DE2256905A1

DE2256905A1 - Biegewalzeneinheit fuer stranggiessmaschinen

Info

Publication number: DE2256905A1
Application number: DE2256905A
Authority: DE
Inventors: Francis Irwin Gallucci; Jun George Joseph Wagner
Original assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Current assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Priority date: 1971-12-16
Filing date: 1972-11-20
Publication date: 1973-07-19
Also published as: AU473054B2; BE792377A; FR2163508B1; US3753461A; ES409009A1; ZA727995B; RO61328A; AR194405A1; NL7217120A; AU4892572A; GB1414309A; JPS4866530A; SU541421A3; CA973326A; AT322129B; FR2163508A1; BR7208713D0; IT976074B

Description

ßiegewalzeneinheit für Stranggießraasehinen

Die Erfindung betrifft eine ßiegewalzeneinheit für eine StranggieJJraaschineo

Beim herkömmlichen Stranggießen wird flüssiges Metall durch eine mit offenen Enden versehene, wassergekühlte, vertikal schwingende Gießform, eine sog. Kokille, gegossen« Ein Gußkörper, der in diesem Stadium eine nur verhältnismäßig dünne, verfestigte Haut und einen flüssigen Kern aufweist, tritt kontinuierlich aus dem unteren Ende der Kokille aus. Unmittelbar unterhalb dor Kokille wandert der Gußkörper durch ein-PUhrungswalzengeriist, in dem sich gewöhnlich Leerlaufwalzen befinden, wo auf seine Oberflache Wasser gesprüht T^ird, um eine wo i tore Verfestigung zu bowirkon. Bei dom Typ von Stranggießmasfihinen, auf den sich die Erfindung bezieht, besitzt die Gieß (.'urin bzw. Kokille goradegorichtete Seiten, und die Führungswul/,on begrenzen eine gerade, senkrechte ßewegungsbahn für

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den Gullkörpor. Zu Beginn eines (lieUvorgänge wird eine Anfahrs tätige ι die entweder flexibel oder starr sein kann, dazu verwendet, dus untere Ende der Kokille zu verschließen. Unter den Führungswalze!! wandert der Gußkörper zwischen Biegewalzen, die ihm eine Krümmung erteilen, und dann durch ein gebogenes Walzengerüst,, das seine Bewegungsrichtung von der Vertikalen in die Horizontale überführt. Danach wird der Gußkörper geradegerichtet und in geeignete Längenstücke zerschnitten. Wenn eine flexible Anfuhretange verwendet wird, so läuft sie gewöhnlich vor dem Gußkörper duroh die Biegewalzen und das gebogene Walzengerüst hindurch und wird von dem vorderen Ende des Gußkörpers jenseits der Geraderichtvorrichtung abgetrennt. Wenn eine starre Anfahrstange benutzt wird, so wird diese von dem vorderen Ende des Gußkörpers vor dem gebogenen Walzengerüst abgetrennt.

in modernen Niedrigprofilmaschiiieti verfestigt sich der Gußkörper solange nicht vollständig, bis er durch das gebogene Walzengerüst und die Geraderichtvorrichtung gelaufen ist. Auf den Gußkörper wird in der Nähe der Biegewalzeu eine Zugkraft ausgeübt, um ihn zu biegen und ihn zwischen den einzelnen Walzen vorwärtszutreiben,, An dieser Stelle ist die Haut ziemlich dünn, und es bedarf bei der Aufbringung der erforderlichen Kraft großer Sorgfalt. Anderen Lulls können in dem Gußkörper innere Schilden auftreten, oder die Haut kauu sich uns beulen oder springen oder tatsächlich reißen und dadurch ermöglichen, daij flüssiges Metall ausbricht. Die meisten bisher verwendeten Maschinen besitzen kraftgetriebene Klemmwalze!} die/iber und/oder unter den liiegewulzen angeordnet sind und dazu dienen, die Zugkraft auf den Gußkörper zu übertragen. Solche Kleimnwalzen vergrößern jedoch die Höhe der Maschine,

DLo Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die liiegewalzeneiuhe i. t ho zu verbessern, daß sie in der Lago 1st, auf (lon

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Gußkörper eine Zugkraft auszuüben»,

Erfindungsgemäß wird zu diesem Zweck eine Biegewalzeneinheit für eine Stranggießmaschine geschaffen, in der der Gußkörper von dem unteren Ende einer mit geraden Seiten versehenen Kokille austritt,, von einem geraden FUhrungswalzengerüst erfaßt wird und durch die gegenüberliegenden Walzen der Biegewalzeneinheit beim Vorwärtsbewegen um eine Gelenkwalze eines Walzenpaares einer anfänglichen Biegung unterworfen wird, das den Tangentenpunkt der gebogenen Seiten des Gußkörpers zu seinen geradegerichteten Seiten bildete Diese Biegewalzeneinheit kennzeichnet sich nun erfindungsgemäß dadurch, daß die Gelenkwalze angetrieben wird und gegen die gegenüberliegende Walze schiebbar ist₉ die eine nicht angetriebene Walze ist und auf einer festen Achse auf der konvexen Seite der Krümmung geführt wird, und daß das Walzenpaar Über und unter der Gelenkwalze eine angetriebene Walze aufweist, die auf der konvexen Seite der Krümmung angeordnet und gegen die gegenüberliegende Walze verschiebbar ist, die eine nicht angetriebene Walze darstellt, welche auf einer festliegenden Achse auf der konkaven Seite der Krümmung geführt iat, wodurch während des anfänglichen Biegens des Gußkörpers Zugkräfte auf den Gußkörper übertragen werden _o

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figo 1 eine senkrechte Schnittansicht einer Biegewalzeneinheit gemäß der Erfindung, die zusammen mit einer flexiblen Anfahrstange verwendet wird,

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Pig_o	2
Fig.	3
Fig.
Fig,	5

die eine Hälfte einer waagerechten Schnittansicht

längs der Linie H-II in Fig„ i_f

die eine Hälfte einer waagerechten Schnittansicht

längs der Linie IH-III in Fig. i,

die eine Hälfte einer waagerechten Schnittansicht

längs der Linie IV-IV in Fig. i und

eine teilweise schematische Seitenansicht einer

abgeänderten Biegewalzeneinheit, die zusammen mit

einer starren Anfahrstange verwendet wird.

Die in Fig„ 1 gezeigte Ausftihrungsform der Biegewalzeneinheit weist starre, mit Abstand getrennte, aufrechte Rahmen— körper 10 auf, die auf einer Tragkonstruktion 12 befestigt sind. Die Einheit ist in einer Stranggießmaschine unmittelbar über einem Führungswalzengerüst 13 installiert und vor einem gebogenen Walzengerüst 14, wobei jedoch diese Teile hier im einzelnen nicht dargestellt sind, da sie der herkömmlichen Konstruktion entsprechen können. Die erfindungsgemäße Einheit

weist von links nach rechts und von oben nach unten die folgenden gegenüberliegenden Walzenpaare auf: a) ein Paar Leerlaufwalzen 17-17a, die auf festen Achsen geführt sind, b) eine verschiebbare, angetriebene Walze 18 und eine Leerlaufwalze 18a, die auf einer festen Achse geführt sind, c) ein Paar schwebende Leerlaufwalzen 19-i9a, d) eine Leerlaufwalze 20, die auf einer festen Achse geführt ist und eine verschiebbare, angetriebene Walze 20a, e) ein Paar schwebende Walzen 21-21 a, f) eine verschiebbare, angetriebene Walze 22 und" eine Leerlaufwalze 22a, die auf einer festliegenden Achse geführt sind, und g) ein Paar Leerlaufwalzen 23-23a, die auf festliegenden Achsen geführt sind. Die Walzen 17-17a, 18-18a, 20-2Oa, 22-22a und 23-23a nehmen die zum Biegen des Gußkörpers erforderlichen Kräfte auf« Diese Walzen haben, wie aus der Zeichnung ersichtlich, einen verhältnismäßig großen Durchmesser, bei-

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spielsweise 30,5 cm, um sie in die Lage zu versetzen, derartigen Kräften standzuhalten«, Andererseits können jedoch auch kleinere Walzen benutzt werden, die mit Stützwalzen oder -rollen versehen sindj wie dies in Fig. 5 dargestellt ist» Die Walzen 19-19a und 21-21a können einen kleineren Durchmesser aufweisen, beispielsweise 20,3 cm, da sie nur dazu dienen, den Gußkörper mit den die Kräfte aufnehmenden Walzen in einer Linie zu halten und zu verhindern, daß sich die Haut ausbeult.

Die Aufgabe der einzelnen Walzen wird im folgenden genauer erläutert. Figo 1 zeigt schematisch einen Teil einer flexiblen Anfehrstange 24, die herkömmlicher Art sein kann, sowie einen Gußkörper C innerhalb der Biegewalzeneinheit.

Figo 2 zeigt die Konstruktion in der das oberste Paar Leerlaufwalzen 17-17a geführt wird. Die Konstruktion in der das unterste Walzenpaar 23-23a geführt wird, ist der erstgenannten Konstruktion ähnlich, weshalb die Darstellung dafür nicht wiederholt wird. Die Walzen 17 und 17a werden in Lagern 27 geführt, die in Zapfenlagerböcken 28 bzw«, 28a sitzen. Die Innenseite des Rahmenkörpers 10 trägt eine festliegende, waagerechte Führung 29. Die Außenseiten der Böcke 28 und 28a tragen Pratzen, die auf dieser *ührung aufsitzen. Die beiden Böcke sind mit einem Stift 21 miteinander verbunden, der sich durch ineinandergreifende Vorsprünge 32 und 32a auf den Böcken erstreckte Eine Traverse 33 erstreckt sich, bezogen auf Fig_e 2, auf der linken Seite zwischen den beiden Rahmenkörpern 10 und ist mit diesen verschraubt«, Die Traverse trägt ein festes Widerlager 34_O Zwischen die Flächen des Bockes 28 und des Widerlagers 3*4 sind Unterlegplatten 35 eingefügt«, Mehrere Schraubenbolzen 36 laufen durch das Widerlager 34 und die Unterlegplatten 35 hindurch und in die Wand des Bockes 28 hinein, um die aus den beiden Böcken 28 und 28a bestehende Anordnung in einer festen Lage zu faltenο

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Fig, 3 zeigt die Konstruktion, in der das obere Paar schwebender oder gleitender Leerlaufwalzen 19-19a geführt ist₀ Die Konstruktion, in der das untere Walzenpaar 21—21a geführt wird, ist ähnlich, sie wird deshalb hier nicht nocheinmal dargestellt. Die Walzen 19 und 19a werden in Lagern 38 geführt, die in Zapfenlagerböcken 39 bzw. 39a sitzen. Die Innenfläche des Uahmenkörpers 10 trägt eine festliegende, waagerechte Führung 40. Die Außenflächen der Böcke 39 und 39a tragen Pratzen 41, die auf dieser Führung ruhen. Die beiden Lagerböcke sind durch einen Stift 42 miteinander verbunden, der sich durch die ineinandergreifenden Vorsprünge 43 und 43a auf den Böcken hindurcherstreckt. Eine Traverse 44 erstreckt sich auf der linken Seite, bezogen «f Fig. 3» zwischen den beiden Rahmenkörpern 10» Die Traverse trägt ein Widerlager 45» an das eine Platte 46 angeschraubt ist sowie mehrere Unterlegscheiben 47» die zwischen dem Widerlager und der Platte liegen. Die Führung 40 hat an dem dem Widerlager 45 gegenüberliegenden Ende einen Anschlag 48. Die aus den Böcken 39 und 39a bestehende Anordnung kann sich auf der Führung 40 in bestimmten Grenzen frei entlangbewegen, die durch die Berührung des Bockes 39 mit der Platte 46 bzw. die Berührung des Bockes 39a mit dem Anschlag 48 gesetzt sind_n

Fig«, 4 zeigt die Konstruktion, in der das Walzenpaar 20-2Oa geführt wird. Diese Walzen werden in Lagern 51 geführt, die in Zapfenlagerböcken 52 und 52a sitzen« Die angetriebene Walze 20a weist einen Hals 53 auf, der sich von dem Bock wegerstreckt und mit einem geeigneten, nicht dargestellten Antrieb in Verbindung steht_β Die Innenfläche des Rahmenkörpers 10 trägt eine festliegende, waagerechte Führung 54„ Die Außenflächen der Lagerböcke 52 und 52a tragen Pratzen 55» die auf dieser Führung ruhen. Eine Traverse 56 erstreckt sich auf der linken Seite, bezogen auf Fig„ 4, zwischen den beiden Rahmenkörpern ΙΟ« Die Traverse 56 trägt ein Widerlager 57» an dem

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der Bock 52 mittels Schraubenbolzen 58 befestigt ist. Zwischen die Flächen des Bockes 52 und des Widerlagers 57 sind Unterlegscheiben bzw_o -platten 59 gelegt. Eine andere Traverse 62 erstreckt sich zwischen den beiden Eanmenkörpera 10 auf der rechten Seite, bezogen auf Fig* %, unö trägt ein Gehäuse 63 eine Verbindungsnase 64_e Ein Druekmittelzylinder 65 wird an die Verbindungsnase 64 angeschlossen,, Der Zylinder liegt in dem Gehäuse 63 und enthält einen hin— unö laerlfoeweglielien Kolben sowie eine Kolbenstange 66„ Bas frei© Ende der Kolbenstange ist mit einem beweglichen Querstab 67 verbunden«. Der Stab trägt ein Widerlager 68 ₉ an dem der Lagerbock 52a ait mehreren Schrauben 69 befestigt ist„ Zwischen di© Flächen des Bockes 52a und des Widerlagers 68 sind Unterlegscheiben 7© plaziert«, Zwischen den Flächen des Gehäuses 63 und des Querstabes 67 ist eine Druck— meßdose 71 angeordnete Die Konstruktionen, in denen die Walzenpaare 18,-18a und 22-22a geführt werden, sind mit Ausnahme der Tatsache, daß sie umgekehrt sind und die Druckmeßdose weggelassen werden kann, gleich. Die ins einzelne gehende Darstellung wird deshalb nicht wiederholt, jedoch sind in Fig«, I die entsprechenden Teile mit denselben Bezugsζeichen versehene

Die angetriebene Walze 20a bildet die fangentenlinie, an der der Gußkörper C zuerst eine Krümmung erhält. Die drei Walzenpaare über der Tangentenlinie begrenzen eine gerade— gerichtete Bahn für den Gußkörper, während die drei Walzenpaare unterhalb der Tangentenlinie eine gekrümmte Bahn begrenzen. Die Walze 20a ist die Gelmkwalze, die die volle Kraft aufnimmt, welehe zum Biegen des Gußkörpers erforderlich ist. Die angetriebenen Walzen 18 und 22 nehmen Jede annähernd eine Hälfte der Reaktionskraft auf der konvexen Seite des Gußkörpers auf, die der Biegeriehtung gegenüberliegt«, In jedem Fall drückt der in den entsprechenden Zylindern 65 herrschende Druck die angetriebene Walze gegen die Oberfläche des Gußkörpers, der van der nicht nachgebenden Leerlaufwalze 20 auf seiner konvexen Seite und den Leerlaufwalzen 18a und 22a auf der konkaven Seite ab-

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gestützt wird. Das oberste und das unterste Leerlaufwalzenpaar 17-17a und 23-23a beschränken alle sekundären Biegereaktionswirkungen auf ein Mindestmaß_o Die Walzen 17-17a stellen sicher, daß aas Fuhrungswalzengerüst 13 keine Diegekräfte übertragen werden. Die Walzen 23-23a stellen sicher, daß das vordere und das hintere Ende jedes Gußkörpers C den richtigen Radius aufweisen, um durch das gekrümmte Walzengerüst Ik hindurchzulaufen. Die Leerlaufwalzenpaare 19-19a und 21-21a fangen ein Ausbeulen des Gußkörpers ab, wenn dieser zwischen den Walzenpaaren hindurchläuft, die ihn tatsächlich biegen. Diese Leerlaufwalzen gleiten, um dem Umriß des Gußkörpers zu folgen und auf diese Weise jegliche abnormale Belastung auszuschalten, die durch eine Fehlausrichtung der anderen Walzen verursacht wird., Die geneue Position der verschiedenen Leerlaufwalzen, die auf festliegenden Achsen rotieren, wird durch Einlegen und Entfernen von Unterlegplatten bzw„ -scheiben 351 k7₁ 59 und 70 eingestellt·

Fig. 5 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Biegewalzeneinheit, die sich bei Verwendung einer starren Anfahrstange 75 benutzen läßt. Die Walzenpaare 17-17a, 18-18a, 19-i9a, 20-2Oa und 21-21a können den entsprechenden Walzen der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ähnlich sein, jedoch weisen die in FIg₀ 5 gezeigten Kraftaufnahmewalzen 17-17a, 18-18a und 20-2Oa einen kleineren Durchmesser auf und sind mit Stützwalzen 76 versehen. Der Rahmen 10 der abgeänderten Biegewalzeneinheit weist einen Weichenabschnitt 78 auf, der sich unter den schwebenden bzw. gleitenden Leerlaufwalzen 21-21a auf der konvexen Seite des Gußkörpers C befindet. Die verschiebbare, angetriebene Walze 22 und die Leerlaufwalze 23 werden in dem Weichenabschnitt geführt. Was die Leerlaufwalze 23 anbelangt, so wird diese auf einer festen Aohse geführt, da ihre Achse in jeder möglichen Position des Weiohenabschnitts unveränderlich bleibt. Die Leerlaufwalzen 22a und 23a können den in Fig_o 1 gezeigten entsprechenden Walzen ähnlich sein. Einige Walzen 79 des gekrümmten Walzengerüstes Ik werden ebenfalls in dem Weichenab-

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schnitt 78 geführt. Der Weichenabschni;tt ist auf einer waagerechten Achse an dem festliegenden Teil des Rahmens 10 drehbar gelagert und mit einem Druckmittelmechanismus 80 ausgestattet, mit dem er zwischen der offenen und geschlossenen Stellung bewegbar ist. Die angetriebene Walze 22 verschiebt sich über nur einen kleinen Bogen, wenn sich der Weichenabschnitt öffnet und schließt, und ist mit einer passenden, hier nicht dargestellten flexiblen Kupplung ausgerüstet, wodurch ihr Antrieb die Schiebebewegung nicht behindert.

Im Betriebszustand wird der Weichenabschnitt 78 geöffnet, bevor mit dem Gießen begonnen wird, und die Anfahrstange 75 wird angehoben_o Danach bleibt der Weichenabschnitt solange geöffnet, bis die sich abwärts bewegende Anfahrstange die Biegewalzeneinheit passiert» Zur Abtrennung der Anfahrstange von dem vorderen Ende des Gußkörpers werden bekannte Mechanismen verwendet, wie sie beispielsweise in der USA-Patentschrift 3 4AtS 789 beschrieben sind«, Nachdem die Anfahrstange abgetrennt worden ist, wird der Weichenabschnitt geschlossen, und der Betrieb wird wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 fortgesetzte

In beiden Ausführunsformen dienen die angetriebenen Walzen der Biegewalzeneinheit nicht nur dazu, den Gußkörper zu biegen, sondern außerdem dazu, auf den Gußkörper die anfänglich erforderliche Zugkraft zu übertragen, um ihn vorwärts zu treiben«; Somit werden die bisher zur Aufbringung von Zugkräften auf den Gußkörper erforderlich gewesenen Klemmwalzen vermieden, wodurch sich eine beträchtliche Verringerung der Bauhöhe der Maschine ergibt,, Die Anfahrstange 24 braucht nicht so dick zu sein wie der Gußkörper C und kann eine Form aufweiset!, die einen Durchgang durch die Biegewalzeneinheit zuläßt«, Dei Beginn des Gießvorgangs ermöglicht es die verschiebbare Lagerung der angetriebenen Walzen 18, 20a und 22a, daß

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ihre entsprechenden Zylinder 65 die Walze gegen die Anfahrstange drücken, wodurch sie am Anfang als Bremse wirken, die die Anfahrstange trägt_e Die DruckmeOdo.se 71 wird an ein geeignetes Anzeigeinstrument angeschlossen, das hier nicht dargestellt worden ist, so daß sofort jede unangemessene Krafteinwirkung festgestellt werden kann. Somit wird der Guflkörper von den Walzen eng eingeschlossen, und alle Zugkräfte werden so verteilt ₉ daß er nicht beschädigt wird.

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Claims

PATENTANS PRÜGHE

1. Biegewalzeneinheit für eine Stranggießmaschine, bei der der Gußkörper aus dem unteren Ende einer mit geraden Seiten versehenen Gießform austritt, um mit einem geraden Führungswalzengerüst in Eingriff zu kommen₉ und gegenüberliegende Walzen der Biegewalzeneinheit eine anfängliche Biegung des sich vorwärts bewegenden Gußkörpers um eine Drehpunktwalze eines Walzenpaares bewirken, die den Tangentenpunkt der gebogenen Seiten des Gußkörpers beim Übergang zu dessen geraden Seiten bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehpunktwalze (20a) antreibbar und in Richtung auf die gegenüberliegende Walze (20) verschiebbar ist, die eine Leerlaufwalze ist und auf einer festliegenden Achse auf der konvexen Seite der Krümmung geführt wird, und daß die Walzenpaare oberhalb und unterhalb der Drehpunktwalze (20a) eine angetriebene Walze aufweisen, die auf der konvexen Seite der Krümmung angeordnet ist und in Richtung auf die gegenüberliegende Walze verschiebbar ist, die eine Leerlaufwalze darstellt, welche auf einer festliegenden Achse auf der konkaven Seite der Krümmung geführt wirdy wodurch während des anfänglichen Biegens des Gußkörpers (C) auf ihn Zugkräfte übertragbar sind.

2. Biegewalzeneinheit nach Anspruch I₉ gekennzeichnet durch gegenüberliegende Leerlaufwalzen (17-I?a; 23-?5a), die auf festliegenden Achsen über und unter den angetriebenen Walzen auf der konkaven Seite der Krümmung geführt werden.

3c Biegewalzeneinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein gegenüberliegendes Paar gleitende Leerlaufwalzen (l9-19a, 21-2Ia), das zwischen der Drehpunktwalze (20a) und jeder der angetriebenen Walzen auf der konvexen Seite der Krümmung angeordnet ist«

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4„ Biegewalzeneinheit nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (21, 22, 23) auf der konvexen Seite der Krümmung unterhalb der Drehpunktwalze (20_? 20a) auf einem Rahmenteil (78) gelagert sind; der in einer AuQerbetriebsstellung verschiebbar ist, die eine fortgesetzte, geradegerichtete Bahn für eine starre Anfahrstange (76) bildete

5. Biegewalzeneinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Vorrichtungen, die die angetriebenen Walzen federnd verschieben.

6ο Biegewalzeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5» die in Verbindung mit einer Stranggießmaschine Verwendung findet, welche ein gerades FUhrungswalzengerüst und ein gekrümmtes Walzengerüst aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittswalzen (179 17a) der Biegewalzeneinheit unmittelbar neben den Austrittswalzen (13) des geraden Führungewalzengerüstes angeordnet sind, und daß die Austrittswalzen der Biegewalzeneinheit unmittelbar neben den Eintrittswalzen des gekrümmten Walzengerüstes liegen.

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