Печной ролик

(5 ц 5. Р 27 О ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ аллурги(71) Днепропетровский завод мского оборудования(56) Авторское свидетельство СМ 807024, кл. Р 27 О 3/02, 197Иванова Н.И. и др. Мехапрокатного производства. -строение, 1972, с.123,(54) ПЕЧНОЙ РОЛИК Изобретение относится к механическому оборудованию нагревательных и термических печей с роликовым подом и может быть использовано в металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленностии.Известен печной ролик, содержащий охлаждаемый вал с металлической бочкой, на которой установлены металлические кольца, Между кольцами имеются пазы, заполненные нитью из огнеупорного материала. Нитки крепятся между собой и к металлической бочке с помощью огнеупорного клея.Для известного ролика характерен малый срок службы из-за низкой стойкости неохлаждаемых колец и недостаточной прочности крепления изоляции.(57) Изобретение относится к механическому оборудованию нагревательных и термических печей с роликовым подом и может быть использовано в металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленностиости. Цел ь изобретения повышение срока службы печного ролика. Печной ролик содержит охлаждаемый вал, многослойную бочку, опоры между валом и бочкой, теплоизоляцию, Внутренний слой бочки выполнен короче наружного на величину, равную размеру обоих концевых участков наружного слоя, не загружаемых перемещаемым металлом. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. Известен печной ролик, содержащий охлаждаемый вал и насаженную на него многослойную бочку, внутренний слой которой выполнен из жаропрочного материала, а наружный слой - из металлокерамики на основе огнеупорных материалов.Недостатком данной конструкции является сложность изготовления металлокерамического слоя (дробление и рассев огнеупорного материала определенных фракций с последующим литьем в кокиль), высокая теплопроводность металлокерамического слоя, что приводит к повышенному тепловому воздействию на ролик, и, как следствие, снижает его стойкость, приводит к увеличению расхода воды на охлаждение, потерям тепла с отходящей водой и повышенному расходу топлива.Наиболее близким потехническойсущ- слоя бочки, повышается долговечность роности к предлагаемому у ре ому устройству является лика, снижается его металлоемкость.печной ролик, содержащийо ержащий охлаждаемый На фиг,1 изображен ролик, общий вид и вал и насаженную на нем мем многослойную разрез А-А; на фиг,2 - то же, поперечный бочку, Наружный слой бочки ролика опира разрез.ется на внутреннии слои, сна ж, снабженный про- Печной родик состоит из охлаждаемого дольными или винтовыми кми канавками по вала 1, на который насажена многослойная наружной поверхности для сокращения бочка, состоящая из наружного слоя 2 и площади контакта слоев. внутреннего-слоя 3. Внутренний слой 3 бочНедостатками данного ролика являет ки опирается на охлаждаемый вал 1 посредся сложность изготовления и малый ре- ством опор 4, Наружный 2 и внутренний 3слои бочки в средней ее части непосредстсурс,Концевые участки наружного слоя боч- венно примыкают. друг к другу. Один конец ки, ненагружаемые перемещемещаемым метал- наружного слоя 2 бочки опирается на охлажлом, не экранируются имруются им со стороны 15 даемый вал 1 через неподвижную втулку 5, верхней части рабочего пространства печи а другой его конец крепится штифтом б с и не находятся в теплоо менобмене с нагревае- подвижной втулкой 7, закрепленной на охмым металлом. В этих случаях концевые лаждаемом валу 1 при помощи шпанки 8. участки наружного слоя очки нбочки нагреваются Между многослойной бочкой и охлаждо более высокои температуры,ературы чем та часть 20 даемым валом 1 выполнен слой теплоизоляее, которая нагружена перемещаемым ме- ции 9, На концевых участках между таллом, Отвод тепла от перегретых участков охлаждаемым валом и бочкой предусмотрек охлаждаемому валу затруднен из-за тер- ны кольцевые полости 10.мического сопротивления, оказываемого Наружный слой 2 бочки приварен к не- внутренним слоем очки,б 25 подвижной втулке 5 кольцевым швом, Обарепады возникаю- слоя бочки могут быть выполнены секционТемпературные перепады,щие по длине наружного слоя, приводят к ными,возникновению температурных напряже- Печной ролик работает следующим обнйй, в результате которых наружный слой разом,бочки ролика разрушается через б - 8 мес 30 Крутящий моментотохлаждаемого вала эксплуатации. 1 передается к обоим слоям бочки: к внутНаряду с этим не оправдывает себя вы- реннему 3 - на конце, жестко соединенном полнение внутреннего слоя бочки с про- с валом 1 через опоры 4; к наружному 2 - дольными или винтовыми канавками, так через неподвижную 5 и подвижную 7 втулкак в местах выступов и впадин на поверх ки.ностях слоя наблюдаются различные темпе- При изменении температурных условий ратуры, имеющие своимие своим последствием обеспечивается свободная компенсация лидополнительные температурные напряже- нейных температур расширения в осевом и ния, ускоряющие разрушение бочки. Кроме радиальном направлениях. При осевом того, изготовление внутреннего слоя бочки 40 температурном расширении внутренний с канавками для повышения теплового со- слой 3 бочки перемещается вдоль охлаждапротивления - чрезвычайно трудоемкая и емого вала 1 по опорам 4, наружный слой 2 дорогостоящая операция. бочки скользит вдоль внутреннего слоя 3Цель изобретения - повышение срока вала 1 по направляющей шпонке 8, причем службы ролика. 45 независимо друг от друга.Поставленная цель достигается тем, что В радиальном направлении удлинения в печном ролике, содее, содержащем охлаждае- также происходят свободно и независимо, мый вал, многослойную бочку, опоры между, так как температуры деталей ролика возравалом и бочкой, теплоизоляцию, на конце- стают в направлении от вала к наружному вых участках между охлаждаемым валом и 50 слою бочки.бочкой выполнены кольцевые полости. В центральной части ролика, испытываВыполнением концевых участков роли- ющей нагрузку от нагреваемого металла, ка с кольцевыми полостями между охлажда- опора наружного слоя бочки на внутренний емым валом и бочкой коренным образом слой 3 предотвращает развитие в нем изгиизменяются условиятеплообмена в системе 55 бающего момента, способного привести к печного ролика на этих уа а этих участках, усиливает- его разрушению, В этой части ролика нагреся отводтепла от концевых участков наруж- ваемый металл экранирует наружный слой ного слоя бочки к охлаждаемому валу, чем бочки от верхней части рабочего пространпредотвращается их и р рся х перегрев снижается ства печи, ограничивая поступление тепла к разность температу иератур по длине наружного нему, К этой части ролика тепло поступаетглавным образом в результате излучения и конвекции из нижней части рабочего пространства. С другой стороны, наличие внутреннего слоя 3 снижает отвод тепла от наружного слоя 2 бочки к охлаждаемому валу 1 как за счет экранирующего действия 5 внутреннего слоя 3, так и за счет его массивности. Наряду с этим имеет место отток тепла от центральной части наружного слоя 2 бочки к нагреваемому металлу в результате теплообмена между ними. 10На концевых участках ролика, ненагружаемых нагреваемым металлом, условия теплообмена иные, На этих участках наружный слой 2 бочки по всей окружности, всей поверхностью находится в теплообмене с 15 кладкой верхней и нижней частью рабочего пространства печи и печными газами. Тепловой поток на эти участки значительно выше, чем на центральный участок наружного слоя 2 бочки ролика, Однако, благодаря на личию кольцевых полостей 10 на концевых участках, резко снижается термическое сопротивление на этих участках, вследствие чего интенсивней отводится тепло к охлаждаемому валу 1, В итоге предотвращается 25 перегрев концевых участков наружного. слоя 2 бочки ролика и возникновение разрушающих температурных напряжений.В условиях наличия на концевых участках ролика между охлаждаемым валом и.30 бочкой кольцевых полостей 10 интенсивность отвода тепла от наружного слоя 2 бочки на этих участках при необходимости можно регулировать изменением толщины теплоизоляции 9, вплоть до ее удаления. 35Ролик данной конструкции надежен в . эксплуатации, обладает повышенным ресурсом (срок службы составляет 2,0 - 2,5 г вместо 6 - 8 мес службы ролика известных конструкций) и характеризуется относи тельно малыми потерями тепла с охлаждающей средой.П р и м е р, Реализацию предлагаемого технического решения рассмотрим на примере создания печного ролика для проход ной нагревательной печи с роликовым подом листопрокатного цеха Челябинского металлургического комбината, предназначенной для нагрева перед прокаткой толстых листов нержавеющей стали. 50Длина бочки ролика 2360 мм, длина водоохлаждаемого вала 4560 мм. Изготавли-вают вал из трубы Э 180 х 36 мм. Концевые участки вала выполняют с диаметром 160 мм. Материал вала - 55 сталь 15 ХМ.Для создания кольцевых полостей на концевых участках ролика выполняют внутренний слой бочки короче наружного слоя, Внутренний слой бочки выполняют из стали 20 Х 25 Н 20 С 2 с наружным диаметром 0350 Н 110570 ) и внутренним диа - 0,2101метром ф 310 Н 11 (+ 0,32), Длину внутреннего слоя бочки принимают равной ширине нагреваемых листов - 1500 мм,Наружный слой бочки выполняют длиной 2360 мм, из центробежной трубы 6 400 х 45 мм из стали 45 Х 25 Н 20 С 2 Л. Внутренний диаметр наружного слоя бочки б 350 Н 11 (+ 0,46), наружный диаметр О 415 Н 11 (-0,40).Длина каждого концевого участка бочки ролика, не нагружаемого перемещаемым металлом, равна2360 - 1500 4302где 2360 - длина наружного слоя бочки, мм;1500 - длина внутреннего слоя бочки, мм;2 - число концевых участков ролика, ненагружаемых нагреваемым металлом.Для установки внутреннего слоя на вал изготавливают опоры П-образной формы. Размеры каждой опоры; наружный диаметр 308 мм, длина 80 мм. Опоры устанавливают в четырех местах по длине вала, равномерно, с шагом 355 мм. В каждом месте установки - 6 опор по окружности. Опоры приваривают к валу электросваркой.Закрепляют на валу слой теплоизоляции из каолиновой ваты толщиной 25 мм.Устанавливают внутренний слой бочки на опоры и приваривают ее к опорам одного крайнего ряда.Изготавливают и устанавливают на вал неподвижную втулку, приваривают ее к валу, Изготавливают подвижную втулку, шпонку, штифт. Соединяют подвижную втулку с валом с помощью штифтов со стороны, противоположной месту установки неподвижной втулки, затем скрепляют подвижную втулку с валом с помощью шпонки.Детали подвода и отвода воды для охлаждения вала, подшипники и детали сочленения ролика с приводом монтируют непосредственно перед установкой ролика на печь,Формула изобретения 1, Печной ролик, содержащий охлаждаемый вал, многослойную бочку, опоры между валом и бочкой, теплоизоляцию, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения срока службы, ролик выполнен на концевых участках между теплоизоляцией и бочкой с кольцевыми полостями.1712759 3 5 2, Ролик по п.1, отл и ч а ю щи й с ятем, что наружный слой бочки выполнен секционным. 3, Роликпоп,1,отличающийсятем, что внутренний слой бочки выполнен секционным.9 1712759 Составитель Л.РябоконьРедактор М,Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор М.Шарош тельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 оизводст вен аказ 527 Тираж По ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям 113035, Москва, Ж, Раушская набисноеоткрытиям при ГКНТ СССР4/5