AT512682B1

AT512682B1 - Strangführungselement

Info

Publication number: AT512682B1
Application number: AT501102012A
Authority: AT
Inventors: Johann Dipl Ing Poeppl; Heinrich Dipl Ing Thoene; Franz Dipl Ing Wimmer
Original assignee: Siemens Vai Metals Tech Gmbh
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2015-03-15
Also published as: WO2013143845A2; KR20140147877A; RU2014143269A; AT512682A1; EP2830791A2; CN104185518B; WO2013143845A3; EP2830791B1; KR101685907B1; CN104185518A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Strangführungselement (1) zum Führen eines Strangs (2) in einer Stranggießmaschine. Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein konstruktiv einfaches Strangführungselement (1) zum Führen des Strangs (2) in einer Stranggießmaschine darzustellen, das automatisch an unterschiedliche Stranggrößen angepasst werden kann. Die Aufgabe durch ein Strangführungselement (1) gelöst, umfassend - eine Traverse (3) mit einem ersten Endbereich (3a), einem Zwischenbereich (3b) und einem zweiten Endbereich (3c), wobei im Zwischenbereich der Traverse (3b) zumindest eine erste Strangführungsrolle (6,7) drehbar gelagert ist; - eine erste Schwinge (4) mit einem ersten Endbereich (4a), einem Zwischenbereich (4b) und einem zweiten Endbereich (4c), wobei im Zwischenbereich der ersten Schwinge (4b) eine zweite Strangführungsrolle (8) drehbar gelagert ist und der zweite Endbereich der Traverse (3c) gelenkig mit dem ersten Endbereich der ersten Schwinge (4a) verbunden sind; - eine zweite Schwinge (5) mit einem ersten Endbereich (5a), einem Zwischenbereich (5b) und einem zweiten Endbereich (5c), wobei im Zwischenbereich der zweiten Schwinge (5b) eine dritte Strangführungsrolle (9) drehbar gelagert ist und der erste Endbereich der Traverse (3a) gelenkig mit dem ersten Endbereich der zweiten Schwinge (5a) verbunden sind; - ein Linearmotor (10) der jeweils mit dem zweiten Endbereich der ersten Schwinge (4c) und dem zweiten Endbereich der zweiten Schwinge (5c) gelenkig verbunden ist.

Description

Beschreibung

STRANGFÜHRUNGSELEMENT GEBIET DER TECHNIK

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Strangführungselement zum Führen eines runden Strangs in einer Stranggießmaschine.

STAND DER TECHNIK

[0002] Aus der DE 3443258 A1 ist ein Strangführungselement zum Stützen und Führen eines runden Strangs mit drei, jeweils drehbar gelagerten, Strangführungsrollen bekannt, wobei eine Rolle auf einem feststehenden Rahmen und zwei weitere Rollen jeweils auf einem beweglichen Rahmen angeordnet sind. Durch die beiden beweglichen Rahmen können die Strangführungsrollen des Strangführungselements manuell an unterschiedliche Strangdurchmesser angestellt werden. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass das Strangführungselement nicht automatisch an unterschiedliche Strangdurchmesser angepasst werden kann, und dass bei der Anpassung zwei Strangführungsrollen separat angestellt werden müssen.

[0003] Wie das Strangführungselement vereinfacht werden könnte, sodass es einfach automatisierbar wird, geht aus der Schrift nicht hervor.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

[0004] Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und ein konstruktiv einfaches Strangführungselement zum Führen eines Strangs in einer Stranggießmaschine darzustellen, das automatisch an unterschiedliche Stranggrößen angepasst werden kann.

[0005] Die DE 2937423 A1 zeigt ein Ziehgerüst für eine Stranggießanlage, bei dem jede Abzugsrolle auf einem als Schwinghebel ausgebildeten Gehäuse gelagert ist. Weiters sind die Endbereiche der Gehäuse gelenkig miteinander verbunden.

[0006] Die DE 29 39 321 A1 zeigt eine Treib- und Richtrollenanordnung für eine Kreisbogen-Stranggießanlage, bei der die Rollen in Schwingen aufgenommen werden und die unterste Rolle mit einem starren, am Fundament befestigten, Grundrahmen verbunden ist. Diese Aufgabe wird durch ein Strangführungselement nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0007] Konkret erfolgt die Lösung durch ein Strangführungselement zum Führen eines runden Strangs in einer Stranggießmaschine, umfassend [0008] - eine Traverse mit einem ersten Endbereich, einem Zwischenbereich und einem zweiten Endbereich, wobei im Zwischenbereich der Traverse zumindest eine erste Strangführungsrolle drehbar gelagert ist; [0009] - eine erste Schwinge mit einem ersten Endbereich, einem Zwischenbereich und einem zweiten Endbereich, wobei im Zwischenbereich der ersten Schwinge eine zweite Strangführungsrolle drehbar gelagert ist und der zweite Endbereich der Traverse gelenkig mit dem ersten Endbereich der ersten Schwinge verbunden sind; [0010] - eine zweite Schwinge mit einem ersten Endbereich, einem Zwischenbereich und einem zweiten Endbereich, wobei im Zwischenbereich der zweiten Schwinge eine dritte Strangführungsrolle drehbar gelagert ist und der erste Endbereich der Traverse gelenkig mit dem ersten Endbereich der zweiten Schwinge verbunden sind; und [0011] - ein Linearmotor der jeweils mit dem zweiten Endbereich der ersten Schwinge und dem zweiten Endbereich der zweiten Schwinge gelenkig verbunden ist.

[0012] Durch diese Bauform wird ein Strangführungselement mit lediglich einem einzigen als Linearmotor ausgebildeten Anstellelement gebildet, wobei die Strangführungsrollen des Strangführungselements durch den Linearmotor einfach und einfach automatisierbar an den Strang (beispielsweise an unterschiedliche Strangdurchmesser) angestellt werden können. Außerdem kann auch die Anpresskraft der Strangführungsrollen an den Strang einfach über das Aus- bzw Einfahren des Linearmotors eingestellt werden, sodass beispielsweise die Haltekraft des Strangführungselements, die auf einen Strang in einer vertikalen oder schrägen Strangführung einwirkt, einfach eingestellt werden kann. Beim erfindungsgemäßen Strangführungselement ist die Traverse mit den beiden Schwingen, und sind die beiden Schwingen mit dem Linearmotor jeweils gelenkig miteinander verbunden, wodurch Spannungen im Strangführungselement effektiv vermieden werden. Konkret ist ein Zwischenbereich der Traverse, der ersten Schwinge und der zweiten Schwinge jeweils zwischen dem ersten Endbereich und dem ersten Endbereich angeordnet.

[0013] Für einen dreieckigen und sechseckigen Strang ist es vorteilhaft, wenn im Zwischenbereich der Traverse genau eine erste Strangführungsrolle drehbar gelagert ist, sodass je zwei benachbarte Strangführungsrollen einen Winkel von 120° zueinander aufweisen. Somit weisen im Idealfall die drei Strangführungsrollen einen Winkel von 120° zueinander auf. Dadurch wird der Strang zentrisch geführt; außerdem ergeben sich dadurch nur geringe Zugspannungen im Strang, was sich positiv auf dessen Innenqualität auswirkt.

[0014] Alternativ dazu ist es für einen rechteckigen, insbesondere quadratischen, oder achteckigen Strang vorteilhaft, wenn im Zwischenbereich der Traverse zwei erste Strangführungsrollen drehbar gelagert sind, sodass je zwei benachbarte Strangführungsrollen einen Winkel von 90° zueinander aufweisen. Somit weisen im Idealfall die vier Strangführungsrollen einen Winkel von 90° zueinander auf. Dadurch wird der Strang zentrisch geführt; außerdem ergeben sich dadurch wiederum nur geringe Zugspannungen im Strang, was sich positiv auf dessen Innenqualität auswirkt.

[0015] Um die Flächenpressung einer Strangführungsrolle auf die Mantelfläche des Strangs zu minimieren, ist es vorteilhaft, wenn eine Strangführungsrolle eine konkav, d.h. nach innen, gekrümmte Mantelfläche aufweist.

[0016] Um eine möglichst große Kraft auf den Strang aufzubringen zu können, ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine Strangführungsrolle, vorzugsweise alle Strangführungsrollen des Strangführungselements, mit einem Drehantrieb zum Antrieb der Strangführungsrolle verbunden ist.

[0017] Für die Robustheit ist es vorteilhaft, wenn der Linearmotor als ein fluidbeaufschlagter Zylinder, wie ein Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, ausgebildet ist.

[0018] Alternativ dazu ist es möglich, wenn der der Linearmotor als Elektromotor, z.B. als ein Hubspindelantrieb, ausgebildet ist.

[0019] Für eine Steuerung oder Regelung der Position bzw. der Anstellkraft der Strangführungsrollen ist es vorteilhaft, wenn der Linearmotor eine Wegmesseinrichtung zur Messung der Verschiebung des Linearmotors und/oder eine Kraftmesseinrichtung zur Messung der Anstellkraft des Linearmotors aufweist.

[0020] Bei der Ausführungsform bei der der Linearmotor als fluidbeaufschlagter Zylinder ausgebildet ist, ist es vorteilhaft, wenn die Kraftmesseinrichtung als eine Druckmesseinrichtung zur Messung des Drucks im fluidbeaufschlagten Zylinder ausgebildet ist.

[0021] Bei der Ausführungsform bei der der Linearmotor als Elektromotor ausgebildet ist, ist es vorteilhaft, wenn die Kraftmesseinrichtung als eine Strommesseinrichtung zur Messung des Stroms im Elektromotor ausgebildet ist.

[0022] Eine selbstzentrierende Strangführung mit einer feststehenden Stützkonstruktion und einem Strangführungselement, dessen Strangführungsrollen in einer Ebene angeordnet sind, kann gebildet werden, wenn das Strangführungselement gegenüber der Stützkonstruktion in zumindest einer Richtung, vorzugsweise in beiden Richtungen, der Ebene schwimmend gela gert ist. Dadurch kann sich das Strangführungselement gegenüber dem Strang in zumindest einer Richtung, vorzugsweise in beiden Richtungen, der Ebene selbst zentrieren.

[0023] Besonders vorteilhaft ist es, mehrere Strangführungselemente in einer Gießrichtung hintereinander anzuordnen, wobei jedes Strangführungselement gegenüber der feststehenden Stützkonstruktion schwimmend gelagert ist. Dadurch werden zum einen unerwünschten Spannungen im Strang vermieden; zum anderen wird auch die Strangführung keinen unerwünschten Belastungen ausgesetzt, was sich positiv auf die Lebensdauer aufwirkt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0024] Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die folgenden Figuren Bezug genommen wird, die Folgendes zeigen: [0025] Fig. 1a...1c eine Draufsicht auf ein Strangführungselement mit drei Strangführungsrol len, das je einen runden, einen dreieckigen und einen sechseckigen Strang führt [0026] Fig. 1d eine Draufsicht auf ein Strangführungselement mit vier Strangführungsrol len, das einen runden Strang führt [0027] Fig. 2,3 je eine perspektivische Darstellung des Strangführungselements nach

Fig. 1a [0028] Fig. 4,5 je eine perspektivische Darstellung einer Strangführung mit fünf Strangfüh rungselementen [0029] Fig. 6 eine Vorderansicht zu den Fig. 4 und 5 [0030] Fig. 7,8 je eine Draufsicht auf zwei Ausführungsformen einer Strangführung mit einem Strangführungselement nach Fig. 1a und einer feststehenden Stützkonstruktion

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN

[0031] Die Fig 1a...1c zeigen eine erste Ausführungsform des Strangführungselements 1 mit drei Strangführungsrollen 6,7,8, das zum Führen und Stützen eines Stahlstrangs 2 verwendet wird.

[0032] Konkret weist das Strangführungselement 1 eine feststehende Traverse 3, eine erste Schwinge 4 und eine zweite Schwinge 5 auf; die Traverse 3 als auch die erste und zweite Schwinge 4,5 umfassen jeweils einen ersten Endbereich 3a, 4a, 5a, eine zweiten Endbereich 3c, 4c, 5c und einen dazwischen liegenden Zwischenbereich 3b, 4b, 5b. Die Endbereiche 3a, 3c der Traverse 3 sind jeweils über ein Gelenk mit einer ersten Schwinge 4 und einer zweiten Schwinge 5 beweglich verbunden. In den Zwischenbereichen 3b, 4b, 5b der Traverse 3, der ersten Schwinge 4 und der zweiten Schwinge 5 ist jeweils eine erste, zweite und dritte Strangführungsrolle 6, 8 und 9 drehbar gelagert. In den Darstellungen weisen zwei benachbarte Strangführungsrollen, z.B. 6 und 8, 8 und 9, oder 6 und 9, jeweils einen Winkel von 120° zueinander auf. Dadurch wird der Strang 2 zentrisch geführt, was sich positiv auf die Innenqualität des Strangs auswirkt. Konkret sind die Strangführungsrollen 6,8,9 als nicht angetriebene Rollen, engl, idle rolls, ausgeführt. Gleichwohl wäre es möglich, eine oder vorzugsweise alle drei Strangführungsrollen angetrieben als sog. Treibrollen auszubilden. Hierfür sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik ausreichend geeignete Antriebe bekannt. Die gelenkige Verbindungen zwischen der Traverse 3 und den beiden Schwingen 4, 5 erfolgt über je ein Drehgelenk, das eine durchgehende Achse 13 aufweist. Hierzu weist jeder Endbereich 3a,3c der Traverse 3 eine Durchgangsbohrung zur Aufnahme einer Achse 13 auf. Außerdem weist jeder Endbereich 3a, 3c der Traverse 3 eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Endbereichs 4a,5a einer Schwinge 4,5 auf. Durch diese Bauform werden die Kräfte zentrisch von der Traverse 3 in die Schwingen 4, 5 und vice versa eingeleitet. Auch der als Hydraulikzylinder ausgebildete Linearmotor 10 ist gelenkig mit den Endbereichen 4c, 5c der beiden Schwingen verbunden. Die Strangfüh-rungsrollen 6,8,9 weisen eine konkave, d.h. nach innen gewölbte, Krümmung der Mantelfläche auf, sodass es zwischen einer Strangführungsrolle und dem Strang 2 zu einer Linienberührung kommt. Dadurch wird die Hertzsche Pressung bei gleicher Belastung reduziert bzw. können die übertragbaren Kräfte von einer Strangführungsrolle auf den Strang 2 wesentlich erhöht werden.

[0033] Die Fig. 1b und 1c zeigen die Verwendung des Strangführungselements 1 nach Fig. 1a zur Stützung eines dreieckigen bzw. sechseckigen Strangs 2.

[0034] Die Fig. 1d zeigt eine schematische Darstellung eines Strangführungselement 1 mit vier Strangführungsrollen 6,7,8,9. Der Unterschied zu dem Strangführungselement mit drei Strangführungsrollen gemäß Fig. 1a...1c besteht darin, dass im Zwischenbereich 3b der Traverse 3 zwei erste Strangführungsrollen 6,7 angeordnet sind. Außerdem weisen zwei jeweils benachbarte Strangführungsrollen 6...9 einen Winkel von 90° zueinander auf. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für runde, rechteckige (insbesondere quadratische) und achteckige Strangquerschnitte.

[0035] Die Fig. 2 und 3 zeigen zwei perspektivische Darstellungen des Strangführungselement nach Fig. 1a.

[0036] Die Fig. 7 und 8 zeigen zwei Möglichkeiten, wie eine selbstzentrierende Strangführung aufgebaut werden kann: [0037] Gemäß Fig. 7 ist ein Strangführungselement 1 nach Fig. 1a im Inneren eines Rahmens einer feststehenden Stützkonstruktion 11 angeordnet und bezüglich der Stützkonstruktion über vier Paare von Federn 14 bzw anderen elastischen Elementen verschieblich angeordnet; die Freiheitsgrade der Verschiebungen sind durch Pfeile dargestellt. Durch diese Anordnung kann sich das Strangführungselement 1 mit dem Strang 2 verschieben, sodass mittels des Linearmotors 10 der Strang 2 durch die Strangführungsrollen 6...8 nur im gewünschten Ausmaß geklemmt bzw. ausgezogen wird.

[0038] In Fig. 8 ist eine zu Fig. 7 alternative Bauweise einer selbstzentrierenden Strangführung dargestellt. Wiederum ist das Strangführungselement 1 innerhalb der feststehenden Stützkonstruktion 11 angeordnet, wobei jedoch das Strangführungselement 1 gleichsam in einer durch die feststehenden Stützkonstruktion 11 gebildeten Kulissenführung geführt wird. Die Freiheitsgrade der möglichen Verschiebungen sind wiederum durch Pfeile dargestellt.

[0039] Die Fig. 4,5 und 6 zeigen unterschiedliche Darstellung einer Strangführung mit fünf Strangführungselementen 1. Konkret sind die Strangführungselemente 1 übereinander in Gießrichtung 12 angeordnet. Über die Linearmotore 10 kann jedes Strangführungselementen 1 eine definierte Klemmkraft auf den Strang 2 ausüben, sodass der Querschnitt des Strangs 2 durch die in Gießrichtung 12 nachfolgenden Strangführungselemente 1 reduziert werden kann (beispielsweise durch eine sogenannte Soft-Core- oder Liquid-Core-Reduction).

[0040] Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 Strangführungselement 2 Strang 3 T raverse 3a erster Endbereich der Traverse 3b Zwischenbereich der Traverse 3c zweiter Endbereich der Traverse 4 erste Schwinge 4a erster Endbereich der ersten Schwinge 4b Zwischenbereich der ersten Schwinge 4c zweiter Endbereich der ersten Schwinge 5 zweite Schwinge 5a erster Endbereich der zweiten Schwinge 5b Zwischenbereich der zweiten Schwinge 5c zweiter Endbereich der zweiten Schwinge 6, 7 erste Strangführungsrolle 8 zweite Strangführungsrolle 9 dritte Strangführungsrolle 10 Linearmotor 11 feststehende Stützkonstruktion 12 Gießrichtung 13 Achse 14 Feder

Claims

Patentansprüche 1. Strangführungselement (1) zum Führen eines runden Strangs (2) in einer Stranggießmaschine, gekennzeichnet durch - eine Traverse (3) mit einem ersten Endbereich (3a), einem Zwischenbereich (3b) und einem zweiten Endbereich (3c), wobei im Zwischenbereich der Traverse (3b) zumindest eine erste Strangführungsrolle (6,7) drehbar gelagert ist; - eine erste Schwinge (4) mit einem ersten Endbereich (4a), einem Zwischen bereich (4b) und einem zweiten Endbereich (4c), wobei im Zwischenbereich der ersten Schwinge (4b) eine zweite Strangführungsrolle (8) drehbar gelagert ist und der zweite Endbereich der Traverse (3c) gelenkig mit dem ersten Endbereich der ersten Schwinge (4a) verbunden sind; - eine zweite Schwinge (5) mit einem ersten Endbereich (5a), einem Zwischenbereich (5b) und einem zweiten Endbereich (5c), wobei im Zwischenbereich der zweiten Schwinge (5b) eine dritte Strangführungsrolle (9) drehbar gelagert ist und der erste Endbereich der Traverse (3a) gelenkig mit dem ersten Endbereich der zweiten Schwinge (5a) verbunden sind; - ein Linearmotor (10) der jeweils mit dem zweiten Endbereich der ersten Schwinge (4c) und dem zweiten Endbereich der zweiten Schwinge (5c) gelenkig verbunden ist.
2. Strangführungselement (1) nach Anspruch 1 zum Führen eines dreieckigen und sechseckigen Strangs (2) in einer Stranggießmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenbereich der Traverse (3b) genau eine erste Strangführungsrolle (6) drehbar gelagert ist, wobei je zwei benachbarte Strangführungsrollen (6,8,9) einen Winkel von 120° zueinander aulWeisen.
3. Strangführungselement (1) nach Anspruch 1 zum Führen eines rechteckigen, insbesondere quadratischen, oder achteckigen Strangs (2) in einer Stranggießmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenbereich der Traverse (3b) zwei erste Strangführungsrollen (6,7) drehbar gelagert sind, wobei je zwei benachbarte Strangführungsrollen (6,7,8,9) einen Winkel von 90° zueinander aufweisen.
4. Strangführungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strangführungsrolle (6...9) eine konkav gekrümmte Mantelfläche aufweist.
5. Strangführungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Strangführungsrolle (6...9), vorzugsweise alle Strangführungsrollen (6...9), mit einem Drehantrieb zum Antrieb der Strangführungsrolle (6...9) verbunden ist.
6. Strangführungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearmotor (10) als ein fluidbeaufschlagter Zylinder ausgebildet ist.
7. Strangführungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearmotor (10) als Elektromotor ausgebildet ist.
8. Strangführungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearmotor (10) eine Wegmesseinrichtung zur Messung der Verschiebung des Linearmotors (10) und/oder eine Kraftmesseinrichtung zur Messung der Anstellkraft des Linearmotors (10) aufweist.
9. Strangführungselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmesseinrichtung als eine Druckmesseinrichtung im fluidbeaufschlagten Zylinder ausgebildet ist.
10. Strangführungselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmesseinrichtung als eine Strommesseinrichtung im Elektromotor ausgebildet ist.
11. Strangführung mit einer feststehenden Stützkonstruktion (11) und einem Strangführungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strangführungsrollen (6...9) des Strangführungselements (1) in einer Ebene angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Strangführungselement (1) gegenüber der Stützkonstruktion (11) in zumindest einer Richtung, vorzugsweise in beiden Richtungen, der Ebene schwimmend gelagert ist.
12. Strangführung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Strangführungselemente (1) in einer Gießrichtung hintereinander angeordnet sind, wobei jedes Strangführungselement (1) gegenüber der feststehenden Stützkonstruktion (11) schwimmend gelagert ist. Hierzu 7 Blatt Zeichnungen