板坯连铸机扇形段驱动辊水冷剖分轴承设计
板坯连铸机二冷扇形段设计
其他液压夹紧扇形段 ｆ 如第 ２ 种和第 ５ 种） 不同之 处 是 ，前述扇 形段 上下框 架辊 缝锥 度靠 导 向柱 间 隙
调 整 。而这种 扇形段 是 靠导 向柱连 接铰链 ，扇 形段
图 ５ 芯 轴 式 辊
人 口侧的两个导向柱是单铰链 ，出口侧的两个导向 柱是双铰链。由于采用 了铰链连接 ，使锥度调整范 围变 大 。
‘
图 ２ Ｊ Ｐ公 司 的 液压 夹 紧 扇 形 段 Ｓ
（） 奥钢 联 第三 代 ｓ Ｒ ５ ＭＡ Ｔ扇 形段
它 的特点
芯 轴 式 辊 芯 轴 式 辊 是 用 键 将 辊 套 与 芯 轴 连
和第 ２ 种类似 ，不同的是第 ２ 种的扇形段每对驱动 辊有两个压下液压缸 ，而该扇形段 中间 １ 对驱动辊 只有 １ 个压下液压缸 （ 图 ３ 。其上框架的升 降 见 ） 用 标准 阀 （ 开关 阀）控 制 。
鼓肚变形。因此只能采用大辊径 ，但因辊间距也随
之增大 ，同样会严重影响铸坯质量。
（）辊 子 结构形 式及其特 点 １
辊 子根 据其结 构及 支承形 式 可分为 几种 ，下 面
１ ４
麟
、 年 第 、 急１５ １ ２ 辩Ｉ ４ ， ￣
ｙ ． ＠ ｆ ｃｍ ｚｓ ｃ Ｌｏ ｊ ｈ
图 ９ （） ａ） Ｆ Ｉ０ ＝． ５
虽然整体式分段辊可采用较细的材料 ，但是由 于 形状 复杂 ，加 工 精度 高 ，此外 ，整体 式分 段 辊必 须使用剖分式轴承 ，大大增加 了成本 （ 见图 ６ 。 ） 而芯轴式辊相对于整体辊的一个优点是分段较
为方便 ，几段 辊 套用 键与 一根 芯轴 连接 ，轴 承安装 在 支 点上 （ 图 ７ 。显 然 芯 轴式 辊 的加 工 ，热 处 见 ） 理及 装配 难度 都小 于 整体 辊 。
板坯连铸机扇形段驱动辊故障原因分析
辊子主要设计尺寸如表 ３所示：
表 ３ 辊子主要尺寸
段型 辊径 ／ｍｍ 轴颈 ／ｍｍ 冷却水管直径 ／ｍｍ
Ａ段
２２０
１２０
４５
Ｂ段
２４０
１３０
４５
Ｃ段
２６０
１４０
５５
Ｄ段
２６０工程师，邮箱：１５８３２５５１３４２＠１６３．ｃｏｍ
— ９７—
总第 ２８６期 冶 金 设 备
２０２３年 １０月第 ５期
１３段、１５段、１７段、１９段为双驱动形式即活动侧、 固定 侧 都 有 驱 动 辊，７段、８段、１２段、１４段、１６ 段、１８段 为 单 驱 动 即 只 有 活 动 侧 安 装 驱 动，活 动 侧驱动辊与驱动梁连接，靠两个油缸驱动上下运 动。浇钢过程中根据钢种、拉速、浇注断面等参数 自动设定驱动缸的压下力，以保证板坯能在驱动 辊的驱动力作用下在扇形段中前进，从而实现连 续浇注。
西门子奥钢联 ＶＭＣ７５飞剪是国内国际比较 先进设备，广泛应用于对剪切速度较高的冶金特 棒生产线，其核心技术在于飞剪的控制。通过对 剪刃的运动轨迹、剪切控制、出口翻板控制等过程
量，同时每台扇形段及辊子离线修复需要 １００多 个人工时，增加了离线维修人工消耗。 ２ 辊列布置及辊结构
板坯连铸机设计为 １机两流，每流共有 １９个 扇形段，分五种段型，１－３段为 Ａ段、４－６段为 Ｂ 段、７段为 Ｃ段、８段为 Ｄ段、９－１９为 Ｅ段，其中 １－６段为弧 形 段，７－８段 为 矫 直 段，９－１９段 为 水平段。辊子采用小辊径、三分节结构，每个段有 ７排辊子，包括 ６排从动辊、１排驱动辊，连铸机驱 动辊布置图如图 １所示，其中 １－６段、９－１１段、
连铸扇形段电磁搅拌支承辊设计
连铸扇形段电磁搅拌支承辊设计张亚娜【摘要】With the application and development of continuous casting technology, the quality of casting billet is more and more at-tention. In recent years, the development and application of super clean steel, solidified structure and composition in the quality of cast-ing billet homogenization higher requirements are put forward. Electromagnetic stirring technique for improving the equiaxial crystal of billet and refine the solidification organization, reduce the inclusion content and promote composition homogenization, to improve slab in-ternal and surface and surface quality plays an important role. The purpose of this project is to provide a way to prevent electromagnet-ic stirring rod deflection deformation of the support structure.%随着连铸技术的应用和发展，连铸坯的质量越来越受到重视。
近年来，超纯净钢的开发和应用对铸坯的质量、凝固组织和成分均匀化提出了更高的要求。
一种板坯连铸机扇形段辊子轴承座冷却水路结构[实用新型专利]
![一种板坯连铸机扇形段辊子轴承座冷却水路结构[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a572283b26fff705cd170a3f.png)
专利名称：一种板坯连铸机扇形段辊子轴承座冷却水路结构专利类型：实用新型专利
发明人：杨超武,王文学,刘赵卫,何博
申请号：CN201521140671.4
申请日：20151231
公开号：CN205289691U
公开日：
20160608
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种板坯连铸机扇形段辊子轴承座冷却水路结构，包括位于轴承座本体与轴承座水槽盖板之间的水槽，所述水槽的两端均通过一个斜线水孔连接一个相应的直线水孔的上端，直线水孔的下端通往外部，本实用新型可最大限度地提高轴承座冷却水路单位时间的通水量，进而改善轴承座的冷却效果，提高轴承的使用寿命，降低辊子的故障率；提高连铸机生产线的作业率，减少了连铸车间扇形段辊子维护工人的劳动工作量。
申请人：中国重型机械研究院股份公司
地址：710032 陕西省西安市未央区东元路209号
国籍：CN
代理机构：西安智大知识产权代理事务所
代理人：段俊涛
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323板坯连铸机辊子结构设计的分析研究及实践
东北大学硕士学位论文摘要３捍板坯连铸机辊子结构设计研究与实践
摘要
连铸机扇形段是连铸机的重要组成部分，其包括弧形段、矫直段、水平段以及基础框架支承结构等。
扇形段中的弧形段、矫直段、水平段均采用整体、密排的辊列，辊子通过内部冷却水进行冷却。
天钢３＃板坯扇形段在使用中出现严重的漏水现象。
经现场核实及分析，是由于在拉钢过程中，设计缺陷使分节辊子之间产生相对运动和横纵向偏角，使得起密封作用的胶圈经常损坏。
为了满足快速的生产节奏及降低成本的要求，避免经常更换、维修扇形段，既能保证生产产量和产品质量，又能节约成本，需要将连铸机扇形段辊子连接形式上进行合理的设计改造。
本文首先概述了天钢３撑板坯连铸机扇形段使用的现状，天钢３＃板坯连铸机是由中冶京诚工程技术有限公司设计制造的直结晶器连续弯曲连续矫直弧形板坯连铸机，为一机一流，其主要产品是为老厂中板厂提供轧钢铸坯原材料的，其断面１８０ｘ１０５０～＇１６００ｍ，２００、２５０×１０５０＂－＇１６００ｍ，其实际年产量约为：１００万吨／年。
３撑板坯连铸机经过几年的使用表现出较高的生产效率，但是一些设计缺陷也慢慢的表现出来，扇形段中间瓦座存在的漏水问题就是其中之一。
３ｊｆｉ｝板坯连铸机软水补给量平均２０００吨／天，每年因漏水原因更换的扇形段约为１０台。
根据理论并结合生产实际，详细分析了产生漏水现象的根本原因，仔细分析了现有足辊的结构设计，并与图纸详细核对，确定了扇形段的辊子存在严重的设计缺陷，３＃板坯扇形段的分节辊，长辊和短辊通过一个芯套连接在一起，芯套两端靠两个“Ｏ”型密封圈密封，两颗独立的分节辊靠瓦座连接支撑。
因为分节辊中间连接不
进行各个方面的综合分析并提出不足和展望。
．１３．。
板坯连铸机扇形段驱动辊水冷剖分轴承设计
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｆ ３ ４ １ ． ６ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ １— １ ９ ６ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ２— ０ ０ ５ ５— ０ ５
洛阳 ４ ７ １ ０ ０ ０ ）
邯郸 ０ ５ ６ ７ ０ ０ ；
３ ．洛阳大华重型机械有 限公 司，河南
摘பைடு நூலகம்
要 ：根据 连铸 机扇 形段驱 动辊 中间支撑轴 承 的运行 工况 ：极 低速 、高温 、重 载 、高污染 环
境 ，分析 了轴承 的结构选 型和使 用工况 ，确定选用水冷剖分 圆柱滚子轴 承。并介绍 了该轴承 的结构设
ＷＡ Ｎ Ｇ Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ － ｘ ｉ ｎ ｇ ， Ｃ ＨＥ Ｎ Ｙ ａ ｎ ． ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ ， Ｊ Ｉ Ｗｅ ｉ ， Ｑ Ｕ Ｘ ｉ ｎ － ｊ ｉ ｎ ｇ ， Ｇ Ｕ Ｏ Ｈｕ ｉ ． １ ｉ 。
（ １ ． Ｈ ｅ ｂ ｅ ｉ Ｙ ｉ ｎ ｈ ｅ Ｂ ｅ ａ ｉ ｔ ｎ ｇ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｈ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ０ ５ ６ ０ ０ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
２ ０ １ ３ ＮＯ ． ２
重 型 机 械
・ ５ ５・
板 坯 连 铸 机 扇 形 段 驱 动辊 水 冷 剖 分轴 承设 计
王长兴 ，陈彦仲 ，吉 微 ，曲新静 ，郭辉 力
（ １ ．河北银河轴承有 限公 司 ，河北 邯郸 ０ ５ ６ ０ ０ ０ ； ２ ．邯郸 市轧机轴承工程技术研究 中心 ，河北
板坯连铸扇形段辊座冷却水管路改造
板坯连铸扇形段辊座冷却水管路改造八钢板坯连铸机扇形段冷却水管设计原因线下维修工作量大，维修困难，方管漏水无法根治解决，通过改造冷却水管形式，达到冷却效果，维护方便，解决了问题。
标签：板坯连铸机扇形段台架冷却水管足辊轴承座1 概述八钢1800mm板坯连铸机是中冶赛迪设计，2007年11月投产，1台连铸机有13个扇形段，目前有3台连铸机，连铸机扇形段上冷却水管是由50×30×4mm 不锈钢（1Gr18Ni9Ti）方管满焊在扇形段台架上。
冷却水管主要作用：冷却扇形段足辊轴承座，保证冷却水流量，顺利流过足辊座保护足辊轴承不被高温烧毁，从而保证足辊能正常工作。
由于其作用要求，冷却水管是不能堵塞，不能泄漏。
2 遇到的问题现用的扇形段冷却水方管在使用中开裂，漏水严重，必须及时下线维修，由于冷却水方管所处位置狭小，焊接十分困难。
每台扇形段上辊座冷却方管就有28根。
经过3年多的使用和维护，这给扇形段维修带来了巨大的困难（见扇形段框架平面图）。
八钢2号板坯连铸机自2006年初开机，到2007年开始出现冷却方管开裂。
由于其空间小，焊接难度大，就得安排身形瘦小技术水平高的焊工进行作业，当时就出现了越焊越漏，后来采用4mm不锈钢板包补（就是用3条不锈钢板将方管外漏的3个面全包上满焊），这样处理1根方管就需消耗Ф3.2不锈钢焊条3公斤，1名高级焊工，2名钳工处理3-5天。
若1台扇形段上开裂的方管多一点，就处理的时间更长了，目前每修复半台扇形段方管就耗时10天-23天，修复后的方管质量还无法保证。
因每台扇形段价值上百万元，备件数量有限，每台扇形段备件维修时间要尽量短，为线上的设备做好备件准备，但由于冷却水方管原因，备件维修速度不能满足生产需要，有时只能“带病作业”，不能及时更换，这给维护和生产造成巨大的经济损失。
3 原因分析3.1 原设计辊座水路，冷却水管在台架两侧（见图一），辊座下部，在辊座上钻Φ12孔与方管连通，为了密封连接点漏水，将冷却水管与台架接触的3边满焊在台架上，由于台架大而且厚，生产使用时板坯温度很高，对台架加热不均匀，变形内应力很大。
厚板坯连铸机辊列设计(附图纸)
图2－2 连铸机辊列配置图
连铸机辊列特点：
连铸机辊列设计是连铸机设计的核心，它直接关系到产品的质
量和产量。
宽厚板轧机对连铸板坯的要求是：板坯断面大、规格多、浇铸钢种多，对板坯表面、内部质量要求严格，因此对连铸机
辊列设计提出了更高要求，连铸机辊列设计特点见表2－7。
表2－7 厚板坯连铸机辊列设计特点
由于辊列排布密集，辊径减小，为了确保在受到铸坯内钢水静压力作用时辊子挠度不超过允许值，采用了分节辊技术。
而厚板坯
连铸机整个辊列全部为分节辊（3～4分节）。
此外，连铸机采用连续弯曲，连续矫直，可以减小弯曲及矫直区处板坯内部变形率。
经计算，板坯内部固液两相区的总变形率<0.4%，这也是防止板坯表面及内部裂纹的重要措施。
板坯连铸机扇形段装配辊子对弧方法分析
板坯连铸机扇形段装配辊子对弧方法分析[摘要]在连铸生产的过程中，扇形段对中对板坯的质量有着重要的影响，在不同的阶段有着不同的对弧方式，本文就板坯连铸机扇形段装配辊子对弧方法进行分析。
[关键词]板坯；连铸机；扇形段；对弧方法一、前言随着钢铁行业的迅猛发展，连铸机在炼钢生产过程中的作用就显得十分的重要，在连铸生产的过程中设备参数是一项十分重要的内容，扇形段配棍对弧对板坯的生产有着重要的作用。
因此，在对弧的过程中我们要严格按照相关的标准要求进行操作，保证设备运行正常。
二、双流不同断面板坯连铸机的设计特点辊列设计是板坯连铸机总体设计的核心，其优劣直接影响到铸坯的质量，已成为衡量连铸机设计水平高低的重要标志之一。
而直弧形连铸机作为现代化板坯连铸机的主要机型，能够减少钢液中的夹杂物在内弧侧的富集、铜板易于加工修复、更适宜于生产高质量钢种等主要特点，近年来在板坯连铸生产领域已逐步取代了弧形连铸机，其辊列主要由一次冷却的结晶器和二次冷却的夹持导向辊组成，可划分为垂直区(含结晶器)、弯曲区、圆弧区、矫直区和水平区。
随着高效连铸技术的推广应用，使得铸坯的弯曲与矫直都是在未完全凝固状态下进行的。
为降低铸坯内裂纹产生的倾向，必须把铸坯在整个弯曲区或矫直区产生的弯曲应变或矫直应变控制在许用应变范围内([ε]弯或矫=0.2%)，以确保铸坯在整个辊列上坯壳内凝固界面处的总变形率(鼓肚应变、辊子不对中应变和坯壳内弯曲或矫直应变之和)小于许用值[ε]总=0.5%。
所谓连续弯曲和连续矫直，是指弯曲区和矫直区的辊子分别沿着一条给定的连续弯曲和连续矫直曲线布置。
设铸机的基本半径为R0，铸坯通过弯曲区时，曲率由0连续均匀变化到1／R0，在弧形区曲率保持1／R0不变，通过矫直区时，曲率又由1／R0连续均匀变化到0。
即在连续弯曲或连续矫直过程中，铸坯的弯曲应变速率或矫直应变速率是相等的。
但在弯曲和矫直区任一点处，因相邻半径变化很小，应变量可视为0，进而避免了高温坯壳因弯曲或矫直变形过大而产生的内裂。
板坯连铸机扇形段辊子的选择与设计
5 结论
本文从理论上对辊子的结构及受力情况进行 分析 , 通过比较, 指出每种结构的辊子适用的情 况及其优缺点 , 为扇形段辊子的设计提供依据; 并通过韶钢 ( 300 2 300)、江阴宽厚板 ( 350 2 600)板坯连铸 机现场实 际使用和 反馈情况 , 证 实了辊子的设计与选择的正确性与合理性。 参考文献 :
图 7 芯轴式 辊子 , 分段 组合 式辊 子及 整体 辊的 受力 分析图
( a) 三跨梁结构 ( b) 三个简支梁结构 ( c) 一个简支梁结构
假设每段辊的长度相等都为 L, 每段辊的受 力一样都是 Q ( 均布载荷 ) , 每个轴承的受 力计 算如下 F 1 = F 4 = 0 4Q F 2 = F 3 = 1 1Q F= 1 Q 2
图 2 钢水静压力简图
图 3 整体式分段辊
Q = (W - 2 ti )H i a 式中, W 为铸坯宽度; 厚度, ti = K 为钢水密度 ; H i 为计算 处的钢液压头高度 ; a 为辊子节距 ; ti 为凝固层 L /v; K 为凝固系数 ; L 为从结晶 器液面到计算点的弧线长度; v 为拉坯速度。 设轻压下轧制力为 P, 我们设计的扇形段有 四个夹紧活塞缸 , 轻压下时, 有杆腔进油进行轻 压下。 P= (D - d )p
2 2
3 2 芯轴式辊 ( I- STAR) 驱动辊和自由辊都有采用这种形式的, 几段 辊套用键与一根芯轴连接, 轴承安装在支点上, 其中只有一端轴承 固定, 其余各 轴承均为 游动 端, 受热时向游动端膨胀。辊套通过平键与芯轴 固定在一起, 并与芯轴一起转动。图 4 为其结构 和受力分析。
式中, p 为轻压下时液压系统的压力 ; D 为夹紧 液压缸的 活塞直径 ; d 为夹 紧液 压缸的 活塞杆 直径。 对于矫直辊 , 辊 子所受主 要外力 应为矫直 力、钢水静压力及轻压下轧制力的合力。
板坯连铸机二冷扇形段设计_李润林
图 8 组合辊
E、I 值为常量。
在不分段的情况下，辊子受力及最大变形 （见
图 9 （a））
F=1.5Q
fmax=3.164×
QL3 EI
在两分段的情况下整体辊或芯轴式辊受力及最
大变形 （见图 9 （b））
F1=0.562 5Q
F2=1.875Q
f1max=0.05×
QL3 EI
在此条件下的组合辊相当于将一个辊子的受力
虽然整体式分段辊可采用较细的材料，但是由 于形状复杂，加工精度高，此外，整体式分段辊必 须使用剖分式轴承，大大增加了成本 （见图 6）。
而芯轴式辊相对于整体辊的一个优点是分段较 为方便，几段辊套用键与一根芯轴连接，轴承安装 在支点上 （见图 7）。显然芯轴式辊的加工，热处 理及装配难度都小于整体辊。
2上下框架几何尺寸的确定在整个连铸设备的扇形段区域内上框架支承内弧侧辊子下框架支承外弧侧辊子并使各自辊纂1癌6嚣骥cfhi2q12簪第1期璺14曼期yz4sc所icom子的辊面与整个连铸机的内外弧线相一致承受拉坯时的各种负荷
设计与计算
10.3969/j.issn.1673-3355.2012.01.004
平均分给两个辊子。将图 9 （a） 中的受力和辊身
长度减半。计算得
F4=0.75Q
f4max=0.066×
QL3 EI
在三分段的情况下整体辊或芯轴式辊受力及最
大变形 （见图 9 （c））
F2=0.4Q
F3=1.1Q
f2max=0.006
7×
QL3 EI
Hale Waihona Puke f3max=0.005×
QL3 EI
而在此条件下的组合辊相当于将一个辊子的受
连铸机扇形段连铸辊轴承受力分析
① 作者简介：张伟，男，１９７８年生，毕业于鞍山科技大学，主要从事冶金设备管理与维护
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总第 ２７８期 冶 金 设 备
２０２２年增刊（１）
关键词 连铸机 连铸辊 轴承 Ｄｏｉ：１０３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１－１２６９２０２２Ｚ１０２６
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＲｏｌｌｅｒＢｅａｒｉｎｇＬｏａｄｉｎｇｆｏｒＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＣａｓｔｅｒＢｏｗ Ｓｅｇｍｅｎｔ
ＺｈａｎｇＷｅｉ ＬａｉＸｕ
（ＳｔｅｅｌｍａｋｉｎｇＰｌａｎｔｏｆＳｈａｎｇＨａｉＭｅｉｓｈａｎＩｒｏｎ＆ ＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３９）
'
图 ５ 发生最大鼓肚时铸坯对三分节辊辊列的 作用力示意图
当发生最大鼓肚时，通过受力分析可以得到： Ｆ１ ＝０％Ｑ； Ｆ２ ＝５０％Ｑ； Ｆ３ ＝５０％Ｑ； Ｆ４ ＝０％Ｑ； 在这里也取第七排辊的总径向载荷，可以得到扇形段 ６段的第四排辊的轴承的最大总径向载荷 Ｆ２ ＝５０％Ｑ ＝２４１９６×５０％ ＝１２１ｋＮ；
ＥＴｘｔｏｒｔａａｌｅＮｄｉｏｔｉ．ｏ２ｎ７８２０２２ ＭＥ ＴＡ Ｌ冶ＬＵ ＲＧ金ＩＣ Ａ设Ｌ ＥＱ备ＵＩＰＭＥＮＴ ２ ０２总２第年增２７８刊期（１）
连铸机扇形段连铸辊轴承受力分析
张伟① 赖旭
（上海梅山钢铁股份公司炼钢厂 江苏南京 ２１００３９）
摘 要 １３２０ｍｍ直弧型连铸机，扇形段连铸辊主动辊和从动辊分别采用三节和二节辊列方式排布。 主要描述了连铸辊轴承在理想状态下和铸坯发生鼓肚时的受力分析对比。结果表明，理想状态下和铸坯发 生鼓肚时，轴承不会产生失效，主要原因轴承寿命达到极限和事故拉坯，因此，加强轴承日常维护是解决问 题重点。
板坯连铸机零号扇形段的设计
板坯连铸机零号扇形段的设计
扇形段是连铸机的重要组成部分，是实现连铸机自动化生产的保证，其设计的准确性
直接影响着连铸机的效果和质量。
本文就是讨论钢板坯连铸机零号扇形段的设计。
首先，为钢板坯连铸机零号扇形段设计采用了静态平衡外螺纹推进装置。
该装置对推
进每公斤材料需求的能量比正常电机更低，在节省能耗和改善连铸加工效率方面具有重要
意义。
采用本装置的螺纹配件为连铸机提供了准确可靠的推进力，从而保证钢板坯的质量。
其次，为钢板坯连铸机零号扇形段设计采用了机床主轴系统和导轨系统。
这种系统使
用精度高的直线导轨，有良好的滑动性能，可以精确控制每公斤材料的推进速度，保证其
准确性，确保生产过程的稳定性。
接着，为了满足钢板坯连铸机零号扇形段设计的要求，使用了气体液压液机组系统。
这种系统能够凭借其超强的压缩能力对每公斤材料进行准确的推进，加工过程中能够保证
每公斤钢板坯的质量。
最后，钢板坯连铸机零号扇形段的设计需要采用自动检测系统，以降低生产中可能出
现的故障和质量问题。
这种系统能够快速准确地检测推进速度、温度、压力和噪声等指标，从而确保每公斤材料的质量和加工准确性。
综上所述，为钢板坯连铸机零号扇形段设计采用静态平衡外螺纹推进装置、机床主轴
系统和导轨系统、气体液压液机组系统、以及自动检测系统，为钢板坯的推进及加工提供
准确可靠的保证，确保生产的高效率和高质量。
不锈钢板坯连铸机扇形段导辊设计
CFHI２０１３年第３期（总１５３期）yz.js@设计与计算CFHI TECHNOLOGY摘要：介绍不锈钢板坯连铸机扇形段导辊的类型及特点，分析导辊的受力情况，比较不同结构导辊的载荷分布。
关键词：板坯连铸机；扇形段；导辊中图分类号：TG223.6文献标识码：A 文章编号：1673-3355（2013）03-0005-03Guide Roller Design for Segment of Stainless Steel Slab Caster Yu Yan ，Wang Zhigang ，Li AichenAbstract:The pater represents the type and feature of guide rollers on the segment of stainless steel casters and studies the forces beared by the guide roll and the load distribution on different-structure guide rollers.Key words:slab caster ；segment ；guide roller扇形段是板坯连铸设备中的重要组成部分。
主要用于引导和支撑铸流，通过驱动导辊进行拉坯，矫直（矫直段），持续对铸坯二次冷却，促使铸坯坯壳逐渐增厚，直到完全凝固[1]。
此外，还负责在浇注开始时对引锭杆进行引导、输送及夹持。
由于板坯的横截面比方坯等铸坯的横截面大许多，其辊系排列要有更大的密度和足够的强度及可靠的支撑装置。
导辊结构是否合理直接影响铸坯的质量及连铸机的性能。
因此导辊形式的选择是扇形段设计的关键之一。
1导辊的类型及特点导辊根据其结构组成可分为整体辊和芯轴式辊；根据支承形式，又可将其分为整体（单一式）辊和分段式辊。
整体辊单一式整体辊是指用棒料整体加工而成，用轴承两端支承的辊子。
板坯连铸机扇形段驱动辊水冷剖分轴承设计
板坯连铸机扇形段驱动辊水冷剖分轴承设计王长兴;陈彦仲;吉微;曲新静;郭辉力【摘要】根据连铸机扇形段驱动辊中间支撑轴承的运行工况:极低速、高温、重载、高污染环境,分析了轴承的结构选型和使用工况,确定选用水冷剖分圆柱滚子轴承.并介绍了该轴承的结构设计、润滑形式及使用情况.冷却水循环设计使得轴承能够在60～90℃运转,多重密封结构阻止了外界杂质的侵蚀.轴承能够实现±3°自动调心,保证了轴承与驱动辊的协调.【期刊名称】《重型机械》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】5页(P55-58,63)【关键词】连铸机;扇形段;驱动辊;水冷剖分轴承【作者】王长兴;陈彦仲;吉微;曲新静;郭辉力【作者单位】河北银河轴承有限公司,河北邯郸056000;邯郸市轧机轴承工程技术研究中心,河北邯郸056700;河北银河轴承有限公司,河北邯郸056000;河北银河轴承有限公司,河北邯郸056000;邯郸市轧机轴承工程技术研究中心,河北邯郸056700;河北银河轴承有限公司,河北邯郸056000;洛阳大华重型机械有限公司,河南洛阳471000【正文语种】中文【中图分类】TF341.60 前言板坯连铸机冶金长度较长，直到矫直区板坯都处于液芯状态。
板坯从结晶器出来，由于鼓肚力的存在，必须获得足够的支承使其凝固成型。
为了实现夹持和引导板坯的功能，二次冷却区支承装置采用支撑辊结构。
板坯连铸机依靠驱动辊把结晶器内形成的具有一定厚度坯壳的板坯沿导向段拉出。
板坯连铸机扇形段支撑辊主要有整体式分段辊、芯轴式辊、分段组合式辊［1-3］。
为改善受力情况、增加辊子刚度、改善坯形，扇形段驱动辊要增加中间支承。
1 轴承选型及结构板坯连铸机扇形段驱动辊传递扭矩较大，一般选用整体式分段辊、芯轴式辊，如图1所示。
整体式分段辊辊身长，受力后易挠曲，影响辊缝及铸坯质量，因此需要增加中间支撑轴承。
剖分式轴承主要用于无法安装普通轴承的多点支撑的长轴或曲轴上。
浅析板坯连铸机扇形段分节辊结构优化
浅析板坯连铸机扇形段分节辊结构优化作者：卢翔刘艳来源：《华夏地理中文版》2015年第07期摘要：分析了新余钢铁集团炼钢厂扇形段辊子存在的问题，对原设计结构进行了优化，将分节辊冷却水密封形式及辊端头旋转接头结构形式进行了改造。
通过改造前后现场实际应用情况的对比，结果表明：改造后的辊子整体寿命提高近一倍，软化水消耗量降低为原来的三分之一左右，吨钢辊子修复费用降低约三分之一，板坯质量提高，经济效益显著。
关键词：板坯连铸机；扇形段分节辊；结构优化板坯连铸机辊子是整个铸机核心部件，辊子运转状况，对铸机稳定运行、生产板坯质量有关键性的影响。
本钢扇形段辊子初始设计为分节辊，辊体之间采用水套连接，端头采用内置刚性旋转接头连接。
扇形段辊子平均寿命维持在4200炉左右，如果中间穿插高碳钢、桥梁钢等钢种，寿命只能维持到2700炉左右。
使用过程中，故障率较高，主要表现为漏水、轴承损坏、辊子不转等，造成板坯划痕、裂纹等质量问题。
造成辊子寿命短，修复难度加大，修复费用增高，基本一年辊子修复费用在800万元以上。
一、结构分析扇形段辊子原设计采用分节辊形式，分节辊之间水冷连接采用连接套及O型圈密封连接，同时，整辊端头采用内置式刚性旋转接头连接。
轴承座内孔采用直角通水，如图1所示。
二、辊子设计结构缺陷（一）水套密封性能不足原设计水连接套上安装O型密封圈，然后连接两分节辊之间的通水孔，由于O型圈密封主要在两个平面压紧之间密封效果较好，在水套应用中为侧向密封，密封作用面相对较小，而且不具备良好的轴向膨胀性质，因此造成水泄漏。
（二）旋转接头安装维护性及径向承载适应性差旋转接头安装方式为内置式安装，辊体与旋转接头连接为刚性连接。
一旦旋转接头在线泄漏，不能单独更换接头，只能更换整体扇形段，造成检修量增大；由于刚性连接，当辊子整体产生轻微倾斜时，容易造成旋转接头受力，密封损坏。
（三）轴承座水道走向不合理在使用过程中，多次发生辊体轴承座内冷水通道顶盖开裂漏水现象，经过对轴承座进行切片检查后，发现原设计轴承座内冷却水通道走向不合理，易在直角转弯处沉积杂质，造成水孔堵塞，高温导致积存水汽化，焊缝胀裂，漏水。
连铸线扇形段用剖分圆柱轴承及轴承座的免维护方案改进
连铸线扇形段用剖分圆柱轴承及轴承座的免维护方案改进赵琳;杨凯文;刘高杰
【期刊名称】《哈尔滨轴承》
【年(卷),期】2022(43)3
【摘要】结合连铸机扇形段的工况条件及扇形段专用剖分圆柱轴承及轴承座的结构,针对轴承在加工、安装及使用上出现的问题,对轴承、轴承座及轧辊之间的密封结构,内圈剖分及紧固方式等进行了改进,从而达到扇形段轴承免维护,使用寿命长的目的。
【总页数】4页(P3-5)
【作者】赵琳;杨凯文;刘高杰
【作者单位】洛阳LYC轴承有限公司;航空精密轴承国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TH133.3
【相关文献】
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5.采用igus塑料球体的轴承座改装方案免润滑且使用寿命长的igubal塑料球体轻松替换金属轴承座和法兰轴承
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万方数据
重型机械
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如图３所示，轴承采用半外圈设计，外径面 为外球面，相对应的下半轴承座相应的安装位置
轴承座水路接口处利用“Ｏ”形密封圈密封，防止 漏水。上半轴承座顶部水冷腔面积，大为防止生
设计为内球面。上半轴承座内径面作为轴承上半 外圈滚道，上半轴承座即是轴承上半外圈。连铸 机工作时，为防止高温板坯与轴承座直接接触，
ｂｅ积ｎｇ．Ｔｈｅ ｂｅ耐ｎｇ
ｓｔｌｌＪｃｔｕｒｅ
ｄｅｓｉｇｎ，ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｗａｔｅ卜ｃｏｏｌｅｄ
ｃａｎ ｅｎｓｕｒｅ
ｃｉｒｃｌｅ ｓｔｍｃｔｕｒｅ ｗｈｏｓｅ ｍｕｌｔｉ—ｌａｙｅｒ ｓｅａｌｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｅｘｃｌｕｄｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ ｆ而ｍ ｔｈｅ ｏｕｔｓｉｄｅ ｉｎｇｓ ｍｎ ｓｍ００ｔｈｌｙ ｕｎｄｅｒｔｈｅ ｗａｔｅｒｔｅｍｐｅｍｔｕｒｅ ｏｆ ６０～９０℃．ｒｒＩｌｅｓｅ ｂｅ撕ｎｇｓ ±３。ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅ １【ｅｙ ｗｏｒｄ＿ｓ：
承内径的相对滑动来实现支撑辊膨胀伸长产生的 轴向窜动。剖分式调心滚子轴承必须采用保持架 才能正常运转，滚动体数量的减少降低了轴承的 负荷性能。此外，调心滚子轴承由于其特有的结
结构设计
构，冷却通道面积较小，冷却效果不及圆柱滚子
轴承？ 剖分式圆柱滚子轴承外圈可以设计为外球 面，从而补偿普通圆柱滚子轴承不具有的调心性 能，且轴承采用外圈无挡边，内圈双挡边结构，
Ｄ鹤ｉｇｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ－ｃｏｏｌｅｄ ｓｐＨｔ ｂｅａｒｉｎｇ
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ｓｅｃｔｏｒ
ｓｅｃｔｉ蚰ｄｒｉｖｅ
ｒｏＵ ｏｆ
ｓｌａｂ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｅｒ ＷＡＮＧ Ｃｈａｎｇ—ｘｉｎ９１一，ＣＨＥＮ Ｙａｎ－ｚｈｏｎ９１，ＪＩ Ｗｅｉｌ一，ＱＵ Ｘｉｎ＿ｊｉｎ９１，ＧＵＯ Ｈｕｉ．１ｉ３
（１．Ｈｅｂｅｉ Ｙｉｎｈｅ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈａｎｄａｎ ０５６０００，Ｃｈｉｎａ；
水冷剖分式轴承的润滑有脂润滑和油气润滑
两种方式，用户根据设备状况选用不同的润滑 方式。 （１）脂润滑。扇形段驱动辊支撑轴承长期在
高温、低转速状态下运转，轴承滚子与滚道间润 滑油膜很难形成。１…。水冷剖分轴承润滑脂必须有 足够高的黏度才能在运行中将滚动体与滚道分开， 使轴承能保持较长的使用寿命，润滑脂基础油黏
图２水冷剖分式满装圆柱滚子轴承装配图
Ｆｉｇ．２ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｄｒａｗｉｎｇ ｏｆ ｗａｔｅｒ—ｃ００１ｅｄ ｓｐｌｉｔ ｂｅａｒｉｎｇ ｗｉｆｈ ｃｖｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｍｌｌｅｒｓ １盖板２上半轴承鹰３“ｏ”形密封圈４下半轴承座 ５“迷宵式”密封吲６密封圈７央紧嘲８半内圈 ９滚子ｌ Ｏ驱动辊１ｌ半外圈
ｈ，间隔时间不得大于１０ ｍｉｎ。这样既为轴承提供 了新鲜的润滑脂，又清除了老化油脂和污垢。 （２）油气润滑。利用压缩空气驱动油膜，经 配送管道输送至轴承，如图７所示。该系统连续
与否直接影响轴承的使用寿命，根据水冷剖分式 轴承的使用工况推荐选用ｃ３组游隙。 （３）轴承配合。水冷剖分式圆柱滚子轴承用
于扇形段驱动辊的中间支撑，由于驱动辊的长度 会随温度的变化而改变，轴承必须适应中间支撑
ａ
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ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｅｒ；ｓｅｃｔｏｒ ｓｅｃｔｉｏｎ；ｄｒｉｖｅ ｒｏｌｌ；ｗａｔｅｒ—ｃｏｏｌｅｄ ｓｐｌｉｔ
式分段辊、芯轴式辊、分段组合式辊‘１’３］。为改
大轴向膨胀，要求轴承具有轴向窜动能力＂ｏ。
图ｌ驱动辊形式
Ｆｉｇ
１
（５）辊子同轴度偏差、过钢时产生辊子挠曲
要求轴承具有调心性能旧’。 （６）铸坯要进行水冷却，轴承在大量水分、
Ｆ０ｒｎｌｓ ｏｆ ｄｒｉｖｉｎｇ ｍｌｌ
剖分式调心滚子轴承外圈、内圈、滚动体都
高温蒸汽和氧化屑环境中运行。
是球面，可自动补偿支撑辊运转过程系统的初始
Ｏ前言
板坯连铸机冶金长度较长，直到矫直区板坯 都处于液芯状态。板坯从结晶器出来，由于鼓肚 力的存在，必须获得足够的支承使其凝固成型。 为了实现夹持和引导板坯的功能，二次冷却区支
承装置采用支撑辊结构。板坯连铸机依靠驱动辊
善受力情况、增加辊子刚度、改善坯形，扇形段 驱动辊要增加中间支承。
１轴承选型及结构
冷腔处厚度薄厚不均，冷却效果相对圆柱滚子轴 承较差．
必须减小滚动体，这样势必会降低轴承的承载能 力，若减小辊径则会降低驱动辊的整体强度。半 外圈结构设计可以降低轴承座高度和驱动辊直
径，便于安装更大直径的辊子。
＼
（
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进７Ｋｆ
图３半外圈
Ｆｉｇ．５
卅水Ｉ 图５水冷却循环
Ｃｉｒｃｕｌａｒ ｐａｔｈ ｏｆ ｃｏｏｌｉｎｇ
ｂｅ耐ｎｇ
ｓｔｌｌｌｃｔｕｒｅ
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ｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｏ
ｄｅｔｅｍｉｎｅ ｆｏ瑚ａｎｄ
ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ—ｃ００ｌｅｄ ｓｐｌｉｔ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｒｏＵｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ
ａｒｅ
２．Ｈａｎｄａｎ ＲｏＵｉｎｇ Ｍｉｌｌ
Ｂｅ蒯ｎｇｓ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｈａｎｄａｎ ０５６７００，Ｃｈｉｎａ；
３．Ｌｕｏｙａｌｌｇ Ｄａｌｌｕａ Ｈｅａ、ｒｙ Ｔｙｐｅ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｙａｌｌｇ
４７１０００，Ｃｈｉｎａ）
长轴或曲轴上。由图１可知，整体式分段辊结构 中间支承，只能采用剖分式轴承。连铸机扇形段
万方数据
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重型机械
驱动辊用剖分式轴承主要有剖分式调心滚子轴承 和剖分式圆柱滚子轴承两种类型。
力¨］，全部由辊子支承轴承承受，轴承载荷
极大。
（３）板坯连铸机板坯工作拉速不高于２
ｍ／
ｍｉｎ。６。，支撑轴承转速约ｌ～３ ｒ／ｍｉｎ，轴承转 速低。 （４）驱动辊为整体辊，受温度影响会产生较
向视图所示，用于将轴承同定在驱动辊支座上，
其中两个对角分布的螺纹孑Ｌ兼作润滑油输送接口
用，下轴承座底部键槽用于轴承定位。轴承润滑 油路，如图６所示，润滑油直接向轴承滚道润 滑，提高了润滑效果。
计，滚道比滚动体直径宽２×乩，滚动体可以在
外滚道上轴向游动，适应驱动辊受热膨胀伸长。
图４上半轴承座平面局部剖视图
３．２轴承润滑‘１０］
载区域与轴承承受的负荷大小及轴承游隙有关， 在确定的游隙条件下根据承载负荷可计算出负载
区域，从而确定轴承选用是否合适。计算过程可
参考相关资料。水冷轴承采用半外圈设计，轴承
运转时负载区应该分布在半外圈（图８所示阴影
部分），负载区不允许超过１８０。。当轴承负荷区 小于１２０。时，负荷比可适当减小，此时轴承的 静态载荷利用率较高。
度要求为ＩＳ０
ＶＧ
图８轴承负荷区
Ｆｉｇ．８
Ｂｅ撕ｎｇ
ｌｏａｄ
ａｒｅａ
１５００，并在润滑脂中添加极压添 （２）轴承游隙大小直接影响轴承的载荷分 布、振动、磨损以及运转精度等。游隙选择合适
加剂，高粘度润滑剂还有助于密封。连铸机的润 滑一般采用润滑脂自动配送系统，为各个连铸机
支撑轴承提供润滑脂，其对轴承的润滑特点为泵 送次数频繁，单次输送量相对较少，润滑脂的输 送量通常少于５ ｍＬ，输送频率一般在６～１０次／
Ａｂｓｔｌ愀ｔ：
ｓｅＶｅｒｅ
Ｗａｔｅｒ—ｃｏｏｌｅｄ ｓｐｌ“ｂｅａｒｉｎｇｓ ｗｈｉｃｈ ｗｏｒｋ ｕｎｄｅｒ Ｖｅｒｙ ｓｌｏｗ ｓｐｅｅｄ，ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｅａｖｙ ｌｏａｄ ａｎｄ
ａ
ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｕｐｐｏｎ ｔｈｅ ｄｒｉＶｉｎｇ ｍＵｓ ｏｆ
ａｒｅ
ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｅｒ ａｔ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅ
轴承座顶部要与板坯有安全距离，如图２左视图 皿所示。同一根驱动轴，若轴承不采用半外圈 结构设计，轴承总高就要加大，为防止接触，就
锈堵塞，轴承座盖板采用不锈钢材质焊接到轴承 座上。通过循环水冷却，轴承温度能保持在６０ ～８０℃左右，大大改善了轴承在高温环境下的运 行条件。剖分调心滚子轴承外罔滚道为球面，水
２０１３№．２
重型机械
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板坯连铸机扇形段驱动辊水冷剖分轴承设计
王长兴１一，陈彦仲１，吉 微１”，曲新静１，郭辉力３
（１．河北银河轴承有限公司，河北邯郸０５６０００；２．邯郸市轧机轴承工程技术研究中心，河北邯郸０５６７００； ３．洛阳大华重型机械有限公司，河南洛阳４７１０００） 摘要：根据连铸机扇形段驱动辊中间支撑轴承的运行工况：极低速、高温、重载、高污染环 境，分析了轴承的结构选型和使用工况，确定选用水冷剖分圆柱滚子轴承。并介绍了该轴承的结构设
Ｆｉｇ．６
图６润滑油路
Ｃｉｒｃｕｌａｒ ｐａｔｈ ｏｆ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｉｌ
万方数据
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重型机械
水冷剖分式轴承采用多重密封结构，如图２
承当量静负荷，Ｃｏｒ为轴承额定静负荷。轴承负
左视图所示。铜制“迷宫式”密封圈是第一道密 封，采用剖分式结构。安装在铜制“迷宫式”密 封上的密封为利用弹性圈组成的螺旋缠绕迷宫式 密封、氟橡胶唇式密封或者两者组合密封。多重 密封结构使轴承在高温环境中阻止水分、水汽或 氧化铁屑等对轴承的污染，保证润滑及清洁，延 长了轴承寿命。
计、润滑形式及使用情况。冷却水循环设计使得轴承能够在６０—９０℃运转，多重密封结构阻止了外界