РОЛИК ПЕЧНОГО РОЛЬГАНГА

Полезная модель относится к металлургическим нагревательным печам и может быть использовано в рольгангах проходных печей толстолистовых станов.
В настоящее время для нагрева заготовки (например, слябов) станов горячей прокатки широко используются печи с роликовым подом, который может быть продолжением цехового рольганга. Такие печи описаны, например, в книге В.А.Кривандина и Б.Л.Маркова "Металлургические печи", М., "Металлургия", 1977, с.325.
Ролики печных рольгангов работают в условиях высоких температур и нагрузок (в том числе - динамических), что обусловливает относительную сложность их конструкции и дороговизну. Последнее обстоятельство, а также непосредственное влияние работоспособности роликов на производительность печи и стана горячей прокатки делают весьма актуальной проблему повышения их износостойкости.
Известен тянущий ролик, бочка которого по своей длине состоит из трех элементов определенной ширины с различной твердостью их поверхности (см. а.с. СССР №1444024 кл. В 21 Д 5/06 С ПРИОР.ОТ 07.07.86 г.). однако этой ролик непригоден для использования в нагревательных печах.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является ролик печного рольганга по а.с. СССР №150470 кл. В 21 В 24/01, С 21 Д 10/02, опубл. 11.10.62 г.
Этот ролик для транспортирования проката внутри нагревательных печей содержит ось с цапфами и приводным концом и полую цилиндрическую бочку заданного диаметра и характеризуется тем, что труба (бочка) облицована жароупорным бетоном, в который вмонтированы опорные диски. Ролик такой конструкции непригоден для рольганга
проходной печи толстолистового стана, так как при динамических нагрузках на него при высоких температурах возможно разрушение бетона и деформация опорных дисков с выходом ролика из строя.
Технической задачей настоящей полезной модели является сокращение производственных затрат и повышение производительности за счет продления срока службы ролика.
Для решения этой задачи у ролика печного рольганга, содержащего ось с цапфами и приводным концом и полую цилиндрическую бочку с внутренним диаметром D, ось также выполнена полой с наружным диаметром d и с возможностью установки в ней трубопровода с наружным диаметром  для охлаждающей воды, а между осью и бочкой размещена теплоизоляция в виде полого цилиндра, при этом приводной конец оси выполнен замкнутым; величина соотношения d/D может составлять 0,60...0,62, а величина  где  - минимальный внутренний диаметр оси; в качестве теплоизоляции может использоваться асбестовая лента с толщиной, равной (0,16...0,17)d.
Приведенные соотношения приняты из конструктивных соображений и в результате опытной проверки (см. ниже.)
Сущность заявляемого технического решения заключается в разработке такой конструкции ролика печного рольганга, которая позволяет сохранять его высокую работоспособность при минимальных производственных затратах.
Предлагаемый ролик схематично показан на фиг.1.
Стальная полая бочка 1 ролика имеет длину ℓ, наружный диаметр  и внутренний D. Бочка насаживается на ось 2 и крепится на ней с помощью втулок 3. ось ролика 2 - полая, с наружным диаметром d=(0,60...0,62)D и внутренним -  длина оси-L. На оси установлена теплоизоляционная асбестовая лента 4, выполненная в виде полого цилиндра с наружным диаметром  внутренним - d, а толщина ленты
На концах оси выполнены цапфы 5 для установки оси (и ролика) в опорах.
Правый (на фиг.1) конец 6 оси - приводной и с этой стороны - ось замкнутая. На противоположном конце оси выполнено отверстие 7 для ввода в полость оси съемного трубопровода охлаждающей воды (не показан) с наружным диаметром .
Ролик работает следующим образом.
Предварительно в отверстие 7 оси собранного и установленного в опорах ролика вводится трубопровод и включается подача воды (показано стрелкой) для охлаждения ролика. При вращении ролика - трубопровод неподвижен (за счет зазора между ним и внутренней поверхностью оси), а использованная вода после вытекания из трубопровода возвращается по указанному зазору из отверстия 7 в магистраль. Непрерывная циркуляция воды обеспечивает требуемое охлаждение ролика, интенсивность которого регулируется величиной давления подаваемой воды.
Опытную проверку предлагаемого ролика осуществляли в проходной методической печи толстолистового стана 2350 ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат"
С этой целью при нагреве слябов различных размеров в печи стана на печном рольганге были установлены ролики предлагаемой конструкции с некоторыми вариациями их основных параметров. При этом длина ℓ бочки роликов и ее диаметр D были во всех случаях одинаковыми, так как величина ℓ определяется максимальной шириной транспортируемых слябов, а величина D (как и величина наружного диаметра) - максимальной нагрузкой на ролик. Результаты проверки оценивались по длительности рабочей компании роликов.
Наибольшую длительность работы показали ролики предлагаемой конструкции. Отклонения от оптимальных их параметров снижали износостойкость роликов. Так, увеличение наружного диаметра d оси (т.е. d/D≥0,62) приводило к необходимости уменьшения толщины
асбестовой ленты (δ≤0,16d), что ухудшало теплоизоляцию оси и трубопровода и приводило к перегреву ролика и преждевременному его износу. Уменьшение d (т.e. d/D≤0,6) вызывало необходимость уменьшения диаметра  трубопровода и количества циркулирующей воды, что также приводило к аналогичным отрицательным последствиям.
Увеличение зазора между трубопроводам и внутренней поверхностью оси  вызывает недопустимое уменьшение диаметра трубопровода и количества подаваемой в ролик воды, а уменьшение зазора  - ухудшает циркуляцию (возврат) воды.
Ролик печного рольганга, взятый в качестве ближайшего аналога (см. выше), в опытах не проверялся из-за его неприемлемости для транспортировки горячих слябов. Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известным объектом.
По данным технико-экономических исследований внедрение заявляемого способа на толстолистовом стане 2350 ОАО "ММК" позволит сократить производственные затраты (за счет продления срока службы роликов печного рольганга этого стана) почти на 8% и повысить производительность стана не менее, чем на 5%.
Пример конкретного выполнения
Ролик печного рольганга проходной печи толстолистового стана служит для транспортировки слябов. И имеет вид, показанный на фиг.1.
Основные параметры ролика:
L=4362 мм; ℓ=2608 мм;  D=195 мм; d=0,61·D=0,61·195≅119 мм; толщина теплоизоляции, выполненной из асбестовой ленты δ=0,165·d=0б165·119≅20 мм, т.е.  наружный
диаметр вводимого в ось ролика трубопровода