валом встановлюють герметизуючи елементи, переважно, герметизуючи кільця. Кільцева камера виконана як охолоджуючий канал, який зв'язаний з охолоджуючим каналом, що розміщений у центральному валу, за допомогою радіальних відвідних каналів для підведення та відведення охолоджуючого середовища. Радіальні відвідні канали виходять назовні в межах поздовжнього розміру опорних кілець в кільцеву канавку опорного кільця, яка сполучена з кільцевою камерою за допомогою множини випускних отворів. Перевага конструкції полягає в утворенні ряду радіальних відвідних каналів, розподілених по поперечному перерізу вала, як в площині підведення охолоджуючого середовища, так і в площині його відведення, так що аксіальний потік охолоджуючого середовища, який є по можливості однорідним, проходить по всьому колу кільцевої камери. Крім того, в кільцевій камері можуть бути розташовані направляючі пристрої, які роблять аксіальний профіль потоку в кільцевій камері ще більш однорідним. Відповідно, радіальні відвідні канали виходять назовні в межах поздовжнього розміру опорних кілець в кільцеву канавку опорного кільця, яка сполучена з кільцевою камерою за допомогою множини випускних отворів. Бандаж валка зафіксований проти обертання відносно вала протиобертовим пристроєм, переважно, напрямною шпонкою, а протиобертовий пристрій у цьому випадку проходить через кільцеву камеру. Розміщення протиобертового пристрою в кільцевій камері між двома опорними кільцями призначено для того, щоб стан потоку охолоджуючого середовища майже не змінювався. При цьому усунено проблеми герметичності, яки виникають, якщо протиобертовий пристрій розміщений на опорній поверхні бандажа валка на валу, як у випадку направляючого валка, що описаний в [заявці WO 02/38972 А1]. Відповідно до наступного варіанту здійснення пропонованого направляючого валка, два опорних кільця, які утримують бандаж валка на валу, з'єднані з утворенням опорно-кільцевої муфти, а кільцева камера, яка в осьовому напрямку обмежена опорними кільцями, утворена між бандажем валка та опорно-кільцевою муфтою. Герметизуючи елементи та охолоджуючи канали розроблені аналогічно варіанту здійснення, згаданому раніше. Протиобертовий пристрій проходить через кільцеву камеру та опорно-кільцеву муфту. Один можливий спосіб проходження охолоджувача через направляючий валок полягає в тому, що охолоджуючий канал, який проходить всередині центрального вала, починається з одного торця центрального вала, а охолоджуючий канал для відведення охолоджувача, розташований всередині центрального вала, виходить назовні на протилежному торці центрального вала, та кожен охолоджуючий канал з'єднаний з обертовим з'єднувальним елементом. Інший переважний варіант здійснення, що передбачає підведення охолоджувача до направляючих валків з одного торця установки тобто з одної сторони відносно напрямку штаби, полягає в тому, що охолоджуючи канали, які проходять всередині центрального валу, ви ходять назовні на одному торці центрального вала, та ці охолоджуючи канали з'єднані з багатокомпонентним з'єднувальним елементом. Даний варіант здійснення може бути застосованим як для привідних так і для непривідних направляючих валків. Зазвичай у якості охолоджувача застосовують охолоджуючу воду. Подальші особливості та переваги даного винаходу стануть зрозумілими з наведеного далі опису варіанта здійснення, що не обмежує обсяг даного винаходу, з посиланнями на фігури, де: на фіг. 1 показано поздовжній переріз направляючого валка за даним винаходом; на фіг. 2 показано поперечний переріз направляючого валка по лінії А-А на фіг. 1; на фіг. 3 показано наступний варіант здійснення направляючого валка в поздовжньому перерізі через секцію валка. На фігура х пропонований направляючий валок показано у вигляді схематичного зображення, що підходить, наприклад, для застосування у направляючій штабу секції установки безперервного лиття для виробництва металевої штаби значної ширини, з поперечним перерізом сляба або тонкого сляба. Направляючий валок, показаний на фіг. 1, включає центральний вал і|, який закріплений з можливістю обертання на чотирьох підшипниках 2. Підшипники та кожухи підшипників, які їх утримують, в свою чергу закріплені на направляючій кліті (не показана) установки безперервного лиття. Звичайно застосовують підшипники кочення. На центральному валу 1 встановлені три бандажа 3 валка , кожен з яких закріплений на валу 1 двома опорними кільцями 4. Підшипники 2 розташовані в осьовому напрямку з зовнішніх сторін від бандажів валка та між сусідніми бандажами валка. Протиобертовий пристрій 5 фіксує куто ве положення кожного бандажа 3 валка відносно вала 1. Між опорними кільцями 4 бандажа 3 валка, внутрішньою боковою поверхнею бандажа валка та зовнішньою боковою поверхнею вала 1 передбачена кільцева камера 6, яка утворює охолоджуючий канал. Пропонований направляючий валок має, щонайменше, два, а звичайно три бандажа. Направляючий валок обладнаний внутрішнім охолодженням. Проходження потоку охолоджуючого середовища позначено на фіг 1 стрілками. Підведення охолоджуючого середовища здійснюється з одного торця направляючого валка через обертовий з'єднувальний елемент 10, а його відведення відбувається на протилежному торці направляючого валка через обертовий з'єднувальний елемент 11. Охолоджуюче середовище підводиться в кільцеву камеру 6 через центральний охолоджуючий канал 12, від якого відгалужуються радіальні відвідні канали 13, та через кільцеві канавки 14 в опорному кільці 4 з аксіально орієнтованими випускними отворами 19. Охолоджуюче середовище, розподілене по всьому поперечному перерізу кільцевої камери 6, протікає через кільцеву камеру 6 паралельно поздовжній осі 15 направляючого валка та знову збирається до кільцевої канавки 16 в опорному кільці 4 та відводиться через радіальні відвідні канали 17 в центральний охолоджуючий канал 18. Охолоджуючий канал 18 або веде до наступних радіальних відвідних каналів 13 наступного бандажа валка, або, після проходження через усі бандажі валка, до обертового з'єднувального елемента 11, через який охолоджуюче середовище відводиться з направляючого валка. Для того, щоб запобігти виходу о холоджуючого середовища з кільцевої камери, між опорним кільцем 4 та бандажем 3 валка встановлено герметизуючий елемент 20, а між бандажем 3 валка та валом 1 герметизуючий елемент 21. Герметизуючі елементи утворені герметизуючими кільцями, вставленими в кільцеві канавки. Однак, підведення та відведення охолоджуючого середовища через центральні охолоджуючи канали може також відбуватися і з одної сторони торця, тобто з одного торця центрального вала, через подвійний обертовий з'єднувальний елемент, таким чином, що підведення охолоджуючого середовища відбувається з одної сторони направляючого пристрою, та, відповідно, з одної сторони установки безперервного лиття. У випадку привідного направляючого валка центральні охолоджуючи канали для підведення та відведення охолоджуючого середовища починаються з одного торця направляючого валка і вони обов'язково спрямовані паралельно поздовжній осі вала, оскільки до протилежного торця приєднаний привід обертання. Відповідно, приєднаний обертовий з'єднувальний елемент оснащений двома з'єднувальними патрубками охолоджувача. На фіг. 2 показано вигляд з торця опорного кільця 4 поперечного перерізу вала 1 по лінії А-А на фіг. 1, що ілюструє проходження охолоджуючого середовища в цю ділянку. Охолоджуюче середовище підводиться з центрального охолоджуючого каналу 12 через радіальні відвідні канали 13 в кільцеву канавку 14 опорного кільця 4, де воно розподіляється та проходить через ряд випускних отворів 19, які розміщені по окружності та можуть бути виконані як канавки або канали, до кільцевої камери 6 між бандажем 3 вдлка та валом 1, що показаний на фіг. 1. Відведення охолоджуючого середовища з кільцевої камери 6 відбувається у зворотній послідовності. Даний спосіб направлення охолоджуючого середовища забезпечує максимально рівномірне та ефективне відведення теплоти від бандажа валка, що можливе з максимально простою технологією. Протиобертовий пристрій 5 для збереження положення бандажа валйа 3 на валу 1 утворюється однією або більше напрямними шпонками 23, які проходять через кільцеву камеру 6, та розташовані між двома опорними кільцями 4, які підтримують бандаж 3 валка. У зоні кільцевої камери 6 є достатньо місця для довгої напрямної шпонки 23, так що периферичні сили та обертальні моменти, які діють на бандаж валка, можуть бути скомпенсовані з невеликим тиском на поверхню вала, особливо у випадку привідних направляючих валків. Наступний варіант здійснення направляючого валка показаний на фіг. З у вигляді поздовжнього перерізу частини направляючого валка, при цьому для ідентичних або аналогічних елементів використовуються однакові позначення. Бандаж валка 3 утримується на центральному валу 1 за допомогою двох опорних кілець 4, що розташовані на торцевих ділянках бандажа валка та з'єднані муфтою 25 для утворення опорно-кільцевої муфти 26. Опорно-кільцева муфта 26 має поздовжній зазор 27, через який проходить протиобертовий пристрій 5. Протиобертовий пристрій 5 фіксує положення бандажа валка 3 по відношецню до центрального вала 1. Кільцева камера 6, яка утворює о холоджуючий канал, розміщена між опорними кільцями 4 опорнокільцевої муфти 26, що приєднані до одного бандажа валка 3, внутрішньої бокової поверхні бандажа валка 3 та зовнішньою боковою поверхнею опорно-кільцевої муфти 26. Направляючий валок оснащений внутрішнім охолодженням. Потік охолоджуючого середовища позначений на фіг. З стрілками. Охолоджуюче середовище підводиться з одного торця направляючого валка через обертовий з'єднувальний елемент 10, а відводиться з протилежного торця направляючого валка (не показаний) через інший обертовий з'єднувальний елемент. Охолоджуюче середовище проходить через центральний охолоджуючий канал 12, радіальні відвідні канали 13, які відгалужуються від центрального охолоджуючого каналу 12, та кільцеву канавку 14 в опорному кільці 4 з аксіально орієнтованими випускними отворами 19 в наступну кільцеву канавку 28 та звідти надходить через інші радіальні відвідні канали 29, які проходять через опорно-кільцеву муфту 26 у радіальному напрямку, в кільцеву камеру 6. Охолоджуюче середовище, розподілене по всьому поперечному перерізу кільцевої камери 6, тече паралельно поздовжній осі 15 направляючого валка через кільцеву камеру 6 по радіальним відвідним каналам 30, що проходять радіально через опорно-кільцеву муфту 26, до кільцевої канавки 31, збирається знову у кільцевій канавці 16 опорного кільця 4 та відводиться через радіальні відвідні канали 17 у центральний охолоджуючий канал 18. Охолоджуючий канал 18 веде або до наступних розгалужених каналів наступного бандажа валка, або, після того, як охолоджуюче середовище пройшло через усі бандажі валка, до обертового з'єднувального елемента, через який охолоджуюче середовище відводиться з направляючого валка.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Strand-guiding roller

Автори англійською

GUTTENBRUNNER, Josef, STARRERMAIR, Thomas, Deibl Gunter

Назва патенту російською

Направляющий валок

Автори російською

Дейбл Гюнтер

МПК / Мітки

МПК: B22D 11/128

Мітки: направляючий, валок

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/4-79382-napravlyayuchijj-valok.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Направляючий валок</a>

Подібні патенти