一种板坯连铸机扇形段辊子的制作方法

本实用新型本属于液态成型技术领域，特别是一种板坯连铸机扇形段辊子。

背景技术：

在板坯的连续铸造过程中，扇形段辊子起着支撑引导铸坯及夹持拉拔铸坯使其前进的作用。因其作用不同，扇形段辊子分为自由辊和驱动辊两种形式。

由于在连续铸造过程中，扇形段辊子直接与高温铸坯接触，其冷却保护效果直接影响辊子使用寿命，甚至影响某些特殊工艺技术的推广。

目前，板坯连铸机扇形段辊子冷却主要以内部通水冷却为主，辅以外部二冷汽水冷却。内冷形式又分为中心小孔径通水冷却、靠近表面多孔通水冷却等。中心小孔径通水冷却方式由于通水面远离辊子表面，必须辅以二冷汽水冷却才能保证辊子表面温度不致太高，否则不能保证合理的辊子使用寿命。靠近表面多孔通水冷却方式由于冷却水流动靠近辊子表面，即使没有二冷汽水冷却也可以有效地冷却保护辊子，但太多的深孔钻孔会大幅增加辊子制造成本。

辊子结构主要为小辊径多分节式。根据分节间的连接形式不同又分为分段式、芯轴式、整体式、过盈装配整体式等，其中整体式分节辊由于中间支承需要采用剖分轴承，成本太高，一般仅用于驱动辊。芯轴式结构只能采用中心小孔径通水冷却，不适合用于干式浇注工艺，同时，为了方便拆装，组装时还需要在辊套和芯轴间涂抹铜泥，防止辊套与芯轴在高温下生锈或发生咬合，运行成本较高。分段式辊子的冷却方式选择较灵活，目前有中心小孔径通水冷却和靠近表面多孔通水冷却等设计形式，但存在一个共同的问题，分段间水路连接水套密封件容易损坏，易漏水，不仅增加补水量和扇形段非正常更换次数，增加生产成本，还影响铸坯质量，同时有些分段式设计的每段辊子采用两个轴承独立支承，导致轴承数量较多，中间轴承座处的铸坯支承缺口较大。过盈装配式整体辊能够很好地解决辊子冷却保护问题，但由于其拆解必须是破坏性的，还需要特殊工具，组装也需要特殊手段，因此维护成本较高。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的不足，本实用新型的目的在于一种板坯连铸机扇形段辊子，同时易于拆装，改善辊子的可维护性。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型基础方案如下：

一种板坯连铸机扇形段辊子，包括分段式辊子、固定端支承、中间支承和浮动端支承，相邻两段辊子之间通过连接轴连接并传递扭矩，且所述连接轴与辊子之间直接或间接密封，每段辊子内设置有冷却水通道，所述连接轴内部设置有过水孔，该过水孔将相邻两段辊子的冷却水通道连通。

采用上述结构，相邻两段辊子通过连接轴连接并传递扭矩，保证两段辊子同步转动，连接轴内部设置有过水孔连通两段辊子的冷却水通道，连接轴与辊子之间密封，同时作为连接部件和提供冷却水连接通道，分段间没有过渡水套连接，简化了装配结构，避免了分段间水路连接水套密封件容易损坏，易漏水的问题。通过连接轴连接，同时易于拆装，改善辊子的可维护性。

进一步，所述连接轴第一端与相邻两段辊子中的第一段过盈配合，连接轴第二端与第二段通过连接套连接。

进一步，所述连接轴第二端具有方头，所述连接套与第二段辊子过盈配合，连接套内设有方孔，所述连接轴第二端的方头伸入方孔内传递扭矩，连接轴的轴肩与连接套间隙配合，并设置有密封圈。

如此设置，相邻两段辊子通过轴肩配合定心，保证两段辊子同心，通过方头连接，保证两段辊子同步转动，并传递扭矩。在组件制作阶段可先将连接轴与第一段辊子连接固定为一体，连接套与第二管辊子固定为一体，在整体装配时，只需将两段辊子通过方头和轴套连接并密封即可，在需要维护时，只需将第二段辊子从方头上拆下便能将两段辊子分开，操作方便，提高安装及维护效率。

进一步，每段辊子包括辊套以及设置在辊套内的导流套，所述导流套外壁沿轴向开设有多条冷却水导流槽，形成所述冷却水通道。

采用上述结构，可以使辊子内冷却水通道尽可能靠近辊子表面，改善冷却效果，提高辊子使用寿命；使其可以在没有外部二冷汽水辅助冷却的情况下正常使用。

进一步，所述导流套与辊套间隙配合。

进一步，所述导流套端部设置有导流锥面。设置导流锥面，便于冷却水能够平稳地流入冷却水通道，保证冷却效果。

本实用新型同时提供一种板坯连铸机扇形段辊子，包括分段式辊子、固定端支承、中间支承和浮动端支承，所述分段式辊子包括多段辊子，其中前段辊子固定设置有连接轴，后段辊子固定设置有连接套，连接轴具有轴肩和方头，连接套设有方孔，所述前段辊子的方头伸入方孔内传递扭矩，所述连接轴的轴肩与连接套配合，在配合面设置有密封圈，所述连接轴内部开设有过水孔。

相邻两段辊子通过轴肩配合定心，保证两段辊子同心，通过方头连接，保证两段辊子同步转动，并传递扭矩，并且方头内部设置有过水孔连通两段辊子的冷却水通道，方头同时作为连接部件和提供连接通道，分段间没有过渡水套连接，简化了装配结构，轴肩与连接套之间密封保证了密封效果，避免了分段间水路连接水套密封件容易损坏，易漏水的问题。通过方头连接，同时易于拆装，改善辊子的可维护性。

进一步，所述分段式辊子包括第一辊子单元、第三辊子单元和至少一个第二辊子单元，第一辊子单元包括辊套、设置在辊套内的导流套以及固定安装在辊套两端的第一支撑轴和连接轴；所述第二辊子单元包括辊套、设置在辊套内的导流套以及固定安装在辊套两端的连接轴和连接套；所述第三辊子单元包括辊套、设置在辊套内的导流套以及固定安装在辊套两端的第二支撑轴和连接套；第一辊子单元与第二辊子单元之间以及第二辊子单元与第三辊子单元之间均通过连接轴和连接套连接，所述第一辊子单元的第一支撑轴与固定端支承连接，第三辊子单元的第二支撑轴与浮动端支承连接。

当第二辊子单元为多个时，相邻第二辊子单元之间通过其连接轴和连接套连接。

进一步，所述第一辊子单元辊套两端的第一支撑轴和连接轴将导流套封装在辊套内，且导流套两端与连接轴和第一支撑轴之间设置有隔环；所述第二辊子单元的连接轴和连接套将导流套封装在辊套内，该导流套两端与连接轴和连接套之间设置有隔环；所述第三辊子单元辊套两端的第二支撑轴和连接轴将导流套封装在辊套内，且导流套两端与连接轴和第二支撑轴之间设置有隔环。

进一步，所述导流套外壁沿轴向开设有多条冷却水导流槽，导流套两端设置有导流锥面。

进一步，相邻两段辊子之间的连接轴支撑在所述中间支承上。由于两段辊子之间通过一个连接轴连接，相对于传统需要两个轴承支撑的情况，每个中间支承只设置一个轴承便可支撑相邻两段辊子，简化了安装结构，减小中间轴承座处的铸坯支承缺口。

如上所述，本实用新型的有益效果是：相邻两段辊子通过轴孔和方头连接，保证两段辊子同心且同步转动，并传递扭矩，并且连接轴内部设置有过水孔连通两段辊子的冷却水通道，连接轴同时作为连接部件使用和为冷却水提供连接通道，分段间没有过渡水套连接，简化了安装结构，轴肩与辊子之间密封保证了密封效果，避免了分段间水路连接水套密封件容易损坏，易漏水的问题。

导流套外壁开设沿轴向的冷却水导流槽，让辊子内冷水通道尽可能靠近辊子表面，改善冷却效果，使其可以在没有外部二冷汽水辅助冷却的情况下正常使用。

在连续浇钢时，即使采用干式浇注，也可实现对辊子的有效冷却保护，提高辊子使用寿命，同时易于拆装，改善辊子的可维护性。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为实施例1相邻两段辊子连接处的示意图；

图3为图1中A-A断面图；

图4为图1中B-B断面图；

图5为实施例2中第一辊子单元的结构示意图；

图6为实施例2中第二辊子单元的结构示意图；

图7为实施例2中第三辊子单元的结构示意图。

零件标号说明

1-固定端支承

2-中间支承

3-浮动端支承

31-中间轴承座

32-中间轴承

33-中间支承盖

4-辊子

41-辊套

42-导流套

43-冷却水导流槽

44-导流锥面

5-连接轴

51-过水孔

52-轴头一

53-轴头二

6-隔环

7-旋转接头

8-连接套

9-密封圈

10支撑轴

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

下面以三分节自由辊为例，对本实用新型作进一步详细的说明：

如图1所示，一种板坯连铸机扇形段辊子，包括分段式辊子、固定端支承1、中间支承2和浮动端支承3，其中，相邻两段辊子4之间通过连接轴5连接并传递扭矩，连接轴5两端与前后段辊子4分别固定并直接或间接密封，防止漏水；连接轴5通过其轴颈支撑在中间支承2上，从而支撑其中间的各段辊子4，位于两端的辊子4由固定端支承1和中间支承2以及浮动端支承3和中间支承2支撑。

连接轴5两端与相邻两段辊子4分别密封，每段辊子4内设置有冷却水通道，连接轴5内部设置有过水孔51，通过过水孔51将两段辊子4的冷却水通道连通，以便冷却水在相邻辊子4之间流通，其中板坯连铸机扇形段辊子两端分别设置有旋转接头7以便引入或引出冷却水。为便于加工，过水孔51设置在连接轴5中心。

相邻两段辊子4通过连接轴5连接，保证两段辊子4同心且同步转动，并传递扭矩，并且连接轴5内部设置有过水孔51连通两段辊子4的冷却水通道，连接轴5同时作为连接部件和为冷却水提供连接通道，分段间没有过渡水套连接，简化了安装结构，连接轴5与辊子4之间密封保证了密封效果，避免了分段间水路连接水套密封件容易损坏，易漏水的问题。通过连接轴5连接，同时易于拆装，改善辊子4的可维护性。

进一步如图2和图4所示，连接轴5的第一端与相邻两段辊子4中的第一段过盈配合，连接轴5的第二端与第二段通过连接套8连接。如图1所示，从左至右的三段辊子4中，连接轴5的轴头一52与左段辊子过盈配合，连接套8与右段辊子过盈配合，连接轴5的轴头二53为方头，该方头伸入连接套8内并与连接套8的方孔间隙配合，连接轴5的轴肩与连接套8之间设置有密封圈9，保证冷却水不泄漏，便于安装和密封，以及维护时拆卸。其中位于首端和末端的辊子4分别通过支撑轴10(不带方头)安装在固定端支承1和浮动端支承3上。

如此设置，在组件制作阶段可先将连接轴5与第一段辊子连接固定为一体，在整体装配时，只需将连接轴5与第二段辊子通过轴头二53和连接套8连接即可，在需要维护时，只需将第二段辊子从第一端辊子的连接轴5上拆下便能将两段辊子4分开，操作方便，提高安装及维护效率。

作为优选，相邻两段辊子之间的连接轴5支撑在所述中间支承2上。中间支承2包括中间支承盖33、中间轴承座31和安装在中间轴承座31内的一个中间轴承32，由于两段辊子之间通过一个连接轴5连接，相对于传统需要两个轴承支撑的情况，每个中间支承2只设置一个轴承便可支撑连接轴5，通过连接轴5支撑起辊子4，简化了安装结构，减小中间轴承座31处的铸坯支承缺口。

如图2和图3所示，为了使辊子内冷却水通道尽可能靠近辊子4表面，改善冷却效果，每段辊子4包括辊套41以及设置在辊套41内的导流套42，导流套42外壁沿轴向开设有多条冷却水导流槽43，形成所述冷却水通道，冷却水导流槽43沿周向均匀分布。由于冷却水接近辊子表面流动，极大地改善了辊子的冷却效果，降低辊子的表面温度，提高辊子的使用寿命。使其可以在没有外部二冷汽水辅助冷却的情况下正常使用。

为便于安装，所述导流套42与辊套41间隙配合。

为保证导流的均匀性，导流套42两端端部设置有导流锥面44。使来自连接轴5中心过水孔51的冷却水能够均匀地流入下一段辊子的冷却水通道，保证冷却效果。

优选地，导流套42与连接轴5之间以及导流套与连接套8之间设置有隔环10，连接轴5端部也设置与导流套42对应的导流锥面，使导流套42与连接轴5之间具有间隙，以便冷却水流通。

其中，固定端支承1由端盖、旋转接头7、端部轴承座、端部轴承、轴端压盖、隔环等组成；浮动端支承3由端盖、旋转接头7、端部轴承座、端部轴承、轴端压盖等组成；这些属于现有技术，不再赘述。

本实用新型，连接轴5同时作为连接部件和提供连接通道，分段间没有过渡水套连接，简化了安装结构，连接轴5与辊子之间密封保证了密封效果，避免了分段间水路连接水套密封件容易损坏，易漏水的问题。

导流套42外壁开设沿轴向的冷却水导流槽43，让辊子内冷水通道尽可能靠近辊子表面，改善冷却效果，使其可以在没有外部二冷汽水辅助冷却的情况下正常使用。

在连续浇钢时，即使采用干式浇注，也可实现对辊子的有效冷却保护，提高辊子使用寿命，同时易于拆装，改善辊子的可维护性。

本实用新型易于维护，拆装都不需要特殊工具。拆解时，仅需逐段脱开，即可方便地分解全部零部件。

实施例2

如图1、图5、图6和图7所示，本实用新型的另一种实施方式，一种板坯连铸机扇形段辊子，包括分段式辊子、固定端支承1、中间支承2和浮动端支承3，分段式辊子包括多段辊子，其中前段辊子固定设置有连接轴5，后段辊子固定设置有连接套8，连接轴5具有轴肩和方头(即轴头二53)，连接套8设有方孔82，所述前段辊子的方头伸入方孔82内传递扭矩，连接轴5的轴肩与连接套8的圆孔81配合，在配合面设置有密封圈9，连接轴5中心开设有过水孔51，将相邻两段辊子的冷却水通道连通。

相邻两段辊子通过轴肩配合定心，保证两段辊子同心，通过方头连接，保证两段辊子同步转动，并传递扭矩，并且方头内部设置有过水孔51连通两段辊子的冷却水通道，连接轴5同时作为连接部件和提供连接通道，分段间没有过渡水套连接，简化了装配结构，轴肩与连接套8之间密封保证了密封效果，避免了分段间水路连接水套密封件容易损坏，易漏水的问题。通过方头连接，同时易于拆装，改善辊子的可维护性。

与实施例1的不同之处在于：分段式辊子分为第一辊子单元、第二辊子单元和第三辊子单元；如图5所示，第一辊子单元包括辊套41、设置在辊套41内的导流套42以及过盈装配在辊套41两端的支撑轴10和连接轴5；该连接轴5的轴头一51与辊套41过盈配合，轴头二53为方头；导流套42外壁沿轴向开设有多条冷却水导流槽，导流套42两端设置有导流锥面；第一辊子单元辊套41两端的支撑轴10和连接轴5将导流套42封装在辊套41内，且导流套42两端与连接轴5和支撑轴10之间设置有隔环6。

如图6所示，中间分段的第二辊子单元包括辊套41、设置在辊套41内的导流套42以及过盈装配在辊套41两端的连接轴5和连接套8，第一辊子单元的支撑轴10与固定端支承连接，连接轴5与一个第二辊子单元的连接套8连接，第二辊子单元的连接轴5和连接套8将导流套42封装在辊套41内，该导流套42两端与连接轴5和连接套8之间设置有隔环6。

如图7所示，第二辊子单元不同之处在于，第三辊子单元一端为连接套8，另一端为不具有方头的支撑轴10，其余结构相同。

在整个扇形段辊子包括一个第一辊子单元、第三辊子单元和至少一个第二辊子单元，第一辊子单元与第二辊子单元之间通过连接轴5和连接套8连接，相邻第二辊子单元之间过连接轴5和连接套8依次连接，第一辊子单元的支撑轴10支撑在固定端支承1上，两段辊子之间的连接轴5支撑在所述中间支承2上，第三辊子单元的支撑轴10与浮动端支承3连接。其余结构参照实施例1。

本例中将扇形段辊子在组装前，直接分装为多个辊子单元，辊子单元之间通过具有方头的连接轴5和连接套8连接配合，并通过密封圈密封；安装和拆卸方便，便于维护。

本实用新型通过对辊子结构的重新设计，极大地改善了辊子的冷却效果，且辊子易于维护，因此，本实用新型特别适用于需要采用干式冷却工艺的板坯连铸机扇形段。

任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。