DE2544556B2

DE2544556B2 - Stuetzrollengeruest fuer stahl-brammenstranggiessanlagen, insbesondere fuer bogen- brammenstranggiessanlagen

Info

Publication number: DE2544556B2
Application number: DE19752544556
Authority: DE
Inventors: Dieter 4130 Moers; Rahmfeld Werner Dr.-Ing. 4330 Mülheim Kothe
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1975-10-04
Filing date: 1975-10-04
Publication date: 1978-02-02
Also published as: GB1565845A; FR2326258A1; JPS5921696B2; CH595908A5; JPS5243725A; ATA730176A; FR2326258B1; DE2544556A1; US4227636A; AT350207B; DE2544556C3; IT1072512B

Description

Die Erfindung betrifft ein Stiitzrollengerüst für Stahl-Brammenstranggießanlagen, insbesondere für Bogen-Brammenstranggießanlagen mit an den breiten Seiten des Strar.gquerschnitts gegenüberliegend paarweise angeordneten Stützrollen, die in Stranglaufrichtung aufeinanderfolgend abwechselnd einen kleineren und einen größeren Durchmesser aufweisen.

Derartige Stützrollengerüste dienen dem Zweck, sehr breite Gießstränge, d. h. über einen Meter breite, z. B. mm und mehr breite Gießstränge, abzustützen, so daß Ausbauchungen des Stranges aufgrund des ferrostatischen Druckes des flüssigen Stahls im Innern des nur äußerlich abgekühlten Stranges vermieden werden. Diese Art von Stützrollengerüsten erfordert Maßnahmen, um die Durchbiegung der entsprechend der großen Strangbreite sehr langen Stützrollen in zulässigen Grenzen zu halten. Ferner ist darauf zu achten, daß die Strangoberfläche durch die Berührung der Stützrollen keine Riefen, Risse oder anderweitige Beschädigungen erleidet.

Die bekannte Maßnahm? (DT-AS 19 20 757 bzw. DT-OS 22 56 905), in Stranglaufrichtung aufeinanderfolgend abwechselnd einen kleineren und einen größeren Durchmesser für die Stützrollen vorzusehen, dient lediglich dem Ziel, einen kleineren Abstand zwischen den Stützrollen zu erzielen. Diese Maßnahme allein löst jedoch nicht das Problem der Durchbiegung der sehr langen Stützrollen für sehr breite Gießst.-änge.

Es ist ferner bekannt (DT-AS 14 58 158), die Stützrollen im Durchmesser so groß zu bemessen, daß sie dem ferrostatischen Druck mit kleinerer Durchbiegung widerstehen können. Allerdings entsteht bei großem Durchmesser der Stützrollen ein großer Abstand von Rollenachse zu Roilenachse, so daß sich die Strangschale zwischen zwei Stützrollen ausbaucht. Andererseits kann der Durchmesser der Stützrollen auch nicht extrem klein gewählt werden, weil dann die Durchbiegung der Stützrollen unzulässig groß wird. Dieser Schwierigkeit begegnet der bekannte Vorschlag,

ίο indem die auf einer Achse unterteilten Rollen gegenüber der folgenden Achse versetzt angeordnet sind, wobei die Endrollen mit halber Ballenlänge voneinander abwechselnd an je einem Achsenende vorgesehen sind und indem jede Achse an ihren Enden und zwischen den einzelnen Rollen mittels Achshalter gegen einen hintergreifenden Balken abgestützt ist. Die Balken sind jeweils au^r einem ortsfesten Rahmen gelagert. Diese Anordnung vermeidet mittels der versetzten Rollen Riefen in der Strangoberfläche, weil jedem Spalt zwischen zwei auf fluchtenden Achsen gelagerten Stützrollen in Stranglaufrichtung der glatte Rollenballen einer versetzten Stützrolle der benachbarten Achse folgt und gegebenenfalls bereits bewirkte Riefen wieder glattwalzt. Darüber hinaus gestattet dieser Vorschlag im Hinblick auf den hintergreifenden Balken in Verbindung mit dem ortsfesten Rahmen die Stützrollen kleiner im Durchmesser zu dimensionieren, so daß die Rollen dichter als früher üblich angeordnet werden können.

Das Ausführungsbeispiel des bekannten Vorschlags zeigt jedoch, daß die Durchmesser der Stützrollen konventionell an die Dicke der Strangschale angepaßt sind. Daraus ergeben sich in bekannter Weise in Gruppen mit von Gruppe zu Gruppe zunehmendem Durchmesser versehene Stützrollen. Die gruppenweise Vergrößerung des Rollendurchmessers dient der Vergrößerung des Antriebsdrehmomentes, das mit zunehmender Strangschalendicke größer übertragen werden kann. Die gruppenweise Vergrößerung des Rollendurchmesser bedeutet ferner, daß im Bereich der dünnsten Strangschale — nahe der Stranggießkokille — im Durchmesser kleine Rollen und im Bereich mittlerer Strangschalendicke im Durchmesser mittlere Rollen und im Bereich dicker Strangschalen die Stützrollen mit dem größten Durchmesser vorgesehen sind. Der bekannte Vorschlag folgt daher der üblichen Durchmesser-Erhöhung im Verhältnis der wachsenden Strangschalendicke und vermag den Vorteil einer biegungssteifen Stützrolle mit größerem Durchmeser nicht zu

so nutzen. Diesen Nachteil gleicht die bekannte Lösung notgedrungen durch den zusätzlichen Aufwand der hintergreifenden Balken in Verbindung mit dem ortsfesten Rahmen aus.

Die vorliegende Erfindung geht von der eingangs erwähnten Ausbildung eines Stützrollengerüstes mit an den breiten Seiten des Strangquerschnitts gegenüberliegend paarweise angeordneten Stützrollen, die in Stranglaufrichtung aufeinanderfolgend abwechselnd einen kleineren und einen größeren Durchmesser

W) aufweisen.

Der Erfindung ist die Aufgabe zugrundegelegt, die Strangschalenausbauchung bei Breitbrammen-Stahlstranggießanlagen durch Ausnutzung relativ großer Stützrollendurchmesser in allen Erstarrungsbereichen

h> des Gießstranges zu verhindern und hierbei trotzdem kleine Rollenabstände zu erzielen, und im übrigen die Riefenbildung o. ä. Oberflächenbeschädigungen des Gießstranges ebenfalls zu vermeiden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß jeweils in Stranglaufrichtung vor oder hinter einer Stutzrolle mit größerem Durchmesser zwei oder mehrere Stützrollen mit kleinerem Durchmesser, deren Ballenlänge zusammen eine größere Stützlange als die Ballenlänge der jeweils einteiligen Stützrolle mit größerem Durchmesser bilden, auf einer Achse angeordnet sind. Aufgrund der Erfindung wird zunächst erreicht, daß je nach Wahl der Größenunterschiede von Stützrollen kleineren und größeren Durchmessers zwischen zwei Stützrollen von größerem Durchmesser eine Stützrolle mit kleinerem Durchmesser liegt, die das Ausbauchen des Bereiches zwischen zwei in einigem Abstand befindlichen Stützrollen verhindert. Die Stützrollen mit größerem Durchmesser können daher unbedenklich auf einem solchen Abstand angeordnet werden, daß die Stützrollen mit kleinerem Durchmesser einschließlich ihrer Lager zwischen je zwei Stützrollen mit größerem Durchmesser Platz finden. Die Erfindung vermeidet sodann das Erfordernis von Stützrollen mit großem Durchmesser, die sich bei größerer Länge unzulässig durchbiegen und sie vermeidet das Durchbiegen auch bei Stützrollen mit vermindert großem Durchmesser. Nach der Erfindung ist es nämlich möglich, einen relativ großen Durchmesser aus wirtschaftlichen Gründen bewußt kleiner zu halten. Nach dem Grundgedanken der Erfindung ist nicht erforderlich, die Stützrollen mit großem Durchmesser in ihrer Länge größer als die Breite oder so groß wie die Breite des Gießstranges zu bemessen. Die Stützrollen mit kleinerem Durchmesser stützen aufgrund der Summe ihrer Ballenlängen auf einer sich aus mehreren fluchtenden Einzelachsen ergebenden Gesamtachse die volle Breite des Gießstranges, wobei die im Durchmesser kleineren Stützrollen die Gießstrangbreite noch überragen können. Die Stützrollen mit großem Durchmesser können demgegenüber kürzer gehalten werden, so daß das Probltm ihrer Durchbiegung entfällt. Den Stützrollen mit kleinerem Durchmesser fallen zwei Funktionen zu: einerseits verhindern sie die Ausbauchung zwischen zwei Stützrollen mit großem Durchmesser und andererseits stützen sie Bereiche der Gießstrangbreite, die von den Stützrollen mit großem Durchmesser nicht erfaßt werden.

Von den Stützrollen mit kleinerem Durchmesser erfaßte Bereiche entstehen dann, wenn, wie nach der weiteren Erfindung vorgesehen ist, die Länge der Stützrollen mit größerem Durchmesser gleich oder kleiner als die Strangbreite ist. Für den Fall, daß die Länge der Stützrolle mit größerem Durchmesser gleich der Strangbreite ist, überragen die Stützrollen mit kleinerem Durchmesser den Strangrand und stützen etwa auftretende unregelmäßige Breitenbereiche des Gießstranges.

Der Hauptvorteil der Erfindung, die Verkürzung der v> biegebeanspruchten Länge der Stützrollen mit größerem Durchmesser, kann insbesondere dann besonders weitgehend ausgenutzt werden, wenn die Länge der Stützrollen mit größerem Durchmesser mit zunehmendem Abstand von der Stranggießkokille geringer ist. w> Diese Maßnahme entspricht dem Grundsatz, daß der Gießstrang mit zunehmender Strangschalendicke weniger zum Ausbauchen neigt und Stützrollen mit größerem Durchmesser daher weniger zum Stützen und mehr zur Übertragung der Ausziehkraft auf den ι,ί Gießstrang herangezogen werden.

Im allgemeinen ist es vorteilhaft, daß die Stützrollen mit größerem Durchmesser zur Strangbreite mittig angeordnet sind, wodurch in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine symmetrische Übertragung der Ausziehkräfte über die Strangbreite gesehen sichergestellt wird.

Ferner ist vorteilhaft, daß nur Stützrollen mit dem größeren Durchmesser mit einem Drehantrieb versehen sind. Einesteils eignet sich die nicht geteilte große Stützrolle zur Übertragung der erheblichen Drehmomente und bedarf nur eines Antriebs, anderenteils hätten die geteilten Stützrollen aufgrund der symmetrisch zu übertragenden Antriebskraft auf den Gießstrang zwei Antriebe benötigt. Außerdem ist der mitlige Kraftangriff der einteiligen Stützrollen wegen der größeren ferrostatischen Druckkraft in der Mitte der Breite des Gießstranges von Vorteil, weil er die Wirkung des Antriebs bestimmt.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Gesamtansicht des erfindungsgemäßen Stützroilengerüstes von der Seite gesehen,

Fig.2 einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Stützrollengerüstes von der Seite gesehen, wie in F i g. 1 angezeigt,

F i g. 3, F i g. 4, F i g. 5 dieselbe Ansicht wie F i g. 2 für unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung.

Der flüssige Stahl wird (Fig. 1) in die von Kühlwasser durchflossene Stranggießkokille 1 kontinuierlich eingegossen. Der Gießspiegel 2 behält durch kontrolliertes Gießen die angezeigte Höhe und der Gießstrang 3 wird außerhalb der Stranggießkokille 1 kontinuierlich abgekühlt und transportiert. Im Längenbereich 4 erstarrt der Gießstrang 3 bis in den Kern, wobei im Bereich unterhalb der Stranggießkokille 1 der größte Teil des Strangquerschnitts im Inneren noch flüssig ist, währenddem am Ende des Längenbereiches 4 der Strang je nach den Parametern-Gießgeschwindigkeit, Abkühlungsintensität und Werkstoffzusammensetzung der Gießstrangkern im Zustand flüssig/fest oder ganz erstarrt ist. Das erfindungsgemäße Stützrollengerüst wird in dem Längenbereich 4 eingesetzt, in dem die Rekristallisation des flüssigen Stahls stattfindet. Der Längenbereich 4 ist für das Abkühlen und Erstarren des Stahles besonders wichtig. Das erfindungsgemäße Stützrollengerüst berücksichtigt mit seiner Ausbildung vorzugsweise hochempfindliche Qualitätsstähle, die im Stranggießverfahren vergossen werden. Bei derartigen Stählen liegt eine zulässige Dehnung der Strangschale unter der Marke 0,2%.

Der Übersichtlichkeit wegen sind in allen Figuren der Zeichnung die Mittel für das Abkühlen des Gießstranges (Sprühdüsen) nicht gezeichnet. Die Drehlager und die Lagerböcke für die Stützrollen sind ebenfalls nicht dargestellt, um den Blick auf die Anordnung der Stützrollen freizugeben.

Unter der Stranggießkokille 1 (Fig. 1) sind mehrere Fußrollenpaare 5a, 5b angeordnet, die im engen Abstand liegen, um die dünne Strangschale vor dem Ausbauchen zu schützen. Daran anschließend folgt einer Stützrolle 6 mit größerem Durchmesser jeweils eine Stützrolle 7 mit kleinerem Durchmesser.

Die Stützrolle 6 (Fig.2) besitzt eine Ballenlänge 6a, die im Ausführungsbeispiel nicht ganz die Breite des Gießsi.-anges 3 erreicht, so daß die Randkante 3a von der Stützrolle 6 nicht gestützt wird. Die Stützung übernehme^ zwei Stützrollen 7a, 7b mit kleinerem Durchmesser. Deren Ballenlängen 7c und 7c/sind (den Abstand der erforderlichen Drehlager 8 hinzugerechnet) stets länger als die Ballenlänge 6a. Mit zunehmen-

der Dicke der unter kontrolliertem Abkühlen erstarrenden äußeren Schicht, d. h. der Strangschale des Gießstranges 3, sinkt die Gefahr der Ausbauchung, wobei außerdem noch zu berücksichtigen ist, daß die Randkante 3a des Gießstranges schneller abkühlt und mehr Festigkeit gewinnt als die Bereiche links und rechts des Mittenbereiches 9. Die nachfolgenden Stützrollen 6c/und 6c sind den unter ihnen befindlichen Strangschalendicken angepaßt und daher kürzer. Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung ist vorteilhafterweise im Anschluß an die Fußrollenpaare 5a, 5b anzuordnen. Es ist zu beachten, daß bei einer Senkrecht-Brammenstranggießanlage und bei der gezeichneten Bogen-Brammengießanlage die Anordnung der Stützrollen an den zu stützenden Seiten des Gießstrangquerschnitts jeweils gleich erfolgen kann. Es ist jedoch auch möglich, insbesondere bei Bogen- und bei Waagerecht-Brammenstranggießanlagen an der jeweils unteren Seite des Gießstrangquerschnittes einheitliche Rollen mit der Länge gleich der Breite des Stranges vorzusehen. In diesem Fall erfolgt die Anwendung der vorliegenden Erfindung jeweils an der Oberseite des Gießstranges.

Die Anordnung von zwei Stützrollen 7a, Tb mit kleinerem Durchmesser und der einteiligen Stützrolle 6 mit größerem Durchmesser ist jedoch an den beiden zu stützenden, sich gegenüberliegenden Seiten des Gießstranges vorteilhaft, um das Kühlwasser, das aufgespritzt wird, an einem unerwünscht schnellen Abfließen zu hindern.

Die Ausführungsform nach F i g. 3 sieht Stützrollen 6 mit größerem Durchmesser vor, deren Ballenlänge 6a der vollen Strangbreite entspricht. Der oberen Stützrolle 6 entsprechend ist die Längenabstufung der nachfolgenden Stützrollen Sb, 6c schwächer. Diese Anordnung bewirkt eine weitergehende Abstützung des Gießstranges, wobei die Abkühlung sehr empfindlicher Stahlsorten etwas langsamer fortschreitet.

Eine kürzere Ballenlänge 6a der Stützrollen 6, 6£>, 6c ist möglich, sobald die Strangschale noch weiter

ίο tragfähig geworden ist (F ig. 4).

Die Verkürzung der Ballenlänge 6a im Bereich des weitestgehend durcherstarrten Strangkernes zeigt Fig.5. Diese Anordnung gewährt eine großzügige Beaufschlagung der Strangoberfläche mit Kühlmittel.

ohne daß dieses unerwünscht schnell abfließt.

Eine oder mehrere der Stützrollen 6, 6b, 6c mit größerem Durchmesser sind mit einem Drehantrieb 10 üblicher Bauart ausgestattet (F i g. 3 bis 5).

Die Ausführungsbeispiele der F i g. 2 bis 5 lehren den

2ü Grundgedanken, zwischen zwei Stützrollen mit großem Durchmesser eine Stützrolle mit kleinerem Durchmesser anzuordnen, um darauf die großen Rollen in Abhängigkeit der Dicke der erstarrenden Schicht des Gießstranges kürzer zu halten. Kürzere Stützrollen sind weniger der unerwünschten Durchbiegung ausgesetzt. Bei der Erfindung ist somit die Länge der Stützrollen mit großem Durchmesser das Kriterium für die Dicke der bereits erstarrten Schicht des Gießstranges bzw. das Kriterium für die Tragfähigkeit der den noch flüssigen Strangkern umgebenden, jedoch unter der Abkühlung erstarrenden Schale.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stützrollengerüst für Stahl-Brammenstranggießanlagen, insbesondere für Bogen-Brammenstranggießanlagen, mit an den breiten Seiten des Strangquerschnitts gegenüberliegend paarweise angeordneten Stützrollen, die in Stranglaufrichtung aufeinanderfolgend abwechselnd einen kleineren und einen größeren Durchmesser aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils in Stranglaufrichtung vor oder hinter einer Stützrolle (6) mit größerem Durchmesser zwei oder mehrere Stützrollen mit kleinerem Durchmesser (7), deren Ballenlängen (7c, Td) zusammen eine größere Stützlänge als die Ballenlänge (6a) der jeweils einteiligen Stützrolle (6) mit größcrem Durchmesser bilden, auf einer Achse angeordnet sind.

2. Stützrollengerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Stützrollen (6) mit größerem Durchmesser gleich oder kleiner als die Strangbreite ist.

3. Stützrollengerüst nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Stützrollen (6) mit größerem Durchmesser mit zunehmendem Abstand von der Stranggießkokille (1) geringer ist.

4. Stützrollengerüst nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrollen (6) mit größerem Durchmesser zur Strangbreite mittig (9) angeordnet sind.

5. Stützrollengerüst nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nur Stützrollen (6) mit dem größeren Durchmesser mit einem Drehantrieb (10) versehen sind.