AT516074A1

AT516074A1 - Oszillationsantrieb für eine Kokille

Info

Publication number: AT516074A1
Application number: ATA616/2014A
Authority: AT
Original assignee: Inteco Tbr Casting Technologies Gmbh
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2014-08-04
Publication date: 2016-02-15
Also published as: EP2982459A1; EP2982459B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Oszillationsantrieb für eine Kokille bzw. für eine Kokillenhalterung, insbesondere für Kokillen in einer Stranggießeinrichtung, welche in Strangaxrichtung mechanisch geführt und durch Antriebs- oder Pleuelmittel bewegbar ist. Um einen Oszillationsantrieb für eine Kokille bzw. eine Kokillenhalterung zu schaffen, welcher während des Gießbetriebes der Anlage eine Regelbarkeit der Hubhöhe, der Hubfrequenz und einer jeweiligen Momentangeschwindigkeit der Oszillationsphasen in Abhängigkeit von der Zeit ermöglicht, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mindestens ein Antriebs- oder Pleuelmittel mit jeweils einem exzentrischen Teil bzw. einem (Pleuel)Lager einer drehbaren Welle in Wirkverbindung steht und die Welle, gegebenenfalls über eine Getriebe, von einem geregelten Elektroantrieb bewegbar ist.

Description

Oszillationsantrieb für eine Kokille

Die Erfindung betrifft einen Oszillationsantrieb für eine Kokille bzw. für eine Kokillenhalterung, insbesondere für Kokillen in einer Stranggießeinrichtung, welche in Strangaxrichtung mechanisch geführt und durch Antriebs- oder Pleuelmittel bewegbar ist.

Kokillen, insbesondere solche in Stranggießeinrichtungen, in welche einerseits flüssiges Metall eingebracht und andererseits aus diesen ein teilerstarrter Strang ausgetragen wird, werden bekanntermaßen aus verfahrenstechnischen Gründen oszilliert. Diese Oszillationstechnologie ist Stand der Technik und einem Fachmann bekannt und soll daher nicht weiter begründet werden. Eine oszillierende Relativbewegung von Kokille und Strang kann in einigen Fällen auch durch eine Oszillation des erstarrenden Stranges bei statischer Kokille erfolgen.

Gemäß den verfahrenstechnischen Grundsätzen ist eine alternierende Relativbewegung zwischen Kokille und Strang derart auszurichten, dass die maximale Oszillationsgeschwindigkeit jene der Strangabzugsgeschwindigkeit in Zeitbereichen der Schwingung überschreitet.

Eine Kokillenoszillation kann mittels eines rotativen, elektromechanischen Antriebes, beispielweise durch einen Exzenter mit Pleuel an einer drehbaren Welle erfolgen. Derart ist die Frequenz der sinusförmigen Oszillation der Kokille durch die verwendete Drehzahl der Exzenterwelle auch während eines Gießbetriebes einstellbar. Die Amplitude der Oszillationsschwingung hingegen ist nur durch eine Veränderung der Exzentrizität des Antriebes erreichbar, was zumeist nur außerhalb des Gießbetriebes erfolgen muss.

In besonderen Fällen wurde bereits eine Regelbarkeit der Oszillation der Kokille während des Gießvorganges vorgeschlagen, bei welcher die Frequenz, die Amplitude und eine von der SINUS-Form abweichende Schwingungskurvenform, also eine NON-SINUS-Form einstellbar sind, um eine optimale Oberflächengüte der Stränge, insbesondere Stränge aus Edelstahl, bei unterschiedlichen

Gießquerschritten und Gießparametern zu erreichen.

Es ist nun Ziel der Erfindung, einen Oszillationsantrieb für eine Kokille bzw. Kokillenhalterung der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher während des Gießbetriebes einer Anlage eine Regelbarkeit der Hubhöhe, der Hubfrequenz und der jeweiligen Momentangeschwindigkeit der Oszillationsphasen in Abhängigkeit von derzeit ermöglicht.

Obiges Ziel wird durch einen elektromechanischen Oszillator erreicht, bei welchem mindestens ein Antriebs-oder Pleuelmittel mit jeweils einem exzentrischen Teil bzw. einem (Pleuel)Lager einer drehbaren Welle in Wirkverbindung steht und die Welle gegebenenfalls über ein Getriebe von einem geregelten Elektroantrieb bewegbar ist.

Die Vorteile der Erfindung sind im Wesentlichen darin zu sehen, dass einerseits ein einfacher und bewährter Exzenterantrieb einer Welle die Kokillenoszillation bewirkt, der Antrieb der Welle erfolgt jedoch andererseits von einem steuerbaren bzw. geregelten Elektroantrieb.

Wenn erfindungsgemäß ein stromrichtergespeister Elektromotor mit Drehzahlregelung , Drehmomentregelung, Positionsregelung sowie definierbaren, im Stillstand und im Betrieb der Stranggießeinrichtung veränderbaren Sollwerten für alle Antriebsparameter eingesetzt wird, können in vorteilhafter Weise jegliche Oszillationsparameter auch während des Gießbetriebes eingestellt werden. Mit anderen Worten: Wird beispielsweise, wenn erforderlich, die Gießgeschwindigkeit bzw. die Strangabzugsgeschwindigkeit geändert, so können auf einfache Weise mit dem erfindungsgemäßen Oszillationsantrieb die Oszillationsparameter nachgeregelt werden.

Wenn die Welle von einer Position, in welcher die Verbindungslinie von deren Axe und der Rotationsaxe des exzentrischen Teiles ( der exzentrische Teile) senkrecht zur Strangaxe gerichtet ist (sind), in beide Richtungen jeweils um einen Winkel bis zu 90° gesteuert verdrehbar ist, wird der maximale Schwingungsweg (bzw. Amplitude) der Kokillenoszillation erreicht.

Ist nun der Verdrehwinkel der Welle in beide Richtungen vom Elektroantrieb steuerbar, so sind dadurch die Hubhöhen der Kokillenoszillation einstellbar.

Eine NON-SINUS-Form der Oszillationskurve der Kokille kann erreicht werden, wenn die Verdrehgeschwindigkeit bzw. die Winkelbeschleunigung der Welle in Abhängigkeit von der Verdrehrichtung des Elektroantriebes steuerbar ist.

Gegebenenfalls kann das erforderliche Drehmoment des Elektroantriebs verändert und dadurch eine günstige Motorauslegung erreicht werden, wenn zwischen der Welle (den Wellen) und dem (den) elektrischen Antrieb(en) jeweils ein weitgehend spielfreies Übersetzungsgetriebe positioniert ist.

Weiters betrifft die Erfindung eine Stranggießeinrichtung, in welcher je Kokille bzw. Kokillenhalterung mit dieser gegebenenfalls zwei, vorzugsweise vier, Pleuelmittel von zwei Exzenterwellen in Wirkverbindung stehen.

Diese Erfindung bezweckt, die Nachteile im Stand der Technik zu überwinden und eine neue, universell regelbare Exzenterwellenbewegung zu ermöglichen, was mit einem Oszillationsantrieb gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 erreicht wird.

Anhand von schematischen Darstellungen soll nachfolgend die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Exzenteroszillator gemäß dem Stand der Technik Fig. 2 Frequenzkurven bei Drehunterschieden der Exzenterwellen Fig. 3 Oszillator mit geregeltem Elektroantrieb Fig. 4 NON-SINUS-Schwingung einer Kokille (theoretisch)

Fig. 1 zeigt gemäß dem Stand der Technik eine Exzenterwelle 1 mit einem Exzenter 2 für einen Pleuelantrieb einer Kokille schematisch.

Bei einer Rotation mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit ώ einer Exzenterwelle 1 vollführt der Exzenter 2 eine sinusförmige Bewegung in Abhängigkeit vom Verdrehwinkel.

Die dargestellten Kurven vermitteln: 21 Position des Mittelpunktes des Exzenters 2 22 Beschleunigung 24 Geschwindigkeit

Fig. 2 veranschaulicht eine Wirkung unterschiedlicher Drehzahlen einer Exzenterwelle auf die Sinusfrequenz einer Oszillation in der Zeiteinheit. Derartige Frequenzverstellungen sind Stand der Technik und werden bei einigen Stranggießeinrichtungen verwendet.

Fig. 3 stellt schematisch das Wesen der Erfindung dar. Eine Exzenterwelle 1 weist einen Exzenter 2 auf, der (nicht dargestellt) mit einer Kokille, einer Kokillenhalterung bzw. einem Hubtisch über ein Pleuel in Verbindung steht.

Die Verbindungslinie zwischen Axe der Welle 1 und Axe des Exzenters 2 ist senkrecht auf die Strangaxe gerichtet, so dass bei einem Verdrehwinkel der Welle 1 von -90° auf +90° der maximale Hubweg der Kokille (100%) erreichbar ist.

Ein Elektroantrieb kann von einer Regelung gesteuert die Welle 1 innerhalb von gewünschten Winkelgrenzen ώ alternierend verdrehen, woraus sich der vorgesehene Hubweg der Kokille ergibt.

Eine Regelung der Winkelgeschwindigkeit der alternierenden Drehbewegung des Elektroantriebes und folglich der Welle 1 bewirkt eine Einstellung der Oszillationsfrequenz der Kokille.

Erfolgt nun, wie in Fig. 4 zufolge von theoretischen Überlegungen dargestellt ist, eine Steuerung des Elektroantriebes der Exzenterwelle derart, dass die Winkelgeschwindigkeit der jeweiligen Drehbewegung von der Drehrichtung abhängt, so können NON-SINUS-Formen einer Kokillenoszillation erreicht werden.

Mittels einer Steuerung des Verdrehwinkels, der Winkelgeschwindigkeit und der Winkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Elektroantriebes lässt sich gemäß der Erfindung im Wesentlichen jegliche Art einer Kokillenoszillation einstellen. Mit anderen Worten: Ein von einem Stromrichter gespeister Elektromotor kann mit einer Drehzahlregelung, einer Drehmomentregelung, einer

Positionsregelung sowie einer definierbaren, im Stillstand und im Betrieb der Stranggießeinrichtung veränderbaren Sollwertfestlegung für alle Antriebsparameter jegliche Kokillenoszillationsarten bewerkstelligen.

Claims

Patentansprüche 1. Oszillationsantrieb für eine Kokille bzw. für eine Kokillenhalterung, insbesondere für Kokillen in einer Stranggießeinrichtung, welche in Strangaxrichtung mechanisch geführt und durch Antriebs- oder Pleuelmittel bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Antriebs- oder Pleuelmittel mit jeweils einem exzentrischen Teil bzw. einem (Pleuel)Lager einer drehbaren Welle in Wirkverbindung steht und die Welle, gegebenenfalls über ein Getriebe, von einem geregelten Elektroantrieb bewegbar ist.
2. Oszillationsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektroantrieb aus einem von einem Stromrichter gespeisten Elektromotor mit Drehzahlregelung, Drehmomentregelung und Positionsregelung gebildet ist, wobei definierbar im Stillstand und im Betrieb der Stranggießeinrichtung veränderbare Sollwerte für alle Antriebsparameter einsetzbar sind.
3. Oszillationsantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle von einer Position, in welcher die Verbindungslinie von deren Axe und der Rotationsaxe des exzentrischen Teiles (der exzentrischen Teile) senkrecht zur Strangaxe gerichtet ist (sind), in beide Richtungen jeweils um einen Winkel bis zu 90° vom Elektroantrieb gesteuert verdrehbar ist.
4. Oszillationsantrieb nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrehwinkel der Welle in beide Richtungen vom Elekroantrieb steuerbar ist..
5. Oszillationsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehgeschwindigkeit der Welle in Abhängigkeit von der Verdrehrichtung des Elektroantriebes steuerbar ist.
6. Oszillationsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Welle (Wellen) und dem gergelten Elektroantrrieb jeweils ein weitgehend spielfreies Übersetzungsgetriebe positioniert ist.
7. Stranggießeinrichtung, in welcher je geführter Kokille bzw. Kokillenhalterung mit dieser zwei, vorzugsweise vier Pleuelmittel von zwei Exzenterwellen in Wirkverbindung stehen, welche mittels eines geregelten Elektroantriebes bewegbar sind.
8. Stranggießeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der geregelte Elektroantrieb aus einem von einem Stromrichter gespeisten Elektromotor mit Drehzahlregelung, Drehmomentregelung und Positionsregelung gebildet ist, wobei definierbar im Stillstand und im Betrieb der Stranggießeinrichtung veränderbare Sollwerte für alle Antriebsparameter einsetzbar sind.