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Title:
STRAND-GUIDING ROLLER OF A STRAND GUIDE FOR GUIDING A CAST METAL STRAND
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/156742
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a strand-guiding roller (1) of a strand guide for guiding a cast metal strand, comprising at least one first and one second partial roller (2, 3) arranged next to one another so as to be axially flush, wherein a bearing (4) for supporting the two partial rollers (2, 3) is arranged between the two partial rollers (2, 3) and wherein the partial rollers (2, 3) consist of a first material. In order to allow simple assembly and disassembly of the arrangement and to use the optimal materials for the partial rollers and the bearing journals, according to the invention a roller journal (6) is fastened in the axial end (5) of the first partial roller (2), which roller journal consists of a second material which is different from the first material, wherein the roller journal (6) passes through the bearing (4) and the end (7) of said roller journal remote from the first partial roller (2) extends into a hole (8) in the second partial roller (3), in order to support said second partial roller.

Inventors:
SIX STEPHAN (DE)
STAVENOW AXEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/086163
Publication Date:
August 06, 2020
Filing Date:
December 19, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SMS GROUP GMBH (DE)
International Classes:
B21B39/00; B22D11/128
Foreign References:
US20080244890A12008-10-09
DE2423224A11975-11-20
US20080251229A12008-10-16
US20060191662A12006-08-31
US6484793B12002-11-26
DE102014223010A12016-02-11
EP2032289B12012-10-03
DE10024513A12000-12-07
EP1937430B12009-12-23
DE102011084231A12013-04-11
Attorney, Agent or Firm:
KLÜPPEL, Walter (DE)
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Claims:
Patentansprüche:

1. Strangführungsrolle (1 ) einer Strangführung zum Führen eines gegossenen metallischen Strangs, die zumindest eine erste und eine zweite axial fluchtend nebeneinander angeordnete Teilrolle (2, 3) aufweist, wobei zwischen den beiden Teilrollen (2, 3) ein Lager (4) zur Lagerung der beiden Teilrollen (2, 3) angeordnet ist und wobei die Teilrollen (2, 3) aus einem ersten Material bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass im axialen Ende (5) der ersten Teilrolle (2) ein Rollenzapfen (6) befestigt ist, wobei der Rollenzapfen (6) das Lager (4) durchsetzt und mit seinem von der ersten Teilrolle (2) entfernten axialen Ende (7) in eine Bohrung (8) der zweiten Teilrolle (3) hineinreicht, um diese zu lagern.

2. Strangführungsrolle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der in der ersten Teilrolle (2) befestigte Rollenzapfen (6) durch Schrumpfen in einer Bohrung (9) der ersten Teilrolle (2) angeordnet ist.

3. Strangführungsrolle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilrollen (2, 3) aus einem Material bestehen, das zum Auftrags schweißen geeignet ist.

4. Strangführungsrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Rollenzapfen (6) aus einem hochfesten Material besteht.

5. Strangführungsrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass das Lager (4) ein ungeteiltes Einzellager ist.

6. Strangführungsrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die zweite Teilrolle (3) über eine auf den Rollenzapfen (6) aufgeschobene Hülse (10) gelagert ist.

7. Strangführungsrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass der Außendurchmesser (d) des Rollenzapfens (6) zwischen 40 % und 65 % des Außendurchmessers (D) der Teilrollen (2, 3) beträgt.

8. Strangführungsrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass die Teilrollen (2, 3) mit innenliegenden Kanälen (11 ) versehen sind, um sie mittels Fluiddurchleitung durch die Kanäle (11 ) zu kühlen.

9. Strangführungsrolle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die innenliegenden Kanäle (11 ) zumindest abschnittsweise wendelförmig ver laufen.

10. Strangführungsrolle nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bohrungsabschnitt (1 T) im Rollenzapfen (6) Bestandteil der Kanäle (11 ) ist, wobei der Bohrungsabschnitt (1 T) bevorzugt als Zentralbohrung im Rollenzapfen (6) ausgebildet ist.

Description:
Strangführungsrolle einer Strangführung zum Führen eines gegossenen metallischen Strangs

Die Erfindung betrifft eine Strangführungsrolle einer Strangführung zum Führen eines gegossenen metallischen Strangs, die zumindest eine erste und eine zweite axial fluchtend nebeneinander angeordnete Teilrolle aufweist, wobei zwischen den beiden Teilrollen ein Lager zur Lagerung der beiden Teilrollen angeordnet ist und wobei die Teilrollen aus einem ersten Material bestehen.

Eine gattungsgemäße Strangführungsrolle ist aus der DE 10 2014 223 010 A1 bekannt. Das eine axiale Ende der einen Teilrolle ist als Lagerzapfen ausgebildet, welches das Lager durchsetzt und in eine Bohrung in der anderen Teilrolle hineinreicht. Nachteilig ist bei dieser Lösung, dass die Teilrolle und der Lagerzapfen aus demselben Material bestehen, allerdings unterschiedliche Funktionen erfüllen müssen. Während der Mantel der Teilrolle zur Auftrags schweißung von Material geeignet sein muss, gelten für die Lagereigenschaften des Zapfens andere Anforderungen; diese müssen nämlich eine besonders hohe Festigkeit aufweisen, um die Lagerkräfte übertragen zu können. Zudem ist der Zerspanungsverlust von Material im Bereich des Zapfens relativ hoch.

Eine prinzipiell gleich aufgebaute Strangführungsrolle offenbart die EP 2 032 289 B1. Auch hier wird der Lagerzapfen, welcher das Lager axial durchsetzt, aus dem Material der einen Teilrolle durch spanende Bearbeitung ausgebildet. Eine solche Lösung zeigt auch die DE 100 24 513 A1.

Die EP 1 937 430 B1 zeigt eine Lösung, bei der in die beiden axialen Enden der jeweiligen Teilrollen Lagerzapfen in Bohrungen eingeschrumpft sind. Damit liegt der Vorteil vor, dass die Lagerzapfen aus einem anderen Material gefertigt werden können als demjenigen, aus dem die Teilrollen bestehen. Nachteilig ist hier allerdings, dass zwecks Wechsels des Lagers bei der Demontage die Lagerzapfen durchgesägt werden müssen.

Eine weitere Lösung zeigt die DE 10 2011 084 231 A1 , bei der jede Teilrolle im axial endseitigen Bereich einen Lagerzapfen aufweist, der in das Lager zwischen den beiden Teilrollen hineinreicht. Neben der oben beschriebenen Problematik im Falle des gleichen Materials für Rolle und Lagerzapfen besteht hier auch das beschriebene Problem bei der Demontage der Strangführungsrolle. Der Erfindung liegt daher die A u f g a b e zugrunde, eine gattungsgemäße Strangführungsrolle so weiterzubilden, dass die genannten Probleme überwunden werden können. Es soll also eine einfache Montage und Demontage der Anordnung möglich sein. Weiterhin soll es möglich sein, die optimalen Materialien für die Teilrollen und die Lagerzapfen zum Einsatz zu bringen, wobei eine wirtschaftliche Herstellungsweise angestrebt wird.

Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im axialen Ende der ersten Teilrolle ein Rollenzapfen befestigt ist, der aus einem zweiten Material besteht, welches unterschiedlich zum ersten Material ist, wobei der Rollenzapfen das Lager durchsetzt und mit seinem von der ersten Teilrolle entfernten axialen Ende in eine Bohrung der zweiten Teilrolle hineinreicht, um diese zu lagern.

Bevorzugt ist dabei der in der ersten Teilrolle befestigte Rollenzapfen durch Schrumpfen in einer Bohrung der ersten Teilrolle angeordnet.

Wie erwähnt, ist das Material der Teilrollen und dasjenige des Rollenzapfens unterschiedlich. Die Teilrollen bestehen bevorzugt aus einem Material, das zum Auftragsschweißen geeignet ist. Indes besteht der der Rollenzapfen bevorzugt aus einem hochfesten Material. Das Lager ist bevorzugt ein ungeteiltes Einzellager.

Die zweite Teilrolle ist vorzugsweise über eine auf den Rollenzapfen auf geschobene Hülse gelagert.

Der Außendurchmesser des Rollenzapfens beträgt bevorzugt zwischen 40 % und 65 % des Außendurchmessers der Teilrollen.

Die Teilrollen sind bevorzugt mit innenliegenden Kanälen versehen, um sie mittels Fluiddurchleitung durch die Kanäle zu kühlen. Dabei kann vorgesehen werden, dass die innenliegenden Kanäle zumindest abschnittsweise wendelförmig verlaufen (sog. Sleeve-Kühlung). Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass ein Bohrungsabschnitt im Rollenzapfen Bestandteil der Kanäle ist, wobei der Bohrungsabschnitt bevorzugt als Zentralbohrung im Rollenzapfen ausgebildet ist.

Es handelt sich vorliegend also um eine Strangführungsrolle in einer Strang gießmaschine mit drehbarer Achse und mindestens einem Mittenlager. Die Rollenlänge ist theoretisch unbegrenzt; der Rollendurchmesser kann von 100 mm aufwärts beliebig groß werden.

Die Kombination verschiedener Materialien, einmal für den (separat hergestellten) Rollenzapfen und einmal für die (separat hergestellten) Teilrollen, ermöglicht die Optimierung der Auftragsschweißbarkeit der Rollenkörper, ohne die Festigkeit des Rollenzapfens zu gefährden. Durch die Verwendung unterschiedlicher Materialien und Vormaterialien kann auch der Materialverlust bei der Fertigung vorteilhaft reduziert werden.

Sehr vorteilhaft ist weiterhin auch die Realisierung einer Kühlung, deren Kühlleistung zwischen den vorbekannten Leistungsbereichen der Zentrums- kühlung auf der einen Seite und der Revolverkühlung auf der anderen Seite liegt. Damit kann gezielt der Einfluss der Kühlung auf die Brammenqualität gesteuert werden.

Die Zentrumskühlung (Durchströmung des Kühlmediums durch eine Zentral- bohrung) ist nämlich zumeist nur relativ schwach, wodurch sich ein unerwünscht hoher Rollenverschleiß durch eine hohe Oberflächentemperatur ergibt. Der Einfluss der Kühlung auf das Gießgut ist somit nur relativ gering.

Indes liegt im Falle der Revolverkühlung zumeist eine sehr hohe Kühlleistung vor, die zwar nur einen geringen Rollenverschleiß zur Folge hat, allerdings auch einen unerwünschten Kühleinfluss auf das Gießgut.

Die bevorzugt vorgeschlagene Sleeve-Kühlung schließt die Lücke zwischen diesen beiden Kühlarten vorteilhaft.

Anstatt also auf eine nur sehr geringe bzw. auf eine sehr starke Kühlung der Rolle zu setzen, wird bevorzugt die ausgeglichene innenliegende Sleeve-Kühlung eingesetzt. Bei dieser verläuft der Kühlkanal schraubenförmig bzw. wendelförmig mit gleichem Abstand zur Rollenoberfläche im Inneren der Rolle. Durch das Einschrumpfen des Rollenzapfens ergibt sich die Möglichkeit, die Bohrung für den Zapfen sehr weit in den Rollenkörper vorzutreiben und diesen als Kühlbereich zu nutzen. Ohne die Bohrung zum Einschrumpfen des Rollenzapfens ist solch eine Kühlungsanordnung nicht möglich. Die Intensität der Kühlung ist direkt abhängig von der Distanz zur Oberfläche des Rollenkörpers. Durch die Anordnung der Sleeve-Kühlung im mittleren Bereich zwischen Revolver- und Zentrumskühlung liegt somit ein guter Kompromiss der Kühlung vor. Die vorgeschlagene Bauweise mit dem Einschrumpfen des Rollenzapfens wird eine Möglichkeit geschaffen, diese Kühlart in die Rolle in einfacher Weise zu integrieren. Somit kann nun die Kühlung der Rolle den Erfordernissen der Anlage optimal angepasst werden. Durch den vorgeschlagenen Aufbau der Strangführungsrolle ist es nicht mehr nötig, einen Kompromiss zwischen der Eignung für die Auftragsschweißung und der Zapfenfestigkeit schließen zu müssen. Bislang wurde zumeist der gesamte Rollenkörper aus dem für den Zapfen notwendigen höherfesten Material hergestellt. Dieses allerdings ist nur schlecht für das Auftragsschweißen geeignet.

Weiterhin vorteilhaft ist eine nunmehr mögliche zerstörungsfreie Demontage der Rollenanordnung. Insbesondere ist ein Durchsagen von Rollenzapfen bei der Demontage nicht erforderlich.

Bevorzugt wird auch auf eine ungeteilte Ausgestaltung des Mittenlagers abgestellt. Bei Rollen mit geteilten Mittenlagern ist die Instandsetzung der Lagerstellen aufwendiger und arbeitsintensiver.

Weiterhin wird als Mittenlager bevorzugt ein Einzellager vorgesehen. Bei doppelten Mittenlagern wird bauraumbedingt ein sehr großes Lagerfenster erzeugt, welches einen negativen Einfluss auf die Brammenqualität hat. Außerdem muss bei angetriebenen Rollen eine Bogenzahnkupplung verwendet werden, um das Drehmoment übertragen zu können.

Die vorgeschlagene Konzeption erlaubt einen sparsamen Umgang mit dem teuren Material des Rollenzapfens. Insbesondere wird Verschnitt durch die spanende Bearbeitung minimiert.

Durch den in die eine Teilrolle eingeschrumpften Rollenzapfen wird eine Anordnung erreicht, die die gleichen funktionalen Eigenschaften vorbekannter Rollenkörper aufweist, die aus einem Materialblock gefertigt werden. Nachdem allerdings nur auf einer Seite der Teilrolle der Rollenzapfen eingeschrumpft ist, werden die Vorteile der Montage bzw. Demontage erhalten. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 im Radialschnitt eine Strangführungsrolle einer Strangführung und Fig. 2 den mittleren Bereich der Figur 1 in vergrößerter Darstellung.

In den Figuren ist eine Strangführungsrolle 1 dargestellt, die aus zwei Teilrollen 2 und 3 besteht. Im axialen Bereich zwischen den beiden Teilrollen 2, 3 ist ein Lager 4 angeordnet, welches im Ausführungsbeispiel als ungeteiltes Einzellager ausgebildet ist.

Im axialen Ende 5 der ersten Teilrolle 2 ist eine Bohrung 9 eingebracht. In dieser Bohrung ist ein Rollenzapfen 6 befestigt, und zwar durch Einschrumpfen. Somit liegt ein fester Verbund zwischen Teilrolle 2 und Rollenzapfen 6 vor.

Die beiden Teilrollen 2 und 3 bestehen aus einem ersten Material, welches sich gut zum Auftragsschweißen eignet. Indes besteht der Rollenzapfen 6 aus einem hochfesten Material, welches zur Übertragung von Lagerkräften optimiert ist. Der Rollenzapfen 6 durchsetzt das Lager 4 axial in Richtung zur Teilrolle 3. In dieser ist eine Bohrung 8 eingebracht, in welche der Rollenzapfens 6 mit seinem axialen Ende 7 eintaucht. Über eine Hülse 10, die auf den endseitigen Abschnitt des Rollenzapfens 6 aufgeschoben ist, wird die Teilrolle 3 gelagert. Demgemäß kann der Verbund, bestehend aus Teilrolle 2 und Rollenzapfens 6, bei der Montage axial durch das Lager 4 hindurchgeschoben werden, bis das axiale Ende 7 des Rollenzapfens 6 in die Bohrung 8 der Teilrolle 3 eintaucht. Die Demontage erfolgt in entsprechend umgekehrter Reihenfolge. Ein Durchsägen des Rollenzapfens 6 bei der Demontage der Anordnung ist somit nicht nötig. Zu Dimensionierung sei angegeben, dass der Außendurchmesser d des Rollenzapfens 6 zumeist im Bereich von etwa 50 % des Außendurchmessers D der Teilrolle 2, 3 liegt.

Zur Kühlung der Strangführungsrolle 1 sind Kanäle 11 in die Anordnung eingebracht. Hierbei handelt es sich um eine Sleeve-Kühlung, bei der die Kanäle 11 abschnittsweise wendelförmig um die Längsachse der Teilrollen 2, 3 verlaufen. Ein Bohrungsabschnitt 1 T im Rollenzapfen 6 ist Bestandteil des Kanalsystems, über welches Kühlfluid geleitet wird, um die Anordnung zu kühlen.

Bezugszeichenliste:

1 Strangführungsrolle

2 Teilrolle

3 Teilrolle

4 Lager

5 axiales Ende der ersten Teilrolle 6 Rollenzapfen

7 axiales Ende des Rollenzapfens

8 Bohrung der zweiten Teilrolle

9 Bohrung der ersten Teilrolle

1 0 Hülse

1 1 Kanal

i r Bohrungsabschnitt im Rollenzapfen

d Außendurchmesser des Rollenzapfens

D Außendurchmesser der Teilrollen