Ролик зоны вторичного охлаждения установки непрерывной разливки металлов

 

Л. В. Буланов, В.M. Шусторович, С. Е. Карлинский, В. М. Нисковских, А. В. Буторов, А. П. Кравченко, В.Д. Сурженко, Г. М. Склярский и Ю.А.Карасюк (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт тяжелого машиностроения производственного объединения У ." С Й. д и . (7!) Заявитель

0 ТЕН ГНи. (54) РОЛИК ЗОНЫ ВТОРИЧНОГО ОХЛАЖД НЙЯ УОГАИФЩИ

НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕЧ АЛПСИ3..

Изобретение относится к области металлургии.

Известен ролик, на поверхности бочки которого выполнены спиральные каналы охлаждения. На бочку надета стальная труба, HB которую плотно намотана В од» 5 ном направлении круглая или плоская проволока. На наружную. поверхность обмотки наплавлен требуемый металл, который, составляя с обмоткой единое целое, обра зует наружную втулку (бандаж) (1).

Недостатком атой конструкции является то, что при контакте со слитком наружная втулка (бандаж) подвержена высо.котемпературному нагреву, а при выходе из контакта из-эа того, что каналы охлаж 15 дения расположены близко от нее, интенсивному охлаждению. Это порождает циклически изменяющееся неоднородное двух или трехосное напряженное состояние

20 втулки, возникновение на ней сетки раэ гарных трещин, являющихся концентраторами напряжений, и преждевременное усталостное разрушение от действия цик

2 лических температурных и механических напряжений, возникающих при изгибе ро лика нагрузкой со стороны слитка (фер»ростатическнм давлением, усилием правки и т.д.).

Подверженная неравномерному нагреву наружная втулка, представляющая собой сплошную трубу, стремится изогнуться, а охлаждаемое и относительно равномерно нагретое основание стесняет ее температурный нрогнб, что приводит к обра эованию в ней дополнительных никличео ких осевых напряжений, ускоряющих уста лостное разрушение. Долговечность сни. жают также способствующие усталостнэму разрушению,сопутствующие наплавке остатечные напряжения и концентрация напряжений на внутренней сторону наруж ной втулки, вызванная тем, что при не»полном проплавлении обмотки (а она не должна быть приварена к трубе, надетой на основание - бочку) оазоры между витками в непроплавленной части обмотки представляот собой своеобразные

3 9718 надрывы ". Изготовление и ремснт таких рол1ков требуют значительных затрат времени и средств.

Целью изобретения является повышение долговечности ролика и снижение за- 5 трат на изготовление ч ремонт.

Пель достигается тем, что в ролике зоны вторичного охлаждения установки непрерывной разливки металлов, содержащем опорные цапфы и бочку с проволочной обмоткой, проволочная обмотка выполнена толщиной 0,01-0,05 диаметра бочки ролика из иэносостойкой и жаропрочной проволоки и уложена на поверхность тела бочки ролика а цш1ааггоомм, 15 равным 1,0-1,1 диаметра проволоки.

Кроме того, проволочная обмотка выполнена в виде двух спиралей, витки которых наклонены в противоположные стороны, причем каждая спираль занимает 20

1/2 длины бояки.

Кроме того, проволочная обмотка уложена на бочке ролика с промежутками, причем витки наклонены в одну сторону, Кроме того, на поверхности бочки ро- 25 лика расположен слой теплоизоляционного материала.

На фиг. 1 изображен вариант ролика с обмоткой иэ круглой проволоки, выполненной в виде двух спиралей; на фиг. 2 - эо вариант ролика с обмоткой из одной спирали, уложенной по всей длине бочки; на фиг. 3 — вариант ролика - обмоткой из нескольких спиралей.

Предлагаемый ролик зоны вторичного охлаждения установки непрерывной разливки металлов состоит из бочки 1 с опорными цапфами 2, в которой выпслнен центральный канал 3 охлаждения. На поверх40 ность бочки плотно навита с натягом с шагом, равным 1-1,1 диаметра (ширинв1) проволоки, обмотка 4 из износостойкого и жаропрочного материала, зафиксированная на бочке 1 . Проволока может быть круглого, квадратного или прямоугольного

45 профиля толщиной 0,01-0,05 диаметра бочки. При вдавливании спиральной обмотки из круглой проволоки в горячую поверхность слитка может возникнуть винтовая

:пара ролик-слиток и осевое усилие, стре- 5О мящееся при перемещении слитка сдвинуть обмотку вдоль продольной оси ролика.

Для искл1очения такого сдвига щюволоч ная обмотка из круглой проволоки выполняется в виде двух спиралей 5 И 6 (см. 55 фиг. 1}, витки, которых наклонены в противоположные стороны. Каждая винтовая спираль уложена на 1/2 длины бочки, а

64 4 первый и последний витки крепятся к бочке, например сплошным сварочным швОМ 7.

Если обмотка выполнена из проволоки квадратного или прямоугольного профиля, винтовая пара не образуется, обмотка из такой проволоки выполняется в виде одной спирали (см. фиг. 2) с фиксацией промежуточных витков, например, точечной сваркой 8 с шагом либо в виде нескольких спиралей, намотанных с промежутками 9 (см. фиг. 3). Витки спиралей при этом наклонены в одну сторону.

При использовании более тонкой проволоки на поверхность бочки перед намоткой может быть нанесен слой теплоизоляционного материала 10 (,налример, теплоизоляционной краски), .что наиболее целесообразно в варианте, показанном на фиг. 3, поскольку тепловзоляционный слой обеспечивает лучшую защиту от циклических колебаний температуры на поверхности бочки также в промежутках 9.

Ролик работает следующим образом.

Закристаллизовавшийся в кристаллизаторе слиток поступает в раствор между роликами зоны вторичного охлаждения.

Обмотка, играющая роль бандажа, а при использовании более тонкой проволокиобмотка и слой теплоизоляционного материала защитят поверхность бочки от циклических колебаний температур и температурных напряжений, вызывающих трещины разгара. При этом налряженное состояние в обмотке будет одноосным (присутствуют только окружные напряжения, осевые отсутствуют à наличия небольших зазоров между витками, которые образуются даже при плотной намотке)., Ввиду малости толщины обмотки, удаленности ее or канала охлаждения, а также наличия в отдельных вариантах исполнения теплоиэоляционного слоя прогрев проволоки в зоне контакта будет более равномерным, а напряженное состояние более однородным и мало изменяющимся по длине витка. Это снизит циклические колебания температурных налряжений в обмот ке-бандаже и обеспечит ее высокую термо усталостную стойкость. Ввиду податливоэти проволочной обмотки в осевом напрев лении циклические осевые напряжения в ней, вызванные изгибом ролика от действия ферростатического давлении, усилия правки и т.д., как и вообще любые осевые напряжения, будут отсутствовать.

Предлагаемая конструкция позволит увеличить долговечность роликов в 2 раза.

М4

5 971

Восстановление (ремонт) таких роликов по сравнению с прототипом значительно проще и дешевле, поскольку в конструкции бандажа отсутствует трудоемкий элемент напцавки. При восстановлении s ролика приваренные витки срезаются, а промежуточные разрубаются, либо обмотка стачивается на токарном станке. После этого на ту же бочку наматывается новая обмотка-бандаж. При этом затраты 10 на ремонт снизятся в 5-10 раз.

По ориентировочным расчетным данным ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения на одной двухручьевой установке непрерыв- 15 ной разливки металлов составит 500 тыс. руб. в год.

Формула изобретения 20

1. Ролик зоны вторичного охлаждения установки непрерывной разливки металлов, содержащий ппорные цапфы и бочку с проволочной обмоткой, о т л и ч а ю - 2s шийся тем, что, с целью повышения

d долговечности и снижения затрат на из- готовление и ремонт ролика, проволочная обмотка выполнена толщиной 0,01-0,05 диаметра бочки ролика из износостойкой и жаропрочной проволоки и уложена на поверхности тела бочки с шагом, равным

1,0-1,1 диаметра проволоки.

2. Ролик по и. 1, о т л и ч а om и и с я тем, что проволочная обмотКа выполнена в виде двух спиралей, витки которых наклонены в противополож ные стороны, причем каждая спираль зани мает 1/2 длины бочки.

3. Ролик по и. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что проволочная обмотка уложена на бочке ролика с промежутками, причем витки наклонены в одну сторону.

4. Ролик по пп. 1, 2 и 3, о т л ич а ю шийся тем, что на поверхности бочки ролика расположен слой теплоизоляционного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Японии N 49-40335, кл. В 22 D 11/12, опублик. 1974.

Составитель Э. Шитов

Редактор Н. Багирова Техред Ж.Кастелевнч Корректор М Демчик

Закю 8810/22 Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ ГЬсударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,?К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4