DE2657248A1

DE2657248A1 - Verfahren und vorrichtung zum mehrstranggiessen

Info

Publication number: DE2657248A1
Application number: DE19762657248
Authority: DE
Inventors: Yutaka Tsuchida
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1975-12-18
Filing date: 1976-12-17
Publication date: 1977-07-07
Also published as: DE2657248C3; DE2657248B2; US4149583A

Description

17.279 R/ei

Firma ISHIKAWAJIMA-HAEIMA JUKOGYO KABUSHIKI KAISHA, Tokio / Japan

Verfahren und Vorrichtung zum Mehrstranggiessen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Giessen in mehreren Strängen und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Mit der Steigerung der Giessfähigkeit eines Frischungsofens werden immer häufiger Mehrstrang-Gussgerate zum kontinuierlichen Giessen von Halbzeug aus Stahl in· Strängen, wie Knüppeln (Barren), Vorblöcken, Brammen u. dgl., erforderlich. Die bereits bekannten Vorrichtungen zum kontinuierlichen Mehrstranggiessen sind allerdings nichts anderes als eine Zusammenballung mehrerer Einzelstrang-Gussgeräte, so dass ein übergrosser Einbauraum benötigt wird, die Einführungskosten sehr ansteigen und eine grosse Anzahl von unterschiedlichen Bestandteilen verwendet werden muss, was eine komplizierte Instandhaltung nach sich zieht.

Es wurden auch Doppel- oder Dreifach-Stranggussmaschinen zur kontinuierlichen Herstellung von Brammen verwendet. In einer bekannten Doppel-Stranggussmaschine sind zwei Kokillen an einem gemeinsamen oszillierenden Kokillentisch

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montiert, der von einem gemeinsamen Oszillationsantrieb angetrieben wird, und die aus den Kokillen erscheinenden Stränge werden in Brammenform von einem Treibrollenpaar herausgezogen. Es ist jedoch äusserst schwierig,zwei Vorblöcke und Brammen mit einem einheitlichen Druck zu erfassen. Ferner müssen am Gussanfang zwei Vorblöcke und Brammen gleichzeitig herausgezogen werden, während die Kokillen oszilliert werden, so dass also auch das flüssige Metall gleichzeitig {im selben Zeitabschnitt) und gleichmassig (in gleichen RaummengenJ in die Kokillen gegossen werden muss, was folglich das Giessen ausserordentlich erschwert.·

Die Geschwindigkeit des kontinuierlichen Giessens ist bisher noch beschränkt infolge des Abreissens der Stränge. Um also die Erzeugung zu erhöhen, wurde ein Verfahren entworfen und eine dementsprechende Vorrichtung für eine Vielzahl von Strängen konstruiert und vorgeführt, so dass die Gesamtproduktion proportional zur Anzahl der Stränge steht. Eine solche Maschine für acht Stränge war schon in Betrieb; da aber alle Stränge gleiche Einheiten, Geräte und Ausrüstungen zum kontinuierlichen Giessen aufweisen, sind sie eigentlich nur parallel nebeneinandergereiht, so dass gewisse Grenzen der Verringerung des Raumbedarfes oder des Abstandes zwischen den benachbarten Strängen, besonders infolge der Treibrollenständer, gesetzt sind. So beträgt beispielsweise der Raumbedarf für die bestehenden Maschinen 1.100 bis 1.300 mm für das kontinuierliche Giessen von φ 120-Strängen.

Mit dem zunehmenden Abstand zwischen den benachbarten Strängen vergrössert sich auch die Länge der Giesstrichter, so dass die Entfernung zwischen der Gussposition und dem äussersten Ausguss der Giesspfanne entsprechend anwächst, wo-

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durch die Temperatur - bevor der flüssige Stahl den äussersten Ausguss erreicht - beträchtlich abgefallen ist. Das führt zu einer Verstopfung des Ausgusses. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, werden bei Gusseinrichtungen für acht Stränge zwei Giesstrichter verwendet. Dadurch wachsen aber wieder die Instandhaltungskosten. Dabei ist das Problem der Ausgussverstopfung immer noch nicht befriedigend gelöst, so dass es immer noch häufig zu dieser Arbeitsbeeinträchtigung kommt.

Im weiteren wird anhand der Figur 1 ein Verfahren und eine dementsprechende Vorrichtung zum gleichzeitigen kontinuierlichen Giessen von mehreren Strängen gemäss dem Stand der Technik beschrieben. Da beide gezeigten Stränge im wesentlichen der Konstruktion und der Arbeitsweise nach ähnlich sind, genügt es, nur einen Strang zu beschreiben. Eine wassergekühlte kupferne Kokille 1 mit einer Kupferplatte ist an einem oszillierenden Kokillentisch 2 montiert, der mittels einer Schwenkhebeleinrichtung von einem Schwingungsantrieb 4 in vertikaler Osziallation auf- und abbewegt wird. Genauer ausgedrückt, ein Antriebsmotor 4-3 treibt über ein Reduktionsgetriebe 4-2 eine exzentrische Nockenwelle 4-1 an, so dass ein Schwenkhebel 4-4 in einem vorbestimmten Winkel in einer Vertikalebene schwingen kann, wodurch auch der Oszillationshebel 3 mitschwingt und die Kokille 1 über den Kokillentisch 2 in vertikale Schwingungen versetzt. Hierdurch kann das Haften des Stahles an der Kokillenwand aufgehoben werden.

Aus der Kokille 1 tritt kontinuierlich ein Barren (Knüppel) 8 heraus, wird von einem Rollenwerk, Krümmungseinheit 5 genannt, und einem weiteren Rollenwerk, Formbogen 6, zu einem Richtgerät 7 geführt, wo der Knüppel 8 ausgerichtet wird. Der gerade gestreckte Barren 8 wird über einen Horizontaltisch 9 mittels Treibrollen 10 gezogen, die von eigenen

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— κ —

Treibrollenantrieben 11 bewegt werden. Danach wird der Barren 8 mittels einer Schere 12 in vorbestimmte Längenabschnitte geschnitten. Die Schere 12 wird durch einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder 13 der Herausziehgeschwindigkeit des Barrens 8 entsprechend mitbewegt. An der Austrittsseite der Schere 12 ist ein (nicht dargestellter; Fördertisch angeordnet.

Bezugnehmend auf die Figuren 2, 3 und 4 wird der oszillierende Kokillentisch 2 und der Schwenkhebel 3 eingehender beschrieben werden. Entlang den Längsseiten des Kokillentisches 2 ist ein fester Rahmen 14 angeordnet, der eine Anlage 15 für eine vertikale Führungsschiene 16 trägt. An jeder Längsseite des Kokillentisches 2 ist ein Rollenträger 17 befestigt, der am Flansch der Führungsschiene 16 aufsitzende Führungsrollen 18 trägt. Hierdurch werden Oszillationen des Tisches 2 in Querrichtung vermieden. Der Tisch kann also nur vertikal schwingen.

Bei der herkömmlichen Vorrichtung sind die oben beschriebenen Einrichtungen 14 bis 18 zu jeder Seite des Oszillationstisches 2 eines jeden Stranges angeordnet und nehmen also einen verhältnismässig grossen Einbauraum ein. Infolgedessen hat jeder Strang einen grossen Raumbedarf, dessen Breite dem doppelten Wert von L in Figur 4 entspricht und wesentlich grosser als der Radius L¹ der Kokille 1 ist. Zusätzlich musste der Oszillationsantrieb 4 des Hebels 3 sehr gedrängt konstruiert werden, weil das Reduktionsgetriebe 4-2, der Motor 4-3 und weiteres mehr in der begrenzten Breite jedes Stranges untergebracht werden musste.

Im weiteren werden die Treibrollen 10 mit ihren Antrieben 11 eingehender beschrieben. Vie aus Figur 1 ersichtlich, wird jede Treibrolle von ihrem eigenen Antrieb 11 ange-

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trieben (detailiert gezeigt in Figuren 5, 6, 7). Bei einer kontinuierlich arbeitenden Gussmaschine mit mehr als zwei Strängen sind die Treibrollenantriebe oberhalb ihrer Treibrollen 10 angeordnet und kraftschlüssig mit diesen durch Schneckenradgetriebe verbunden.

Gemäss der Figur 5, 6 und 7 wird die Treibrolle 10 antriebsmässig mit dem Motor 23 derart verbunden, dass ein erstes Schneckenradgetriebe 19, eine Transmissionswelle 20, ein Kegelradgetriebe 21 und ein zweites Schneckenradgetriebe den Antrieb ermitteln. Ein Lagerblock 25 der Treibrolle ist drehbar um einen Bolzen 26 mittels eines Hydraulikoder Pneumatik-Zylinders 24 verbunden. Bei einer solchen Antriebseinrichtung kann deshalb die Strangweite nicht verringert werden, weil die Schneckenradgetriebe und Lagerblöcke eines Stranges in die Reichweite des benachbarten Stranges überragen wurden.

Wie oben beschrieben, steigt mit der Kapazität der Stahlschmelzöfen, nämlich mit deren Erzeugungsumfangvergrösserung, auch die Zahl der Stränge, und zwar bis zu acht Stück im extremen Falle. Da jedoch der Raumbedarf der Oszillationsantriebe der Kokillen sowie der Rollenantriebe eine Grenze der angestrebten Verringerung des

Raumes zwischen benachbarten Strängen setzt, wird ein äusserst umfangreicher Raum zur Installation einer Mehrstranggussmaschine benötigt. Darüberhinaus hat jeder Strang sein eigenes Rollenwerk, so dass sehr viel Zeit und Arbeit erforderlich sind, wenn dieses ausgewechselt werden soll. Ausserdem nimmt bei herkömmlichen Stranggussmaschinen auch das Problem der Ausrichtung sehr viel Zeit in Anspruch.

Wie schon oben erwähnt, führt das Temperaturgefälle des flüssigen Stahles zum Verstopfen des Ausgusses des Giesstrichters. Um diese Schwierigkeit zu beheben, werden bei

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Sechs- oder Acht-Strangmaschinen zwei Giesstrichter verwendet. Ihre Instandhaltung ist jedoch sehr aufwendig und nimmt viel Zeit in Anspruch, wie weiter noch in Bezug auf Figur 8(A) und 8(B) beschrieben wird. Figur 8(A) zeigt eine Anordnung für sechs Stränge, Figur 8(B) diejenige für acht Stränge. Hierin sind mit der Bezugsziffer 27 die Giesstrichter bezeichnet, mit 28 die Giesspfanne. In 29 ist die Giessposition des flüssigen Stahles und in 30 die Ausgussstellen gezeigt. Mit I^ und Ip sind die Abstände zwischen benachbarten Strängen angegeben. Hieraus ist ersichtlich, dass je grosser die Entfernung der Ausgussstellen 30 von der Giesspfanne oder der Giessposition des flüssigen Stahles ist, umso häufiger es zu Verstopfungen (Verschlackungen) kommt, was schwere Schaden in einer kontinuierlichen Gusslinie verursacht. Dieses Problem ist bisher immer noch nicht gelöst worden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Schwierigkeiten zu überwinden und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, bei denen die erwähnten Nachteile weitgehend beseitigt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine Mehrzahl von Kokillen durch einen Kokillen-Oszillationsmechanismus in Oszillation versetzt wird, wobei der Mechanismus unabhängig vom Strangzwischenraum angeordnet ist, der lediglich von den Abmessungen einer Kupferplatte und eines Wasserkühlmantels für jede Kokille abhängt, und dass die die Kokillen verlassenden Gussprodukte mittels einer Mehrzahl von Treibrollen mit koaxial ineinandergreifenden Wellen abgezogen werden.

Eine solche erfindungsgemässe Anordnung bringt viele Vorteile mit sich. Der Zwischenraum zwischen den einzelnen Strängen kann beachtlich vermindert werden, wodurch der

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Raumbedarf zur Installierung der Vorrichtung und die Einbaukosten beträchtlich herabgesetzt werden können. Auch der Giesstrichter kann wesentlich kürzer ausgeführt sein, so dass die bereits beschriebenen Verschlackungsprobleme ausreichend aufgehoben werden können. Dadurch, dass die Hilfseinrichtungen (Formbogen, Krümmungseinheit, Ausrichtegerät, Fördertisch od. dgl.) für alle Stränge gemäss der Erfindung nur jeweils in einer Ausführung gebraucht werden, treten weitere Einsparungen an Einrichtungen, Ersatzteilen und Wartungskosten hinzu. Vorteilhaft ist auch der Umstand, dass alle Kokillen einer Mehrstrangmaschine von einem einzigen Oszillationsantrieb auf- und abbewegt werden können. Eine Reihe von Vorteilen ergibt sich aus der Neugestaltung des Treibrollenantriebes gemäss der Erfindung, wie im weiteren noch beschrieben werden wird.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles anhand der - in den Figuren 1 bis 8 auch den Stand der Technik erläuternden - Zeichnung sowie aus den weiteren Ansprüchen.

Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Stranggussmaschine;

Figur 2 eine Draufsicht auf einen Kokillen-Oszillationstisch dieser Maschine;

Figur 3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt nach Linie IH-III in Figur 2;

Figur 4 eine Seitenansicht des Kokillen-Oszillationstisches in Pfeilrichtung IV in Figur 3J

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Figur 5 eine Vorderansicht der Treibrollen der Maschine nach Figur 1;

Figur 6 eine Vorderansicht der Treibrollen mit Teilschnitten;

Figur 7 eine Ansicht in Pfeilrichtung VII-VII in Figur 6;

Figur 8(A)

und 8(B) Anordnungen der Giesstrichter bei sechs und

acht Strängen;

Figur 9 eine perspektivische Ansicht einer Mehrstranggus svorrichtung zur Erklärung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäss der Erfindung;

Figur 10 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemässen Mechanismus zum Oszillieren der Kokillen;

Figur 11 eine Seitenansicht in Pfeilrichtung XI-XI in Figur 10;

Figur 12 eine Vorderansicht in Pfeilrichtung XII-XII in Figur 11;

Figur 13 eine Seitenansicht im Teilschnitt eines Kokillen-Oszillationsantriebes gemäss der Erfindung;

Figur 14 eine Vorderansicht im Teilschnitt desselben; Figur 15 einen Schnitt nach Linie XV-XV in Figur 13;

Figur 16(A)

und 16(B) Schemen zur Erklärung der Anordnung des Kokillen-Oszillationsantriebes;

Figur 17 eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Treibrollengruppe und

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Figur 18 einen Längsschnitt nach Figur 17.

In Figur 9 ist eine perspektivische Ansicht einer kontinuierlichen Giessvorrichtung mit zwei Strängen gemäss der Erfindung gezeigt. Es versteht sich von selbst, dass die Vorrichtung jedoch so viele Stränge haben kann, wie benötigt werden. Eine wassergekühlte kupferne Kokille 41 mit einer Kupferplatte ist von zwei Führungsstangen 42 so geführt, dass sie lediglich vertikale Wechselbewegungen ausführen kann. Mittels eines Schwinghebels h3 ist sie antriebsmässig mit einem Mehrstrang-Kokillen-Oszillationsantrieb 44 gekoppelt.

Flüssiger Stahl wird in die Kokille 41 eingegossen und ein Knüppel tritt aus der Kokille 41 heraus; er wird von einer Krümmungseinheit 45 sowie einem Formbogen 46 zu einem Richtgerät 47 und weiter auf einen horizontalen Tisch 48 geführt. Diese letzteren Einrichtungen 45 bis 48 sind so konstruiert, dass sie eine Vielzahl von gegossenen Knüppeln gleichzeitig aufnehmen können, so dass sie in der vorliegenden Beschreibung manchmal als "Mehrstrangeinheiten¹¹ bezeichnet werden. Sie haben mehrere Vorteile. Z.B. verglichen mit der Einstrangvorrichtung nach Figur 1 ist die Demontage der Mehrstrangeinheiten viel leichter und auch der Ausrichtungsvorgang kann sehr vereinfacht werden. Demzufolge ist die Wartung erleichtert. Die Vorbereitungszeit bei der Einführung kann beträchtlich gekürzt werden. Die Produktivität kann bedeutend verbessert werden. Hieraus ergeben sich ausser den technischen Vorzügen auch noch wirtschaftliche Vorteile.

Die Knüppel werden mittels Mehrstrang-Treibrollengruppen 49, die von einem Antrieb 50 angetrieben werden, herausgezogen und von Schneidbrennern 51 in vorbestimmte Längenabschnitte geteilt. Abgetrennte Knüppelstücke werden von einem Fördertisch 52 weitergeleitet (herausgetragen).

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Veiter soll in Bezug auf Figuren 10, 11, 12 der die Führungsstangen 42 und Schwinghebel 43 umfassende Mechanismus zum Oszillieren der Kokillen 41 eingehender boschrieben werden. An einem Fundament oder Rahmen 54 sind in Querrichtung in Abständen voneinander aufrechtstehende Träger 55 und Führungsstangen 42 montiert. Dazwischen ist ein Oszillationsblock 56 für vertikale Wechselbewegungen eingebaut, welcher Drucklager 57 aufweist. Wie aus Figur 10 ersichtlich, wird die Kokille 41 von Bolzenschrauben 58 an der den Befestigungsplatten gegenüberliegenden Seite des Oszillationsblockes 56 getragen.

Der Schwinghebel 43 hat seinen Wechselpunkt mittig zwischen seinen beiden Enden angeordnet und ist mittels eines Zapfens 59 schwenkbar um diesen an den Trägern 55 befestigt. Eines seiner Enden ist schwenkbar um einen Zapfen 60 mit einem Ende eines Verbindungsgliedes 61 verbunden. Das andere Ende des Verbindungsgliedes 61 ist mittels eines Zapfens 62 drehbar mit dem Oszillationsblock 56 verbunden. Das andere Ende des Schwenkhebels 43 ist drehbar mittels eines Zapfens 78 mit einem oberen Ende einer Stange 63 verbunden, die angetrieben vom Mehr-Kokillen-Oszillationsantrieb, der weiter in Bezug auf Figur 13 noch beschrieben werden wird, in einer Vertikalebene schwingt. Da der Oszillationsblock 56 von den Führungsstangen 42 geführt ist, können Schwingungen in Querrichtung verhindert und lediglich Schwingungen in der Vertikalrichtung erzeugt werden.

Da die Kokille 41 an der Vorder- oder Rückseite rechtwinkelig zur Achse jedes Stranges gehalten wird, erstreckt sich kein Teil des Schwenkmechanismus quer über die Kokille 41 hinaus, so dass die benachbarten Stränge in einem solchen Abstand voneinander angeordnet sein können, der der Summe der minimal zulässigen Dicke L¹' beider Kokillen 41 und einer Randentfernung*entspricht, nämlich dem

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Wert von (2 L" +0C), wobei CC sich Null nähert (OC*

Im weiteren wird anhand der Figuren 13, 14, 15 der Oszillationsantrieb beschrieben. Wie bestens aus Figur 14 ersichtlich, ist ein Motor 65 kraftschlüssig über eine Kupplung 67, ein Reduktionsgetriebe 66 und eine weitere Kupplung 72 an eine exzentrische Nockenwelle 68 eines ersten Stranges gekoppelt. Die Nockenwelle 68 ist in Rollenlagern 70, die in Stützen 71 eingebaut sind, gelagert und mittels einer Verbindungsmuffe 69 mit einem weiteren Teil der Nockenwelle 68 im zweiten Strang verbunden (in Figur 14 linksJ. Auf diese Art kann in einer Mehrstrang-Gussmaschine eine Vielzahl von exzentrischen Nockenwellen 68 miteinander gekoppelt und von einem Motor 65 angetrieben sein, so dass eine grosse Anzahl von Strängen in einem beschränkten Raum parallel nebeneinander angeordnet sein kann.

Über einem Fundament 64 sind auf einer erhöhten Lage in Abständen querverlaufende, aufrechtstehende Ständer 73 fest angebracht (Figur 13, 14, 15) und tragen drehbare Zapfen 75 eines schwingenden Rahmens bzw. einer Antriebshebeleinheit 74. Ein im Querschnitt U-förmiger Gleitblock 76 (sh. Figur 15) ist innerhalb des Rahmens bzw. der Hebeleinheit 74 angeordnet und in Axial- oder Längsrichtung gleitend bewegbar. Das untere Ende der Stange 63 ist lose im Gleitblock 76 mittels eines Drehzapfens 77 gehalten. Ein Hydraulik-zylinder 79 ist an der Wand eines Endes des Antriebshebelrahmens 74 getragen. Seine Kolbenstange ist mit einem Ende des Gleitblockes 76 verbunden, so dass durch Betätigung des Druckzylinders 79 der Gleitblock 76 entlang des Antriebsrahmens 74 hin- und herbewegt werden kann. Um eine bestimmte Lage des Gleitblockes 76 einstellen zu können, ist am anderen Ende des Antriebsrahmens 74 eine Einstellschraube 80 mit einer Stellmutter 81 und einer Spannmutter 82 vorgesehen.

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Hierdurch kann die Schraube 80 in die Stellmutter 81 eingeschraubt werden, wobei diese wiederum drehbar in der Wand des anderen Endes des Rahmens 74 gehalten wird. Durch Drehen der Stellmutter 81 kann die Schraube 80 axial zum anderen Ende des Gleitblockes 76 oder von diesem weg verstellt werden und in gewünschter Stellung durch die Spannmutter 82 gesichert werden. Hierdurch kann der Gleitblock 76 in beliebiger Position verstellt und in dieser festgehalten werden.

Wie bestens aus Figur 13 ersichtlich, ist der Rahmen des Antriebshebels 74 mit der exzentrischen Nockenwelle 68 kraftschlüssig über ein Verbindungsglied 83 gekoppelt, nämlich so, dass das Verbindungsglied 83 mit seinem unteren Ende auf der exzentrische Nockenwelle 83 befestigt ist und sein oberes Ende mittels eines Zapfens 98 mit einem nach unten gerichteten Vorsprung einer Seitenwand des Rahmens des Antriebshebels 74 an dessen anderem Ende (sh. Figur 13) verkoppelt ist. Aus diesem Grunde oszilliert der Rahmen des Antriebshebels 74 vertikal mit einer doppelten Amplitude als der Wert der Exzentrizität \£ der exzentrischen Nockenwelle 68 zu einer Vertikalebene C (sh. Figur 13), die durch die Achse des Zapfens 98 gelegt ist. Der Rahmen des Antriebshebels 74 schwenkt also um den Zapfen 75, so dass die vertikale Verlagerung über den Gleitblock 76, den Zapfen 77 und die Stange 63 auf den Oszillationshebel 43 übertragen wird.

Der vertikale Hub der Stange 63 beträgt etwa y/x.2|f- , wenn die Achse des Zapfens 77 in Position B (Figur 13) steht. Wenn der Zapfen 77 in Position A steht, hat der Hub einen Nullwert, weil da der Zapfen 77 koaxial mit dem Zapfen 75 liegt. Das bedeutet also, dass die Amplitude der vertikalen Oszillation des Hebels 43 dadurch eingestellt werden kann, dass die Lage des Gleitblockes 76 festgelegt wird. Wenn beispielsweise eine Kokille 41 nicht in Oszillation versetzt

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v/erden soll, wird die Achse des Zapfens 77 des Gleitblockes 76 in die Null-Position A verstellt, so dass auf die Kokille keine Oszillationen übertragen werden, wie oben beschrieben. Wenn dagegen sich die Achse des Zapfens 77 in einer geeigneten Stellung rechts von der Position A befindet, kann die Kokille 41 in eine Oszillation von einer optimalen Amplitude versetzt werden. Somit kann jede einzelne einer Mehrzahl von Kokillen bei einer Mehrstrang-Gussmaschine mit einer optimalen Amplitude oszillieren, einschliesslich einer Null-Amplitude, und das unabhängig voneinander und abhängig von den Giessbedingungen. Zusätzlich kann gemäss der Erfindung auch das Winkelphasenverhältnis der Exzentrizität der exzentrischen Nocken der Welle 68 passend eingestellt werden. Deshalb wird die Stange 63 normalerweise hochgezogen infolge des Gewichtes der Kokille, so dass die auf die Kokillen einwirkenden Kraftbeanspruchungen aufgehoben sind und die Leistung des Motors 65 beträchtlich verringert v/erden kann, wie noch eingehender unten beschrieben werden soll.

Vorausgesetzt bei einer Vierstrangmaschine seien die exzentrischen Mittelpunkte der vier exzentrischen Nocken, je eine für einen Strang, alle jeweils gegenüber der benachbarten um 90° versetzt. Dann ist, wie in Figur 16(A) und 16(B) gezeigt, die auf die Nockenwelle 68 wirkende Drehkraft um deren Drehachse gleich Null infolge der auf die Kokillen wirkenden Kräfte. In Figur 16(A) und 16(B) sind die Kräfte auf die Kokillen mit P^, P₂, P^₅ und P. dargestellt, wobei die Indexziffer die Strangzahl angibt. Nehmen wir an, dass die Kokillen das gleiche Gewicht und die gleiche Form haben; dann gilt:

^P1 * ^P2 * ^P3 * ^P4

und die Drehkraft um den Mittelpunkt 0 der Welle 68 ist durch die Gleichung bestimmt:

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T = P₁ . d + P₂ . c - (P₃ . d + P₄ . c). Wird nun in die Gleichung

p ₌ P_{1 =} p_{2 =} P_{3 =} P₄

eingesetzt, erhält man:

τ = P · |d + c - (d + cn =0.

Hieraus kann man entnehmen, dass die vom Motor 65 erzeugte Drehkraft nicht unbedingt der Summe der Drehkräfte gleicht, die zur Oszillation der einzelnen Kokillen benötigt wird, und kann folglich kleiner als die Summe sein. Wie bekannt, erhält man ein optimales Phasenverhältnis zwischen den exzentrischen Mittelpunkten in Abhängigkeit von der Anzahl der verwendeten Stränge, so dass ein Motor mit geringerer Leistung benutzt werden kann. Bei einer VierStrangmaschine wird die Drehkraft beinahe gleich Null sein, wie oben beschrieben, so dass der Energiebedarf kleiner ist als bei einem Motor zur Oszillation lediglich einer einzigen Kokille (Figur 1J. So können also mit weniger Energie viele Kokillen in Oszillation versetzt werden und dabei jede mit einer optimalen Amplitude.

Anhand der Figuren 17, 18 wird nun der Aufbau der Treibrollen 49 eingehender beschrieben. Die Baugruppe umfasst einen Ständer 84, in dem drehbar eine rechte Welle einer unteren Treibrolle 49a und eine linke Welle einer hohlen unteren Treibrolle 49b gelagert ist. Die linke Welle der unteren Treibrolle 49a erstreckt sich drehbar durch die linke Treibrolle 49b und koaxial mit dieser sowie durch die linke Säule des Ständers 84 hindurch. Sie ist mittels einer ersten Transmissionswelle mit dem hier nicht gezeigten Treibrollenantrieb verkoppelt (in Figur 9 mit 50 bezeichnet). Ein von

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der linken Welle der linken Treibrolle 49b getragenes Zahnrad 85 steht im Zahneingriff mit einem Ritzel 86, welches seinerseits kraftSchlussig mit dem Treibrollenantrieb mittels einer zweiten Transmissionswelle 88 gekoppelt ist.

Vier obere Treibrollen 94, 95 haben im wesentlichen eine ähnliche Konstruktion, so dass es genügt, nur eine von ihnen zu beschreiben. Die obere Treibrolle 95 also ist drehbar in Lagern 97 in einem Lagerträger 90 gelagert. Der Lagerträger 90 ist ein Arm, der mit einem Ende mittels eines Zapfens 91 am Ständer 84 drehbar gelagert und mit dem anderen Ende drehbeweglich mit dem freien Ende einer Pleuel stange eines Hydraulik- oder Pneumatik-Zylinders 93 verbunden ist, der im horizontalen Querträger des Kahmenständers 84 eingebaut ist. Durch die Betätigung des Druckzylinders 93 kann die obere Treibrolle 95 um den Zapfen 91 näher zu oder weiter weg von der unteren Treibrolle 49b geschwenkt werden, und zwar in Abhängigkeit von den Abmessungen des herausgezogenen Knüppels -53 und von dem gewünschten auszuführenden Walzendruck.

Eins Mehrstrang-Treibrollengruppe der oben beschriebenen Konstruktion weist den Vorteil auf, dass der räumliche Abstand zwischen benachbarten Ständern auf ein Minimum vermindert werden kann. In einem Extremfalle ist der Abstand so gering, dass sich die benachbarten Knüppel 53 einander beinahe berühren. Als Beispiel: Bei einem Knüppel von φ 120 kann der Abstand auf 250 bis 300 mm verringert werden, was nur 1/4 bis 1/5 des Abstandes bei herkömmlichen Mehrstrang-Gussmaschinen ausmacht. Darüberhinaus kann auch der Energiebedarf zum Antrieb der Treibrollen reduziert werden, so dass der Mehrstrang-Treibrollenständer sehr kompakt ausgeführt werden kann. Da die unteren Treibrollen 49a und 49b weiter noch koaxial angeordnet sein können, kann die Erfindung auch bei Maschinen mit mehr als drei

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Strängen zum kontinuierlichen Giessen verwendet werden.

Bisher wurde die Erfindung besonders im Bezug auf eine ihrer bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, es versteht sich allerdings von selbst, dass sich die Erfindung nicht allein auf diese beschränkt und dass verschiedene Ausführungsbeispiele und -möglichkeiten vorgeschlagen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.

Die Vorteile und vorzüglichen Merkmale des Verfahrens und der Vorrichtung zum kontinuierlichen Mehrstranggiessen gemäss der Erfindung können folgendermassen zusammengefasst werden:

(1) Auch wenn die Einheit zum Oszillieren der Kokillen und die Treibrollengruppe unabhängig voneinander angetrieben werden, kann der Abstand zwischen den benachbarten Strängen beträchtlich reduziert werden im Vergleich zu den herkömmlichen Mehrstrangmaschinen zum kontinuierlichen Giessen, so dass der Raumbedarf für den Einbau der Maschine verringert und demzufolge auch die Einführungs- oder Einbaukosten herabgesetzt werden können.

(2) Für eine Vielzahl von Strängen genügt lediglich ein einziges Rollenwerk oder Krümmungseinheit, ein Formbogen, ein Ausrichtegerät und ein Austragetisch, so dass die Anzahl der Ersatzteile und der Arbeitsstufen zu ihrer Erzeugung beachtlich vermindert werden kann, wodurch hervorragende wirtschaftliche Vorteile erreicht werden.

Aufgrund der unter (2; beschriebenen Vorteile kann auch der Einbau bzw. Ausbau der Vorrichtung wesentlich erleichtert werden. Ausserdem ist nur eine einzige Antriebseinheit zur Erzeugung der Oszillationen für viele Stränge angeordnet, so dass auch die Einrichtezeit beträchtlich

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. ti.

verringert werden kann. Die Einstellung und die Wartung kann einfacher gehandhabt werden. Die Maschine kann auch mit viel höherer Geschwindigkeit arbeiten.

(4) Gegenüber den bekannten Doppel- oder Dreifach-Strang- £us3maschinen kann auch der schlechte Kontaktschluss zwischen den Brammen oder dem Gussprodukt einerseits und den Treibrollen andererseits aufgehoben werden, so dass folglich kein Nachrutschen des Gutes zwischen den Rollen auftritt.

(5) Infolge der beträchtlichen Raumbedarfsreduktion zwischen den benachbarten Strängen kann auch die Länge des Giesstrichters vermindert werden, der auch bei Sechs- bis Acht-Strängen nicht in zwei Einheiten geteilt zu werden braucht. Ferner ist auch die die Giessarbeiten beeinträchtigende Verschlackung des Ausgusses aufgehoben worden.

(6) Da nun der Giesstrichter kleiner ausgeführt werden kann, werden auch seine Betriebskosten sowie die Anschaffungskosten für das feuerbeständige Material zur Auskleidung vorteilhafterweise reduziert.

Gegenüber dem bekannten Doppel- oder Dreifach-Giessverfahren v/erden die Treibrollen in jedem Strang unabhängig von denen des anderen Stranges angetrieben, so dass das Giessverfahren in jedem Strange zu einer optimalen Zeit und unabhängig vom Giessprozess in einem anderen Strange begonnen werden kann. Demzufolge ist das kontinuierliche Giessverfahren gemäss der Erfindung viel einfacher als bei den herkömmlichen Methoden.

Es wird nur ein einziger Antrieb zum Oszillieren einer Vielzahl von Kokillen verwendet, so dass die Anzahl der Bestandteile auf eine sehr wirtschaftliche Weise herabge-

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setzt und die Wartung des Mehrstrang-Kokillen-Oszillationsantriebes wesentlich vereinfacht werden kann. Bei Benutzung nur eines einzigen Motors können auch die anderen mit ihm verbundenen Geräte sowie das Zubehör anzahlmässig verringert werden, was auch zu einem kleineren Raumbedarf zum Einbau von elektrischen Ausrüstungen führt.

Weil die Kokillen leicht in Oszillation versetzt werden können, kann das Starten und Stoppen des Oszillationsvorganges jeder individuellen Kokille ferngesteuert werden.

C1OJ Bei der Einheit zum Oszillieren der Kokillen kann das Winkelphasenverhältnis zwischen den exzentrischen Nokkenzentern der exzentrischen Nocken für jeden individuellen Strang so bestimmt werden, dass die zum Antrieb der ganzen Einheit benötigte Drehkraft geringer als die Summe der Kräfte für das Oszillieren der Kokillen in den individuellen Strängen sein kann, infolgedessen kann man einen Motor mit kleinerer Leistung sehr vorteilhaft verwenden, so dass nicht nur die Einführungskosten, sondern auch die Betriebsausgaben beträchtlich verringert werden.

^11J Die auf die exzentrische Nockenwelle einwirkenden Kräfte können durch das Gewicht der Kokillen ausgeglichen werden, so dass eine glatte Oszillation der Kokillen gesichert sein kann.

Gemäss dem herkömmlichen kontinuierlichen Mehrstranggiessverfahren musste für jeden Strang eine Oszillationseinheit in Abhängigkeit von der Summe der Kräfte, die zur Betätigung eines jeden Stranges erforderlich sind, eingebaut werden. Gemäss der Erfindung kann jedoch der Kräftebedarf zum Oszillieren der Kokillen herabgesetzt werden, so dass das gesamte Antriebsgerät sehr kompakt konstruiert und demzufolge kostenmässig wesentlich billiger werden kann.

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IS

Leerseite

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Giessen in Strängen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Kokillen (41 j durch einen Kokillen-Oszillationsmechanismus (.42, 43, 44; in Oszillation versetzt wird, wobei der Oszillationsmechanismus unabhängig vom Strangzwischenraum angeordnet ist, der lediglich von den Abmessungen einer Kupferplatte und eines Wasserkühlmantels für jede Kokille (41) abhängt, und dass die die Kokillen (41) verlassenden Gussprodukte mittels einer Mehrzahl von Treibrollen (49) mit koaxial ineinandergreifenden Wellen abgezogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kokille (41) durch einen von einem gemeinsamen Kokillen-Oszillationsantrieb (44) angetriebenen Schwinghebel (43) in Oszillation versetzt wird, wobei jede Kokille (41) mit einer ihrer Stirnflächen so getragen wird, dass sie sich vertikal bewegen kann.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillation jeder Kokille (41) mittels des Schwinghebels (43) übertragen wird, dessen eines Ende mittels eines Zapfens (78) mit einem Ende einer Stange (63) und dessen anderes Ende drehbar mit jeder Kokille (41) verbunden ist, dass das andere Ende der Stange (63) entlang einer Antriebshebeleinrichtung (74) von einem Stangenantrieb (79), wie z.B. einem Pneumatik- oder Hydraulik-Zylinder, verstellt wird, und dass eine exzentrische Nockenwelle (68) angetrieben wird, die kraftschlüssig mit einem Ende der Antriebshebeleinrichtung (74) gekoppelt ist.

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• λ.

4. Vorrichtung zum kontinuierlichen Mehrstranggiessen gemäss dem Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Kokillen (41), die jeweils voneinander in einem von dem Abmessungen einer Kupferplatte und eines Wasserkühlmantels abhängigen Abstand angeordnet sind, durch einen Mechanismus (43, 44) zum Oszillieren der Kokillen (41), der unabhängig vom Abstand zwischen benachbarten Strängen (53) eingebaut ist, und durch eine Mehrzahl von Treibrollen (49a, 49b), deren Wellen koaxial ineinandergreifen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Führungsstangen (42) vorgesehen sind, die vertikal in auf einem unbeweglichen Rahmen (54) befestigten Trägern (55) gelagert sind, einen an ihnen vertikal beweglich gehaltenen Oszillationsblock (56) tragen, von dessen einer Stirnwand jeweils die Kokille (41) getragen wird und mit dem mittels eines Verbindungsgliedes (61) ein Ende des drehbar in den Trägern (55) gelagerten Schwinghebels (43) antriebsfähig gekoppelt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine exzentrische Nockenwelle (68) von einem Antrieb (65, 66, 67, 72) angetrieben ist, dass auf einer von einem Schwenkzapfen .unterstützen Antrieb shebeleinrichtung (74) ein Gleitblock (76) gleitbeweglich aufsitzt, mit dessen einem Ende eine Kolbenstange eines Druckzylinders (79) verbunden ist, dass ein Ende des Schwinghebels (43) drehgelenkig mit jeweils einer Kokille (41) verbunden ist und das andere Jfinde des Schwinghebels (43) mittels eines Zapfens mit dem oberen Ende einer Stange (63) verbunden ist, deren unteres Ende drehbeweglich mit dem

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Gleitblock (76) verbunden ist, und dass ein Ende der Antriebshebeleinrichtung (74) kraftschlüssig mit der exzentrischen Nockenwelle (68) gekoppelt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der jeweils für einen Strang bestimmten exzentrischen Nocken der Exzenternockenwelle (68) zueinander winkelversetzt angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibrollen (49a, 49b) drehbar in einem Mehrstrang-Treibrollenständer (84) gelagert sind und sich in eine Mehrzahl von Treibrollenpaaren aufteilen, die jeweils eine hohle Treibrolle (49b) und eine andere Treibrolle (49a), deren eines Wellenende sich drehbeweglich durch die hohle Treibrolle (49b) und koaxial mit dieser erstreckt, umfassen, die jeweils unabhängig voneinander angetrieben sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet,' dass die Treibrollen (49a, 49b) drehbar in zwei feststehenden Stützen auf beiden Seiten des Mehrstrang-Treibrollenständers (84) gelagert sind und in eine Mehrzahl von Mehrfachtreibrollen aufgeteilt sind, die jeweils eine hohle Treibrolle (49b) und eine andere Treibrolle (49a), deren eines Wellenende sich drehbeweglich durch die hohle Treibrolle (49b) und koaxial mit dieser erstreckt, umfassen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibrollen (49a, 49b, 94, 95) aus Antriebsrollen (49a, 49b) und aus Andruckrollen (94, 95) bestehen, wobei die Andruckrollen (94, 95) mit einem Hydraulik- oder Pneumatik-Zylinder (92, 93)

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versehen sind, mittels dessen ihr Abstand von den entsprechenden Antriebsrollen (49a, 49b; veränderlich ist.

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