專利名稱：在一滾筒上或兩滾筒間連鑄的裝置中所用的滾筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在一滾筒上或兩滾筒間連續(xù)鑄造薄金屬產(chǎn)品特別是鋼產(chǎn)品如板材或帶材，具體來說，涉及上述滾筒的結(jié)構(gòu)。
大家知道，在上述連鑄裝置中，所采用的滾筒，在其外圓周表面上使鑄造金屬固化，滾筒外圓周表面是由在滾筒內(nèi)部循環(huán)的冷卻液冷卻的。通常，上述滾筒具有由套筒包圍的一個中部或稱“芯部”，芯部是由導(dǎo)熱材料如銅制成的。冷卻液在芯部和套筒間或在套筒自身內(nèi)設(shè)置的導(dǎo)管中循環(huán)。
在上述滾筒的使用中已知的問題起因于套筒接觸熔融金屬而發(fā)生的熱變形。由于套筒的金屬溫度上升，套筒趨向于發(fā)生徑向和軸向膨脹。徑向膨脹使?jié)L筒直徑增加，在滾筒之間鑄造的情況下，這會減小滾筒間的空間，因而會減小鑄造產(chǎn)品的厚度。另外，由于這種徑向膨脹在滾筒的整個寬度上不一定是均勻的，因而沿產(chǎn)品寬度會產(chǎn)生厚度變化的現(xiàn)象。
軸向膨脹在滾筒的軸向上會增加套筒的寬度。但是，這種軸向膨脹基本發(fā)生在套筒外表面區(qū)域，同時由于內(nèi)部的冷卻，在冷卻導(dǎo)管的區(qū)域?qū)嶋H上并不發(fā)生膨脹。因此，所產(chǎn)生的不同膨脹會使套筒外表面彎曲，使套筒直徑在其軸向中部大于其兩端部，即，大于套筒的兩緣部分，由于滾筒的這種彎曲會使鑄造產(chǎn)品中間區(qū)域薄于其兩邊區(qū)域，這在產(chǎn)品后續(xù)的軋制中是不可接受的，因而滾筒的這種彎曲是一種必須避免的缺陷。
為在紅熱狀態(tài)修整這種缺陷，有人曾提出使套筒外表面在冷的狀態(tài)下呈凹面形狀。這樣就有可能使產(chǎn)品的表面平整，或者最好有極小的彎曲，這在其后的軋制中是需要的。
但是，當(dāng)滾筒的寬度很大時，上述安排則根本不足以克服缺陷。此時，在套筒外表面冷狀態(tài)時必須制成大的凹度，在鑄造開始時，在滾筒之間軸向中間區(qū)域?qū)⑿纬蛇^量空間。
為了克服上述缺陷，EP98968中曾提出，只在芯部的軸向中間區(qū)域保持套筒的剛性，使套筒兩端保持自由狀態(tài)不與滾筒芯部連接。與滾筒芯部在徑向上分隔開，以避免套筒在軸向上的膨脹，假如套筒兩端與本身不膨脹的芯部剛性連接的話，套筒的軸向膨脹就會不可避免地產(chǎn)生上述彎曲現(xiàn)象。
因此，上述布置可以抑制徑向膨脹，從而限制套筒軸向中間區(qū)域直徑的增加，但是這并不能消除由于套筒外表面和冷卻導(dǎo)管區(qū)域之間軸向膨脹差別而引起的彎曲形式的變形，這是由于上述膨脹差別使套筒的兩端趨近于芯部。
另外，在滾筒間鑄造時由鑄造產(chǎn)品作用在套筒上的徑向力在封閉鑄造空間的壁附近很大，因而也作用在套筒的兩端。由于套筒兩端未受芯部支承，上述徑向力使套筒發(fā)生很大變形并使其彎曲。
本發(fā)明的一個目的是提供一種鑄造薄金屬產(chǎn)品的滾筒，它能使鑄造產(chǎn)品具有滿意的尺寸特性以便進(jìn)行其后的產(chǎn)品軋制，并具體地克服了上述的種種缺陷。
因此，本發(fā)明所提供的在一滾筒或在兩滾筒間連鑄裝置用的滾筒具有一芯部和一套筒，在該套筒中設(shè)置導(dǎo)管以供冷卻液循環(huán)。
按照本發(fā)明，所述滾筒的特征在于在軸向的中間區(qū)域以及基本在其整個圓周上，套筒剛性地連接于芯部，這種連接是通過一個在套筒的上述中間區(qū)域防止套筒相對于芯部發(fā)生任何徑向和軸向位移的組件完成的，而且套筒在其整個寬度上與芯部相接觸，并將套筒兩端通過徑向保持裝置保持在芯部上，該徑向保持裝置允許套筒的兩端相對于芯部的軸向位移，但阻止其徑向位移。
在一種推薦實施例中，在軸向中間區(qū)域?qū)⑻淄策B接于芯部的組件是一個燕尾槽組件或一個T形槽組件。
按照本發(fā)明的一個具體實施例，也在套筒的軸向中間區(qū)域和其兩端之間依靠保持裝置保持套筒，該保持裝置允許套筒的所述中間區(qū)域相對于芯部的軸向位移，但是阻止徑向位移。
因此，本發(fā)明使套筒起碼在其軸向的中間部分和其兩端牢固地保持在芯部上;因而防止了任何因膨脹造成的徑向位移，但是套筒的側(cè)向區(qū)域在軸向的位移是可以的，這就避免了壁的彎曲，而這種彎曲本來是會由防止其軸向膨脹而夾緊套筒兩端引起的翹曲作用而產(chǎn)生的。
按照本發(fā)明的另一個具體實施例，上述保持端部的裝置是由頰板構(gòu)成的，頰板上有一條矩形橫截面的圓形槽，套筒端部的相應(yīng)的一條肋在上述圓形槽內(nèi)延伸，存在軸向間隙，但沒有徑向間隙。
在另一個更好的實施例中，芯部具有燕尾橫截面的環(huán)形槽，在其中夾緊套筒內(nèi)表面上的一條具有相應(yīng)的燕尾橫截面的肋，為此，芯部由圓周限定了所述燕尾槽的一側(cè)面的一中心部分或轂以及配合在芯部上的，圓周限定所述燕尾槽的另一側(cè)面的環(huán)形夾緊件組成，轂和環(huán)形夾緊件由夾緊裝置組裝在一起，夾緊裝置作用在軸向上以便將套筒的肋夾緊在芯部的槽中。
在一個互補(bǔ)的布置中，所述環(huán)形夾緊件也限定了一條矩形橫截面的環(huán)形槽，套筒一端上的相應(yīng)的肋在環(huán)形槽中延伸，以便保證保持套筒，一頰板以相同的方式保證保持套筒另一端。
這種布置具有特別的優(yōu)點，下面還要詳述，它可以允許使用不同寬度的套筒，同時使用同樣的轂，只是改變了上述的套筒、頰板和環(huán)形夾緊件。
現(xiàn)在結(jié)合以下附圖，以舉例的方式，詳細(xì)描述按照本發(fā)明的在滾筒間連鑄幾毫米厚、幾十厘米寬的薄鋼產(chǎn)品如鋼板或鋼帶的裝置中所用的滾筒，通過這樣的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將更加清楚。


圖1是按照本發(fā)明的滾筒的軸向半剖面圖;
圖2是適于連鑄大寬度產(chǎn)品的滾筒的軸向半剖圖;
圖3是本發(fā)明一變化實施例的簡化的局部軸向剖面圖;
圖4所示是另一種實施例，其中套筒一芯組件是通過與前述實施例相反方向的分級槽而組裝在一起的。
圖1所示的滾筒具有一個轂1，轂1借助例如冷縮裝配的方法剛性地安裝在一條軸2上，以便帶動軸2轉(zhuǎn)動。軸2兩端的軸頸安在連鑄裝置的軸承內(nèi)，其中一端連接于驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動的裝置(未畫出)。
轂1的一側(cè)載有一環(huán)形夾緊件3，另一側(cè)載有一頰板4，這三個共軸的零件通過系桿5組裝在一起(在各附圖中系桿5只是由其軸線表示)，構(gòu)成滾筒的芯部6。
由導(dǎo)熱材料如銅制成的一套筒7包圍住滾筒的芯部，它裝配在轂1，夾緊件3和頰板4上。
套筒7在軸向中間區(qū)域內(nèi)限定一條燕尾形橫截面的環(huán)肋，這條環(huán)肋9接合在一條有相應(yīng)橫截面的槽10內(nèi)，槽10的一側(cè)10′(圖1中的右側(cè))是在轂1上加工的，另一側(cè)10″是在環(huán)形夾緊件3的凸臺3′上加工的。換言之，是由轂1和環(huán)形夾緊件3組件構(gòu)成的，構(gòu)成芯部6的單元限定了槽10。
顯然，由兩個構(gòu)成芯部的零件的組件形成槽10的這種布置必須能夠?qū)⑻淄卜胖玫轿?。套筒的環(huán)肋9和相應(yīng)槽的橫截面是燕尾形，其優(yōu)點是能有效地通過將芯部的各零件夾緊在一起的簡單方法將套筒安裝在芯部上。另外，由環(huán)形燕尾槽的斜面形成的圓錐形支承面使套筒有力地夾緊在芯部上，這樣可以傳遞大扭矩而不致發(fā)生套筒和轂間打滑的危險。這種夾緊的效果在套筒被加熱時還會加強(qiáng)，這是由于套筒容易產(chǎn)生的彎曲現(xiàn)象會進(jìn)一步增加組件圓錐形表面之間的接觸壓力。
套筒在其兩端也靠矩形橫截面的環(huán)形槽13，14來保持，槽13，14分別是在環(huán)形夾緊件3和頰板4上形成的，在槽中無徑向間隙地接合有沿套筒軸向延伸的肋11，12。在上述槽13，14和肋11，12之間設(shè)置在冷狀態(tài)下的軸向間隙“j”，以便使肋可以在槽中作軸向位移，當(dāng)套筒溫度升高發(fā)生軸向膨脹時會發(fā)生這種軸向位移。另外，這種靠肋和槽系統(tǒng)保持套筒兩端的結(jié)構(gòu)可以防止套筒從滾筒的芯部可能發(fā)生的偏離，套筒兩端的徑向膨脹本來是會引起上述偏離的。
為了保證套筒盡可能一致的冷卻，要使冷卻水以圖1中箭頭所示方向循環(huán)，相鄰導(dǎo)管8中的水流方向是相反的。為此，滾筒具有連接于一轉(zhuǎn)動接頭的進(jìn)口導(dǎo)管20。這些進(jìn)口導(dǎo)管20與環(huán)形分配通道21相連通。到達(dá)通路21的水一方面通過頰板4上的孔22和套筒上的孔23導(dǎo)向至套筒的一端7′，與冷卻導(dǎo)管8總數(shù)的一半連通，導(dǎo)管8是每間隔一根連通的。另外水也從分配通道21通過轂上的軸向?qū)Ч?4和分別設(shè)置在環(huán)形夾緊件3和套筒上的孔25和26以同孔22和23相似的方式導(dǎo)向至套筒的另一端7″，套筒上的孔26將水送至冷卻導(dǎo)管的另一半。
通過孔23′，22′和26′，25′，導(dǎo)管24′，歧管21′和出口導(dǎo)管20′將水以等同的方式排放出去。
為了保證水流的均勻分布，各導(dǎo)管和孔在徑向上均勻地間隔開來，與各個孔如25連通的環(huán)形槽如27，28可以設(shè)置在組成芯部的各零件的不同的接觸表面區(qū)域內(nèi)。
而且，上述槽可以避免當(dāng)組成滾筒的不同零件組裝時，特別是將套筒裝在芯部上時的精確周向定位。
為了保證在不同的冷卻導(dǎo)管中的水流均勻分布的這個同一目的，最好設(shè)置用于調(diào)整圖1中從右至左具有孔22，23，23′，22的水的直接循環(huán)回路中的壓降的裝置。這個回路要比使水在冷卻導(dǎo)管中反向(從左至右)循環(huán)回路短，因此其中的壓降要小。因此，所述裝置可使上述兩個回路中的壓降相等?？梢允箍?2，22′的直徑小于孔25，25′，也可以在上述回路的零件中設(shè)置校準(zhǔn)孔或類似裝置，以減小較短回路通道的最小橫截面。
顯然，套筒兩端可以由頰板(如4)來保持，環(huán)形夾緊件的作用是支承套筒并由燕尾組件夾緊套筒，鄰近于上述夾緊件的頰板只是用來保持套筒的相應(yīng)的一端。換言之，環(huán)形夾緊件3在此例中由兩個零件所替代，其中之一是與頰板4相同的一個頰板4，位于套筒的另一側(cè)，芯部的不同零件由前述的系桿5組裝在一起。
當(dāng)然在套筒的兩端也可采用夾緊件如夾緊件3;換言之，套筒則只在其中部區(qū)域通過構(gòu)成槽10的表面與轂1直接接觸，并且與每側(cè)的夾緊件3接觸。
燕尾槽的寬度最好至少為套筒寬度的一半。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，槽的寬度決定了在鑄造過程中套筒外表面的變形。例如，對于865mm寬的套筒，其外表面在冷狀態(tài)時為直線母線形成的圓柱面，如果槽寬約為300mm，那么沿套筒的寬度，套筒外徑在熱狀態(tài)時的最大變化為0.12至0.25mm;如果槽寬約為350mm，那么上述最大變化為0.11至0.17mm;如果槽寬約為430mm，即約為套筒寬度的一半，那么上述最大變化為0.05至0.14mm。
在最后描述的實例中，套筒的母線在中部，在燕尾槽兩側(cè)和套筒的兩端之間，即在未在芯部上保持的區(qū)域上發(fā)生稍許彎曲。當(dāng)然，在熱狀態(tài)下的這種變形可以在冷狀態(tài)下通過另外的機(jī)加工加以補(bǔ)償，以便在鑄造時的工作條件下得到直線母線或有稍許凹度的母線。這種變形顯著地小于現(xiàn)有技術(shù)的套筒-芯部連接中產(chǎn)生的1mm左右的變形。
為了進(jìn)一步限制這種變形，可以按照圖3的簡化圖布置組件。在這個實施例中，與前一實施例一樣，套筒7在其軸向的中間區(qū)域和其兩端被保持在芯部6上。另外，在中間部分和兩端之間的軸向中間區(qū)域，套筒也由槽30和相應(yīng)的肋31來保持，這類似于邊緣保持作用的槽和肋，用來防止套筒在這些槽和肋的區(qū)域的徑向位移，但是允許軸向相對位移，為此，在槽和肋之間設(shè)置在冷狀態(tài)時的軸向間隙。
前面對照圖1所述的滾筒不同零件的組件結(jié)構(gòu)的另一優(yōu)點將結(jié)合圖2加以描述，圖2中的滾筒具有較大寬度的套筒。該滾筒的結(jié)構(gòu)與前述滾筒相似，具體來說，它的轂1和燕尾組件是相同的。
差別僅在于套筒7的寬度，環(huán)形夾緊件3″和頰板4則適應(yīng)于套筒新的寬度。
顯然，不同寬度的產(chǎn)品的鑄造只要求更換三個零件(套筒、夾緊件和頰板)，而轂1不管套筒寬度如何可保持不變。
圖4所示是本發(fā)明的另一實施例。在這個實施例中，燕尾組件是反向的，即，芯部的軸向中間部分具有一條肋39，夾緊在套筒上的相應(yīng)槽40中。同樣，在兩端，或者也可以在中間區(qū)域，由槽-肋系統(tǒng)41來保持，用來防止套筒7的徑向變形，但是允許相對于滾筒的芯部6′的軸向位移。為了可以將套筒放置到位，套筒可以制成相對于軸向中間平面對稱且由系桿42組裝在一起的兩個部分。芯部本身可以是兩部分組成的，在上述中間平面的區(qū)域分開，設(shè)有使這兩部分相互分離開的裝置，從而保證燕尾組件的夾緊。
不管采用那個實施例，在冷狀態(tài)下加工套筒外表面的形狀時要考慮到熱狀態(tài)時會出現(xiàn)的變形，以便于在鑄造條件下，套筒呈現(xiàn)完美的圓柱形表面，或稍有凹度的表面，從而為其后的軋制工序生產(chǎn)出平面的或稍有彎曲的鑄造產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.在滾筒上或在兩滾筒間連鑄薄金屬產(chǎn)品的裝置中所用的滾筒，該滾筒具有一個芯部和一個套筒，套筒內(nèi)設(shè)置供冷卻液循環(huán)的導(dǎo)管，其特征在于套筒在其軸向中間部分和在其基本上整個圓周上剛性地通過一個組件連接于芯部，該組件防止套筒在上述中間部分相對于芯部的任何軸向和徑向位移，而且套筒在其整個寬度上與芯部相接觸，并且由其兩端通過徑向保持裝置保持在芯部上，上述徑向保持裝置允許上述套筒的兩端相對于芯部的軸向位移但是防止徑向位置。
2.如權(quán)利要求1所述的滾筒，其特征在于所述套筒也在其軸向中間部分和其兩端之間的軸向中間區(qū)域通過徑向保持裝置來保持，該徑向保持裝置允許套筒的所述中間區(qū)域相對于芯部的軸向位移但是防止徑向位移。
3.如權(quán)利要求1所述的滾筒，其特征在于所述端部保持裝置具有頰板，頰板上具有一條矩形橫截面的環(huán)形槽，套筒兩端相應(yīng)的肋在軸向上伸入上述環(huán)形槽中，其間有軸向間隙，但是沒有徑向間隙。
4.如權(quán)利要求1所述的滾筒，其特征在于在中間部分將套筒連接到芯部的組件是一燕尾組件或一T形組件。
5.如權(quán)利要求4所述的滾筒，其特征在于所述芯部具有一條燕尾形橫截面的環(huán)形槽，在環(huán)形槽內(nèi)夾緊在套筒內(nèi)壁上的一條具有相應(yīng)燕尾形橫截面的肋。為此，芯部具有一中間部分或稱為轂，轂的圓周構(gòu)成所述燕尾槽的一側(cè)面，一環(huán)形夾緊件安裝在轂上并具有構(gòu)成所述燕尾槽另一側(cè)面的圓周，轂和環(huán)形夾緊件通過夾緊裝置裝配在一起，所述夾緊裝置軸向作用以便將套筒的肋夾緊在芯部的槽內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的滾筒，其特征在于所述環(huán)形夾緊件進(jìn)一步形成一條矩形橫截面的環(huán)形槽，套筒一端的相應(yīng)的肋延伸于上述環(huán)形槽內(nèi)以便于保持套筒，一頰板以相同的方式保持套筒的另一端。
7.如權(quán)利要求4至6中任一項所述的滾筒，其特征在于所述燕尾槽的寬度至少大約為套筒寬度的一半。
8.如權(quán)利要求4所述的滾筒，其特征在于將套筒裝在芯部上的燕尾組件由夾緊在套筒內(nèi)相應(yīng)橫截面的槽中的芯部上的一條肋構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的滾筒，其特征在于所述套筒具有平行于滾筒軸線的冷卻導(dǎo)管，導(dǎo)管的兩端鄰近于套筒的相應(yīng)端部，導(dǎo)管的兩端交替地連接于冷卻液的進(jìn)口和出口，以便保證在相鄰導(dǎo)管中冷卻液以相反的方向流動。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的滾筒，其特征在于所述套筒的外表面在冷狀態(tài)下是凹形的。
全文摘要
滾筒具有芯部(6)和套筒(7)，在套筒中設(shè)有冷卻液循環(huán)導(dǎo)管(8)。按照本發(fā)明，套筒(7)在其軸向中間部分和在其基本整個圓周上通過一組件剛性地連接于芯部(6)，上述組件如燕尾組件(9，10)或T形組件防止套筒的中間部分相對于芯部的任何軸向和徑向的位移。套筒在其整個寬度上與芯部接觸并且在其兩端通過保持裝置(11，12，13，14)保持在芯部上，該保持裝置允許套筒兩端相對于芯部的軸向位移，但是防止徑向位移。
文檔編號B22D11/06GK1051690SQ90109170
公開日1991年5月29日 申請日期1990年11月15日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月16日
發(fā)明者雅克·巴伯, 阿蘭·杰拉爾 申請人:于西諾爾·薩希洛爾