DE2617049B2 - Führungsvorrichtung für eine Stranggußmaschine - Google Patents
Führungsvorrichtung für eine StranggußmaschineInfo
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- B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
- B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
Description
Die Erfindung betrifft eine Führungsvorrichtung für eine Stranggießmaschine zur Führung und Kühlung von
Gußsträngen aus Metall, insbesondere Stahl, mit l-ührungsplatten für den Strang, die mittels Druckelement
gegen den Strang anpreßbar und auf ihrer rückwärtigen Seite durch ein Kühlmittel beaufschlagt
sind.
Line I iihruiigsvorrichtung dieser Art ist z. B. aus der
Ul. AS 20 24 10« bekannt. Bei dieser bekannten Vi(IiK.liiiiMj; werden die lührungsplatten durch Federn
yi-.yiw ilen Strang angepreßt und werden von inr.en
iIiiii.1i Kühlwasser besprüht. Diese bekannte Vorrichiniij.'
hai (Sen Nachteil, daß der Anpreßmechanismus
verhältnismäßig kompliziert ist, und daß die Kühlwirkung des auf die Innenseite der Platte versprühten
Kühlwassers in vielen Fällen unzureichend ist, so daß aus einem normalen Stahl bestehende Platten rasch
abgenützt werden. Dieser Umstand wird noch dadurch verstärkt, daß wegen einer im wesentlichen punktförmigen
Abstützung der Platten diese eine verhältnismäßig grolle Wandstärke aufweisen müssen, was ihre Kühlung
von innen erschwert
Aus der DE-OS 24 02 343 ist eine ähnliche Strangführungsvorrichtung
bekannt, bei welcher topfförmige Körper durch Federn gegen den Strang gedruckt
werden, wobei sich innerhalb der Körper Sprühvorrichtungen befinden, die ihren am Strang aufliegenden
Boden besprühen. Auch hier gelten die gleichen Nachteile, wobei zu beiden bekannten Vorrichtungen
festzustellen ist, daß sie wegen der federnden Abstützung nicht in einer genauen Position gegenüber dem
Strang gehalten werden können, was bezüglich der Erziehung genauer Dimensionen des Stranges nachteilig
ist
Die Erfindung hat die Schaffung einer Führungsvorrichtung der erwähnten Art zum Ziel, welche diese
Nachteile nicht aufweist, eine intensivere Kühlung und gleichmäßige Abstützung der Führungsplatte über ihre
gesamte Fläche ermöglicht, bei besserem Wärmeübergang und einer genauen Positionierung der Führungsplatten.
Die erfindungsgemäße Führungsvorrichtung, durch welche dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement als hydrostatisches Stützelement ausgebildet ist, das jeweils einen Zylinder enthält, der einen auf die Führungsplatte einwirkenden Stützschuh aufweist, wobei der Stützschuh mindestens eine Ausnehmung zur hydrostatischen Lagerung enthält, die an eine Speisevorrichtung eines flüssigen Kühlmittels angeschlossen ist, und daß eine Regelvorrichtung zur Positionierung der Führungsplatte vorgesehen ist.
Die erfindungsgemäße Führungsvorrichtung, durch welche dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement als hydrostatisches Stützelement ausgebildet ist, das jeweils einen Zylinder enthält, der einen auf die Führungsplatte einwirkenden Stützschuh aufweist, wobei der Stützschuh mindestens eine Ausnehmung zur hydrostatischen Lagerung enthält, die an eine Speisevorrichtung eines flüssigen Kühlmittels angeschlossen ist, und daß eine Regelvorrichtung zur Positionierung der Führungsplatte vorgesehen ist.
■to Durch das zwischen den Stützschuhen der Stützelemente
und den Führungsplatten durch einen engen Spalt ausströmende Kühlmittel wird eine intensive
Kühlung der Führungsplatten erhalten. Gleichzeitig werden die Führungsplatten auf den Stützschuhen
großflächig abgestützt und können daher aus einem wesentlich dünneren Material bestehen als bisher. Beide
Maßnahmen führen zu einer wesentlich besseren Kühlung der dem Strang zugewandten Flächen der
Führungsplatten, was sich günstig auf ihre Lebensdauer auswirkt. Die Abstützung mit der Hilfe eines Zylinders
und eines in diesem geführten Kolbens ermöglicht nicht nur eine gleichmäßige Abstützung der Führungsplatten,
sondern zusammen mit der Regelvorrichtung zur Positionierung eine genaue Einstellung der Lage der
Führungsplatte und somit die Einhaltung genauer Masse des hergestellten Stranges. Zusätzlich wird eine
bedeutende Verstellbarkeit der Führungsplatten zueinander und voneinander weg erhalten. Auf diese Weise
ist mit einfachen Mitteln eine rasche Verstellung der Führungsplatten und Anpassung an verschiedene
Querschnitte möglich.
Vorzugsweise können die Ausnehmungen in den Stützflächen die Form von länglichen Nuten haben,
welche von in einem Abstand angeordneten Sammelnuten für die Ableitung des Kühlmittels umgeben sind.
Durch diese Maßnahme wird ein besonders intensiver Wärmeübergang zwischen dem Kühlmittel und der
Oberfläche der Führungsplatte erzielt, da eine große
Anzahl enger Strömungskanäle besteht, durch welche das Kühlmittel mit großer Geschwindigkeit strömt
Dabei kann in der Speiseleitung der Zylinder der hydrostatischen Stützelemente mindestens eine Vorrichtung
zur periodischen Senkung des Druckes des Anpreßmittels geschaltet sein.
Dadurch wird kurzzeitig die Reibung zwischen den Führungsplatten und dem Strang so vermindert, daß
sich dieser in seiner Bewegungsrichtung bewegen kann.
Die periodische Senkung des Druckes kann bei allen Stützelementen der Vorrichtung gleichzeitig erfolgen.
Sie kann jedoch auch auf einzelne Gruppen von Stützelement begrenzt sein, wobei sich die Stelle der
Drucksenkung von einem Ende der Vorrichtung zum anderen bewegt
Vorzugsweise kann die Regelvorrichtung Druckregler aufweisen, denen Fühler zum Abtasten der Stellung
der Führungsplatten zugeordnet sind. Auf diese Weise ist eine einfache Bestimmung der Stellung der
Stützelemente und somit auch der Führungsplatten im Betrieb möglich.
Den Fühlern können Sollstellungselemenie zugeordnet sein. Durch eine derartige Maßnahme wird eine
selbsttätige Anpassung der Anpreßkraft der Stützelemente an die Druckkraft des Stranges unter dem Einfluß
von ferrostatischem Druck erzielt.
Dabei können die Sollstellungselemente an einem besonderen Meßgerüst befestigt sein, das vom Traggerüst
der Stützelemente unabhängig ist. Auf diese Weise werden Deformationen des Traggerüstes unk - dem
Einfluß der Kräfte der Stützelemente nicht auf das Meßgerüst übertragen und beeinflussen somit auch
nicht die Stellung der Stützelemente und der Führungsplatten. Das hat zur Folge, daß das Traggerüst
wesentlich leichter und somit billiger ausgebildet werden kann, da seine Deformation die Stellung der
Führungsplatten und somit auch die Form des Stranges nicht beeinflussen. Das zusätzlich vorgesehene Meßgerüst
kann auch sehr leicht sein, da es keiner Belastung ausgesetzt ist.
Die Sollstellungselemente können vorzugsweise im Meßgerüst gespannte Drähte sein, welche parallel zu
den Führungsplatten und horizontal verlaufen. Auf diese Weise wird eine einfache Ausführungsform der
Sollstellungselemente erhalten, wobei diese elektrisch oder elektromagnetisch abtastbar sind. Es versteht sich
jedoch, daß auch mechanische Sollstellungselemente oder solche mit Licht- bzw. Laserstrahlen denkbar sind.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispioles erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen schematischen vertikalen Schnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 den Schnitt H-II aus der F i g. 1 in größerem Maßstab,
Fig.3 einen Ausschnitt aus der Fig. 1, ebenfalls in
größerem Maßstab,
Fig.4 eine Ansicht des Stützelementes mit Ausnehmungen
in der Form von länglichen Nuten und
Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Ansicht einer t>o
weiteren Ausführungsform des Stützelementes.
Die Fig. 1 zeigt eine Stranggußanlage mit einer Gießpfanne !,die sich auf einem Strangführungsgerüst 2
befindet. Unterhalb der Gießpfanne 1 befindet sich ein Einfülltrichter 3, aus welchem das zugeführte flüssige
Metall in eine Kokille 4 gelangt. An die Kokille 4 schließt sich eine Strangführung 5 an, welche Führungsbleche 6.7 und 8 enthält.
Wie insbesondere aus der F i g. 3 hervorgeht sind die Führungsbleche oben auf einer Stange 10 aufgehängt
und zwar mit der Hilfe eines gebogenen Endes 11, welches sich über die Stange 10 erstreckt Die
Führungsbleche 6, 7 und 8 werden gegen den aus der Kokille 4 austretenden Strang 12 durch hydrostatische
Stützelemente 13 angepreßt jedes hydrostatische Stützelement 13 enthält bei der Ausführungsform nach
der F i g. 3 einen Zylinderteil 14 und einen Kolbenteil 15, der mit einem Stützschuh 16 versehen ist Im Stützschuh
sind Ausnehmungen 17 zur hydrostatiscnen Lagerung ausgebildet Die Ausnehmungen sind nach der Art einer
Mehrpunktabstützung in verschiedenen Geraden angeordnet. So können z. B. drei Ausnehmungen 17
vorgesehen sein, die ein Dreieck bilden, oder vier, die in einem Viereck angeordnet sind.
Die Ausnehmungen 17 sind durch Drosselkanäle 18 mit dem Zylinderraum 20 des Zylinderteiles 14
verbunden. Dem Zylinderteil 20 wird durch eine Leitung 21 ein hydraulisches Druckmittel zugeführt, das im
vorliegenden Fall gleichzeitig das Kühlmittel bildet und vorzugsweise Wasser sein kann. Zur Aufnahme der
Stützkraft der Stützelemente i3 sind die Zyiinderteile 14
auf einer Stützplatte 22 befestigt die ein Teil eines Stützgerüstes 23 ist.
Im Betrieb wird das hydraulische Druckmittel, das
gleichzeitig als Kühlmittel dient, durch die Leitungen 21 den Zylinderräumen 20 der Stützelemente 13 zugeführt.
Das in den Zylinderräumen 20 befindliche Druckmittel preßt die Kolbenteile 15 mit den Stützschuhen 16 gegen
die Führungsbleche 6 bzw. 7, 8. Gleichzeitig tritt das Druckmittel aus den Zylinderräumen 20 durch die
Kanäle 18 in die Ausnehmungen 17. In den Kanälen 18 entsteht durch Drosselwirkung ein Druckabfall. Gleichzeitig
wird durch die Drosselkanäle in ausreichender Weise gewährleistet, daß die den einzelnen Ausnehmungen
zuströmende Menge des Druckmittels weitgehend unabhängig vom Ausströmwiderstand aus den Ausnehmungen
17 ist und somit mit ausreichender Genauigkeit eine im wesentlichen zeitlich konstante Strömungsmenge
aufweist.
Die hydrostatisch wirksame Größe der Stützfläche 16' der Stützschuhe 16 ist größer als die dem Druck im
Zylinderraum 20 ausgesetzte wirksame Fläche des Kolbenteiles 15. Trotz einem durch die Drosselstellen 18
verminderten Druck kann daher in den Ausnehmungen 17 eine Druckkraft entstehen, welche im Gleichgewicht
mit der im Zylinderraum 20 auf den Kolbenteil 15 wirkende Kraft ist. Dabei strömt dauernd das
Kühlmittel zwischen dem Stützschuh 16 und der Wand des Führungsbleches nach außen. Die Ausnehmungen
17 sorgen dafür, daß sich am Umfang des Schuhes 16 ein gleichmäßiger Spalt einstellt.
Auf diese Weise wird das Führungsblech 6 bzw. 7, 8 bei ausreichender Dichte der Stützelemente großflächig,
mit gleichmäßiger Kraft, ohne metallische Berührung, abgestützt. Die Führungsbleche 6, 7 und 8
können daher wesentlich dünner sein als es bisher notwendig war. Das durch einen schmalen Spalt
zwischen den Stützschuhen 16 und dem be'.reffenden Führungsblech austretende Kühlmittel hat einen Wärmeübergang,
wie er durch bloßes Besprühen mit Wasser, welches als Kühlung bisher üblich war, nicht
erreichbar ist. Die kleinere Wandstärke gestattet eine bessere Ableitung der Wärme, was zusammen mit dem
besseren Wärmeübergang an das Kühlmittel zur Folge hat, daß die Führungsbleche kühler als bisher sind und
daher auch einer geringen Abnützung unterliegen.
Wie noch aus den Fig. 1—3 ersichtlich ist, sind zwischen den Führungsblechen 6, 7 und 8 und der
Stützplatte 22 Tastfühler 24 angeordnet, welche durch Federn 25 gegen die betreffende Führungsplatte
gedrückt werden. An ihren anderen Enden sind die Tastfühler 24 mit einer Gabel 26 versehen, die einen
parallel zu den Führungsplatten gespannten Stahldraht 27 umschließt. Die Gabel 26 enthält einen nicht
dargestellten, elektromagnetischen Annäherungsfühler, der z. B. zwei in den Gabelarmen 28 befindliche
elektromagnetische Elemente enthält, die in einer Brückenschaltung geschaltet sind. Der Fühler 28 ist
entsprechend der Darstellung in der F i g. 1 durch eine Signalleitung 30 mit einem Regler 31 verbunden,
welcher ein Drosselorgan 32 zur Einstellung des hydraulischen Druckes des den Stützelementen zugeführten
Druckmittels beeinflußt. Die Drosselorgane 32 sind entsprechend der Darstellung in der F i g. 1 in
Zweigleitungen 33 geschaltet, die von einer gemeinsamen Speiseleitung 34 abgezweigt sind. Die Speiseleitung
34 führt von einer Speisepumpe 35.
Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, ist jeweils einer
Reihe von Tastfühlern 24 ein Draht 27 zugeordnet. Dieser ist an seinen Enden an Armen 36 befestigt,
welche mit der Hilfe von Stellmoloren 37 in einem Meßgerüst 38 verstellbar sind. Der Draht 27 kann an
einem Arm 36 eingehängt sein, während er am anderen über eine Rolle geführt und durch ein Gewicht 40
belastet ist. Das Meßgerüst ist unabhängig vom Stützgerüst 23 aufgebaut, so daß sich dessen Deformationen
unter Belastung nicht auf das Meßgerüst übertragen.
Im Betrieb steuern die Regler 31 den Druck des den einzelnen Stützelementen 13 zugeführten Druckmittels
so. daß sich der Draht 27 bei allen Tastfühlern 24 in der Mitte der Gabel 26 befindet. Dadurch ist auf einfache
Weise die Sollstellung der Führungsplatten 6, 7 und 8 bestimmt.
Entsprechend der Darstellung in der F i g. 1 befinden sich unterhalb der Strangführung 5 mit den Führungsblechen 6, 7 und 8 zwei Walzengruppen 41 mit je drei
Walzen 42. Die Walzengruppen werden durch hydraulische Zylinder-Kolbeneinheiten 43 gegen den Strang 12
gepreßt. Die Walzen 42 können vorzugsweise sogenannte Durchbiegungsausgleichswalzen sein, die hydrostatische
Stützkolben enthalten, welche gleichmäßig einen rohrförmigen Mantel stützen. Derartige Walzen
sind z. B. aus der US-PS 38 02 044 bekannt.
Die Fig.4 und 5 zeigen weitere mögliche Ausführungsformen
des Kolbenteiles 15 nach der F i g. 3.
Wie bereits erwähnt wurde, besteht im Spalt zwischen dem Schuh 16 und dem Führungsblech 6, 7, 8
ein besonders guter Wärmeübergang, und zwar hauptsächlich wegen der hohen Strömungsgeschwindigkeit
des Kühlmittels. Vorzugsweise kann daher die Stützfläche des Stützschuhs 16 so ausgebildet sein, daß
sie im Betrieb zusammen mit der Wand des betreffenden Führungsbleches einen möglichst großen Anteil von
Abschnitten mit einer derartigen Spaltströmung aufweist
Zu diesem Zweck sind bei den Ausführungsformen nach den F i g. 4 und 5 die Ausnehmungen in der Form
von länglichen Nuten 17 ausgebildet Zur Erleichterung des Abflusses des hydraulischen Druckmittels, in diesem
Falle des Kühlmittels, sind die Nuten 17 an den vom Umfang der Stützfläche abgewandten Seiten von
Sammelnuten 60 zur Ableitung des Kühlmittels umgeben. Bei dieser Ausführungsform entsteht im
Betrieb zwischen jeder Nut 17 und dem Außenrand der Stützfläche bzw. einer Sammelnut 60 eine Spaltströmung
mit den erwähnten guten Eigenschaften des Wärmeüberganges. Gleichzeitig wird in der beschriebenen
Weise eine hydraulische Anpreßkraft gebildet, mit deren Hilfe das betreffende Führungsblech abgestützt
wird. Zur Erzielung einer besseren Überdeckung der einzelnen Stützflächen können, wie in der F i g. 4
ίο dargestellt, die Seiten der Stützflächen schräg zueinander
angeordnet sein.
Eine weitere mögliche Ausbildung der Stützfläche ist in der Fig.5 dargestellt. Nach dieser Figur ist die
Stützfläche sechseckig und enthält Zuführkanäle 18, die Nuten 17 sowie Sammelnuten 60.
Wie aus der Fig. 1 hervorgeht, ist zusätzlich zur Speisepumpe 35 mit den Speiseleitungen 33 und 34 noch
eine Speisepumpe 70 mit einer Druckleitung 71 vorgesehen. An die Druckleitung 71 ist einerseits ein
Druckeinstellorgan 72 angeschlossen, das zur Speisung der Zylinder-Kolbeneinheiten 43 mit einem geeigneten
Druck dient. An den anderen Zweig der Druckleitung 71 ist ein Druckeinstellorgan 73 angeschlossen, von dem
Verteilleitungen 74 zu hydrostatischen Stützelementen 75 der Kokille 4 führen. Die Stützelemente 75 können
gleich ausgebildet sein wie die Elemente 13. Sie benötigen jedoch keiner Regelung, da die Platten 76 der
Kokille feststehend sind.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1—3 dient
das hydraulische Anpreßmittel gleichzeitig als Kühlmittel, d. h., daß normalerweise die Speiseleitung 34 und
eventuell auch die Leitung 71 Wasser führt. Es ist jedoch auch eine Ausführungsform denkbar, wo das Anpreßmittel
und das Kühlmittel zwei verschiedene Flüssigkeiten sind. So kann z. B. als Kühlmittel ein nicht besonders
gereinigtes Wasser dienen, während als Anpreßmittel Hydrauliköl oder zumindest sauberes Wasser mit
Zusätzen verwendet wird.
Wie noch aus der F i g. 2 hervorgeht, ist der Strang 12
seitlich durch Führungsbleche 85 geführt. Die Führungsbleche 85 sind auf Stützelemente 75 abgestützt, die
gleich ausgebildet sein können wie die Stützelemente 75 der Kokille 4. Es versteht sich, daß die Stützelemente
auch gleich ausgebildet sein können, wie die Stützelemente 13, und daß auch Fühler nach Art der Fühler 24
zusammen mit der zugeordneten Regelung vorgesehen sein können.
Entsprechend der Darstellung in der F i g. 1 sind die Druckregelventile 32 über Signalleitungen 100,101 und
102 an Signalgeber 103, 104 und 105 angeschlossen, webhe, wenn sie in Betrieb gesetzt werden, periodische
Signale senden, mit deren Hilfe die Drosselorgane 32 kurzzeitig derart betätigt werden können, daß der
Druck in den Zylindern der Stützelemente 13 und somit deren Anpreßkraft sinkt Dadurch kann eine kurzzeitige
Verminderung der Anpreßkraft zwischen den Führungsplatten
6, 7, 8 und dem Strang 12 hervorgerufen werden, so daß sich dieser nach unten bewegen kann.
Die Signalgeber 103, 104 und 105 stehen unter dem Einfluß eines Steuergerätes 106, mit dessen Hilfe sie in
Betrieb gesetzt werden könnea So kann z.B. das Steuergerät 106 die Signalgeber 103, 104 und 105 so
betätigen, daß eine Druckentlastung bei allen gleichzeitig entsteht Die Betätigung kann jedoch auch
nacheinander erfolgen, so daß die Führungsplatten z. B.
jeweils in der Reihenfolge 6,7,8 oder umgekehrt 8,7,6
entlastet werden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Führungsvorrichtung für eine Stranggießmaschine zur Führung und Kühlung von Gußsträngen
aus Metall, insbesondere Stahl, mit Führungsplatten für den Strang, die mittels Druckelementen gegen
den Strang anpreßbar und auf ihrer rückwärtigen Seite durch ein Kühlmittel beaufschlagt sind,
dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement als hydrostatisches Stützelement (13)
ausgebildet ist, das jeweils einen Zylinder (14, 50) und einen in diesem beweglich geführten Kolben (15,
51) enthält, der einen auf die Führungsplatte (6,7,8)
einwirkenden Stützschuh (16) aufweist, wobei der Stützschuh (16) mindestens eine Ausnehmung (17)
zur hydrostatischen Lagerung enthält, die an eine Speisevorrichtung (34, 35, 81) eines flüssigen
Kühlmittels angeschlossen ist, und daß eine Regelvorrichtung (24, 31) zur Positionierung der Führungsplatte
(6,7,8) vorgesehen ist
2. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (17) im
Stützschuh (16) aus länglichen Nuten besteht.
3. Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der
Speiseleitung (33, 34) der Zylinder (14, 50) der hydrostatischen Stützelemente (13) mindestens eine
Vorrichtung (103, 104, 105, 106) zur periodischen Senkung des Druckes geschaltet ist.
4. Betriebsweise für die die Führungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
periodische Senkung des Druckes auf einzelne Gruppen von Stützelementen (13) begrenzt wird.
5. Führungsvorrichtung nach Anspruch !,dadurch
gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung Druckregler (31) aufweist, denen Fühler (24) zum Abtasten
der Stellung der Führungsplatten (6,7,8) zugeord net
sind.
6. Führungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß den Fühlern (24) Sollstellungselemente (27) zugeordnet sind.
7. Führungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sollstellungselemente (27) an einem besonderen Meßgerüst (38) befestigt sind,
das vom Traggerüst (23) der Stützelemente unabhängigist.
8. Führungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollstellungselemente im
Meßgerüst (38) gespannte Drähte sind (27), welche parallel zu den Führungsplatten (6, 7, 8) und
horizontal verlaufen.
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