CZ284573B6 - Zařízení pro nesení boční stěny zařízení pro kontinuální dvouválcové lití kovového pásu - Google Patents

Abstract

Zařízení pro nesení boční stěny (2) licího zařízení pro kontinuální dvouválcové lití tenkých kovových výrobků zahrnuje dva chlazené válce (1, 1') s vodorovnými osami, dvě boční stěny (2), dosedající na konce (3) těchto válců (1. 1'), přičemž uvedené nosné zařízení zahrnuje ve směru rovnoběžném s osami válců (1, 1') řízeně pohyblivý podvozek (5), přítlačné zařízení (6) nesené uvedeným podvozkem (5), a opěrnou desku (4), spojenou s uvedeným přítlačným zařízením (6) a pevně připojenou k boční stěně (2). Uvedená opěrná deska (4) zahrnuje alespoň dvě podpěry (10, 10', 10", 10'''), které jsou řízeně pohyblivé ve směru rovnoběžném s osami válců (1, 1') pomocí prostředků (11, 11'), které umožňují dosednutí každé podpěry (10, 10', 10'', 10''') na konec (3) jednoho z válců (1, 1').ŕ

Description

(57) Anotace:

Zařízení pro nesení boční stény (2) licího zařízení pro kontinuální dvouválcové lití tenkých kovových výrobků zahrnuje dva chlazené válce (1, Γ) s vodorovnými osami, dvě boční stěny (2), dosedající na konce (3) těchto válců (1, Γ), přičemž uvedené nosné zařízení zahrnuje ve směru rovnoběžném s osami válců (1, 1’) řízené pohyblivý podvozek (5), přítlačné zařízení (6) nesené uvedeným podvozkem (5), a opěrnou desku (4), spojenou s uvedeným přítlačným zařízením (6) a pevně připojenou k boční stěně (2). Uvedená opěrná deska (4) zahrnuje alespoň dvě podpěry (10, 10’, 10, 10'), které Jsou řízené pohyblivé ve směru rovnoběžném s osami válců (1, 1 ’) pomocí prostředků (11, 1Γ), které umožňují dosednutí každé podpěry (10, 10’, 10”, 10’”) na konec (3) jednoho z válců (1, Γ).

Zařízení pro nesení boční stěny zařízení pro kontinuální dvouválcové lití kovového pásu

Oblast techniky

Vynález se týká kontinuálního lití kovů, a zejména zařízení pro boční udržování tekutého kovu v kokile, zařízení pro kontinuální odlévání tenkých pásů, jehož licí prostor je vymezen přilehlými povrchy dvou válců, které mají vodorovné osy, jsou vnitřně silně chlazeny a otáčejí se v opačných směrech.

Dosavadní stav techniky

U tohoto typu zařízení pro kontinuální lití, zvaného lití mezi dva válce, jehož průmyslové využití v oblasti odlévání pásů oceli o tloušťce přibližně od 2 do 10 mm se právě vyvíjí, je boční udržování roztaveného kovu v licím prostoru vymezeném válci zajištěno pomocí desek, které jsou vhodným zařízením přiloženy na rovinné konce válců. Tyto desky se obvykle označují jako boční stěny. Jejich středová část, vyrobená ze žáruvzdorného materiálu, je v kontaktu s roztaveným kovem, přičemž v jejich okrajových částech, které jsou v třecím kontaktu s válci, dochází k silnému opotřebení. Zásadní věcí je, aby tyto boční stěny byly v co nejtěsnějším kontaktu s válci, neboť průniky tekutého kovu do kontaktní plochy mezi bočními stěnami a válci by měly nepříznivý vliv na kvalitu hran odlévaného pásu. Hrany pásu by pak měly zubatý tvar a byly by nadměrně křehké. Tím by vznikalo nebezpečí jejich oddělení od zbytku pásu a následného zachycení na válcích. Jestliže by se zachycené částice udržely na válci po dobu celé jeho otáčky a jestliže by fragmenty hran pronikly do licího prostoru, mohlo by to vést k vážnému poškození plochy válců. V nejhorším případě by tyto průniky kovu mohly dosáhnout až mimo zařízení, což by si vynutilo neprodlené zastavení procesu lití.

Poruchy těsnosti mohou mít mnoho příčin, z nichž je třeba uvést:

- zkroucení válců a bočních stěn v důsledku mechanického a tepelného namáhání, kterému jsou vystaveny, zejména na úplném počátku odlévání, kdy jsou vystaveny silnému tepelnému zatížení;

- postupné opotřebení bočních stěn nebo válců, které není vždy rovnoměrné v celé jejich kontaktní ploše;

- okamžité opotřebení bočních stěn způsobené průchodem infiltrovaného ztuhlého kovu.

Uvedený problém s těsností bylo navrženo řešit řízeným opotřebováváním bočních stěn pomocí ovládání tření mezi bočními stěnami a válci. Tímto způsobem jsou kontaktní plochy bočních stěn neustále regenerovány a lépe tak přizpůsobovány různým tvarovým změnám těch částí válců, na které boční stěny dosedají. V tomto směru je nutno uvést dokument EP-A-546 206, který popisuje jednak silné natlačení bočních stěn na otáčející se válce před zahájením odlévání tak, aby se boční stěny přizpůsobily přesné počáteční konfiguraci konců válců. Následně je tento tlak mírně snížen a pak je zahájeno odlévání stím, že na boční stěny je pak dočasně vyvíjen vysoký tlak, aby záměrně docházelo kjejich opotřebení, které přizpůsobí boční stěny koncům válců. V průběhu lití jsou boční stěny dotlačovány na válce a jejich opotřebení je kompenzováno přísuvem předem stanovenou nízkou rychlostí. Tím dochází k řízenému opotřebovávání, přičemž kontaktní plochy mezi bočními stěnami a válci jsou stále obnovovány.

Francouzská patentová přihláška FR94/08319 uvádí zlepšení tohoto způsobu a způsobů zněj odvozených pomocí prostředků, které umožňují mírnou deformaci bočních stěn pomocí změny tlaku, který působí na jejich různé oblasti. Tímto způsobem jsou zohledněny dočasné nebo trvalé

-1 CZ 284573 B6 nerovnoměrnosti sil, kterými válce působí na různé oblasti bočních stěn. Tyto nerovnoměrnosti mohou vznikat například v případě nežádoucího tuhnutí kovu, který pronikl mezi boční stěnu a válec, nebo když dvě čela válců, na něž boční stěna dosedá, nejsou přesně v jedné rovině a kolmá na osy válců.

Tyto způsoby mají však nevýhodu vtom, že třecí opotřebení každé boční stěny je sice možné pomocí rychlosti jejího přísuvu měřit, ale není jej možné ovládat. Opotřebení pak může být v případech, kdy proces lití probíhá bez zvláštních problémů, zbytečně velké.

Cílem vynálezu je vytvořit zařízení, mající prostředky pro zajištění řízeného opotřebovávání boční stěny, které nebude větší než je opotřebení právě potřebné pro správný chod procesu lití.

Podstata vynálezu

S tímto cílem bylo vynálezem vytvořeno zařízení pro nesení boční stěny zařízení pro kontinuální dvouválcové lití tenkých kovových výrobků typu zahrnujícího dva chlazené válce s vodorovnými osami, dvě boční stěny, dosedající na konce válců, kde uvedené nosné zařízení zahrnuje ve směru rovnoběžném s osami válců řízené pohyblivý podvozek, přítlačné zařízení nesené uvedeným podvozkem, a opěrnou desku, spojenou s uvedeným přítlačným zařízením a pevně připojenou k boční stěně. Podstata vynálezu spočívá v tom, že uvedená opěrná deska zahrnuje alespoň dvě podpěry, které jsou řízené pohyblivé ve směru rovnoběžném s osami válců pomocí prostředků, které umožňují dosednutí každé podpěry na konec jednoho z válců.

Vynález tedy spočívá ve vybavení prostředků pro nesení bočních stěn alespoň dvěma třecími podpěrami, které se mohou řízené pohybovat, přičemž každá z těchto podpěr dosedá na jeden z válců. Tyto podpěry umožňují přesně nastavit úběr materiálu, způsobený opotřebením boční stěny, a to na velmi malou hodnotu v případě, že kontaktní plochy mezi bočními stěnami a kraji válců jsou stálé. Při odlévání je čelo každé podpěry neustále udržováno v poloze vyrovnané s čelem boční stěny (tedy na jeho úrovni), nebo v poloze velmi mírně zpět od čela boční stěny. Jestliže jsou podpěry na úrovni čela boční stěny, přenášejí třecí sílu mezi válci a boční stěnou, jejíž třecí opotřebení je pak teoreticky nulové. Jestliže jsou podpěry umístěny mírně zpět od čela boční stěny, je pouze boční stěna v třecím styku s válci. Dochází k jejímu opotřebování, dokud toto není dostatečně výrazné, aby se čelo boční stěny opět vyrovnalo s čelními plochami podpěr. Pak nastane situace jako v předchozím případě a opotřebovávání boční stěny je přerušeno dokud podpěry nebudou opět umístěny zpět od čela boční stěny. Toto zpětné posouvání podpěr může být prováděno plynule při rychlosti pohybu podpěr rovné rychlosti požadovaného opotřebení boční stěny, nebo přerušovaně, při udržování průměrné rychlosti pohybu, vypočtené pro daný časový interval, na hodnotě odpovídající požadovanému opotřebení boční stěny.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále popsán na příkladném provedení s odkazem na připojené výkresy, kde:

Obr. 1 zobrazuje schematicky zařízení podle tohoto vynálezu a rovněž jeden z licích válců, na který je jedna z bočních stěn dvouválcového licího zařízení dotlačována; a

Obr. 2 představuje schematický pohled na čelní stranu boční stěny, jejíž nosný systém je vytvořen podle tohoto vynálezu.

-2CZ 284573 B6

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 představuje jednu stranu zařízení pro lití mezi dva přilehlé válce l, 1', jejichž osy jsou horizontální a které jsou uváděné do rotace a vnitřně chlazené, přičemž v tomto pohledu je viditelný pouze válec L Druhá strana zařízení je vytvořena podobným způsobem. Licí prostor, vymezený těmito dvěma válci 1_, Γ, je z boční strany ohraničený boční stěnou 2, vyrobenou ze žáruvzdorného materiálu, jejíž čelo je dotlačováno na konce 3 válců 1, Γ. Tato boční stěna 2 je připevněna k opěrné desce 4, která je vyrobena z materiálu, kterým může být příkladně kov. Aby se zabránilo působení deformací vyvolaných teplem, je tato opěrná deska 4 výhodně opatřena chlazením.

Pohyby boční stěny 2 a síla, kterou tato působí na válce J, Γ, jsou řízeny jednotkou, která bude podrobněji popsána v následujícím popisu, a která působí na opěrnou desku 4. Tato jednotka zahrnuje, jak je již ze stavu techniky známo, podvozek 5, který se může řízené pohybovat ve směru rovnoběžném s osami válců 1, K Na tomto podvozku 5 je upevněno přítlačné zařízení 6. například přítlačný válec, zahrnující tyč 7, která se rovněž může řízeně pohybovat ve směru, rovnoběžném s osami válců 1, Γ. U zjednodušeného provedení vynálezu (nezobrazeno) působí tato tyč 7 přímo na opěrnou desku 4 a její poloha, ve spojení s polohou podvozku 5, umožňuje nastavení přítlačné síly, kterou boční stěna 2 působí na válce 1, K U nejrozpracovanějšího provedení vynálezu, které opět pracuje se zařízením tvořícím předmět výše uvedené francouzské patentové přihlášky FR 94/08319, pohání tyč 7 přítlačnou desku 8, která je připojena k opěrné desce 4 prostřednictvím sady přítlačných prvků 9, 9', 9, 9', jako jsou přítlačné válce nebo řízené pružiny. Tyto prvky jsou rozmístěné na ploše, která svým tvarem odpovídá tvaru boční stěny 2. Funkcí těchto přítlačných prvků 9, 9', 9, 9' je umožnit mírný zpětný pohyb části boční stěny 2 v případě, že mezi ní a jedním z válců 1, 1' dojde k nežádoucímu tuhnutí kovu bez toho, že by došlo k působení za podmínky kontaktu zbytku boční stěny 2 a válců. Pro další podrobnosti okazujeme na popis uvedené francouzské patentové přihlášky.

U příkladného provedení vynálezu, zobrazeného na Obr. 1 a Obr. 2, má opěrná deska 4, nesoucí boční stěnu 2, čtyři podpěry 10, 10', 10, 10'. Tyto podpěry 10, 10', 10, 10' jsou opatřené pohonným zařízením 11, 1 T, které jimi může řízeně, pravidelně nebo nepravidelně, pohybovat tak, aby se umožnilo buď přerušení přítlaku na kterékoliv části konce 3 jednoho z válců 1, Γ, nebo odtažení od tohoto válce. Přerušovanými čarami na Obr. 2 je znázorněna i část obvodů válců 1, 1' tak, aby byla vidět poloha podpěr 10, 10', 10, 10' vzhledem k válcům 1, 1' a k boční stěně 2. Podpěry 10, 10 jsou umístěné v homí části opěrné desky 4 a dosedají na konce 3 válců 1, 1' těsně nad boční stěnou 2. Podpěry 10' a 10' jsou umístěné v dolní části opěrné desky 4 a dosedají na válce 1, T těsně vedle boční stěny 2 a v blízkosti krčku 12, což je oblast, kde je vzdálenost obou válců 1, 1' nejmenší. Je zřejmé, že polohy podpěr 10. 10', 10, 10' tak, jak byly uvedeny a popsány, představují pouze příklady provedení vynálezu. Možná jsou i jiná umístění těchto podpěr 10, 10', 10, 10', přičemž jejich volba závisí zejména na uspořádání opěrné desky 4. Zařízení pro posouvání podpěr 10, 10', 10, 10' mohou být tvořená jakýmkoliv elektrickým nebo hydraulickým pohonem, například přítlačnými válci, šrouby, hřebenovými zařízeními a pod. Tyto podpěry 10, 10', 10, 10' mohou mít, jak bylo uvedeno, kontaktní plochu pro styk s konci 3 válců 1, T rovinnou. V tomto případě pak výhodně obsahují rovněž prostředky (nezobrazené), které zajišťují mazání kontaktní plochy, například vstřikováním maziva nebo dodáváním prášku pevného maziva, kterým je například nitrid bóru. Tím je omezeno poškození třením jak válců 1, T, tak i podpěr 10, 10', 10, 10'. Alternativně mohou tyto podpěry JO, 10', 10, 10' sestávat z válečku nebo malého kola, přičemž v takovém případě již není nezbytné používat mazacího zařízení. Navíc, vzhledem k menší citlivosti na opotřebení třením, mají tyto varianty, oproti podpěrám s rovinnou kontaktní plochou, v důsledku jejich menší kontaktní

-3 CZ 284573 B6 plochy, výhodu rovněž v menší citlivosti na nečistoty, které se mohou vyskytovat na koncích 3 válců 1, V.

Funkcí těchto podpěr 10, 10', 10, 10' je. jak již bylo výše uvedeno, omezit opotřebení boční stěny 2 třením a to převzetím, za normálního provozu, většiny třecí síly mezi válci 1, 1' a boční stěnou 2. Třecí opotřebení boční stěny 2 je pak v podstatě nulové, jestliže nedochází k událostem jako jsou nežádoucí výskyty tuhnutí kovu, což by mohlo toto opotřebení urychlit.

Variantou tohoto řešení je opatřit každou opěrnou desku 4 pouze dvěma podpěrami, kde každá je ve třecím styku s jiným válcem 1, 1' a každá je uspořádaná výhodně v blízkosti horní části boční stěny 2, například v místě podpěr 10, 10 z Obr. 2.

Přítomnost alespoň dvou podpěr JO, 10', 10, 10' na válec 1, Γ, ve spojení s přítlačnou deskou 8 a přítlačnými prvky 9, 9', 9, 9', umožňuje optimalizovat intenzitu opotřebení boční stěny 2 v jejích různých oblastech se zřetelem na zvláštní události, které by mohly přispět kjejímu významnějšímu opotřebení v blízkosti jednoho z válců 1, 1' než v blízkosti válce druhého. Další výhodou pak je možnost využití mírné deformace boční stěny 2 a opěmé desky 4, která vyplývá z použití soustavy přítlačná deska 8/ /přítlačné prvky 9, 9', 9, 9'. Jak bylo uvedeno, vynález se dá použít i v případě, kdy přítlačný válec 6 pohání přímo opěrnou desku 4.

Tímto uspořádáním je umožněno vytvořit následující proces odlévání. Před začátkem lití jsou čelní části podpěr 10, 10', 10, 10' umístěné několik desetin milimetru od čela boční stěny 2, uvedené do kontaktu s válci 1, Γ. Pak je zahájeno otáčení válců 1, Γ a boční stěna 2 se přibližuje pomocí prostředků přítlačného válce 6 k licím válcům 1, 1' až dojde k takovému opotřebení boční stěny 2, které tuto boční stěnu 2 vytvaruje přesně do tvaru konců 3 válců 1, K Toto opotřebování pokračuje až do doby, než se čelní části podpěr 10, 10', 10, 10' dostanou do kontaktu s válci J, K V tomto okamžiku se již boční stěna 2 nemůže pohybovat směrem k válcům 1, 1' a zastaveno je také její opotřebování. Po případném snížení přítlačné síly boční stěny 2 na válce J, 1' je zahájeno vlastní lití. V průběhu odlévání jsou, v případě požadavku na nulové opotřebení boční stěny 2, podpěry 10, 10', 10, 10' buď zafixovány, nebo se pohybují plynule či nepravidelně průměrnou rychlostí, například od 2 do 10 mm za hodinu, dozadu směrem od konců válců 1_, V. Tento postupný zpětný pohyb umožňuje, aby byla kontaktní plocha mezi boční stěnou 2 a válci 1, 1' obnovována při udržení opotřebení boční stěny 2 na poměrně malé hodnotě, například přibližně stejné, jako je opotřebení středové části boční stěny 2, která je v kontaktu s tekutým kovem a která tedy podléhá, v podstatě chemické, erozi. Předností řešení podle vynálezu je, že zpomalené opotřebování boční stěny 2 se dá ovládat mnohem přesněji než by bylo možno dosáhnout použitím pouhého přítlačného válce 6.

Jestliže jsou v průběhu lití zjištěny poruchy těsnosti mezi válci J, T a boční stěnou 2, je zde možnost okamžitého posuvu podpěr JO, 10', 10, 10' směrem dozadu o několik desetin milimetru a dočasného zvětšení rychlosti přísuvu a přítlačné síly boční stěny 2 tak, aby se dosáhlo rychlého obnovení těchto kontaktních ploch.

Dále je třeba uvést, že se systémy pro mazání podpěr JO, 10 podílejí i na mazání stykových ploch mezi válci 1, 1' a boční stěnou 2, neboť okraje válců J, T, na něž jsou tyto podpěry dotlačované budou ihned poté uvedené do kontaktu s boční stěnou 2. Toto řešení je výhodné pro snížení opotřebení boční stěny 2.

Další varianta tohoto vynálezu spočívá v použití podpěr 10, 10', 10, 10' (nebo alespoň některých z nich), které jsou vyrobené ze samomazného materiálu, jako je nitrid bóru. Použití externího maziva na povrchu, který je v kontaktu s válci J, 1' pak již není nezbytné. Pro

-4CZ 284573 B6 kompenzaci opotřebení takto vyrobených podpěr 10, 10', 10, 10' jsou jejich pohonná zařízení 11, 11' vytvořená tak, že umožňují využití rovnoměrného pohybu ve směru válce 1, V. Tento pohyb musí být zastaven, jakmile snímače sil, přiřazené obvykle k nejbližším přítlačným prvkům 9, 9', 9. 9', zjistí relaxaci reakční síly, vyvolané válci 1, 1' na boční stěnu 2 a její opěrnou desku 4, protože tato relaxace značí, že čelo této podpěry již není vyrovnané s čelem boční stěny 2.

Zařízení podle tohoto vynálezu je dokonale kompatibilní i pro použití u bočních stěn 2, na které působí oscilační pohyb v rovině rovinných čel válců 1, Γ.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro nesení boční stěny (2) zařízení pro kontinuální dvouválcové lití tenkých kovových výrobků typu zahrnujícího dva chlazené válce (1, Γ) s vodorovnými osami, dvě boční stěny (2), dosedající na konce (3) válců (1, Γ), kde uvedené nosné zařízení zahrnuje ve směru rovnoběžném s osami válců (1, Γ) řízené pohyblivý podvozek (5), přítlačné zařízení (6), nesené uvedeným podvozkem (5), a opěrnou desku (4), spojenou s uvedeným přítlačným zařízením (6) a pevně připojenou kboční stěně (2), vyznačující se tím, že uvedená opěrná deska (4) zahrnuje alespoň dvě podpěry (10, 10', 10”, 10'), které jsou řízené pohyblivé ve směru rovnoběžném s osami válců (1, Γ) pomocí prostředků (11, 1Γ), které umožňují dosednutí každé podpěry (10, 10', 10, 10') na konec (3) jednoho z válců (1, Γ).
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že opěrná deska (4) je spojena s přítlačným zařízením (6) přes přítlačnou desku (8) a přes přítlačné prvky (9, 9', 9, 9'), rozmístěné

   na ploše, odpovídající svým tvarem tvaru boční stěny (2). 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující (11, 1Γ) jsou tvořeny přítlačnými válci. s e tím, že uvedené prostředky 4. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující (11, 1Γ) jsou tvořeny šroubovými prostředky. s e tím, že uvedené prostředky 5. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující (11,1 Γ) jsou tvořeny hřebenovými prostředky. s e tím, že uvedené prostředky 6. Zařízení podle jednoho z nároků laž5, vyznačují c í se tím, že uvedené

   podpěry (10, 10', 10, 10') zahrnují prostředky pro mazání svého povrchu, který přichází do kontaktu s uvedeným válcem.
3. 7. Zařízení podle jednoho z nároků laž5, vyznačující se tím, že alespoň některé podpěry (10, 10', 10, 10') jsou vyrobeny ze samomazného materiálu.
4. 8. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že uvedené podpěry (10, 10', 10, 10') jsou tvořeny válečky.