DE102010035723A1

DE102010035723A1 - Stranggießverfahren für Knüppelquerschnitte mit unterschiedlichen Abmessungen und kleinen Losgrößen

Info

Publication number: DE102010035723A1
Application number: DE201010035723
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-28
Filing date: 2010-08-28
Publication date: 2012-03-01

Abstract

Die neu konzipierte Gießmaschine mit z. B. 4 Kokillen für unterschiedliche Querschnitte erlaubt es, die Vorteile der schnell umstellbaren Rollenführung in der Sekundärkühlstrecke voll auszunutzen: Man kann einen Tundish-Inhalt während 45 Min. mit 4 unterschiedlichen Querschnitten vergießen, weil die Wechselzeit von einer Kokille zur anderen höchstens 1 Minute dauert, d. h. 10 Min. Gießen eines bestimmten Querschnitts wird möglich. Das bedeutet, dass man auch kleinere Losgrößen unterschiedlicher Abmessungen wirtschaftlicher herstellen kann. – Die hier vorgestellte Rollenführung mit 4 Stützrollen bietet auch eine gute Möglichkeit, eventuell eine „Liquid Core Reduction” in der Sekundär-Kühlstrecke durchzuführen. Es werden 2 Beispiele gezeigt. Damit würde die Flexibilität noch größer: Man könnte eventuell eine ganze Familie von z. B. Quadrat-Querschnitten mit vielen Zwischengrößen herstellen.

Description

Einleitung
Damit man die in der DE 10 2010 034 399.4 beschriebene Mechanik mit Cantilever-Gehäusen in der Praxis nutzen kann, muss ein Weg gefunden werden, wie man unterschiedliche Gießformate mit schnellem Programmwechsel herstellen kann.
Wenn man eine Mehrfachkokille anbieten könnte, die schnell wechselbare Einsätze erlaubt, wäre das für die Herstellung kleiner Losgrößen schon ein großer Erfolg.
Das Ziel ist es, von den Einzweck-Anlagen wegzukommen und der Industrie Anlagen mit schneller Umrüstbarkeit anzubieten.
Lösung
Die schnelle Anpassung der Strangführung an unterschiedliche Querschnitte kann mit Cantilever-Gehäusen gelöst werden. Hier soll eine Gießmaschine mit Vierfachkokille vorgeschlagen werden, die es gestattet, innerhalb der zu gießenden Formate beweglicher zu werden.
So ist es z. B. mit der in Bild 1c gezeigten Gießmaschine möglich, 4 unterschiedliche Gießformate auszuwählen, die durchaus von Kunde zu Kunde unterschiedlich aussehen können, weil bei jedem Stahlhersteller etwas andere Schwerpunkte vorliegen, abhängig von der zu beliefernden Industrie.
Eine Vierfachkokille mit den Formaten z. B. 200 Quadrat, 180 Quadrat, 160 Quadrat und 140 Quadrat könnte die Wirtschaftlichkeit erheblich verbessern, weil die nachfolgende Reduzierung der Knüppel im nachgeschalteten Walzwerk verringert werden könnte.
Am Rande soll hier auch überlegt werden, wie man mit „Liquid Core Reduction” in der Sekundärkühlstrecke eine weitere Abmessungs-Verbreiterung der Herstellpalette erreichen kann. Dazu muss aber die Strangführung besonders ausgebildet sein.
In Bild 1a ist eine Doppelkokille (1) mit den Formaten 200 Quadrat und 170 Quadrat in der Draufsicht gezeigt. Die Doppelkokille (1) ist verschiebbar in einem oszillierenden Rahmen (4) geführt. Die Doppelkokille (1) kann über 2 Hydrozyldr. (5) in 2 Stellungen bewegt und geklemmt werden. – Im Bild 1 befindet sich die Kokille (3) für 170 Quadrat in der Gießstellung, während die Kokille (4) für 200 Quadrat in der Parkstellung ist.
Bild 1b ist als Alternative eine drehbare Dreifach-Kokille (2 × 120 Grad) für 3 unterschiedliche Quadrat-Querschnitte dargestellt, die in einem oszillierenden Rahmen motorisch geschwenkt und geklemmt werden kann. Im Bild soll sich die 200-Quadrat-Kokille in der Betriebsstellung befinden, während die Formate 170 Quadrat und 145 Quadrat in Parkstellung sind.
Auch diese Kokillen-Ausführung soll geschützt werden.
Bild 1c zeigt in der Seitenansicht einen Vorschlag für eine 2fach-, 3fach- oder 4fach-Gießmaschine mit 180 °, 120° oder 90°-Anordnung. Sie verwendet statt des Rahmens ein Drehzentrum (17), mit dem verschiedene Kokillen (2) + (3) motorisch geschwenkt werden können, von denen aber nur eine in Arbeitsposition ist.
Das Besondere an dieser Lösung ist, dass pro Kokille ein eigener Oszillierantrieb vorgesehen wird. Dadurch gibt es keine Probleme mit den Beschleunigungskräften, auch nicht bei 4 Kokillen (mit unterschiedlichen Querschnittsformaten). Die Kokillenhalterung soll aus Leichtmetall gefertigt werden. Nur jeweils bei der Kokille in Arbeitsstellung ist der Oszillierantrieb aktiviert.
Zur Oszillation schwenkt die Kokille jeweils um einen Drehpunkt (18), der am Mantel (21) befestigt ist. Das Drehzentrum (17) ist auf der Gießbühne (20) befestigt. Der Hubantrieb soll per Hydrozyldr. (19) erfolgen.
Die Vierfach-Kokille verwendet z. B. wahlweise die Querschnitte 200/170/147/115 Quadrat, mit denen dank LCR ein großer Quadrat-Bereich mit allen Zwischengrößen herstellbar ist, nämlich von 200 Quadrat bis 100 Quadrat.
In Bild 1d ist die Draufsicht einer Vierfach-Kokille nach Bild 1c dargestellt. Man sieht, dass die 4 Kokillen sich unter dem Getriebegehäuse (22) mm Drehantrieb bewegen können. Das Getriebegehäuse erhält eine Drehmomentstütze (23) über die Gießbühne (20). Wie man erkennt, wäre auch noch Platz für 2 weitere Kokillen, d. h. man könnte nach diesem Muster auch eine 6-fach-Kokille bauen.
Bild 2 zeigt beispielhaft die „Liquid Core Reduction” eines Quadrat-Querschnitts durch 4 unter 90 Grad angeordneten Cantilever-Gehäusen (6), die auf Führungen (15) verstellbar sind.
Die profilierten Stützrollen (7) der Cantilever-Gehäuse (6) verformen das Quadrat (8) an den 4 Kanten und quetschen den Hohlquerschnitt mit flüssigem Kern zusammen.
Die Verformung ist nur ganz gering und beträgt zwischen 1 und 3 Millimeter pro Stich.
In Bild 2a ist beispielhaft das Profil der Rolle (7) für ein Quadrat 180 dargestellt. Prägnant ist der Radius r = 50, mit dem eine bleibende Markierung am Strang verhindert werden soll.
In Bild 3 ist beispielhaft die direkt danach folgende Umformung der 4 Flachseiten mit flüssigem Kern gezeigt. Diese Umformung ist notwendig, um die Ausbauchung an den Flachseiten des Quadrats infolge der Umformung von Bild 2 sofort wieder rückgängig zu machen.
Auch diese Cantilever-Gehäuse (6) sind jeweils unter 90 Grad zueinander angeordnet, aber gegenüber dem Bild 2 in einer um 45 Grad geschwenkten Ebene.
In Bild 3a erkennt man in vergrößerter Darstellung die Ausbauchung an den Flachseiten, die durch die vorhergehende Verformung entstanden ist. Sie muss beseitigt werden. Außerdem haben die Rollen (10) eine leichte Balligkeit, um die Flachseite etwas nach innen zu drücken. Ein Teil davon wird zurückfedern, so dass danach das Quadrat wieder eine perfekte Form hat.
Bild 4 zeigt beispielhaft für das Segment I (von insgesamt VII Segmenten) die Anordnung der für die „Liquid Core Reduction” benutzten Verformungsgerüste. Man sieht hier 5 Verformungsgruppen (11) (No 1, No 2, No 3, No 4 u. No 5), wobei jede Gruppe aus einer Einheit aus Bild 2 und einer Einheit aus Bild 3 besteht.
In Bild 5 ist in einer 1. Tabelle die Umformung in den ersten 3 Segmenten der Anlage beispielhaft gezeigt. Verformt wird in den ersten 3 Segmenten, dann ist die Schalendickt nicht zu groß. Gegossen wird der Querschnitt 200 Quadrat.
Man erkennt, dass der ursprüngliche Querschnitt am Ende von Segment 3 auf 170 Quadrat reduziert wurde. Natürlich sind je nach Programmierung und Stellung der verschiebbaren Verformungsgerüste auch alle gewünschten Zwischenformate zwischen 200 und 170 herstellbar, und zwar mit einer ganz kurzen Umrüstzeit von ca. 1 Minute.
In Bild 6 ist in einer 2. Tabelle gezeigt, wie die Umformung aussieht, wenn als Gießquerschnitt (3) jetzt 170 Quadrat gewählt wird.
Die Gesamtumformung von 170 Quadrat auf 147 Quadrat ist wieder auf drei Segmente der Anlage verteil, Segment I + II + III.
Auch hier gilt wieder, dass alle Zwischenformate zwischen 170 Quadrat und 147 Quadrat frei wählbar herstellbar sind, dank der verschiebbaren Verformungsgerüste und der Programmierbarkeit. Natürlich sind auch andere Aufteilungen der Umformung möglich.
In Bild 7 ist gezeigt, wie die Verformung bei flüssigem Kern für einen Rundquerschnitt (12) in der 1. Ebene aussehen könnte.
In Bild 8 sieht man die Rund-Verformung in der 2. Ebene, jetzt um 45 Grad gedreht.
In beiden Bildern (7 + 8) wird die Verformung von 4 Gehäusen (6) und fliegenden Stützrollen (14) durchgeführt, wobei die Gehäuse auf separaten Führungen (15) verschiebbar sind.
Man erkennt, dass für Rundquerschnitte bis auf die Kontur der Verformungsrollen (7), (10) die Mechanik der Geräte identisch ist derjenigen für die Herstellung von Quadrat-Querschnitten. Es wird also die gleiche Technologie verwendet. Deshalb soll das Verfahren zur Herstellung von Rundquerschnitten ebenfalls geschützt werden.
Bilder-Verzeichnis
Bild 1a: Lineare Doppelkokille für unterschiedliche Formate
Bild 1b: Lineare Dreifachkokille für unterschiedliche Formate
Bild 1c: Drehbare Vierfachkokille, Seitenansicht
Bild 1d: Drehbare Vierfachkokille, Draufsicht
Bild 2: LCR-Verformung Quadrat 1. Ebene, Mechanik
Bild 2a: Profilrolle (7) f. Bild 2 im Detail
Bild 3: LCR-Verformung Quadrat 2. Ebene, Mechanik
Bild 3a: glatte Rolle (10) f. Bild 3 im Detail
Bild 4: Anordnung der Verformungsgruppen im Segment I
Bild 5: Tabelle 1: Quadrat-Verformung LCR 200 Quadrat → 170 Quadrat
Bild 6: Tabelle 2: Quadrat-Verformung 170 Quadrat → 147 Quadrat
Bild 7: LCR-Verformung Rund 1. Ebene; Mechanik
Bild 8: LCR-Verformung Rund 2. Ebene; Mechanik
Bezugszeichenliste

1: Doppel-Kokille linear verschiebbar
2: Format 200 Quadrat (Kokille)
3: Format 170 Quadrat (Kokille)
4: Rahmen mit Oszillation
5: Hydro-Zyldr. z. Verschieben der Kokille
6: Cantilever-Gehäuse
7: Profilierte Stützrolle
8: Strang mit Quadrat-Querschnitt
9: Gehäuse-Verschiebung
10: Glatte Stützrolle
11: Verformungsgruppe
12: Strang mit Rund-Querschnitt
13: Flüssiger Kern
14: Rolle für Rund
15: Führungsbahn für Gehäuseverschiebung
16: Gießmaschine mit drehbarer Mehrfachkokille
17: Drehzentrum für 4 Kokillen der Gießmasch.
18: Drehpunkt für Kokillenoszillation
19: Hydrozyldr. f. Oszillation
20: Gießbühne
21: Mantel für Drehzentrum
22: Aufsteckgetriebe
23: Drehmomentstütze
24: Kok.-Halterung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010034399 [0001]

Claims

Verfahren und Vorrichtung für das Stahl-Stranggießen von Quadrat- (8) und Rund-Querschnitten (12) mit oszillierender Senkrechtkokille und nachfolgender Sekundärkühlung bzw. Strangführung in Form einer Kreisbogen- oder Ovalbogen-Anlage, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kombination von Gießmaschine und Strangführung benutzt wird, wobei die Gießmaschine (16) z. B. vier unterschiedliche Kokillen (Rund oder Quadrat) für unterschiedliche Gießformate besitzt, und wobei eine der 4 Kokillen durch das Drehen um eine vertikale Achse in die Betriebsposition gebracht und dort geklemmt wird, und wobei jede der 4 Kokillen einen eigenen Hubantrieb (19) zur Oszillation besitzt, und dass die Strangführung aus 4 Rollen pro Stützstelle (7) besteht, die im Winkel von 90 Grad zueinander stehen und die über schräge Führungen (15) umstellbar auf unterschiedliche Gießquerschnitte sind, und dass die Wellenachsen der zum Stützen verwendeten Cantilever-Gehäuse (6) senkrecht zu den Führungen verlaufen; und dass die Strangführung kurzfristig auf die Querschnitte einer anderen Kokille eingestellt werden kann, mit Hilfe einer Programmsteuerung;
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorsichtige symmetrische Verformung in der Sekundärkühlstrecke der Anlage bei flüssigem Kern durchgeführt werden kann; und dass alle Wege der Verformungsgerüste gemessen und in einer Steuerung verarbeitet werden, so dass eine frei wählbare Umformung eingestellt werden kann, die je nach Werkstoff unterschiedlich sein kann;
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung durch „Liquid Core Reduction” auf mehrere Segmente verteilt wird, und dass pro Segment 5 Verformungsgruppen (11) verwendet werden, wobei eine Verformungsgruppe (11) durch die Gerüstanordnung nach den Bildern 2 und 3 definiert ist;
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Anordnung nach Bild 2 profilierte Stützrollen (7) verwendet und bei der Anordnung nach Bild 3 glatte Stützrollen (10) verwendet werden, und dass beide Anordnungen um 45 Grad zueinander geschwenkt sind;
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührlänge des Profils der verwendeten Stützrollen (7) in Bild 2b so gewählt ist, dass mehr als 61% des Umfangs des Quadrats (8) von den profilierten Rollen (7) erfasst wird;
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührlänge der verwendeten glatten Stützrollen (10) in Bild 3a so gewählt ist, dass mehr als 40% des Umfangs des Quadrats von den glatten Rollen erfasst wird
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Gießmaschine nach Bild 1a und Bild 1b ebenfalls zusammen mit der Strangführung benutzt werden können.