DE2133144A1

DE2133144A1 - Verfahren und vorrichtung zum ausfoerdern und richten eines stranges in einer stranggiessanlage

Info

Publication number: DE2133144A1
Application number: DE19712133144
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl-Ing Bollig; Horst Grothe; Bernhard Knell
Original assignee: Concast AG; Schloemann AG
Current assignee: SMS Concast AG; Schloemann AG
Priority date: 1971-07-03
Filing date: 1971-07-03
Publication date: 1973-01-18
Also published as: FR2144861B1; US3812900A; ZA724560B; DD96870A5; BE785587A; ES404804A1; GB1402640A; NL160748B; NL160748C; SE395381B; AU4417672A; YU172972A; ATA565172A; AU474088B2; DE2133144B2; IT960120B; LU65645A1; BR7204366D0; NL7209260A; FR2144861A1

Description

SCHLOEMAHN AKTIENGESELLSCHAFT DUESSELDORF

Verfahren und Vorrichtung zum Ausfördern und Richten eines Stranges in einer Stranggiessanlage

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fördern und Richten einfes Stranges während und nach der Erstarrung des flüssigen Kerns und zum Fördern eines Einheitsanfahrstranges in einem Violrollenrichttreiber in einer Stranggiessanlage mit mindestens teilweise gebogener Strangführung, wobei der Strang und der Anfahrstrang beim Durchlauf durch die Treib- und/oder Richtrollen mit einer mindestens der entsprechenden Rolle zugeordneten die Förderkraft übertragenden Anstellkraft beaufschlagt wird und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Der Richttreiber einer Stranggiessanlage fördert unter Reibschluss den gegossenen Strang aus der gebogenen Strangführung und richtet ihn gerade. Bei vielen Stranggiessanlagen fördert der Richttreiber auch den Anfahrstrang in die Kokille zurück. Dami^ die Treibrollen die Förderbzw, die Bremskraft auf den Strang und auf den Anfahrstrang übertragen können, müssen sie mit bestimmten Anstellkräften an den Strang und an den Anfahrstrang angestellt v/erden. Diese Anstellkraft ist abhängig von der notwendigen Auszugs- bzw. Bremskraft, vom Reibungskoeffizienten zwischen dem gegossenen Strang bzw. dem Anfahrstrang und der Treibrolle und von der Anzahl an Treibrollen. Bei Strängen mit flüssigem Kern richtet sich die Anstellkraft der Treib- und Richtrollen nach dem ferrotstatischen Druck, um ein Ausbauchen zu verhindern. Die zum Richten des Stranges notwendige Anstellkraft ist stark von der Strangtemperatur abhängig. Bei Strängen mit flüssigem Kern ist die zum Richten notwendige Anstellkraft kleiner als diejenige, welche zur Verhütung des Ausbauchens notwendig ist.

Bei den sogenannten Vielrollenrichttreibern sind die Rieht- und Treibrollen über einen längeren Teil der Strangführung verteilt. Dabei ist ein Teil der Rieht- und Treibrollen am Strang mit flüssigem Kern 'angeordnet. Je nach den vorhandenen Giessparametern wie beispielsweise Giesrsfieschwindigkeit, Giesstemperatur usw. ändert sich auch die Strangteiaperiitur und die Lage der Spitze des flüssigen Kerns. Im Bereich, wo die Spitze des flüssigen Kerns erstarrt, verschwindet einerseits der

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ferrostatische Druck auf die Strangkruste, andererseits ist der Strang noch sehr plastisch und leicht verformbar. Bei einem beispielsweisen Temperaturbereich von 900° - 1050° C im Richttreiber entspricht dies einem Bereich des Formänderungswiderstandes der Bramme von etwa

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3-7 kg/mm . Anstellkräfte, die bei Strängen mit flüssigem Kern ein Ausbauchen verhindern genügen dann durchaus, um in der Zone, in welcherder flüssige Kern einer Bramme gerade erstarrt ist, eine beträchtliche Dickenabnähme in der Grössenordnung von 2 - 10 mm gegenüber dem Soll-. mass zu erzeugen. Solche Dickenabnahmen ergeben bei automatischen Strangschneidanlagen, welche mit vorbestimmter Brammenlänge arbeiten , ungleiche Riegelgewichte, die sich in der nachfolgenden Bearbeitung nrc] teilig auswirken. Durch Verwalzungen des Stranges während der Srstarrun; können aber auch Fehler im Stranggefüge entstehen.

Es ist bekannt, in einem Vielrollentreibrichter einen Strang mit flüssigem Kern zu fördern und zu riehten.und einen gegenüber dem gegossenen Strang wesentlich dünneren Einheitsanfahrstrang zu fördern. Dabei werden die Richtrollen hydraulisch gegen feste Anschläge mittels Kolbenzylindereinheiten gehalten, damit der Strang mit flüssigen Kern nicht verwalzt wird. Die Anstellkraft der hydraulisch anstellbaren Treibrollen wird der wachsenden Krustendicko durch ferngesteuerte Ventile angepasst. Bei diesem Vielrollenrichttreiber wird die Anstellkraft der Treibrollen so eingestellt, dass sie nur 15 % über der Kraft liegt, die nötig ist, um Ausbauchungen zu verhüten. Ss ist somit möglich, das Ausbauchen des Stranges mit flüssigem Kern zu vermeiden. Im Bereich der Schlusserstarrung des flüssigen Kerns, d.h. wenn der ferrostatische Druck des flüssigen Kerns verschwindet, findet bei dieser Vorrichtung die erwähnte Dickenabnahme statt. Ss entstehen dabei unerwünschte und unkontrollierbare Abnahmon der Solldicke des Stranges sowie unerwünschte Innenfehler in Form von Rissen entlang der horizontalen Strangachse.

Es ist weiter eine Treibrichtmaschine bekannt, die aus Sinselabschnitten mit jeweils drei oberen und drei unteren Rollen besteht. Die drei oberen Rollen sind in einem etwa um die Achse der mittleren Rolle schwenkbaren und senkrecht zur geführten Strangoberfläche verstellbaren Träger gelagert. Auf der Struktur ist die mittlere untere Rolle ortsfest und sind die äusseren unteren Rollen nachgiebig auf Druckzylindern gelagert. Um den ferrostatischen Druck des flüssigen Kerns im Strang abstützen zu können, sind auch bei dieser Vorrichtung

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sowohl bei den Oberrollen als auch bei den nachgiebig gelagerten Unterrollen Anstellkräfte erforderlich, die ein Ausbauchen verhindern. Bei solchen Treibrichtmaschinen kann deshalb eine unerwünschte Abnahme der Solldieke des Stahlstranges unmittelbar nach der Erstarrung des flüssigen Kerns stattfinden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche es erlauben, einen Strang sowohl im Bereich mit flüssigem Kern als auch in den Bereichen, in denen der flüssige Kern gerade erstarrt bzw. erstarrt ist, in einer Vielrollentreibrichtmaschine einerseits vor dem Ausbauchen zu schützen und andererseits eine unerv/ünschte Dickenabnahme gegenüber dem Sollmass sowie Innenfehler zu vermeiden. Auch soll die Treibrichtmaschine einen Einheit sanfahrstrang ein- und ausfördern können.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass bein Unterschreiten der Solldicke des gegossenen Stranges dieser nur mit der für die Förderung ηοΐτ/endigen Anstellkraft beaufschlagt und beim Ueberschi^eiten diese*· Soll-Dicke mit einer grösseren ihn auf die Soll-Dicke reduzierenden Anstellkraft beaufschlagt wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Treib- und/oder Itichtrollen vom Solldickemiass zum Strang hin durch zusätzliche Kraftgeräte bewegbar sind, wobei die durch die Kraftgeräte erzeugte Anstellkraft kleiner ist als diejenige der Kolbenzylindereinheiten.

Bei Anwendung dieses Verfahrens ist es möglich, ohne Rücksicht auf die wechselnden Parameter, Stränge in Vielrollentreibriclitmaschinen sowohl im Bereich mit flüssigem Kern als auch in den Bereichen, in denen der flüssige Kern gerade erstarrt, bzw. erstarrt ist praktisch ohne Veränderung der vorbestimmten Solldicke zu fördern und zu richten. Es können dabei Toleranzen eingehalten werden, die wesentlich kleiner als 1% der Solldicke des Stranges sind. Bei Chargen, die zur Erzeugung von Grobblech verwendet werden, können durch das erfindungsgemässe Verfahren aber auch die durch unerv/ünschte Verformung bedingten Innenfehler vermieden werden. Zusätzlich ist es möglich, Einheitsanfahrstränge mit beliebigem Untermass gegenüber der Dicke des gegossenen Stranges zu verwenden.

Der die Colldicke unterschreitende gegossene Strang und der die Solldicke unterschreitende Anfahrstrang kann mit der gleichen Anstell-

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kraft beaufschlagt werden. Um abei* die zum Fördern des Stranges notwendige Anstellkraft weiter zu reduzieren, können unter Ausnützung der Differenz des Reibungskoeffizienten des gegossenen bzv/. des Änfahrstranges nach einem Merkmal der Erfindung der die Solldicke unterschreitende Anfahrstrang und der die Solldicke unterschreitende Strang mit unterschiedlichen Anstellkräften beaufschlagt v/erden.

Eine vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung kann erreicht werden, wenn die Kraftgeräte mit den Kolbenstangen der Kolbenzylindereinheiten verbunden sind.

Die Kraftgeräte können einfach und billig.als Tellerfederpakete ausgebildet v/erden. Um aber bei Veränderung der Strangbreite die Anstellkraft rasch und genau verstellen zn können, ist es vorteilhaft, wenn die Kraftgeräte als hydraulische Kolbenzylindereinheiten ausge-) bildet sind.

Damit Formatverstellungen, die die Solldicke des Stranges betreffen rasch und genau durchführbar sind, kann , nach einem Kennzeichen der Erfindung, durch auswechselbare Zwischenstücke der gegenseitige das Solldickenmass begrenzende Abstand der Rollen verändert werden.

Es ist möglich, die unteren Treib- und Richtrollen auf der Struktur fest abzustützen und nur die oberen Rollen senkrecht zur geführten Strangoberfläche beweglich anzuordnen, fUn| Bei kalten Strängen, welche nicht mehr einwandfrei richtbar sind, kann, nach einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung, die zum Fördern notwendige Anstellkraft durch Puffer sichergestellt werden. Dabei sind diese Puffer als Differentialkraftgerät so auszubilden, dass sie vom Solldickenraassanschlag vom Ψ Strang weg eine starke und vom. Anschlag zum Strang hin eine schwache Anstellkraft erzeugen.

Beispiele des Erfindungsgegenstandes v/erden im nachfolgenden anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Ss zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines teilweise dargestellten Vielrollenrichttreibers,

Fig. 2 einen Schnitt eines anderen teilweise dargestellten Vielrollenrichttreibers nach der Linie II-II der Fig. 3 und

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2. .

In Fig. 1 wird ein bogenförmiger Strang 1 mit teilweise flüssigem Kern 9 in einem Vielrollenrichttreiber 2 gerichtet und getrieben. Auf

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der Oberseite des Stranges 1 sind anstellbare Treibrollen 3, 3', welche je nach Lage in der Strangführung auch das Richten übernehmen und auf der Unterseite sind fest mit der Struktur verbundene Reaktionsrollen 4 angeordnet. Die Treibrollen 3 sind durch Kolbenzylindereinheiten 5 gegen die Roaktionsrollen 4 soweit bewegbar, bis Anschläge ß gege Zwischenstücke 7 anschlagen. Diese Zwischenstücke 7 sind auswechselbar, damit der gegenseitig das Solldickenmass begrenzende Abstand der Rollen 3,4 veränderbar ist. Die Treibrollen 3 sind zusätzlich noch durch weitere hydraulische Kraftgeräte 10, 10', die mit den Kolbenstangen der Kolbenzylindereinheiten 5 verbunden sind, auf den Strang 1 bzw. auf einen Einheitsanfahrstrang 11 anstellbar. Wenn der Strang 1 mit dem vorbestimmten Sollmass zwischen den Rollen 3 und 4 durchfährt, liegt der Anschlag S auf dem Zwischenstück 7 auf und Kolben 12 in den Kraftgeräten 10 schlagen gegen untere Zylinderdeckel 13 an. Die Kolbenzylindereinheiten 5 erzeugen eine Anstellkraft, die ein Ausbauchen des Stranges über eine vorbestimmte Solldicke verhindern. Ueberschreitet der Strang 1 beim Durchlauf die dem entsprechenden Rollenpaar 3,4 zugeordnete Solldicke, so wird ei" mit der in der Kolbenzylindereinheit 5 wirkenden Anstellkraft auf die Soll-DJcke reduziert. Beim Unterschrei' ten der Solldicke des Stranges 1 wird dieser nur mit der durch das Kraftgerät 10 wirksamen Anstellkraft beaufschlagt. Diese Anstellkraft ist kleiner als diejenigeder Kolben^ylindereinheiten 5 und nur so gross, daas die einer Treibrolle in Vielrollentreiber zugeordnete Ausziehkraft übortrcgen v/erden kann. Die Rolle 3' ist mit dem 3inheitsanfahrstrang 11 in Kontakt, v/elcher wesentlich dünner als der Strang 1 ist und für mehrere Formate verwendbar ist. Es ist vorteilhaft, wenn das Kraftgerät 10' einen höheren hydraulischen Druck als die Kraftgeräte 10 aufweist, v/eil der Reibungskoeffizient zwischen der Rolle 3' und dem Anfahrstrang 11 kleiner ist als, zwischen den Rollen 3 und dem Strang 1. Kurz vor oder nach der Einfahrt des Stranges 1 unter die Rolle 3¹ wird,durch ein Zählwerk gesteuert, der hydraulische Druck entsprechend dem höheren Reibungskoeffizienten zwischen Strang 1 und Rolle 3 abgesenkt.

In Fig. 2 und Fig. 3 sind in einem Einzelabschnitt 20 eines Vielrollenrichttreibers je drei obere Rollen 21 und drei untere Rollen 22, 23 angeordnet. Die Stützrolle 22 zwischen den Treibrollen 23 ist fest . mit dem Fundament verbunden. Die oberen Rollen 21 sind in einem um die Achse 24 schwenkbaren Joch 25 gelagert. Die Wirkungsweise der Kolben-

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zylindereinheit 5 und des als Kolbenzylindereinheit ausgebildeten Kraft» gerätes 10 ist gleich wie beim Beispiel in Fig. 1 beschrieben, wobei die Anstellkräfte jedoch entsprechend der Anzahl Rollen im Joch 10 gewählt sind. Die Treibrollen 23 sind auf schwenkbaren durch Puffer 27 abgestützten Lagerböcken 26 angeordnet. Diese Puffer 27 sind als hydraulische Differeüzialkraftgeräte ausgebildet. Durch hydraulischen Druck im Zylinderraum 30 schlägt ein Kolben 31 gegen einen Solldickenraassanschlag 32. Der gleiche hydraulische Druck wie im Zylinderraum 30 wird auch im Zylinderraura 33 wirksam, wodurch ein zweiter Kolben 34 mit einer schwächeren Kraft wirkt. T/eicht nun der Strang in seiner Dicke oder in seiner Kontur von der theoretischen Passlinie 35, d.h. von der theoretischen Strangbahnebene, ab, so wirkt, von der Passlinio 35 in Richtung zum Strang 1 hin durch den Kolben 34 eine schwache An- . stellkraft und von der Passlinie 35 in Richtung vom Strang weg durch den Kolben 31 eine starke. Anstellkraft. Anstelle des als Differential-. kolbenzylindereinheit ausgebildeten Puffex^s 2 könnte auch ein mit reden ausgerüstetes Kraftgerät verwendet werden.

Nachfolgend werden für ein Beispiel die für die verschiedenen Operationen notv/endigen Anstell^fßäfte pro Treib- und Richtrolle angegeben.

Bei einem VieliOllentreiber mit sechs Einseiabschnitten zu je drei unteren und drei oberen Rollen sind elf der unteren Rollen angetrieben. Der Bogenradius der Kokille und der Strangführung beträgt 10 m, die Rollendistanz im Treiber 540 nun. und das Format des gegossenen Stranges 2000 χ 250 mm. Vor der Treibrichtmaschine ist der Strang durch 36 Roller paare geführt. Bei dieser Stranggiessanlage werden pro Treib- und/oder Richtrolle beim Ueberschreiten der Solldicke des gegossenen Stranges mindestens 63 Mp, beim Unterschreiten der Solldicke eine für die Strangförderung notwendige Anstellkraft von. mindestens 19 Mp und für die Anfahrstrangförderung eine notwendige Anstellkraft von mindestens 33 Mp wirksam.

Das erfindungsgemässe Verfahren und die .Vorrichtung können auch nur zum Fördern eines Stranges angewendet werden.

Unter bestimmten Voraussetzungen kann es erwünscht sein, pro Treibwalze oder pro Einzelabschnitt eines Vielrollentreibrichtei-s eine vorbestimmte Abnahme der Solldicke vorzusehen.

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Anstelle der in den Beispielen beschriebenen Vorrichtungen kann das erfindungsgemüsse Verfahren beispielsweise auch mit einem Prozessrechner durchgeführt γ/erden, v/elcher den hydraulischen Druck in den Kolbensylindereinheiten 5 in Abhängigkeit von Ist-Dicken-Messungen des gegossenen Stranges automatisch steuex-t.

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Claims

PÄTENTANSPRÜECHE

1. Verfahren zum Fördern und Richten eines Stranges während und nacl der Erstarrung des flüssigen Kerns und zum Fördern eines Einheitsanfahrstranges in einem Vielrollenrichttreiber in einei- Sti*anggiessanlage mit mindestens teilweise gebogener Strangführung, wobei der Strang und der Anfahrstrang beim Durchlauf durch die Treib- und/oder Richtrollen mit einer mindestens der entsprechenden Rolle zugeordneten die Förderkraft übertragenden Anstellkraft beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim Unterschreiten der Solldicke des gegossenen Stranges dieser nur mit der für die Förderung notwendigen Anstellkraft beaufschlagt und beim Ueberschreiten dieser Soll-Dicke mit einer grösseren ihn auf die Soll-Dicke reduzierenden Anstellkraft beaufschlagt wird. ^

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Solldicke unterschreitende Strang und der die Solldicke unterschreitende Anfahrstrang mit unterschiedlichen Anstellkräften beaufschlagt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, wobei die einander gegenüberliegenden Treib- und/oder Richtrollen durch Kolbenzylindereinheiten in ihrem gegenseitigen Abstand einstellbar und auf das Solldickenmass des Stranges durch Anschläge begronsbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Treib- (3,23) und/oder Richtrollen

(3,3',21,23) vom Solldickenmass zum Strang (1) hin durch zusätzliche Kraftgeräte (10, 34) bewegbar sind, wobei die durch die Kraftgeräte (10,34) erzeugte Anstellkraft kleiner ist als diejenige der Koibenzyiin-S dereinheiten (5).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftgeräte (10) mit den Kolbenstangen der Kolbenzylindex-einheiten (5) verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftgeräte (10) als hydraulische Kolbenzylindereinheiten ausgebildet sind. <■

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch auswechselbare Zv/ischenstücke (7) der gegenseitig das Solldickenmass begrenzende Abstand der Rollen (3,4, 21,23) veränderbar ist.

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7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6.für eine Treib~ richtmaschine, deren untere Treibrollen durch Zv/ischenordnung von mit der Struktur fest verbundenen Stützrollen ergänzt, diese Treibrollen nachgiebig auf mit der Struktur verbundenen Puffern abgestützt und die oberen Rollen durch die nit der Struktur verbundenen Kolbenzylindereinheiten auf den Strang anstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Puffer (27) als Differentialkraftgerät ausgebildet sind, die vom Solldickenmassanschlag (32) vom Strang (1) weg eine starke und vom Anschlag (32) zum Strang (1) hin eine schwache Anstellkraft erzeugen.

SCHLOSMAHN AKTIENGESELLSCHAFT DUESS3LD0RF

und CONCAST AG, ZUSRICH

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