DE1902117A1

DE1902117A1 - Method and device for guiding and controlling continuous casting slabs

Info

Publication number: DE1902117A1
Application number: DE19691902117
Authority: DE
Inventors: Francis Gallucci
Original assignee: United States Steel Corp
Current assignee: United States Steel Corp
Priority date: 1968-01-19
Filing date: 1969-01-16
Publication date: 1969-09-04
Also published as: FR2000445B1; US3550674A; FR2000445A1; JPS5026499B1; ES362620A1; BR6905643D0; NL6900919A; BE727080A; GB1254591A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Führen und Steuern von Stranggießbrammen.Method and device for guiding and controlling Continuous casting slabs.

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Führungswalzenanordnung für eine Stranggießmaschine sowie auf ein Verfahren zur Steuerung der auf eine Stranggieß-bramme einwirkenden Kräfte,The invention relates to an improved Guide roll arrangement for a continuous caster as well as on a method for controlling the on a continuously cast slab acting forces,

Die Stranggießmaschine, in der die Führungswalzenanordnung und das neuartige Verfahren Verwendung finden, weist eine wassergekühlte Form auf, die an beiden Enden offen ist, fernen iteihen senkrecht mit Abstand angeordneter, paarweise gegenüberliegender Führungswalzen unterhalb der Kokillenform, einen Satz kraftgetriebener Klenimwalzen unterhalb der Führungswalzen sowie eine gekrümmte Gußführung unter den Klenimwalzen. Bevor ein GießvorgangThe continuous caster in which the guide roll assembly and the novel process can be used a water-cooled form, which is open at both ends, further itehen vertically spaced, pairs of opposite guide rollers below the Chill mold, a set of power-driven air-conditioning rollers underneath the guide rollers and a curved cast guide under the air conditioning rollers. Before a casting process

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beginnt, wird eine Anfahrstange durch die Klemmwalzen <. und Führungswalzen hindurch nach oben in die Kokille eingesetzt. Ein flüssiger Metallstrom wird dann in die Form eingegossen und kommt mit dem Kopf der Anfahrstange in Berührung, die durch die Führungswalzen und Klemmwalzen vor der sich ergebenden Bramme abwärts wandert. Wenn die Bramme die Führungswalzen passiert, wird ihre Oberfläche mit Wasserstrahlen beaufschlagt, um dadurch ihre Verfestigung zu unterstützen. Anfänglich hält sich das Vorderende der Bramme von selbst an dem Kopf der Anfahrstange, die Anfahrstange wird jedoch abgetrennt, sobald die Bramme die Klemmwalzen erreicht. Zunächst hemmen, die Klemmwalzen die Abwärtsbewegung der Anfahrstange, jedoch nachdem die Bramme die Führungswalzen teilweise passiert hat, treiben die Klemmwalzen die Anfahrstange und die Bramme vorwärts. Nachdem die Anfahrstange abgetrennt ist, biegen die Biegewalzen innerhalb der Gußführung die Bramme um 90°, so daß sie von da an zur Weiterbehandlung waagrecht wandert. In diesem Zusammenhang wird auf die U,S.A₀Patentschrift 3 338 297 verwiesen, die eine solche Maschine genauer beschreibt, obgleich der Erfindungsgegenstand nicht auf die Verwendung in eben dieser Maschine beschränkt ist.starts, a start-up rod is pushed through the pinch rollers <. and guide rollers inserted through it up into the mold. A liquid metal stream is then poured into the mold and comes into contact with the head of the starter bar which travels downward through the guide and pinch rollers in front of the resulting slab. When the slab passes the guide rolls, water jets are applied to its surface in order to support its solidification. Initially, the leading end of the slab will hold on to the head of the starter bar by itself, but the starter bar will be severed as soon as the slab reaches the pinch rolls. First, the pinch rollers inhibit the downward movement of the starter rod, but after the slab has partially passed the guide rollers, the pinch rollers drive the starter rod and the slab forward. After the starting rod has been cut off, the bending rollers bend the slab by 90 ° within the casting guide, so that from then on it moves horizontally for further processing. In this context, reference is made to U, SA ₀ Patent Specification 3 338 297, which describes such a machine in more detail, although the subject matter of the invention is not limited to use in precisely this machine.

Bei den bekannten Maschinen der oben genannten Art sind die FührungswaIzen alle leerlaufende Walzen. Nur die Klemmwalzen werden angetrieben, und allein von den Klemmwalzen hängt es ab, ob die sich abwärtsbewegende Bramme gebremst oder vorwärtsgetrieben wird. Demzufolge ist keine Steuerung der senkrechten, auf die Bramme einwirkenden Kräfte vorhanden, bis die Bramme die Klemmwalzen erreicht. Da sich nur die äußeren Teile der Bramme vor dem Erreichen der Klemmwalzen verfestigen, wird die Bramme durch übermässige Druckkräfte auf ihre Seitenflächen oder zu starke Druckkräfte von oben oder eine zu hohe einwirkende Zugspannung leicht beschädigt. .In the known machines of the type mentioned above, the guide rollers are all idle rollers. Just that Pinch rollers are driven, and it depends solely on the pinch rollers whether the slab is moving downwards braked or driven forward. As a result, there is no control of the vertical acting on the slab Forces present until the slab reaches the pinch rolls. Since only the outer parts of the slab are before reaching solidify the pinch rolls, the slab is caused by excessive Pressure forces on their side surfaces or too strong Pressure forces from above or excessive tensile stress are easily damaged. .

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren zum Stranggiessen einer Metallbramme zu Schaffen, bei dem geschmolzenes Metall in eine mit offenen Enden versehene Form eingegossen wird und dann durch Reihen gegenüberliegender Führungswalzen absteigt, wo sie sich teilweise verfestigt, sowie durch&nter den FührungswaIzen befindliche angetriebene Klemmwalzen. Dieses Verfahren kennzeichnet sich nun dadurch, daß auf die sieh verfestigende Bramme gesteuerte Kräfte zur Einwirkung gelangen, bevor die Bramme die Klemmwalzen erreicht, wobei wenigstens ein Satz Führungswalzen angetrieben wird, und das Drehmoment dieser angetriebenen Führungswalzen etwa 5 bis 40 % des Drehmomentes beträgt, das auf die Klemmwalzen einwirkt.The object of the invention is therefore to provide a method for continuously casting a metal slab, in which molten metal is poured into an open-ended mold and then descends through rows of opposing guide rollers, where it partially solidifies, as well as driven ones located below the guide rollers Pinch rollers. This method is characterized in that controlled forces are applied to the solidifying slab before the slab reaches the pinch rollers, with at least one set of guide rollers being driven, and the torque of these driven guide rollers being about 5 to 40 % of the torque that acts on the pinch rollers.

Des weiteren wird erfindungsgemäß eine Stranggießmaschine geschaffen, in der sich eine mit offenen Enden versehene Form, also eine Kokille, Beinen senkrecht mit Abstand angeordneter, paarweise gegenüberliegender Leerlauf fUhrungswalzen unterhalb der Kokille, ein Satz angetriebfiher Klemmwalzen unterhalb der FührungswSIzen und eine!gekrümmte GußfUhrung unterhalb der Kleamwälzen befinden. Diese Maschine kennzeichnet sich nun erfindungs— gemäß dadurch, daß sie eine verbesserte Führungswalzenanordnung aufweist, zu der wenigstens ein Paar gegenüberliegende, angetriebeneFührungswalzen innerhalb der Leerlaufführungswalzen gehört, wobei die angetriebenen Führungswalzen mit den Klemmwalzen so zusammenarbeiten, daß sie die auf eine Bramme einwirkenden Kräfte steuern, wenn sich die Bramme zwischen ihnen hindurehhewegt_e Furthermore, according to the invention, a continuous casting machine is created in which a mold provided with open ends, i.e. a mold, legs of vertically spaced, paired opposing idle guide rollers below the mold, a set of driven pinch rollers below the guide rollers and a curved casting guide below the Kleamwälzen are located. This machine is now, in accordance with the invention, characterized in that it has an improved guide roll arrangement which includes at least a pair of opposed, driven guide rolls within the idle guide rolls, the driven guide rolls cooperating with the pinch rolls to control the forces acting on a slab. if the slab moves between them _e

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung, auf die sieh.die folgende Besehreibung bezieht, schematise!! dargestellt. In der Zeichnung zeigen:An embodiment of the subject invention is in the drawing to which see the following description refers, schematise !! shown. In the drawing show:

9 0 9 8 3f ^9 0 9 8 3f ^

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teils einer ;Strang-gießmaschine, die mit der erfiadungsgemäßen Führungsrollenanordnung ausgeriistet ist-j ■ .;-v1 shows a side view of part of a continuous casting machine, with the guide roller arrangement according to the invention equipped is -j ■.; - v

Fig. 2 eine waagrechte Schnittansicht längs der Linie II-II in Figur 1, in einem vergrößerten Maßstab>Fig. 2 is a horizontal sectional view along the line II-II in Figure 1, on an enlarged scale>

Fig. 3 eine Draufsicht eines Teils der Konstruktion, von rechts gesehen,Fig. 3 is a plan view of part of the construction, seen from the right,

Fig. k eine senlcrechte Schnittaaisicht längs der Linie IV-IV in Figur 2 und : ^: _; ^: ./'--FIG. K a senlcrechte Schnittaaisicht along the line IV-IV in Figure 2 ^_and::; ^: ./'--

Fig. 5 eine senkrechte Schnittansicht längs der Linie V-V in Figur 2. "-.-"■ : ' ^; .5 shows a vertical sectional view along the line VV in FIG. 2. "-.-" ■: '^; .

Figur i zeigt eine Stranggießmaschxne, die eine Kokille 10, vier Reihen senkrecht mit Abstand angeordneter, paarweise gegenüberliegender Leerlaufführungswalzen 12, 13, i^t und 15 unterhalb der Kokille, angetriebene Klemmwalzen 16 unter den Führungswalzen, eine Gußfuhrung 17 unterhalb der Klemmwalzen und eine andere Stange 18 aufweist. Die Gußführung ist mit Biegewalzen 19 ausgerüstet. Diese Teile der Maschine sind bekannt und beispielsweise in der eingangs genannten U.S.A. Patentschrift beschrieben. Deshalb werden sie hier nicht im Detail erörtert. Die Maschine enthält natürlich noch andere übliche Teile, die ebenfalls nicht dargestellt sind, da sie nicht zu dem eigentlichen Erfindungsgegenstand gehören.Eine Bramme S ist gezeigt, wie sie gerade durch die Maschine nach unten wandert.Figure i shows a continuous casting machine that has a permanent mold 10, four rows of vertically spaced, paired opposing idle guide rollers 12, 13, i ^ t and 15 below the mold, driven pinch rollers 16 under the guide rollers, a Gußfuhrung 17 below the Has pinch rollers and another rod 18. The casting guide is equipped with bending rollers 19. These parts of the machine are known and for example in the introduction cited U.S.A. patent. Therefore they are not discussed in detail here. The machine contains Of course, other common parts, which are also not shown, since they do not belong to the actual subject of the invention. A slab S is shown as it just travels down through the machine.

Es wird nun erfindungsgemäß zwischen den beiden iieihen von LeerlaufführungswaTzen 12 und 13 ein oberer Satz angetriebener Führungswalzen 20 und zwisclien den beiden Leihen _; leerlaufender Führungswalzen 14 und 15 ein unterer Satz angetriebener FührungswaIzen 21 angeordnet_icDie^ beiden Sätze angetriebener Führungswalzen 20 und .21 .sind; L.,. ich aufgebaut und in ähnlicher Weise geLager/t., .J)e,shal;b wei"denAccording to the invention, there is now an upper set of driven guide rollers 20 between the two rows of idle guide rollers 12 and 13 and between the two rows _; idle guide rollers 14 and 15, a lower set of driven FührungswaIzen 21 arranged _ic ^ The two sets of driven guide rolls 20 and .are .21; L.,. I built up and stored in a similar way / t., .J) e, shal; b know

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nur der Satz 20 und dessen LageTuög im einzelnen dargestellt und beschrieben. only the sentence 20 and its location Tuög shown and described in detail.

Wie aus den Figuren 2, 4 und 5 ersichtlich ist,. weist die Maschine auf den entgegengesetzten Seiten feststehende Gehäuseelemente 22 und 23 auf. Die Gehäuseelemente sind mit waagrechten Schultern 24 versehen, auf denen entgegengesetzte Rahmen 25 und 26 ruhen, die zur Abstützung der entsprechenden Walzen 20 dienen. Die Rahmen werden durch Halter 27 und Schrauben 28, welche sich durch die Gehäusee leinen te und die Halter hindurcherstrecken, in ' ihrer Lage gehalten. Die beiden Rahmen und die von jedem getragenen Teile sind gleich aufgebaut; deshalb wird nur der .Rahmen 25 im einzelnen beschrieben. Der Rahmen 25 weist zwei entgegengesetzte TJ-Profile^O auf, innere und äußere Querstangen 31 und 32, die an ihren Enden mit den IT-Profilen starr verbunden sind, sowie Knotenbleche 34 zwischen den Endteilen der Stangen. Die äußere Ouerstange 32 ist vorzugsweise nach außen ausgebeult. In den U-Profilen 30 sind zwei entgegengesetzte Lagerzapfen 35 verschiebbar gelagert, die die Walze 20 in diesen Zapfen flihren. Die Walze 20 ist mit rechtsgängigen und linksgängigen, schraubenförmigen Nuten 37 ausgestattet, die sich von ihren beiden Enden in Richtung auf die Mitte erstrecken. Das eine Ende der Walze 20 steht durch eine abbaubare Kupplung 39 mit einer Antriebswelle 38 in Verbindung. As can be seen from Figures 2, 4 and 5. the machine has stationary housing elements 22 and 23 on the opposite sides. The housing elements are provided with horizontal shoulders 24 on which opposed frames 25 and 26 rest, which serve to support the corresponding rollers 20. The frames are held in 'their position by holder 27 and screws 28, which linen through the housing and the holder extend therethrough. The two frames and the parts supported by each are constructed in the same way; therefore, only the frame 25 will be described in detail. The frame 25 has two opposite profile TJ ^ O to inner and outer transverse bars 31 and 32 which are rigidly connected at their ends to the IT-profiles, as well as gussets 34 between the end portions of the rods. The outer crossbar 32 is preferably bulged outward. In the U-profiles 30, two opposite bearing journals 35 are slidably mounted, which guide the roller 20 in these journals. The roller 20 is provided with right-hand and left-hand helical grooves 37 extending from both ends thereof toward the center. One end of the roller 20 is connected to a drive shaft 38 by means of a removable coupling 39.

Zwei Sätze Gegendruckwalzen 42 zu je vier Walzen pro Satz werden in Haltevorrichtungen 43 geführt und liegen an der Walze 20 an, Jede Haltevorrichtung 43 ist auf zwei entsprechenden Zapfen 44, die an der inneren Querstange 31 befestigt sind, verschiebbar gelagert» Paare mit Abstand nebeneinariderliegender Muttern 45 sind mit den Zapfen verschraubt, um die Bewegung der Haltevorrichtungen zu begrenzen. Two sets of back pressure rollers 42 of four rollers each Set are guided and lie in holding devices 43 on the roller 20, each holding device 43 is on two corresponding pins 44 attached to the inner cross bar 31 are attached, slidably mounted »pairs with spacing Adjacent nuts 45 are bolted to the tenons to limit the movement of the holding devices.

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Jede Haltevorrichtung weist zwei Plunger. 46 auf, die an ihr angelenkt sind und sich durch entsprechende Öffnungen in der Stange 31 und einer Führung 47 erstrecken, die an dem Knotenblech 34 befestigt ist. Eine Blattfeder 48 liegt an den Enden der beiden Plunger 46 an. Kappensehraüben sind mit der äußeren Querstange 32 versehraubt und stossen gegen die gegenüberliegende Seite der Blattfeder. Deckplatten 50 überspannen den Raum zwischen der inneren und äußeren Stange 3i und 32 und zwar sowohl über als auch unter den Stangen und dienen als Führungen für die Feder 48. Somit kann durch. Drehen der Kappenschrauben 49 zu Beginn der Druck eingestellt werden, mit dem die Gegendruckwalzen 42 gegen die Walze 20 drücken* Dieser Druck bleibt konstant, bis eine weitere Einstellung erfolgt.Each holding device has two plungers. 46 on that at are hinged to her and through appropriate openings in the rod 31 and a guide 47 extending to the gusset plate 34 is attached. A leaf spring 48 lies at the ends of the two plungers 46. Cap over-the-top are versehraubt with the outer cross bar 32 and push against the opposite side of the leaf spring. Cover plates 50 span the space between the inner and outer rod 3i and 32 both above and below the rods and serve as guides for the spring 48. So can through. Turning the cap screws 49 at the beginning of the pressure can be set with which the counter-pressure rollers 42 press against roller 20 * This pressure remains constant until another setting is made.

Zwei entgegengesetzte Anschläge 52 sind zwischen den U-Profilen 30 der beiden Rahmen 25 und 26 an den Innenseiten der Gehäuseelemente 22 und 23 befestigt. Das U-Profil 30 des Rahmens 25 liegt an diesen Anschlägen an. Zwischen dem U-Profil des Rahmens 26 und den Anschlägen 52 sind entfernbare Alistandshalter 53 rechteckigen Querschnitts und entfernbare Abstandshalter 54winkligen Querschnitts angeordnet. Durch geeignete Auswahl der Abstandshalter kann der Abstand der «falzen 20 gemäß der Brammen—, dicke gesteuert werden.Two opposite stops 52 are between the U-profiles 30 of the two frames 25 and 26 attached to the inner sides of the housing elements 22 and 23. The U-profile 30 of the frame 25 rests against these stops. Between the U-profile of the frame 26 and the stops 52 removable spacers 53 of rectangular cross section and removable spacers 54 of angular cross section are arranged. By suitable selection of the spacers, the distance between the folds 20 can be adjusted according to the slab, thickness can be controlled.

Zur Entfernung des Walzensatzes 20 von der Maschine brauchen nur die Antriebswellen 38 von den Falzenzapfen abgekuppelt und die Halter 27 und Sehrauben 28 abgenommen zu werden. Die beiden Rahmen 25 und 26 können dann frei von den Gehäuseelementen 22 und 23 gleiten. Das Gehäuse— element 23 istybit Schlitzen 55 (Figur 5) versehen, durch die sich die Walzenzapfen erstrecken, damit sie den oben^- beschriebenen Ausbau nicht behindern, ·For removing the roller set 20 from the machine only need the drive shafts 38 from the hinge pins uncoupled and the holder 27 and 28 removed to become. The two frames 25 and 26 can then be freely slide off the housing members 22 and 23. The housing element 23 is provided with slots 55 (FIG. 5) through which the roll necks extend so that they reach the above ^ - do not hinder the described expansion,

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Gemäß dem neuartigen Steuerverfahren werden die Führungswalzen 20 und 21 mit einer Kraft angetrieben, die so gewählt ist, daß das Drehmoment an jedem ¥alzensatz etwa 5 bis hö % des Drehmoments beträgt, das auf die Klemmwalzen 16 einwirkt. Die in der Oberfläche der angetriebenen FührungswaIzen befindlichen Nuten 37 halten die sich verfestigende Bramme S. Auf diese Weise arbeiten die beiden angetriebenen Führungswalzensätze 20 und 21 und die Klemmwalzen so zusammen, daß sie die auf den zwischen ihnen befindlichen Brammenabschnitt einwirkenden Kräfte auf ein Mindestmaß beschränken. Dieser Abschnitt ist normalerweise einer beträchtlichen Spannung atisgesetzt, sobald das Vorderende der Bramme teilweise durch die Führungswalzen abwärts/wandert, obgleich im Idealfall dieses Ende frei von Längskräften (Zug- oder Druckkräfte) sein würde. Mit Hilfe der neuartigen Verfahrensweise und der dazu verwendeten Vorrichtung läßt sich diese Spannung klein halten. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die Anfahrstange 18 abgetrennt wird. Die bevorzugte Anfahrstange besitzt eine trennbare Kühlplatte, die mechanisch von der Stange gelöst wird und bei der Bramme bleibt. Diese Art von Anfahrstange kann nur dann richtig abgetrennt werden, wenn die Zugkräfte nicht zu groß sind. Durch anfängliches Einstellen der Kappenschrauben 49 kann der konstante Druck, mit dem die angetriebenen Führungswalzen an der Bramme anliegen, gesteuert werden„ According to the novel control method, the guide rollers 20 and 21 are driven with a force which is selected so that the torque on each set of salts is approximately 5 to Hö% of the torque acting on the pinch rollers 16. The grooves 37 in the surface of the driven guide rollers hold the solidifying slab S. In this way, the two driven guide roller sets 20 and 21 and the pinch rollers work together to minimize the forces acting on the slab section between them. This section is normally subject to considerable tension as soon as the leading end of the slab partially descends / migrates through the guide rolls, although ideally this end would be free of longitudinal forces (tensile or compressive forces). With the help of the novel procedure and the device used for this purpose, this voltage can be kept small. This is particularly important when the starting rod 18 is cut off. The preferred starting bar has a separable cooling plate that is mechanically detached from the bar and remains with the slab. This type of starter bar can only be properly detached if the pulling forces are not too great. By initially setting the cap screws 49, the constant pressure with which abut the driven guide rollers on the slab can be controlled "

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Claims

Patent application: Method and device for guiding and controlling continuous casting brazes, P_a_t e_n t a n_s_g_r ü_c h e

1. A method for the continuous casting of metal slabs, wherein molten metal is poured into a Kokillengi.eßform and migrates downward by Jieihen opposite guide rollers, whereby it partially solidifies and driven pinch rollers are arranged below the guide rollers, characterized in that the solidifying slab acting forces can be controlled before the slab reaches the pinch rolls by driving at least "one set of guide rolls, the torque acting on these guide rolls being about 5 to 40% of the torque to which the pinch rolls are subjected"

2. The method according to claim 1, characterized in that two sets of guide rollers which are perpendicularly spaced from one another are driven.

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3. Continuous casting machine with a continuous casting mold, rows of vertically separated, opposite pairs arranged idle guide roller ™ below the mold, a set of driven pinch rolls below the guide rolls and a curved casting guide below the clamping rollers, characterized that between the idle guide rollers (12,13,14,15) at least one pair of opposite, driven guide rollers (20, 21) is arranged, which are connected to the pinch rollers (16) cooperate to control the forces acting on a slab (S) moving between them.

4. Machine according to claim 3, characterized in that that two pairs of driven guide rollers (20, 21) are present.

5. Machine according to claim 3 or 4, characterized draws that opposite pairs of frames in the machine (25,26) are attached that in each frame (25,26) Bearing pin (35) are mounted that the driven Guide rollers (20) are guided in the bearing journal that counter-pressure rollers (42) are arranged in the frame, which mesh with the driven guide rollers (20) stand, and that an initially adjustable spring device (48) is mounted on the frame (25,26) with a constant pressure on the counter pressure rollers (42) is exercisable.

6. Machine according to claim 5, characterized in that that each frame (25,26) has an inner and an outer,

«O lying next to each other with a spaced-apart crossbar (Q (31,32) has that on the inner rod (31) holding devices (43) are slidably worn that

^tJ) the counter pressure rollers (42) are stirred in the naltevorrlchtmngen (43) ο that the spring device (48) on the holding

k> vorriehbuny; en (43) rests, and that with the outer rods (32) cap screws (49) are in engagement, which on the Spring device (4Ji).

7. Machine according to claim 5 »or 6, characterized in that the frame (25,26) can be pulled down have it removed from the machine »

8. Machine according to one of claims 3-7 »thereby characterized in that the surfaces of the driven Guide rollers (20.2i) right-hand and left-hand, have helical grooves (37) which see from the opposite ends extend towards the center.

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