установка непрерывной разливки металлов

Формула изобретения

Установка непрерывной разливки металлов, содержащая кристаллизатор, ролики разных диаметров, увеличивающихся по ходу слитка, с проточками на поверхности бочек роликов и опоры для роликов, отличающаяся тем, что бочка ролика смонтирована на полой оси, неподвижно закрепленной в опорах, проточки выполнены кольцевыми равномерно по всей внутренней поверхности бочки в количестве 2 6 и заполнены легкоплавким металлом, причем суммарная ширина всех проточек составляет 0,1 0,4 длины бочки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к установкам непрерывной разливки металлов.

Наиболее близким по технической сущности является установка непрерывной разливки металлов, включающая кристаллизатор, далее расположенные ролики, смонтированные в подшипниковых опорах, установленных на рамах. Цапфы роликов опираются в опорах на подшипники качения. По оси бочки ролика выполнено отверстие для охлаждения воды. Диаметр роликов выполнен переменным.

Недостатком известной установки является низкая стойкость подшипниковых опор роликов. Это объясняется тем, что ролики смонтированы на подшипниках качения, которые требуют постоянного подвода смазки, охлаждения и защиты от прорывов жидкого металла. Подводящие смазку трубопроводы требуют в свою очередь защиты от нагрева и прорывов жидкого металла. Сказанное приводит к усложнению конструкции подшипниковых узлов, что снижает их стойкость, надежность работы в процессе непрерывной разливки, а вместе с этим и к выходу роликов из строя.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в упрощении конструкции подшипниковых опор и повышении стойкости роликов непрерывной разливки металлов.

Указанный технических эффект достигается тем, что установка непрерывной разливки металлов включает кристаллизатор и далее расположенные ролики с переменным диаметром, смонтированные в опорах, при этом в бочках роликов выполнены отверстия.

Бочка ролика смонтирована на оси с внутренним сквозным отверстием, неподвижно закрепленной на опорах, при этом на внутренней поверхности отверстия в бочке ролика выполнены 2-6 кольцевых проточек, равномерно распределенных по длине бочки и заполненных легкоплавким веществом, причем суммарная ширина всех проточек составляет 0,1-0,4 длины бочки.

Упрощение конструкции подшипниковых опор роликов будет происходить вследствие устранения из опор подшипников качения вместе с трубопроводами для подачи смазки и подвода охлаждающей воды в корпуса подшипников. При этом устраняются поломки подшипников качения. Повышение стойкости роликов будет происходит вследствие обеспечения условий вращения роликов и их смазки не в подшипниках качения, а вращения бочек роликов на неподвижных осях.

Использование в проточках легкоплавких веществ, например, олова, свинца и др. объясняется необходимостью обеспечения смазки между трущимися поверхностями бочки и оси. В процессе непрерывной разливки при нагреве тела бочки ролика происходит подплавление легкоплавкого вещества, что обеспечивает необходимые условия смазки и свободное вращение бочки на неподвижной оси.

Диапазон количества кольцевых проточек, выполненных на внутренней поверхности отверстия в бочке ролика, в пределах 2-6 объясняется закономерностями расплавления и растекания по длине оси легкоплавкого вещества в плоскости контакта бочки и оси ролика. При меньших значениях не будет происходит смазывание трущихся поверхностей с необходимой интенсивностью по всей длине бочки. Большие значения устанавливать не имеет смысла, т.к. при этом не будет происходить дальнейшего повышения эффективности смазывания трущихся поверхностей.

Указанный диапазон устанавливается в прямой пропорциональной зависимости от длины бочки ролика.

Диапазон величины суммарной ширины всех проточек в пределах 0,1-0,4 от длины бочки объясняется закономерностями расплавления и растекания по окружности проточек легкоплавкого вещества. При меньших значениях не будет происходить смазывание трущихся поверхностей с необходимой интенсивностью по всему диаметру внутреннего отверстия в бочке ролика. Большие значения устанавливать не имеет смысла, т.к. при этом не будет происходит дальнейшего увеличения эффективности смазывания трущихся поверхностей.

Указанный диапазон устанавливается в прямой пропорциональной зависимости от диаметра внутреннего отверстия бочки ролика.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемой установки непрерывной разливки металлов с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения, со ссылкой на чертеж, на котором показано:

фиг. 1 установка непрерывной разливки металлов, продольный разрез,

фиг. 2 то же, разрез А-А.

Установка непрерывной разливки металлов состоит из кристаллизатора 1, бочек роликов 2, осей 3, проточек 4, легкоплавкого вещества 5, цапф 6, опор 7, отверстий 8, трубопроводов 9, перекрытий 10, шайб 11. Позицией 12 обозначен непрерывнолитой слиток.

Установка непрерывной разливки металлов работает следующим образом.

Пример. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор 1 подается сталь марки 3 см, из которого вытягивается слиток 12 сечением 340 x 340 мм с переменной скоростью в пределах 0,8-1,2 м/мин.

Под кристаллизатором 1 в зоне вторичного охлаждения слиток 11 поддерживается при помощи роликов, установленных на перекрытиях 10 металлоконструкции установки непрерывной разливки металлов.

Ролики состоят из бочек 2 с переменным внешним диаметром, смонтированных с возможностью вращения на осях 3, которые в свою очередь установлены неподвижно и стационарно в опорах 7 при помощи цапф 6. Цапфы 6 имеют в своем сечении квадратную форму, что исключает возможность из поворота. Между осями 3 и опорами 7 установлены центрирующие бочку шайбы 11. По центру осей 3 выполнены сквозное отверстие 8, к которому подведены трубопроводы 9 для протока охлаждающей воды под давлением 0,6-0,8 кг/см. На внутренней поверхности отверстий в бочках 2 выполнены 2-6 кольцевых проточек 4, равномерно распределенных по длине бочки. Проточки 4 заполнены легкоплавким веществом 5, например, оловом или свинцом, имеющих температуру плавления, соответственно, 231,9 ^oC и 327,4^oC. Суммарная ширина всех проточек 4 по длине бочки 2 составляет 0,1-0,4 ее длины.

В нашем примере внешний диаметр бочек 2 равномерно увеличивается по длине зоны вторичного охлаждения от минимального значения под кристаллизатором, равного 180 мм, до максимального значения в конце зоны вторичного охлаждения, равного 300 мм.

Внутренний диаметр отверстий в бочках 2 также равномерно увеличивается от значения, равного 100 мм под кристаллизатором, до значения равного 200 мм, в конце зоны вторичного охлаждения. Толщина проточек 4 составляет 10 мм. Длина бочек 2 составляет 330 мм.

При таких конструктивных параметрах роликов число проточек 4 во всех бочках 2 составляет 3. При длине бочек 700 мм число проточек будет составлять 6. При длине бочек 100 мм число проточек будет составлять 1.

В нашем примере суммарная ширина трех проточек 4 изменяется от 0,1 длины бочки 4 на ролике под кристаллизатором до 0,4 той же длины на последнем ролике в конце зоны охлаждения или от 33 мм до 132 мм. При этом ширина каждой проточки изменяется от 11 мм на ролике под кристаллизатором до 44 мм на последнем ролике в конце зоны охлаждения.

В процессе разливки бочка ролика 2 нагревается от слитка 11, что приводит к подплавлению легкоплавкого вещества 5. В этих условиях происходит растекание этого вещества по трущимся поверхностям бочки 2 и оси 3, что обеспечивает свободное вращение бочки. Установка бочки на оси по ходовой посадке обеспечивает необходимую площадь растекания легкоплавкого вещества. В то же время охлаждение оси 3 проточной водой по каналу 8 препятствует полному истечению легкоплавкого вещества из проточек 4 к торцам бочки.

После окончания процесса разливки легкоплавкое вещество полностью затвердевает в проточках. По мере расходования легкоплавкого вещества 5 производится его восполнение в проточках 4.

Применение предлагаемой установки позволяет упростить конструкцию опор роликов за счет устранения подшипников качения на цапфах роликов. В то же время обеспечиваются условия свободного вращения бочек на стационарных осях.

Применение изобретения позволяют повысить стойкость роликов установок непрерывной разливки металлов на 15% Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принята установка непрерывной разливки металлов, применяемая на Оскольском электрометаллургическом комбинате.