AT408199B - Giesswalze - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft eine Giesswalze für eine Dünnband-Giessanlage, insbesondere zum Stranggiessen von dünnen Bändern aus Stahl, mit einem im wesentlichen zylindrischen Kern, mit einem Mantel aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, der gegebenenfalls aussenseitig mit minde- stens einer Beschichtung versehen ist, mit einer Innenkühlung sowie mit einer Einstelleinrichtung zum Einstellen der Aussenkontur der Giesswalze in deren Stirnseiten-Endbereichen. 



   Eine Giesswalze dieser Art ist beispielsweise aus der EP-A - 0 664 173 bekannt. Giesswalzen dieser Art finden zum Stranggiessen hochschmelzender Metalle, wie beispielsweise Stahl, Anwen- dung. Hierbei werden zwei Giesswalzen dieser Art parallel zueinander angeordnet und um ihre jeweiligen Achsen gegensinnig in Drehung versetzt. Die Metallschmelze wird in einen zwischen den Giesswalzen definierten Spalt gegossen und beim Kontakt mit den Oberflächen der mit einer lnnenkühlung versehenen Giesswalzen sowie beim Durchlaufen des Spalts gekühlt und verfestigt, so dass das Metall in Form eines im wesentlichen durcherstarrten Bandes aus dem Giessspalt austritt.

   Die Banddicke ist durch die Breite des   Gessspaltes   und die Bandbreite durch die Länge des Giessspaltes, der endseitig von an den Stirnseiten der Giesswalzen anliegenden Dichtflächen begrenzt ist, bestimmt 
Hierbei ergibt sich das Problem von Wölbungen der Oberflächen der Giesswalzen, d. h. ein Abweichen der Oberflächen der Giesswalzen von der gewünschten streng zylindrischen oder leicht balligen Form. Der Grund hierfür ist in thermisch bedingten Verformungen der Mäntel der hoch hitzebelasteten Giesswalzen zu sehen. 



   Zur Verminderung der beim Stranggiessen auftretenden Walzenballigkeit bzw. zur Regelung der   Walzenballigkeit   ist es bekannt (JP-A - 60-27446), in den Giesswalzen konisch verjüngte Kolben vorzusehen Diese konisch verjüngten Kolben sind in zwei an jeweils in den entgegengesetzten Enden der Giesswalze angeordneten Kolbengleiträumen verschiebbar eingesetzt, so dass durch Verschieben des konisch verjüngten Kolbens in Axialrichtung die Aussenumfangsfläche der Giess- walze unter der Keilwirkung des konisch verjüngten Kolbens verformt wird.

   Hierbei ist es jedoch nicht zu vermeiden, dass die Kolben je nach Stellung in den   Kolbengleiträumen   an unterschied- lichen Stellen in Längsrichtung der Giesswalze gesehen Kräfte auf die Giesswalze, d. h. den Mantel der Giesswalze, ausüben, wodurch ein exakter Ausgleich der Walzenballigkeit, wenn überhaupt, nur sehr schwierig möglich ist. 



   Aufgrund der hohen spezifischen Wärmeströme, die beim Dünnbandgiessen beim Erstarrungs- prozess anfallen, kommt es insbesondere in den Stirnseiten-Endbereichen der Giesswalzen zu besonderen thermischen Beanspruchungen (Dehnungen und Spannungen), wodurch es hier zu grösseren Banddicken kommt als im Mittenbereich eines gegossenen Bandes. Anstatt des gefor- derten konkaven Profils weist das Band ein lokal erheblich konvex geformtes Profil auf. Man hat zwar versucht, durch eine Vorkompensation Abhilfe zu schaffen, u. zw. durch Bilden eines konka- ven Giesswalzenprofiles, jedoch hat dies infolge der Abhängigkeit von der generell eingestellten 
Banddicke, der Giessgeschwindigkeit, der Badspiegelhöhe und sonstigen die Erstarrung und Wär- meabfuhr beeinflussenden Parametern, wie   z.B   auch Stahlqualität, Temperatur der Schmelze etc., nur bedingt geholfen. 



   Aus der eingangs erwähnten EP-A - 0 664 173 ist es bekannt, die Stirnseiten-Endbereiche des 
Mantels der Giesswalze über ringförmige, hohl ausgebildete Stützkorper am Kern abzustützen und durch die Hohlräume der ringförmigen Hohlkörper heisses Wasser durchzuleiten, so dass hierdurch bedingte Wärmedehnungen auf den Mantel übertragen werden und diesen auf das gewünschte 
Profil verformen. Durch eine Konstruktion dieser Art gestaltet sich die Giesswalze jedoch sehr aufwendig, zumal es notwendig ist, zwei unterschiedliche Wasserkreisläufe vorzusehen, nämlich einmal den Heisswasserkreislauf für den Ausgleich der thermisch bedingten Verformungen und einmal einen Kühlwasserkreislauf zur Warmeabfuhr der vom erstarrenden Metall abgegebenen 
Wärme. Eine Giesswalze dieser Art ist dementsprechend teuer und für einen rauhen Stahlwerks- 
Giessbetrieb risikoreich. 



   Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, eine Giesswalze der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit der es gelingt, ther- mische Balligkeiten mit konstruktiv einfachen Mitteln zu reduzieren bzw. zur Gänze auszugleichen. 



   Insbesondere soll die Giesswalze für einen Dauerbetrieb robust genug und wenig störanfällig sein. 



   Zudem soll die Konstruktion kostengünstig herzustellen sein und einen einfachen Betrieb gewähr- leisten. 

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   Diese Aufgabe wird bei einer Giesswalze der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass die Einstelleinrichtung an jedem Stirnseiten-Endbereich der Giesswalze eine in Längsrichtung der Giesswalze verstellbare Stützscheibe aufweist, die an einem die Stützscheibe radial umgebenden und am Mantel jeweils an dessen Stirnseiten-Endbereichen innenseitig anliegenden Ring, der gegenüber dem Kern in Längsrichtung der Giesswalze unverrückbar fixiert ist, angreift. 



   Eine Stützscheibe ist an sich aus der US-A - 5,613,546 für eine Giesswalze bekannt, jedoch greift diese Stützscheibe direkt am Mantel der Giesswalze an und dient nicht zum Ausgleich von thermischen   Balligkeiten,   sondern zum Zentrieren des Mantels gegenüber dem Kern. 



   Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist der Ring sowohl gegenüber dem Mantel als auch gegenüber dem Kern mittels einer Dichtung abgedichtet. Hierdurch wird eine absolute Dicht- heit der Innenkühlung der Giesswalze gewährleistet Eine solche Dichtheit ist beispielsweise bei einer Konstruktion gemäss der JP-A - 60-27446 nicht ohne weiteres gegeben. Bei dieser bekannten Konstruktion sind die konisch verjüngten Kolben innerhalb des Kerns vorgesehen und aussenseitig von dem Kühlsystem für den Mantel umgeben. Hierdurch bedingt ein Aufweiten des Mantels mit- tels der Kolben ein radiales Versetzen der Zu- und Ableitungen für die Innenkühlung des Mantels. 



   Vorzugsweise ist die Stützscheibe an ihrer aussenseitigen Umfangsfläche mit einer Kegel- stumpffläche versehen, die an einer Gegenkegelstumpffläche, die am Ring an dessen innenseitiger Umfangsfläche vorgesehen ist, anliegt. 



   Eine konstruktiv einfach herzustellende und betriebssichere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Verstellung der Stützscheibe in Längsrichtung der Giesswalze eine Mehr- zahl in Aussenumfangsnähe der Stützscheibe verteilt angeordnete Schrauben vorgesehen ist, mit denen die Stützscheibe gegenüber dem Kern verstellbar ist, wobei vorteilhaft die Schrauben in am Kern angeordneten Sacklöchern eingeschraubt sind. Hierbei wird die Einstellung der Stützscheiben vor Giessbeginn vorgenommen. 



   Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe mittels einer Ringmutter gegenüber dem Kern in Längsrichtung der Giesswalze verstellbar ist. 



   Um eine Verstellung während des Bandgiessens vornehmen zu können, ist gemäss einer ande- ren bevorzugten Ausführungsform die Stützscheibe gegenüber dem Kern in Längsrichtung der Giesswalze hydraulisch verstellbar. 



   Zweckmässig erstreckt sich der Ring bis maximal 75 mm vom Stirnendbereich in Längsrichtung der Giesswalze zu deren Zentrum, vorzugsweise bis 50 mm, insbesondere bis 35 mm. 



   Vorzugsweise weist der Mantel in seinen Stirnseiten-Endbereichen, in denen ein Kontakt mit dem Ring gegeben ist, eine Dicke geringer als oder gleich 50 mm auf. 



   Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei- spieles näher erläutert, wobei die in der Zeichnung enthaltene Figur einen Axialschnitt durch eine Giesswalze veranschaulicht 
Mit 1 ist eine Stahltrommel bezeichnet, die den Kern der Giesswalze bildet. Die Stahltrommel 1 bzw. der Kern 1 ist mit Durchlässen für ein axial zu- und abführbares Kühlmittel versehen. Dieser Kern 1 ist aussenseitig von einem Mantel 2 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung umgeben, wobei die Dicke 3 des Mantels zwischen 40 und 45 mm liegt. Der Mantel 2 weist innenseitig von Kühl- mittel durchströmte Kühlmittelkanäle 4 auf, so dass eine intensive Wärmeabfuhr über den Mantel 2 möglich ist. 



   Die Länge der Giesswalze beträgt etwa 1 bis 2 m, bevorzugt werden derzeit Giesswalzen mit Längen von 1100 bis 1600 mm gebaut. 



   Aussenseitig ist der Mantel mit einer Nickel- oder Chrombeschichtung 5 versehen. Diese Beschichtung 5 erstreckt sich auch über die Stirnseiten 6 des Mantels. Die Stirnseiten-Endbereiche 7 des Mantels 2 ragen über die Stahltrommel respektive Kern 1 in Längsrichtung der   Giesswalze   hinaus, u. zw. um bis zu max. 75 mm, vorzugsweise weniger als 50 mm. In diesem auskragenden Bereich 7 liegt am Mantel 2 innenseitig ein Ring 8 an, wobei zwischen der aussenseitigen Umfangsfläche 9 des Ringes 8 und dem Mantel 2 eine Dichtung 10 vorgesehen ist, die in eine Umfangsnut 11des Ringes 8 eingesetzt ist. 



   Weiters ist der Ring 8 mittels Schrauben 12 in axialer Richtung der Giesswalze am Kern 1 fixiert und gegenüber dem Kern 1 ebenfalls mittels einer Dichtung 13, die in eine Ringnut 14 an einer Innen-Seitenfläche 15 des Ringes 8 eingesetzt ist, gedichtet, so dass Kühlmittel, welches über den Kern 1 in die Kühlmittelkanäle 4 des Mantels 2 und wiederum zurück in den Kern 1 strömt, am 

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 Austreten aus der Giesswalze gehindert ist. 



   Die zur Drehachse gerichtete Innen-Umfangsseite 16 des Ringes 8 ist kegelstumpfförmig, u. zw. in Richtung zum Zentrum der Giesswalze sich verjüngend, gestaltet. An dieser Kegel- stumpffläche 16 liegt eine ringförmige Stützscheibe 17 mit einer Aussenumfangsfläche 18, die ebenfalls kegelstumpfförmig, u. zw. gegengleich zur Kegelstumpffläche 16 des Ringes 8, gestaltet ist, an. Diese Stützscheibe 17 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel mittels mehrerer, in Sack- lochern 19 des Kernes 1 eingeschraubter Schrauben 20 in Achsrichtung der Giesswalze verstellbar, wodurch es zu einer Aufweitung des Ringes 8 und damit zu einer Aufweitung des Stirnseiten-End- bereiches 7 des Mantels 2 im gewünschten Ausmass kommt. Die Schrauben 20 sind in der Nähe des Aussenumfanges der ringförmigen Stützscheibe 17 vorgesehen, um Durchbiegungen bzw. 



  Beulungen der Stützscheibe 17 zu vermeiden. 



   Wie sich unmittelbar aus dieser beschriebenen und dargestellten Konstruktion ergibt, wird beim Verschieben bzw. Verstellen der Stützscheibe 17 der an dieser anliegende Ring 8 lediglich ausge- weitet, ohne jedoch seine axiale Lage gegenüber dem Kern 1 zu verändern. Um ein Ausweiten, d. h. Dehnen in radialer Richtung bzw. Umfangsrichtung des Ringes 8 zu gewährleisten, sind die Schrauben 20, mit denen der Ring am Kern 1 befestigt ist, nur so weit angezogen, dass eine Dicht- heit zwischen dem Ring 8 und dem Kern 1 gewährleistet ist, jedoch bei grösserer Krafteinwirkung ein Gleiten der Innen-Seitenfläche 15 des Ringes 8, die an der aussenseitigen Stirnfläche des Kerns 1 anliegt, möglich ist. 



   Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemässen Konstruktion ist dann zu sehen, dass eine Ein- stellung des Profiles der Giesswalzen-Erzeugenden in Abhängigkeit der geplanten und/oder aktuel- len Giess- bzw. Erstarrungsbedingungen ermöglicht wird, so dass das jeweils passende bzw. noch akzeptable Banddicken-Querprofil im Kantenbereich erzeugt werden kann, ohne aufwendige Ver- fahren einer zerspanenden Bearbeitung, wie Drehen und Schleifen, zu erfordern Insbesondere im Fall einer sehr harten dünnen Oberflächenbeschichtung 5, wie z. B. einer Chromschicht am Mantel 2, ist dies von grossem Vorteil, da jede zerspanende Profileinstellung auch eine neue Beschichtung des Mantels 2 erforderlich machen würde. Im Falle einer zerspanenden Problemstellung wären zudem Anlagenstillstandszeiten erforderlich, um die notwendigen Giesswalzenwechsel durchführen zu können.

   Zudem wären auch mehrere Giesswalzenpaare auf Lager zu halten. Erfindungsgemäss ergeben sich somit geringere Investitions- und Lagerkosten sowie ein geringerer Anteil an Anla- genstillstandszeiten 
PATENTANSPRÜCHE : 
1. Giesswalze für eine Dünnband-Giessanlage, insbesondere zum Stranggiessen von dünnen 
Bändern aus Stahl, mit einem im wesentlichen zylindrischen Kern (1), mit einem Mantel (2) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, der gegebenenfalls aussenseitig mit mindestens einer Beschichtung (5) versehen ist, mit einer Innenkühlung (4) sowie mit einer Einstell- einrichtung (8,   17, 20)   zum Einstellen der Aussenkontur der Giesswalze in deren Stirnseiten- 
Endbereichen (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinrichtung an jedem Stirn- seiten-Endbereich der Giesswalze eine in Längsrichtung der Giesswaize verstellbare Stütz- scheibe (17)

   aufweist, die an einem die Stützscheibe (17) radial umgebenden und am 
Mantel (2) jeweils an dessen Stirnseiten-Endbereichen innenseitig anliegenden Ring (8), der gegenüber dem Kern (1) in Langsrichtung der Giesswalze unverrückbar fixiert ist, angreift.

Claims (1)

1. 2. Giesswalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (8) sowohl gegenüber dem Mantel (2) als auch gegenüber dem Kern (1) mittels einer Dichtung (10, 13) abgedich- tet ist.

   3. Giesswalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (17) an ihrer aussenseitigen Umfangsfläche mit einer Kegelstumpffläche (18) versehen ist, die an einer Gegenkegelstumpffläche, die am Ring (8) an dessen innenseitiger Umfangsfläche (16) vorgesehen ist, anliegt.

   4. Giesswalze nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verstellung der Stützscheibe (17) in Längsrichtung der Giesswalze eine Mehrzahl <Desc/Clms Page number 4> in Aussenumfangsnähe der Stützscheibe (17) verteilt angeordnete Schrauben (20) vorge- sehen ist, mit denen die Stützscheibe (17) gegenüber dem Kern (1 ) verstellbar ist.

   5. Giesswalze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben (20) in am Kern (1) angeordneten Sacklöchern (19) eingeschraubt sind.

   6. Giesswalze nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (17) mittels einer Ringmutter gegenüber dem Kern (1) in Längsrich- tung der Giesswalze verstellbar ist 7. Giesswalze nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (17) gegenüber dem Kern (1) in Längsrichtung der Giesswalze hydraulisch verstellbar ist.

   8. Giesswalze nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ring (8) bis maximal 75 mm vom Stirnendbereich in Längsrichtung der Giess- walze zu deren Zentrum erstreckt, vorzugsweise bis 50 mm, insbesondere bis 35 mm.

   9. Giesswalze nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (2) in seinen Stirnseiten-Endbereichen (7), in denen ein Kontakt mit dem Ring (8) gegeben ist, eine Dicke geringer als oder gleich 50 mm aufweist.

   HIEZU 1 BLATT ZEICHNUNGEN