DE19906886A1

DE19906886A1 - Vorrichtung zu Oszillieren einer Stranggießkokille

Info

Publication number: DE19906886A1
Application number: DE19906886A
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Kaiser; Axel Stavenow
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2000-08-24
Also published as: EP1029616A1; DE50006989D1; ATE270596T1; EP1029616B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Oszillieren einer Stranggießkokille 1, insbesondere zum Stranggießen von Dünnbrammen aus Stahl. Sie umfaßt eine oszillierbare, auf zwei Hubtischen 2 angeordnete Stranggießkokille 1. Deren Oszillationsantrieb ist mit an einem ortsfesten Grundrahmen 3 angeordneten Hydraulikaggregaten 4, 4' ausgebildet. Der Hubtisch 2 ist mit dem oberen Teil jedes Hydraulikaggregates 4, 4' gelenkig verbunden. Dessen unteres Ende ist mit dem Grundrahmen 3 gelenkig verbunden. Der Hubtisch 2 ist zwischen Grundrahmen 3 und Hubtisch 2 mit gelenkig verbundenen Lenkern 9, 9' geführt. Die Achsen der Gelenke 6, 6' sowie der Gelenke 7, 7' an den Hydraulikaggregaten 4, 4' und die Achsen der Gelenke 8, 8' sind parallel zueinander ausgerichtet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Oszillieren einer Stranggießkokille, insbesondere für das Stranggießen von Dünnbrammen aus Stahl, umfassend eine oszillierbare Stranggießkokille, deren Oszillationsantrieb mit an einem ortsfesten Grundrahmen angeordneten Hydraulikaggregaten ausgebildet ist.

Beim Stranggießen wird die Kokille in eine periodische Oszillationsbewegung ver setzt, um durch eine Relativbewegung zwischen Strang und Kokille die Reibung zwischen Kokille und Strang zu verringern. Dadurch wird eine unerwünscht hohe Reibung des Stranges an der Kokillenwand vermindert. Ferner wird auf der Bad oberfläche in der Kokille befindliches körniges bis pulvriges Gießpulver nach Auf schmelzen als Gleitmittel in den Spalt zwischen Kokille und Strang eingezogen.

Bei vertikal reziprozierender Bewegungen in Gießrichtung bzw. in Gegenrichtung sind Hub und Frequenz der Oszillation nach Maßgabe der Gießgeschwindigkeit einstellbare Parameter.

Während eines Oszillationzyklus wechselt beim Vorbeigleiten der Kokille am Strang die Art der Reibung:
Bei relativ zum Strang voreilender Geschwindigkeit der Kokille, dem Negativstrip, sowie nach Richtungsumkehr zum Positivstrip, liegt Gleitreibung vor. Während der Gleitreibung werden von der Kokille abwechselnd Zug- und Druckspannungen auf die Strangschale übertragen.

Bei annähernd gleicher Geschwindigkeit zwischen Kokille und Strang, im Bereich der Richtungsumkehr von Negativstrip zum Positivstrip, liegt Haftreibung vor, bei der sich die resultierenden Zug- und Druckspannungen annähernd ausgleichen. Bei Erhöhung oder Erniedrigung der relativen Kokillengeschwindigkeit reißt sich die Kokille vom Strang los. Dies führt zum Stauchen und damit zu einer Ge schwindigkeitserhöhung der Strangschale, wenn sich die Kokille auf ihrem Weg nach unten befindet, und umgekehrt zu einer Dehnung und damit zu einer Ge schwindigkeitsreduzierung der Strangschale, wenn sich die Kokille auf ihrem Weg nach oben befindet.

Der abwechselnde Stauch- bzw. Dehnvorgang der Strangschale bewirkt insbe sondere bei einer sinusförmigen Schwingung eine oszillierende Anregung des ge samten Stranges. Wenn diese in einem ungünstigen, beispielsweise harmoni schen Frequenzbereich liegt, kann es u. a. zum Aufschwingen des Gießspiegels in der Kokille kommen. Ein derartiger nachteiliger Betriebszustand läßt sich insbe sondere durch einen nicht-sinusförmigen Bewegungsablauf der Kokille vermeiden, wodurch eine periodisch auftretende Badspiegelschwankung erfolgreich gedampft wird.

Aus dem Stand der Technik sind hydraulische Oszillationsantriebe für Hubtische von Stranggießeinrichtungen bekannt, die eine Kokillenoszillation mit beliebigen Geschwindigkeitskurven zulassen, beispielsweise entsprechend einer asymme trisch Sinuskurve. Durch eine entsprechende Kurvenform kann die positive und negative Stripzeit in optimale Bereiche aufgeteilt werden, was sich vorteilhaft auf die Oszillationsmarken, deren Tiefe und Form auswirkt und eine Verbesserung der Oberflächenqualität bewirkt.

Beispielsweise beschreibt das Dokument DE 37 04 793 C2 eine Kokillen- Hubvorrichtung mit zwei an einem Hubtisch für die Stranggießkokille, oder direkt an dieser angelenkten, drehbar antreibbaren Exenterwellen. Zwischen Drehantrieb und den Exenterwellen ist mindestens eine Gelenkwelle eingesetzt, bei welcher der von der Exenterwelle abgewandte Gelenkkopf lageveränderbar angeordnet ist und die Gelenkköpfe gegeneinander verdrehbar sind. Ein nicht-sinusförmiger Be wegungsablauf der Kokille wird bei dieser Vorrichtung durch den bewußten Ge brauch eines Kardanfehlers erzeugt, welcher auftritt, wenn eine Gelenkwelle nicht fluchtend zwischen den Wellen eingesetzt wird. Durch Veränderung von Höhe und seitliche Verschiebung des Drehantriebes sind unterschiedliche, nicht- sinusförmige Bewegungsabläufe der Kokille realisierbar.

Das Dokument EP 0 121 622 B1 beschreibt eine Stranggießanlage unter Verwen dung einer in einem Rahmen gelagerten Kokille, welche durch eine elektrohydrau lische Servoeinrichtung in Schwingungen versetzt wird. Die Schwingungserzeu gung wird gemäß einem von einem Funktionsgenerator erzeugten vorgewählten Schwingungs-Ampitutensignal bei einer Frequenz betrieben, welche höher als die Eigenfrequenz der Schwingungsvorrichtung ist.

Die noch unveröffentlichte Patentanmeldung 198 17 701.1 offenbart eine Einrich tung zum Stranggießen von Stahl, bestehend aus einer in Gießrichtung oszillie renden, in einem Hubtisch gehaltenen Stranggießkokille und mindestens einem auf den Hubtisch wirkenden Oszillationsantrieb. Der Hubtisch ist mit unterhalb sei ner Tischebene verlaufenden Führungsblöcken ausgebildet, zwischen welchen ein stationärer Spannblock angeordnet ist. Entlang der Kokillenschmalseiten sind un terhalb 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 in zueinander sowie in Bezug auf die jeweiligen an der gegenüberliegenden Kokillenschmalseite ange ordneten Blattfedern paralleler Lage eingespannt. Der Oszillationsantrieb besteht aus vier Hydraulikzylindern, von denen jeweils zwei an jeder Kokillenseite ange ordnet sind und mit ihrem einen Ende an den Führungsblöcken und mit ihrem an deren Ende an einem ortsfesten Tragrahmen befestigt sind.

Eine in dem Dokument EP 0 732 978 B1 beschriebene Oszillationsvorrichtung benutzt als Führung je Kokillenseite zwei übereinanderliegend eingespannte Blattfederpakete. Hier ist je Seite ein Hydraulikzylinder mittig unter der Kokille an geordnet. Bei dieser Lösung wurde auf den Hubtisch verzichtet - es wurde die Kokille unmittelbar auf den Blattfedern gelagert.

Nachteil bei einer Führung mit eingespannten Blattfedern ist die Begrenzung der Hubhöhe, die Aufnahme nur begrenzter Kräfte in Querrichtung der Blattfedern und die Federsteifigkeit der Führungsfeder, welche sich bei nicht-sinusförmigen Kokil lengeschwindigkeiten negativ auf die Führungseigenschaft auswirkt.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bekannte Oszillationsantriebe weiter zu verbessern und dabei eine be sonders unkomplizierte und kompakte Vorrichtung zur Entkoppelung der linearen Beziehung zwischen Gießgeschwindigkeit und den Oszillations-Parametern Hub/Frequenz anzugeben, die insbesondere eine unerwünschte Beeinflussung der Geschwindigkeitskurve durch eine Führung mit Federcharakteristik vermeidet und eine beliebige Einstellung des Verhältnisses von Hub und Frequenz in einer Vorrichtung von möglichst niedriger Bauhöhe verwirklicht.

Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der im Oberbegriff von Anspruch 1 ge nannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 ge löst. Erfinderische Ausgestaltungen des dabei verwendeten Konstruktionsprinzips sind in den Unteransprüchen angegeben.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Oszillieren einer Stranggießkokille in Seitenan sicht,

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 die Vorrichtung in Frontansicht.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung zum Oszillieren einer Strang gießkokille 1, insbesondere zum Stranggießen von Dünnbrammen aus Stahl, um fassend die in Gießrichtungen bzw. Gegenrichtung oszillierbare, auf zwei einzel nen Hubtisch-Einheiten angeordnete Stranggießkokille 1, besitzt einen Oszillati onsantrieb mit jeweils zwei, insgesamt vier an einem ortsfesten Grundrahmen 3 mittels Gelenken 7, 7' angeordneten Hydraulikaggregaten 4, 4'.

Jeder Hubtisch 2 ist gelenkig mit dem oberen Teil des Hydraulikaggregates 4,4', und dessen unteres Ende ist mit dem Grundrahmen 3 gelenkig verbunden. Jeder Hubtisch 2 ist von zu den Ebenen x-x; x'-x' parallelen Ebenen zwischen Grun drahmen 3 und Hubtisch 2 in horizontaler Lage gelenkig verbundenen Lenkern 9, 9' geführt. Die Achsen sowohl der Gelenke 6, 6' sowie 7, 7' an den Hydraulikag gregaten 4, 4', als auch der Gelenke 8, 8' an den Lenkern 9, 9' sind zu den Ebenen x-x; x'-x' senkrecht ausgerichtet:

Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht in einer besonders unkomplizierten und kompakten Konstruktion eine Entkoppelung der linearen Beziehung zwischen Gießgeschwindigkeit und den Oszillations-Parameter Hub/Frequenz. Insbesonde re wird durch die Anordnung einer schwingungsneutralen Führung durch die Len ker 9, 9' eine unerwünschte Beeinflussung der Geschwindigkeitskurven vermieden und eine beliebige Einstellung der Verhältnisse von Hub und Frequenz verwirk licht. Die Vorrichtung ist frei von Resonanzfrequenzen und besitzt gute Führungs eigenschaften in allen Ebenen.

Ein seitliches Verkanten der Vorrichtung wird dadurch verhindert, daß die Lenker 9, 9' verwindungssteife und mit hoher Quersteiflgkeit ausgebildete Stahlprofile be sitzen.

Wie hierzu aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, sind die Lenker 9, 9' an den Schmalseiten 10, 10' der Kokille 1 angeordnet.

In alternativer Ausgestaltung der Vorrichtung kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Führung der Hubtische 2 mit je einer Doppel-Lenker-Anordnung ausgebildet ist.

Ein wesentliches Merkmal der beanspruchten Vorrichtung besteht darin, daß die Hydraulikaggregate 4, 4' in zu den Schmalseiten 10, 10' der Kokille 1 parallelen Ebenen seitlich im Abstand neben dem Hubtisch 2 angeordnet sind und daß die Hydraulikaggregate 4, 4' doppelt wirkende Servozylinder sind.

Die perspektivische Frontansicht der Vorrichtung in Fig. 3 zeigt die Anordnung zweier einzelner Hubtische je rechts und links unter der Kokille 1, welche ver gleichsweise kleine und kompakte Einheiten ausbilden. In deren dadurch entste hendem Zwischenraum ergibt sich eine optimale Zugänglichkeit zu den einzelnen Konstruktionselementen 3 bis 9. Diese ermöglicht mit Vorteil einen schnellen Zu gang zu diesen Elementen zwecks Ein- und/oder Ausbau z. B. für Wartungsar beiten oder Überprüfung der Wasseranschlüsse der Kokillenkühlung bzw. beim Aufsetzen der Vorrichtung auf den Grundrahmen 3.

Bezugszeichenliste

1

Stranggießkokill

2

Hubtisch

3

Grundrahmen

4

Hydraulikaggregat

5

Ausleger

6

Gelenk oben

7

Gelenk unten

8

Gelenk

9

Lenker

10

Schmalseite

Claims

1. Vorrichtung zum Oszillieren einer Stranggießkokille (1), insbesondere für das Stranggießen von Dünnbrammen aus Stahl, umfassend eine oszillierbare Stranggießkokille (1), deren Oszillationsantrieb mit an einem ortsfesten Grun drahmen (3) angeordneten Hydraulikaggregaten (4, 4') ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Stranggießkokille (1) auf zwei einzelnen Hubtischen angeordnet ist,
- daß der Hubtisch (2) mit dem oberen Teil (6) jedes Hydraulikaggregates (4, 4') gelenkig, und dessen unteres Teil mit dem Grundrahmen (3) gelenkig verbunden ist,
- daß der Hubtisch (2) mit dem Grundrahmen (3) mittels gelenkig verbunde nen Lenkern (9, 9') geführt ist, und
- daß die Achsen der Gelenke (6, 6') sowie der Gelenke (7, 7') an den Hydrau likaggregaten (4, 4'), und die Achsen der Gelenke (8, 8') an den Lenkern (9, 9') parallel zueinander ausgerichtet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (9, 9') verwindungssteife und mit hoher Quersteifigkeit ausge bildete Stahlprofile besitzen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (9, 9') unter den Schmalseiten (10, 10') der Kokille (1) ange ordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung der Hubtische (2) mit je einer Doppel-Lenker-Anordnung ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vier Hydraulikaggregate (4, 4') in zu den Schmalseiten (10, 10') der Ko kille (1) parallelen Ebenen (x-x; x'-x') unter dem Hubtisch (2) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikaggregate (4, 4') doppelt wirkende Servozylinder sind.