DE19523715C1 - Horizontal-Stranggießanlage mit einem beheizbaren Mehrkammerofen mit ofenabhängiger Kokille - Google Patents
Horizontal-Stranggießanlage mit einem beheizbaren Mehrkammerofen mit ofenabhängiger KokilleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Horizontal-Stranggießanlage mit einem beheizbaren Mehrkammerofen
mit ofenabhängiger Kokille zum Vergießen einer Metallschmelze.
Bekannt ist aus DE 43 25 432 eine Waagerecht-Stranggieß-Anlage mit einem als
Druckkammer ausgebildeten Warmhaltegefäß, das durch einen Einlaufkanal mit der zu
vergießenden Metallschmelze beschickt wird und aus dem die Metallschmelze über
einen Abgußkanal entnommen und einer Kokille zugeführt wird. Das Warmhaltegefäß
ist druckdicht mit einem Deckel verschlossen, an den eine
Druckerzeugungseinrichtung angeschlossen ist.
Zur Aufrechterhaltung eines konstanten metallostatischen Druckes in der Kokille wird
der Pegel der Metallschmelze im Abgußkanal konstantgehalten, indem die
Druckverhältnisse im Warmhaltegefäß entsprechend seinem Füllungsgrad variiert
werden. Dazu sind im Abgußkanal und im Warmhaltegefäß
Badspiegel-Erfassungseinrichtungen vorgesehen, die in direkter Weise auf die mediale
Grenzschicht zwischen dem von der Metallschmelze gefüllten und ungefüllten
Volumen des Abgußkanals bzw. des Warmhaltegefäßes Bezug nehmen. Aus der
Erfahrung beim Betrieb derartiger Einrichtungen ist jedoch bekannt, daß mechanische,
thermische oder elektrische Badspiegel-Erfassungseinrichtungen in derartiger
Anordnung einerseits wegen der hohen Temperaturen und andererseits, insbesondere
beim Vergießen von Schwermetallegierungen, wegen des auftretenden
Schlackeanfalls sehr unzuverlässig sind.
Ein weiteres Problem bei der bekannten Stranggießanlage besteht darin, daß beim
mehrsträngigen Stranggießen infolge unvermeidlicher thermischer Verformung des
Ofengefäßes die Längsachsen der außenliegenden Kokillen in Gießrichtung einen in
seiner Größe variablen, spreizenden Winkel zur untereinander parallelen
Strangführung der Strangachsen einnehmen. Beim Abziehen der parallel geführten
Stränge treten in den einzelnen Strängen unterschiedliche Strangabzugskräfte auf, die
durch Querkräfte in Abhängigkeit der Winkellage der jeweiligen Kokille zur
Strangabzugsrichtung hervorgerufen werden. Darüber hinaus wird die Strangqualität
durch Gefügeveränderungen während des Erstarrungsprozesses negativ beeinflußt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Stranggießanlage der eingangs
erwähnten Art anzugeben, bei der die Zuverlässigkeit der Füllstandsmessung
verbessert wird und bei der die Parallelität der Kokillenlängsrichtungen unabhängig
von den thermischen Verhältnissen des Ofens erhalten bleibt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung wird nachstehend am Beispiel einer Horizontal-Stranggießanlage näher
erläutert. Dazu ist in Fig. 1 eine schematisierte, teilweise geschnittene Darstellung
einer Horizontal-Stranggießanlage gezeigt.
Wesentlicher Bestandteil dieser Horizontal-Stranggießanlage ist ein druckgesteuerter
Mehrkammerofen 1, der eine Druckkammer 3, die durch einen Einlaufkanal 2 mit der
zu vergießenden Metallschmelze beschickt wird, und eine Kokillenkammer 4, die mit
der Druckkammer 3 in Fließverbindung steht, aufweist.
Der Druckkammer 3 ist eine Druckerzeugungsvorrichtung 11 zugeordnet, mit der in
Abhängigkeit vom Füllungsgrad des Mehrkammerofens 1 zur Aufrechterhaltung eines
konstanten metallostatischen Druckes in der Kokillenkammer 4 der Gasdruck des
schmelzefreien Volumens oberhalb des Badspiegels in der Druckkammer 3 geregelt
wird.
Der Mehrkammerofen 1 ist auf einer Wägeeinrichtung 6 dynamisch gelagert, mit der
das Bruttogewicht des Mehrkammerofens 1 erfaßt wird. Dabei ist dieses
Bruttogewicht, das sich aus dem Leergewicht des betriebsbereiten Mehrkammerofens
1 und dem Gewicht der im Mehrkammerofen 1 befindlichen Metallschmelze
zusammensetzt, ein Maß für den Füllungsgrad des Mehrkammerofens 1 und als
solches Regelgröße für die Druckerzeugungsvorrichtung 11.
In vorteilhafter Weise wird die Meßgrößengewinnung für den Füllungsgrad des
Mehrkammerofens 1 unabhängig von Verkrustungen durch unvermeidliche
Schlackenbildung in den Kammern 3 und 4 zuverlässiger.
An dem Mehrkammerofen 1 ist eine Kokillenanordnung 5 angebaut. Diese
Kokillenanordnung 5 kann aus einer Kokille, beispielsweise zum Gießen von Bändern
oder mehreren nebeneinandergeordneten Kokillen, beispielsweise zum
mehrsträngigen Rundstrangguß, aufgebaut sein. Wesentliches Merkmal der Erfindung
ist es, daß diese Kokillenanordnung 5 separat auf einen ofenunabhängigen
Tragrahmen 10 montiert ist und über eine kompressible Dichtung 9 mit dem
Mehrkammerofen 1 kraftschlüssig verbunden ist, wobei eine Fließverbindung zwischen
der Kokillenanordnung 5 und der Kokillenkammer 4 des Mehrkammerofens 1 besteht.
Dabei wirkt zwischen der Kokillenanordnung 5 und dem Mehrkammerofen 1 eine
horizontal gerichtete Kraft, die sich aus einer um die von einer
Strangabzugseinrichtung 8 hervorgerufene Strangabzugskraft verminderte statische
Anpreßkraft aus der kraftschlüssigen Verbindung der Kokillenanordnung 5 mit dem
Mehrkammerofen 1 ergibt. Insbesondere beim permanent oszillierenden Strangabzug
stellt sich dabei eine mittlere, im wesentlichen konstante Anpreßkraft ein. Die
orthogonal dazu wirkende, vertikal gerichtete Gewichtskraft des Mehrkammerofens 1,
die auf die Wägeeinrichtung 6 wirkt, bleibt dabei von dem Vorgang des Strangabzuges
unbeeinflußt.
In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist bei diskontinuierlich intermittierendem
Strangabzug vorgesehen, die Wägeeinrichtung 6 als Meßglied ausschließlich bei
ruhender Strangabzugseinrichtung 8 zu aktivieren. Der diskontinuierliche
intermittierende Strangabzug wird durch aufeinanderfolgende Zyklen mit den
aufeinanderfolgenden Phasen Zug-Pause-Rückstoß-Pause gebildet, wobei die Pausen
eine Dauer von mehreren Sekunden haben können. Während der Pausen ist die Kraft
zwischen der Kokillenanordnung 5 und dem Mehrkammerofen 1 dynamikfrei und
insoweit sind die Pausenphasen besonders vorteilhaft zur präzisen Bestimmung des
Füllungsgrades des Mehrkammerofens 1 geeignet.
Für den Gießprozeß ist die für den Wägeprozeß erforderliche geringe vertikale
Bewegung des Mehrkammerofens 1 bei wechselnden Füllungsgraden unerheblich,
weil die Metallschmelze im fließfähigen Zustand durch die Dichtung 9 bis in die
Kokillenanordnung eintritt und erst dort allmählich erstarrt.
Vorteilhafterweise wird dadurch das mit der Wägeeinrichtung 6 erfaßte Bruttogewicht
um den im wesentlichen konstanten Gewichtsanteil der Kokillenanordnung 5 und den
variablen Gewichtsanteil des Stranges 7 entlastet und somit das Verhältnis des
Füllgewichtes der Metallschmelze zum Bruttogewicht zugunsten einer höheren
Meßgenauigkeit verbessert.
Darüber hinaus ist durch Vermeidung einer starren mechanischen Kopplung zwischen
dem Mehrkammerofen 1 und der Kokillenanordnung 5 gewährleistet, daß
unvermeidbare, thermisch bedingte Verwerfungen der kokillenseitigen Wandung des
Mehrkammerofens 1 nicht auf eine Lageveränderung der Kokillenachsen einer
mehrsträngigen Gießanlage durchgreifen. Vielmehr werden derartige Verwerfungen
durch die kompressible Dichtung 9 kompensiert, so daß unabhängig von thermischen
Formänderungseffekten vor dem Gießbeginn parallel ausgerichtete Kokillenachsen
einer mehrsträngigen Kokillenanordnung 5 auch während des Gießens ihre Parallelität
beibehalten.
Bezugszeichenliste
1 Mehrkammerofen
2 Einlaufkanal
3 Druckkammer
4 Kokillenkammer
5 Kokillenanordnung
6 Wägeeinrichtung
7 Strang
8 Strangabzugseinrichtung
9 Dichtung
10 Tragrahmen
11 Druckerzeugungsvorrichtung
2 Einlaufkanal
3 Druckkammer
4 Kokillenkammer
5 Kokillenanordnung
6 Wägeeinrichtung
7 Strang
8 Strangabzugseinrichtung
9 Dichtung
10 Tragrahmen
11 Druckerzeugungsvorrichtung
Claims (2)
1. Horizontal-Stranggießanlage mit einem beheizbaren Mehrkammerofen, bestehend aus
einer Druckkammer, die mit einer Kokillenkammer in Fließverbindung steht und
durch einen Einlaufkanal beschickbar ist, wobei zur Aufrechterhaltung eines
konstanten metallostatischen Druckes in der Kokillenkammer die
Druckverhältnisse in der Druckkammer in Abhängigkeit von ihrem Füllstand mit
einer Druckerzeugungsvorrichtung geregelt werden, mit einer ofenabhängigen
Kokillenanordnung, die mit der Kokillenkammer in Fließverbindung steht,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Kokillenanordnung (5) auf einem ofenunabhängigen Tragrahmen (10) statisch montiert ist,
- - daß der Mehrkammerofen (1) dynamisch auf einer Wägeeinrichtungen (6) gelagert ist, die als Meßglied mit der Druckerzeugungsvorrichtung (11) verbunden ist und
- - daß die Kokillenanordnung (5) und der Mehrkammerofen (1) über eine kompressible Dichtung (9) miteinander verbunden sind.
2. Stranggießanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei diskontinuierlich intermittierendem Strangabzug die Wägeeinrichtung
(6) als Meßglied ausschließlich bei ruhender Strangabzugseinrichtung (8) aktiv
ist.
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