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Die Erfindung betrifft eine Stranggiesseinrichtung, insbesondere zum Stranggiessen von Stahl, mit einer Kokillen-Stützeinrichtung und einer gegenüber dieser oszillierend gelagerten Kokille, wobei die Kokille an der Kokillen-Stützeinrichtung über sich etwa quer zur Oszillationsrichtung erstreckende und Kräfte im elastischen Bereich aufnehmende Führungselemente abgestützt ist, wobei die Führungselemente etwa parallel zueinander und in Oszillationsrichtung im Abstand übereinander angeordnet sind.
Eine Stranggiesseinrichtung dieser Art ist aus der DE-A- 2 248 066 bekannt. Die Kokille ist bei dieser Stranggiesseinrichtung über zwei parallel zu einander und übereinander angeordnete Federpakete, die von Bandfedem gebildet sind, seitlich geführt Die Oszillation wird durch einen Hydraulikzylinder bewerkstelligt, der einerseits am Stützgerüst und andererseits an einer Konsole der Kokille angreift. Die beiden Federpakete, die jeweils an einer Kokillenseite angeordnet sind und einerseits am Stützgerüst und anderseits an der Kokille fest eingespannt sind, haben hierbei die Führungskräfte aufzunehmen, d. h sie werden auf Zug oder Druck belastet. Sie müssen wegen der Druckbelastung auf Knickung dimensioniert werden, wodurch sich eine grosse Dicke der Federpakete ergibt, und zwar eine weit grössere Dicke als für die maximal auftretenden Zugkräfte erforderlich ist.
Um hierbei die Biegebeanspruchungen im zulässigen Bereich zu halten ist es erforderlich, die Federpakete entsprechend lang zu dimensionieren. Durch die grosse Dicke der Federpakete ergeben sich höhere Antriebskräfte, d. h. der Oszillationsantrieb muss entsprechend stärker bemessen werden Nachteilig ist bei dieser bekannten Konstruktion weiters, dass die Lebenserwartung der Federpakete durch die hohe Biege-Wechselbeanspruchung, die sich aufgrund der grossen Dicke ergibt, vermindert ist und dass zudem, um die Biege- Wechselbeanspruchung in einem zulässigen Rahmen zu halten, ein erhöhter Platzbedarf infolge der grossen Baulänge der Federpakete erforderlich ist.
Hierdurch leidet jedoch die Führungsgenauigkeit der Kokille, zumal durch die längeren Federpakete ein grösseres elastisches Verhalten bewirkt wird, wodurch sich wiederum grössere Auslenkungen und Abweichungen der Kokille von der gewünschten Führungsbahn ergeben Weiters machen sich thermische Einflüsse bei längeren Federpaketen verstärkt bemerkbar, und zwar durch Abweichungen der Kokille von der gewünschten Führungsbahn.
Aus der EP-A- 150 357 ist eine Strangführung für eine Stranggiesskokille bekannt, bei der die Führung der Kokille mittels einer Blattfeder bewerkstelligt ist, die beiderends in einem Federträger brückenartig eingespannt ist und wobei mittig der Blattfeder die Kokille an der Blattfeder angreift Eine solche Führungseinrichtung bedingt einen sehr grossen Platzbedarf in Richtung der Blattfedernachse. Somit kann eine solche Führung nur dort vorgesehen werden, wo seitlich der Kokille genügend Platz vorhanden ist Dies ist in der Regel bei Bloom- bzw Knüppelanlagen nicht der Fall, so dass von dieser Führungsart für solche Anlagen kein Gebrauch gemacht werden kann.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, eine Stranggiesseinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die neben einer hohen Führungsgenauigkeit für die Kokille nur einen geringen Platzbedarf und geringe Antriebskräfte für den Oszillationsantrieb erfordert Insbesondere soll der Platzbedarf so gering sein, dass eine Anwendung für Bloom- und Knüppelanlagen in einfacher Weise möglich ist
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass mindestens ein erstes Führungselement sich von der Kokillen-Stützeinrichtung zur Kokille in einer ersten Richtung und mindestens ein zweites Führungselement sich von der Kokillen-Stützeinrichtung zur Kokille in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung erstreckt.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform sind an der Kokille jeweils mindestens ein sich zur Kokillen-Stützeinrichtung und an der Kokillen-Stützeinrichtung jeweils mindestens ein sich zur Kokille erstreckender Stützarm vorgesehen, die in etwa parallel zueinander und in Oszillationsrichtung gesehen einander etwa überdeckend angeordnet sind, und erstreckt mindestens ein Führungselement sich von dem Endbereich des einen Stützarms zu dem Endbereich des anderen Stützarms und ist dort selbst jeweils befestigt.
Zur kippsicheren Abstützung der Kokille ist es zweckmässig, dass jeweils mindestens zwei erste Führungselemente und zwei zweite Führungselemente vorgesehen sind, wobei jeweils von einem ersten und einem zweiten Führungselement gebildete Gruppen in einem in Oszillationsrichtung vorgesehenen Abstand voneinander angeordnet sind Bei dieser Ausführungsform übernimmt der Oszillationsantrieb keine Führungskräfte. Für den Fall, dass die Kokille über den Oszillationsantrieb kippsicher abgestützt ist, d. h. durch den Oszillationsantrieb gehindert ist zu kippen, z.
B. über Exzenterantriebe in Oszillation versetzt wird, wie dies in der EP-A- 0 150 357 beschrieben ist,
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genügt jedoch eine einzige, von einem ersten und einem zweiten Führungselement gebildete Gruppe
Für Bogenkokillen ist die Stranggiesseinrichtung vorteilhaft dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Führungselement und ein zu diesem etwa parallel angeordnetes zweites Führungselement im Winkel zu einem weiteren ersten Führungselement und dem dazu etwa parallel angeordneten zweiten Führungselement vorgesehen sind, wobei vorteilhaft für eine Bogenkokille die Längsachsen der Führungselemente in etwa auf Radiusstrahlen des von der Bogenkokille definierten Bogens orientiert sind
Zweckmässig bilden das erste und das zweite Führungselement mit jeweils einem Stützarm eine Baueinheit.
Diese Ausrührungsform gestattet eine einfache Konstruktion und ein einfaches Einbauen der Führungselemente bzw auch einen einfachen Austausch derselben. Zudem lassen sich die Führungselemente in besonders einfacher Weise konstruktiv dort vorsehen, wo sie platzmässig am leichtesten untergebracht werden können.
Vorteilhaft sind die Führungselemente von Federbändern, insbesondere jeweils von Federbänderpaketen gebildet, es ist jedoch auch möglich, Seile, Stäbe und/oder Membranen an sich bekannt aus der DE-A1 195 47 780 als Führungselemente einzusetzen.
Zweckmässig sind die Führungselemente aus Stahl oder Kunststoff, wie z. B Kohlefaser oder Glasfiber, gebildet
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausrührungsbeispiele näher erläutert, wobei Fig. 1 einen Schnitt durch eine Knüppelkokille und Fig 2 einen Grundriss dieser Kokille veranschaulichen Die Fig 3 und 4 zeigen Ausführungsformen für Bogenkokillen ebenfalls im Schnitt. Die Fig. 5,6 sowie 7,8 zeigen weitere Ausrührungsformen der Erfindung, wobei die Fig. 5 und 7 Schnitte analog zur Fig 1 und die Fig 6 und 8 Teilschnitte gemäss den Linien VI/VI und VIIIMII der Fig. 5 bzw. 7 veranschaulichen. In Fig. 9 ist ein Detail der Erfindung im Schnitt gezeigt, Fig. 10 veranschaulicht einen Schnitt gemäss der Linie X/X der Fig 9.
Die Fig. 11bis 14 zeigen weitere Ausgestaltungen der Erfindung in zu Fig. 1 analoger Darstellung
Mit 1 ist eine mit einer Innenkühlung versehene Rohrkokille einer Stranggiesseinrichtung zum Giessen eines Knüppels bezeichnet. Diese Kokille 1 - sie könnte auch aus Platten gebildet sein - ist in einer Trageinrichtung 2, wie einem Hubtisch, der auch als Wasserkasten zur Kühlmittelversorgung der Kokille 1 ausgebildet sein kann, eingesetzt und wird von diesem getragen. Zur Abstützung der Kokille 1 gegenüber dem Fundament bzw. einem am Fundament befestigten Traggerüst 3 dient eine am Fundament bzw. Traggerüst 3 befestigte Kokillen- Stützeinrichtung 4, die, wie nachfolgend beschrieben ist, mit der Kokille 1, d. h. deren Trageinrichtung 2 verbunden ist.
Von der Kokille 1, d. h. von deren Trageinrichtung 2, erstrecken sich jeweils seitlich der Kokille angeordnete Stützarme 5 von der Kokille 1 weg hin zur Kokillen-Stützeinrichtung 4, u.zw jeweils zwei Stützarme 5 im oberen Bereich der Längserstreckung der Kokille 1 und zwei Stützarme 5 im unteren Bereich der Längserstreckung der Kokille 1 ; somit sind insgesamt vier Stützarme 5 vorgesehen. Die Stützarme 5 sind etwa parallel zueinander ausgerichtet und mit der Trageinrichtung 2 starr verbunden.
Desgleichen erstrecken sich von der Kokillen-Stützeinrichtung 4 vier Stützarme 6, die mit der Kokillen-Stützeinrichtung 4 starr verbunden sind, in Richtung zur Kokille 1, die ebenfalls parallel zueinander und etwa parallel zu den sich von der Kokille 1 zur Kokillenstützeinrichtung 4 erstreckenden Stützarmen 5 ausgerichtet sind.
Die Stützarme 5 und 6 sind so zueinander ausgerichtet, dass jeweils ein Stützarm 5 der Trageinrichtung 2 knapp benachbart zu einem Stützarm 6 der Kokillen-Stützeinrichtung 4 liegt
Jeweils ein Ende 5' eines sich von der Kokille 1 weg erstreckenden Stützarms 5 der Trageinrichtung 2 ist über ein Führungselement 7, das etwa parallel zu den Stützarmen 5,6 ausgerichtet ist, mit dem freien Ende 6' des sich von der Kokillen-Stützeinrichtung 4 zur Kokille 1 erstreckenden Stützarms 6 verbunden, u.zw. über eine Distanz 8 zwischen den Führungselementen 7 und den Stützarmen 5 und 6 freistellende Konsolen 9. Weiters sind noch Führungselemente 10 vorgesehen, die ebenfalls an Konsolen 11, die einerseits an der Trageinrichtung 2 bzw. am Anfangsbereich 5" der Stützarme 5 und an der Kokillenstützeinrichtung 4 angeordnet sind, befestigt sind.
Hierdurch ergeben sich jeweils zwei Paare von eng benachbart liegenden Führungselementen 7 und 10, wobei sich bei jedem Paar ein Führungselement 7 von der Kokillenstützeinrichtung 4 zur Kokille 1 in einer ersten Richtung I und ein zweites Führungselement 10 sich von der Kokillen- Stützeinrichtung 4 zur Kokille 1 in eine zur ersten Richtung I entgegengesetzten Richtung II
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erstreckt. Die Führungselemente 7,10 jedes Führungselementpaares sind in etwa zueinander parallel ausgerichtet und in Oszillationsrichtung III der Kokille 1 im Abstand 12 übereinander angeordnet, sie könnten auch nebeneinander liegend angeordnet sein Die Führungselemente 7, 10 können von Federbandern, insbesondere von Federbänderpaketen, gebildet sein Da sie jedoch lediglich Zugkräne aufzunehmen haben, können sie auch von Seilen gebildet sein.
Für die Führungselemente 7,10 haben sich weiters auch Stäbe bewährt. Im Falle, des Verwendens von Federbändem sind diese so angeordnet, dass sie in den Richtungen quer zur Oszillationsrichtung III biegesteif und in Oszillationsrichtung III biegeweich sind.
Vorzugsweise sind die Führungselemente 7,10 aus Stahl oder Kunststoff/wie z. B. Kohlefaser oder Glasfiber, gebildet.
Gemäss dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die jeweils von zwei Führungselementen 7 und 10 gebildeten Führungselementpaare in Draufsicht auf die Stranggiesseinrichtung, d. h in Oszillationsrichtung III einander überdeckend vorgesehen. Dies müsste jedoch nicht sein ; könnten auch nebeneinander- oder hintereinanderliegend angeordnet sein. Bei Übereinander-Anordnung ist ein sich in Oszillationsrichtung III der Kokille I erstreckender Abstand 13 jeweils zwischen den Führungselementpaaren vorgesehen. Durch die Anordnung von insgesamt vier Führungselementpaaren 7,10 ist die Kokille 1 ohne Rücksicht auf einen Oszillationsantrieb 14 kippsicher abgestützt.
Als Oszillationsantrieb 14 dient ein Hydraulikzylinder, der zwischen der Kokillenstützeinrichtung 4 und der Trageinrichtung 2 vorgesehen ist. Gemäss dem in Fig 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hydraulikzylinder 14 einerseits an einem der sich von der Kokillen- Stützeinrichtung 4 zur Kokille 1 erstreckenden Stützarme 6 und einem zusätzlichen, sich von der Trageinrichtung 2 zur Kokillen-Stützeinrichtung 4 erstreckenden Stützarm 5 angeordnet. Wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen ist, genügt infolge der kippsicheren Abstützung der Kokille 1 ein einziger Hydraulikzylinder 14, dieser ist mittig zwischen den Führungselementpaaren 7,10 angeordnet.
Da es sich bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel um eine gerade Kokille 1 handelt, sind sämtliche Führungselemente 7 und 10 zueinander parallel ausgerichtet, so dass die Kokille 1 eine geradlinige Oszillationsbewegung durchführt
Durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung und Anordnung der Führungselemente 7 und 10 nehmen diese immer nur Zugkräfte auf, so dass deren Dimensionierung auf Knickbeanspruchung nicht erforderlich ist. Hierdurch ergeben sich geringe Querschnittsdimensionen für die Führungselemente 7 und 10, eine grosse Betriebssicherheit und eine hohe Lebenserwartung derselben Zudem findet eine automatische Kompensation von thermischen Dehnungen statt, so dass hierdurch bedingte Führungsabweichungen nicht auftreten können.
Die erfindungsgemässe Lösung zeichnet sich weiters durch eine kompakte Bauweise aus, wodurch auch geringere Führungsbahnabweichungen durch elastische Verformungen auftreten.
Gemäss den in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Führungselemente 7,10 für eine Bogenkokille 1' in etwa auf Radiusstrahlen 16 des vom Kokillenhohlraum definierten Bogens orientiert angeordnet. Gemäss Fig. 3 ist zur Erzeugung der Oszillationsbewegung ebenfalls ein einziger Hydraulikzylinder 14 vorgesehen, gemäss Fig. 4 ein mechanischer Antrieb 14' mit Kurbel mit Pleuel.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der beidseitig einer Kokille 1 jeweils ein einziges Führungselementpaar 7,10 vorgesehen ist, wobei die beiden Führungselementpaare 7,10 in ein- und derselben Höhenlage angeordnet sind. In diesem Fall ist die Kokille 1 kippsicher durch die Oszillationsantriebe 14' abgestützt. Zu diesem Zweck sind an einer Stützplatte 17 der Trageinrichtung 2 jeweils in den Eckbereichen Oszillationsantriebe 14', in dem in Fig. 5 dargestellten Ausrührungsbeispiel mechanische Oszillationsantriebe 14' vorgesehen, die synchron laufen.
Gemass dem in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausrührungsbeispiel sind die Führungselemente 7 und 10 als Membranen ausgeführt, die sich quer zur Oszillationsrichtung 111 erstrecken und die von der Kokille 1 und deren Trageinrichtung 2 zentral durchsetzt werden, d. h. die Führungselemente 7 und 10 sind als Ringmembranen ausgebildet. Da hier lediglich zwei Führungselemente 7 und 10 vorgesehen sind, die sich in entgegengesetzte Richtungen I und II im Sinne der Erfindung erstrecken, sind zur Sicherstellung einer kippsicheren Abstützung der Kokille 1 ebenfalls vier synchron laufende Hydraulikantriebe 14 vorgesehen, die in Eckbereichen einer Tragplatte 17 der Trageinrichtung 2 angeordnet sind.
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In den Fig. 9 und 10 ist eine Variante veranschaulicht, gemäss der ein Führungselementpaar 7, 10 mit zwei Führungselementen 7,10 und mit den zugehörigen Stützarmen 5,6 in einem Gehäuse 18 zu einer Baueinheit 19 zusammengefasst ist Der der Kokillen-Stützeinrichtung 4 zugeordnete Stützarm 6 durchsetzt das Gehäuse 18 - in Längsrichtung desselben gesehen-mittig an dessen Unterseite und ist mit dem Gehäuse 18 fix verbunden. Der der Kokille 1 zugeordnete Stützarm 5 durchsetzt das Gehäuse 18 mittig der Längserstreckung an der gegenüberliegenden Seite und ist gegenüber dem Gehäuse 18 beweglich. Beide Stützarme 5,6 sind etwa U-förmig gestaltet, wobei jeweils zwei Schenkel der U einander übergreifen, so dass die U-förmigen Stützarme 5,6 ineinandergeschachtelt zu liegen kommen.
Das Führungselement 7 ist zwischen den Endbereichen 5' und 6' der Stützarme 5 bzw. 6 angeordnet, das Führungselement 10 zwischen deren Anfangsbereichen 5" und 6". Auch hier erstrecken sich die Führungselemente 7,10 einerseits von dem der Kokille 1 zugeordneten Stützarm 5 zum der Kokillen-Stützeinrichtung 4 zugeordneten Stützarm 6 einmal in eine erste Richtung I und einmal in eine zur ersten Richtung I entgegengesetzte Richtung II.
In den Fig. 11 bis 14 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt, die mit den in den Fig. 9 und 10 dargestellten Baueinheiten 19 ausgestattet sind. Fig. 11 zeigt die Anordnung für eine Kokille 1 mit einem geraden Kokillenhohlraum. Fig 12 zeigt eine Anordnung fur eine bogenförmig gestaltete Kokille 1', wobei bei letzterer die beiden Baueinheiten 19 zueinander geneigt angeordnet sind, so dass die Führungselemente 7,10 der einen Baueinheit 19 einen Winkel a mit den Führungselementen 7,10 der zweiten Baueinheit 19, die im Abstand unterhalb der ersten vorgesehen ist, einschliessen. Auch hier liegen die Führungselemente 7, 10 in etwa auf Radiusstrahlen 16 des durch den bogenformigen Kokillenhohlraum definierten Bogens.
Fig. 13 veranschaulicht die vorteilhafte Anordnung der Baueinheiten 19 im vertikalen Abstand unterhalb einer Kokille 1, was den Vorteil hat, dass die Baueinheiten auch bei einer über die Giessbühne 20 hinausragenden Kokille 1 unterhalb der Giessbühne 20 in einer nicht störenden Position untergebracht werden können.
Fig. 14 veranschaulicht eine Ausführungsform, bei der vier Baueinheiten 19 knapp seitlich einer Kokille 1 vorgesehen sind, u.zw. jeweils zwei in Übereinanderanordnung und jeweils zwei an jeweils einer Seite der Kokille 1.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern sie kann in verschiedener Hinsicht modifiziert werden Beispielsweise kann bei entsprechender Anordnung der Kokillen-Stützeinrichtung 4 und der Trageinrichtung 2 auf Stützarme 5,6 auch verzichtet werden. Weiters ist es auch denkbar, eine Kokille 1 direkt an der Kokillen-Stützeinrichtung 4 ohne Zwischenschaltung einer Trageinrichtung 2 über Führungselemente 7,10 abzustützen
Patentansprüche:
1.
Stranggiesseinrichtung, insbesondere zum Stranggiessen von Stahl, mit einer Kokillen- stützeinrichtung (4) und einer gegenüber dieser oszillierend gelagerten Kokille (1, 1'), wobei die Kokille (1, 1') an der Kokillen-Stützeinrichtung (4) über sich etwa quer zur
Oszillationsrichtung (III) erstreckende und Kräfte im elastischen Bereich aufnehmende
Führungselemente (7,10) abgestützt ist, wobei die Führungselemente (7,10) etwa parallel zueinander und in Oszillationsrichtung (III) im Abstand (12) übereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erstes Führungselement (7) sich von der
Kokillen-Stützeinrichtung (4) zur Kokille (1, 1') in einer ersten Richtung (I) und mindestens ein zweites Führungselement (10) sich von der Kokillen-Stützeinrichtung (4) zur Kokille (1,
1') in einer zur ersten Richtung (I)
entgegengesetzten Richtung (11) erstreckt.