在可用于薄碳钢板坯的连续铸造和轧制工艺的炉中运送负载的辊制造技术

本发明专利技术涉及用于运送在炉中的负载(50)特别是薄板坯的水冷运送辊(100)，该炉在薄碳钢板坯的连续铸造和轧制工艺中布置在铸造和粗加工之间用于温度加热、保持和用于缓冲。辊(100)包括：第一内部中空轴(110)，其被隔热和/或耐熔材料涂覆；和多个轮(25)，其通过稳定地固定的方式连接到第一轴(110)的最外表面(111)以运送和支撑负载(50)。根据本发明专利技术，辊(100)还包括第二轴(120)，第二轴在与第一轴(110)同轴的位置被布置在第一轴(110)的内部空腔内，且使得在第一轴(110)和第二轴(120)之间界定空隙(30)。辊(100)还包括至少部分地容纳在所述第二轴(120)内的冷却水循环装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及对薄碳钢板坯的连续铸造和轧制过程(粗加工和精加工)。特别地，本专利技术涉及可用于炉内的运送辊(handlingroll)，该炉用于在铸造之后且在轧制的上游，特别是粗加工轧辊的上游，温度加热、温度保持和用于缓冲所述薄板坯。本专利技术还涉及包括这种运送辊的加热炉。现有技术在连续的铸造过程中，例如，用于薄板坯的连续的铸造过程中，加热炉的使用是已知的。这些炉被布置在轧制机架的上游用于将负载(板坯)加热到适合于允许该加工的温度。在薄板坯的情况下，例如，轧制温度通常在1140℃和1150℃之间变化，且可以达到1240-1250℃。根据所需的应用，存在其它类型的炉。第一种类型的炉是所谓的“推钢式炉”。在这种情况下，待运送的负载，即半成品钢产品，基本上被布置在底板上且通过推送设备被推进。在其变体中，炉具有多个固定炉膛和多个由机械液压或电力驱动系统驱动的可移动炉膛。作为固定炉膛和可移动炉膛的替代，可以使用带有固定支撑纵向部件和也是通过相同的驱动系统驱动的可移动支撑纵向部件的变体。相对于上述的炉，所谓的“隧道炉”，也被称为“辊炉”，已被证明对于与本专利申请相关的应用更有优势。在隧道炉中，负载通过支撑和运送辊被推进，所述支撑和运送辊被串联布置且使得它们的旋转轴线是平行的以界定正交于其轴线本身的推进方向。在生产薄板坯的情况下，这些薄板坯可以具有在20和43米之间变化的长度，在45和110毫米之间变化的高度和在700和1800毫米之间变化的宽度。因此，用于薄板坯的隧道炉基本上是“窄的且长的”，其具有在2000和2200毫米之间变化的内室宽度和可以达到250米的长度。在隧道炉中，每个辊以独立于其它辊的方式被驱动，以允许负载的速度的精确控制及因此允许负载的位置的精确控制。通常通过增量式编码器和频率转换器(变频器)，根据整个设备的操作状况来调整负载在炉内的推进速度。换句话说，炉的操作不是被设计成独立于生产线的其他部分而是相反的强烈地取决于生产线的其他部分。因此，相对于其他上述炉类型，隧道炉可以用在具有多条铸造线的设备内且因此特征在于高生产率。这种类型的设备可包括，例如，主线、次线和至少两个梭动器(shuttle)，以便将负载选择性地从一条或另一条铸造线带到轧机。用在隧道炉内的辊具有支撑和移动负载的功能并且在温度可以达到1180℃的环境中工作。辊被安装在轴承上，轴承的距离可以在很多情况下达到3200毫米，即，大于炉的内部宽度的距离。实际上，轴承通常布置在炉外面以保护其寿命。两个连续辊之间的中心距离，即沿着负载推进方向测量的辊的轴线之间的距离，通常在1100和1300毫米之间变化。这些参考数据清楚地表明辊在隧道炉中经受苛刻的操作状况。因此，辊结构上的构造对炉的操作表现出首要的重要性，并且总体看来对设备的生产率表现出首要的重要性。水冷辊是最常用于隧道炉的辊类型。在这一点，专利US5230618和专利申请US2007180884描述和展示了这类型辊的例子。参考图1和图2，大体上辊1(参考数字1用于现有技术的这种水冷辊，而不同参考数字用于本专利技术的辊)包括内部中空的心轴5，在其外面焊接多个轮(wheel)8，待运送的负载放置在轮8上。这种轮8的直径，也称为支撑直径，通常在300和340毫米之间变化。这种轮8通常由耐高温金属合金制成，所述耐高温金属合金包含例如铬-镍、钨和钴的材料。冷却水循环装置被容纳在心轴5的内部空腔中。在大多数情况下，该装置包括循环管10，循环管10同轴于心轴5，以便与心轴本身一起界定环形空隙9。布置在环形空隙9内的杆12围绕管10绕成螺旋状。冷却剂水在辊1的第一末端21处进入并被运输进管10。在辊1的第二末端22，水沿相反的方向被运输进环形空隙9内，其中因为螺旋缠绕杆12的存在，水围绕管10转向，在第一末端21处又从辊1离开。再次参考图1和图2，心轴5在外部被涂覆至少由隔热材料制成的第一层6和由耐熔材料制成的第二最外层7，第二最外层7具有在所有情况下比支撑轮8的直径小的直径。这种第二层7的目的是为了保护由隔热材料制成的第一层6，主要防止从负载的内表面掉落的氧化皮(scale)(铁氧化物)所决定的腐蚀。这些涂覆层6、7的使用具有限制通过心轴5热量分散的目的。通过辊1的高热量吸收，或者换句话说，通过它的高热量分散，在负载与轮8接触时和在水中同时冷却之后被注意到。这种热量分散来自通过轮到心轴的其中水流过的内表面的传导的热的快速传递。从热量角度来看，负载根据板坯的厚度和铸造速度在从900℃到1100℃变化的温度进入加热炉，且根据在炉中的冶金微观结构的演变在从1000℃到1150℃变化的温度退出，其最大值通常限于1180℃。在理想的状况下，即没有热量分散，理论上必须提供足以保证在进口和出口间的热位差(大约最大300℃)的热能。但是实际上，必须提供高得多的热能，正是因为冷却辊的热量吸收/分散比通过炉壳体进入大气的热量分散高得多。结果就产生了这样的需求：减少辊的热量耗散现象，同时试图去保持其外层温度尽可能接近炉的温度。在这个意义上，外部涂覆(层6和7)的存在是基本的。实际上，在缺少这些涂覆层时，热量分散将使该过程在经济上和操作上都难以实施。从数量角度来看，已经发现当外部涂覆层是完整时，水冷辊经受可以达到甚至28-35kW的热量分散。但是，在这方面，值得注意的是当负载在加热和温度保持的过程中被运送时，尽管放置在辊的轮上，但是其决定耐熔材料层表面上的裂纹，该耐熔材料层随后需要替换或维修。在这方面，随着辊间中心距的增加和板坯厚度的增加该现象更频繁，因为负载的重量增加且释放到单个辊上。耐熔材料层的破坏过程的开始不可避免地伴随着热量分散的逐渐增加。为了减少通过辊的热量分散且最终限制设备的能量消耗，所谓的干辊已经被建议，即没有水冷却。这种类型的辊的例子被展示在专利申请US5338280和US5833455中。一般而言，“干”辊包括圆柱形的内部中空的心轴，其由特殊的耐热合金即能够在大约1150℃的炉室温度下工作的材料制成。在辊表面和炉的环境间的热差的急剧减少导致4-5kW的热量分散，因此显著地降低在带有外部涂覆情况下被评估的冷却辊可以获得的热量分散。干辊具有不同的缺点，第一个缺点无疑是使用特殊合金决定的高成本。另一个缺点涉及到这些辊的寿命，这很大的且消极的关系到操作温度且因此关系到板坯从炉退出的温度。实际上，已经观察到如果操作温度是1180℃左右，这种辊的寿命两倍短于在温度接近1150℃时发现的寿命。类似地，已经发现干辊的寿命也受到待被运送的负载的规模，即尺寸的影响。在薄板坯的情况下，例如发现为了确保辊的可接受寿命，板坯的厚度必须少于80-90毫米。在较大厚度处，发现机械强度特性的急剧降低，及因此辊功能性的急剧降低。因此明显的，从生产的角度来看，带有水冷辊的隧道炉是更多功能的，因为它们较少受到工作温度和负载尺寸的限制。此外，值得注意的是，在水冷辊的情况下，外部涂覆层可以被重新生成以恢复辊本身的功能性。与此相反，干类型辊不可以被重新生成且必须在其使用结束时用其他新辊替换。从成本角度来看，替换一系列的干类型辊比重新生成同样数量的水冷辊更加不利。考虑到上面的思考，从而产生提升水冷辊的性能的需求，因为最终干类型辊的低的生产多功能性不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水冷运送辊(100)，其用于运送在炉中的负载(50)，特别是薄板坯，所述炉用于在连续铸造和轧制工艺中温度加热、保持和用于所述负载(50)的缓冲，其中所述辊(100)包括：内部中空的第一轴(110)，其围绕第一纵向轴线(300)纵向延伸，所述第一轴(100)包括最外表面(111)和最内表面(115)，其中所述第一轴(110)的所述最外表面(111)被涂覆隔热和/或耐熔材料，且其中所述第一轴(110)的所述最内表面(115)界定所述第一轴(110)的内部空腔；多个轮(25)，其用于支撑所述负载(50)，所述轮被稳定地固定到所述第一轴(110)的所述最外表面(111)；第二轴(120)，其在与所述第一轴(110)同轴的位置被布置于所述第一轴(110)的所述内部空腔内，所述第二轴(120)的最外表面(121)至少在所述第一纵向长度(71)上具有比所述第一轴(110)的所述内部空腔的直径小的直径，从而在所述第一轴(110)和所述第二轴(120)之间界定空隙(30)；定心环(77)，其被布置在所述空隙(30)内并与所述第二轴(120)稳定地集成，所述定心环(77)具有比所述第一轴(110)的所述内部空腔的所述直径小的直径；冷却水循环装置，其至少部分地容纳在所述第二轴(120)内。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.27 IT MI2014A0009711.一种水冷运送辊(100)，其用于运送在炉中的负载(50)，特别是薄板坯，所述炉用于在连续铸造和轧制工艺中温度加热、保持和用于所述负载(50)的缓冲，其中所述辊(100)包括：内部中空的第一轴(110)，其围绕第一纵向轴线(300)纵向延伸，所述第一轴(100)包括最外表面(111)和最内表面(115)，其中所述第一轴(110)的所述最外表面(111)被涂覆隔热和/或耐熔材料，且其中所述第一轴(110)的所述最内表面(115)界定所述第一轴(110)的内部空腔；多个轮(25)，其用于支撑所述负载(50)，所述轮被稳定地固定到所述第一轴(110)的所述最外表面(111)；第二轴(120)，其在与所述第一轴(110)同轴的位置被布置于所述第一轴(110)的所述内部空腔内，所述第二轴(120)的最外表面(121)至少在所述第一纵向长度(71)上具有比所述第一轴(110)的所述内部空腔的直径小的直径，从而在所述第一轴(110)和所述第二轴(120)之间界定空隙(30)；定心环(77)，其被布置在所述空隙(30)内并与所述第二轴(120)...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳迪奥·莱翁奇尼，马泰奥·马扎，米尔科·佩德蒙特，
申请(专利权)人：丹尼尔和科菲森梅克尼齐有限公司，丹尼尔森特罗卡姆布什股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT