DE2813461A1

DE2813461A1 - Verfahren zum brennschneiden von stahlbrammen an stranggiessanlagen und anlage zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2813461A1
Application number: DE19782813461
Authority: DE
Inventors: Franz Hennecke
Original assignee: IPU Ltd
Current assignee: IPU Ltd
Priority date: 1978-03-29
Filing date: 1978-03-29
Publication date: 1979-10-11
Also published as: DE2919898A1

Description

BLUMBACH - WF.3ER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER · HIRSCH . BREHM

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-2"2313 Telegramme Patenlconsult Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121)562943/561998 Telex C'4-136237 Telegramme Patentconsult

I.P.U. Limited Case

50, Shirley Street
Nassau/Bahamas

Verfahren zum Brennschneiden von Stahlbrammen an Stranggießanlagen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Brennschneiden von Stahlbraminen oder dergleichen an Stranggießanlagen, bei dem die Brennschneidmaschine in der Gießgeschwindigkeit des Stranges während des Brennschneidens mitläuft. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Stranggießanlage für Stahlbrammen oder dergleichen zum Durchführen des Verfahrens, mit einer Brennschneidmaschine, die für die Dauer der Durchtrennung einer vorgegebenen Brennschneidstrecke mit der Gießgeschwindigkeit in Richtung des Strangvorschubs mitläuft.

Bei der Durchführung des bekannten Verfahrens ging man von einem weiten Bereich an möglichen Gießgeschwindigkeiten aus und war darauf bedacht, durch aufwendige Technik an der Brennschneidmaschine bzw. -einrichtung mit jeder theoretisch möglichen Gießgeschwindigkeit mitfahren zu können.

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ig. · H. P. Brehm Dipl.-Cr iwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W

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München: R;Kfdmer Dipl.-Ing. · W.Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. rat. · P. Hirsch Dipl.-Ing. · KP. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blunibach Dipl.-Ing.r. P.Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

Um beim Brennschneiden die Rollen im Rollgang der Stranggießanlage nicht zu beschädigen, ist bisher auch bei dieser Anlage eine aufwendige Technik notwendig, mit deren Hilfe jeweils die Rollen, denen sich der Brennstrahl beim Durchtrennen der Bramme nähert, abgesenkt werden. Dabei ist zu berücksichtigen, daß bei der bekannten Anlage unterschiedliche Brammenquerschnitte -und/oder Brammenmaterialien eine unterschiedliche Mitlaufstrecke der Brennschneideinrichtung mit der Bramme ergeben. Der Rollgang muß der größtmöglichen Mitlaufstrecke angepaßt sein. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß auf Grund der unterschiedlichen Mitlaufstrecken Zusatzeinrichtungen wie Sonden, Schorfabtransportvorrichtungen und dergleichen je nach Brammendicke und/oder Materialart neu eingestellt oder in anderer Weise angepasst werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Brennschneidverfahren der eingangs genannten Art sowie eine verbesserte Stranggießmaschine mit zugeordneten Brennschneideinrichtungen vorzuschlagen, um damit den technischen Aufwand zu reduzieren und die Produktion zu erleichtern.

Verfahrensseitig wird diese Aufgabe in der Weise gelöst, daß die Brennschneidgeschwindigkeit an die Gießgeschwindigkeit auch unter Berücksichtigung etwaiger kurzfristiger Verzögerung im Schneidablauf automatisch so angepasst wird, daß bis zum Beendigen des Brennschnittes eine vorbestimmte vorgegebene Mitlaufstrecke eingehalten wird.

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Da die Mitlaufstrecke nun ein für alle Mal vorgegeben ist, kommt man mit einer geringeren Zahl von Unterstützungsrollen im Schneidbereich aus. Weitere Vorteile lassen sich erzielen, wenn man das Verfahren in der Weise fortbildet, daß in der Schneidzone die Schneidbewegung so geführt wird, daß eine bestimmte vorgegebene Brennschneidbahn eingehalten wird, die zwischen den unterstützenden Rollen so verläuft, daß ein Absinken der Rollen im Stützrollgang entbehrlich wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es ferner, die Anzahl der im Schneidbereich notwendigen Unterstützungsrollen wesentlich zu reduzieren.

Für eine Stranggießanlage der eingangs genannten Art wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Steuereinrichtung die Brennschneidgeschwindigkeit so steuert, daß der Trennvorgang bei sich ändernder Gießgeschwindigkeit auch unter Berücksichtigung etwaiger kurzfristiger Verzögerungen im Schneidablauf nach Zurücklegung einer bestimmten Mitlaufstrecke beendet ist.

Mit einer solchen Steuereinrichtung läßt sich die Brenngeschwindigkeit jederzeit so steuern, daß für alle Brammenquerschnitte sowie Materialien die gleiche Mitlaufstrecke erforderlich ist. Diese Steuereinrichtung kann automatisch eine vorbestimmte vorgegebene Brennschneidbahn vorgeben, die so ver-

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läuft, daß den Strang unterstützende Rollen nicht abgesenkt zu werden brauchen.

Zusatzeinrichtungen wie beispielsweise eine Schorfabtransportvorrichtung kann an einer bestimmten Stelle unveränderlich vorgesehen werden. Vorteilhafterweise kann sich die Schorfabtransportvorrichtung am vorgesehenen Ende der Mitlaufstrecke befinden.

Ferner kann es vorteilhaft sein, an der Brennschneideinrichtung ein drehbar verstellbares Brenneraggregat mit zwei oder mehr Brennern vorzusehen. Auf diese Weise läßt sich beim Ausfall eines Schneidbrenners schnell eine Drehbewegung ausführen und ein zweiter Schneidbrenner zum Einsatz bringen.

Die Steuereinrichtung kann so ausgebildet sein, daß sie von dem Schneidbrenner bezüglich seiner Mitlaufstrecke seines Brennschnittverlaufes Rückmeldungen erhält und bei Bedarf Korrekturen der Brennschneidgeschwindigkeit vornimmt.

Durch die Steuereinrichtung gewinnt man den weiteren Vorteil, daß stets eine glatte Brennfläche entsteht, die ohne Absatz ist, so daß auf diese Weise überall gestempelt werden kann. Diese Absatzfreiheit gilt zumindest für den Fall, daß nur ein Brenner pro Trennschnitt eingesetzt wird.

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Es kann vorgesehen sein, daß zumindest einige Stützrollen des Rollganges bei Brennerannäherung entgegen der Brennerbewegungsrichtung seitlich verschiebbar sind.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Bild 1 und 2 je eine schematische Darstellung des Verlaufes einer Brennschneidbahn durch unterschiedlich breite Brammen, die mit konstanter Gießgeschwindigkeit von einer Stranggießanlage hervorgebracht werden;

Bild 3 eine ähnliche Darstellung des Verlaufes einer Brennschneidbahn, wie sie durch Brennerwechsel verursacht wird;

Bild 4 eine Brennschneidbahn durch eine relativ schmale Bramme, bei der sich die Gießgeschwindigkeit ständig ändert;

Bild 5 eine graphische Darstellung der Zuordnung möglicher Gießgeschwindigkeiten und Schneidgeschwindigkeiten; und

Bild 6 ein schmatisches Blockschaltbild einer elektrischen Steuereinrichtung für die Brennschneidgeschwindigkeit.

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AA

Stahlbrammen oder dergleichen werden bevorzugt mittels Stranggießanlagen hergestellt, weil bei dieser Methode relativ wenig Lunker auftreten. Während der Gießstrang mit möglichst konstanter Gießgeschwindigkeit Vq aus der in der Zeichnung nicht dargestellten Stranggießanlage austritt, wird er durch eine Brennschneideinrichtung in einzelne Brammen zerteilt. Die Brennschneideinrichtung läuft während des Brennschneidvorganges in der Gießgeschwindigkeit mit dem Strang mit.

Erfindungsgemäß steuert eine Steuereinrichtung (Bild 6) die mit Vg bezeichnete Schneidgeschwindigkeit der Brennschneideinrichtung in der Weise, daß die in Bild 1 bis 4 als schräge dicke Linie dargestellte, von einer Anfangslinie A bis zu einer Endlinie E verlaufende Brennschneidbahn stets mit Ablauf einer konstanten, mit χ bezeichneten Mitlaufstrecke beendet wird. Die Brennschneidbahn ist die resultierende aus der in Richtung χ verlaufenden Gießgeschwindigkeit Vq und der senkrecht dazu verlaufenden Schneidgeschwindigkeit V_g. An der Bramme selbst verläuft die Brennschneidbahn selbstverständlich rechtwinklig zu dessen Vorschubrichtung.

Bezeichnet man die Zeit mit t und die Breite der Bramme bzw_o des Gießstranges mit b (bei schmalen Brammen mit b¹, siehe Bild 2), dann gelten folgende Beziehungen:

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— f —

x=t i V_G
b = t - V₃

^xkonstant —

^VS

Da die Brammenbreite b bzw. b¹ vorgegeben ist, kann man die konstante Mitlaufstrecke χ dadurch einhalten, daß man den

v_G

Quotienten «3 entsprechend einhält.
^VS

Die Darstellungen der Gießstränge bzw. Brammen in Fig. 1 und 2 unterscheiden sich lediglich durch die größere Brammenbreite b in Bild 1 und die kleinere Brammenbreite b¹ in Bild 2. Durch Reduzierung der Schneidgeschwindigkeit Vg gegenüber der in allen Fällen konstanten Gießgeschwindigkeit V_Q läßt sich in beiden Fällen die gleiche Mitlaufstrecke χ der Brennschneideinrichtung relativ zu dem Gießstrang einhalten.

In den Bildern 1 bis 5 ist der zur Unterstützung des Gießstranges 10 bzw. 10a erforderliche Rollgang in Form einer Achse 14 mit zwei darauf drehbar gelagerten scheibenförmigen Stützrollen 12 angedeutet. In Vorschubrichtung sind vorzugsweise weitere ähnliche Achsen mit Stützrollen vorgesehene Die Achsen 14 sind in festgelegter Höhe montiert. Die in den Bildern 1 bis 5 dargestellte Achse 14 mit Stützrollen 12 befindet sich gerade in dem mit M bezeichneten Mittelpunkt der Brennschneid-

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bahn. Weil hier die weiter unten beschriebene Steuereinrichtung (Bild 6) weitgehend für einen konstanten Brennschneidbahnverlauf sorgt, können die Stützrollen 12 im allgemeinen ortsfest und dort angeordnet werden, wo sie ihre Stützfunktion am besten erfüllen und ein Abkippen des Gießstranges verhindern. Falls dennoch einmal eine größere Abweichung der Brennschneidbahn auftritt, die zu einer Gefährdung einer Stützrolle führen könnte, so ist die Steuereinrichtung in der Lage, die Brennerannäherung rechtzeitig zu signalisieren und eine Ausweichbewegung einer Stützrolle einzuleiten. Zu diesem Zwecke können die Stützrollen mittels einer geeigneten Einrichtung auf ihrer Achse 14 verschiebbar angeordnet sein.

Die Konstanthaltung der Mitlaufstrecke χ und damit die Festlegung einer im wesentlichen gleichförmigen Brennschneidstrecke hat darüber hinaus noch den Vorteil, daß Zusatzeinrichtungen der Stranggießanlage wie beispielsweise eine Schorfabtransportvorrichtung stets an der gleichen Stelle verbleiben kann, beispielsweise am vorgesehenen Ende der Mitlaufstrecke x.

Wie schon erwähnt, wird in Bild 2 bei der schmaleren Bramme 10a.mit der geringeren Breite b¹ die konstante Mitlaufstrecke χ dadurch eingehalten, daß die Brenner-Schneidgeschwindigkeit Vg gegenüber Bild 1 reduziert wird. Dies kann bei der Steuereinrichtung dadurch erreicht werden, daß man das Verhältnis

b χ

^ oder £ vorgibt.

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In Bild 3 gelten ähnliche Voraussetzungen wie in Bild 1, mit dem Unterschied, daß hier im Verlauf der Brennschneidbahn zwei Mal der Brenner gewechselt wird. In diesem Falle ist die nicht dargestellte Brennschneideinrichtung beispielsweise mit einem drehbar verstellbaren Brenneraggregat mit zwei oder mehr Brennern versehen. Fällt ein Brenner aus, wird er bei a (Bild 3) kurz ohne zu Schneiden zurückgezogen, dann wieder vorgeschoben (in Bild 3 durch unterbrochene Linien angedeutet), um den Schnitt an der Unterbrechungsstelle, aber zeitlich inzwischen um Ax versetzt weiterzuführen. Damit der Brenner auf die ursprüngliche Schneidlinie zurückgeführt wird, muß die Schneidgeschwindigkeit Vg kurzzeitig überkompensiert werden, wie in Bild 3 durch gekrümmte Linien angedeutet ist, damit die konstante Mitlaufstrecke χ bei der Endlinie E erreicht wird, genau wie in Bild 1 und 2.

In Bild 4 ist bei einer schmalen Bramme 10a gezeigt, welchen Einfluß eine sich mehrfach ändernde Gießgeschwindigkeit Vq auf die Schneidgeschwindigkeit Vg hat. Es entsteht eine mehrfach gekrümmte Brennschneidbahn, aber die sich am Ende ergebende Gesamtmitlaufstrecke χ ist wiederum konstant, dank der Steuereinrichtung _o

Bild 5 zeigt eine Übersicht der möglichen Gießgeschwindigkeiten Vq, aufgetragen auf der Anfangslinie A, und der möglichen zugeordneten Schneidgeschwindigkeiten Vg, aufgetragen auf der

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Endlinie E. Die Gießgeschwindigkeiten V_G reichen von 0,25 bis 1,75 m/min, und die in entgegengesetzter Richtung sich steigernden Schneidgeschwindigkeiten liegen im Bereich zwischen 100 und 600 mm/min. Man findet von jeder Gießgeschwindigkeit mittels einer durch den mit M bezeichneten Mittelpunkt verlaufenden Diagonalen die entsprechende Schneidgeschwindigkeit Vg, welche zur Einhaltung der konstanten Mitlaufstrecke χ erforderlich ist.

Nun zur Beschreibung der bereits erwähnten Steuereinrichtung in Verbindung mit Bild 6. Zur Ermittlung der Gießgeschwindigkeit V_G, mit der ein Gießstrang aus der nicht dargestellten Stranggießmaschine austritt, dient ein Impulsgeber 30 mit nachgeschaltetem Richtungsauswerter 32. Ferner gibt es im Bereich der Stranggießmaschine einen breiten Geber 34, der die Breite b des Gießstranges bzw. der Bramme entweder automatisch abtastet oder in den dieser Wert eingegeben wird, ferner einen dicken Geber 36 für die Dicke des Gießstranges, und einen Temperaturgeber 38, welcher anzeigt, ob der Gießstrang kalt oder warm ist.

Folglich werden in der in Fig. 6 schematisch dargestellten Steueranordnung für die Stranggießanlage vier Informationen überarbeitet: Gießgeschwindigkeit V_Q, Brammenbreite b, Brammendicke und Brammentemperatur. Diese vier Informationen werden fortlaufend, ggf. unter Zwischenschaltung geeigneter potential

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trennender Interface-Baugruppen in einen Mikroprozessor 20 eingegeben, welcher daraus fortlaufend die Schneidgeschwindigkeit Vg ermittelt und ausgangsseitig über eine Leitung 45 an die nicht dargestellte Brennschneideinrichtung vorgibt. Mittels eines der Brennschneideinrichtung zugeordneten Impulsgebers 40 wird gleichzeitig fortlaufend der Ist-Wert der dort vorhandenen Schneidgeschwindigkeit Vg ermittelt und über einen Richtungsauswerter 42 an den Mikroprozessor 20 rückgemeldet.

Auf einem Steuerstand der Stranggießanlage bzw. der Brennschneideinrichtung befinden sich außer allen notwendigen Bedienungselementen für die Steuereinrichtung drei in Bild 6 mit L1, L2 bzw. L3 bezeichnete Anzeigeleuchten. Hiervon dienen L1 und L2 zur Anzeige, wenn ein oberer bzw. unterer Grenzwert der Schneidgeschwindigkeit Vg über- bzw. unterschritten worden ist. Anzeigeleuchte L3 tritt in Funktion, wenn der Brenner die ideale Brennschneidbahn verlassen hat.

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Claims

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Nassau/Bahamas

Patentansprüche

1, Verfahren zum Brennschneiden von Stahlbrammen oder dergleichen an Stranggießanlagen, bei dem die Brennschneidmaschine in der Gießgeschwindigkeit des Stranges während des Brennschneidens mitläuft,

dadurch gekennzeichnet, daß die Brennschneidgeschwindigkeit an die Gießgeschwindigkeit auch unter Berücksichtigung etwaiger kurzfristiger Verzögerung im Schneidablauf automatisch so angepasst wird, daß bis zum Beendigen des Brennschnittes eine bestimmte vorgegebene Mitlaufstrecke eingehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, 'daß in der Schneidzone die Schneidbewegung so geführt wird, daß eine bestimmte vorgegebene Brennschneidbahn eingehalten wird, die zsichen den unterstützenden Rollen so verläuft, daß ein Absenken der Rollen im Stützrollgang entbehrlich wird.

München; R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · P. Hirsch Dipl.-Ing. · H.P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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3. Stranggießanlage für Stahlbrammen oder dergleichen, zum Durchführen der Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Brennschneidmaschine, die für die Dauer dor Durchtrennung einer vorgegebenen Brennschneidstrecke mit der Gießgeschwindigkeit in Richtung des Strangvorschubs mitläuft,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (Fig. 6) die Brennschneidgeschwindigkeit so steuert, daß der Trennvorgang bei sich ändernder Gießgeschwindigkeit (Vn) auch unter Berücksichtigung etwaiger kurzfristiger Verzögerungen im Schneidablauf nach Zurücklegung einer bestimmten Mitlaufstrecke (x) beendet ist.
4. Stranggießanlage nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (Fig. 6) die Brennschneidgeschwindigkeit so steuert, daß für alle Brammenquerschnitte und Materialien die gleiche Mitlaufstrecke (x) erforderlich ist.
5· Stranggießanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (Fig. 6) in der Schneidzone mindestens eine bestimmte vorgegebene Brennschneidbahn erzeugt, die so verläuft, daß eine Absenkung der den Strang

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unterstützenden Rollen (12) nicht erforderlich ist.
6. Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Brennschneidbahnen auf einer vorbestimmten Linie (A) beginnen, die rechtwinklig zum Strangvorschub verläuft.
7. Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schneidzone im Rollgang mit symmetrisch angeordneten Scheibenrollen (12) als Stützrollen vorgesehen sind,
8. Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle möglichen Brennschneidbahnen einen bestimmten Bereich (M) durchlaufen, in dem keine Stützrollen (12) oder Stützrollenteile in der Schneidzone im Rollgang vorgesehen sind.
9. Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Schneidbereich im Rollgang nur die Mindestzahl von Stützrollen vorgesehen sind, die erforderlich sind, um ein Abkippen der Brammen (10) bzw. Brammenstücke zu vermeiden.

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10. Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens vorgesehenen zu sehenden Stützrollen (12) bei Brennerannäherung gegen die Brennerbewegungsrichtung verfahrbar sind.
11. Stranggießmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß am vorgesehenen Ende der Mitlaufstrecke eine Schorfabtransporteinrichtung vorgesehen ist.
12. Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 11, mit einem Brenner,

dadurch gekennzeichnet, daß ein drehbar verstellbares Brenneraggregat mit zwei oder mehr Brennern versehen ist.
13. Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 11, mit zwei Brennern,

dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Brenner nach Durchlaufen eines vorge-. gebenen Mitlaufweges den Brennschnitt beendet.
14. Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Steuereinrichtung Rückmeldungen der vom Schneidbrenner in Bezug auf die Mitlaufstrecke und des Brennschnittes zurückgelegten Weges erhält und daraufhin ggf. eine Berichtigung der Brennschneidgeschwindigkeit vornimmt .

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