DE2304845B2 - Vorrichtung zur Führung einer oszillierend bewegten Stranggießkokille bei einer Stranggießanlage mit gebogener Strangbahnachse - Google Patents
Vorrichtung zur Führung einer oszillierend bewegten Stranggießkokille bei einer Stranggießanlage mit gebogener StrangbahnachseInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Führen einer oszillierend bewegten Stranggießkokille
bei einer Stranggießanlage mit gebogener Strangbahnachse mittels eines mindestens viergliedrigen Gelenkmechanismus,
wovon ein Glied, mit je einem Gelenk an den Enden, durch die Kokille selbst bzw. deren
Verlängerung und ein anderes als Gestell dienendes Glied durch einen Teil des ortsfesten Gerüsts der
Anlage gebildet wird.
Es ist eine oszillierbare Bogenkokille bekannt, die entlang einer bogenförmigen Schiene mittels Rollen
geführt ist. Die Schiene definiert dabei eine /um bogenförmigen Formhohlraum parallele Führungsbahn.
Beiderseits der Kokille sind Hebel zur Übertragung der Kokillenoszillationsbewegung angeordnet. Diese Hebel
sind einerseits über Ausgleichsglieder gelenkig mit der Kokille und am starren Maschinenständer und andererseits
an ihrem freien Ende mit einer hydraulischen Kolbenzylindereinheit verbunden. Die Ausgleichsglieder
sorgen dafür, daß die unterschiedliche Bewegungsbahn der Kokille mit derjenigen des Hebelgelenkes
ausgeglichen wird. Die bogenförmige Schiene mit den entsprechenden Rollen stellt eine teure und wartungsfreundliche
Oszillationsführung dar.
Es ist beim Vergießen von Stahl bekannt, Stranggießkokillen mit kreisbogenförmigem Formhohlraum um
eine Mittellage zu oszillieren, indem die Kokille an einem kurzen Hebel und zusätzlich an einem weiteren
kurzen Hebel »der einer Führungseinrichtung geführt
wird. Der kurze Hebel ist dabei einerseits mit der Kokille und andererseits mit dem ortsfesten Gerüst
verbunden und erstreckt sich von der Kokille in Richtung des Zentrums des Kreisbogens, der die
Mittellinie des Formhohlraumes bildet, wodurch der Kreisbogen und die Bewegungsbahn des mit der Kokille
verbundenen Hebelendes auf die gleiche Seite gekrümmt sind. Die Länge der Hebel ist dabei geringer
ais der Radius der gebogenen Strangbahnachse, und die Verlängerung der Hebelachse soll die Verbindungsgrade
vom Kokillenhohlraummittelpunkt zum Zentrum des Kreisbogens in einem vorbestimmten Punkte schneiden.
Fs ist auch bekannt, bei Kokillen mit geradem Formhohlraum und anschließender gebogener Strangbahn,
an Stelle der Hebel Führungen in Form von Gleitsteinen und Rollen zu verwenden. Dabei werden
diese Führungen so angeordnet, daß die geraden Kokillenwände während der Hubbewegung in beliebigen
Punkten jeweils Tangenten an den Kreisbogen des Stranges bilden. Dadurch bewegt sich die Kokille auf
eincni Kreisbogen, dessen Zentrum mit dem Zentrum
des Strangbahnbogens identisch ist.
Bei diesen bekannten Lösungen wurde vorausgesetzt, daß die Bewegungsbahn der Kokille möglichst genau
mit der gewünschten Strangbahnachse übereinstimmt, d. h. daß die Bewegungsbahn der Kokille und der Bogen
des Stranges auf die gleiche Seite gekrümmt ist, damit die durch den kleineren Bogen der Oszillationsbewegung
bedingten Abweichungen keine metallurgischen Nachteile für das gegossene Produkt ergeben. Diese
Vorrichtungen verursachen aber erhebliche Schwierigkeiten.
Bei der Lösung mit mindestens einem kurzen Hebel, der sich in Richtung des Zentrums des Kreisbogens, der
die Mittellinie des Formhohlraumes bildet, erstreckt, sind die Lagerstelle sowie der Antriebsmechanismus der
Oszillationsbewegung im inneren Bereich dieses Kreises anzuordnen. Bei kleinen Radien ist der im inneren
Bereich des Bogens zur Verfügung stehende Raum sehr beschränkt, weshalb der Einbau der Oszillationsaggregate
oftmals erhebliche Schwierigkeiten bereitet Zudem kann die vom vergossenen Strang anfallende
Wärme am Innenbogen bedeutend schlechter als am Außenbogen abgeführt werden, was zu größeren
Abweichungen der Hebellagerstellen infolge Wärmedehnung führt. Dadurch ergeben sich zwischen Kokille
und nachfolgender Strangbahn Verschiebungen, die zu den bekannten Nachtelen, wie z. B. Bildung von Rissen
am vergossenen Strang führen. Bei Anlagen mit verstellbaren Kokillen treten noch weitere Schwierigkeiten
dazu, da im Normalfall die gegen das Zentrum des Strangbogens gerichtete Kokillenwand verschiebbar
ist. Bei solchen Anlagen ist auch die an die Kokille anschließende Strangführung verstellbar. Die zur
Verstellung notwendigen Mittel sind ebenfalls auf der gegen das Zentrum des Strangbogens gerichteten Seite
der Strangführung angeordnet. Das Anbringen der Verstellorgane für die Kokille und die Strangführung ίο
und des Oszillationsmechanismus auf der gleichen Seite der Strangbahn führt zu konstruktiven Schwierigkeiten,
die nur schwer lösbar sind.
Das Führen der Kokille mittels Gleitsteinen und Rollen hat den Nachteil, daß, infolge der großen
Horizontalkräfte, diese Führungen sehr rasch verschleißen, wodurch die Kokille nicht mehr der
gewünschten Bahn folgt. Dieser Nachteil kann nur durch einen unverhältnismäßig großen Aufwand an
Unterhalt und Zeit zum Nachstellen dieser Führungen behoben werden. In der Praxis hat sich auch gezeigt, daß
das Führen der Kokille in der Weise, daß die geraden Kokillenwände in jedem Punkt der Oszillationsbewegung
Tangenten an die gewünschte Strangbahn bilden, keine befriedigenden Gießresultate bringt.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zu schüffen, die das Oszillieren der Kokille mittels
Kur/hebeln ermöglicht, ohne Nachteile in der Qualität des vergossenen Produktes in Kauf nehmen «.τι müssen.
Zudem sollen andere Teile der Anlage nicht behindert, und eine bessere Zugänglichkeit zu den Verstelleinrichtungen
soll ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Bewegungsbahnen der Gelenke an der Kokille entgegengesetzt
zur Sirangbahnachse gekrümmt sind.
Diese Vorrichtung erlaubt es, die Oszillationshebel und den Oszillationsantrieb auf der Außenseite der
gebogenen Strangbahnachse anzuordnen, wodurch die Oszillationseinrichtung in einen Bereich verbracht
werden kann, der geringeren Wärmebelastungen ausgesetzt ist und die Verstellbarkeit der Verstellkokille
nicht mehr behindert wird. Zusätzlich wird die Zugänglichkeit zum obersten Teil der Strangführung
erheblich verbessert und die Wartung der Oszillationseinrichtunpen wesentlich erleichtert, da auf der
Außenseite mehr Raum zur Verfügung steht.
Bei Anlagen, wo die Achse des Form- und Führungshohlraumes der Kokille und deren mitoszillierenden
Verlängerung, im unteren Endpunkt der Oszillationsbahn mit der Strangbahnachse identisch ist
und mit der oberen und unteren Endfläche des oszillierenden Form- und Führungshohlraumes Schnittpunkte
bildet, ist es besonders vorteilhaft, wenn diese Schnittpunkte in den Endpunkten der Oszillationsbahn
der Kokille auf einer Tangente zur Strangbahnachse liegen und der Punkt im unteren Endpunkt zugleich
Berührungspunkt der Tangente an die Strangbahnachse ist.
Durch diese Ausführungsform ist gewährleistet, daß der aus dem oszillierenden Form- und Führungshohlraum
austretende Strang mit möglichst geringer Abweichung in die nachfolgende, mit der Struktur
verbundene, Strangführung eintritt, wodurch die Gefahr von Durchbrüchen oder anderen Beschädigungen der
Strangoberfläche vermindert wird.
Es ist auch möglich, daß nur einer der beiden Schnittpunkte auf einer Tangente liegt. Dies kann dann
vorteilhaft sein, wenn mittels der relativen Kokillenbewegung, rechtwinklig zur Strangbahnachse, die Austrittsrichtung
des Stranges aus der Kokille beeinflußt werden soll, was unter Umständen eine gleichmäßigere
Verteilung der Wärmeabfuhr auf die Kokillenwände ermöglicht.
Weitere Vorteile können dadurch erzieh werden, daß die Führungshebel, die die Verbindungsgliederzwischen
den Gelenken an der Kokille und dem Gestell darstellen, parallel laufen. Eine solche Ausführungsform
erleichtert das Ausrichten der Hebel und damit der Oszillationsbewegung in einfachster Weise, wodurch
Zeit eingespart werden kann.
Werden diese Führungshebel ungleich lang ausgebildet, so ergeben sich weitere Vorteile, indem die
Krümmung der Bewegungsbahn der beiden Gelenkpunkte an der Kokille nach den Erfordernissen der
gewünschten Kokillenbewegung gewählt werden kann.
Konstruktive Schwierigkeiten können erfordern, daß ein Verbindungsglied des Gelenkvierecks an Stelle des
Führungshebels durch eine Führungsbahn gebildet wird. Diese Lösung ermöglicht eine Kombination des kurzen
Führungshebels mit einer Führungsbahn ohne die erwähnten Nachteile von Fühlungsbahnen, beispielsweKe
unzulässige Abnützung während des Betriebes, aufzuweisen.
In vorteilhafter Weise werden die Abweichungen der Bewegungsbahnen der Gelenke an der Kokille von der
Strangbahnachse auf beide Seiten dieser Strangbahnachse gleichmäßig verteilt. Dadurch kann der relative
Fehler, d. h. die Abweichung von der gewünschten Strangbahnachse auf die Hälfte reduziert werden.
Im Nachfolgenden werden Erfindungsbeispiele mit Hilfe von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
Fig.l einen Teilschnitt durch den obersten Teil einer Stranggießanlage mit gebogener Strangbahnachse.
Kokille, Oszillationsvorrichtung und oberstem Führungsbereich,
Fig. 2 den schematisch gezeichneten Bewegungsablauf für den Schnittpunkt der Form- und Führungshohlraumachse
mit der unteren Endfläche des oszillierenden Form- und Führungshohlraumes und
Fig. 3 eine Führungsvorrichtung mit durch eine
Führungsbahn ersetztem Hebel.
In Fig.l wird von einer Kokille 1 ein Formhohlraum
3 umschlossen, der im Endbereich auch Führungshohlraum sein kann. Mit der Kokille 3 verbunden ist eine
erste Führungszone 2, die einen Führungshohlraum 4 umschließt und der eine Strangführung nachgeordnet
ist, deren oberstes Segment mit 22 bezeichnet ist. Kokille 1, erste Führungszone 2 und Strangführung sind
Teile einer gebogenen Strangbahn mit zugeordneter Strangbahnachse 15. Mit der Kokille 1 und deren
Verlängerung Γ sind über Gelenkpunkte 11, 12 zwei Führungshebel 8 und 9 verbunden, die an Lagerstellen
10 gelagert sind. Die Lagerstellen 10 sind an einem ortsfesten Gerüst 7 befestigt, wobei an diesem Gerüst 7,
in bekannter Weise, auch noch ein Oszillationsantrieb sowie Übertragungsvorrichtungen angeordnet sind, die
jedoch zur Wahrung der Übersichtlichkeit nicht gezeichnet sind. Sollen die Kokille 1 und mit ihr
verbundene Teile, wie die erste Führungszone 2, während des Gießbetriebes oszillierend bewegt werden,
so schwingen die mit der Kokille 1 in den Gelenkpunkten 11 verbundenen Hebel 8 und 9 jiti die Lagerstellen
10. Die beiden Lagerstellen 10, die Hebel 8 und 9 und die beiden Gelenkpunkte 1!, 12 sowie die Kokille bilden
dabei einen viergliedrigen Gelenkmechanismus. Die mit der Kokille 1 in den Punkten 11,12 verbundenen Enden
der Hebel 8 und 9 bewegen sich dabei auf Kreisbahnen 17 und 18, und zwar mit Radien 34 und 35, Die
Kreisbahnen 17, 18 sind dabei entgegengesetzt zur Strangbahnachse 15 gekrümmt. Üblicherweise sind die
Hebel 8 und 9 paarweise angeordnet, um die Kokille 1 auch seitlich zu führen; es ist jedoch auch möglich, nur je
einen Hebel 8 und 9 zu verwenden und die Kokille 1 dafür mit Gleitflächen oder Rollen gegen horizontale
Abweichungen rechtwinklig zu den Hebeln 8 und 9 abzustützen. to
Da das oberste Segment 22 der Strangführung und damit die gesamte Strangführung nicht oszilliert
werden, sondern fest mit dem Gerüst 7 verbunden sind, ist es wichtig, daß die Kokille 1 und die erste
Führungszone 2, die den oszillierenden Bereich bilden. eine bestimmte zulässige Abweichung von der Strangbahnachse
15 nicht überschreiten. Diese Abweichung beträgt bis etwa 0,2 mm, wobei die maximale Abweichung
von der metallurgischen Qualität des vergossenen Stahles abhängig ist. Die Abweichung muß im
untersten Punkt der Oszillationsbewegung am geringsten sein, da dort auch die Distanz zwischen einer
gedachten Endfläche 26 des oszillierenden Bereiches und dem nächsten festen Führungsteil des Strangführungssegmentes
22 am geringsten ist. Wird nur die Kokille 1 oszilliert, so ist die untere Endfläche des
oszillierenden Bereiches mit der Endfläche des Kokillenhohlraumes 3 identisch. Wenn jedoch der Kokille 1
nachgeordnete Führungsorgane 2 ebenfalls mit oszillieren, so endet der oszillierende Beteich erst mit einer
rechtwinklig zur Strangbahnachse 15 stehenden Fläche, die direkt an das unterste oszillierende Führungsmittel
5, des Führungshohlraumes 4 anschließt.
F ig. 2 stellt den schematischen Bewegungszustand eines Bezugspunktes 28 im unteren und im oberen
Endpunkt derOszillationsb.ahn dar. Der Bezugspunkt 28
wird dabei durch den Schnittpunkt der Form- und Führungshohlraumachse 16 mit der unteren Endfläche
26 des oszillierenden Führungshohlraumes 4 gebildet. Einen zweiten Bezugspunkt bildet die Achse 16 mit der
oberen Endfläche 25 des Formhohlraumes 3. nämlich den Schnittpunkt 27 ( F i g. 1). Im unteren Endpunkt der
Oszillationsbahn fällt die Achse 16 mit der Strangbahnachse 15 und der Schnittpunkt 28 mit dem Berührungspunkt
31 einer Tangente 32 zur Strangbahnachse 15 zusammen. Im oberen Endpunkt liegt der Punkt 28'
ebenfalls auf der Tangente 32. Die Endfläche 26 hat sich dabei um den Oszillationshub in die mit 26' bezeichnete
Lage verschoben. Liegen die Punkte 28 und 28' auf der Tangente 32, so ergibt sich ein besonders gleichmäßiger
Übergang von den oszillierten Teilen zu der ortsfesten Strangführung. Die Verschiebung des Punktes 28 in die
Lage 28' erfolgt entlang der Peripherie eines Kreisbogens 18 mit dem Radius 35, wobei der Kreisbogen 18
entgegengesetzt zum Bogen der Strangbahnachse 15 mit dem Radius 33 gekrümmt ist. Es ist besonders
vorteilhaft, wenn die Radien 35 und 33 und die zugehörigen Zentren so gewählt werden, daß der Punkt
28 gleichmäßig auf beide Seiten der Strangbahnachsc 15 ausgelenkt wird, wodurch sich die Abweichungen 38
oder 39 von der Strangbahnachse 15 auf die Hälfte reduzieren. Bei den herkömmlichen Oszillationsvorrichtungen
liegt die gesamte Auslenkung auf der gleichen Seite der Strangbahnachse 15.
Abhängig von der Krümmung der Strangbahnachse 15 und der Anordnung der Gelenkpunkte 11, 12 an der
Kokille 1 bzw. deren Verlängerung kann es vorteilhaft sein, wenn die Hebel 8 und 9 nicht gleich lang sind,
indem sich dadurch die Bewegung der mit den Enden der Hebel 8 und 9 verbundenen Punkte 11,12 besser an
die Strangbahn 15 anpassen läßt.
Das Ausrichten der Hebel 8 und 9 kann vereinfacht werden, indem diese parallel laufend angeordnet
werden.
Liegt der obere in Fig. 1 gezeichnete Schnittpunkt 27 nicht auf einer Tangente zur Strangbahnachse 15, so
können dadurch der vertikalen Oszillationsbewegung der Kokille 1 horizontale Bewegungen überlagert
werden, die eine Anpassung der Kokillenbewegung an die Erfordernisse des im Formhohlraum 3 entstehenden
Stranges ermöglichen.
Es ist auch möglich, nur dem Punkt 27 Bewegungsendpunkte auf einer Tangente zur Strangbahnachse 15
zuzuordnen und dem Punkt 28 Bewegungsendpunkte die nicht auf einer Tangente 32 liegen.
Eine weitere Lösung ist in Fig. 3 gezeigt, wo der Hebel 8. der das Verbindungsglied zwischen derr
Gelenk 11 an der Kokille 1 und dem Gestell 10 darstellt
durch eine Führungsbahn 41 ersetzt wird. Diese Führungsbahn 41 kann dabei durch eine Gleit- odei
Rollenbahn gebildet werden, deren Achse 44 jedocr ebenfalls entgegengesetzt zur Strangbahnachse Ii
gekrümmt ist. Der mit der Kokille 1 verbunden Gleitstein 42 wird mit Hilfe der Führungen 43. welchs
mit dem ortsfesten Gerüst 7 verbunden sind, auf de: Achse 44 geführt. Diese Achse 44 entspricht der ii
F i g. 1 mit 17 bezeichneten Bewegungsbahn des Hebel
8.
Es kann aber auch der Hebel 8 beibehalten und dafü der Hebel 9 durch eine Führungsbahn ersetzt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Vorrichtung zum Führen einer oszillierend bewegten Stranggießkokille bei einer Stranggießanlage
mit gebogener Strangbahnachse mittels eines mindestens viergliedrigen Gelenkmechanismus, wovon
ein Glied, mit je einem Gelenk an den Enden, durch die Kokille selbst bzw. deren Verlängerung,
und ein anderes als Gestell dienendes Glied durch einen Teil des ortsfesten Gerüsts der Anlage
gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsbahnen (17,18) der Gelenke (II,
12) an der Kokille (1) entgegengesetzt zur Strangbahnachse (15) gekrümmt sind.
2. Vorrichtung nach Paten«anspruch 1, wobei die Achse des Form- und Führungshohlraumes, der
Kokille und deren mitoszillierenden Verlängerung, im unteren Endpunkt der Oszillationsbahn mit der
Strangbahnachse identisch ist und mit der oberen und unteren Endfläche des oszillierenden Form- und
Führungshohlraumes Schnittpunkte bildet, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schnittpunkte (27, 28) in
den Endpunkten der Oszillationsbahn der Kokille (1) auf einer Tangente (32) zur Strangbahnachse (15)
liegen und der Punkt (28) im unteren Endpunkt zugleich Berührungspunkt (31) der Tangente (32) an
die Strangbahnachse (15) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß nur die Bewegungsendpunkte des einen der beiden Schnittpunkte (27, 28) auf einer
Tangente liegen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
wobei die Verbindungsglieder /wischen den Gelenken der Kokille und dem Gestell durch zwei
Führungshebel gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß diese beiden Führungshebel (8, 9)
parallel laufen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. wobei die Verbindungsglieder zwischen den Gelenken
an der Kokille und dem Gestell durch zwei Führungshebe1 gebildet werden, dadurch gekennzeichnet,
daß diese Führungshebel (8,9) nicht gleich lang sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungsglied
zwischen Kokille und Gestell durch einen Führungshebel (9) und das andere Verbindungsglied durch
eine Führungsbahn (41) gebildet wird.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, so dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichungen (38,
39) der Bewegungsbahnen (17, 18) der Gelenke (11, 12) an der Kokille (1) von der Strangbahnachse (15)
auf beide Seiten der Strangbahnachse (15) gleichmäßig verteilt sind.
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Cited By (1)
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Cited By (2)
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DE102006010984A1 (de) * | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Badische Stahl-Engineering Gmbh | Stranggusskokille |
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---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CONCAST HOLDING AG, ZUERICH, FR |
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Free format text: HEMMERICH, F., 4000 DUESSELDORF MUELLER, G., DIPL.-ING. GROSSE, D., DIPL.-ING., 5900 SIEGEN POLLMEIER, F., DIPL.-ING., 4000 DUESSELDORF MEY, K., DIPL.-ING.DR.-ING.DIPL.WIRTSCH.-ING., PAT.-ANWAELTE, 5020 FRECHEN |