CN107520417B - 方坯连铸用分节辊装置 - Google Patents

Abstract

一种方坯连铸用分节辊装置，主要用于连铸扇形段第一段上下分节辊。上分节辊定位芯轴一左、右两端轴头分别与上定位座圆弧配合定位，上定位座与压盖压紧定位芯轴一两端轴头；下分节辊定位芯轴二左、右两端轴头分别与下定位座的圆弧配合定位，定位芯轴二左、右轴端分别用卡板、螺栓二、弹簧垫圈二限制定位芯轴二轴向移动和径向旋转；上、下定位芯轴左、右两侧分别通过弹性轴承与辊套连接；定位芯轴内带有润滑油及冷却水道。本发明内置冷却水路及润滑油路，安装方便快捷，分节辊耐高温、耐疲劳及耐磨性能强，可以减少维修时间。

Description

方坯连铸用分节辊装置

技术领域

本发明涉及精密机械加工技术领域，具体是一种方坯连铸用分节辊装置。

背景技术

连铸设备为钢铁行业的重要工艺设备之一，其设备强韧化和长寿命化非常重要。连铸设备由中间钢水包、浸入式水口等浇注设备、结晶器、未凝铸坯的支承辊道和铸坯切断设备等组成，其中，支承辊道由多个辊组成的分段辊道的单元组成，并按单元进行维修。

据多年按设备分类的故障停工时间统计，分段辊道的轴承、辊子的故障停工比居首位，约占50％，因此提高分段辊道的强韧性和可靠性至关重要。另外，分段辊道由辊子、轴承和垫板等部件组成，轴承寿命和辊子龟裂是造成设备停工的首要因素，因此其使用寿命的长、短是决定设备维修率的关键所在。

但连铸设备分段辊道的轴承一般采用调心滚子轴承，主辊是实心辊，辊内无冷却水路，现场温度高，内外温差大，铁粉氧化皮等杂质较多，会导致轴承卡死、烧结、分节辊不运转等现象，影响连铸坯表面质量。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种方坯连铸用分节辊装置，以提高方坯成材率。

为实现上述发明目的，本发明上分节辊的定位芯轴一的左、右两端轴头分别与左、右两端的压盖、上定位座的圆弧配合定位，左、右两端的上定位座与压盖用螺栓一、螺母、弹簧垫圈一压紧定位芯轴一的两端轴头；定位芯轴一的左、右两侧分别通过弹性轴承与辊套连接；润滑油从定位芯轴一的左端面进油孔一进入，通过弹性轴承，将其冷却、润滑、带走杂质，从左侧的弹性轴承的外挡圈端面出油孔一喷出，润滑油从定位芯轴一的右端面进油孔二进入，通过右侧的弹性轴承，将其冷却、润滑、带走杂质，从右侧的弹性轴承的外挡圈端面出油孔二喷出；冷却水从左端面进水孔进入辊套内循环后，从右端面出水孔流出，带走辊套内部热量；

下分节辊的定位芯轴二的左、右两端轴头分别与左、右两端的下定位座的圆弧配合定位，定位芯轴二的左、右轴端分别用卡板、螺栓二、弹簧垫圈二限制定位芯轴二的轴向移动和径向旋转；定位芯轴二的左、右两侧分别通过弹性轴承与辊套连接；润滑油从定位芯轴二的左端面进油孔一进入，通过弹性轴承，将其冷却、润滑、带走杂质，从左侧的弹性轴承的外挡圈端面出油孔一喷出，润滑油从定位芯轴二的右端面进油孔二进入，通过右侧的弹性轴承，将其冷却、润滑、带走杂质，从右侧的弹性轴承的外挡圈端面出油孔二喷出；冷却水从左端面进水孔进入辊套内循环后，从右端面出水孔流出，带走辊套内部热量；

所述上定位座与下定位座的中部通过键一定位，上定位座与下定位座用螺栓连接；下定位座与扇形段基架用螺栓三、键二定位固定在一起；

所述上分节辊的辊套与下分节辊的辊套之间为高温方坯。

所述定位芯轴一与弹性轴承的内圈过盈配合，弹性轴承的外圈与辊套过盈配合，弹性轴承内带有用于承载径向载荷的滚针保持架，弹性轴承的两侧带有用于限制滚针保持架轴向移动的挡圈一、挡圈二；挡圈二的一端设有用于防止冷却水进入弹性轴承内部腔体的密封圈，挡圈二与密封圈之间依次设有孔用挡圈一、用于保护密封圈的挡圈三；挡圈一的一侧设有用于防止外部杂质进入弹性轴承内部的外挡圈，外挡圈与挡圈一之间设有孔用挡圈二，外挡圈通过轴用挡圈轴向固定，外挡圈内设有多片密封片，多片密封片的外圆与辊套过盈配合；

所述定位芯轴二与弹性轴承的内圈过盈配合，弹性轴承的外圈与辊套过盈配合，弹性轴承内带有用于承载径向载荷的滚针保持架，弹性轴承的两侧带有用于限制滚针保持架轴向移动的挡圈一、挡圈二；挡圈二的一端设有用于防止冷却水进入弹性轴承内部腔体的密封圈，挡圈二与密封圈之间依次设有孔用挡圈一、用于保护密封圈的挡圈三；挡圈一的一侧设有用于防止外部杂质进入弹性轴承内部的外挡圈，外挡圈与挡圈一之间设有孔用挡圈二，外挡圈通过轴用挡圈轴向固定，外挡圈内设有多片密封片，多片密封片的外圆与辊套过盈配合。

所述辊套的外圆表面为采用耐高温、耐腐蚀的不锈合金钢自动埋弧堆焊而成，堆焊层包括三层，底层为过渡层，中间为工作层，面层为硬化层；焊前必须预热，焊后必须进行二次硬化和去应力处理，将材料加热到一定温度并保温一段时间，使材料内部的残余应力得以松弛，经二次硬化后使其堆焊合金元素充分熔合，使辊套的硬度均匀，达到使用要求。

所述定位芯轴一及定位芯轴二采用调质处理和表面淬火；上定位座、下定位座、压盖采用氧化处理。

本发明与现有技术相比，内置冷却水路及润滑油路，安装方便快捷，分节辊耐高温、耐疲劳及耐磨性能强，可以减少维修时间，延长分节辊使用周期及寿命，减少操作人员劳动强度，降低生产成本。

附图说明

图1是本发明的结构简图。

图2是图1的侧视图。

图3是图1的弹性轴承的结构简图。

图4是方坯连铸线简图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明主要用于连铸扇形段第一段上下分节辊。上分节辊的定位芯轴一7的左、右两端轴头分别与左、右两端的压盖11、上定位座15的圆弧R1配合定位，左、右两端的上定位座15与压盖11用螺栓一12、螺母13、弹簧垫圈一14压紧定位芯轴一7的两端轴头；定位芯轴一7的左、右两侧分别通过弹性轴承5与辊套6连接；具有一定压力的润滑油从定位芯轴一7的左端面进油孔一27进入，通过弹性轴承5，将其冷却、润滑、带走杂质，从左侧的弹性轴承5的外挡圈2端面出油孔一28喷出，润滑油从定位芯轴一7的右端面进油孔二29进入，通过右侧的弹性轴承5，将其冷却、润滑、带走杂质，从右侧的弹性轴承5的外挡圈2端面出油孔二30喷出；冷却水从左端面进水孔31进入辊套6内循环后，从右端面出水孔32流出，带走辊套6内部热量，从而达到冷却目的。所述定位芯轴一7与弹性轴承5的内圈23过盈配合，弹性轴承5的外圈22与辊套6过盈配合，弹性轴承5内带有特制滚针保持架24，用于承载弹性轴承5的径向载荷，弹性轴承5的两侧带有挡圈一21、挡圈二25，用于限制滚针保持架24轴向移动；挡圈二25的一端设有密封圈10，用于防止冷却水进入弹性轴承5内部腔体，挡圈二25与密封圈10之间依次设有孔用挡圈一8、用于保护密封圈10的挡圈三9；挡圈一21的一侧设有用于防止外部杂质进入弹性轴承5内部的外挡圈2，外挡圈2与挡圈一21之间设有孔用挡圈二4，外挡圈2通过轴用挡圈1轴向固定，外挡圈2内设有多片密封片3，多片密封片3的外圆与辊套6过盈配合，内孔与外挡圈2间隙配合，多片密封片3可防止外部铁粉、氧化皮等进入弹性轴承5内部，多片密封片3通过迷宫式密封可达到防尘效果，同时弹性轴承5的内、外圈是方形合金弹簧钢经特殊热处理，在运行中可比拟蜗轮、蜗杆传送装置，能使进入弹性轴承5内部的外来物移送到外面，故它经久耐用，且对污垢、铁屑、水和掉落的铁粉与水形成的弱酸的影响不大。

下分节辊与上分节辊结构相同，只是定位芯轴二26加长，下分节辊的定位芯轴二26的左、右两端轴头分别与左、右两端的下定位座16的圆弧R1配合定位，定位芯轴二26的左、右轴端分别用卡板19、螺栓二17、弹簧垫圈二18限制定位芯轴二26的轴向移动和径向旋转；定位芯轴二26的左、右两侧分别通过弹性轴承5与辊套6连接；具有一定压力的润滑油从定位芯轴二26的左端面进油孔一27进入，通过弹性轴承5，将其冷却、润滑、带走杂质，从左侧的弹性轴承5的外挡圈2端面出油孔一28喷出，润滑油从定位芯轴二26的右端面进油孔二29进入，通过右侧的弹性轴承5，将其冷却、润滑、带走杂质，从右侧的弹性轴承5的外挡圈2端面出油孔二30喷出；冷却水从左端面进水孔31进入辊套6内循环后，从右端面出水孔32流出，带走辊套6内部热量，从而达到冷却目的。所述定位芯轴二26与弹性轴承5的内圈23过盈配合，弹性轴承5的外圈22与辊套6过盈配合，弹性轴承5内带有特制滚针保持架24，用于承载弹性轴承5的径向载荷，弹性轴承5的两侧带有挡圈一21、挡圈二25，用于限制滚针保持架24轴向移动；挡圈二25的一端设有密封圈10，用于防止冷却水进入弹性轴承5内部腔体，挡圈二25与密封圈10之间依次设有孔用挡圈一8、用于保护密封圈10的挡圈三9；挡圈一21的一侧设有用于防止外部杂质进入弹性轴承5内部的外挡圈2，外挡圈2与挡圈一21之间设有孔用挡圈二4，外挡圈2通过轴用挡圈1轴向固定，外挡圈2内设有多片密封片3，多片密封片3的外圆与辊套6过盈配合，内孔与外挡圈2间隙配合，多片密封片3可防止外部铁粉、氧化皮等进入弹性轴承5内部，多片密封片3通过迷宫式密封可达到防尘效果，同时弹性轴承5的内、外圈是方形合金弹簧钢经特殊热处理，在运行中可比拟蜗轮、蜗杆传送装置，能使进入弹性轴承5内部的外来物移送到外面，故它经久耐用，且对污垢、铁屑、水和掉落的铁粉与水形成的弱酸的影响不大。

所述上定位座15与下定位座16的中部通过键一20定位，上定位座15与下定位座16用螺栓连接；下定位座16与扇形段基架33用螺栓三39、键二40定位固定在一起；

所述上分节辊的辊套6与下分节辊的辊套6之间为高温方坯。

所述辊套6的所有外圆表面采用耐高温、耐腐蚀的不锈合金钢自动埋弧堆焊而成，堆焊层包括三层：底层是过渡层；为确保母材和堆焊金属之间的良好冶金结合，在工作层材料堆焊前，先使用低碳抗压强度较高的焊丝材料进行过渡层堆焊；面层是硬化层，可提高辊面硬度、耐磨性、耐冷热交变循环性能，使其表面在使用过程中可以在过红钢和受水冷的工况条件下具有较强的抗热、耐磨和抗裂性能。为了避免热影响区淬硬组织的出现，以及堆焊层产生裂纹，焊前必须预热。它可以减小热影响区的温度梯度，从而减小温度引起的应力，并可降低冷却速度，减小淬硬倾向，而且预热温度适当也是使堆焊层硬度均匀的重要措施。焊后残余应力很大，必须进行二次硬化和去应力处理，将材料加热到一定温度并保温一段时间，使材料内部的残余应力得以松弛，经二次硬化后，使其堆焊合金元素充分熔合，使辊套6的硬度均匀，达到使用要求。

所述定位芯轴一7及定位芯轴二26采用调质处理和表面淬火，可提高其综合机械性能，同时提高轴承位耐磨性，能重复使用，多次拆卸。上定位座15、下定位座16、压盖11采用氧化处理，可防锈蚀。

如图4所示，方坯连铸用分节辊装置37安装在扇形段基架33上，带钢水的钢包34经过滤流入中间罐35，再过滤进入结晶器36，经磁性搅抖和振动钢水进入扇形段矫直段38，矫直后小方坯表面平整，光滑，无中心偏析与中心缩松，可提高成材率、生产效率和劳动强度，降低成本。

Claims (4)

1.一种方坯连铸用分节辊装置，其特征在于：

上分节辊的定位芯轴一（7）的左、右两端轴头分别与左、右两端的压盖（11）、上定位座（15）的圆弧（R1）配合定位，左、右两端的上定位座（15）与压盖（11）用螺栓一（12）、螺母（13）、弹簧垫圈一（14）压紧定位芯轴一（7）的两端轴头；定位芯轴一（7）的左、右两侧分别通过弹性轴承（5）与辊套（6）连接；润滑油从定位芯轴一（7）的左端面进油孔一（27）进入，通过弹性轴承（5），将其冷却、润滑、带走杂质，从左侧的弹性轴承（5）的外挡圈（2）端面出油孔一（28）喷出，润滑油从定位芯轴一（7）的右端面进油孔二（29）进入，通过右侧的弹性轴承（5），将其冷却、润滑、带走杂质，从右侧的弹性轴承（5）的外挡圈（2）端面出油孔二（30）喷出；冷却水从左端面进水孔（31）进入辊套（6）内循环后，从右端面出水孔（32）流出，带走辊套（6）内部热量；

下分节辊的定位芯轴二（26）的左、右两端轴头分别与左、右两端的下定位座（16）的圆弧（R1）配合定位，定位芯轴二（26）的左、右轴端分别用卡板（19）、螺栓二（17）、弹簧垫圈二（18）限制定位芯轴二（26）的轴向移动和径向旋转；定位芯轴二（26）的左、右两侧分别通过弹性轴承（5）与辊套（6）连接；润滑油从定位芯轴二（26）的左端面进油孔一（27）进入，通过弹性轴承（5），将其冷却、润滑、带走杂质，从左侧的弹性轴承（5）的外挡圈（2）端面出油孔一（28）喷出，润滑油从定位芯轴二（26）的右端面进油孔二（29）进入，通过右侧的弹性轴承（5），将其冷却、润滑、带走杂质，从右侧的弹性轴承（5）的外挡圈（2）端面出油孔二（30）喷出；冷却水从左端面进水孔（31）进入辊套（6）内循环后，从右端面出水孔（32）流出，带走辊套（6）内部热量；

所述上定位座（15）与下定位座（16）的中部通过键一（20）定位，上定位座（15）与下定位座（16）用螺栓连接；下定位座（16）与扇形段基架（33）用螺栓三（39）、键二（40）定位固定在一起；

所述上分节辊的辊套（6）与下分节辊的辊套（6）之间为高温方坯。

2.根据权利要求1所述的方坯连铸用分节辊装置，其特征在于：

所述定位芯轴一（7）与弹性轴承（5）的内圈（23）过盈配合，弹性轴承（5）的外圈（22）与辊套（6）过盈配合，弹性轴承（5）内带有用于承载径向载荷的滚针保持架（24），弹性轴承（5）的两侧带有用于限制滚针保持架（24）轴向移动的挡圈一（21）、挡圈二（25）；挡圈二（25）的一端设有用于防止冷却水进入弹性轴承（5）内部腔体的密封圈（10），挡圈二（25）与密封圈（10）之间依次设有孔用挡圈一（8）、用于保护密封圈（10）的挡圈三（9）；挡圈一（21）的一侧设有用于防止外部杂质进入弹性轴承（5）内部的外挡圈（2），外挡圈（2）与挡圈一（21）之间设有孔用挡圈二（4），外挡圈（2）通过轴用挡圈（1）轴向固定，外挡圈（2）内设有多片密封片（3），多片密封片（3）的外圆与辊套（6）过盈配合；

所述定位芯轴二（26）与弹性轴承（5）的内圈（23）过盈配合，弹性轴承（5）的外圈（22）与辊套（6）过盈配合，弹性轴承（5）内带有用于承载径向载荷的滚针保持架（24），弹性轴承（5）的两侧带有用于限制滚针保持架（24）轴向移动的挡圈一（21）、挡圈二（25）；挡圈二（25）的一端设有用于防止冷却水进入弹性轴承（5）内部腔体的密封圈（10），挡圈二（25）与密封圈（10）之间依次设有孔用挡圈一（8）、用于保护密封圈（10）的挡圈三（9）；挡圈一（21）的一侧设有用于防止外部杂质进入弹性轴承（5）内部的外挡圈（2），外挡圈（2）与挡圈一（21）之间设有孔用挡圈二（4），外挡圈（2）通过轴用挡圈（1）轴向固定，外挡圈（2）内设有多片密封片（3），多片密封片（3）的外圆与辊套（6）过盈配合。

3.根据权利要求1所述的方坯连铸用分节辊装置，其特征在于：所述辊套（6）的外圆表面为采用耐高温、耐腐蚀的不锈合金钢自动埋弧堆焊而成，堆焊层包括三层，底层为过渡层，中间为工作层，面层为硬化层；焊前必须预热，焊后必须进行二次硬化和去应力处理，将材料加热到一定温度并保温一段时间，使材料内部的残余应力得以松弛，经二次硬化后使其堆焊合金元素充分熔合，使辊套（6）的硬度均匀，达到使用要求。

4.根据权利要求1所述的方坯连铸用分节辊装置，其特征在于：所述定位芯轴一（7）及定位芯轴二（26）采用调质处理和表面淬火；上定位座（15）、下定位座（16）、压盖（11）采用氧化处理。

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