DE19946069A1

DE19946069A1 - Führung von Kokillen-Hubtischen einer Stranggießanlage

Info

Publication number: DE19946069A1
Application number: DE1999146069
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Kaiser
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1999-09-25
Filing date: 1999-09-25
Publication date: 2001-03-29
Also published as: EP1086762A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Führung eines Kokillen-Hubtisches einer Stranggießanlage mit auf einem im Abstand über einem Grundrahmen 1 schwingbar angeordneten, zur Aufnahme einer Kokille 2 ausgebildeten Hubtisch 3, mit Mitteln zum Erregen des Hubtisches 3 in vertikale Schwingungsbewegungen und zum Führen der Kokille 2 mittels Querkräfte in allen Richtungen kompensierenden Tellerfedern 4. Die Führung der Stranggießkokille wird dadurch verbessert, daß der Hubtisch 3 an seinen Eckbereichen auf vier mit dem Grundrahmen 1 verbundenen hydraulischen Oszillationszylindern 5-8 angeordnet ist, und daß die Tellerfedern 4 jeweils im Schnittpunkt 9, 10 einer die Kokille 2 mittig schneidenden Vertikalebene x-x mit zwei die Achsen der Oszillationszylinder 5-8 schneidenden oder zu diesen parallelen Ebenen y-y angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Führung eines Kokillen-Hubtisches einer Stranggießan lage mit auf einem im Abstand über einem Grundrahmen schwingbar angeordne ten, zur Aufnahme einer Kokille ausgebildeten Hubtisch, mit Mitteln zum Erregen des Hubtisches in vertikale Schwingungsbewegungen und zum Führen der Kokille mittels Querkräfte in allen Richtungen kompensierenden Tellerfedern.

Bei Stranggießanlagen mit einer im Angießbereich vertikalen Strangführung muß die Kokille in senkrechter Oszillation exakt in Linie mit dem aus der Kokille aus tretenden Strang geführt werden, insbesondere beim Dünnbrammen- Stranggießen, da die den flüssigen Kern des Stranges umgebende Strangschale noch äußerst dünn und störungsempfindlich ist.

Weil die zur Kokillenoszillation verwendeten bekannten Antriebselemente wie Ex zenter oder Hydraulikzylinder von sich aus nicht in der Lage sind, die erforderliche exakte Senkrechtführung der Kokille zu übernehmen, werden üblicherweise sepa rate Führungen wie bspw. Hebel, Blattfedern oder Gleitführungen vorgesehen.

Durch außermittige Lage der Kokille auf dem Hubtisch, Veränderung der Rei bungsverhältnisse zwischen Strangschale und Kokillenwandungen und dadurch bedingte asymmetrische Kokillenreibung oder Übertragung von Bewegungsimpul sen aus Strang kann es, insbesondere bei höheren Oszillationsfrequenzen bspw. in der Größenordnung um 5 bis 10 Hz zu Querbewegungen von Hubtisch und Ko kille kommen. Diese Bewegungen und die sie auslösenden Kräfte müssen von den Führungen aufgenommen und kompensiert werden.

Nachteilig ist hierbei, daß die Steifigkeit bekannter Führungen jeweils nur in einer Ebene optimal, in anderen Ebenen jedoch unzureichend ist. Um dennoch eine exakt lineare Führung in zwei sich schneidenden vertikalen Ebenen zu gewährlei sten, müßten Führungen in wenigstens zwei Ebenen vorgesehen werden. Die Vielzahl hierzu erforderlicher Führungselemente, ausgerichtet auf wenigstens zwei unterschiedliche Ebenen, scheidet jedoch im Bereich der Kokille zumindest aus Gründen von Platzbedarf, Betriebskosten und Verschleißanfälligkeit aus. Außer dem ist die dadurch bedingte Vermehrung der die schwingenden Massen uner wünscht, weil diese eine Vervielfachung der die Schwingungserzeugung erforder lichen Energie zur Folge haben.

Aus dem Dokument AT-383.521 ist es bekannt, die Oszillationseinrichtung einer Stranggießkokille mit über Eckgetriebe antreibbaren Exzenterwellen auszubilden, die über Gelenktaschen an Ecken des rechteckigen Hubtisches angreifen und ihn in vertikal gerichtete Schwingungen versetzen. Mit Hilfe dieser Oszillationsein richtung werden die Gewichtskräfte der Stranggießkokille in das ortsfeste Stützge rüst, welches die Stranggießkokille umgibt, eingeleitet. Zur Führung der Strang gießkokille in vertikaler Richtung bzw. bei Ausführung der Stranggießkokille als Bogenkokille in Richtung der gebogenen Strangachse dient ein mit wenigstens einer Membranfeder ausgestatteter Federträger, der einseitig an einem Ausleger des Hubtisches mit der Stranggießkokille, und andererseits mit dem ortsfesten Stützgerüst in Verbindung steht.

Die bekannte Oszillationseinrichtung mit ihren beiden Eckgetrieben sowie vier La gerungen für die Exzenterwellen ist außerordentlich verschleißanfällig, weil die Oszillationsbewegungen unmittelbar in die Exzenterlagerungen sowie in die Eck getriebe übertragen werden und diese erheblich belasten.

Des weiteren ist die einseitige Anordnung der Führung an einer Längsseite des Hubtisches in sofern von Nachteil, weil sie eine Kippneigung des Hubtisches indu ziert und die daraus resultierenden ungleichen Kräfte sowohl eine asymmetrische Reibung der Strangschale in der Kokille verursachen als auch eine zusätzliche Belastung der Lagerungen an den Exzenterwellen verursachen können. Alle diese negativen Faktoren sind geeignet, den Verschleiß der bekannten Oszillationsein richtung zu beschleunigen.

Die DE 195 47 779 A1 offenbart eine Stranggießkokille mit hydraulisch betriebener Oszillationseinrichtung und eine die Kokille gegenüber einem ortsfesten Stützge rüst abstützende Führungseinrichtung.

Um die Stranggießkokille konstruktiv mit einer geringe zu bewegende Massen aufweisende Oszillationseinrichtung auszurüsten und den hierfür im Nahbereich der Stranggießkokille benötigten Platz zu reduzieren, weist die Oszillationsein richtung einen das Kühlmedium in pulsierenden Druckverlauf versetzenden Pulsator sowie eine die Oszillationskräfte aufnehmende Stützeinrichtung auf.

Dabei kann die Führungseinrichtung von zwei die Stranggießkokille peripher um gebenden scheibenförmigen Federn gebildet sein, wobei diese sowohl mit der Stranggießkokille, als auch mit dem ortsfesten Stützgerüst verbunden sind und der Raum zwischen den scheibenförmigen Federn von Kühlmedium durchströmt ist und die scheibenförmigen Federn unterschiedliche Federkonstanten aufweisen.

Bei einer langgestreckten Stranggießkokille für einen bspw. 1800 mm breiten Gußstrang sowie unter Berücksichtigung der Schmalseiten-Verstelleinrichtungen würden peripher umgebende scheibenförmige Federn einen inneren kreisförmigen Durchmesser von wenigstens 2500 mm und einen äußeren kreisförmigen Durch messer von mindestens 3500 mm ergeben. Die Ausbildung und Einbauverhältnis se derartiger Scheibenfedern sind unrealistisch sowie aus Platzgründen unan nehmbar.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Stranggießanlage der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art hinsichtlich der Führungsanordnung der Kokille dahingehend zu verbessern, daß einerseits geeignete Platzverhältnisse für eine Unterbringung von Tellerfedern im Bereich des Kokillen-Hubtisches und der Schwingungs-Erzeugungsorgane bei geringstmöglichem Platzbedarf gewährleistet sind und daß andererseits das ge samte schwingende System eine symmetrische Lastenverteilung aufweist.

Zur Lösung der Aufgabe wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass der Hubtisch an seinen Eckbereichen auf vier mit dem Grundrahmen verbundenen hydrauli schen Oszillationszylindern angeordnet ist und dass die Tellerfedern jeweils im Schnittpunkt einer die Kokille mittig schneidenden Vertikalebene mit zwei die Ach sen der Oszillationszylinder schneidenden Ebene oder zu diesen parallelen Ebe nen angeordnet sind.

Bei einer symmetrischen Lastenverteilung der schwingenden Massen sowohl rela tiv zu einer die Kokille mittig schneidenden Achse, als auch einer dazu senkrecht stehenden, die Längsachse der Kokille halbierenden Vertikalebene wird entspre chend der Anordnung der Tellerfeder und der Oszillationszylinder eine exakt verti kale Schwingungsbewegung bei Einhaltung eines minimalen Einbauraumes für die vorgenannten Konstruktionselemente erreicht.

Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Antage bzw. der dafür vorgese henen Oszillationselemente sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen.

Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachste henden Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausfüh rungsbeispieles. Es zeigen

Fig. 1 die Stranggießkokille mit Wasserkästen und Hubtisch sowie mit Tellerfedern als Führungsorgane in Draufsicht;

Fig. 2 und die Stranggießkokille im Einbauzustand auf dem Hubtisch oberhalb Fig. 3 des Grundrahmens sowie mit den sie führenden Tellerfedern;

Fig. 4 den Einbau von Tellerfedern zwischen Grundrahmen und Hubtisch.

Fig. 1 zeigt in Draufsicht die Stranggießkokille 2 im Einbau im Hubtisch 3. Er kennbar ist die Kokille 2 innerhalb des Kokillenrahmens 16 durch Stütz- und Klemmelemente 18 an ihrer Breitseite mit Kupferplatten 17 versehen. Die Schmal seitenverstellung 19 ist in üblicher Bauart so angeordnet, daß die Strangbreite während oder nach dem Gießbetrieb eingestellt werden kann. Der Hubtisch 3 ist an seinen Eckbereichen auf vier mit dem Grundrahmen 1 verbundenen hydrauli schen Oszillationszylindern 5-8 angeordnet. Die Tellerfedern 4, 4' sind jeweils im Schnittpunkt 9, 10 einer die Kokille 2 mittig schneidenden Vertikalebene x-x mit zwei die Achsen der Oszillationszylinder 5-8 schneidenden oder zu diesen pa rallelen Ebenen y-y angeordnet. Mit der Bezugsziffer 15 sind Wasserkästen und mit 16 ein Kokillenrahmen rein schematisch angedeutet.

Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils in Ansicht in Richtung der Mittelebene x-x und teilweise im Schnitt die Kokille 2 mit den Schmalseitenverstellungen 19 und Was serkästen 15 zwischen den Klemmelementen 18 des Kokillenrahmens 16 auf dem Hubtisch 3. Dieser besitzt auswärts gerichtete Pratzen, welche auf den Oszillati onszylindern 5-8 kraftschlüssig aufliegen. Die Tellerfedern 4 sind einerseits mit peripheren Rändern 11 gemäß Fig. 4 in einem mit dem Grundrahmen 1 verbun denen kreisförmigen Hohlkörper 13 eingespannt, und besitzen andererseits einen in ihrem zentralen Bereich befestigten Stützkörper 14, der am Hubtisch 3 fest ver ankert ist. Dabei findet gemäß Darstellung in den Fig. 3 und 4 eine symmetri sche Krafteinleitung der schwingenden Massen in der Mittelebene x-x statt.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht weiterhin vor, daß der periphere Rand 11 bzw. der Einspannbereich der Feder 4' bzw. Feder 4 vergleichsweise breit ausge bildet ist und zwischen ebenfalls breiten Einspannflächen des Hohlkörpers 13 un ter Zwischenlage elastischer Einlagen 12 mit Reibschluß einspannbar ist. Die ela stischen Einlagen verhindern scharfe Umlenkungen beim Auslenken der Federn an der inneren Abschlußkante des Hohlkörpers 13 und eine dadurch verursachte Bruchgefährdung. Der Hohlkörper 13 ist mittels Verschraubungen 21, 22 mit dem Grundrahmen 1 verbunden.

Die elastischen Einlagen 12 können aus Gummi oder Kunststoffplattenmaterial bestehen, das eine Härte zwischen 80° und 90° Shore, bevorzugt 85° Shore auf weist. Die Zwischenlagen können auch aus z. B. Bronze, oder Kupfer bestehen. Eine Beschichtung der Tellerfedern mit einem metallischen Werkstoff ist ebenfalls möglich.

Eine Ausgestaltung sieht weiter vor, daß die Einspannbreite der peripheren Berei che 11 der Federn 4 wenigstens 40 mm beträgt.

Besonders günstige Einbau- und Platzverhältnisse ergeben sich mit der Anord nung der Erfindung dadurch, daß die Tellerfedern 4, 4' in einem Einbauraum zwi schen dem Grundrahmen 1 und dem darüberliegenden Hubtisch 3 angeordnet sind. Das erspart unnötigen Platzbedarf beim Einbau der Tellerfedern.

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, können Tellerfedern in einfacher Anord nung gemäß Fig. 2 oder in einer Doppelanordnung gemäß Fig. 3 und 4 verwendet sein. Die Doppelanordnung ergibt bei unveränderter Dicke der einfachen Federn eine erhöhte Federnkonstante und entsprechende Resonanzabstimmung bei der Schwingungserzeugung. Weiterhin wird durch die Mehrfachanordnung, bspw. durch die Doppelanordnung die Führung des Stützkörpers 14 in Richtung der Ver tikalebene x-x verbessert.

Bezugszeichenliste

1

Grundrahmen

2

Kokille

3

Hubtisch

4

Tellerfeder

5

Oszillationszylinder

6

Oszillationszylinder

7

Oszillationszylinder

8

Oszillationszylinder

9

Schnittpunkt

10

Schnittpunkt

11

Peripherer Rand

12

Einlage

13

Hohlkörper

14

Stützkörper

15

Wasserkasten

16

Kokillenrahmen

17

Kupferplatte

18

Klemmelement

19

Schmalseitenverstellung

21

Verschraubung
22. Verschraubung

Claims

1. Führung eines Kokillen-Hubtisches einer Stranggießanlage mit auf einem im Abstand über einem Grundrahmen (1) schwingbar angeordneten, zur Aufnahme einer Kokille (2) ausgebildeten Hubtisch (3), mit Mitteln zum Er regen des Hubtisches (3) in vertikale Schwingungsbewegungen und zum Führen der Kokille (2) mittels Querkräfte in allen Richtungen kompensie renden Tellerfedern (4), dadurch gekennzeichnet, daß der Hubtisch (3) an seinen Eckbereichen auf vier mit dem Grundrah men (1) verbundenen hydraulischen Oszillationszylindern (5-8) angeordnet ist, und daß die Tellerfedern (4) jeweils im Schnittpunkt (9, 10) einer die Ko kille (2) mittig schneidenden Vertikalebene (x-x) mit zwei die Achsen der Oszillationszylinder (5-8) schneidenden oder zu diesen parallelen Ebenen (y-y) angeordnet sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfedern (4) einerseits mit peripheren Rändern (11) in einem mit dem Grundrahmen (1) verbundenen kreisförmigen Hohlkörpern (13) einge spannt, und andererseits einen in ihrem zentralen Bereich befestigten Stützkörper (14) besitzen, der am Hubtisch (3) fest verankert ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der periphere Einspannbereich (11) der Feder(n) (4) vergleichsweise breit ausgebildet ist und zwischen ebenfalls breiten Einspannflächen des Hohlkörpers (13) unter Zwischenlage elastischer Einlagen (12) mit Reib schluß einspannbar ist.

4. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Einlagen (12) aus Gummi- oder Kunststoffplattenmate rial bestehen, oder die Zwischenlagen aus Bronze oder Kupfer bestehen, oder daß die Tellerfedern (4) eine Beschichtung aus metallischen Wirkstof fen aufweisen.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummi- oder Kunststoffmaterial eine Härte zwischen 80 und 90° Shore, bevorzugt 85° Shore aufweist.

6. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannbreite der peripheren Bereiche (11) der Federn (4) wenig stens 40 mm beträgt.

7. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfedern in einem Einbauraum zwischen dem Grundrahmen (1) und dem darüberliegenden Hubtisch (3) angeordnet sind.