Устройство для профилирования поддерживающего ролика зоны вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5008996/02 . (22) 09.10.91 (46) 15.1193 Бюп. Йа 41-42 (71) Мариупольский металлургический институт (72) Лоза А.В.; Голобоков В.С„шишкин В.В:, Урбанский Р.Е

{73) Мариупольский металлургический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОФИЛИРОВАНИЯ

ПОДДЕРЖИВАЮЩЕГО РОЛИКА ЗОНЫ ВТОРИЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ МАШИНЫ НЕПРE—

РЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК (57) Использование: изобретение относится к металлургии, а именно к машинам непрерывного литья стальных заготовок при получении слитков прямоу— (в) RU (и) 20Î2536 (х (51) 5 В П В И 32 гольного поперечного сечения. Сущность: устройство для профилирования поддер>кивающего ро— лика зоны вторичного охлаждения МНПЗ, включает балку и шлифующие элементы. Балка опирается на корпусы подшипниковых опор поддер>кивающих роликов и при этом взаимодействует посредством пружин с ка>кдым из шлифующих элементов, размещенных вдоль образующей осН балки. Балка опирается на подшипниковые опоры при помощи упругих элементов. Соприкасающиеся iloBppxHocTH шлифующих элементов выполнены плоскими и расположены под углом к оси балки, отличным от прямого. 3 зпф-лы, 2 ил.

2002536

Изобретение относится к металлургии. а именно к машинам непрерывной разливки

;.отвалов при получении заготовок прямоугольного поперечного сечения.

И вестон способ подготовки к работе р;. иков зоны вторичного охлаждения Л!ЛЗ, рключающий остановку МНЛЗ, демонтаж. роликовых секций, разборку ролиi;o0 их Aîäшипниковых узлов, определение величины износа и перешлифовку рабочего слоя, при котором все указанные операции осуществляют по регла..1енту.

Недсстатком указанного способа являются значительные затраты, связанные с остановкой машины, демонтажом и переналадкой оборудования зоны вторичного охлаждения, а также низкое качество отливаемых заготовок во второй половине кампании МНЛЗ вследствие неравномерного износа поддерживающих роликов.

Известно также устройство для шлифогания прокатных валков в клети, содержаустановленный на станине корпус, открыть и о сторону валков, внутри которого усгановлена упругая камера, соединенная с источником давления и взаимодействующая с абр зивной лентой, расположенной г;г, ль бочки валка. В устройстве при подаче .:à: iорной жидкости в камеру последняя увел:.", ивается в размерах и прижимает ленту с абразивом к поверхности вращающегося валка. за счет чего осуществляется шлифование.

Недостатком устройства является невозможность сохранения профиля выпуклых или вогнутых валков, что снижает технологические воэможности устройства, а также сложность и громоздкость указанного устройства для зоны вторичного охлаждения МНЛЗ с большим количеством поддерживающих элементов.

Известно также устройство для шлифования прокатного валка, содержащее балку, установленную с возможностью перемещения относительно валка с помощью гидродомкратов, расположенных по концам балки, и элементы для шлифовки рабочей поверхности валка, при этом балка и прокат-валок установлены со взаимным контактом, а балка состоит из нескольких соединенных между собой посредством шарнира и перекрывающих одна другую частей, в месте соединения которых установлены дОполнительные гидродомкраты, причем на контактной поверхности балки выполнены режущие кромки, Недостатком устройства является недолговечность режущих кромок в условиях эксплуатации оборудования эоны вторичного охлаждения МНЛЗ, их выход из строя вследствие высокотемпературной коррозии, что ведет к нарушению качества кромок и ухудшению процесса шлифования, а также сложность указан ного устройства вследствие большого числа гидравлических приводов. что делает затруднительным оснащение указанным устройством любого ручья МНЛЗ (так, например, на каждый ру"0 чей, имеющий 200 роликов, требуется не менее 600 гидродомкратов с индивидуальным приводом к каждому из них). Кроме того. усложнение комплекса оборудования

380 МНЛЗ затрудняет проведение профи-

"5 лактических осмотров и выверки роликового аппарата для сохранения высокого качества заготовок.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи обеспечения заданного

20 профиля поддерживающего ролика и отливаемой заготовки в течение всей кампании эксплуатации машины непрерывного литья заготовок, независимо от величины износа его поверхности, уменьшения явления образования трещин в теле ролика и увеличения продолжительности кампании МНЛЗ за счет продления ресурса работы поддерживающих элементов зоны вторичного охлаждения.

30 Для этою устройство, содержащее балку, опирающуюся на корпусы подшипниковых опор поддерживающих роликов и шлифующие элементы, балка взаимодействует посредством пружин с каждым из шли35 фующих элементов, размещенных непрерывно вдоль образующей оси балки; при этом балка опирается на подшипниковые опоры при помощи упругих элементов, а соприкасающиеся поверхности шлифую40 щих элементов выполнены плоскими и расположены под углом к оси балки, отличным от прямого.

Известно, что в процессе непрерывной разливки металлов поддерживающие и на<б правляющие заготовку элементы работают в области высоких температур в условиях циклического неизотермического нагружения, что существенно влияет на прочностные и деформационные характеристики

50 материалов, из которых они изготовлены.

Кроме того, изменение температуры вызывает появление дополнительных температурных напряжений, которые в значительной мере определяют прочность и б5 долговечность указанных деталей. В значительно большей мере повреждающее действие термоциклического нагружвния проявляется в сочетании с высокой механической нагрузкой, при этом в поверхностных слоях возникают очаги разрушения

2002536 поддерживающих элементов (роликов), которые в дальнейшем инициируют развитие трещин в теле ролика от действия статических и циклических механических нагрузок, В резул ьтате этого поддержи ва ющие элементыы имеют ограниченный срок эксплуатации, вследствие поражения трещинами и неравномерности износа их поверхности, что и определяет необходимость их замены по регламенту. Таким образом, стойкость поддерживающих элементов определяет общий срок кампании МНЛЗ, а затраты на содержание, замену и ремонт элементов роликового аппарата машины определяют значительное возрастание себестоимости выпускаемой продукции. В тоже время, эксплуатация машины непрерывного литья во второй половине кампании при общепринятых технологических условиях сопряжена с увеличением количества дефектных заготовок, которые обусловлены отклонением формы профиля ролика от заданного технологией вследствие износа его бочки и изменением геометрии ручья МНЛЗ.

Вотличие от известных устройств,,заявленное устройство для профилирования поддерживающего ролика МНЛЗ снабжено балкой, опирающейся на корпусы подшипниковых опор роликов, и взаимодействующей со шлифующими элементами.

Указанный признак позволяет размещать шлифующие элементы непосредственно в ручье машины непрерывного литья. При этом возникновение износа и операция восстановления профиля бочки до заданной формы совмсщены во времени и пространстве и протекают одновременно. Осуществление указанного признака обуславливает возможность обеспечения заданного профиля неизменным в течение всей кампании эксплуатации МНЛЗ. При этом выпадает целый ряд операций, характерных для обычных технологий разливки, связанных с остановкой машины, демонтажом роликовых секций, извлечением роликов и их подшипниковых опор и передачей их в специальные подразделения для корректировки профиля их поверхности. Кроме того, размещение шлифующих элементов непосредственно в ручье позволяет в значительной степени уменьшить явление возникновения в теле ролика трещин, идущих от его рабочей поверхности и повышающих опасность разрушения ролика в ходе его эксплуатации. Как известно, возникновение трещин начинается с зарождения точечных дефектов по поверхности бочки, которые с течением времени получают развитие и могут принять вид магистральной трещины в результате совместного воздей5

55 ствия высоких механических и термических нагрузок в условиях малоцикловой усталости. Возникновение трещин в теле ролика можно предотвратить, если создать условия для ликвидации точечных дефектов, Указанные условия создаются в случае применения шлифующих элементов в рабочем пространстве роликовых секций зоны вторичного охлаждения, при этом в очаге контакта поверхностного дефекта со шлифующим элементом происходит изменение напряженного состояния с двухосного на трехосное, что уменьшает максимальные значения напряжений в дефектных участках. Воздействие шлифующего элемента на точечный дефект в течение нескольких оборотов ролика уменьшает размеры дефекта и ведет к релаксации напряженного состояния в указанных областях.

Признак непрерывности разл1ещения шлифующих элементов вдоль образующей оси балки позволяет сохранять заданный профиль ролика на всей его длине, что дает возможность развивагь слитки л сбой ширины на одной и той же МНЛЗ без дополнительных остановок и профилактических наладочных операций.

Балка взаимодействует со шлифующими элементами посредством пружин. Это обуславливает постоянное поджатие шлифующих элементов к поверхности бочки ролика с постоянным усилием, что обеспечивает равномерность прижатия элементов к ролику при работе машины. В то же время, заданный нецилиндрический профиль поддерживающего ролика может быть обеспечен за счет распределения >кесткости пружин шлифующих элементов в соответствии с формой профиля. При этол возможно сохранение профиля ролика практически любой формы, Опирание балки- на подшипниковые опоры при помощи упругих эгементов обеспечивает работоспособность устройства при длительном времени его эксплуатации.

Указанные упругие элел1енты обеспечивают постоянное поджатие балки со шлифующими элементами к поверхности ролика по мере износа его бочки и соответственного уменьшения его диаметра.

Выполнение шлифующих элементов с плоскими соприкасающимися поверхностями, расположенными относительно образующей оси балки под углом, отличным от прямого, определяет оптимальные условия работы устройства в точках контакта шлифующих элементов друг с другом, При любой степени обработки соприкасающихся поверхностей между шлифующими элемента2002536

55 ми обязательно образуется минимальный зазор, который обусловлен величиной максимальных выступов обработанных поверхнос, =--и. При установке шлифующих э.«ементов соприкаса«ощимися поверхност««м««пад углом к оси балки, например под углом 45, каждый шлифующий элемент имеет зону перекрытия с соседним элементом с общей плоскостью соприкосновения, П;.и этом радиальные нагрузки, воспринимаемые отдельно взятым шлифующим элеменгом, распределяются и на соседний элемент, i«c.рекрывающий его. В результате совместного действия усилий поджатия щу>кинами и радиальных нагрузок от поз, х «ост бочки ролика реализуется проц:с поджатия шлифу«ощих элементов друг . р««;гу в осевом направлении и возможно г",.и. p3««!",е их соприкасающихся поверхн « ".ой, «то обеспечивает равномерность

««озд:..йствия шлифующих элементов на ролик по R«,e«i«G«o длине.

На l»!«. i показано устройство для про);илирования поддер>кивающего ролика, сечение А-А; на фиг.2 — схема распределения усилий на «илифующие элементы при выполнении их соприкасающихся поверхностей под углом к оси балки. устрсйсгво для профилирования поддер>кивающего ролика включает корпусы подшипниковых опор 1 поддерживающих роликов 2 и шлифующие элементы 3. Балка

4 опирается на корпусы подшипниковых онор 1 и взаимодействует посредством пружин 5 с каждым из шлифующих элементов

3, которые размещены непрерывно вдоль образующей оси балки 4, Балка 4 опирается на подшипниковые опоры при помощи упругих элементов б. Соприкасающиеся поверхности 7 и 8 произвольно выделенных шлифующих элементов 3 выполнены плоскими и расположены под углом а к коси балки, причем и A 90, В период работы машины непрерывного литья заготовок поддерживающие ролики 2, опираясь на корпусы подшипниковых опор 1, вращаются и обеспечивают поддержание и направление формирующейся заготовки, В результате контакта с горячей заготовкой происходит коррозионно-механический износ ролика на его стороне Б.

При этом износ происходит неравномерно относительно площади контакта ролика и слитка, Шлифующие элементы 3, размещенные непрерывно вдоль оси балки 4 и поджимаемые пружинами 5 к поверхности ролика

2, осуществляют механическое выравнивание профиля бочки ролика в соотвегствии с распределением жесткости пружин 5. При этом каждый шлифующий элемент испытывает как радиальные, так и осевые нагрузки (фиг.2), которые в хбде эксплуатации устройства обеспечивают минимальную величину зазора между соприкасающимися поверхностями 7 и 8. Упругие элементы 6 обеспечивают поджатие балки к образующей бочки ролика в течение его эксплуатации. Каждый оборот ролика сопровождается определенной величиной износа по стороне Б и выравниванием профиля поверхности ролика на его противоположной стороне.

Таким образом, предлагаемое устройство для профилирования поддерживающего ролика зоны вторичного охлаждения МНЛ3 позволяет обеспечить заданный профиль ролика и отливаемой заготовки в течение всей кампании эксплуатации машины непрерывного литья заготовок, независимо от величины его износа, ликвидирует процесс образования трещин в теле ролика и увеличивает продал>кительность кампании МНЛЗ за счет продления ресурса работы поддерживающих элементов.

В качестве примера конкретного выполHPHè>«заявленного устройства может бь«ть рассмотрено устройство для профилирования поддерживающего ролика диаметром

300 мм, установленного на радиальном участке машины непрерывного литья стальных заготовок ККЦ Металлургического комбината "Азовсталь". Длина бочки ролика 2050 мм. Балка, опирающаяся на корпусы подшипниковых опор. взаимодействует посредством пружин с шестнадцатью шлифующими элементами длиной 128 мм, установленными непрерывно вдоль образующей оси балки. При этом образующие оси балки и оси ролика параллельны между собой, Распределение жесткости пружин шлифующих элементов описывается кривой второго порядка и составляет следующий ряд значений 2,.кгс/мм: 14; 10; 8; 6: 4,5; 3,5;

3; 3; 3; 3; 3,5; 4,5; б; 8; 10; 14. Балка опирается на подшипниковые опоры при помощи упругих элементов, выполненных в виде Vобразных рессорных элементов из полосовой стали 5*45ГОСТ 7419-74 (60С2 ГОСТ

14959-69).

Соприкасающиеся поверхности шлифующих элементов выполнены плоскими и расположены под углом 60 к оси балки.

Шлифующие элементы выполнены в виде камней с рабочей поверхностью контакта

128*60 мм для выравнивания профиля бочки ролика. Чистота обработки соприкасающихся поверхностей — Rz 80, Применение устройства с указанными параметрами позволяет ликвидировать процесс образования трещин в теле ролика и увеличить срок

2002536

АA

Редактор А.3 робок

Заказ 3203

ggz. 2

Составитель Н.Зенитов

Техред М.Моргентал Корректор А.Обруча р

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 эксплуатации роликов и соответственно кампанию МНЛЗ в 2...4 раза с сохранением заданного профиля ролика в течение utего периода эксплуатации, что положительно сказывается на качестве заготовки.

Применение устройства с указанными параметрами позволяет ликвидировать процесс образования трещин в теле ролика. увеличить срок эксплуатации роликов и соответственно кампанию МНЛЗ s 2„,4 раза с сохранением заданного профиля ролика в течение всего периода эксплуатации, что положительно сказывается на качестве заготовки, Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОФИЛИРОВАНИЯ ПОДДЕРЖИВАЮЩЕГО РОЛИКА

ЗОНЫ ВТОРИЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК, содержащее балку, установленную на корпусах подшипниковых опор поддерживающих роликов, размещенный вдоль балки узел шлифования валка со средствами прижатия к его рабочей поверхности, отличающееся тем, что узел шлифования выполнен составным из отдельных примыФ Х

Таким образом, заявленная совокупность отличительных признаков предлагаемого устройства обеспечивает поставленную задачу сохранения заданно5 го профиля поддерживающего ролика и отливаемой заготовки в течение всей кампании эксплуатации МНЛЗ, уменьшения явления трещинообразования в теле ролика и увеличения продолжительности

10 кампании за счет продления ресурса работы поддерживающих элементов ЭВО МНЛЗ. (56) Патент Японии М 55 — 4003, кл. В 21 В 28/04, 1980, Авторское свидетельство СССР

15 М . 1516156, кл. В 21 В 28/04, 1989. кающих друг к другу элементов, а средства прижатия - в виде пружин, каждая из кото20 рых соединена одним концом с элементом узла шлифования, а другим - с балкой.

2, Устройство по п.1, отличающееся тем, что балка оперта на подшипниковые опоры через упругие элементы.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что контактные поверхности шлифующих элементов выполнены плоскими и расположены под углом к оси балки, отличным от нуля.