[发明专利]在单辊上或双辊间实施连续铸造之设备的铸辊

说明书

本发明涉及在单辊上或双辊间金属、特别是钢的连续铸造，尤其是涉及根据上述工艺的连续铸造设备的辊子结构。

双辊连续铸造已经公知，该工艺的目的是直接由浇铸金属液获得小厚度的金属制品，例如具有几毫米厚度的薄带，特别是钢带。这种工艺包括将金属液浇入两冷却辊子之间的一个铸造空间内，这两个辊子具有平行的轴线及两个公知为侧坝的侧封板，该侧封板一般紧靠辊子的前端面设置。浇入的金属与辊子壁相接触而凝固，并且通过在相反方向转动两个辊而将至少已部分凝固的金属带拉出，金属带的厚度大致等于两辊子相隔的距离。该工艺可以直接金属液得到薄金属带，特别是钢带。

然后，这些小厚度的金属带可以直接进行冷轧。

还已知一种获得更薄制品的铸造工艺，根据该工艺，金属液被浇到一个旋转的单辊表面上，金属液与辊子接触而完全凝固，形成一条连续的金属带。

实施上述铸造工艺所用的辊子一般是内部冷却的，它包括同心布置的一个轴套和一个外壳、用于将外壳轴向和可旋转地连接到轴套的机构以及将外壳支承并对中在轴套上的机构。

这种类型的辊子例如已经在文献FR-A-2711561加以描述。该文献所记载的辊子包括一个支承着一个外壳的轴套，该外壳由高导热性的材料、如铜合金制成。外壳内具有与辊子轴线平行的冷却剂循环通道。

上述外壳由一个轴套凸肩轴向定位在轴套上，所述的凸肩与辊子在轴向上的中央平面对齐。一个在外壳内表面上的对应凸肩保持接合在所述的轴套凸肩上。外壳由法兰对中，法兰的外表面为锥形并与外壳边缘上的锥形孔相配合。两个法兰在轴套上可轴向滑动，它们借助弹性复位机构而相对返回原位。这样，就保证和保持了外壳在浇铸过程中因受热膨胀而变形时的对中。此外，如前述文献的图4和图5所示的，外壳内的锥孔外边缘的外部区域有一个间隙(relief)，以便当外壳的边缘因其外表面相对其较冷内表面的不同膨胀而变形时，该间隙逐渐加到法兰的锥形表面上，而不会使开始相接触的法兰和外壳的锥面区域相互分离。

这种布置仅有利于外壳的边缘厚度较小时的情况，并且必须确保在法兰和外壳之间与锥形支承区域对齐有最大可能的接触面积。

本发明的目的是提供一种外壳在铸辊轴套上对中的新型结构，与前述工艺相比，其特征适合于外壳边缘具有相当大厚度时的情况。将会看到，这种厚边型的外壳具有对变形、特别是局部变形敏感性不高的优点。此外，必须仅由锥形端部支承区域对中和支承的薄边辊子，其轴向的中央部分比其边缘部分更厚，与此相比，厚外壳在其整个长度上则可以保持一个基本恒定的厚度，其经过径向平面的横截面形状在其整个长度上总体连续，也就是说，从外壳的一边到另一边，外壳的厚度仅有小的变化，并因此而使在铸造过程中不可避免的外壳变形在其整个长度上保持均匀。

使用原外壳的另一优点是，经过其厚度，外壳可由几个不同材料层构成，例如，与被铸金属相接触的外层材料可以是特别适合于保证与之接触的金属快速凝固，而内层材料则更适合于保证整个外壳具有好的机械强度。

因此，本发明的目的是在冷、热态下以及在不可避免的膨胀变形情况下保证这种类型的外壳与轴套的对中，以获得厚度和纵向轮廓均匀一致的高质量金属带。本发明的另一个目的是方便外壳的制造，并保证在法兰和外壳间的界面上冷却剂环路具有良好的密封。

基于上述目的，本发明涉及一种连铸设备的铸辊，用于在一个这样的辊子之上或两个这样的辊子之间连铸金属。该辊子包括同心设置的一个轴套和一个外壳，以及两个用于将外壳支承并径向对中在轴套之上的法兰，其特征是，每个法兰均具有一个截锥形部分，该部分与外壳内一个孔的相应的截锥形表面相配合，所述的截锥形表面位于这样的一个区域，在该处，外壳因热膨胀变形而产生的内径变化基本为零。

因此，外壳在法兰上的径向对中由这些截锥形支承区域而得以保证。由于法兰在截锥形支承区域中，而该区域中，外壳因热膨胀而产生的内径变化基本为零，从而上述对中总是由同一外壳／法兰接触区域来保证，该接触区域的位置即使在外壳热变形时也大致保持不变，并且该接触区域为外壳确定了在冷、热态均相同的位置基准。此外，由于法兰在轴套上的对中以其他方式得以保证，并且由于因热变形发生在温度基本恒定的圆柱区域内而使得，该对中不会受热变形的影响，从而使外壳相对于辊子轴的同心度得以永久保持，而不管外壳的温度如何变化。