-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Antreiben einer Kokille in Oszillation, insbesondere mit für relativ
hohe Gießgeschwindigkeit
erforderlichen Frequenz und Hubhöhe
wobei die Kokille mit einem Stützelement
von unten her oszillierbar abgestützt wird und das Stützelement
(10) in vertikale Oszillationsbewegung versetzt wird. Die
Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens.
-
Die vertikale Osziallationsbewegung
von Stranggießkokillen
verhindert, daß der
gegossene Strang mit der Kokillenoberfläche verklebt und dadurch die
empfindliche Strangschale nach Verlassen der Kokille aufreißt. Hierfür muß die Geschwindigkeit der
Kokille während
der Abwärtsbewegung
größer sein,
als die Abzugsgeschwindigkeit des Stranges, was als Negativ-Strip
bezeichnet wird.
-
Für
niedrige bzw. mittlere Gießgeschwindigkeiten
kann diese Bedingung eingehalten werden, ohne daß während der Oszillationsbewegung
hohe Beschleunigungen auftreten. Für höhere Geschwindigkeiten können dagegen
die erforderlichen Beschleunigungen größer werden, als die Erdbeschleunigung
g.
-
Sobald bei der Oszillation g erreicht
wird, führt
jedes mechanische Spiel im Antriebsstrang zu einem unkontrollierbaren,
unberechenbaren Verhalten der Oszillation. Hierfür ist es unerheblich, ob ein solches
Spiel konstruktionsbedingt vorhanden ist, beispielsweise durch Lagerspiel,
oder ob es durch Verschleiß entsteht.
Bei Vorhandensein von solchen losen Stellen ist in nachteiliger
Weise nicht sichergestellt, daß der
für die
Gießsicherheit
erforderliche Negativ-Strip realisiert wird. Als Folge der Reibkraft
zwischen Strangschale und Kokille kann sich dieser nachteilige Zustand
bereits einstellen, bevor die Beschleunigung der Oszillation rechnerisch
den Wert für
g von 9,81 m/s2 erreicht. Auch die vollständige oder
teilweise Kompensation des Kokillengewichts, beispielsweise durch
Federelemente, führt
zu einer Umkehr der Kraftangriffsrichtung weit unterhalb von g.
-
Aus diesem Grund wird bisher der
Betriebsbereich von Kokillenoszillationen durch eine Grenzbeschleunigung
eingeschränkt,
die unterhalb des theoretisch möglichen
Wertes g liegt. Bei höheren Gießgeschwindigkeiten
werden dadurch größere Oszillationsamplituden
(wobei die Oszillationsfrequenz gesenkt wird) erforderlich, was
tiefere Oszillationsmarken und schlechtere Oberflächenqualitäten der Gußstücke verursacht.
-
Eine Blockkokille mit einer Oszillationseinrichtung
ist aus der
DE-OS 22 48 066 bekannt.
Hierbei müssen
die die Kokillen tragenden Federn und die Antriebsaggregate für die Oszillation
sehr groß dimensioniert
werden, weil die gesamte Kokille, also die eigentlichen formgebenden
Wände einschließlich des
Kühlsystems
getragen und bewegt werden müssen.
-
Aus der
EP 0 468 607 A1 ist es bereits
bekannt, die formgebenden Wände
von dem gekühlten Halterahmen
zu trennen, um eine Entlastung des Antriebes und möglichst
gering dimensionierte Federelemente zu verwirklichen.
-
Andererseits ist aus der
DE 35 43 790 C2 bereits
ein gesteuertes hydraulisches Antriebssystem für Stranggießkokillen bekannt, mit dem
eine verkantungsfreie Führung
der Kokille gegenüber
dem gegossenen Strang angestrebt wird.
-
Hierzu ist die Stranggießkokille
an quer zur Gießrichtung
sich erstreckenden, beidseitig eingespannten Federn gelagert und
mit einem an einem Tragrahmen fest angeordneten, als Servo-Hydraulikzylinder
ausgebildeten Oszillationsantrieb verbunden. Die Servo-Hydraulikzylinder
sind in einer durch die Stranggießkokille gelegten Längsschnittebene seitlich
neben der Stranggießkokille
angeordnet und mit dem Tragrahmen spielfrei derart verbunden, daß die Stranggießkokille
an den Federn in einem Punkt befestigt ist und die freien Enden
der Federn mit dem Tragrahmen in fester Verbindung stehen.
-
Ein weiteres Dokument zum Stand der
Technik,
EP 0 953 391
A1 , beschreibt einen Hubtisch mit Oszillationsantrieb für eine Stranggießeinrichtung. Bei
dieser Einrichtung ist der Hubtisch mit unterhalb seiner Tischebene
verlaufenden Führungsblöcken ausgebildet,
zwischen denen ein stationärer
Spannblock angeordnet ist. Entlang der Kokillenschmalseiten sind
unterhalb der Tischebene zu beiden Seiten des Spannblocks jeweils
zwischen bzw. in diesem und dem zu ihm benachbarten Führungsblock
im Abstand übereinander
mindestens zwei einzelne, nachgiebig weiche Blattfedern eingespannt.
-
Ausgehend von dem hieraus erkennbaren Stand
der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
mittels konstruktiver Maßnahmen
zu erreichen, daß sich
die Richtung der resultierenden Gesamtkraft aus Gewichtskraft, Beschleunigungskraft
und Reibkraft während
einer Oszillationsbewegung nicht umkehrt.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei
einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 erfindungsgemäß vorgeschlagen,
daß das
zu Erzeugung der Oszilla tion vorgesehene Stützelement durch mit diesem
zusammenwirkbare Bauteile ergänzt
wird, welche von außen
eine zusätzliche
Kraft auf die Kokille aufbringen.
-
Eine Ausgestaltung der Erfindung
sieht vor, daß als
zusätzliche
Bauteile Spreizfedern verwendet werden, welche die Kokille mit elastischer
Reaktionskraft von oben her zur kraftschlüssigen Anlage gegen das Stützelement
drücken
und sie zusammen mit diesem in für
hohe Gießgeschwindigkeiten
erforderliche Oszillationsbewegungen versetzt.
-
Mit großem Vorteil wird durch die
erfindungsgemäße Ausgestaltung
des Kokillenantriebs erreicht, daß sich die Richtung der resultierenden
Gesamtkraft aus Gewichtskraft, Beschleunigungskraft und Reibkraft
während
der Oszillationsbewegung nicht umkehrt. Damit wird die erstrebte
Gießsicherheit
für vergleichsweise
hohe Gießgeschwindigkeiten
gewährleistet.
-
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung
sind entsprechend den Unteransprüchen
des Verfahrens vorgesehen.
-
Danach kann die zusätzliche
Kraft konstant einwirken, sie kann aber auch sich zeitlich bzw.
nach Maßgabe
von Position und Bewegungsrichtung der Kokillenoszillation ändern.
-
Weiterhin kann die Kraft mechanisch,
hydraulisch, pneumatisch, magnetisch oder elektromagnetisch aufgebracht
werden.
-
Und schließlich kann die Kraft kontinuierlich wirken
bzw. diskontinuierlich gesteuert oder geregelt werden beispielsweise
durch eine dickenveränderliche
Zwischenlage, die bevorzugt während
des laufenden Betriebes hydraulisch verändert wird.
-
Eine Vorrichtung zum Antreiben einer
Kokille in Oszillation mit einem von unten her oszillierbaren Stützelement
für die
Kokille zur Durchführung
des Verfahrens nach der Erfindung, sieht erfindungsgemäß Mittel
zum Aufbringen einer zusätzlichen
Krafteinwirkung auf die Kokille im Zusammenwirken mit Oszillationsbewegungen
des Stützelementes
vor. In Ausgestaltung der Vorrichtung sind die Mittel Spreizfederelemente,
die sich einerseits nach unten gegen den Kokillentisch oder die
Kokille, und nach oben gegen Elemente des Stahlbaus oder der Grundplatte abstützend zwischen
diesen mit einstellbarer Spreizkraft eingespannt sind und damit
von aussen und oben her eine zusätzliche
Krafteinwirkung auf die Kokille aufbringen.
-
In Fortbildung der Erfindung ist
dabei vorgesehen, daß das
Mittel eine Stahlfeder ist, bzw. daß das Mittel eine Gummifeder
mit einem inneren Luftpolster ist, deren Progression mit Hilfe des
Luftdruckes einstellbar ist.
-
Dabei kann mit großem Vorteil
der Innen-Luftdruck der Gummifeder während des laufenden Betriebes
zur Regelung der Federprogression einstellbar sein.
-
Weitere Einzelheiten, Merkmale und
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung
eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.
-
Die Figur zeigt:
-
Eine Vorrichtung zum Antreiben einer
Kokille 1 in Oszillation, insbesondere mit einer für relativ hohe
Gießgeschwindigkeiten
erforderlichen Frequenz, wobei die Kokille 1 seitlich in
einer Vertikalführung 6 geführt und
mit einem Stützelement 10 von unten
her oszillierbar abgestützt
und das Stützelement 10 mit
relativ hohen Beschleunigungen in vertikale Oszillationsbewegungen
versetzt wird. Durch konstruktive Maßnahmen soll erreicht werden,
daß sich
die Richtung der resultierenden Gesamtkraft aus Gewichtskraft, Beschleunigungskraft
und Reibkraft während der
Oszillationsbewegung, nicht umkehrt. Dies wird dadurch erreicht,
daß das
als Mittel zur Erzeugung der Oszillation vorgesehene Stützelement 10 durch
mit diesem zusammenwirkbare Bauteile ergänzt wird, welche von außen und
oben her eine zusätzliche
Krafteinwirkung 12 auf die Kokille 1 aufbringen.
-
Als zusätzliche Bauteile werden Spreizfedern 3 verwendet,
welche mit vorgebbarer Spreizkraft zu beiden Seiten der Kokille 1,
bevorzugt zu den Schmalseiten, zwischen den Kokillentisch 5 und Stahlbauelementen 2 des
Stahlgerüstes
der Kokille oder der Grundplatte 8 einspannbar sind und
damit eine zusätzliche
Rückstellkraft 12 von
außen
und oben her auf die Kokille 1 aufbringen. Die zusätzliche Krafteinwirkung 12 der
Spreizfedern 3 auf den Kokillentisch 5 ist gleichbleibend.
Es kann aber auch von der Maßnahme
Gebrauch gemacht sein, daß die Spreizkraft
der Spreizfedern 3 seitlich bzw. nach Maßgabe von
Position und/oder Bewegungsrichtung der Kokillenoszillation geändert wird.
-
Der Kokillentisch 5 ist
dabei mit Hilfe der Vertikalführung
6 im Lagerbock 7 in vertikaler Richtung oszillierbar geführt. Das
Spreitzfederelement 3 kann wahlweise eine Stahl-Spiralfeder
sein. Es kann aber auch eine Gummifeder mit einem inneren Luftpolster umfassen,
deren Progression mit Hilfe des Luftdrucks einstellbar ist.
-
Insbesondere kann der Innen-Luftdruck
der Gummi-Dehnungsfeder 3 während des laufenden Betriebes
zu Einstellung der Federprogression einstellbar sein.
-
Die Spreizkraft 12 kann
dabei mechanisch oder hydraulisch oder pneumatisch oder magnetisch oder
elektromagnetisch von entsprechend ausgebildeten Bauteilen oder
Bauelementen aufgebracht werden.
-
Insbesondere kann die Spreizkraft
der Spreizfedern 3 durch eine dickenveränderliche bzw. höhenveränderliche
Zwischenlage bzw. Unterlage 4 bevorzugt während des
laufenden Betriebes, beispielsweise hydraulisch einstellbar, veränderlich sein.
Damit läßt sich
der entsprechende Betriebszustand anhand des Betriebsergebnisses
ohne Schwierigkeiten optimieren.
-
- 1.
- Kokille
- 2.
- Stahlgerüst
- 3.
- Spreizfeder
- 4.
- höheneinstellbare
Unterlage
- 5.
- Kokillentisch
- 6.
- Vertikalführung
- 7.
- Lagerbock
- 8.
- Grundplatte
- 10.
- Stützelement
- 11.
- Kraftangriff
- 12.
- Krafteinwirkung
von aussen/oben