DE19960637A1 - Überlastsicherung für Lager von Strangführungsrollen einer Stranggießanlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Überlastsicherung für Lager (2, 2') von Strangführungsrollen (1, 1') einer Stranggießanlage. Die Rollen (1, 1') sind einander gegenüberliegend in Lagergehäusen (3, 3') an Traversen (4, 4') eines Segmentgrundrahmens angeordnet. Die Lagergehäuse (3, 3') sind durch Unterfütterung unter Verwendung von Beilagenpaketen (5, 5') an ihren Auflagestellen exakt miteinander ausgerichtet. Zusätzlich zu den Auflageblechen (5, 5') jeder Auflagestelle ist zwischen Lagergehäuse (3, 3') und Traverse (4, 4') des Segmentgrundrahmens ein Sicherungselement (6) eingefügt. Das Sicherungselement (6) ist hinsichtlich Material und Gestaltung derart ausgebildet, daß es bei einem Anstieg der Belastung bis in den Bereich der maximalen zulässigen Lagerlast eine irreversible, plastische Verformung ergibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Überlastsicherung für Lager von Strangführungsrollen einer Stranggießanlage, wobei die Rollen einander gegenüberliegend in Lagerge­ häusen an Traversen eines Segmentgrundrahmens angeordnet sind und die La­ gergehäuse durch Unterfütterung unter Verwendung von Beilagenpaketen, an ih­ ren Auflagestellen exakt miteinander ausgerichtet sind.

Für die Strangführung von Brammen- und Dünnbrammengießmaschinen werden üblicherweise Rollen verwendet, die zum Transport sowie zur Stützung des Stran­ ges dienen. Insbesondere im unteren Bereich der Strangführung werden diese Rollen wegen des großen Abstands zum Gießspiegel durch den ferrostatischen Druck stark belastet. Zusätzliche Belastungsspitzen können an einzelnen Rollen oder Rollengruppen zu Gießbeginn oder am Gießende auftreten, wenn eine be­ reits durcherstarrte Bramme innerhalb der Strangführung gebogen und/oder ge­ richtet wird.

Häufig sind Strangführungsrollen als ein- oder mehrteilige Vollrollen ausgebildet, die über Zapfen in Wälzlagern gelagert sind. Diese Wälzlager befinden sich in La­ gergehäusen, die mit dem Segmentgrundrahmen fest verschraubt sind. Eine ex­ akte Ausrichtung dieser Rollen innerhalb eines Segments der Strangführung wird durch Beilagenbleche, sogenannte Linings erreicht.

Dabei setzt sich in letzter Zeit die Entwicklungstendenz durch, Strangführungen von Gießmaschinen sehr steif auszulegen. Durch Verwendung von ein- oder mehrfach geteilten Rollen mit kleinem Durchmesser und geringem Rollenabstand sowie sehr steifer Traversen kann die Belastung der Strangschale durch Ausbeu­ len (Bulging) reduziert sowie die Geometrie der Brammen (Brammenprofil) ver­ bessert werden. Dabei müssen jedoch erhöhte Anforderungen an die Ausrichtung der Rollen in den Segmenten sowie der Segmente zueinander gestellt werden. Denn jede Ungenauigkeit führt im Gießbetrieb zu einer erhöhten Belastung der Strangschale.

Einen Überblick über den aktuellen Stand der Technik gibt das Dokument EP 0 177 796 B1 wieder. Darin ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Führen und Richten eines Gießstranges im Richt- und Auslaufbereich einer Bogenstrang­ gießanlage beschrieben, wobei gegenüberliegend angeordnete Rollen von einer Federkraft gegen den ferrostatischen Druck des Gießstranges in einem dem Gießformat entsprechenden Abstand gehalten werden. Dabei wird ein Gieß­ strangbereich erhöhter Festigkeit verfolgt und bei dessen Durchlauf zwischen ge­ genüberliegenden Rollen wird die jeweilige Federkraft durch eine geringe Zusatz­ kraft reduziert.

Ein diesbezügliches Steuersystem umfaßt einen Stranggießprozeßrechner, einen Wegverfolger- und Steuerungsrechner sowie eine Hydrauliksteuerung mit ange­ schlossenen hydraulischen Kraftgeräten. Die Rollen sind abschnittsweise gegen­ überliegend an einer ortsfesten Traverse bzw. an einer Verstelltraverse gelagert, die durch innerhalb von Hülsen mit Druckfedern belastete Zuganker auf Format­ abstand gehalten werden, wobei den Zugankern hydraulische Kraftgeräte zuge­ ordnet sind und zwischen einem Hülsendeckel und einem Zugstangenkopf eine Hydraulikmutter angeordnet ist.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Überlastsicherungen für Strangführungslager anzugeben, die sich zum Schutz der Rollenlager gegen Überlastungsschäden an sehr steif ausgelegten Strangführungselementen eignen und bei normaler Betriebslast, verursacht durch Schraubenvorspannung und Ferrostatik, ihre Form beibehalten und sich erst bei einer deutlichen Überlast irreversibel verformen. Dabei soll die Überlastsicherung ohne aufwendige Technik funktionieren und insbesondere keine hydraulischen Kraftgeräte benötigen sowie sich problemlos zur Nachrüstung in vorhandene Strangführungselemente eignen.

Zur Lösung der Aufgabe wird mit der Erfindung eine Überlastsicherung für Lager von Strangführungsrollen der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art vorge­ schlagen, wonach zusätzlich zu den Auflageblechen jeder Auflagestelle zwischen Lagergehäuse und Traverse des Segmentgrundrahmens ein Sicherungselement eingefügt ist und hinsichtlich Material und Gestaltung derart ausgebildet ist, daß es bei einem Anstieg der Belastung bis in den Bereich der maximal zulässigen La­ gerlast eine irreversible, plastische Verformung ergibt.

Die erfindungsgemäße Überlastsicherung bietet den Vorteil, daß die Ausrichtung der Rollen nicht durch ein elastisches Verhalten eingefügter Elemente beeinflußt wird. Darüber hinaus wird auf diese Weise eine wiederholte stärkere Belastung eines Lagers vermieden, und es kann nach einem Segmentwechsel überprüft werden, ob und an welcher Stelle im Segment eine Überlastung der Lager statt­ gefunden hätte. Darüber hinaus ist die vorgeschlagenen Lösung mit zusätzlichen Sicherungselementen extrem unkompliziert, kostensparend und eignet sich pro­ blemlos zur Nachrüstung in vorhandene Strangführungselemente.

Weitere Ausgestaltungen der Überlastsicherung sind entsprechend den Unteran­ sprüchen 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 in Seitenansicht und teilweise im Schnitt eine rollentragende Hälfte eines Strangführungselementes einer Stranggießanlage mit den in Rollenlagern gelagerten Strangführungsrollen;

Fig. 2 in Seitenansicht und teilweise im Schnitt eine mit Strangfüh­ rungsrollen und deren Lagerungen ausgebildete Hälfte eines Strangführungselementes, jedoch mit Sicherheitselementen.

Die in Fig. 1 dargestellte Hälfte eines Strangführungselementes 7 der Strangfüh­ rung einer Stranggießanlage weist ein Paar Strangführungsrollen 1 auf, die in La­ gergehäusen 3 mittels Rollenlagern in an sich bekannter Weise gelagert sind. Die Lagergehäuse sind an Traversen 4 des halbseitigen Strangführungselementes 7 am Segmentgrundrahmen angeordnet. Die Lagergehäuse 3 sind durch Unterfütte­ rung unter Verwendung von Beilagenpaketen 5 an ihren Auflagenstellen exakt miteinander ausgerichtet.

Dabei werden, wie dies bei Strangführungen üblich ist, Rollen 1 verwendet, die zum Transport sowie zur Stützung des Stranges dienen. Besonders im unteren Bereich der Strangführung werden diese Rollen wegen des großen Abstandes zum Gießspiegel durch Ferrostatik stark belastet. Zusätzliche Belastungen können an einzelnen Rollen oder Rollengruppen zu Gießbeginn oder am Gießende auf­ treten, wenn eine bereits durcherstarrte Bramme innerhalb der Strangführung ge­ bogen oder gerichtet wird. Bei Störungen sowie zu Gießbeginn und Gießende, wenn bereits durcherstarrte Brammenabschnitte gebogen oder gerichtet werden müssen, kann es vorkommen, daß einzelne Rollen oder Rollengruppen einen ho­ hen Anteil der auftretenden Kräfte aufnehmen müssen. Bei Maschinen und Anla­ gen mit weicher Strangführung kann eine überlastete Rolle geringfügig nachge­ ben, solange, bis benachbarte Rollen einen größeren Teil der Last übernehmen. Bei steifen Strangführungen, wie solche in den Fig. 1 und 2 ausgebildet und dargestellt sind, besteht diese Möglichkeit nicht in ausreichendem Maße, was in Extremfällen zur Zerstörung der Lager 2 führen kann.

Um eine solche Überlastung der Lager sicher zu vermeiden, ist gemäß Darstel­ lung in der Fig. 2 vorgesehen, daß zusätzlich zu den Auflageblechen 5' jeder Auflagestelle zwischen Lagergehäuse 3' und Traverse 4' des Strangführungsele­ mentes 7' ein Sicherungselement 6 eingefügt ist, welches hinsichtlich Material und Gestaltung derart ausgebildet ist, daß es bei einem Anstieg der Belastung bis in den Bereich der maximalen zulässigen Lagerlast eine irreversible, plastische Ver­ formung ergibt.

Damit werden Überlastschäden an den Lagern 2' mit unkomplizierten Mitteln si­ cher vermieden. Außerdem besitzt diese erfindungsgemäße Ausgestaltung den großen Vorteil, daß sie problemlos in vorhandene Strangführungselemente 7 nachgerüstet werden kann.

Das Sicherungselement ist in seiner Fläche quer zur Lasteinwirkung so bemes­ sen, daß es bei der im normalen Betriebszustand vorgesehenen Belastung durch Druck und Arbeitstemperatur nur elastisch nachgibt und insbesondere nicht irre­ versibel verformt wird oder kriecht.

Das Sicherungselement ein flaches, in der Kontur an den Einbauraum der Aufla­ gestelle angepaßtes Element 6 aus Metall.

Damit die Überlastsicherung in Form des Sicherungselementes 6 bei überhöhter Belastung soweit nachgeben kann, daß ein Bruch der Lagerungen 2, 2' vermieden wird, ist weiter vorgesehen, daß das Sicherungselement 6 bevorzugt aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht. Beispielsweise kann das Sicherungselement 6 aus einer CuZn-Legierung, einer sogenannten Knetlegierung, z. B. CuZn 33 (Ms 67), oder aus einer Aluminiumbronze als Knetlegierung mit guten Kaltstauchei­ genschaften bestehen.

Die Dickenabmessung des Sicherungselementes 6 ist dadurch bestimmt, daß nach Maßgabe des verwendeten Werkstoffs und der maximalen Belastung eine plastische Stauchung von wenigstens 0,1 mm resultiert, wobei die mögliche Dic­ kenänderung durch Verfestigungszunahme des Werkstoffs bei dessen Stauchung begrenzbar ist.

Dadurch wird erreicht, daß bei Störungen sowie zu Gießbeginn und Gießende, wenn bereits durcherstarrte Brammenabschnitte gebogen oder gerichtet werden müssen, einzelne Rollen oder Rollengruppen infolge der durch Stauchen erreich­ baren Nachgiebigkeit des bzw. der Sicherungselemente 6 einen hohen Anteil der auftretenden Kräfte aufnehmen. Dabei kann dann eine überlastete Rolle geringfü­ gig nachgeben, solange, bis benachbarte Rollen einen größeren Teil der Last übernehmen. Infolge dieser erreichbaren Nachgiebigkeit wird auch in Extremfällen die Zerstörung der Lager 2 sicher vermieden.

Nach dem erstmaligen Stauchen eines Sicherungselementes 6 wird auf diese Weise eine wiederholte stärkere Belastung eines Lagers vermieden und es kann nach einem Segmentwechsel überprüft werden, ob und an welcher Stelle des Segments eine Überlastung stattgefunden hat und es kann dort ggfs. ein neues Sicherungselement eingelegt werden.

Durch die sorgfältige Auswahl des Werkstoffs eines Sicherungselementes 6 wird erreicht, daß sich dieses bei im Normalbetrieb herrschenden Bedingungen bezüg­ lich Belastung und Temperatur nicht verformt, insbesondere nicht kriecht, sofern seine Auflagefläche so festgelegt ist, daß sich das Sicherungselement 6 bei nor­ maler Belastung nur im elastischen Bereich reversibel verformt. Erst bei höherer Belastung, die aber noch unterhalb der maximalen Lagerlast liegen muß, darf eine plastische, das heißt irreversible Verformung einsetzten. Hierzu werden die Ab­ messungen des Sicherungselementes 6 in seiner Auflagefläche und Dicke in Ab­ hängigkeit vom verwendeten Werkstoff, von der Belastung sowie von dessen Ver­ halten bestimmt.

Claims (6)

1. Überlastsicherung für Lager (2, 2') von Strangführungsrollen (1, 1') einer Stranggießanlage, wobei die Rollen (1, 1') einander gegenüberliegend in La­ gergehäuse (3, 3') an Traversen (4, 4') eines Segmentgrundrahmens ange­ ordnet sind und die Lagergehäuse (3, 3') durch Unterfütterung unter Verwen­ dung von Beilagenpaketen (5, 5'), an ihren Auflagestellen exakt miteinander ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Auflageblechen (5, 5') jeder Auflagestelle zwischen Lagergehäuse (3, 3') und Traverse (4, 4') des Segmentgrundrahmens ein Si­ cherungselement (6) eingefügt ist und hinsichtlich Material und Gestaltung derart ausgebildet ist, daß es bei einem Anstieg der Belastung bis in den Be­ reich der maximalen zulässigen Lagerlast eine irreversible, plastische Ver­ formung ergibt.

2. Überlastsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement in seiner Fläche quer zur Lasteinwirkung so be­ messen ist, daß es bei der im normalen Betriebszustand vorgesehenen Be­ lastung durch Druck und Arbeitstemperatur nur elastisch nachgibt und insbe­ sondere nicht irreversibel verformt wird oder kriecht.

3. Überlastsicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (6) mit einer flachen Kontur an den Einbauraum der Auflagestellen angepaßt ist.

4. Überlastsicherung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (6) aus Metall ist, bevorzugt aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht.

5. Überlastsicherung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (6) aus einer CuZn-Legierung, einer sogenann­ ten Knetlegierung, z. B. CuZn 33 (Ms 67), oder einer Aluminiumbronze als Knetlegierung mit guten Kaltstaucheigenschaften besteht.

6. Überlastsicherung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickenabmessung des Sicherungselementes (6) in der Weise be­ stimmt ist, daß nach Maßgabe des verwendeten Werkstoffs und der maxi­ malen Belastung eine plastische Stauchung von wenigstens 0,1 mm resul­ tiert, wobei die mögliche Dickenänderung durch Verfestigungszunahme des Werkstoffs bei dessen Stauchung begrenzbar ist.