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Beim Bandgießen nach dem Zweiwalzen-Gießverfahren begrenzen die gegeneinander gerichtet rotierenden Gießwalzen der Gießmaschine die Längsseiten des Gießspalts. An seinen Schmalseiten wird der Gießspalt dagegen durch jeweils eine Seitenplatte abgedichtet.
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Die Seitenplatten sind in der Regel aus einem Insert und einer Tragplatte zusammengesetzt, die das Insert trägt. Das Insert besteht dabei üblicherweise aus Feuerfestmaterial und ist so geformt, dass es die ihm zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen teilweise und die von ihm zu begrenzende Schmalseite des Gießspalts vollständig abdeckt.
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Die im Gießbetrieb notwendigen Relativbewegungen zwischen den Seitenplatten und den Stirnseiten der Gießwalzen sowie der Kontakt zur durch den Gießspalt tretenden Schmelze führen unvermeidbar zu einem Verschleiß der Seitenplatte durch abrasiven Verschleiß. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Kontakt zwischen den Seitenplatten und der Schmelze bzw. den Gießwalzen über ein aus Feuerfestmaterial bestehendes Insert erfolgt.
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Um bei mit solchen Inserts ausgestatteten Seitenplatten zu gewährleisten, dass die Seitenplatten auch zu Beginn des Gießbetriebes ihre Dichtfunktion einwandfrei erfüllen, ist es erforderlich, die Inserts einzuschleifen, bevor der Gießbetrieb aufgenommen wird. Dazu wird bei rotierenden Gießwalzen die jeweilige Seitenplatte zugestellt, bis ihre Inserts mit dem geforderten Anpressdruck an den jeweils zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen anliegen. Daraufhin kommt es zu abrasivem Verschleiß des Insertmaterials im Bereich der Kontaktflächen.
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Dieser Zustand wird aufrechterhalten, bis die Gießwalzen um eine bestimmte Solltiefe in das Feuerfestmaterial des Inserts eingeschliffen sind und das Insert passgenau an den Stirnseiten der Gießwalze anliegt. Die Inserts der Seitenplatten weisen nun einen in den Gießspalt vorstehenden Abschnitt, das so genannte „positive Insert“, und zwei daran angrenzende, gegenüber dem positiven Insert zurückspringende Abschnitte, den so genannten „Insertschleifflächen“, auf, mit denen sie an den Stirnseiten der Gießwalzen anliegen. Das positive Insert überdeckt dabei mit seiner seitlichen Randfläche jeweils einen schmalen, an die jeweilige Gießwalzenstirnseite angrenzenden Streifen der Umfangsfläche der Gießwalzen.
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Weil die Seitenplatten, gegebenenfalls über ihr jeweiliges Insert, im Gießbetrieb mit den gekühlten Gießwalzen in unmittelbarem Reibkontakt stehen, wird ihnen laufend Wärme entzogen. Daher ist während des Gießbetriebs die Temperatur der Seitenplatten in der Regel niedriger als die Temperatur der mit ihnen in Kontakt kommenden Schmelze. Infolgedessen wird auch der Schmelze Wärme entzogen, wenn sie die Seitenplatten berührt. Der Wärmeentzug kann dabei so stark sein, dass es zu einer Erstarrung von Schmelze am jeweiligen positiven Insert kommt. Zu solchen „Anfrierungen“ kann es bei mit einem Insert aus Feuerfestmaterial bestückten Seitenplatten insbesondere im Bereich des positiven Inserts kommen.
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Die Anfrierungen können Bandfehler, wie Dickensprünge (Abweichung Toleranzvorgaben), unzureichende Durcherstarrung (Bulgingaspekte) und Materialeinreißungen (Bandkanten) verursachen. Im Extremfall können sie einen Abbruch des Gießvorgangs erforderlich machen.
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Es ist bekannt, dass der Verschleiß des Inserts aufgrund von Kontakt mit erstarrender Schmelze dadurch gemindert werden kann, dass das Insert während des Gießbetriebs in einer exakt vorbestimmten Weise relativ zur zu vergießenden Schmelze bewegt wird. Die Seitenplatten werden dazu um eine zentral angeordnete Achse rotativ oszilliert. Mit dieser rotativen Oszillation kann gleichermaßen gegen Erstarrungen im unteren Drittel des Inserts und gegen den nach unten hin zunehmenden Verschleiß gearbeitet werden. Beispiele für dieses Vorgehen sind in der
JP H03-174 954 A , der
JP H05-237 603 A oder der
US 5,188,166 A beschrieben.
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Um einen sicheren, ganzheitlichen Kontakt der Seitenplatten an den ihnen jeweils zugeordneten Gießwalzenstirnflächen zu gewährleisten, werden die Seitenplatten vor Beginn des Gießbetriebs üblicherweise kraftgeregelt gegen die Gießwalzenstirnflächen gefahren. Ist eine bestimmte Kraft erreicht, wird der Gießprozess gestartet. Im laufenden Gießbetrieb wird dann die für eine sichere Abdichtung erforderliche Anpresskraft aufrechterhalten.
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Aufgrund unterschiedlicher thermischer Dilatationen, Unplanheiten der mit den Stirnflächen der Gießwalzen in Kontakt kommenden Flächen der Seitenplatten, axialem Gießwalzenversatz und anderer Gründe ist es in der Praxis erforderlich, den Anpressdruck, mit dem die Seitenplatten gegen die Stirnflächen der Gießwalzen gedrückt gehalten werden, während des Gießbetriebs laufend zu regeln und nachzujustieren. Dies gilt insbesondere bei solchen Seitenplatten, bei denen die Abdichtung über ein mit den Gießwalzen in Kontakt kommendes Insert aus Feuerfestmaterial erfolgt. Insbesondere durch den mit dem Gießfortschritt fortschreitenden Verschleiß der Inserts ist eine laufende Regelung des Anpressdrucks erforderlich.
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Die benötigten Anpresskräfte werden üblicherweise durch Stelleinrichtung aufgebracht, die eine in den Gießspalt gerichtete Kraft abgeben. Deren Wirkrichtung ist in der Regel im Wesentlichen achsparallel zu den Drehachsen der Gießwalzen ausgerichtet.
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Ein grundsätzliches Problem bei der Regelung der Anstellung der Seitenplatten gegen die Gießwalzen besteht darin, dass bei sich drehenden Gießwalzen in Folge der Reibung zwischen den Seitenplatten und Gießwalzenstirnflächen Vertikalkräfte entstehen. Letzteres gilt insbesondere dann, wenn die Seitenplatten ein an den Gießwalzen anliegendes Insert aus Feuerfestmaterial aufweisen.
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Die proportional zur auf die Seitenplatten aufgebrachten Axialkraft bzw. zum Reibwert zunehmenden Vertikalkräfte haben einen starken Einfluss auf die Druckverteilung entlang der Kontaktbogenflächen, über die die Seitenplatten an den ihnen jeweils zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen anliegen. Mit zunehmender Vertikalkraft steigt der Axialdruck im oberen Bereich und sinkt in entsprechender Weise im unteren Abschnitt der Seitenplatten, wobei die an einem Axialzylinder festgestellte Kraft unverändert bleibt. Das Resultat hieraus ist, dass die Seitenplatte in ihrem oberen Abschnitt stärker verschleißt als in ihrem unteren.
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Gleiches gilt auch in horizontaler Richtung, wenn unterschiedliche Reibverhältnisse zwischen den jeweiligen Gießwalzenstirnflächen und den Seitenplatten herrschen. Bei mit einem mit den Gießwalzen in Kontakt kommenden Insert aus Feuerfestmaterial ausgestatteten Seitenplatten treten durch den damit einhergehenden Verschleiß in der Praxis mehrere Millimeter Dickendifferenz zwischen dem oberen und unteren bzw. bezogen auf die Vertikale linken und rechten Abschnitt des Inserts auf. Infolgedessen kann nicht die volle Insertdicke ausgenutzt werden, sondern die Lebensdauer des Inserts ist durch den Abschnitt bestimmt, bei dem es zu maximalem Verschleiß kommt. Darüber hinaus führt der im Bereich bestimmter Abschnitte besonders starke Verschleiß dazu, dass das positive Insert mit zunehmendem Gießfortschritt immer weiter in den Gießraum hineinragt, wodurch die Maßgenauigkeit des gegossenen Bandes insbesondere bei Langzeitgüssen in Breitenrichtung beeinträchtigt wird.
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Besonders massiv treten die voranstehend beschriebenen Probleme bei solchen Zwei-Walzen-Gießmaschinen auf, bei denen aus Gründen der Platz- und Kostenersparnis die axiale, gegen die Gießwalzenstirnflächen gerichtete Zustellung der Seitenplatte durch nur einen Axialzylinder ausgeführt wird. Derart ausgestattete Gießmaschinen sind beispielsweise in der
US 5,588,479 A und der
US 6,296,046 B1 beschrieben.
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In der
WO 2005/023458 A1 ist vorgeschlagen worden, diesen Nachteilen dadurch zu begegnen, dass die axialen Anpresskräfte in einer auf das im Betrieb jeweils auftretende Verschleißbild angepassten Weise auf die jeweilige Seitenplatte verteilt werden. Der dazu erforderliche apparative Aufwand ist jedoch erheblich, da nicht nur eine aufwändige Steuerungs- und Regelungstechnik, sondern auch differenziert arbeitende Stelleinrichtungen zur Verfügung gestellt werden müssen.
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Neben dem voranstehend erläuterten Stand der Technik ist aus der
DE 199 19 354 B4 eine Zweiwalzen-Gießmaschine bekannt, bei der die Seitenplatten mittels einer Gelenkanordnung so gelagert sind, dass ein gewisser Winkelversatz der jeweiligen Seitenplatte bezogen auf die Normalebene der Achse des Anpresszylinders ausgeglichen werden kann, mit dem die Seitenplatte gegen die Stirnseiten der Gießwalzen gedrückt wird. Dazu weist die Gelenkanordnung einen von dem Anpresszylinder getragenen Schubvorrichtungskörper auf, an dem ein die Seitenplatte tragender Halterkörper um eine in horizontaler Richtung quer zu den Drehachsen der Gießwalzen ausgerichtete Gelenkachse schwenkbar gelagert ist. Der Schwenkweg des Halterkörpers ist dabei durch als Anschläge wirkende Bolzen beschränkt, die mit Spiel in längliche, in den Halterkörper eingeformte Schlitze greifen. Diese Schlitze sind so bemessen, dass sie eine begrenzte Schwenkbewegung des Seitenplattenhalters um die horizontal ausgerichtete Gelenkachse erlauben. Trotz der durch die geringe Länge der Schlitze nur sehr begrenzten Verschwenkbarkeit des Halterkörpers ergibt sich im praktischen Betrieb einer derart ausgebildeten Vorrichtung das Problem, dass die Seitenplatte aufgrund des ungleichförmig verteilten Drucks oder der ebenfalls ungleichförmig verteilten Betriebskräfte, die von den Gießwalzen bzw. dem Gießspalt her auf die Seitenplatte wirken, selbsttätig aus der vorgeschriebenen, die geforderte Dichtheit gewährleistenden Sollstellung in eine Stellung schwenkt, bei der sich zwischen den zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen und der Seitenplatte ein Spalt bildet, in den Schmelze gelangt. Dieses Problem tritt insbesondere dann auf, wenn eine Verstellung der Seitenplatte um zwei oder mehr Achsen ermöglicht werden soll.
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Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Zwei-Walzen-Gießmaschine zu schaffen und ein Verfahren zu deren Betrieb anzugeben, mit denen auf einfache und kostengünstige Weise die Seitenplatten derart gegen die ihnen zugeordneten Stirnflächen der Gießwalzen gedrückt werden können, dass eine maximale Ausnutzung ihrer Lebensdauer bei optimaler Betriebssicherheit ermöglicht ist.
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In Bezug auf die Zweiwalzen-Gießmaschine besteht die Lösung dieser Aufgabe darin, dass eine solche Maschine erfindungsgemäß in der in Anspruch 1 angegebenen Weise ausgestaltet ist. Vorteilhafte Varianten und Ergänzungen einer erfindungsgemäßen Zweiwalzen-Gießmaschine sind in den auf Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüchen angegeben.
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Hinsichtlich des Verfahrens ist die voranstehend angegebene Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, dass die in Anspruch 16 angegebenen Verfahrensschritte absolviert werden. In dem auf Anspruch 16 rückbezogenen Anspruch 17 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser Lösung angegeben.
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Eine erfindungsgemäße mit zwei Gießwalzen, die zwischen sich an seinen Längsseiten einen Gießspalt begrenzen, und zwei den Gießspalt an seinen Schmalseiten begrenzenden Seitenplatten ausgestattete Zwei-Walzen-Gießmaschine ist nach dem Vorbild des Standes der Technik mit mindestens einer Axial-Stelleinrichtung ausgestattet, die einer der Seitenplatten zugeordnet ist und die jeweilige Seitenplatte auf ihrer von den ihr zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen abgewandten Rückseite mit einer axial in Richtung des Gießspalts gerichteten Kraft beaufschlagt, durch die die Seitenplatte gegen die ihr zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen gedrückt gehalten ist, mit mindestens einer Axial-Stelleinrichtung, die einer der Seitenplatten zugeordnet ist und die jeweilige Seitenplatte auf ihrer von den ihr zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen abgewandten Rückseite mit einer axial in Richtung des Gießspalts gerichteten Kraft beaufschlagt, durch die die Seitenplatte gegen die ihr zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen gedrückt gehalten ist.
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Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wirkt die Axial-Stelleinrichtung auf die Rückseite der Seitenplatte über ein Gelenk. Dieses ist so ausgebildet, dass es einen Winkelversatz zwischen der auf die Wirkrichtung der von der Axial-Stelleinrichtung auf die jeweilige Seitenplatte aufgebrachten Kraft bezogenen Normalebene und der auf die Drehachsen der Gießwalzen bezogenen Normalebene ausgleicht. Indem das erfindungsgemäß vorgesehene Gelenk in der Lage ist, einen Versatz zwischen der Ausrichtung der von der Axial-Stelleinrichtung aufgebrachten Kraft und den Drehachsen der Gießwalzen auszugleichen, ist somit sichergestellt, dass die Seitenplatten stets mit einer weitestgehend gleichförmigen Kraftverteilung in Anlage an den ihnen zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen anliegen.
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Das bei einer erfindungsgemäßen Zwei-Walzen-Gießmaschine vorhandene Gelenk erlaubt es somit, in Folge von Verschleiß, baulichen Ungenauigkeiten und Wärmeeinflüssen auftretende Toleranzen der Verteilung der auf die Seitenplatten jeweils aufgebrachten Axialkräfte auszugleichen. Mittels des erfindungsgemäß zwischen der jeweils mit der Axialkraft zu beaufschlagenden Seitenplatte und der ihr zugeordneten Axial-Stelleinrichtung angeordneten Gelenks wird nämlich erreicht, dass die Seitenplatte mit ihrer den Gießwalzen zugeordneten Fläche auch dann immer weitestgehend gleichmäßig an den Gießwalzenstirnseiten anliegt, wenn es in Folge von material- oder betriebsbedingten Ungleichförmigkeiten zu lokal unterschiedlichem Verschleiß der Seitenplatte kommt.
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Eine in erfindungsgemäßer Weise ausgebildete Zwei-Walzen-Gießeinrichtung ermöglicht es, vor dem Gießbetrieb die jeweilige Seitenplatte mittels der Axial-Stelleinrichtung gegen die ihr zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen zu drücken, bis eine Soll-Betriebsstellung erreicht ist, bei der eine definierte Anpresskraft zwischen der Seitenplatte und den betreffenden Stirnseiten der Gießwalzen wirkt. Das Gelenk stellt dabei sicher, dass der Anpressdruck, unter dem die Seitenplatte an den ihr zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen anliegt, optimal gleichmäßig verteilt ist.
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Indem erfindungsgemäß eine Arretiereinrichtung zum Festsetzen des Gelenks nach Erreichen einer bestimmten Betriebsstellung der jeweiligen Seitenplatte vorgesehen ist, ist die Betriebssicherheit einer erfindungsgemäßen Zwei-Walzen-Gießmaschine zusätzlich erhöht. Eine solche Arretiereinrichtung erlaubt es, das Gelenk nach Erreichen der jeweiligen Soll-Betriebsstellung zu arretieren, um sicherzustellen, dass die angestrebte gleichmäßige Druckverteilung auch unter den während des Gießbetriebs unvermeidbar auftretenden Bewegungen und Verformungen der Gießmaschine dauerhaft sicher aufrechterhalten wird.
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Mit der Erfindung steht demzufolge eine Zwei-Walzen-Gießmaschine zur Verfügung, bei der mit einer einzigen Axial-Stelleinrichtung ein sicherer ganzheitlicher Kontakt zwischen Seitenplatte und Gießwalzen derart hergestellt wird, dass ein optimal gleichmäßiger Verschleiß der Seitenplatte eintritt, der es erlaubt, die Seitenplatte über eine maximale Lebensdauer zu verwenden. Besonders vorteilhaft wirkt sich dies dann aus, wenn die Seitenplatten einer erfindungsgemäßen Maschine mit Inserts aus Feuerfestmaterial bestückt sind, die während des Gießbetriebs die Abdichtung des Gießspalts sicherstellen, indem sie an die Stirnseiten der Gießwalzen gedrückt gehalten werden.
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Um den in der Praxis eintretenden Winkelversatz optimal ausgleichen zu können, sollte das erfindungsgemäß vorgesehene Gelenk in mindestens zwei Freiheitsgraden beweglich sein. Unter Berücksichtigung der in der Praxis auftretenden Verschleißbilder kann dazu beispielsweise ein Gelenk verwendet werden, das in drei Freiheitsgraden beweglich ist.
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Als erfindungsgemäß eingesetzte Gelenke können beispielsweise Kardangelenke oder Kugelgelenke verwendet werden. Konstruktiv besonders einfach und gleichzeitig robust lassen sich die für den erfindungsgemäßen Zweck erforderlichen Ausgleichsbewegungen dadurch ermöglichen, dass das Gelenk als Uniball-Gelenk ausgebildet ist.
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In der Praxis kann die Arretiereinrichtung beispielsweise als schaltbare Kupplung ausgebildet sein. Diese kann so ausgestaltet sein, dass sie bei Betätigung das Gelenk durch Kraftschluss festhält.
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Zweckmäßigerweise ist die Arretiereinrichtung mit einer Steuereinrichtung verkoppelt, die bei Erreichen einer bestimmten Betriebsstellung der jeweiligen Seitenplatte ein Steuersignal abgibt, auf das hin die Arretiereinrichtung das Gelenk in seiner jeweiligen Stellung arretiert.
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Die exakte Positionierung der jeweiligen Seitenplatte an den ihr zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen kann zudem dadurch unterstützt werden, dass die jeweilige Seitenplatte federnd elastisch gegen die Axial-Verstelleinrichtung vorgespannt ist. Durch eine solche Vorspannung kann einerseits das gegebenenfalls im jeweiligen Gelenk vorhandene Spiel beseitigt werden. Anderseits lässt sich über das Federsystem sicherstellen, dass die Seitenplatte auch bei einer maximalen Beweglichkeit des Gelenks in einer Mittelstellung gehalten wird, durch die ein ungleichförmiger Verschleiß der Seitenplatte verhindert wird. Besonders vorteilhaft erweist sich dies dann, wenn die Seitenplatte ein Insert aus Feuerfestmaterial umfasst, da durch die federnd elastische Vorspannung und die damit sichergestellte gleichmäßige Ausrichtung der Seitenplatte Insertbrüche in Folge ungleichförmigen Verschleißes verhindert werden können.
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Eine besonders wirkungsvolle elastische Vorspannung lässt sich dadurch erzielen, dass für die federnd elastische Vorspannung mindestens drei um die Wirkachse der von der Axial-Stelleinrichtung aufgebrachten Kraft verteilt angeordnete Federelemente vorgesehen sind. Die Gleichmäßigkeit der Ausrichtung kann dabei dadurch besonders unterstützt werden, dass die Federelemente in gleichmäßigen Winkelabständen um die Wirkachse herum verteilt angeordnet sind.
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In der Praxis kann die Axial-Stelleinrichtung als Stellzylinder ausgebildet sein. Hohe Kräfte auf kleinem Bauraum lassen sich dabei dadurch erzeugen, dass ein solcher Stellzylinder hydraulisch arbeitet.
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Um Anfrierungen an den Seitenplatten im Gießbetrieb entgegen zu wirken, kann eine Oszillationseinrichtung zum Oszillieren der Seitenplatte um eine Oszillationsachse vorgesehen sein.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 eine Zwei-Walzen-Gießeinrichtung in einer Ansicht von oben;
- 2 eine Verstelleinrichtung für eine in der in 1 dargestellten Zwei-Walzen-Gießmaschine eingesetzte Seitenplatte in einer perspektivischen, teilweise aufgebrochenen Ansicht.
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Die Zwei-Walzen-Gießmaschine G weist zwei Gießwalzen 1,2 auf, die gegenläufig um jeweils eine horizontal ausgerichtete Drehachse D1,D2 rotieren. Die Gießwalzen 1,2 begrenzen zwischen sich an dessen Längsseiten einen Gießspalt 3.
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An seinen Schmalseiten ist der Gießspalt 3 durch jeweils eine Seitenplatte 4,5 abgedichtet, die jeweils von einer Tragstruktur 6,7 getragen ist. Die Tragstrukturen 6,7 umfassen dabei jeweils eine Oszillationseinrichtung, die im Gießbetrieb die ihr zugeordnete Seitenplatte 4,5 um jeweils eine Oszillationsachse 04,05 oszilliert.
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Die Seitenplatten 4,5 weisen jeweils eine aus Stahl bestehende Tragplatte 8 auf, die auf ihrer dem Gießspalt 3 zugeordneten Seite ein aus einem Feuerfestmaterial hergestelltes Insert 9 trägt. Die Form des Inserts 9 ist so gewählt, dass es die ihm zugeordneten Stirnseiten 10, 11 der Gießwalzen 1,2 in jeweils einer kreisbogenförmigen Insertschleiffläche 12,13 überlagert.
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Die Insertschleifflächen 12, 13 sind im Zuge eines nach einer Neubestückung der jeweiligen Seitenplatte 4,5 mit einem neuen Insert 9 nach bestimmten Vorgaben durchgeführten Anfahrens der Zwei-Walzen-Gießmaschine G durch abrasiv erfolgenden Materialabtrag in das Insert 9 eingeschliffen worden. Sie begrenzen zwischen sich ein gegenüber ihnen frei in den Gießspalt positives Insert 14, das mit seinen bogenförmigen Seitenflächen 15a, 15b dicht an der Umfangsfläche der der jeweiligen Seitenfläche 15a,15b zugeordneten Gießwalze 1,2 anliegt.
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Die den Seitenplatten 4 bzw. 5 zugeordneten Tragstrukturen 6 bzw. 7 sind jeweils identisch aufgebaut.
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Wie in der in 2 anhand einer möglichen Ausgestaltung der der Seitenplatte 5 zugeordneten Verstelleinrichtung dargestellt, ist bei dieser Ausgestaltung die Tragstruktur 7 auf einer Führung 16 in Achsrichtung A der Drehachsen D1,D2 verschiebbar gelagert. Zum Verstellen in Achsrichtung A ist ein als Axial-Stelleinrichtung dienender Axial-Stellzylinder 17 vorgesehen. Dieser hält während des Gießbetriebs die jeweilige Seitenplatte 5 mit ihrem Insert unter einem bestimmten vorgegebenen Anpressdruck in Anlage an den jeweiligen Stirnseiten 10,11 der Gießwalzen 1,2.
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Der Axial-Stellzylinder 17 wirkt dabei in Achsrichtung A auf einen T-förmigen Tragrahmen 18, der die Seitenplatte 5 trägt. Auf diese Weise beaufschlagt der Axial-Stellzylinder 17 die Seitenplatte 5 mit einer für das dauerhaft dichte Anliegen der Seitenplatte 5 an den ihr zugeordneten Stirnseiten 10,11 der Gießwalzen 1,2 erforderlichen Anpresskraft FA.
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Der Tragrahmen 18 weist einen oberen Tragbalken 19 und einen daran hängenden mittleren Gehäuseabschnitt des Tragrahmens 18 auf.
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Mit den freien Endabschnitten 21,22 des Tragbalkens 19 ist jeweils ein hydraulisch betätigbarer Stellzylinder 23,24 gelenkig verkoppelt. Die voneinander unabhängig steuerbaren Stellzylinder 23,24 weisen ein Gehäuse und einen in vertikaler Richtung verstellbaren Kolben auf, dessen aus dem Gehäuse geführter Kolbenschaft mit seinem freien Ende über jeweils ein Gelenk 25,26 mit dem ihm zugeordneten Endabschnitt 21 bzw. 22 verbunden ist. Von oben betrachtet ist dabei der eine Stellzylinder auf der einen Seite und der andere Stellzylinder auf der anderen Seite der Oszillationsachse O5 angeordnet.
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Die Stellzylinder 23,24 sind jeweils hydro-statisch gelagert, um die bei der durch den Stellzylinder 17 bewirkten Verstellung der jeweiligen Seitenplatte 4,5 in axialer Richtung A möglicherweise auftretenden, beispielsweise in den Gießspalt 3 gerichteten Querkräfte aufnehmen zu können.
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Die Stellzylinder 23,24 bilden Stelleinrichtungen, mit deren Hilfe die jeweilige Seitenplatte 4,5 um ihre jeweilige Oszillationsachse 04,05 oszillierend bewegt werden kann. Dazu führen die Stellzylinder 23,24 beispielsweise jeweils gegenläufig in vertikaler Richtung V aufwärts und abwärts gerichtete Stellbewegungen aus. Ebenso kann beispielsweise der Stellzylinder 23 in einer bestimmten Ausfahrstellung seines Kolbens festgesetzt werden, während der zweite Stellzylinder 24 weiterhin Stellbewegungen ausführt. Die Oszillationsachse O5 wird dadurch in die Achse G25 des Gelenks 25 verlagert, in dem der Stellzylinder 23 gelenkig mit dem Tragbalken 19 verkoppelt ist. Des Weiteren können die Stellzylinder 23,24 gleichzeitig oder nacheinander eine gleichsinnig gerichtete Absenkbewegung ausführen, um die Position der Oszillationsachse O5 in vertikaler Richtung V abzusenken.
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Die Stellzylinder 23,24 bewegen sich in Abhängigkeit von Steuersignalen einer Steuereinrichtung 27, die über entsprechende Steuerleitungen 28 und Ventileinrichtungen 29 mit den Stellzylindern 23,24 verbunden sind. Entsprechend der über die Steuerleitungen 28 übertragenen Steuersignale öffnen oder schließen die Ventile der Ventileinrichtungen 29, um die Kolben der Stellzylinder 23,24 ein- oder auszufahren und dementsprechend die Seitenplatte 5 über den Tragbalken 19 in die eine oder andere Richtung um die Oszillationsachse O5 zu verschwenken.
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Die Stellzylinder 23, 24 bilden auf diese Weise gemeinsam Stelleinrichtungen, die gemeinsam mit der ihnen zugeordneten Steuereinrichtung und der erforderlichenfalls zusätzlich vorhandenen Ventileinrichtung als Teil einer Oszillationseinrichtung die Seitenplatte 5 oszillierend bewegen.
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Der Gehäuseabschnitt des Tragrahmens 18 ist über eine hier nicht sichtbare Schiebeführung am Tragbalken 19 befestigt. In der Schiebeführung kann der Gehäuseabschnitt in einer horizontalen, quer zu den Drehachsen D1,D2 ausgerichteten Richtung H relativ zum Tragbalken 19 und damit auch quer zur Führung 16 und den Drehachsen D1,D2 der Gießwalzen 1,2 mittels eines als Stelleinrichtung für diese Bewegungsrichtung dienenden, hier nicht sichtbaren Stellzylinders verschoben werden.
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Die Schiebeführung selbst ist dabei über zwei hier ebenfalls nicht dargestellte zusätzliche Stellzylinder am Tragbalken 19 des Tragrahmens 18 aufgehängt. Diese ebenfalls unabhängig voneinander steuerbaren zusätzlichen Stellzylinder bilden gemeinsam eine Stelleinrichtung, mit der der Gehäuseabschnitt und mit ihm die jeweilige Seitenplatte 5 auch noch in vertikaler Richtung V relativ zum Tragbalken 19 verschoben werden können, um der Oszillationsbewegung der Seitenplatte 5 zusätzlich eine in vertikaler Richtung V gerichtete Bewegung zu überlagern. Von oben betrachtet ist dabei der eine zusätzliche Stellzylinder auf der einen Seite und der andere zusätzliche Stellzylinder auf der anderen Seite der Oszillationsachse O5 angeordnet. Auf diese Weise ist es nicht nur möglich, die Seitenplatte 5 durch gleichgeschalteten Betrieb der zusätzlichen Stellzylinder in einer gleichmäßigen Bewegung in der Richtung V zu verstellen, sondern bei einem asynchronen, abwechselnden Betrieb der zusätzlichen Stellzylinder die Verstellung der Seitenplatte 5 in V-Richtung in einer Schaukelbewegung stufenweise vorzunehmen. Die erforderlichenfalls durchgeführte Stellbewegung der zusätzlichen Stellzylinder ist damit der Stellbewegungen der Stellzylinder 23,24 überlagert.
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Die Seitenplatte 5 ist über eine Kopplungseinrichtung 30 mit der den Gießwalzen 1,2 zugewandten Stirnseite des Gehäuseabschnitts verkoppelt.
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Die Kopplungseinrichtung 30 umfasst ein Gehäuse 31, das auf seiner den Gießwalzen 1,2 zugeordneten Frontseite die jeweilige Seitenplatte 5 trägt. Zudem umfasst die Kopplungseinrichtung 30 ein Gelenk 32, über das der Axial-Stellzylinder 17 mit der Seitenplatte 5 gelenkig verkoppelt ist.
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Das Gelenk 32 ist als Uniball-Kugelgelenk ausgebildet, dessen Kugelkopf 33 vom mittleren Gehäuseabschnitt des Tragrahmens 18 getragen ist und dessen Pfanne 34 in das Gehäuse 31 der Kopplungseinrichtung 30 eingesetzt ist. Über drei in gleichmäßigen Winkelabständen um die mit der Achsrichtung A zusammenfallende Wirkachse der Anpresskraft FA verteilte, aus elastischem Material hergestellte Federelemente 35 wird die Pfanne 34 gegen den Kugelkopf 33 des Gelenks 32 gezogen, so dass es im Wesentlichen spielfrei ist. Gleichzeitig stellen die Federelemente 35 sicher, dass die Seitenplatte 5 im unbelasteten Zustand in einer definierten Sollstellung bezogen auf die Achsrichtung A ausgerichtet ist.
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Über das Gelenk 32 kann ein in 2 zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellter Winkelversatz W zwischen der auf die Wirkrichtung A der von der Axial-Stelleinrichtung 17 auf die jeweilige Seitenplatte 5 aufgebrachten Kraft FA bezogenen Normalebene NA und der auf die Drehachsen D1,D2 der Gießwalzen 1,2 bezogenen Normalebene N12 ausgeglichen werden. Dieser kann sich nicht nur, wie in 2 angedeutet, in zwei Raumrichtungen erstrecken, sondern in Folge von entsprechenden Verformungen selbstverständlich auch in drei Raumrichtungen ausgerichtet sein.
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Zum Arretieren des Gelenks
32 ist darüber hinaus eine als Kupplung ausgebildete, hier nur angedeutete, jedoch in ihren Einzelheiten nicht dargestellte Arretiereinrichtung
36 vorgesehen. Diese ist beispielsweise entsprechend der in der
US 2007/0220940 A1 beschriebenen Einrichtung derart ausgebildet, dass sie einerseits im gelösten Zustand die erforderliche Beweglichkeit des Gelenks
32 erlaubt und andererseits durch Relativverstellung von zwei hier nicht sichtbaren Kupplungsgliedern, von denen das eine mit dem Kugelkopf
33 und das andere mit der Pfanne
34 des Gelenks
32 verkoppelt ist, über dazwischen angeordnete, hier ebenfalls nicht sichtbare Kupplungselemente das Gelenk
32 in der jeweils erreichten Stellung durch Kraft- und Formschluss der Kupplungsglieder und Kupplungselemente festsetzen kann. Die erforderliche Relativverstellung der Kupplungsglieder wird dabei durch eine Stelleinrichtung
37 bewirkt. Diese verstellt über einen Stößel
38 die Kupplungsglieder und -elemente der Arretiervorrichtung in Abhängigkeit von einem Stellsignal, das von einer hier ebenfalls nicht dargestellten Steuereinrichtung abgegeben wird.
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Vor dem Gießbeginn wird die Seitenplatte 5 durch den Axial-Stellzylinder positionsgeregelt mit überlagerter Kraftregelung in Achsrichtung A gegen die ihr zugeordneten Stirnflächen 10,11 der Gießwalzen gefahren. Wird eine definierte Kraftschwelle erreicht, bei der ein sicherer Kontakt zwischen dem Insert 9 und den Stirnflächen 10,11 gewährleist ist, wird das Gelenklager auf ein entsprechendes Signal der nicht gezeigten, der Arretiereinrichtung 36 zugeordneten Steuereinrichtung hin durch die Arretiereinrichtung 36 in der voranstehend beschriebenen Weise mechanisch arretiert. Gleichzeitig wird die in diesem Zustand erreichte SollBetriebsposition der Seitenplatte 5 in einem Speicher einer dem Axial-Steuerzylinder 17 zugeordneten Steuereinrichtung gespeichert.
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Nach der Arretierung ist es grundsätzlich möglich, die Gießwalzen 1,2 sofort in Rotation zu versetzen.
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Um jedoch beim langsamen Anfahren der Gießwalzen 1,2 Stick-Slip-Effekte, d. h. ein kurzfristiges massives Anhaften des Inserts 9 an den Stirnflächen 10,11 zu Beginn der Rotation der Gießwalzen 1,2 und die damit einhergehende Gefahr eines Bruchs des Inserts 9 zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die Seitenplatte 5 mittels des Axial-Stellzylinders jetzt zunächst soweit zurückzufahren, bis kein Anpressdruck mehr zwischen den Stirnflächen 10,11 und dem Insert 9 herrscht. Weiterhin kann dieser Zeitraum genutzt werden, um die Temperatur des Inserts 9 an die Temperatur der Gießrollen 1,2 anzupassen. Nach dem Überschreiten einer kritischen Mindestgeschwindigkeit der Gießrollen 1,2 kann die Seitenplatte 5 dann an die zuvor gespeicherte Sollbetriebsposition verfahren und der Gießbetrieb aufgenommen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1,2
- Gießwalzen
- 3
- Gießspalt
- 4,5
- Seitenplatten
- 6,7
- Tragstruktur
- 8
- Tragplatte
- 9
- Insert
- 10,11
- Stirnseiten der Gießwalzen 1,2
- 12,13
- Insertschleifflächen
- 14
- positives Insert
- 15a, 15b
- Seitenflächen
- 16
- Führung
- 17
- Axial-Stellzylinder
- 18
- T-förmiger Tragrahmen
- 19
- Tragbalken des Tragrahmens 18
- 21,22
- freie Endabschnitte des Tragbalkens 19
- 23,24
- Stellzylinder
- 25,26
- Gelenke
- 27
- Steuereinrichtung
- 28
- Steuerleitungen
- 29
- Ventileinrichtungen
- 30
- Kopplungseinrichtung
- 31
- Gehäuse der Kopplungseinrichtung 30
- 32
- Gelenk
- 33
- Kugelkopf des Gelenks 32
- 34
- Pfanne des Gelenks 32
- 35
- Federelemente
- 36
- Arretiereinrichtung (Kupplung)
- 37
- Stelleinrichtung
- 38
- Stößel
- A
- Achsrichtung der Drehachsen D1,D2
- D1,D2
- Drehachsen der Gießwalzen
- G
- Zwei-Walzen-Gießmaschine
- FA
- Anpresskraft
- H
- horizontale Bewegungsrichtung
- NA,N12
- Normalebenen
- 04,05
- Oszillationsachse der Seitenplatten 4,5
- V
- vertikale Bewegungsrichtung
- W
- Winkelversatz