Валок для устройства непрерывной разливки тонких металлических изделий Советский патент 1993 года по МПК B22D11/06 

Изобретение относится к непрерывной разливке тонких металлических изделий типа листа или ленты, в частности, из стали на одном или двух валках, точнее, к конструкции этих валков.

Цель - повышение точности размеров получаемых изделий.

На фиг. 1 представлен осевой разрез валка согласно изобретению; на фиг. 2 - то же, для литья изделий большей ширины; на фиг. 3 - осевой разрез части валка, вариант реализации; на фиг. 4 - то же. вариант реализации.

Валок, изображенный в разрезе на фиг. 1, содержит ступицу 1, жестко связанную с вращающимся валом 2 привода, например, путем насадки в горячем состоянии. Концы вала 2 могут вращаться в подшипниках установки непрерывного литья, а один из концов соединен со средствами приведения во вращение (не показаны).

Ступица 1 несет с одной стороны кольцевой фланец 3, а с другой стороны - диск 4, причем эти три составные детали соединены с помощью связей 5, которые изображены на чертеже в виде осей и образуют сердечник 6 валка.

Кольцо 7 из теплопроводного материала типа меди окружает сердечник валка, насажено одновременно на ступицу 1, фланец 3 и диск 4 и выполнено с каналами 8.

Кольцо внутри и в своей средней, в осевом направлении, зоне имеет выступ 9 с сечением в форме ласточкиного хвоста. Этот выступ 9 входит в зацепление в канавку 10 соответствующего сечения, одна сто00

ю

00

VJ

СО

рона которой выполнена в ступице 1, а другая сторона образована выступом кольцевого фланца 3. Таким образом, соединение ступицы 1, кольцевого фланца 3 и сердечника 6 валка образует канавку 10.

Конструкция, в которой канавка 10 образуется соединением двух деталей, форми- рующих сердечник, необходима для установки кольца на место. Преимущество сечения в форме ласточкиного хвоста у выступа 9 кольца и соответствующей канавки состоит в том, что кольцо очень эффективно насаживается на сердечник путем простого сжатия различных частей сердечника между собой, Кроме того, конические шейки, образованные наклонными поверхностями круговой канавки в форме ласточкиного хвоста, обеспечивают энергичное прижатие кольца к сердечнику, что позволяет обеспечивать передачу повышенного вращающего момента без риска проскальзывания между кольцом и сердечником. Этот эффект прижатия еще более усиливается при нагревании кольца в результате его изгиба, что еще больше увеличивает контактное давление на конические поверхности узла.

Кольцо также закрепляется за края с помощью круговых канавок 11, 12 прямоугольного сечения, выполненных, соответственно, в кольцевом фланце 3 и диске 4, в которые входят без радиального зазора выступы 13, 14, продолжающие.кольцо в осевом направлении. Между этими канавками 11, 12 и, соответственно, выступами 13, 14 предусмотрен в ненагретом состоянии осевой зазор j, так чтобы не препятствовать осевому перемещению выступов в канавках, которое может иметь место при осевом расширении кольца во время его нагрева. Кроме того, крепление краев кольца посредством такой системы канавок и выступов предупреждает возможноеотхождение краев кольца от сердечника валка, которое может быть вызвано радиальным расширением краев кольца.

Чтобы обеспечить наиболее однородное охлаждение кольца, охлаждающую жидкость заставляют циркулировать в направлении стрелок на фиг. 1 и в противоположную сторону в соседних каналах 8. Для этого валок имеет каналы 15 впуска воды, соединяющиеся с поворотным сочленением (не показано). Эти каналы 15 выходят в канал 16 кругового распределения. Вода, поступающая в этот канал, направля- ется| с одной стороны, к краю кольца 7 через отверстия 17. выполненные в диске 4, и отверстия 18, выполненные в кольце и выходящие в половину из общего числа каналов 8 охлаждения, питая поочередно каждый из

.двух каналов. С другой стороны, вода из распределительного канала 16 направляется к другому краю кольца 7 через осевые каналы 19, выполненные в ступице, и отверстия 20, 21 выполненные, соответственно, в кольцевом фланце 3 и кольце аналогично отверстиям 17, 18, при этом отверстия 21 в кольце питают другую половину каналов охлаждения.

0 Для обеспечения однородного распределения расхода воды различные каналы и отверстия распределены по радиусу равномерно, и на уровне контактных поверхностей различных деталей, образующих

5 сердечник, могут быть выполнены круглые выемки, как, например, 22, 23, в которые выходят различные отверстия, как, например, 20.

Эти выемки позволяют также избежать

0 точного позиционирования по окружности при сборке различных деталей, образующих валок, в частности, кольца на сердечнике.

Очевидно, что крепление двух краев кольца может быть также выполнено с по5 мощью диска, например 4, тогда задачей кольцевого фланца будет поддержка кольца и его прижатие посредством соединения в форме ласточкиного хвоста, причем диск, расположенный со стороны этого фланца,

0 служит для крепления соответствующего края кольца. При этом кольцевой фланец 3 в этом случае заменяется двумя деталями, в том числе диском, идентичным диску 4, расположенному с другой стороны кольца, при5 чем сборка различных деталей, образующих сердечник, выполняется с помощью связей 5.

Кроме того, с обеих сторон могут быть использованы фланцы типа фланца 3, т.е.

0 кольцо непосредственно контактирует со ступицей 1 в своей средней части поверхностью, образующей дно канавки 10, и контактирует с фланцами 3 с каждой стороны. Предпочтительно, чтобы ширина канав5 «и в виде ласточкиного хвоста составляла по крайней мере, половину ширины кольца. Установлено, что ширина канавки обуславливает деформацию наружной поверхности кольца в процессе литья. Например, для

0 кольца шириной 865 мм. внешняя поверхность которого в ненагретом состоянии является цилиндрической с прямолинейной образующей, при его нагреве максимальное изменение внешнего диаметра кольца по

5 его ширине составляет от 0,12 до 0,24 мм, если ширина канавки приблизительно 300 мм; от 0,11 до 0,17 мм, если эта ширина около 350 мм; от 0,05 до 0,14 мм, если эта ширина равна приблизительно 430 мм. т.е. половине.ширины кольца.

В этом последнем случае образующая кольца имеет небольшую выпуклость в своей середине и в промежуточных, в осевом направлении, зонах, лежащих между сторонами выступа в виде ласточкиного хвоста и краями кольца, т.е. в местах, где она не закреплена на сердечнике. Эти деформации в нагретом состоянии могут быть скомпенсированыдополнительноймеханической обработкой, выполненной в ненагретом состоянии, чтобы обеспечить получение прямолинейной или с очень небольшой вогнутостью образующей в режиме, устанавливающемся при литье.

Для большего ограничения деформаций соединение может быть выполнено согласно фиг. 3. В этом случае кольцо 7 закрепляется на сердечнике б в своей средней, в осевом направлении, части и по краям, как и в предыдущем случае. Кроме этого, оно закрепляется также в зонах, промежуточных в осевом направлении, между средней частью и краями, посредством канавок 24.

Кроме этого, оно закрепляется также в зонах, промежуточных в осевом направлении, между средней частью и краями, посредством канавок 24 и выступов 25, аналогичных канавкам и выступам крепления кразв, препятствуя радиальному перемещению и, следовательно, образованию выпуклости кольца справа от этих канавок и выступов, но допуская относительное осевое перемещение, для чего между канавками и выступами в ненагретом состоянии предусмотрен осевой зазор.

На фиг. 2 изображен валок с кольцом увеличенной ширины. Этот валок выполнен таким же образом, как и описанный выше, в частности, идентичными являются ступица 1 и соединение ласточкин хвост.

Отличаются только ширина кольца 7, а также кольцевой фланец 3 и диск 4, адаптированные к новой ширине кольца.

Легко можно заменить, что при литье изделий различной ширины необходимо только заменять эти три детали (кольцо, фланец и диск), причем ступица 1 остается той же самой независимо от ширины кольца.

На фиг. 4 схематически показан другой вариант реализации изобретения. Здесь соединение ласточкин хвост инвертировано, т.е. именно сердечник содержит в своей средней в осевом направлении части выступ 26, зажатый в соответствующей канавке 27 кольца. Крепление кольца по краям и, возможно, в промежуточных зонах также обеспечивается системами канавки-выступы 28. которые препятствуют радиальной деформации кольца 7, и допускают его осевое

перемещение относительно сердечника 6 валка. Чтобы осуществить установку кольца, оно может быть образовано из двух частей, симметричных относительно плоскости,

средней в осевом направлении, и собранных с помощью связей 29. Сам сердечник может быть образован из двух частей, отдельных на уровне упомянутой средней плоскости, причем предусмотрены средства

для отвода этих двух частей друг от друга и обеспечения тем самым блокировки соединения ласточкин хвост.

В любом из вариантов внешняя поверхность кольца может быть механически обработана в ненагретом состоянии согласно профилю, учитывающему деформации, которые могут существовать в нагретом состоянии, так чтобы в установившемся режиме литья формировалась поверхность, абсолютно цилиндрическая или слегка вогнутая, и отлитое изделие получалось с плоскими поверхностями или с небольшой выпукло- стью, благоприятной для последующей прокатки.

Формула изобретения

1. Валок для устройства непрерывной

разливки тонких металлических изделий,

.содержащий сердечник и бандаж, в котором

выполнены каналы для циркуляции охлаждающей жидкости, при этом бандаж жестко соединен с сердечником в своей средней части, отличающийся тем, что, с целью повышения точности размеров получаемых изделий, бандаж контактирует с сердечником по всей своей ширине, жестко соединен с ним в осевом направлении по крайней мере по всей окружности средней части, а краевыми участками закреплен на сердечнике с помощью средства жестокого радиального крепления, выполненных с возможностью их осевого перемещения относительно сердечника.

2. Валок по п.°1,отличающийся тем, что бандаж дополнительно закреплен

на сердечнике в участках, промежуточных между краевыми участками и его средней частью, с помощью средств жесткого радиального крепления, выполненных с возможностью их осевого перемещения

относительно сердечника.

3. Валок поп, 1, отличающийся тем, что краевые участки бандажа выполнены в виде выступов прямоугольного сече- ния, а средства крепления краевых участков бандажа выполнены в виде дисков с круговым пазом прямоугольного сечения, в кото- poj3 вставлен соответствующий выступ бандажа плотно в радиальном и с зазором в осевом направлениях.

4. Валок по п. 1,отличающийся тем, что жесткое соединение бандажа с сердечником в средней части выполнено в виде соединения типа ласточкин хвост или в форме Т-образного паза.

5ЧВалок по п. 4, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что соединение типа ласточкин хвост образовано круговым пазом с сечением в форме ласточкин хвост, выполненным в сердечнике, и зажатом в нем выступом соответствующего сечения, выполненным на внутренней стенке бандажа, при этом сердечник состоит из ступицы и кольцевого фланца, смонтированного на ней с помощью средств сжатия в осевом направлении, а круговой паз в форме ласточкин хвост образован периферийными частями ступицы и кольцевого фланца.

6. Валок по п. 5, отличающийся тем, что в кольцевом фланце выполнен круговой паз прямоугольного сечения, а крепление бандажа с кольцевым фланцем и с диском образовано посредством размеще0

5

0

ния выступов на краевых участках бандажа в круговых пазах фланца и диска.

7. Валок по пп. 4-6. отличающийся тем, что ширина паза в форме ласточкин хвост составляет по крайней мере половину ширины бандажа.

8. Валок по п. 4, отличающийся тем. что соединение типа ласточкин хвост образовано выступом сердечника, зажатым в пазу соответствующего сечения бандажа.

9. Валок по пп. 1-8, отличающийся тем, что каналы охлаждения в бандаже выполнены параллельно оси валка, при этом выходы каналов с одной стороны бандажа поочередно соединены с одним входом и одним выходом охлаждающей жидкости для обеспечения движения охлаждающей жидкости в соседних каналах в противоположных направлениях.

10. Валок по пп. 1-9. отличающий- с я тем, что внешняя поверхность бандажа предварительно выполнена вогнутой.

Валок для устройства непрерывной разливки тонких металлических изделий содержит сердечник и кольцо, в котором выполнены каналы для циркуляции охлаждающей жидкости. Кольцо жестко связано с сердечником в осевом направлении в своей средней части и по всей своей окружности с помощью соединения, препятствующего любому осевому и радиальному перемещению кольца относительно сердечника. Соединение выполнено в форме ласточкина хвоста или в форме Т-образной направляющей, кольцо контактирует с сердечником по .всей своей ширине и закреплено своими краями на сердечнике с помощью средств крепления, допускающих осевое перемещение, но препятствующих радиальному перемещению краев кольца относительно сердечника. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Фиг. 1

Фиг. г

25

28 28 27

V V

X / / X X X У /7 / /V

I

Фие.4

г

I

23