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Die Erfindung betrifft eine Stranggießanlage zum Herstellen von metallischen Strängen, umfassend eine Kokille zum Formen und Ausbringen des Strangs sowie eine unterhalb der Kokille angeordnete Stützanordnung für den Strang, wobei die Stützanordnung eine Anzahl von Stützsegmenten aufweist, die beiderseits des Strangs angeordnet sind, wobei die Stützsegmente von einem Rahmen gehalten werden und wobei jedes Stützsegment eine Anzahl von Rollen aufweist, die zur Kontaktnahme mit dem Strang ausgebildet sind und diesen stützen.
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Eine solche Stranggießanlage ist beispielsweise aus der
EP 0 450 391 B1 bekannt. Die Stützanordnung für den Strang umfasst hier eine Anzahl von Stützsegmenten, die jeweils Rollen aufweisen, mit denen der von der Kokille ausgebrachte Strang gestützt wird. Dabei sind Verstelleinrichtungen vorgesehen, mit denen ein Stützsegment auf den Strang zu eingestellt werden kann, um die Rollen in der optimalen Position zu platzieren und so den Strang zu stützen.
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Eine ähnliche Lösung zeigt die
WO 2011/039038 A1 , bei der das Stützsegment schwenkbar angeordnet ist und somit um eine horizontale Achse geschwenkt werden kann, um die Rollen in die optimale Position zu bringen.
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Die
EP 0 102 345 B1 zeigt eine andere Lösung, bei der das Stützsegment mit all seinen Rollen in eine Richtung senkrecht zur Oberfläche des Strangs eingestellt werden kann, wozu ein Aktuator vorgesehen ist. Alle Rollen sind im Stützsegment drehbar, aber unverschiebbar gelagert. Eine hierzu ähnliche Lösung zeigt die
US 5 490 555 A. Weitere ähnliche Lösungen zeigen die
US 5 850 871 A und die
CN 207414299 U.
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Somit ist eine Stützung insbesondere der Schmalseiten des Strangs über eine Vielzahl von Rollen möglich, die fest oder nachgiebig (d. h. federnd) in Relation zur Kokillenaustrittskontur einstellbar sind. In einigen Fällen sind auch wegklappbare oder anstellbare Rollengerüste bekannt, die mit einer Rückfederung oder mit Hydraulikzylindern versehen sind, wobei diese um einen Drehpunkt das gesamte Rollengerüst der Schmalseite vom Strang weg zurückbewegen.
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An den Kanten der Rollenballen treten höhere Druckkräfte auf, da die Strangschale durch den ferro-statischen Innendruck des Flüssigstahls gegen die Rollenkante gepresst wird. Dies führt bei zu starker Anstellung der Rolle gegen den Strangschalenkasten zu Druckstellen, die als sichtbare Laufbahnen auf der fertigen Bramme erkennbar sein können.
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Bei modernen Kokillen kommt es bei Verstellung der Schmalseiten zu größeren Schwenkbewegungen. Dabei sind längere Fußrollengerüste einschränkend.
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Im Normalfall liegt eine lineare bzw. fest voreingestellte und während des Gießens unveränderbare Rollenbahn vor, die immer einen Kompromiss in Bezug auf das spezifische Schrumpfverhalten und die breitenabhängige Konizität der Schmalseite der Kokille darstellt. Dadurch können Formfehler und Risse an der Innen- und Außenseite des Produktes entstehen.
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Der Erfindung liegt die Auf g a b e zugrunde, eine Stranggießanlage der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass es möglich ist, die genannten Nachteile zu vermeiden. Insbesondere sollen in verbesserter Weise Formfehler und Risse an der Innen- und Außenseite des Strangs verhindern werden können.
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Die Lös u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einer Anzahl der Stützsegmente jede Rolle mit einem zugeordneten Aktuator in Verbindung steht, wobei die Rolle mittels des Aktuators in eine Richtung senkrecht auf die Oberfläche des Strangs um einen vorgebbaren Weg relativ zum Stützsegment einstellbar ist.
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Dabei ist bevorzugt das mit Aktuatoren versehene Stützsegment fest mit dem Rahmen verbunden. Demgemäß ist das Stützsegment ortsfest und es wird lediglich durch die Aktuatoren die Anstellbewegung der Rollen an den Strang bewerkstelligt.
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In dem mit Aktuatoren versehenen Stützsegment sind vorzugsweise drei, vier, fünf oder sechs Rollen angeordnet.
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Jedem Aktuator kann ein Wegmesselement zugeordnet sein, mit dem der Verschiebeweg der Rolle relativ zum Stützsegment erfasst werden kann. Möglich ist es weiterhin, dass jedem Aktuator mindestens ein Kraftmesselement zugeordnet ist, mit dem die Kraft erfasst werden kann, mit der die Rolle auf den Strang gedrückt wird.
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Dem Wegmesselement und/oder dem Kraftmesselement und/oder gegebenenfalls vorhandenen Hydraulikelementen, insbesondere Hydraulikventilen, kann eine Wasserkühlung zugeordnet sein, mit der die Elemente gekühlt werden können.
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Die Aktuatoren weisen vorzugsweise ein hydraulisches Kolben-Zylinder-Element für das Verfahren der Rolle relativ zum Stützsegment auf. Zwecks Versorgung mit Hydrauliköl kann im Stützsegment mindestens ein hydraulischer Ventilblock mit zugehörigen erforderlichen Hydraulikventilen angeordnet sein, um die Aktuatoren mit Hydrauliköl zu versorgen.
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Die Aktuatoren können mit einem Steuer- oder Regelmittel (insbesondere in Form entsprechender Regelventile) in Verbindung stehen, mit denen die Aktuatoren so angesteuert werden können, dass die Rollen relativ zum Stützsegment in Richtung auf den Strang zu eine vorgegebene Lage einnehmen. Entsprechend ist es auch möglich, dass die Aktuatoren mit einem Steuer- oder Regelmittel in Verbindung stehen, mit denen die Aktuatoren so angesteuert werden können, dass die Rollen mit einer vorgegebenen Anpresskraft auf die Oberfläche des Strangs gepresst werden.
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Gemäß dem Vorschlag können also gezielt positionierbare Einzelrollen eingesetzt werden, die es erlauben, ein flexibles Bewegen jeder einzelnen Rolle in eine für die jeweilige Gießkonfiguration optimierte Position zu bewerkstelligen.
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Insbesondere können vor einer Verstellung alle Rollen um den gleichen Weg (beispielsweise um 30 mm) von der Strangoberfläche zurückgezogen werden.
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Weiterhin können alle Rollenpositionen „online“, d. h. während des Gießens oder während einer Gießbreitenverstellung, in Relation zu den Kupferplatten der Kokille und untereinander ihre Position verändern und somit immer optimiert angestellt werden.
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Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung und namentlich mit den Stützsegmenten wird insbesondere die Schmalseite des Strangs unterhalb der Kokille gestützt.
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Mit der Vorrichtung ist eine effektive Strangstützung und eine gezielte Formbeeinflussung des Strangschalenkastens insbesondere der Schmalseite des Strangs gegeben, wobei eine optimierte und schonende Strangstützung zur Vermeidung von Rissen in der Bramme gewährleistet ist.
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Die Position der einzelnen Rollen kann mittels der Aktuatoren von einer Steuerung bzw. Regelung vorgegeben gesteuert bzw. geregelt werden, wobei über die Zeit variable Stellungen für die Rollenposition realisiert werden können. Insbesondere können nach oder während der Verstellung der Schmalseiteneinheit die Rollen flexibel (insbesondere nach Tabellen oder funktionalen Gesetzmäßigkeiten) positioniert werden.
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Das flexibel einstellbare Stützsegment (Fußrollengerüst) kann wie erläutert mit einer Wasserkühlung für die Wegmesssensoren, für die Kraftmesselemente und für die Hydraulikventile ausgestattet sein. Das Stützsegment kann dabei mit einer beliebigen Anzahl von Rollen ausgestattet werden und als Austauschmodul in bestehenden Anlagen nachgerüstet werden.
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Neben der Positionsvorgabe kann auch eine Krafterfassung bzw. Kraftvorgabe vorgesehen werden. Dadurch kann ein gewünschtes Anpressverhalten vorgegeben und eine gezielte Beeinflussung der Form der Strangschale der Bramme unterstützt werden.
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Somit ist eine individuelle Rollenanstellung in Abhängigkeit der zu vergießenden Stahlsorte, der Gießgeschwindigkeit, der Gießdicke und der Gießbreite möglich.
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Die Rollenpositionierung kann „online“ während verschiedener Gießphasen variiert werden und erlaubt so eine hochflexible Kokillenformgestaltung und somit letztlich eine strangschonende und optimierte stützende Anordnung.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
- 1 schematisch die Seitenansicht einer Stranggießanlage, bei der ein Strang durch eine Kokille geformt wird und der Strang anschließend von einer Stützanordnung geführt wird, und
- 2a und
2b in perspektivischer Darstellung und aus zwei unterschiedlichen Richtungen betrachtet ein (in 2b oben teilweise geschnittenen dargestelltes) Stützsegment, in dem vier Rollen angeordnet sind, mit denen der Strang gestützt wird.
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In 1 ist eine Stranggießanlage 1 schematisch dargestellt, die eine Kokille 3 aufweist, mit der in bekannter Weise flüssiges Metall ausgebracht und zu einem Strang 2 geformt wird. Der Strang 2 verlässt die Kokille 3 nach unten und wird durch eine Stützanordnung 4 gestützt. Die Stützanordnung umfasst einen Rahmen 6, an dem sich eine Anzahl Stützsegmente 5 abstützen. Im Ausführungsbeispiel sind die Stützsegmente 5 mit dem Rahmen 6 fest verbunden. Denkbar ist es allerdings auch, dass die Stützsegmente 5 relativ zum Rahmen 6 eine Zusatzbewegung ausführen, um die Rollen 7 an den Strang 2 anzulegen.
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Jedes Stützsegment 5 umfasst im Ausführungsbeispiel vier Rollen 7, die zur Anlage an die Oberfläche des Strangs 2 vorgesehen sind. Damit jede Rolle 7 die hierfür optimale Position einnehmen kann, sind Aktuatoren 8 vorgesehen (in 1 ist nur einer dieser Aktuatoren schematisch angedeutet), mit denen die Rolle 7 relativ zum (ortsfesten) Stützsegmente 5 in eine Richtung S senkrecht auf die Oberfläche des Strangs 2 zugestellt werden kann.
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Die konkrete Ausgestaltung der Stützsegmente 5 gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus den 2a und 2b, wobei hier ein Stützsegment 5 aus unterschiedlichen Blickrichtungen dargestellt ist.
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In 2a ist zunächst zu erkennen, dass in dem gehäuseartig ausgebildeten Stützsegment 5 vier Rollen 7 angeordnet sind, die jeweils mit einem individuell zugeordneten Aktuator 8 in Richtung S, d. h. auf den Strang 2 zu, verschoben werden können. Aus 2a ergibt sich diesbezüglich auch, dass die hier dargestellten vier Rollen 7 unterschiedlich weit in Richtung S aus dem Stützsegmente 5 ausgefahren sind.
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Aus der geschnittenen Darstellung gemäß 2b ist zu erkennen, dass jedem Aktuator 8 ein Wegmesselement 9 zugeordnet ist, mit dem erfasst werden kann, wie weit eine Rolle 7 relativ zum Stützsegment 5 in Richtung S ausgefahren ist.
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Die als hydraulische Kolben-Zylinder-Elemente ausgebildeten Aktuatoren 8 werden über hydraulische Ventilblöcke 10 mit zugehörigen Hydraulikventilen mit Hydrauliköl versorgt.
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Die Sensoren (für die Weg- und/oder Krafterfassung) sind bevorzugt samt den hydraulischen Ventilen in einer Baueinheit vereinigt.
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Das Stützsegment 5 stellt ein gemeinsames Gehäuse für alle Kolben-ZylinderEinheiten dar, die mit einem gemeinsamen oder jeweils mit separaten Ventilblöcken ausgestattet ist.
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In jedem Stützsegment sind mindestens drei unabhängig voneinander verschiebbare Rollen platziert. Die Rollen werden dabei in parallelen Ebenen verschoben, die sich in diese Richtung übereinander erstrecken.
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Mit der dargestellten Lösung ist es möglich, dass bei ortsfest angeordnetem Stützsegment 5 jede Rolle 7 individuell in jene Position (in Richtung S) verfahren werden kann, wie es dem optimalen Prozessverlauf entspricht. Ein Verschwenken des Stützsegments 5 ist hierfür nicht erforderlich.
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Der gemessene Verfahrweg jeder Rolle 7 in Richtung S kann dabei genauso ermittelt werden, wie die Kraft (mit nicht dargestellten Kraftmessmitteln), mit der eine Rolle 7 auf den Strang 2 gedrückt wird.
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Der Verfahrweg und/oder die Anpresskraft jeder Rolle 7 kann dabei durch nicht dargestellte Steuerung- oder Regelungsmittel auf einem vorgegebenen Wert gehalten werden.
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Somit ist es möglich, allein durch die entsprechende Positionierung der Rollen 7 den Produktionsprozess des Strangs optimal zu unterstützen und dafür zu sorgen, dass hier eine bestmögliche Qualität eingehalten wird. Insbesondere ist die Entstehung von Formfehlern sowie Rissen an der Innen- und Außenseite des Strangs in besserer Weise vermeidbar.
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Das in 2 dargestellte Stützsegment 5 kann dabei als Einheit ausgestaltet werden, die leicht austauschbar am bzw. im Rahmen 6 eingesetzt werden kann. Hierdurch ist insbesondere die Nachrüstbarkeit mit erfindungsgemäßen Stützsegmenten möglich.
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Natürlich ist es auch möglich, dass erfindungsgemäße Stützsegmente 5 mit klassisch anstellbaren bzw. schwenkbaren Stützsegmenten kombiniert eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stranggießanlage
- 2
- Strang
- 3
- Kokille
- 4
- Stützanordnung für den Strang
- 5
- Stützsegment
- 6
- Rahmen
- 7
- Rolle
- 8
- Aktuator
- 9
- Wegmesselement
- 10
- hydraulischer Ventilblock mit zugehörigen Hydraulikventilen
- S
- Richtung senkrecht auf die Oberfläche des Strangs
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0450391 B1 [0002]
- WO 2011039038 A1 [0003]
- EP 0102345 B1 [0004]
- US 5490555 [0004]
- US 5850871 A [0004]
- CN 207414299 [0004]
