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Vorrichtung zum Stützen eines Stranges in Stranggiessanlagen
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Schnitt durch den Träger, aber mit an den Kanten des Stranges angeordneten Rollenpaaren, Fig. 4 eine schematische Darstellung einer geradlinigen Bewegung des Trägers, Fig. 5 eine Drehbewegung des Trägers, Fig. 6 eine Kombination einer geradlinigen und einer Drehbewegung des Trägers, Fig. 7 einen Schnitt durch eine Kreisbogenanlage mit einem, unterhalb der Kokille angeordneten, geradlinig beweglichen Träger, Fig. 8 einen Schnitt durch den oberen Teil der Stranggiessanlage gemäss Fig. 7 mit einem drehbar beweglichen Träger, Fig. 9 einen Schnitt durch den Träger entlang der Linie IX-IX der Fig. 8 und Fig. 10 einen Schnitt durch die Kokille entlang der Linie X-X der Fig. 8.
Gemäss Fig. l wird flüssiges Metall, beispielsweise Stahl, aus einem Zwischenbehälter-l-in eine einen offenen Formhohlraum --15-- aufweisende, oszillierbare Kokille --2-- gegossen. Die Kokille --2-- wird gekühlt. Ein die Kokille verlassender, eine erstarrte Randzone-19- aufweisender Strang --11-- wird von einem Stützeinrichtungen-8-aufweisenden Träger-7- gestützt, hierauf in einer mit der Struktur der Anlage fest verbundenen Strangführung --12-- geführt, durch nicht dargestellte Kühleinrichtungen weiter gekühlt und mittels Ausziehwalzen-14-- ausgezogen.
Der Strang --11-- wird zwischen Kokille --2-- und der aus allseitig um den Strangumfang angeordneten Führungsrollen --13-- bestehende Stranführung --12-- durch einen quer zur Stranglängsachse frei beweglich gelagerten Träger-7-gestützt. Dadurch wird die noch dünne Kruste gehalten und schädliche Ausbauchungen werden vermieden. Die Stützeinrichtungen bestehen aus, wie in Fig. l und 2 gezeigt, an den Flächen des Stranges anliegenden Rollen --8-- oder, wie in Fig. 3
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Diagonalen des Strangquerschnitts mit unerwünschter unterschiedlicher Länge nicht zulässt.
Die Rollen-8 bzw. 21-sind im Träger --7 bzw. 20-gegen einen festen Anschlag begrenzt beweglich gelagert, so dass einerseits der gegenüber dem Strang einen um den Betrag der Schrumpfung grösseren Querschnitt aufweisende Kaltstrang durch die Rollen bewegt werden kann, aber anderseits bei der Bewegung des Trägers quer zur Strangachse die Rollen ihre gegenseitige Lage beibehalten. An Stelle der Rollen können Kühlplatten als Stützeinrichtungen am Träger-7- befestigt werden.
Die Lagerung des Trägers --7-- wird beispielsweise durch eine Anzahl von Kugeln die
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oder- 15-- begrenzenden Kokilleninnenwände --16,17-- durch wechselnde, nicht beherrschbare Wärmebelastungen beansprucht. Dies hat zur Folge, dass sich die Kokilleninnenwände verwerfen, während der Strang in der durch die Strangführung --12-- bestimmten Lage starr geführt wird.
Dadurch wird der Strang einseitig an eine Kokillenwand gedrückt und demzufolge ungleich gekühlt.
Weiter wird dadurch die Kokille ungleichmässig abgenutzt. Durch die beschriebene, quer zur Stranglängsachse allseitig beweglich angeordnete Abstützung des Stranges zwischen Kokille--2--und Strangführung --12-- kann die Beanspruchung des noch eine dünne Kruste--19--aufweisenden Stranges vermindert werden, weil die auftretenden Kräfte durch den grösseren Abstand der starren Führungen (Kokille-Strangführung) reduziert werden.
In Fig. 4 ist mit-30-die Lage eines quadratischen Strangquerschnitts mit Zentrum-31bei Giessbeginn bezeichnet. Während des Giessens kann sich beispielsweise der Kokilleninnenmantel
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der gleichen Ebene beim Kokillenaustritt. Durch den beweglich angeordneten Träger-7-erhält der Strang die Gelegenheit, sich ohne Verlust der Stützwirkung ebenfalls in die Lage --34-- zu bewegen. Nachdem der Strang den stützenden Träger --7-- verlassen hat, gelangt er in die auf den anfänglichen Kokillenquerschnitt ausgerichtete Strangführung--12--.
Da aber durch die zwischen Kokillenaustritt und Beginn der Strangführung --12-- auftretende Kühlung, beispielsweise durch nicht gezeichnete Sprührohre, der Strang nach Austritt aus dem Träger-7-eine wesentlich grössere Krustendicke und Festigkeit aufweist, wird er durch das Zurückbiegen in die Strangführung --12-praktisch keinen Beschädigungen ausgesetzt sein.
In Fig. 55 ist wieder mit--30--die Lage des Strangquerschnitts beim Kokillenaustritt mit dem Zentrum --31-- zu einem bestimmten Zeitpunkt dargestellt. Es hat sich gezeigt, dass in einigen Fällen der Kokilleninnenmantel sich im Laufe des Giessens in Richtung--40--verdreht. Die sich einstellende Lage des Austrittsquerschnitts ist mit--41--bezeichnet. Durch die Beweglichkeit des
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den Strang stützenden Trägers, d. h. durch eine um im Bereich der Stützung im wesentlichen parallele Achse zur Stranglängsachse erfolgende Drehbewegung des Trägers, wird eine Stützung ohne Beanspruchung des Stranges zwischen Kokille und Strangführung ebenfalls möglich.
Wäre beispielsweise der Träger-7-starr mit der Struktur der Anlage oder der Kokille verbunden, so würde er in der Lage --30-- verharren. Die Folge wäre eine Verdrehung des Stranges relativ zum Kokilleninnenmantel, was unter anderem wegen der ungleichen Kühlung in der Kokille eine Rhombusbildung des Stranges begünstigt.
Fig. 6 zeigt eine Kombination der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Bewegungen. Die Lage des Stranges zu einem bestimmten Zeitpunkt ist wieder mit--30--bezeichnet. Durch die Verschiebung
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worauf der Strang eine endgültige Lage --54-- einnimmt. Durch die Beweglichkeit des Trägers --7-- in jeder Richtung quer zur Stranglängsachse, wird der Strang auch nach Durchführung einer solchen Bewegung unterhalb der Kokille immer noch einwandfrei gestützt, ohne dass er durch die beschriebenen schädlichen Wirkungen beansprucht wird.
In vielen Fällen ist es vorteilhaft, den Träger --7-- mit der Kokille --2-- zu verbinden, so dass die erste der Kokille folgende Stützeinrichtung auch bei der normalerweise angewandten Kokillenoszillationsbewegung immer denselben Abstand von der Kokillenaustrittsöffnung hat, was besonders bei grösseren Giessgeschwindigkeiten wichtig ist. Beispielsweise wird beim Vergiessen von Brammen die Querbewegung des Stützeinrichtungen aufweisenden Trägers durch ein Verfahren gesteuert, bei dem zuerst die Art des Anliegens des Stranges in der Kokille bestimmt wird und hernach ein ungleichmässig stattfindendes Anliegen durch eine entsprechende Bewegung des Trägers korrigiert wird.
Ein solches Verfahren wird an Hand von Fig. 7 für eine Kreisbogenanlage beschrieben.
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--77-- und- sind in einem Träger --66-- unter Beibehaltung eines konstanten Abstandes zwischen korrespondierenden Rollen gelagert. Der Träger --66-- ist in einer Richtung quer zur Strangachse beweglich gelagert. Die Kokille --62-- ist in Strangrichtung oszillierbar an einem Hebel-80angeordnet. Der Träger --6-- wird auf der einen Seite durch einen Zapfen--85--, eine Lasche - -84-- und Schrauben --83-- am Rahmen der Kokille befestigt. Auf der andern Seite erfolgt die Verbindung über einen Kolben-68-, ein Gehäuse --69-- und einen mit dem Rahmen verbundenen Support-88--.
Durch diese Anordnung oszilliert der Träger-66-zusammen mit der Kokille-62-, unter Beibehaltung eines konstanten Abstandes zu dieser. Für grossformatige Maschinen könnte der Träger-66-an der Struktur der Anlage beweglich gelagert werden.
Die Kokille --62-- weist den Formhohlraum begrenzende Platten-86, 87- auf, die durch zwei getrennt voneinander angeordnete Kühlkammern --89 und 91-gekühlt werden. Auf der Seite des Aussenradius der Kokille ist der Kühlmitteleintritt bei-63-- und der Austritt bei-64-. Auf der Seite des Innenradius tritt das Kühlmittel bei--90--in die Kühlkammer --91-- ein und bei --92-- aus.
Erfolgt nun das Anliegen des Stranges in der Kokille ungleichmässig, z. B. bedingt durch ungleichmässige Schrumpfung der Strangkruste, durch ein ungleiches Verziehen der Platten-86, 87-, so kann sich dies in einem früheren Abheben des Stranges von der Kokillenwand auf der Seite des
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Signale dieser Messgeräte werden diskriminiert und mit dem entstehenden Abweichungssignal ist es möglich, die Bewegung des Trägers --66-- so zu steuern, dass dass ungleiche Anliegen des Stranges korrigiert wird, d. h. die Punkte--74 und 75--kommen auf das gleiche Niveau zu liegen. Durch die Bewegung des Trägers quer zur Stranglängsrichtung wird die Kühlung über den Umfang verändert, bis dieselbe gleichmässig ist.
Im gezeigten Falle wird der Kolben --68-- so lange in kurzen Zeitabständen stufenweise bewegt, bis beidseitig die gleichen Wärmeleistungen abgeführt werden, wodurch das Abweichungssignal erlischt und die korrigierende Bewegung unterbrochen wird.
Da bei Bogenanlagen aus geometrischen Gründen die beiden gekrümmten Seiten des Stranges ungleiche Kühlung aufweisen können, kann die Bewegung des Trägers so gesteuert werden, dass der Strang an einer Innenwand, beispielsweise an der Wand--87--, mehr anliegt, wodurch die Kühlung
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an dieser Seite des Stranges grösser wird. Da die nachfolgende Sekundärkühlung auf der Innenseite in solchen Fällen kleiner ist, wird die ungleiche Erstarrung ausgeglichen.
Es ist auch denkbar, die Messwerte der abgeführten Wärmemengen visuell zu vergleichen und die gewünschte Verstellung durch eine Spindel od. ähnl. bekannte Einrichtungen von Hand durchzuführen.
An Hand von Fig. 8, 9 und 10 wird ein weiteres Beispiel zum Bewegen des stützenden Trägers beschrieben. Nach Fig. 8 wird flüssiges Metall in eine Kreisbogenkokille-198-gegossen. Zwischen der Kokille --193-- und einer nicht gezeichneten Strangführung ist ein den Strang stützender Träger
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--195-- in--197-- gelagert, die auf einer mit der Struktur der Anlage fest verbundenen Führung-199- abgestützt sind. Im Träger-193-sind Stützrollen-194-angebracht. Die Kühlkammer --190-- der Kokille--198--ist, wie Fig. 10 zeigt, in mehrere in Strangrichtung verlaufende und um den Strangumfang getrennt angeordnete Kühlmittelkanäle --211 bis 218-unterteilt.
Durch diese Lagerung des Trägers --193-- sind eine gesteuerte Drehbewegung und nicht gesteuerte Verschiebebewegungen möglich. Die Drehbewegung wird durch einen Kolben --202-- über einen Zapfen --201-- auf den Träger-193-übertragen. Der Kolben --201-- ist in einem Zylinder --208-- gelagert, der mit der Struktur --207-- der Anlage fest verbunden ist.
Wird nun beispielsweise festgestellt, dass in den Kammern-211 und 215--während einer vorgegebenen Zeitspanne die Kühlleistung ansteigt und gegebenenfalls in den Kammern-213 und
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Bereichen der Kühlkammern-211 und 215-liegt der Strang intensiver an, wogegen in den Bereichen der Kammern--213 und 217-sich der Strang früher von den Innenwänden-191 und 192--abhebt. Die dadurch entstehende Wärmedifferenz wird mit bekannten Einrichtungen durch Steuern des Kolbens --206-- eliminiert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Stützen eines Stranges in Stranggiessanlagen mit einem kurzen, zwischen der Kokille und der nachgeordneten Strangführung angebrachten, Stützeinrichtungen aufweisenden Träger,
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gegenseitigen Lage der Stützeinrichtungen (8, 21, 67, 194) in mindestens einer Richtung quer zur Stranglängsachse frei bzw. zwangsläufig beweglich gelagert ist.
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