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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Stranggießen und Verformen eines Gießstrangs aus Metall, insbesondere eines Gießstrangs aus Stahl im Knüppel- oder Vorblockformat, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine Vorrichtung zum Stranggießen dieser Art ist beispielsweise aus der
WO 2002 34432 A1 bekannt. Dort wird flüssiger Stahl einer Kokille zugeführt, aus der der Stahlstrang nach unten austritt und in einem Bogenstranggießabschnitt aus der Vertikalen in die Horizontale umgelenkt und gekühlt wird. Hierfür sind mehrere Bogenabschnitte vorgesehen. Nach der Umlenkung des Stahlstrangs in die Horizontale wird er auf einer Bearbeitungsstrecke mechanisch bearbeitet. Hierzu sind mehrere Walzsegmente - hier ausgebildet als Soft-Reduction-Segmente - in der Bearbeitungsstrecke vorgesehen, in denen der Stahlstrang gewalzt wird. Den Walzsegmenten sind in Förderrichtung des Strangs Treibergerüste vor- und nachgeschaltet, die die Aufgabe haben, den Stahlstrang in Förderrichtung zu bewegen.
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Hierzu haben die Treibergerüste angetriebene Treiberrollen. Abweichungen der Achse des Stahlstrangs von der idealen Geraden können mit Richtvorrichtungen behoben werden, die auf der Bearbeitungsstrecke angeordnet sind. An zwei Richtpunkten wird der Strang gerichtet.
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Aus der
EP 0 804 981 B1 geht eine Stranggießanlage mit einem Bogenstranggießabschnitt hervor, an den sich nach Umlenkung des Strangs in die Horizontale eine Vielzahl von Reduziereinrichtungen in Tandemanordnung anschließen. Die einzelnen Tandemanordnungen umfassen jeweils zwei Walzen, die gegeneinander auf einen Walzspalt angestellt werden können. Damit kann der Stahlstrang gemäß einem gewünschten Profil ausgewalzt werden. Insbesondere ist es möglich, den Bereich der Sumpfspitze des Metallstrangs gemäß den technologischen Erfordernissen optimal zu walzen. Allerdings gibt die dort beschriebene Lösung nicht an, wie das Richten und Fördern des Stahlstrangs erfolgen soll.
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Eine weitere Stranggießanlage ist aus der
WO 2003 039789 A2 bekannt. Die dort offenbarte Gießmaschine dient zur Produktion von Stahlsträngen, wobei der gegossene Stahlstrang nach Überführung vom Bogenstranggießabschnitt in die Horizontale in einer nachgeordneten Bearbeitungsstrecke einem mechanischen Bearbeitungsprozess unterzogen wird. Dabei wird der Strang zunächst in einem Richtabschnitt der Bearbeitungsstrecke unter Verwendung profilierter Rollen ausgerichtet. Anschließend gelangt der Stahlstrang in Gießrichtung hinter dem Richtabschnitt in einen Walzabschnitt, in dem der Strang einer Soft-Reduktion unterzogen wird. Richten und Walzen des Stahlstrangs sind verfahrensgemäß örtlich getrennt. In der
WO 2006 056423 A1 werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Stranggießen und Verformen eines Gießstrangs aus Metall beschrieben. Der Gießstrang hat insbesondere ein Knüppel- oder Vorblockformat. Die Anlage umfasst einen einer Stranggießkokille nachgeordneten Bogenstranggießabschnitt und eine in Förderrichtung des Gießstrangs nachgeschaltete Bearbeitungsstrecke, in der der Gießstrang umgeformt, gerichtet und in Förderrichtung weitergefördert wird. Im Bereich der Bearbeitungsstrecke ist mindestens eine Maschineneinheit angeordnet, die zur kombinierten Umformung, zum Richten und zur Förderung des Gießstrangs ausgelegt und geeignet ist.
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In diesem Dokument wird ferner offenbart, dass die getrennte Anordnung einer Vorrichtung zum Umformen den Nachteil hat, dass nur vor, zwischen oder nach einer Transport- oder Richtvorrichtung eine Verformung des Stahlstrangs vorgenommen werden kann. Der ideale, zu verformende Bereich im Stahlstrang bis hin zur Sumpfspitze kann sich aber sowohl außerhalb als auch innerhalb des Bereichs der Transport- bzw. der Richtvorrichtung befinden, so dass es technologisch angestrebt werden muss, dort gleichermaßen eine Verformung des Stahlstrangs stattfinden zu lassen. Das bedeutet, dass durch die getrennte Anordnung der Umform-, der Transport- und der Richtvorrichtung in der Bearbeitungsstrecke der Produktionsprozess des Stahlstrangs durch Rücksichtnahme auf die festgelegte Anordnung der Verformungsstrecke technologisch eingeschränkt ist.
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Grundsätzlich kann zwar auch in einer Richtmaschine ein gewisser Walzeffekt erzeugt werden, allerdings unterliegt dies prozessbedingt erheblichen Einschränkungen: Für den Richtvorgang und zur Aufbringung eines hinreichenden Richtmomentes auf den Strang ist ein genügend großer Abstand zwischen den Richtwalzen vorzusehen. Dies läuft der Forderung zuwider, den Stahlstrang möglichst entlang der gesamten Erstreckung in Förderrichtung zu verformen, um die technologisch besonders relevanten Umformbereiche zu erreichen. Dies erfordert jedoch einen möglichst geringen Abstand zweier in Förderrichtung aufeinanderfolgender Rollenpaare. Dies bedeutet, dass eine Optimierung der Rollenabstände zwecks Verformungsmöglichkeit an jedem Ort der Längserstreckung des Stahlstrangs ein Richten des Strangs mit den bekannten Mitteln behindert.
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Zum Erzielen einer hohen Qualität des Stahlstrangs ist anzustreben, dass die Um formrollen möglichst gleichmäßig, insbesondere im eingangsseitig zunächst keilförmig verlaufenden Bereich der Verformungsstrecke, verteilt sind, wobei zusätzlich der Abstand der einzelnen Rollenpaare möglichst gering sein soll.
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Die
DE 18 01 633 A offenbart eine Richtmaschine zum Antreiben und zum Geraderichten eines aus einer vertikalen Stranggießmaschine austretenden, in einer Umführungsvorrichtung in die Horizontale umgelenkten Gießstranges mittels Treib- und Richtwalzen. Die darin offenbarte Befestigung einer Grundplatte mittels Augen in der Grundplatte auf einem Fundament ermöglicht bei einem entsprechenden Krafteintrag eine horizontale Verschiebung der Grundplatte. Dadurch können Richtungsabweichungen in der Strangführung entstehen, die einen negativen Einfluss auf die Oberfläche des Gießstranges und damit auf die Qualität des Knüppels haben.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine stabile Befestigung einer Vorrichtung zum Stranggießen und Verformen eines Gießstrangs aus Metall zu schaffen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, wie in Patentanspruch 1 angegeben.
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Die Erfindung lässt sich prinzipiell sowohl bei sogenannten Zangentreibern einsetzen, d. h. bei solchen Transportrichtmaschinen, deren obere Rollen in durch Verschwenkung an die jeweils erforderliche Höhe anpassbaren Hebelarmen gelagert sind, als auch bei solchen Transportrichtmaschinen, die als Ständertreiber ausgebildet sind, d. h. deren obere Rollen durch eine rein senkrechte Bewegung bezüglich der Oberfläche des zu richtenden Metallstrangs positioniert werden. Derartige Ständertreiber lassen sich auch bei Kombinationsanlagen zum Vergießen unterschiedlicher Formate einsetzen, bei denen Abweichungen von etwa 250 mm zwischen dem kleinsten und dem größten Format erreicht werden. Die Ständertreiber haben gegenüber den Zangentreibern den Vorzug, dass bei der Auf- und Abbewegung der Oberrolle in keiner Position ein Versatz gegenüber der idealen mittigen Anordnung der Unterrolle auftritt und deshalb auch der Biegeprozess optimaler verläuft.
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Hierbei sind die Transportrichtmaschinen in dem der Kokille nachgeordneten bogenförmigen Strangführungsbereich sowie in dem sich an diesen anschließenden, ebenen Bereich, der Richtstrecke, angeordnet. Sie dienen dazu, das in der Kokille kontinuierlich vergossene Stranggussmaterial mit geregelter Gießgeschwindigkeit aus der Kokille auszufördern und auf der Richtstrecke mittels Niederhalterrollen und Biegeunterrollen bis zur vollständigen Geradheit zu richten.
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Mehrere Transportrichtmaschinen lassen sich auf den Grundrahmen sowohl hinter- als auch nebeneinander anordnen, wenn gleichzeitig mehrere Stränge aus Stranggießkokillen herausgefördert werden.
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Durch den Einbau der Grundrahmen im Fundament mittels Fundamentplatten lässt sich eine zur Erzielung einer möglichst hohen Qualität des Stahlstrangs erforderliche, möglichst gleichmäßige Verteilung der Umformrollen über die gesamte Bearbeitungsstrecke erreichen, wobei der Abstand der einzelnen Rollenpaare möglichst gering ist.
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Der von den Anstellzylindern der Walzen ausgehende, über den Rollendurchmesser bis in den Kernbereich des Gießstrangs zu übertragende Flächenanpressdruck hat bei der mechanischen Softreduktion qualitätsverbessernde Wirkung, wenn eine plastische Verformung der bereits erstarrten Schale und eine Zusammenpressung des noch flüssigbreiigen Restkernbereichs, der Sumpfspitze, des Gießquerschnitts erzielt wird. Aus Versuchen und Berechnungen lässt sich ermitteln, dass der Gießstrang um so wirkungsvoller verformt wird, je größer die örtliche Anpressfläche ist. Daher werden für die mechanische Verformung zwar einerseits große Rollendurchmesser mit hohen Anpresskräften bevorzugt, jedoch führen diese bei Wahl eines großen Rollendurchmessers zu einer Vergrößerung des Abstands zwischen den Rollenpaaren in Förderrichtung des Strangs, so dass dann eine möglichst gleichmäßige keilförmige Verformung des Strangs über Abstände von bis zu zwei Metern nicht erreicht werden kann. Hingegen wird bei Inkaufnahme einer kleineren Anpresskraft durch Rollen mit kleinerem Durchmesser und dadurch bedingtem geringerem Rollenabstand eine gleichmäßigere Kraftverteilung über den Verformungsbereich des Strangs möglich.
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Außerdem muss sichergestellt werden, dass eine hinreichende Transport-Zugkraft in Längsrichtung des Gießstrangs erzeugt wird. Diese ist wegen des bei der Umformung vorhandenen Rollwiderstands erheblich größer als beim üblichen Transportieren und Richten des Strangs; um ein Rutschen des Strangs sicher zu vermeiden, wird ein Reibfaktor von mindestens 0,3 angesetzt, für den entsprechende Reibkräfte erforderlich sind. Auch hier ergeben sich einander entgegengesetzte Forderungen hinsichtlich der Auslegung der Rollen. Zum einen ist eine Verformung des Strangs über eine möglichst große Fläche und Tiefe anzustreben, andererseits wird eine gleichmäßige Verteilung über die Streckenlänge angestrebt. Insofern muss fallweise bei der Auswahl des Rollendurchmessers und der Rollenabstände sowie bei der Festlegung der Verformungsstrecke jeweils ein Kompromiss gefunden werden.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Vorzugsweise werden die Fundamentplatten mittels als Dehnschrauben ausgebildeten Fundamentankern in dem Fundament befestigt. Hierbei handelt es sich beispielsweise um solche Ankerschrauben, die vorgespannt sind und deren Einsatz in Verbindung mit Spannbetonplatten bereits bekannt ist. Zusätzlich kommen vorzugsweise auch Schubanker zum Einsatz, um Querkräfte beim Halten, Transportieren und Richten des Metallstrangs in das Fundament sicher einzuleiten.
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Mit Vorteil ist zusätzlich vorgesehen, dass sich die Fundamentplatten bei der Montage mittels Vergussausgleichsmasse maßgerecht ausrichten lassen. Dadurch wird der Kontakt der Transportrichtmaschinen zum Beton des Fundaments hergestellt.
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Vorzugsweise leiten die Fundamentplatten mittels eines Los- und Festlagersystems Wärmelängenausdehnungen der Grundrahmen und die damit einhergehende Veränderung der Strangachsen quer zur Transportrichtung des Metallstrangs in eine definierte Richtung, insbesondere auch an die Ständer der Transportrichtmaschinen. Damit soll ein unkontrollierter Biegeprozess des Warmstrangs vermieden werden.
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Wenn die Grundrahmen, auf denen die Transportrichtmaschinen aufgebaut sind, d.h. neben- und/oder in Transportrichtung hintereinander, jeweils aus einem Stück gefertigt sind, ergibt sich der Vorteil, dass die bei den thermischen Belastungen des Gießbetriebs entstehenden Wärmelängenausdehnungen der Grundrahmen definiert an die einzelnen Ständer, d. h. die Gerüste, der Transportrichtmaschinen weitergegeben werden und die damit verbundenen Veränderungen der Strangachsen in eine zuvor definierte Richtung geleitet werden, um auch durch diese Maßnahme einem unkontrollierten Biegeprozess der Strangachsen vorzubeugen.
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Eine andere Maßnahme gemäß der Erfindung sieht vor, dass die Grundrahmen an ein Kühlsystem der Vorrichtung angeschlossen und mit Kanälen ausgestattet sind, die von einem Kühlmittel durchströmt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Maßnahme gemäß der Erfindung sieht vor, dass die Bandgeschwindigkeit berührungslos oder durch eine Geschwindigkeitsmessrolle gemessen wird, die an das Metallband gedrückt wird.
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Ebenso erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Ständer mittels Bolzen und Keilen an den Grundrahmen befestigt sind. Zusätzlich lässt sich vorsehen, dass die Grundrahmen durch Nuten und Federn verbindbare Elemente umfassen.
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Vorzugsweise werden die Grundrahmen wie auch andere Einrichtungen der Stranggießanlage mit einem Kühlmittel, insbesondere mit Kühlwasser, gekühlt; daher werden die Grundrahmen in das Gesamtkonzept zur Kühlung der Stranggießmaschine einbezogen. Hierzu lässt sich insbesondere vorsehen, dass die Grundrahmen mit Kühlmittelspannplatten, insbesondere Wasserspannplatten, versehen sind. Alternativ hierzu oder zusätzlich lassen sich andere wärmeübertragende Kontaktstellen zum jeweiligen Ständer anordnen, um einen ausreichenden Wärmeübergang sicherzustellen. Vorzugsweise erfolgt die Übergabe des Kühlmittels vom Grundrahmen zum Ständer verschraubungslos, so dass sich Ständer und Grundrahmen leicht miteinander verbinden und wieder lösen lassen.
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Ebenfalls aus Schnellwechselgründen erfolgt die Befestigung der Ständer an den Grundrahmen beispielsweise mittels Bolzen und Keilen. Ebenso kommen Nut- und Federsysteme für die Anbringung der Ständer auf den Grundrahmen in Betracht.
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Mit Vorteil lassen sich einzelne Anschlüsse von Kühlmittelrückläufen separat für jeden auf dem Grundrahmen angebrachten Ständer einer Transportrichtmaschine anbringen. Dabei findet eine eigenständige Überwachung der Kühlmittelrückführung statt, um die Kühlmitteltemperatur im Bereich der Richtstrecke in einem vorgegebenen Temperaturbereich einzuhalten.
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Der Anschluss des Kühlmittelrücklaufs über den Grundrahmen erfolgt beispielsweise von jedem einzelnen Ständer separat, so dass die Durchflussmenge, die Temperatur und der Druck leicht überwacht werden können; alternativ lassen sich diese Werte auch jeweils je Grundrahmen regeln.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung stellen Anstellmittel die Oberrollen an den zu richtenden Strang in der Mitte oberhalb der Unterrollen an, wobei die Anstellmittel an einer Traverse befestigt und mit mindestens einem hydraulisch betätigbaren Zylinder verbunden sind, der die Richt- und Haltekräfte aufbringt.
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Die Traverse und die Lagergehäuse der Oberrolle lassen sich gemeinsam in Gleitführungen an dem Ständer befestigen, so dass die in Stranggießrichtung und quer zur Stranggießrichtung entstehenden Transportvorschub- und querkräfte aus der Oberrolle unmittelbar in den Ständer eingeleitet werden.
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Über Zahnstangen, Zahnräder, Ritzel und dgl. wird sichergestellt, dass die Oberrollen von beiden stirnseitigen Enden mit einem Drehmoment beaufschlagt werden, um einen durch eine asymmetrische Lasteinleitung entstehenden „Schubladeneffekt“ zu verhindern. Daher werden die Oberrollen je Transportrichtmaschineneinheit mittels einer Gleichlaufeinrichtung in Balance gehalten.
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Mit Vorteil ist eine Positionsregelung für die Oberrolle vorgesehen, in der der Anstellzylinder der Oberrolle über einen internen Wegaufnehmer die Position der Oberrolle regelt. Zum sicheren Halten des Warmstrangs auch bei Ausfall der Hydraulik ist der Zylinder mit einem vorzugsweise unmittelbar am Zylindergehäuse angebrachten entsperrbaren Rückschlagventil versehen, so dass der Zylinder durch die Wirkung des Rückschlagventils seine Lage nicht verändert. Ferner ist in der Hydraulikanlage, insbesondere unmittelbar an den Zylindergehäusen, ein Druckspeicher vorgesehen, der ein Not-Ausfördern des Metallstrangs auch dann ermöglicht, wenn die Förderpumpen zur Förderung des Hydraulikmediums ausgefallen sind.
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Unmittelbar an den Zylindergehäusen angebrachte Druckbegrenzungsventile verhindern ein Überschreiten des Betriebsdrucks der sämtliche Hydraulikzylinder ansteuernden Hydraulikanlage beim plötzlichen Ausfall einer der am Förderprozess beteiligten Transportrichtmaschinen. Gleichwohl wird der Sollwert des Hydraulikdrucks für alle Transportrichtmaschinen individuell über Motorventile elektrisch ferneingestellt, und der Betriebsdruck wird lastabhängig geregelt.
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Vorzugsweise wird der Warmstrangdruck im Zylinder je nach notwendiger Halte- und Biegekraft und unter Berücksichtigung der Verformung am Warmstrang entweder über eine kolben- und stangenseitig gleichzeitig wirkende Differentialdruckschaltung, über eine kolbenseitige Lastdruckschaltung oder über eine Gegenkraftdruckschaltung eingestellt.
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Dabei ist zu berücksichtigen, dass sich handelsübliche Warmstrang-Motorventile über einen Bereich von +/- 0,5 MPa nicht regeln lassen. Daher ist es notwendig, über eine Differentialschaltung künstlich Druck und Gegendruck in einem Zylinder aufzubauen, wenn Druck in dem Zylinder im nicht regelbaren Bereich aufgebaut werden soll. Dadurch kann das Motorregelventil arbeiten, ohne dass der Metallstrang mit einer zu hohen Anpresskraft beaufschlagt wird.
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Damit ergeben sich für das Biegen und Richten des Metallstrangs drei Voraussetzungen, die erfüllt sein müssen. Der Druck auf der Kolbenseite muss größer als 0,5 MPa betragen, der Differentialdruck muss im Bereich von +/- 0,5 MPa liegen und zusätzlich muss ein Gegendruck, beispielsweise in Form einer Gewichtskompensation, aufgebaut werden.
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Die Ober- und die Unterrollen in jeder Transportrichtmaschineneinheit sind als Rollenpaare angeordnet. Dabei sind die Oberrollen jeweils an Traversen befestigt, die zusammen mit den Oberrollen hydraulisch höhenverstellbar sind. Die Unterrollen sind jeweils mittig unterhalb der Oberrollen direkt an den Ständern gelagert. Die Oberrollen bringen die Transport- und Richtkräfte auf den Metallstrang auf, während die Unterrollen die Gegenkraft zu den von den Oberrollen aufgebrachten Kräften erzeugen. Wenn die Transportrichtmaschinen mit einem kombinierten Ober- und Unterrollenantrieb ausgestattet sind, bringen auch die Unterrollen Transport- und Richtkräfte auf den Strang auf.
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Die Unter- und Oberrollen sind in ihren Konturen jeweils an die zu bearbeitenden Formate der Metallstränge angepasst. Dies bedeutet, dass beispielsweise im Falle von Rundformaten entsprechende ballige Formataufnahmeeindrehungen vorhanden sind.
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Die Rollen sind jeweils in Wälzlagern mit Los- und Festlageranordnungen gelagert. Die Wälzlager sind vorzugsweise sphärisch ausgeführt und mittels Spielpassungen in den Gehäusen eingefügt. Die Wälzlager sind an der offenen Seite der Lagergehäuse mittels Labyrinthdichtungen oder Wellenringen abgedichtet. Vorzugsweise sind sie ferner an eine zentrale Fettschmiereinrichtung angeschlossen.
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Ebenso sind die Rollen über Dreheinführungen an den Kühlkreislauf angeschlossen; dabei sind diese Dreheinführungen mit dem Rotorteil der Rollen in einer Aufnahmebohrung der Rolle gelagert und mittels Schrauben befestigt. Gleichzeitig sind diese Dreheinführungen vorzugsweise mit einer Verdrehsicherung an dem Statorteil gegen eine Verwindung der Schläuche gesichert.
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Auch die Lagergehäuse der Rollen sind mit der Kühlmittelspannplatte, insbesondere der Wasserspannplatte, verbunden, insbesondere über eine Steckkupplung wie die anderen zu kühlenden Bestandteile der Transportrichtmaschinen. Durch den umfassenden Einsatz von Steckkupplungen zur Herstellung von Verbindungen für Fluidzu- und abführungsleitungen an den Ständern der Transportrichtmaschinen sowie an sämtlichen zugehörigen Bestandteilen der Transportrichtmaschinen wird eine erhebliche Montageerleichterung geschaffen; gleichzeitig wird auch das Auseinanderbauen im Falle von Reparatur und Wartung erheblich erleichtert.
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Die Lagergehäuse sind insbesondere in Stranggießrichtung mit Nut- und Federsystemen zur Montagevereinfachung und zur Schubkraftaufnahme an den Ständer und die Traverse gefügt.
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Je nach Funktion der Transportrichtmaschinen haben diese sowohl einen Oberals auch einen Unterrollenantrieb. Die Motoren sind jeweils über ein Getriebe, beispielsweise ein Aufsatzgetriebe, mit der zugehörigen, anzutreibenden Rolle verbunden. Aus Platzgründen wird das Antriebsdrehmoment des Antriebsmotors der Oberrolle über eine Gelenkwelle auf das Getriebe übertragen. Auch die Antriebszapfen der ebenfalls durch ein Kühlmittel gekühlten Aufsteckgetriebe zur Drehmomentenübertragung sind vorzugsweise mit Nut- und Federsystemen ausgeführt. Ebenfalls zur Montageerleichterung sind die Antriebszapfen mit abgestuften Zapfendurchmessern ausgeführt.
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Gemäß der Erfindung sind je Transportrichtmaschinen-Einheit wenigstens ein Antrieb mit einem Getriebe, mit einer Kupplung, einem Wechselstrommotor, einer Bremse, einem Tachometer, einem Stellungsgeber, einem Thermofühler und einem Fremdlüfter und/oder einer weiteren Kühlvorrichtung vorgesehen. Dabei werden die Transport- und Haltekräfte für das Richten des Metallstrangs entweder mittels eines Antriebs der Oberrolle oder der Ober- und der Unterrolle aufgebracht.
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Der Unterrollenantrieb ist an einer Biegerolle angeordnet, um ein Durchrutschen des Antriebs gegenüber dem Metallstrang sicher zu verhindern.
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Bei ein- oder zweisträngigen Stranggießanlagen sind die Antriebe mit Aufsteckgetrieben mit Hohlwellen oder mit freistehenden Getrieben mit Gelenkwellen ausgeführt. An mehrsträngigen Anlagen sind die Aufsteckgetriebe vorzugsweise mit Hohlwellen ausgeführt. Die Hohlwelle des Getriebes und der zugehörige Rollenzapfen werden mit gestuften Durchmessern versehen und sind dadurch leicht ein- und ausbaubar. Als Getriebe kommen Stirnrad-, Kegelstirnrad oder Planetengetriebe in Betracht. Zwischen dem Getriebe und dem Motor ist jeweils eine drehsteife Kupplung angeordnet, die in axialer Richtung eine Längenausdehnung zulässt. Der Motor ist jeweils unmittelbar über eine Getriebe-/Motorlaterne mit dem Getriebe gekuppelt. Mittels eines Frequenzumrichters lässt sich die Drehzahl des Motors vorzugsweise in einem Drehzahlbereich zwischen 100 und 2000 U/min regeln.
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Nachstehend wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine Schnittansicht verschiedener Formen von Vorblockformaten, die sich mittels einer erfindungsgemäßen Stranggießanlage gießen lassen,
- 2a eine erste Ausführungsvariante einer Anordnung mehrerer Transportrichtmaschinen-Einheiten in einer Stranggießmaschine in Gießrichtung eines Metallstrangs in der Seitenansicht,
- 2b ein Detail A aus 2a in der Draufsicht,
- 3a eine Transportmaschinen-Einheit mit einer angetriebenen Oberrolle in der Seitenansicht,
- 3b eine Transportmaschinen-Einheit mit einer angetriebenen Oberrolle und einer angetriebenen Unterrolle in der Seitenansicht,
- 4 eine zweite Ausführungsvariante einer Anordnung mehrerer Transportrichtmaschinen-Einheiten in der Seitenansicht,
- 5a eine dritte Ausführungsvariante einer Anordnung mehrerer Transportrichtmaschinen-Einheiten in der Seitenansicht,
- 5b die Ausführungsvariante gemäß 5a, nur im unteren Bereich der Transportmaschinen-Einheiten und im Längsschnitt dargestellt,
- 5c eine waagrechte Schnittansicht der Ausführungsvariante gemäß 5a längs einer Schnittlinie V - V,
- 6a, b zwei Seitenansichten eines Ausführungsbeispiels einer mit zwei Antrieben ausgestatteten Transportrichtmaschinen-Einheit in Gießrichtung bzw. quer zur Gießrichtung,
- 7 eine Detailansicht einer angetriebenen Ober- oder Unterrolle in einer Transportrichtmaschinen-Einheit in der Draufsicht und
- 8 eine waagrechte Schnittansicht durch eine Transportrichtmaschinen-Einheit gemäß 6a.
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Mittels einer zum Gießen von Vorblöcken, Knüppeln und dgl. geeigneten Stranggießmaschine lassen sich verschiedene Formate gießen. Diese haben entweder einen quadratischen Querschnitt 1 (1), einen rechteckigen Querschnitt 2, einen kreisförmigen Querschnitt 3, einen rechteckigen Querschnitt 4 mit kreisabschnittförmigen Ausnehmungen 5, 6 auf der Ober- und Unterseite oder einen achteckigen Querschnitt 7. Weitere, hier nicht dargestellte Formen sind ebenfalls realisierbar.
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Eine Stranggießmaschine umfasst eine Stranggießkokille, in der ein Metallstrang gegossen wird. In einer Bogenführung wird der Strang aus der senkrechten oder nahezu senkrechten Gießrichtung in die Horizontale überführt. An den Bogenbereich schließt sich ein zunächst keilförmig verlaufender und dann in die Waagrechte übergehender Transport- und Richtbereich 8 an, in dem der Strang während des Transports durch eine Vielzahl von hintereinander angeordneten Transportrichtmaschinen-Einheiten 9, 10, 11, 12, 13 (2a) gerichtet wird. Auf einer Ebene 14, die von den Oberkanten unterer Rollen 15 in den Transportrichtmaschinen-Einheiten 9 bis 13 und von Stützrollen 16 im Bereich zwischen den Transportrichtmaschinen-Einheiten 9 bis 13 gebildet wird, wird der Strang weitergefördert und gleichzeitig gerichtet.
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Jede der Einheiten 9 bis 13 ist mit einer angetriebenen Oberrolle 17 ausgestattet, die gemeinsam mit den unteren Rollen 15 in Ständern 18 gelagert sind; dabei sind die unteren Rollen 15 ortsfest, die oberen Rollen 17 hingegen an das zu richtende Format des Gießstrangs in ihrer Position anpassbar gelagert. Die unteren Rollen 15 sind mit Ausnahme von einzelnen, in bestimmten Abständen angeordneten Unterrollen 19 nicht angetrieben, von denen eine in 2a dargestellt ist. Die Unterrolle 19 wird über einen Antriebsmotor 20 angetrieben, der über eine Traverse im oberen Bereich des Ständers 18 befestigt ist. Von dem Antriebsmotor 20 verläuft eine Antriebswelle 21 zu einem Getriebe 22, das die Rolle 19 antreibt.
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Die Ständer 19 sind jeweils auf einzelnen Grundrahmen 23 gelagert. Zusätzlich sind die Ständer 19 über Fundamentplatten 24 auf einem Fundament 25 aufgebracht. Zur Befestigung der Fundamentplatten 24 auf dem Fundament 25 dienen Fundamentanker oder Ankerschrauben 26, 27.
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Auf den Ständern 19 sind Hydraulikzylinder 28 zur Höhenverstellung der oberen Rollen 17 angebracht. Zur Sicherstellung des Gleichlaufs beider Seiten der oberen Rollen 17 sind auf beiden Seiten einer Traverse 29 (2b) über eine Welle verbundene und mit an der Rolle 17 angebrachten Verzahnungen kämmenden Gleichlauf-Zahnräder 30, 31 angebracht, von denen letzteres über eine Zahnstange 32 mit dem von dem Motor angetriebenen Antriebsgetriebe verbunden ist.
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Die mit einer Kolbenstange 33 (3a, 3b) ausgestatteten und zur Höhenverstellung der oberen Rollen 17 dienenden Hydraulikzylinder 28 werden über einen Kühlmantel 34 mit einem Kühlmittel gekühlt. Der Hydraulikzylinder 28 wirkt jeweils auf eine die obere Rolle 17 tragende Traverse 35 ein.
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Die oberen Rollen 17 werden jeweils über einen ebenfalls mit einem kühlmitteldurchflossenen Kühlmantel 36 ausgestatteten Antriebsmotor 37, eine längenverstellbare Welle 38 sowie ein Getriebe 39 angetrieben. Falls die unteren Rollen 15 ebenfalls mit einem eigenen Antrieb ausgestattet sind, ist ein eigener Antriebsmotor 40 in Verbindung mit einem Getriebe 41 mit der Welle der Rolle 15 verbunden.
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In einer Ausführungsvariante der Erfindung (4) ist die untere Rolle 19 des geneigt angeordneten Ständers 18 der Transportrichtmaschinen-Einheit 10 mit dem Antriebsmotor 20, der Antriebswelle 21 und dem Getriebe 22 versehen, wie auch in 2a dargestellt ist. Sowohl der Antriebsmotor 20 als auch der Hydraulikzylinder 28 werden jeweils gekühlt. Die Grundrahmen 23 sind über Schrauben 42 mit den Fundamentplatten 24 fixiert.
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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung (5a - 5c) sind mehrere Ständer 9 bis 13 auf einem gemeinsamen Grundrahmen 43 angeordnet. Der Grundrahmen 43 ist von Kühlkanälen 44 durchzogen, die Teil eines Gesamtkühlsystems sind, in das auch andere Aggregate innerhalb der Ständer 9 bis 13 integriert sind, wie insbesondere die Lager der Rollen 15, 17, die Antriebsmotoren und die hydraulischen Zylinder. Ähnlich wie die Grundrahmen 23 ist auch der Grundrahmen 43 über Fundamentplatten 45 mit einem Fundament 47 verbunden, wobei jeweils die Fundamentanker 26 die Verbindung fixieren. Zusätzlich sind zur Fixierung der Fundamentplatten 45 gegenüber dem Grundrahmen 43 zwischen den Fundamentankern 26 Ankerschrauben 48 vorgesehen.
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Mit den Antriebsmotoren 37 sind die oberen Rollen 17 jeweils über Aufsteckgetriebe 49 verbunden, während die unteren Rollen 15 keine eigenen Antriebe haben.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst ein Ständer 50 sowohl eine angetriebene obere Rolle 17 als auch eine angetriebene untere Rolle 19. Zum Antrieb der oberen Rolle 17 dient ein Aufsteckgetriebe 49 mit einem (hier nicht dargestellten) Antriebsmotor. Die untere Rolle 19 wird von einem Motor 20 angetrieben, mit dem Rolle 19 über eine Antriebswelle 21 und ein Getriebe 22 verbunden ist. Über einen Zylinder 34 mit einer Kolbenstange 33 wird die Höhenstellung der oberen Rolle je nach den Maßen des richtenden Vorblocks 51 oder Knüppels in ihrer Höhe verstellt. Für den Zylinder 34 ist eine Verrohrung 52 zur Zu- und Abführung des Hydraulikmediums vorhanden. Durch eine Schutzhaube des Zylinders 34 fließt ein Kühlmittel durch eine Leitung 53. Auch die Lager der Rollen 17, 19 werden mit Kühlmittel versorgt, das über eine Verbindung 54 mit einer Kühlmittelspannplatte, insbesondere einer Wasserspannplatte, zugeführt wird. Ebenso sind Leitungen 55 zur Versorgung mit einem Schmiermittel vorhanden.
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Unabhängig von der Höhenposition der in einer Gleitführung 56 mittels einer Hubtraverse 57 (6a, b) höhenverstellbaren Rolle 17 hat diese eine Gleichlaufeinrichtung 58, die bewirkt, dass auf beiden Stirnseiten der Rolle 17 dasselbe Antriebsdrehmoment ausgeübt wird. Die Gleichlaufeinrichtung 58 umfasst auf einer der beiden Stirnseiten der Rolle 17 eine Zahnstange 69, die mit einem Zahnrad 60 kämmt; dieses Zahnrad 60 ist über eine an dem Ständer 50 gelagerte Welle 72 mit dem zweiten Zahnrad 68 auf der anderen Stirnseite des Ständers 50 verbunden. Das Zahnrad 68 kämmt mit einer Zahnstange 71.
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Beide Zahnräder 60, 68 kämmen mit verzahnten Abschnitten an den Stirnseiten der Rolle 17, wodurch sichergestellt wird, dass diese sich auf beiden Seiten gleichmäßig auf- und abbewegt und sich nicht einseitig verzieht.
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Eine angetriebene Rolle, beispielsweise eine obere Rolle 17 (7), ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung in Pendelrollenlagern 61, 62 innerhalb von Lagergehäusen 63, 64 gelagert. Die Lager sind gegen äußere Umgebungseinflüsse durch einen, beispielsweise metallischen, Dichtring 67 gesichert und nach außen abgedichtet. Zur Zuführung eines Kühlmittels oder eines Schmiermittels ist eine Dreheinführung 65 vorgesehen. An einer Seite ist ein Aufsteckgetriebe 66 angeordnet.
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8 zeigt in waagrechter Schnittansicht, wie das von einem Motor angetriebene Aufsteckgetriebe 49 mit der Rolle 17 verbunden ist. Von der Rolle 17 ist in dieser Ansicht nur ein Wellenstummel sichtbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- quadratischer Querschnitt eines Gießstrangs
- 2
- rechteckiger Querschnitt
- 3
- kreisförmiger Querschnitt
- 4
- rechteckiger Querschnitt
- 5
- kreisabschnittförmige Ausnehmung
- 6
- kreisabschnittförmige Ausnehmung
- 7
- achteckiger Querschnitt
- 8
- Transport- und Richtbereich
- 9
- Transportrichtmaschinen-Einheit
- 10
- Transportrichtmaschinen-Einheit
- 11
- Transportrichtmaschinen-Einheit
- 12
- Transportrichtmaschinen-Einheit
- 13
- Transportrichtmaschinen-Einheit
- 14
- Ebene
- 15
- untere Rollen
- 16
- Stützrollen
- 17
- Oberrollen
- 18
- Ständer
- 19
- angetriebene Unterrolle
- 20
- Antriebsmotor
- 21
- Antriebswelle
- 22
- Getriebe
- 23
- Grundrahmen
- 24
- Fundamentplatten
- 25
- Fundament
- 26
- Ankerschrauben
- 27
- Ankerschrauben
- 28
- Hydraulikzylinder
- 29
- Traverse
- 30
- Zahnrad
- 31
- Zahnrad
- 32
- Zahnstange
- 33
- Kolbenstange
- 34
- Kühlmantel
- 35
- Traverse
- 36
- Kühlmantel
- 37
- Antriebsmotor
- 38
- längenverstellbare Welle
- 39
- Getriebe
- 40
- Antriebsmotor
- 41
- Getriebe
- 42
- Schrauben
- 43
- Grundrahmen
- 44
- Kühlkanäle
- 45
- Fundamentplatten
- 46
- Platte
- 47
- Fundament
- 48
- Ankerschrauben
- 49
- Aufsteckgetriebe
- 50
- Ständer
- 51
- Vorblock
- 52
- Verrohrung
- 53
- Leitung
- 54
- Verbindung
- 55
- Leitungen
- 56.
- Gleitführung
- 57
- Hubtraverse
- 58
- Gleichlaufeinrichtung
- 59
- -
- 60
- Zahnrad
- 61
- Pendelrollenlager
- 62
- Pendelrollenlager
- 63
- Lagergehäuse
- 64
- Lagergehäuse
- 65
- Dreheinführung
- 66
- Aufsteckgetriebe
- 67
- Dichtring
- 68
- Zahnrad
- 69
- Zahnstange
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