DE19748305A1

DE19748305A1 - Stranggießkokille

Info

Publication number: DE19748305A1
Application number: DE19748305A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl Ing Scholz; Klaus-Peter Dipl Ing Eberwein; Axel Dipl Ing Weyer
Original assignee: SMS Schloemann Siemag AG; Schloemann Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 1999-05-06
Also published as: DE59811862D1; CN1219448A; ES2226052T3; JP4745473B2; US6142212A; JPH11207443A; EP0914888B1; EP0914888A1; CN1083306C; ATE274387T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stranggießkokille mit zwei einander gegenüberliegenden Schmalseiten und zwei einander gegen überliegenden, die Schmalseiten übergreifenden Längsseiten, wobei mindestens eine der Schmalseiten durch ein Verstellorgan auf die andere der Schmalseiten zu bzw. von ihr weg bewegbar ist.

Eine derartige Kokille ist z. B. aus der EP 0 613 743 A1 bekannt. Bei dieser Kokille wird die Schmalseite über eine elektromotorisch angetriebene Spindel und ein Getriebe verstellt, wobei über eine lösbare Kupplung der Neigungswinkel der Schmalseite verstellt werden kann.

Die Stranggießkokille des Standes der Technik ist insofern noch nicht ganz optimal, als zwischen dem elektromotorischen Antrieb und der Schmalseite mehrere mechanische Elemente angeordnet sind. Dies verursacht zum einen höhere Kosten, zum anderen erhöhten Wartungs bedarf. Darüber hinaus ist die Einstellgenauigkeit der Kokillen schmalseite durch die Summe der Spiele der dazwischenliegenden Einheiten (Kupplungen, Getriebe usw.) begrenzt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Stranggießkokille zur Verfügung zu stellen, bei der eine höhere Einstellgenauigkeit erreichbar ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Verstellorgan als zwei unabhängig voneinander betätigbare Hydraulikzylindereinheiten mit je einem Zylinder und einem relativ zum Zylinder in einer Verstell richtung verstellbaren Kolben ausgebildet ist.

Wenn die Hydraulikzylindereinheiten und die Schmalseite über trenn bare Kupplungen miteinander verbunden sind, können nach Bedarf einzelne Teile der Stranggießkokille, z. B. eine einzelne Schmalsei te, ausgewechselt werden, ohne die gesamte Stranggießkokille austau schen zu müssen.

Die Kupplungen weisen vorzugsweise ein Kupplungsspiel unter 0,3 mm auf, z. B. nur 0,1 mm. Ein derart geringes Kupplungsspiel kann dadurch erreicht werden, daß die Kupplungen aus je zwei Kupplungs hälften bestehen, daß den Hydraulikzylindereinheiten und der Schmal seite je eine Kupplungshälfte zugeordnet ist, daß die Kupplungs hälften entlang einer Kuppelfläche miteinander verschraubt sind und daß die Kuppelfläche die Verstellrichtung in einem von 90° ver schiedenen Winkel schneidet.

Wenn den Hydraulikzylindereinheiten Klemmkörper zum Arretieren der Kolben zugeordnet sind, kann sich die Lage der Schmalseite nicht von selbst verstellen. Wenn die Klemmkörper darüber hinaus federbe lastet sind, ist eine Verstellung der Kolben - bzw. hiermit korre spondierend der Schmalseite - nur möglich, wenn die Klemmkörper durch den Hydraulikdruck gelöst sind. Bei Ausfall der elektrischen Energieversorgung oder der Hydraulikflüssigkeit wird die Schmalseite daher automatisch in ihrer momentanen Position arretiert.

Wenn den Hydraulikzylindereinheiten Drucksensoren zum Erfassen der in den Hydraulikzylindereinheiten herrschenden Hydraulikdrücke zugeordnet sind, ist eine direkte Lastüberwachung der Stranggießko kille möglich.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfüh rungsbeispiels. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Stranggießkokille von oben und

Fig. 2 eine Schmalseite mit Verstellorgan.

Gemäß Fig. 1 weist eine Stranggießkokille zwei einander gegenüber liegende Schmalseiten 1 sowie zwei einander gegenüberliegende Längsseiten 2 auf. Die Längsseiten 2 übergreifen dabei die Schmal seiten 1. Gemäß Ausführungsbeispiel sind beide Schmalseiten 1 durch Verstellorgane 3 aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegbar. Prinzipiell ist aber auch hinreichend, wenn nur eine der Schmal seiten verstellbar ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besteht das Verstellorgan 3 einer Schmalseite 1 aus zwei unabhängig voneinander betätigbaren zwei Hydraulikzylindereinheiten 4. Jede Hydraulikzylindereinheit 4 weist einen Zylinder 5 und einen Kolben 6 auf, die in Gießrichtung x gesehen übereinander angeordnet sind.

Die Hydraulikzylindereinheiten 4 sind mit der Schmalseite 1 über trennbare Kupplungen 7 verbunden. Jede der Kupplungen 7 besteht aus je zwei Kupplungshälften 8, 9, von denen je eine der Schmalseite 1 und der zugehörigen Hydraulikzylindereinheit 4 zugeordnet ist. Ersichtlich sind die Kupplungshälften entlang einer Kuppelfläche miteinander verbunden, welche die Verstellrichtung y der Hydraulik zylindereinheit 4 in einem von 90° verschiedenen Winkel α schneidet. Um die Kupplungen 7 trennbar zu halten, ist die Verbindung der Kuppelflächen 10 vorzugsweise als Verschraubung ausgebildet. Mit dieser obenstehend beschriebenen Ausbildung der Kupplungen 7 kann das Kupplungsspiel auf 0,1 mm reduziert werden.

Den Hydraulikzylindereinheiten 4 sind ferner federbelastete Klemm körper 11 zugeordnet. Mittels dieser Klemmkörper 11 können die Kolben 6 relativ zu den Zylindern 5 arretiert werden. Die Schmal seite 1 kann sich daher bei betätigtem Klemmkörper 11 nicht von selbst verstellen. Aufgrund der Federbelastung der Klemmkörper 11 arretieren die Klemmkörper 11 selbsttätig, wenn die elektrische Energieversorgung der Hydraulikzylindereinheiten 4 ausfällt oder wenn z. B. aufgrund eines defekten Schlauches der Hydraulikdruck plötzlich abfällt.

Wie ferner aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind den Hydraulikzylinder einheiten 4 Drucksensoren 12 zum Erfassen der in den Hydraulikzylin dereinheiten 4 herrschenden Hydraulikdrücke zugeordnet. Über den Hydraulikdruck kann bspw. ermittelt werden, wie verformbar ein gerade gegossener Strang ist, der sich in der Stranggießkokille befindet. Die durch die Drucksensoren 12 erfaßten Drücke werden Positionsregelkreisen 13 als Korrekturgrößen zugeführt. Als Ist größen werden diesen Regelkreisen 13 die Signale von Linearweggebern 14 zugeführt, mittels derer die Stellung der Kolben 6 relativ zu den Zylindern 5 erfaßt wird. Linearweggeber für Hydraulikzylinder sind an sich bekannt, so daß eine eingehende Schilderung an dieser Stelle entbehrlich ist.

Den Positionsregelkreisen 13 wird ferner von einer nicht dargestell ten, übergeordneten Steuerung eine Sollgröße zugeführt. Aus der Differenz von Sollgröße und Istgröße ermitteln die Positionsregel kreise 13 dann unter Berücksichtigung des in dem entsprechenden Hydraulikzylinder 4 herrschenden Druckes als Korrekturgröße ein Verstellsignal. Das Verstellsignal wird einer Hydraulikpumpe 15 zugeführt, mittels derer die korrespondierende Hydraulikzylinder einheit 4 betätigbar ist.

Durch die Linearweggeber 14 sind die Positionen der Kolben 6 relativ zu ihren korrespondierenden Zylindern 5 erfaßbar. Der relative Verstellweg der Kolben 6 kann also direkt durch die Linearweggeber 14 erfaßt werden. Um diese relative Verstellung in eine absolute Verstellung der Schmalseite 1 umrechnen zu können, ist noch ein Bezugspunkt erforderlich. Zum Kalibrieren der Positionsregelung für die Schmalseite wird die Schmalseite 1 daher vor einem Stranggießen von der anderen Schmalseite 1 weg bewegt, bis sie an Anschlägen 16 anstößt. Diese Anschläge 16 stellen bezüglich der Stranggießkokille feste Bezugspunkte dar. Unter Berücksichtigung des bei Erreichen der Anschläge 16 anstehenden Signale der Linearweggeber 14 können die danach von den Linearweggebern 14 übermittelten Signale daher in einen absoluten Verstellweg für die Schmalseite 1 umgerechnet werden. Die Lageregelung der Schmalseite 1 kann daher auf diese Weise kalibriert werden.

Mit der nunmehr bestehenden Möglichkeit, aufgrund des erfaßbaren Hydraulikdruckes die Verstellkräfte berechnen zu können, kann nunmehr auch die Schmalseitenanstellung im Gießbetrieb optimiert werden. Hierzu werden den Positionsregelkreisen 13 der Schmalseite 1 auch die erfaßten Drücke des anderen Positionsregelkreises 13 der Schmalseite 1 zugeführt. Aus der Differenz oder dem Verhältnis der Drücke zueinander kann dann erfaßt werden, ob die Schmalseiten anstellung korrekt ist. Wenn bspw. das Verhältnis des von dem in Fig. 2 oberen Drucksensor 12 erfaßten Druckes zu dem durch den in Fig. 1 unteren Drucksensor 12 erfaßten Druck zwischen 1 : 1 und 3 : 1 liegt, erfolgt keine Änderung des Anstellwinkels β. Wird hingegen das Verhältnis 3 : 1 überschritten, wird der Anstellwinkel β ver größert, bis das Verhältnis der Drücke den Wert 2 : 1 erreicht. Wird umgekehrt der Wert 1 : 1 unterschritten, wird der Anstellwinkel β verkleinert, bis das Druckverhältnis 2 : 1 beträgt.

Bezugszeichenliste

1

Schmalseiten

2

Längsseiten

3

Verstellorgane

4

Hydraulikzylindereinheiten

5

Zylinder

6

Kolben

7

Kupplungen

8

,

9

Kupplungshälften

10

Kuppelfläche

11

Klemmkörper

12

Drucksensoren

13

Positionsregelkreise

14

Linearweggeber

15

Hydraulikpumpen

16

Anschläge
x Gießrichtung
y Verstellrichtung
α, β Winkel

Claims

1. Stranggießkokille mit zwei einander gegenüberliegenden Schmal seiten (1) und zwei einander gegenüberliegenden, die Schmal seiten (1) übergreifenden Längsseiten (2), wobei mindestens eine der Schmalseiten (1) durch ein Verstellorgan (3) auf die andere der Schmalseiten (1) zu bzw. von ihr weg bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellorgan (3) als zwei unabhängig voneinander betätigbare Hydraulikzylindereinheiten (4) mit je einem Zylin der (5) und einem relativ zum Zylinder (5) in einer Verstell richtung (y) verstellbaren Kolben (6) ausgebildet ist.

2. Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikzylindereinheiten (4) in Gießrichtung (x) gesehen übereinander angeordnet sind.

3. Stranggießkokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikzylindereinheiten (4) und die Schmalseite (1) über trennbare Kupplungen (7) miteinander verbunden sind.

4. Stranggießkokille nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen (7) ein Kupplungsspiel unter 0,3 mm auf weisen.

5. Stranggießkokille nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen (7) aus je zwei Kupplungshälften (8, 9) bestehen, daß den Hydraulikzylindereinheiten (4) und der Schmalseite (1) je eine Kupplungshälfte (8, 9) zugeordnet ist, daß die Kupplungshälften (8, 9) jeder Kupplung (7) entlang einer Kuppelfläche (10) miteinander verschraubt sind und daß die Kuppelfläche (10) die Verstellrichtung (y) in einem von 90° verschiedenen Winkel (α) schneidet.

6. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Hydraulikzylindereinheiten (4) Klemmkörper (11) zum Arretieren der Kolben (6) zugeordnet sind.

7. Stranggießkokille nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (11) federbelastet sind.

8. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß den Hydraulikzylindereinheiten (4) Drucksensoren (12) zum Erfassen der in den Hydraulikzylindereinheiten (4) herrschenden Hydraulikdrücke zugeordnet sind.

9. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß den Hydraulikzylindereinheiten (4) Linearweggeber (14) zur Erfassung der Stellung der Kolben (6) relativ zu den Zylindern (5) zugeordnet sind.

10. Betriebsverfahren für eine Stranggießkokille mit Schmalseiten (1), wobei mindestens eine Schmalseite (1) durch mindestens eine Hydraulikzylindereinheit (4) mit einem Zylinder (5) und einem Kolben (6) verstellt wird, wobei die Position des Kolbens (6) relativ zum Zylinder (5) durch einen der Hydraulikzylinder einheit (4) zugeordneten Linearweggeber (14) erfaßt wird und einem Positionsregelkreis (13) zum Betätigen einer Hydraulik pumpe (15) für die Hydraulikzylindereinheit (4) zugeführt wird.

11. Betriebsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Hydraulikflüssigkeit herrschende Druck erfaßt und dem Positionsregelkreis (13) als Korrekturgröße zugeführt wird.

12. Betriebsverfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Schmalseite (1) auch durch eine zweite Hydraulikzylindereinheit (4) verstellt wird, daß der in der zweiten Hydraulikzylindereinheit (4) herrschende Hydraulikdruck erfaßt wird und dem Positionsregelkreis (13) der ersten Hydrau likzylindereinheit (4) als Korrekturgröße zugeführt wird.

13. Betriebsverfahren für eine Stranggießkokille mit mindestens einer durch ein Verstellorgan (3) - vorzugsweise durch minde stens eine Hydraulikzylindereinheit (4) - verstellbaren Schmal seite (1), dadurch gekennzeichnet, daß zur Lageregelung der Verstellweg des Verstellorgans (3, 6) durch einen Linearweggeber (14) erfaßt wird und daß zum Kalibrieren der Lageregelung die Schmalseite (1) zunächst zu einem bezüglich der Stranggießkokille festen Punkt, (16), z. B. einem Anschlag (16), verfahren und dann die vom Linearweggeber (14) übermittelten Signale unter Berücksichti gung des bei Erreichen des festen Punktes (16) anstehenden Signals in einen absoluten Verstellweg für die Schmalseite (1) umgerechnet werden.