DE102010045223A1

DE102010045223A1 - Kaltstrangtechnik beim Knüppelstrangguss mit Mehrfachkokille für unterschiedliche Querschnitte

Info

Publication number: DE102010045223A1
Application number: DE201010045223
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2010-09-13
Publication date: 2012-03-15

Abstract

Die Vorteile der schnell umstellbaren Rollenführung durch Cantilever-Gehäuse in Verbindung mit der neu konzipierten Gießmaschine mit z. B. 4 Kokillen für unterschiedliche Querschnitte können erst mit einer neuen Technik für das Handling des Kaltstrangs voll ausgenutzt werden, weil nur dadurch eine kurze Zeit (ca. 2,2 Minuten) für das Einbringen eines Kaltstrangs mit einem neuen Querschnitt erreicht werden kann. Es werden 2 Alternativen beschrieben. Im einzelnen beruht die kurze Einbringzeit für einen neuen Kaltstrang mit anderem Querschnitt darauf, dass ein etwas modifiziertes Layout für das Design des Bogenrollgangs benutzt wird mit einem 1. Segment in gerader vertikaler Ausführung. Dadurch wird es ermöglicht, den Kaltstrang hinter Segment I einzufahren und zwar unmittelbar, nachdem das Ende des letzten Strangs das Segment I verlassen hat. Das wird möglich durch eine verschiebliche Ausführung der sonst im Weg stehenden Strangführungsrollen in Cantilever-Bauart, durch eine spezielle Anfahrkette und durch besondere Führung und besonderen Antrieb für diese Anfahrkette.

Description

Einleitung
Damit man die in der DE 10 2010 035 723.5 beschriebene Methode mit einer Vierfach-Gießmaschine (für 4 verschiedene Querschnitte) in der Praxis nutzen kann, wird eine neue Geometrie für die Strangführung vorgeschlagen, die er ermöglicht, bei einem Programmwechsel einen anderen Kaltstrang in kurzer Zeit in die Kokille zu bekommen, um einen Neustart zu machen.
Die konventionelle Methode beim Einfahren eines neuen Kaltstrangs dauert viel zu lange. –
Es werden zwei Methoden für eine schnelle Kaltstrangeinbringung beschrieben.
Außerdem wird zurückgegriffen auf die Strangführung mit Cantilever-Gehäusen, die in der DE 10 2010 034.399.4 geschildert wird, und die hier vorteilhaft verwendet werden kann, um die Führungsrollen für den Warmstrang kurzzeitig wegzurücken, damit der Kaltstrang vorbeigeschoben werden kann.
Stand der Technik
Der Stand der Technik kann am besten beispielhaft anhand Bild 1 beschrieben werden. Es ist eine Kreisbogenanlage mit 6 identischen Segmenten dargestellt (R = 11 m), auf der 180 Quadrat gegossen werden soll (Gesamtlänge = 18 m). Vor dem Start wird in den horizontalen Rollgang, der sich an Segment VI anschließt, eine Anfahrkette eingeschleust, die mit Eilganggeschwindigkeit durch den Bogenrollgang in die Kokille transportiert wird. Hier stoppt sie beim Gießstart die flüssige Schmelze in der Kokille und sorgt für eine Erstarrung an der Anfahrkette sowie eine Dichtung zur Kokille hin.
Wenn jetzt die Anfahrkette mit Gießgeschwindigkeit nach unten weggezogen und später vom Strang getrennt wird, kann kein Flüssigstahl mehr austreten. Es entsteht ein Strang mit einer dünnen erstarrten Strangschale und flüssigem Kern.
Würde man dieses Verfahren bei einem Kokillenwechsel innerhalb einer Gießkampagne benutzen, müsste man nach dem Schließen des Schiebers am Tundish den Strang mit Gießgeschwindigkeit bis zu der Stelle fahren, wo das Einbringen einer Anfahrkette erfolgen könnte. In Bild 1a ist gezeigt, dass diese Operation ca. 14 Minuten benötigen würde, eine sehr lange Zeit.
Lösung
Es wird vorgeschlagen, die Geometrie der Kreisbogenanlage leicht zu modifizieren, so dass man eine Ausführung nach Bild 2 erhält. Diese wird näher erläutert:
Nach der Kokille (z. B. schwenkbare Mehrfachkokille nach DE 10 2010 035 723.5 ) kommt zunächst ein gerades vertikales Segment I (17) zum Einsatz, bevor das Segment II (6) in Bogenform folgt.
Segment II (6) hat ein besonderes Design, weil dort die ersten 5–6 Außenführungsrollen (4) zurückgefahren werden können, um Platz zu schaffen für das Einbringen einer kurzen Anfahrkette (9), die von unten direkt in das gerade Segment I (17) und von dort in die Kokille transportiert wird. Sobald der alte Strang das Segment I verlassen hat, kann die neue Anfahrkette (12) von unten eingefahren werden, und wenig später erfolgt der neue Gießstart, gleichzeitig werden die verschieblichen Rollen (4) von Segment II (6) wieder in die Führungsposition für den Warmstrang zurückgefahren.
Die kurvenfähige Anfahrkette (12) durchläuft jetzt mit dem Strang den gesamten Bogenrollgang, wird erst nach Segment VI vom Strang getrennt und dann über eine bekannte Methode nach außerhalb der Strangführung weggefördert. – Die Gesamt-Kühllänge bei Bild 1 und Bild 2 beträgt 18 m. –
In Bild 2 sieht man außerdem, dass der Warmstrang von 4 angetriebenen und anstellbaren Oberrollen (21) in Segment I, und von je 3 angetriebenen und anstellbaren Oberrollen (21) in den gleichen Segmenten II, III, IV und V gepackt und getrieben wird. Damit erfolgt die gleichmäßige Ausförderung von Kaltstrang und Warmstrang über den ganzen Bogenrollgang.
Bemerkenswert ist außerdem, dass im Segment II die erste Oberrolle als Biegerolle (3) ausgeführt ist, d. h. hier wird der gerade Strang von Segment I in den Radius des Bogenrollgangs R = 8200 mm gebogen.
Im Segment VI wird der Radius durch 1 angetriebene Biegeeinheit (23) wieder beseitigt.
In Bild 2a ist gezeigt, dass mit diesem Design und mit dieser Methode eine Zeit von ca. 2,2 Minuten für den Neustart erreicht werden kann, gegenüber 14 Minuten bei der konventionellen Methode.
In Bild 3 ist Segment I und II mit Führung und Transport des Kaltstrangs (12) sowie einer Wendevorrichtung (25) für die Kette etwas genauer dargestellt. Das Bild wird jetzt erläutert.
Die am Kran hängende Anfahrkette (12) wird auf einer horizontal verfahrbaren Wendevorrichtung (25) mit einer horizontalen (26) und einer vertikalen Tischplatte (27) herabgelassen.
Nachdem die Kette (12) auf dem horizontalen Tisch (26) aufgelegt wurde, muss sie dort von Hand an 3 Stellen gesichert werden mit Fixierungen (29), die an der Tischplatte (26) festgeschraubt werden.
Die Sperre (28) verhindert nach dem Schwenken der Wendevorrichtung, dass die Kette nach unten fällt. –
Im Segment II erkennt man die schon besprochenen 5 rückziehbaren Führungsrollen (4).
Außerdem gibt es 5 einschiebbare Zusatzführungen (16) zur Kaltstrangführung zwischen den rückziehbaren Führungsrollen (4).
Die Zusatzführungen (16) sind an einem Schlitten (24) befestigt. Sobald der gegossene Strang (8) das Segment II (6) verlassen hat, können die Zusatzführungen (16) zur Führung des Kaltstrangs (12) eingefahren werden.
Nun kann der Teleskop-Zylinder (15) nach Ziehen einer Sperre (28) den Kaltstrang (12) nach oben schieben und zwar soweit, bis die 1. Rolle (21) von Segment I (14) den Kaltstrang weiter nach oben transportieren kann.
In Bild 4 ist als 2. Alternative die Kaltstrang-Einbringung von der Seite dargestellt. Es gibt einen Horizontal-Rollgang (30), der verzahnte Unterrollen (teilweise mit Antrieb) besitzt. Die Anfahrkette nach Bild 7 soll ebenfalls eine Verzahnung an der Seite (20) haben.
Der horizontale Rollgang geht über in einen 90-Grad-Rollgang (31), der mit angetriebenen Unter- und Oberrollen (32) bestückt ist.
Diese lassen sich auf die unterschiedlichen Querschnitte der 4 Kaltstränge motorisch fernverstellbar einstellen.
Der 90-Grad-Bogenrollgang (31) mit Radius R = 2 m (im Beispiel) mündet tangential in Segment I (21), den Vertikal-Rollgang direkt unter der Kokille.
Für den letzten Weg in die Kokille wird der Kaltstrang (12) von mehreren rückwärts drehenden Rollen (21) getrieben.
Bild 4a zeigt für das Einfahren des Kaltstrangs von der Seite eine Antriebsalternative, die in 3 Schritten erfolgt:

– zunächst durch einen horizontalen Teleskopzylinder (15),
– dann durch eine angetriebene Schwinge (35), die den Kaltstrang in einem Winkel von 60 Grad vorwärtsbringt,
– schließlich die Treiberrollen (21) von Segment I (17), die den Kaltstrang in die Kokille transportieren.

In Bild 5 erkennt man in der Seitenansicht den Schlitten (11) auf der Führungsbahn (14), der einen Schlitten (10) mit den 2 Cantilever-Gehäusen (13) mit je einer Führungsrolle (4) trägt. Der Schlitten (11) kann zurückgezogen werden, um Platz zu schaffen für den Kaltstrang/die Anfahrkette (9), die von unten vertikal hochgeschoben wird.
Bild 6 ist die Draufsicht von Bild 5 und zeigt Segment II (6), hier mit 2 fliegend gelagerten Führungsrollen (4), die sowohl zur Warmstrang- als auch zur Kaltstrangführung benutzt werden können.
Bild 7 zeigt die wiederverwendbare Anfahrkette (12) für den größten Strangquerschnitt 200 Quadrat. Die Kette ist mit Bolzengelenken (13) für eine Rückfahrt auf dem Bogenrollgang ausgestattet. Man erkennt, dass die Begrenzungslinien (19, 20) der Laschen mit Radien gefräst sind, damit sie von den Treibern des Bogenrollgangs gut transportiert werden können. Neben den Gelenken (13) für eine eindimensionale Beweglichkeit der Kette erkennt man ein Anfahrstück (37) mit Verjüngung außen und Hohlraum innen. Dieses verlorene Anfahrstück kann über ein Distanzstück in definierter Winkelstellung im Kopf der Kette eingeschraubt werden. Nach der Trennung vom Strang und dem Ausschleusen der Kette kann das Anfahrstück aus der Kette herausgedreht werden, so dass die Kette wiederverwendbar wird.
In Bild 8 sind die Zusatzführungen (16) für den Kaltstrang dargestellt, hier für das größte Format 200 Quadrat. Die Rollenführung erfolgt durch wälzgelagerte Rollen (34), die unter 90 Grad an den 4 Flachseiten den Kaltstrang (12, 9) abstützen.
Die Rollen (34) haben einen Stellantrieb und können je nach Gießprogramm in eine vorprogrammierte Stellung gebracht werden. Beim Wechsel von einer Kokille zur anderen werden die Führungen (16) in eine neue Position gebracht und dort geklemmt.
Die hier für einen Quadrat-Querschnitt gezeigten Einzelheiten sollen sinngemäß auch für einen Rund-Querschnitt gelten.
Bilder-Verzeichnis
Bild 1: Stranggießanlage konventionell
Bild 1a: Zeitrechnung für Kaltstrang-Einbringung alte Methode
Bild 2: Stranggießanlage mit modifiziertem Design
Bild 2a: Zeitrechnung für Kaltstrang-Einbringung neue Methode
Bild 3: Kaltstrang kommt von unten
Bild 4: Kaltstrang kommt von der Seite
Bild 4a: Antriebe für Kaltstrang
Bild 5: Segment II Seitenansicht mit verschiebbarer Führungsrolle
Bild 6: Segment II Draufsicht mit verschiebbarer Führungsrolle
Bild 7: Anfahrkette für 200 Quadrat
Bild 8: Verstellbare Rollenführung für 4 Kaltstrang-Formate 200/170/147/115 Quadrat
zwischen den Führungsrollen für den Warmstrang
Bezugszeichenliste

1: Design Stranggießanlage konventionell
2: Design Stranggießanlage Neu
3: verschiebbare Biegerolle zum Erzeugen des Strangradius an der Stranginnenseite
4: verschiebbare Führungsrollen an der Strangaußenseite
5: stationäre Führungselemente für den Kaltstrang
6: Segment II
7: Segment III
8: Warmstrang
9: Anfahrkette, Kaltstrang (9) für kleinsten Querschnitt
10: Verschiebung für unterschiedliche Strangquerschnitte
11: Verschiebung, um Platz für Kaltstrang (8) zu machen
12: Anfahrkette/Kaltstrang für größten Querschnitt
13: Bolzengelenke der Kette
14: Bett für Schlitten (11)
15: Teleskop-Hydro-Zylinder zum Bewegen des Kaltstrangs
16: zurückziehbare Zusatzführung für Kaltstrang
17: Segment I
18: Stelle, an der der Kaltstrang ausgeschleust wird
19: Äußere Seitenbegrenzungslinie der Kettenlaschen
20: Innere Seitenbegrenzungslinie der Kettenlaschen
21: Treiberrollen in Segment I
22: Rückbiegetreiber Oberrolle
23: Rückbiegetreiber
24: Führung und Antrieb für (16)
25: Wendevorrichtung
26: horizontale Platte
27: vertikale Platte
28: Sperre
29: handbetätigte Fixierung auf den Platten (26) und (27)
30: horizontaler Rollgang für Kaltstrang
31: 90-Grad-Bogen-Rollgang Kaltstrang
32: 90-Grad-Bogen-Rollgang Warmstrang
33: Rollgangrollen für Kaltstrang
34: verstellbare Rollenführung in Teil (16)
35: Schwinge mit Drehantrieb
36: Cantilever-Gehäuse für Strangführungsrolle
37: Anfahrstück

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 102010035723 [0001, 0008]
DE 102010034399 [0004]

Claims

Verfahren und Vorrichtung für das Stahl-Stranggießen von Quadrat- und Rund-Querschnitten mit oszillierender Senkrechtkokille und nachfolgender Sekundärkühlung bzw. Strangführung in Form einer abgewandelten Kreisbogenanlage, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an die Kokille zunächst ein 1. Segment (17) mit gerader Strangführung (5–15% Kühllänge) verwendet wird und dass dann erst mehrere Segmente mit Kreisbogenanordnung folgen, wobei das Segment II (6) eine Sonderausführung bildet, weil bei diesem Segment die ersten 5–6 zur Führung der Strangaußenseite verwendeten beiden Rollen (4) mit fliegender Lagerung in je einem unabhängig verstellbaren Schlitten (11) gehalten sind, wobei die Verstellung von (11) senkrecht zur Strangbewegung erfolgt, und dass vor dem Gießstart durch das Wegrücken der Strangführungsrollen Platz geschaffen wird für das vertikale Einbringen einer Anfahrkette (9) von unten oder von der Seite in das erste Segment (17) und von dort in die Kokille, und dass die Länge der Anfahrkette (9) gleich der Länge des 1. Segmentes plus 80% der Kokillenlänge beträgt, und dass unmittelbar nach dem Gießstart die äußeren weggerückten Rollen (4) des Segmentes II wieder in die Position zur Führung des bogenförmigen Warmstrangs verstellt werden, und dass zwischen Rolle 1 und 2 von Segment II an der Innenseite des Strangs eine anstellbare Biege-Rolle (3) in einem Cantilever-Gehäuse vorgesehen wird, die den Strang in den gewünschten Radius biegt, und dass die übrigen Rollen des Segmentes II an der Innenseite des Strangs nur Führungsaufgaben wahrnehmen; und dass in den Unteransprüchen 2 verschiedene Methoden geschildert werden, wie der Kaltstrang schnell in die Kokille kommen kann;
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschieben der Anfahrkette (9) erfolgen kann, sobald das Ende des Warmstrangs mit dem alten Querschnitt das Segment I (17) verlassen hat und Platz macht für die Anfahrkette;
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaltstrang (9) ganz in der Nähe von Segment I eingeführt wird, aber nach konventioneller Weise jenseits von Segment VI ausgeschleust wird (18),
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaltstrang (9) durch eine Kette (Bild 6) gebildet wird, so dass Radien, aber auch gerade Strecken von ihm zurückgelegt werden können,
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, gemäß Bild 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen des Kaltstrangs (12) von unten in einer geraden Strecke erfolgt und dass der Transport nach oben zunächst über einen Teleskop-Hydrozylinder (15) mit Führung durch Zusatzführung (16) + (24) erfolgt und später nach Übergang ins Segment I durch die rückwärts drehenden Rollen (21) durchgeführt wird, die den Kaltstrang bis in die Kokille drücken, so dass diese beim Angießen verschlossen ist;
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 gemäß Bild 4a, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen des Kaltstrangs (12) von der Seite erfolgt, und dass der Kaltstrangtransport nacheinander durch 3 verschiedene Mittel durchgeführt wird, und zwar zunächst durch einen horizontal wirkenden Teleskop-Hydrozylinder (15), dann über eine Schwinge (35) mit hydraulischem Schwenkantrieb während eines Schwenkwinkels von 60 Grad und schließlich über angetriebene Rollen (21) von Segment I (17);
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für 4 Formate (200, 170, 147, 115 Quadrat) 4 im Querschnitt unterschiedliche Anfahrketten nach Bild 7 verwendet werden, die über motorisch verstellbare Zusatz-Führungen (16) beim Einschieben geführt werden, und dass die Zusatzführungen (16) bei der Gießproduktion außerhalb des Wärmebereichs des Strangs gemeinsam zur Seite gefahren werden können durch Führung und Antrieb (24)
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass bei jeder Anfahrkette (9, 12) die Seitenbegrenzungslinien der Laschen (19, 20) in Form der Gießradien der Kreisbogenanlage ausgeführt sind (siehe Bild 6), also unabhängig von der Formatdicke, damit die Treibrollen der verschiedenen Treiber (21) Anfahrkette und Strang zuverlässig transportieren und in konstanter Stellung angestellt bleiben können;
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Methode nach Anspruch 5 und Bild 4 zum Stützen des Kaltstrangs (12) horizontal verschiebbare Zusatzführungen (16) verwendet werden mit Rollen (34), die im Querschnitt gemäß Bild 7 motorisch fernverstellbar sind, so dass der Mittelpunkt des Formats bei Verstellung (Quadrat oder Rund) immer konstant bleibt;
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Methode nach Anspruch 5 eine Wendevorrichtung (25) benutzt wird, mit der die Kette per Kran auf die horizontale Platte (26) abgelegt und dort fixiert wird durch Führungen (29), und dass die Vorrichtung (25) dann um 180 grad geschwenkt wird, so dass der Kaltstrang (12) sich jetzt in vertikaler Stellung (27) bereit zum Einschieben befindet;
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaltstrang auf einen horizontalen Rollgang (30) per Kran abgelegt wird, und dass der Rollgang (30) dann in einen 90-Grad-Bogen (31) übergeht, der am Ende von Segment I (17) tangential in die Strangführung bei Segment I einmündet, und dass bei Transport des Kaltstrangs verschiedene Führungsrollen (11) des Warmstrangs kurzzeitig seitlich aus dem Weg gefahren werden, wobei der Kaltstrang (12) in oberster Stellung mit seiner unteren Begrenzung am unteren Ende von Segment I (17) stehenbleibt, so dass jetzt die vorher weggerückten Rollen (11) frei sind und wieder in die Position zur Führung des Warmstrangs (8) geschoben werden können, und dass der Transport des Kaltstrangs (12) in Richtung Kokille auf dem gesamten Weg über Rollen (33) erfolgt, von denen einige angetrieben sind;
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet (Bild 4 und Anspruch 6), dass der Radius des Bogenrollgangs (33) für den Kaltstrang etwa viermal so klein ist wie der Radius für den Bogenrollgang (32) für den Warmstrang.