DE10326904A1

DE10326904A1 - Verfahren und Stranggießmaschine zum Grundeinstellen und Kontrollieren der Rollenspalte von Rollensegmenten oder Treiberrollenpaaren

Info

Publication number: DE10326904A1
Application number: DE2003126904
Authority: DE
Inventors: Peter Schmidt; Ulrich Zenz; Holger Dr. Beyer-Steinhauer; Axel Weyer
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2003-06-14
Filing date: 2003-06-14
Publication date: 2004-12-30
Also published as: EP1486275A1

Abstract

Ein Verfahren und eine Stranggießmaschine zum Grundeinstellen und Kontrollieren der Rollenspalte (1) von Rollensegmenten (2) oder Treiberrollenpaaren zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von flüssigem Stahl, bei dem der Rollenspalt (1) zwischen zwei Rollen (4, 5) der Festseite (6) und der Losseite (7) über hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten (11) mit integrierten elektronischen Weg- oder Positionsgebern (12) gemessen und geregelt wird, wobei die Messwerte gesichert werden, wird einfacher und weniger aufwändig und kann alternativ im Ausrichtstand oder in der betriebsmäßig vorhandenen Stranggießmaschine ausgeführt werden, indem der Segment-Unterrahmen (8) der Festseite (6) und der Segment-Oberrahmen (8) der Losseite (7) mit einer definierten Kraft auf paarweise vorgesehene Distanzstücke (14) mit vorberechneter Dicke (14a) außerhalb der Rollenspalte (1) aufeinander gedrückt werden und die zugeordneten Messwerte der Weg- oder Positionsgeber (12) gesichert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Stranggießmaschine zum Grundeinstellen und Kontrollieren der Rollenspalte von Rollensegmenten oder Treiberrollenpaaren in einer Stranggießmaschine zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von flüssigem Stahl, bei dem der Rollenspalt zwischen zwei sich gegenüberliegenden Rollen der Festseite und der Losseite über paarweise hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten mit integrierten elektronischen Weg- oder Positionsgebern gemessen und geregelt wird, wobei die Messwerte innerhalb eines Regelkreises der Steuerung für die auf den Gießstrang in Zeitabschnitten zu übertragenden Kräfte ausgewertet werden.

Es sind Anstellverfahren für ein Rollensegment einer Stranggießanlage bekannt ( EP 1 062 066 B1 ; EP 0 907 441 B1 ), die im Betrieb von Positions- auf Druckregelung umschalten, wenn der Druck in der jeweiligen Kolben-Zylinder-Einheit einen vorgegebenen Grenzwert erreicht. Dadurch können Beschädigungen durch jeweils auf eine Kolben-Zylinder-Einheit wirkende Kräfte vermieden werden und gleichzeitig kann Aufbauchungen des im Inneren noch flüssigen Gießstrangs entgegengewirkt werden. Die andere genannte bekannte Verfahrensweise hat sich zum Ziel gesetzt, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Führung eines Gießstranges in einer Stranggießmaschine aufzuzeigen, bei der die durch die Vier-Punkt-Lagerung des Rollensegmentes hervorgerufene statische Überbestimmung vermieden und die hierdurch hervorgerufene Verspannung der Segement-Losteile reduziert wird. Dazu ist es bekannt, bei mit vier Kolben-Zylinder-Einheiten bestückten Rollenseg mente jeweils zwei Kolben-Zylinder-Einheiten hydraulisch miteinander zu verknüpfen und andere Kolben-Zylinder-Einheiten unabhängig voneinander einzustellen.

Diese Verfahren lösen jedoch noch nicht Probleme der Grundeinstellung und der Kontrolle der Rollenspalte von Rollensegmenten oder Treiberrollenpaaren. Da die gattungsgemäß verwendeten Weggeber zunächst nur eine Positions-Differenz ermitteln, bedingt durch Einbau-Toleranzen und Konstruktions-Toleranzen, können sie zur Bestimmung einer absoluten Position (Feststellung der Maulweite zwischen zwei sich gegenüberliegenden Rollen in Bezug zum Positionsgeber-Wert) zunächst auf eine Bezugsposition eingestellt werden. Bei Erreichen dieser Bezugsposition wird der Bezug zwischen Rollenspalt (Maulweite) und Positionsgeber-Istwert hergestellt. Die Messwerte des Differenzwertes werden zur elektronischen Verarbeitung der Positions-Istwerte als Bezugswert weiter verwendet. Dieses gesamte Verfahren wird auch als Kalibrierung bezeichnet.

Bei dieser Rollensegment-Kalibrierung wird der Weggeber durch zwischen den Rollenbahnen eingebrachte Kalibrierstücke, die aus Gießstrang-Abschnitten bestehen, in eine genau definierte Position gebracht, von der aus durch Addition oder Subtraktion von Positionsdifferenzen jede Position innerhalb ihres Messbereiches exakt angegeben werden kann. Diese Information wird innerhalb des Regelkreises der Steuerung zur exakten Anstellung der Losseite zur Festseite als Bezugswert verwendet. Die Zuordnung der Messwerte wird meist in einem Ausrichtstand in der zur Stranggießanlage gehörenden Werkstatt ermittelt. Die ermittelten Messwerte werden dann dem jeweiligen Rollensegment zugeordnet und beim Einbau des betreffenden Rollensegmentes in die Stranggießmaschine in der Steuerung niedergelegt. Eine solche Kalibrierung der Rollenspalte in der Stranggießmaschine selbst ist praktisch nicht möglich oder nur sehr schwierig und zeitaufwändig. So müssen die Kalibrierstücke, d.h. Gießstrang-Abschnitte, in dem sehr schwer zugänglichen Rollenspalt positioniert werden, wobei auch noch der Anfahrstrang zum Ankuppeln und ein Wegfolge-System benötigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weniger aufwändiges Segmentrollen- oder Treiberrollen-Einstellverfahren zum Grundeinstellen und Kontrollieren der Rollenspalte darzustellen, das sowohl in einem Ausrichtstand als auch in der Stranggießmaschine selbst ausgeführt werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Segment-Unterrahmen der Festseite und der Segment-Oberrahmen der Losseite, die jeweils die Rollen tragen, mit einer definierten Kraft der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten auf paarweise vorgesehenen Distanzstücken mit vorberechneter Dicke außerhalb der Rollenspalte zwischen Segment-Oberrahmen und Segment-Unterrahmen aufeinander gedrückt werden und die zugeordneten Messwerte der Weg- oder Positionsgeber gesichert werden. Zunächst entfällt dadurch das schwierige Manipulieren von Gießstrang-Abschnitten, die als Kalibriermittel eingesetzt werden mit allem weiteren Aufwand an Ausrüstung. Sodann wird die Alternative eröffnet, entweder in der Werkstatt oder in der Stranggießmaschine selbst die Messungen durchzuführen. Weiter ist das Einbringen der Distanzstücke, die entsprechend körperlich klein sind, äußerst einfach, weil die Zugänglichkeit der Segment- Unter- oder Oberrahmen von außen hervorragend geeignet ist, derartige kleine Platten, Leisten oder Gegenstände einzubringen. In dieser Messphase bleiben die Rollenspalt daher frei. Zudem wird für die Messungen erheblich an Zeit gespart. Die Position der Segment-Rollen ist in diesem Messzeitraum unberührt.

An und für sich könnte die Position der Rollenpaare bezüglich ihres gegenwärtigen Rollenspaltes auch unmittelbar gemessen und eingestellt werden. Nach einer Ausgestaltung ist jedoch vorgesehen, dass die Dicke der Distanzstücke über eine manuelle Messung eines oder mehrerer Rollenspalte oder die geometrischen Abmessungen der Konstruktion für verschiedene Gießstrang-Dicken ermittelt werden.

Hierbei kann die Genauigkeit der „manuellen" Messung noch dadurch gesteigert werden, dass zu den geometrischen Abmessungen der Konstruktion auch Werte für das Lagerspiel der Rollenzapfen, Länge und / oder Durchbiegung der Rollen, Ausbauchung des Gießstrangs u. dgl. miteinbezogen werden.

Nach einer Weiterbildung kann auch dahingehend vorgegangen werden, dass die Referenz-Dicke der Distanzstücke entweder in einem Ausrichtstand in der Werkstatt oder in einer bestehenden Stranggießmaschine selbst ermittelt wird.

Eine Erhöhung der Messgenauigkeit kann nach weiteren Merkmalen dadurch erzielt werden, dass für eine Neu-Referenz oder eine Überpüfung der Rollenspalte die jeweiligen Distanzstücke mit der definierten Kraft eingeklemmt und der aufgrund der Weg- oder Positionsgeber ermittelten Messwerte der Rollenspalte mit den zuvor gesicherten Messwerten verglichen werden und ggfs. eine Korrektur durchgeführt wird.

Die zugehörige Vorrichtung geht von einem Stand der Technik aus mit einer Stranggießmaschine für flüssige Metalle, insbesondere für flüssigen Stahl, mit den Gießstrang führenden und / oder stützenden Rollensegmenten oder Treiberrollenpaaren, die paarweise angeordnete Kolben-Zylinder-Einheiten mit integrierten elektronischen Weg- oder Positionsgebern zur Einstellung des Rollenspaltes zwischen zwei sich gegenüberliegenden Rollen der Festseite und der Losseite aufweisen, wobei die Messwerte innerhalb eines Regelkreises der Steuerung für die auf den Gießstrang in Zeitabschnitten zu übertragenden Kräfte eingesetzt werden.

Die gestellte Aufgabe wird hier erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Rollen der Festseite und die Rollen der Losseite mittels den Paaren von Kolben-Zylinder-Einheiten und mittels gegen von außen zwischen den Segment-Oberrahmen und den Segment-Unterrahmen leicht zugänglich eingebrachten, einem Rollenspalt zugeordneten Distanzstücke mit einem analogen Rollenspalt als Referenz-Position festlegbar sind. Der Bezug zwischen festgestellter Position und aktuellem Rollenspalt (Maulweite) ist hiermit gegeben. Ein Einbringen von Gießstrang-Abschnitten zum Kalibrieren der Rollenbahnen kann auch hier entfallen.

Die alternative Vorgehensweise der Messung von Rollenspalten kann ebenfalls verwirklicht werden, indem die Referenz-Position für die Rollen der Festseite und für die Rollen der Losseite innerhalb der betriebsmäßig vorbereiteten Stranggießmaschine einstellbar ist.

Die Distanzstücke sind nach weiteren Merkmalen jeweils quer zum Strangverlauf von beiden Seiten her auf den Segment-Unterrahmen einbringbar.

Nach längerem Betrieb der Stranggießmaschine ist es vorteilhaft, dass der Rollenverschleiss durch Beilagen (Schimmbleche) zu den Distanzstücken ausgeglichen wird. Dadurch kann zunächst eine Feststellung der Referenz-Position außerhalb der Stranggießmaschine komplett entfallen. Ein in der Werkstatt eingestellter Messwert durch die Dicke der Segmentstücke kann auch in der Stranggießmaschine erneut kontrolliert werden, wobei Beilagen und / oder Distanzstücke ausgetauscht werden können.

Nach anderen Merkmalen ist vorgesehen, dass die Distanzstücke für eine festgelegte Gießstrangdicke auf dem Segment-Unterrahmen während des Gießbetriebes verbleiben. Die Distanzstücke können dabei in Halterungen o.ä. festgelegt sein.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele im Vergleich zwischen dem Stand der Technik und der Erfindung dargestellt und werden nachstehend ausführlich beschrieben.
Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch das geschlossene Stützrollengerüst einer Brammen-Stranggießanlage (Stand der Technik),
2 denselben Querschnitt wie 1 mit dem Stützrollengerüst in geöffnetem Zustand (Stand der Technik),
3 einen Längsschnitt durch das geschlossene Stützrollengerüst (Stand der Technik),
4 einen Querschnitt durch das geschlossene Stützrollengerüst in einer Brammen-Stranggießanlage (gemäß der Erfindung),
5 denselben Querschnitt wie 1 mit dem Stützrollengerüst in geöffnetem Zustand (gemäß der Erfindung) und
6 einen Längsschnitt durch das geschlossene Stützrollengerüst (gemäß der Erfindung).
In 1 (Stand der Technik) sind die Rollenspalte 1 von Rollensegmenten 2 (3) oder Treiberrollenpaaren in einer Stranggießmaschine zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von flüssigem Stahl, zur Führung und Stützung eines Gießstrangs 3 betriebsgerecht einzustellen und während des Gießens zu kontrollieren. Der Rollenspalt 1 wird zwischen zwei sich gegenüberliegenden Rollen 4, 5 an einer die Rollenbahn 4a unverstellbaren Festseite 6 und einer die verstellbare Rollenbahn 5a aufweisenden Losseite 7 über paarweise auf einem Segment-Oberrahmen 8 und einem Segment-Unterrahmen 9 gelagerten bzw. mit der Kolbenstange 10 angreifenden hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit 11 mit integrierten elektronischen Weg- oder Positionsgebern 12 gemessen und kontrolliert. Zwischen der Rolle 4 und der Rolle 5 befindet sich eine Kalibrierbramme 13, die mittels eines Anfahrstranges in den Rollenspalt 1 bewegt wurde. Dieses Kalibrierverfahren arbeitet, wie aus den 1–3 ersichtlich ist. Bei solchen positionsgeregelten Rollensegmenten 2 oder Treiberrollenpaaren wird der Rollenspalt 1 zwischen der Rollenbahn 4a der Festseite 6 und der Rollenbahn 5a der Losseite 7 gemessen, eingestellt und geregelt. Da die verwendeten Weg- oder Positionsgeber 12 zunächst nur eine Differenz ermitteln, be dingt durch Einbautoleranzen und Konstruktions-Toleranzen, müssen diese zur Bestimmung einer Grundeinstellung (Feststellung der Maulweite zwischen den Rollen 4, 5 in Bezug zu Messwerten der Weg- oder Positionsgeber 12) zunächst auf eine Kalibrierposition eingestellt werden. Bei Erreichen dieser Kalibrierposition wird ein Bezug zwischen Rollenspalt 1 (Maulweite) und Positionsgeber-Istwert hergestellt. Die Feststellung des Differenzwertes wird zur elektronischen Verarbeitung der Positions-Istwerte entsprechend als Bezugswert weiter verwendet. Dieses Kalibrierverfahren arbeitet mit der Kalibrierbramme 13. Die Dicke der Kalibrierbramme 13 stellt bei geschlossenem Segment-Oberrahmen 8 auf dem Segment-Unterrahmen 9 die Weg- oder Positionsgeber 12 in eine genau definierte Position ein, von der aus durch Addition oder Subtraktion um eine Positionsdifferenz jede Position innerhalb ihres Messbereiches genau angegeben werden kann. Diese Information wird innerhalb eines Regelkreises zur exakten Anstellung der Losseite 7 zur Festseite 6 als Bezugswert verwendet.
Die Zuordnung der Werte wird, um in der Stranggießmaschine das aufwändige Einführen des Anfahrstrangs mit einer Kalibrierbramme 13 auch aus Zeitgründen zu vermeiden, in einen Ausrichtstand in der zur Stranggießanlage gehörenden Werkstatt ermittelt. Die ermittelten Messwerte werden dann den jeweiligen Rollensegmenten 2 in die Stranggießmaschine in deren Steuerung zugeordnet. Dieses Verfahren ist innerhalb der Stranggießmaschine häufig nur sehr schwierig, oft auch nicht möglich und in jedem Fall sehr zeitaufwändig.
Die Erfindung ist demgegenüber in den 4–6 dargestellt. Der Segment-Unterrahmen 9 auf der Festseite 6 und der Segment-Oberrahmen 8 auf der Losseite 7, die jeweils die Rollen 4 und 5 tragen und Rollenbahnen 4a und 5a bilden, werden mit einer definierten Kraft der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten 11 auf paarweise vorgesehenen Distanzstücken 14 mit einer vorberechneten Dicke 15 außer halb des Rollenspaltes 1 zwischen den Segment-Oberrahmen 8 und den Segment-Unterrahmen 9 aufeinandergedrückt und die zugeordneten Messwerte der Weg- oder Positionsgeber 12 werden gesichert. Die Druckkammer 11a dient zum Öffnen oder Schließen des Rollenspaltes 1 durch Verkleinern oder Vergrößern.
Die Dicke 14a der Distanzstücke 14 kann über eine manuelle Messung eines oder mehrerer Rollenspalte 1 oder die geometrischen Abmessungen der Konstruktion für verschiedene Gießstrang-Dicken 3a ermittelt werden. Die Genauigkeit dieser Vorausberechnung lässt sich noch steigern, indem zu den geometrischen Abmessungen der Konstruktion auch Werte für das Lagerspiel der Rollenzapfen in den Drehlagern 16, der Länge und / oder Durchbiegungen der Rollen 4, 5, der Ausbauchung des Gießstrangs 3 u. dgl. miteinbezogen werden.
Die sich ergebende Referenz-Dicke 14a kann dabei entweder in einem Ausrichtstand in der Werkstatt oder in einer bestehenden Stranggießmaschine selbst ermittelt werden.
Für eine Neu-Referenz oder eine Überprüfung der Rollenspalte 1 werden die jeweiligen Distanzstücke 14 mit der definierten Kraft eingeklemmt und der aufgrund der Weg- oder Positionsgeber 12 ermittelten Messwerte der Rollenspalte 1 mit den zuvor gesicherten Messwerten verglichen und ggfs. wird eine Korrektur in der Steuerung durchgeführt.
Rollenverschleiß kann durch entfernbare (In Stufen vorhandene) Distanzstücke 14 ausgeglichen werden.
Die Distanzstücke 14 können auch für festgelegte Gießstrangdicken 3a auf dem Segment-Unterrahmen 9 während des Gießbetriebs in ihrer Halterung verbleiben und leicht austauschbar sein.

1: Rollenspalt
2: Rollensegment
3: Gießstrang
3a: Gießstrangdicke
4: Rolle
4a: Rollenbahn
5: Rolle
5a: Rollenbahn
6: Festseite
7: Losseite
8: Segment-Oberrahmen
9: Segment-Unterrahmen
10: Kolbenstange
11: Kolben-Zylinder-Einheit
11a: Druckkammer
12: Weg- oder Positionsgeber
13: Kalibrierbramme
14: Distanzstück
14a: Referenz-Dicke
15: vorberechnete Dicke
16: Drehlager
17: Referenz-Position

Claims

Verfahren zum Grundeinstellen und Kontrollieren der Rollenspalte (1) von Rollensegmenten (2) oder Treiberrollenpaaren in einer Stranggießmaschine zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von flüssigem Stahl, bei dem der Rollenspalt (1) zwischen zwei sich gegenüberliegenden Rollen (4,5) der Festseite (6) und der Losseite (7) über paarweise hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten (11) mit integrierten elektronischen Weg- oder Positionsgebern (12) gemessen und geregelt wird, wobei die Messwerte innerhalb eines Regelkreises der Steuerung für die auf den Gießstrang (3) in Zeitabschnitten zu übertragenden Kräfte ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Segment-Unterrahmen (9) der Festseite (6) und der Segment-Oberrahmen (8) der Losseite (7), die jeweils die Rollen (4,5) tragen, mit einer definierten Kraft der hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten (11) auf paarweise vorgesehenen Distanzstücken (14) mit vorberechneter Dicke (15) außerhalb der Rollenspalte (1) zwischen Segment-Oberrahmen (8) und Segment-Unterrahmen (9) aufeinander gedrückt werden und die zugeordneten Messwerte der Weg- oder Positionsgeber (12) gesichert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (14a) der Distanzstücke (14) über eine manuelle Messung eines oder mehrerer Rollenspalte (1) oder die geometrischen Abmessungen der Konstruktion für verschiedene Gießstrangdicken (3a) ermittelt werden.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu den geometrischen Abmessungen der Konstruktion auch Werte für das Lagerspiel der Rollenzapfen, Länge und / oder Durchbiegung der Rollen (4, 5), Ausbauchung des Gießstrangs (3) u. dgl. miteinbezogen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz-Dicke (14a) der Distanzstücke (14) entweder in einem Ausrichtstand in der Werkstatt oder in einer bestehenden Stranggießmaschine selbst ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Neu-Referenz oder eine Überprüfung der Rollenspalte (1) die jeweiligen Distanzstücke (14) mit der definierten Kraft eingeklemmt und der aufgrund der Weg- oder Positionsgeber (12) ermittelten Messwerte der Rollenspalte (1) mit den zuvor gesicherten Messwerten verglichen werden und ggfs. eine Korrektur durchgeführt wird.
Stranggießmaschine für flüssige Metalle, insbesondere für flüssigen Stahl, mit den Gießstrang (3) führenden und / oder stützenden Rollensegmenten (2) oder Treiberrollenpaaren, die paarweise angeordnete Kolben-Zylinder-Einheiten (11) mit integrierten elektronischen Weg- oder Positionsgebern (12) zur Einstellung des Rollenspaltes (1) zwischen zwei sich gegenüberliegenden Rollen (4,5) der Festseite (6) und der Losseite (7), aufweisen, wobei die Messwerte innerhalb eines Regelkreises der Steuerung für die auf den Gießstrang (3) in Zeitabschnitten zu übertragenden Kräfte eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (4; 5) der Festseite (6) und die Rollen (4;5) der Losseite (7) mittels den Paaren von Kolben-Zylinder-Einheiten (11) und mittels gegen von außen zwischen den Segment-Oberrahmen (8) und den Segment-Unterrahmen (9) leicht zugänglich eingebrachten, einem Rollenspalt (1) zugeordneten Distanzstücke (14) mit einem analogen Rollenspalt (1) als Referenz-Position (17) festlegbar sind.
Stranggießmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz-Position (17) für die Rollen (4) der Festseit6) und für die Rollen (5) der Losseite (7) innerhalb der betriebsmäßig vorbereiteten Stranggießmaschine einstellbar ist.
Stranggießmaschine nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzstücke (14) jeweils quer zum Strangverlauf von beiden Seiten her auf den Segment-Unterrahmen (9) einbringbar sind.
Stranggießmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenverschleiss durch Beilagen zu den Distanzstücken (14) ausgeglichen wird.
Stranggießmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzstücke (14) für eine festgelegte Gießstrangdicke (3a) auf dem Segment-Unterrahmen (9) während des Gießbetriebes verbleiben.