DE19824366A1 - Strangführungssegment für Brammengießanlagen - Google Patents
Strangführungssegment für BrammengießanlagenInfo
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Abstract
Ein Strangführungssegment für Brammengießanlagen mit zwischen Führungsrollen (1) eines festseitigen und eines losseitigen Rahmens (2, 3) abstandseinstellbarer Führungsbreite für den Gießstrang (10), wobei die Rahmen (2, 3) zur Überwindung des ferrostatischen Druckes und zur Einstellung der gewünschten Formatbreite des Stranges (10) mit Stellmitteln zusammenwirken, ist bei einer bevorzugt leichten und kostengünstigen Bauart durch die Merkmale gekennzeichnet, daß als Stellmittel vier unabhängig einstellbare Druckzylinder (4, 4'; 5, 5') vorgesehen und außerhalb des Strahlungsbereiches an der Oberseite des Segmentes angeordnet sind, wobei der die Segmentbreite bestimmende Abstand (Segmentmitte - Zylinder) beidseitig um das Maß des an die Oberseite des Segmentes verlagerten Zylinders (4, 5) verschmälert ist, und daß die Segmenttraversen mit Strahlenschutzblechen versehen sind, sowie daß seitlich an den Unterrahmen wassergekühlte Seitenrahmen (11) angeflanscht sind.
Description
Die Erfindung betrifft ein Strangführungssegment für
Brammengießanlagen mit zwischen Führungsrollen eines
festseitigen und eines losseitigen Rahmens
abstandseinstellbarer Führungsbreite für den Gießstrang, wobei
die Rahmen zur Überwindung des ferrostatischen Druckes und zur
Einstellung der gewünschten Formatbreite des Stranges mit
Stellmitteln zusammenwirken.
Ein wesentlicher Faktor für die Wettbewerbsfähigkeit auf dem
Stranggießanlagensektor ist die Ausbildung der
Strangführungssegmente und der Grundrahmen. Diese sollen
einerseits die betrieblichen Anforderungen optimal erfüllen,
andererseits müssen sie preislich wettbewerbsfähig sein,
insbesondere deshalb, weit der Kosten-Anteil der Strangführung
je nach Anforderung ca. 30 bis 70% der Gesamt-Anlagekosten
ausmacht.
Stranggießanlagen, insbesondere zum Gießen von Stahlbrammen,
verwenden zur Führung des Stranges Rollen, die einen noch
nicht durcherstarrten Strang in seiner Dicke begrenzen und ein
Ausbauchen der Strangschale infolge des ferrostatischen
Innendruckes verhindern.
Üblicherweise werden hierfür Gruppen von mindestens vier
Rollenpaaren zu Segmenten zusammengefasst. Die oberhalb des
Stranges angeordneten Strangführungsrollen sind am
Segmentoberteil bzw. am losen Rahmenteil befestigt, während
die unterhalb des Stranges liegenden Strangführungsrollen am
Segmentunterteil bzw. am festen Teil des Segmentes angeordnet
sind. Festteil und Losteil des einzelnen Segmentes sind
üblicherweise über vier Zugzylinder miteinander verbunden.
Diese sogenannten Klemmzylinder ziehen das Segmentoberteil auf
Abstandshalter, so dass sich zwischen den gegenüberliegenden
Rollen die gewünschte Maulweite ergibt. Diese entspricht der
Strangdicke.
Moderne Prozesstechnologien zur Verbesserung der
Produktqualität erfordern eine Veränderung der Maulweite
während des Gießprozesses. Insbesondere die sogenannte
"Soft-reduction" im Bereich der Sumpfspitze des Stranges
verlangt eine keilförmige Einstellung und eine variable
Maulweitenveränderung des entsprechenden Segmentes. Eine
bekannte Möglichkeit der Maulweitenveränderung für Segmente
mit vier Klemmzylindern besteht darin, dass die Zylinder mit
servohydraulischer Positionsregelung ausgebildet sind.
Aus der DE 196 27 336 C1 ist ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Führen eines Stranges in einer
Stranggießanlage mit einer "Soft-reduction-Strecke" bekannt,
bei der hydraulische Servoeinheiten die Maulweite der
gegenüberliegenden Strangführungsrollen stufenlos einstellen.
Die bekannte Strangführung, welche je Segment vier
Servokolbenzylindereinheiten zur stufenlosen Einstellung der
Maulweite der einander gegenüberliegenden Strangführungsrollen
aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass Hydraulikleitungen
Ringflächen und Kolbenflächen zweier benachbarter
Servokolbenzylindereinheiten mit einem gemeinsamen Servoventil
verbinden, und dass Positionsgeber der mit einem gemeinsamen
Servoventil gesteuerten Servokolbenzylindereinheiten
regeltechnisch miteinander verknüpfbar sind.
Die Klemmzylinder sind üblicherweise am Segment seitlich neben
den Rollen angeordnet und befinden sich somit einschließlich
der Hydraulikleitungen und Servoventile der
Servokolbenzylindereinheiten im Bereich der
Strahlungseinwirkung des Gießstranges. Sie müssen
infolgedessen in einer solchen Entfernung - Mitte Segment - Hydrau
likzylinder - angeordnet sein, dass die
Strahlungseinwirkung in Grenzen bleibt. Die hierfür
erforderliche Rahmenbreite des Segmentes führt wegen der
Lasteinwirkung auf die Rahmen zu einer vergleichsweise
schweren Bauweise, welche die Kosten von Herstellung und
Montage sowie die Gerüstkosten wesentlich belastet.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, ein Strangführungselement für
Brammengießanlagen der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten
Art im Vergleich zu üblichen Bauweisen signifikant zu
vereinfachen, um hierdurch mit Druckzylindern, die durch ihre
Lagerung im Bereich des Oberrahmens außerhalb der Kühlkammer
sind und mit einer leichteren Rahmenkonstruktion und
vereinfachtem Wasserkühlungssystem sowie Leitungsführung für
die Rollenkühlung eine wesentliche Einsparung von Kosten bei
Herstellung und Montage der Strangführungselemente zu
erzielen.
Erschwerend fällt hierbei ins Gewicht, dass der Spielraum für
konstruktive Verbesserungen an einem seit Jahrzehnten
technisch in ständigem Fortschritt durchentwickelten Bauteil
vergleichsweise gering ist, so dass wesentliche Verbesserungen
und Kosteneinsparungen zunächst kaum erfolgversprechend zu
sein scheinen.
Dabei liegt der vorliegenden Erfindung einer innovativen
Segmentanstellung mit oben gelagerten Druckzylindern der
weitere Gedanke zugrunde, für dynamisch anstellbare, geregelte
Segmentoberrahmen Lösungen zu finden, so dass
- - der Oberrahmen bei biegungs- und verwindungssteifer Ausführung in allen Achsen schwenkbar ist, wobei
- - eine Anstellung des Oberrahmens mit exakter Maßhaltigkeit der gewünschten Maulweitengeometrie von Dicke und Neigung in Längs- und Breitachse möglich ist,
- - die Hydraulikzylinder als Druckzylinder mit vergleichsweise kleinem Durchmesser ausbildbar sind, um bei dadurch verkürztem Hebelarm das Lastmoment zu reduzieren, wobei
- - die Zylinder einschließlich ihrer Mess- und Regelorgane außerhalb der Kühlkammer liegen, und wobei
- - die äußeren Segmentrollen infolge der geänderten Bauweise antreibbar sind,
- - wodurch zugleich mit optimaler Funktionserfüllung ein kostengünstiger Segmenttyp entsteht, der dem konventionellen Typ mit Zugzylindern überlegen ist und ihn ersetzt.
Überraschend gelingt mit der Erfindung die Lösung der Aufgabe
dadurch,
- - dass als Stellmittel vier unabhängig einstellbare Druckzylinder vorgesehen und außerhalb des Strahlungsbereiches an der Oberseite des Segmentes angeordnet sind, wobei der die Segmentbreite bestimmende Abstand Segmentmitte-Zylinder um das Maß des an die Oberseite des Segmentes verlagerten Zylinders beidseitig verschmälert ist, und
- - dass die Segmenttraversen anstelle von Wasserkühlung mit Strahlenschutzblechen versehen sind, sowie
- - dass seitlich an den Unterrahmen gekühlte Seitenrahmen angeflanscht sind.
Durch die neue Anbindung der Zylinder befinden sich diese
außerhalb des Strahlungsbereiches des Stranges an der
Oberseite des Segmentes und sind damit einschließlich ihrer
Rohranschlüsse und Ventilanordnungen thermisch weniger
gefährdet. Darüber hinaus kann infolge geringerer
Segmentbreite die Rahmenkonstruktion bei gleicher Steifheit
erheblich leichter ausgeführt sein, weil der Hebelarm zwischen
Druckzylinder und ferrostatischer Kraft reduziert ist.
Weiterhin haben Untersuchungen gezeigt; dass eine bisher
übliche, aufwendige Traversen- und Rahmenkühlung mittels
Kühlwasser bei Ausbildung der Segmenttraversen mit
Strahlenschutzblechen nicht mehr erforderlich ist, um eine
unzulässige Erwärmung der Traversen zu verhindern, wozu auch
beiträgt, dass seitlich an den Unterrahmen gekühlte
Seitenrahmen angeflanscht sind.
Weitere vorteilhafte Auswirkungen infolge der
erfindungswesentlichen Ausgestaltungen des
Strangführungssegmentes zur optimalen Lösung der gestellten
Aufgabe bestehen darin,
- - dass ein kastenförmiges Rahmen-Seitenteil als wasserführender Kanal ausgebildet ist, und
- - dass Wasseranschlüsse für die Rollenkühlung an einer Seite des Strangführungselementes angeordnet sind. Hiermit werden signifikante Vereinfachungen der Leitungsführung und ihrer Anschlüsse für die Rollenkühlung erzielt. Weitere Vorteile ergeben sich dadurch,
- - dass der Oberrahmen biegungs- und verwindungssteif ausgebildet und durch seine kardanische Anlenkung an die Hydraulikzylinder in allen drei Achsen schwenkbar ist,
- - dass die Hydraulikzylinder als Druckzylinder im Durchmesser vergleichsweise klein sind, wodurch das Lastmoment infolge Verkürzung des Hebelarms reduziert wird,
- - dass mit Ausbildung und starrer Anordnung des Seitenrahmens die Möglichkeit gegeben ist, die Rahmen auf Distanzstücke zu fahren und somit die Rollendistanz beispielsweise entsprechend der Segmentdicke einzustellen,
- - dass die Hydraulikzylinder sich außerhalb der Kühlkammer befinden, so dass für diese einschließlich der Mess- und Regelorgane zulässige Temperaturen gegeben sind,
- - dass dies auch für die komplett außerhalb der Kühlkammer liegenden Hydraulikverrohrungen und deren Kupplungselemente gilt,
- - dass bei Lagerung der Zylinder in den Seitenrahmen bei dynamischer Anstellung des Oberrahmens gegen den Warmstrangdruck (pferro) der Oberrahmen in seinen drei Achsen frei verstellbar und neigbar ist, und zwar mit exakt maßgerechter Positionierung durch dessen kardanische Lagerung, ohne dass hierbei horizontale Zwangskräfte in den Lagerungen bei Anstellvorgängen entstehen.
Und schließlich bestehen vorteilhafte Zylinderanbindungen an
den losseitigen Rahmen darin, dass entweder die Druckzylinder
mit ihren Flanschen in einer kugelkalottenförmig ausgebildeten
Lagerung angeordnet, oder dann mit dem Seitenrahmen starr
verbunden und mit dem losseitigen Rahmen durch ein
Kardan-Doppelgelenk mit allseitigem Freigang angelenkt sind.
Die vorgenannten erfindungsgemäßen konstruktiven
Vereinfachungen und Verbesserungen des Strangführungssegmentes
können hilfsweise noch dadurch in ihrer Wirkung verstärkt
werden, dass mit dem neuen Segmenttyp infolge seiner
unkomplizierten Bauweise eine Standardisierung der
Segmentbauteile leichter verwirklichbar ist. Kostennachweise
haben ergeben, dass mit der Erfindung die Herstellkosten der
Strangführungssegmente wesentlich reduziert werden. Dazu trägt
weiter bei, dass die neue Zylinderanbindung unter Verwendung
von Druckzylindern anstelle von Klemmzylindern die Möglichkeit
zum Einbau von handelsüblichen Standard-Zylindertypen ergibt,
die zu vergleichsweise günstigen Preisen erhältlich sind.
Ferner können durch Standardisierung der Rollen, z. B. mittels
Reduktion der unterschiedlichen Rollendurchmesser und
Lagerungstypen, weitere Einsparungen an Kosten erzielt werden.
Insbesondere ergeben die erfindungsgemäßen Merkmale folgende
Vorteile:
- - Verwendung von vier Druckzylindern oberhalb des Segmentes, d. h. außerhalb des Strahlungsbereiches,
- - geringere Segmentbreite durch Verringerung des Abstandes Segmentmitte-Zylinder,
- - Verwendung von Strahlenschutzblechen für die Traversen,
- - gekühlte Seitenrahmen, seitlich an den Unterrahmen angeflanscht
- - Minimierung der Rohrleitungen durch Nutzung des kastenförmigen Seitenteils zur Wasserführung, Wasseranschlüsse nur auf einer Seite des Segmentes sowie Ersatz der Traversenkühlung durch Strahlenschutzbleche.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in den
Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.
Es zeigen:
Fig. 1 in Frontansicht ein Strangführungssegment,
teilweise im Schnitt,
Fig. 2 das Strangführungssegment gemäß Fig. 1 in
Seitenansicht, ebenfalls teilweise im Schnitt,
Fig. 3 in Seitenansicht und teilweise im Schnitt einen
hydraulischen Druckzylinder mit Lagerung seines
Flansches nach Art einer Kugelkalotte,
Fig. 3a in Seitenansicht und teilweise im Schnitt einen
hydraulischen Druckzylinder mit unbeweglicher
Lagerung und Anbindung an den losseitigen Rahmen
über eine Kardan-Doppelgelenkanordnung mit
allseitig schwenkbarem Freigang,
Fig. 4 in Seitenansicht einen Teil des
Strangführungssegmentes mit Segmenttraversen und
an diesen angeordneten Strahlenschutzblechen.
Das in Fig. 1 dargestellte Strangführungssegment für
Brammengießanlagen weist zwischen Führungsrollen 1 eines
losseitigen Rahmens 3 und Führungsrollen 1' eines
festseitigen Rahmens 2 eine abstandseinstellbare
Führungsbreite F für den Gießstrang 10 auf, wobei die
Rahmen 2, 3 zur Überwindung des ferrostatischen Druckes und
zur Einstellung der gewünschten Formatbreite des Stranges 10
mit Stellmitteln zusammenwirken.
Erfindungsgemäß sind als Stellmittel vier unabhängig
einstellbare Druckzylinder 4, 4'; 5, 5' vorgesehen und
außerhalb des Strahlungsbereiches an der Oberseite des
Segmentes angeordnet, wobei der die Segmentbreite bestimmende
Abstand A Segmentmitte-Zylinder um das Maß der an die
Oberseite des Segmentes verlagerten Zylinder 4, 5 beidseitig
verschmälert ist.
Wie hierzu aus der Fig. 2 ersichtlich, ergibt sich durch
Verlagerung der Druckzylinder 4, 4'; 5, 5' an der Oberseite
des Segments außerhalb des Strahlungsbereiches die
Möglichkeit, den seitlichen Abstand B von jeweils einem
Zylinderpaar 4, 5 wesentlich enger als bei konventioneller
Bauweise zu gestalten und damit zu einer leichteren Bauweise
des Segmentes infolge verringertem Biegemoment der Rahmen
beizutragen. Darüber hinaus zeigt die Zusammenschau der Fig. 1
und 2 die Anbindung jeweils eines Druckzylinders 4 bzw. 5
an Seitenrahmen 11 mit Hilfe eines Kardangelenkes 15. Dazu
zeigt Fig. 1 an der linken unteren Ecke die Verbindung des
führungsseitigen Rahmens 2 über den Unterrahmen 8 mit dem
Seitenrahmen 11 zu einer kompakten baulichen Einheit. Weiter
zeigt der dort dargestellte Schnitt den Wasseranschluss 12
am wasserführenden Seitenrahmen 11. Damit wird die
Rohrführung für die Kühlung der Rollen 1, 1' wesentlich
vereinfacht. Zwischen den Führungsrollen 1 ist in Fig. 2 der
von diesen geführte Gießstrang 10 mit strichpunktierten
Linien angedeutet.
Fig. 3 zeigt einen Standard-Druckzylinder 4, 5, dessen
Flansch 14 in einer kugelkalottenförmig ausgebildeten
Führung 13 aufgenommen ist. Aber auch eine starre
Befestigung gemäß Fig. 3a ist bei Anlenkung eines
kardanischen Doppelgelenkes am losseitigen Rahmen 3
zweckmäßig. Damit und mit der kardanischen Anbindung des
Kardangelenkes 15 gemäß Fig. 1 und 2 sowie insbesondere Fig. 3a
ergibt sich ein optimaler Kraftschluss zwischen einem
Zylinder 4, 4'; 5, 5' und einem der Seitenrahmen 11 ohne
seitlichen Zwang.
Fig. 4 zeigt die vorteilhafte Verwendung von
Strahlenschutzblechen 7 an Traversen 6 des
Strangführungssegmentes. Die Darstellung demonstriert in
überzeugender Weise die mit den Strahlenschutzblechen 7 nach
der Erfindung erreichbare Vereinfachung gegenüber
wassergekühlten Segmenttraversen.
Die Erfindung ist infolge vergleichsweise unkomplizierter
Bauweise bestens geeignet, die eingangs gestellte Aufgabe zu
verwirklichen und löst diese in optimaler Weise.
Claims (4)
1. Strangführungssegment für Brammengießanlagen mit zwischen
Führungsrollen (1) eines festseitigen und eines losseitigen
Rahmens (2, 3) abstandseinstellbarer Führungsbreite (F) für
den Gießstrang (10), wobei die Rahmen (2, 3) zur Überwindung
des ferrostatischen Druckes und zur Einstellung der
gewünschten Formatbreite des Stranges (10) mit Stellmitteln
zusammenwirken, gekennzeichnet durch die Merkmale,
- - dass als Stellmittel vier unabhängig einstellbare Druckzylinder (4, 4'; 5, 5') vorgesehen und außerhalb des Strahlungsbereiches an der Oberseite des Segmentes angeordnet sind, wobei der die Segmentbreite bestimmende Abstand (A) Segmentmitte - Zylinder beidseitig um das Maß des an die Oberseite des Segmentes verlagerten Zylinders (4, 5) verschmälert ist, und
- - dass die Segmenttraversen (6) mit Strahlenschutzblechen (7) versehen sind, sowie
- - dass seitlich an den Unterrahmen (8) wassergekühlte Seitenrahmen (11) angeflanscht sind.
2. Strangführungssegment nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
die weiteren Merkmale,
- - dass ein kastenförmiges Rahmen-Seitenteil (11) als wasserführender Kanal ausgebildet ist, und
- - dass Wasseranschlüsse (12) für die Rollenkühlung an einer Seite des Strangführungselementes angeordnet sind.
3. Strangführungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass Druckzylinder (4, 5) mit ihren Flanschen
(14) in einer kugelkalottenförmig ausgebildeten Lagerung (13)
angeordnet und an seitlichen Rahmenelementen (11) des
Segmentes mittels Kardangelenken (15) angelenkt sind.
4. Strangführungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass Druckzylinder (4, 5) an diesem
unbeweglich gelagert und über eine Kardan-Doppelgelenk
anordnung (15) mit seitlichem Freigang am losseitigen Rahmen
(11) angelenkt sind.
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