专利名称：一种具有轴端支撑结构的倒角型足辊的制作方法
技术领域：
本实用新型属于连续铸造设备领域，特别涉及到一种具有轴端支撑结构的倒角型足棍。
背景技术：
在微合金化钢板带材的生产中，铸坯及钢板表面质量缺陷一直是困扰国内外钢铁企业的关键技术问题，连铸坯裂纹是最常见和数量最多的一种铸坯质量缺陷，尤其以铸坯角部横裂纹为主。由于角部横裂纹的影响因素很多，虽然经过科研工作者的大量努力，但未能从根本上得到解决。目前的应对措施一般都是对连铸坯进行火焰切角处理，这样不仅造成大量的能源、材料、人力资源的浪费以及铸坯库存场地的加大，而且由于连铸坯必须下线进行冷态清理，这使得铸坯的热装或热送技术无法得到实施，铸坯的加热能耗大幅增加，同时炼钢-连铸-轧钢流程的高效化生产节奏也被打乱。近年来，通过优化铸坯角部形状、采用带大倒角的连铸坯生产技术,可以有效提高铸坯角部温度、改善应力状态,从而彻底避免或大幅度减轻微合金化钢连铸坯角部横裂纹的发生。足辊作为连铸机的重要部件，其功能是对铸坯起支撑导向作用，在凝固坯壳出结晶器后，采用足辊对铸坯窄面进行必要的支撑和冷却，可以减少铸坯鼓肚的发生。采用侧面带倒角的结晶器窄面铜板进行生产时，铸坯的形状发生了变化，因此需要对足辊结构进行相应的调整。中国实用新型专利ZL200820098146. 6提供了一种‘新型连铸结晶器足辊’(公开号CN201201042Y)，它是一种中间粗两头细的异形足辊结构，其特点是减少足辊与铸坯线接触长度，减少足辊上圆弧面与铸坯之间积水的形成机会，防止铸坯泡在积水中。中国实用新型专利No. 94245674. 2 (公告号CN2206686，名称“连铸机结晶器异形足辊”)提出的异形足辊的结构是中部区域呈凸出状鼓轮体，两端为圆柱体，其目的是异形足辊的凸出状鼓轮体可压缩铸坯壳在出结晶器下口后产生的鼓肚，以避免由此引起的铸坯角部纵裂和漏钢现象，从而提高铸坯的质量和连铸机的作业率。然而这两种结构足辊的不足之处在于足辊与铸坯的接触长度太小，导致足辊对宽面坯壳的支撑作用无法得到保证，特别是对于带倒角的铸坯，这种缺陷都不利于铸坯角部纵裂和表面纵裂的有效控制。另外，现有技术中还有采用轴承座在中间、两侧悬挂带倒角支撑辊的结构，如果采用这样的足辊生产厚度大于300mm的连铸坯，当中间的轴承座较宽时，如大于120mm，铸坯窄面可能会产生鼓肚，造成划伤；当中间的轴承座较窄时，如小于100mm，那么悬挂在两侧的带倒角的足辊就较长(大于100mm)，此时足辊的旋转轴承受的弯曲力将大幅度增加，必须加大轴径才能满足悬挂的中心轴不变形。加大悬挂的中心轴直径也就是增大带倒角足辊的直径，这不仅需要更大的装备和空间，而且与改善铸坯质量的细辊密排技术的设计思想相违背。发明内容本实用新型的目的是针对带倒角连铸坯的偏离角纵裂纹缺陷问题，提供一种能够对铸坯窄面的边角部和中部同时进行有效支撑的倒角型足辊。为了达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案一种具有轴端支撑结构的倒角型足辊，它包括带倒角的支撑辊I、轴2、U型轴承座
3、端盖5，其中，支撑辊I为中空环式结构，轴2从支撑辊I的内部中心穿入，轴2的两端由 U型轴承座3的支撑臂9进行支撑，由端盖5进行固定。所述U型轴承座3的支撑臂9的宽度W为10 40mm，支撑臂9与支撑辊I端面的间距d为I 10臟。该足辊的总宽度LI比实际生产的倒角型铸坯10的厚度L2小15 50mm，支撑辊 I两侧的斜面角度a为15 45°，支撑辊I的中部平直区的宽度L3为足辊总宽度LI的 50% 90%。支撑辊I和轴2之间以及轴2和U型轴承座3之间的连接方式为以下任意一种(I)采用固定键4进行刚性连接；(II)采用滚动轴承6进行滚动接触；(III)采用轴瓦12进行滑动接触；(IV)直接滑动接触；其中，支撑辊I和轴2之间以及轴2和U型轴承座3之间不能同时采用固定键4 进行刚性连接。所述支撑辊I为整体式结构或分节式结构；分节式结构中，支撑辊I分为多个分节辊8，分节辊8之间增加支撑臂9，增加的支撑臂9的数量为I 3个。所述支撑辊I分切成分别转动的第一部支撑辊和第二部支撑辊。所述U型轴承座3的支撑臂9是一个圆环，或沿水平直径分成上下两半。所述支撑辊I和轴2为一体式的结构。该足棍可适用于厚度为70 500mm的板还，也可适用于边长为120mm 500mm的
方还或矩形还。所述足辊一组或多个轴平行的组安置在结晶器侧下方使用；多组使用时，连铸坯接触的第一组为具有轴端支撑结构的倒角型足辊，其余组是常规圆柱足辊或具有轴端支撑结构的倒角型足辊。所述U形轴承座3直接固定在足辊支架13上，或通过加装弹簧结构进行浮动连接。本实用新型的有益效果在于本实用新型提出的倒角型足辊可以保证对铸坯的窄面以及边角部的支撑效果，同时有利于控制铸坯角纵裂、铸坯宽面纵裂以及窄面鼓肚缺陷的发生或扩展，而且有助于结晶器窄边带倒角铜板和足辊使用寿命的提高。
图I本实用新型的具有轴端支撑结构的倒角型足辊；图2_a支撑辊与轴之间采用固定键进行刚性连接的结构示意图；图2_b支撑辊与轴之间采用滚动轴承进行滚动接触的结构示意4[0030]图2-c支撑辊与轴之间采用轴瓦进行滑动接触的结构示意图；图2-d支撑辊与轴之间采用直接滑动接触的结构示意图；图3_a U型轴承座与轴之间采用固定键进行刚性连接的结构示意图；图3_b U型轴承座与轴之间采用滚动轴承进行滚动接触的结构示意图；图3-c U型轴承座与轴之间采用轴瓦进行滑动接触的结构示意图；图3-d U型轴承座与轴之间采用直接滑动接触的结构示意图；图4具有分节式结构的倒角型足辊，其中在中部增加了一个支撑臂；图5支撑辊切分为分别转动的第一部支撑辊和第二部支撑辊的结构示意图；图6_a支撑臂的上端是一个圆环支撑座的结构示意图；图6_b支撑臂的上端沿水平直径进行上下分割的结构示意图；图7支撑辊和轴为一体结构的倒角型足辊的结构示意图；图8采用两个或两个以上的倒角型足辊的装配方式示意图。主要组件符号说明I支撑辊2 轴3U型轴承座4固定键5 端盖6滚动轴承7带倒角铸坯窄面的边部8分节辊9支撑臂10带倒角铸坯11带倒角铸坯窄面的中部12 轴瓦13足辊支架14 螺钉LI足辊总宽度L2带倒角铸坯的厚度L3支撑辊中部平面支撑区的宽度a支撑辊的斜面与支撑辊平面区的平行线之间的夹角WU型轴承座的支撑臂的宽度d支撑臂与支撑辊端面的间距
具体实施方式
下面根据附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步说明。附图I为本实用新型提出的一种具有轴端支撑结构的倒角型足辊，它包括支撑辊 I、轴2、U型轴承座3、端盖5，其中，支撑辊I为中空环式结构，轴2从支撑辊I的内部中心穿入，轴2的两端由U型轴承座3的支撑臂9进行支撑，由端盖5进行固定，为了防止支撑辊I发生脱落，支撑辊I两侧的端盖5采用螺钉14固定在轴2上。支撑辊I的工作面由中部的平直面和两侧的斜面组成，中部的平直面和带倒角铸坯窄面的中部11相接触并保持平行，两侧的斜面和带倒角铸坯窄面的边部7相接触，其与带倒角铸坯10的窄面形状相近。 其中，支撑辊I在轴2上可以进行转动，这不仅防止了连铸过程拉坯阻力的增加，同时又确保了足辊对带倒角铸坯窄面的边部7的支撑作用。U型轴承座3的支撑臂9的宽度W为10 40mm，支撑臂9与支撑辊I端面的间距 d为I 10mm，支撑臂9的上方高度低于支撑辊I的中部的平直面的高度，高度差为I 10mnin所述具有轴端支撑结构的倒角型足辊的总宽度LI比实际生产的倒角型铸坯10的厚度L2小15 50mm，支撑辊I两侧的斜面角度a为15 45°，支撑辊I的中部平直区的宽度L3为足辊总宽度LI的50% 90%。在附图I中，支撑辊I与轴2之间采用固定键4进行连接，轴2与U型轴承座3之间采用滚动轴承6进行滚动接触，在这种结构中，U型轴承座3保持固定，支撑辊I伴随轴2 进行转动。附图2-a至2-d则显示了支撑辊I与轴2之间的四种连接方式。其中，图2_a中支撑辊I与轴2之间采用固定键4进行刚性连接；图2-b中支撑辊I与轴2之间采用滚动轴承6进行滚动接触；图2-c中支撑辊I与轴2之间采用轴瓦12进行滑动接触；图2-d中支撑辊I与轴2之间采用直接滑动接触。附图3-a至3-d则显示了 U型轴承座3与轴2之间的四种连接方式。其中，附图 3-a中U型轴承座3与轴2之间采用固定键4进行刚性连接；附图3_b中U型轴承座3与轴2之间采用滚动轴承6进行滚动接触；附图3-c中U型轴承座3与轴2之间采用轴瓦12 进行滑动接触；附图3-d中U型轴承座3与轴2之间采用直接滑动接触。为了保证支撑辊I能够转动，支撑辊I和轴2之间以及轴2和U型轴承座3之间不能同时采用固定键4进行刚性连接，支撑辊I与轴2之间一般采用直接滑动接触或加装轴瓦、滚动轴承等方式进行连接。附图4显示了一种具有分节式结构的倒角型足辊，主要用于更厚连铸坯的生产， 为了加固轴2的中部的强度，防止轴2发生变形，支撑辊I分为多个分节辊8，分节辊8之间增加支撑臂9，增加的支撑臂9的数量为I 3个，在本实施例中，中部增加了一个支撑臂。附图5显示了一种具有分节支撑辊的倒角型足辊，其中为了减小支撑辊I的工作面的转动线速度差，在支撑辊I的工作面的斜面处，将其分切成第一部支撑辊和第二部支撑辊分别进行转动。附图6-a和6-b显示了支撑臂9的两种结构。附图6_a中支撑臂9的上端是一个圆环支撑座，附图6-b中支撑臂9的上端沿水平直径方向进行上下分割，以便于安装。附图7显示了一种支撑辊I和轴2制造成为一体的结构示意图，为了确保支撑辊I 能够转动，轴2和轴承座3之间不能采用固定键4进行连接，可以采用滚动轴承、滑动轴瓦或直接滑动连接方式中的任意一种。本实用新型提出的倒角型足辊主要用于厚度为70 500mm的带倒角板坯或边长为120 500mm的方坯、矩形坯的连铸生产。所述倒角型足辊一组或多个轴平行的组安置在结晶器侧下方使用；当多组使用时，连铸坯接触的第一组为具有轴端支撑结构的倒角型足辊，其余组是常规圆柱足辊或具有轴端支撑结构的倒角型足辊。附图8为采用两个或两个以上的倒角型足辊的装配方式示意图，其中U型轴承座 3可以直接固定在足辊支架13上，也可以通过加装弹簧结构实现浮动连接。
权利要求1.一种具有轴端支撑结构的倒角型足辊，它包括带倒角的支撑辊(I)、轴(2)、U型轴承座(3)、端盖(5)，其特征在于支撑辊(I)为中空环式结构，轴(2)从支撑辊(I)的内部中心穿入，轴⑵的两端由U型轴承座(3)的支撑臂(9)进行支撑，由端盖(5)进行固定。
2.如权利要求I所述的具有轴端支撑结构的倒角型足辊，其特征在于U型轴承座(3) 的支撑臂(9)的宽度W为10 40mm,支撑臂(9)与支撑棍(I)端面的间距d为I 10mm。
3.如权利要求I所述的具有轴端支撑结构的倒角型足辊，其特征在于该足辊的总宽度LI比实际生产的倒角型铸坯(10)的厚度L2小15 50mm，支撑辊(I)两侧的斜面角度 a为15 45°，支撑辊(I)的中部平直区的宽度L3为足辊总宽度LI的50% 90%。
4.如权利要求I所述的具有轴端支撑结构的倒角型足辊，其特征在于支撑辊(I)和轴(2)之间以及轴(2)和U型轴承座(3)之间的连接方式为以下任意一种(I)采用固定键(4)进行刚性连接；(II)采用滚动轴承(6)进行滚动接触；(III)采用轴瓦(12)进行滑动接触；(IV)直接滑动接触；其中，支撑辊(I)和轴(2)之间以及轴(2)和U型轴承座(3)之间不能同时采用固定键⑷进行刚性连接。
5.如权利要求I所述的具有轴端支撑结构的倒角型足辊，其特征在于支撑辊(I)为整体式结构或分节式结构；分节式结构中，支撑辊(I)分为多个分节辊(8)，分节辊(8)之间增加支撑臂(9)，增加的支撑臂(9)的数量为I 3个。
6.如权利要求I所述的具有轴端支撑结构的倒角型足辊，其特征在于所述支撑辊(I) 分切成分别转动的第一部支撑辊和第二部支撑辊。
7.如权利要求I或2所述的具有轴端支撑结构的倒角型足辊，其特征在于U型轴承座(3)的支撑臂(9)是一个圆环，或沿水平直径分成上下两半。
8.如权利要求I所述的具有轴端支撑结构的倒角型足辊，其特征在于所述支撑辊(I) 和轴(2)为一体式的结构。
9.如权利要求I所述的具有轴端支撑结构的倒角型足辊，其特征在于该足辊可适用于厚度为70 500mm的板还，也可适用于边长为120mm 500mm的方还或矩形还。
10.如权利要求I所述的具有轴端支撑结构的倒角型足辊，其特征在于所述足辊一组或多个轴平行的组安置在结晶器侧下方使用；多组使用时，连铸坯接触的第一组为具有轴端支撑结构的倒角型足辊，其余组是常规圆柱足辊或具有轴端支撑结构的倒角型足辊。
11.如权利要求I所述的倒角型足辊，其特征在于U形轴承座(3)直接固定在足辊支架(13)上，或通过加装弹簧结构进行浮动连接。
专利摘要本实用新型属于连续铸造设备领域，特别涉及到一种具有轴端支撑结构的倒角型足辊。它包括带倒角的支撑辊(1)、轴(2)、U型轴承座(3)、端盖(5)，其中，支撑辊(1)为中空环式结构，轴(2)从倒角型支撑辊(1)的内部中心穿入，轴(2)的两端由U型轴承座(3)的支撑臂(9)进行支撑，由端盖(5)进行固定。本实用新型的倒角型足辊可以保证对铸坯的窄面以及边角部的支撑效果，同时有利于控制铸坯角纵裂、铸坯宽面纵裂以及窄面鼓肚缺陷的发生或扩展，而且有助于结晶器窄边带倒角铜板和足辊使用寿命的提高。
文档编号B22D11/124GK202343897SQ201120441610
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者吴夜明, 席常锁, 张慧, 王明林, 王玫, 陶红标 申请人:中达连铸技术国家工程研究中心有限责任公司, 钢铁研究总院