DE2913440B1 - Vorrichtung an Stranggiessanlage zum Vorschub des Gussstranges - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung an Stranggießanlagen zum Vorschub des Gußstranges, der durch eine Mehrzahl von frei rollenden Walzen abgestützt ist.

Die Anmelderin hat bereits vorgeschlagen, zum Führen und Stützen des Gußstranges in Stranggießanlagen eine Mehrzahl von frei rollenden, im wesentlichen zylindrischen Walzen zu verwenden, die sich auf einer entsprechend der Strangfließrichtung ausgebildeten Stützfläche abwälzen. Solche Walzen, die frei auf der rückseitigen Stützfläche abrollen, benötigen keine Lager, die zerstört werden könnten, und durch das Abwälzen der Strangrückseite auf den Walzen ist gewährleistet, daß jeder Punkt auf der Strangoberfläche für das Kühlwasser zur Abkühlung des frisch gegossenen Stranges zugänglich bleibt, so daß keine örtlichen Oberhitzungen auftreten können.

Dieses Abgehen von der bisher ausgeübten Praxis der fest angebrachten Walzen bringt bedeutende Vorteile mit sich, insbesondere wenn dafür gesorgt wird, daß der Abstand zwischen einzelnen Walzen stets konstant und deren Parallelität immer gewährleistet wird.

Ein weiteres bedeutsames Problem bei Stranggießanlagen ist in der Art und Weise zu erblicken, wie der Strang gefördert wird. Üblicherweise werden dazu angetriebene Vorschubrollen verwendet, die in einem Bereich angeordnet sind, wo sich der Strang bereits horizontal erstreckt und durch fortgeschrittene Abkühlung zumindest in seinem äußeren Bereich weitgehend erhärtet ist. Es ist dabei erforderlich diese Vorschubrollen mit sehr großer Kraft gegen den Strang zu pressen

ίο — die erforderliche Vorschubkraft kann bis zu 80 Tonnen betragen, wie Versuche gezeigt haben —, da der Reibungskoeffizient zwischen der Oberfläche der üblicherweise aus Stahl gefertigten Vorschubrollen und der Strangoberfläche wesentlich weniger als 1 beträgt.

Diese Aufpreßkräfte liegen normalerweise in der Größenordnung von 150—200 Tonnen. Solche extremen Kräfteverhältnisse bedingen äußerst widerstandsfähig konstruierte Vorschubeinrichtungen, die entsprechend komplex im Aufbau und teuer in Herstellung und

2ü Unterhalt sind.

Vom technischen Standpunkt her gesehen wäre es wünschenswert, den Strang nicht vom Ende her aus der Gießanlage herauszuziehen, sondern die Vorschubkräfte entlang des ganzen Stranges zu verteilen. Dies bereitet jedoch in der Praxis erhebliche Schwierigkeiten und bedingt einen bedeutenden Aufwand, müßten doch mehrere oder alle der Abstützwalzen angetrieben werden. Unregelmäßigkeiten im Vorschub infolge unvermeidlichen Spiels in den Kraftübertragungsele-

JO menten und ein relativ rascher Verschleiß müßte in Kauf genommen werden.

Wenn wie im vorliegenden Beispiel eine Vorrichtung mit freien Stützwalzen verwendet werden woll, werden diese Probleme noch schwerwiegender, da ein direkter Antrieb der Walzen z. B. mittels Ketten, Treibriemen oder dgl. nicht in Frage kommt. Man war daher bislang gezwungen, die technisch wenig befriedigende Art des »Herausziehens« des Stranges anzuwenden.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, für diese Probleme eine Lösung zu schaffen und eine Antriebsvorrichtung für den Gußstrang vorzuschlagen, mit welcher dieser gleichmäßig und entlang eines wesentlichen Teils seiner Ausdehnung angetrieben werden kann. Die Vorrichtung soll dabei einfach im Aufbau und damit kostengünstig sowie auch zuverlässig und betriebssicher sein.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vorrichtung dadurch gelöst, daß eine Mehrzahl von Schlitten vorgesehen ist, die an seitlich des Stranges

so angeordneten Schienen entlang des Stranges verschiebbar geführt sind und die je mindestens einen Antriebsmotor tragen, der wahlweise an eine der Walzen drehfest ankoppeibar und von der Walze lösbar ist.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Merkmale enthalten.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtungen, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer Stranggießanlage,

F i g. 2 eine perspektivische Teilansicht der Antriebsvorrichtung zum Vorschub des Gußstranges,

Fig. 3 eine Teilansicht der Antriebsvorrichtung von der Seite,

F i g. 4 einen Horizontalschnitt,
Fig.5 eine teilweise geschnittene Ansicht der Antriebseinrichtung von oben.

In F i g. 1 ist eine Stranggießanlage in einer schematischen Seitenansicht dargestellt. Das flüssige Metall 1 gelangt in eine Kokille 2 und tritt am unteren Ende derselben als Strang 3 aus. Dieser Strang erstreckt sich entlang einer gewölbten Fläche nach unten rechts, bis er schließlich in einen horizontal verlaufenden Teil 3a übergeht, wo er bereits ziemlich abgekühlt ist und nach welchem er einer beliebigen, nicht näher dargestellten Weiterverarbeitung zugeführt wird. Zwischen dem Ausgang der Kokille 2 und dem horizontalen ι ο Teil 3a des Stranges muß dieser, da er noch heiß und weich ist, abgestützt werden. Zu diesem Zwecke ist ein Gestell 4 vorhanden, dessen oberer Querbalken 4a auch die Kokille 2 trägt.

Die rückwärtige Abstützung des Stranges 3 erfolgt durch einen Stützträger 5 mit Stützfläche 6, die entsprechend der Krümmung des Stranges 3 gewölbt ist. Sie setzt sich aus Stützelementen 7 zusammen und dient als Auflage für Stützwalzen 8, welche sich frei, ohne Lagerung, nach unten bewegen. Auf die nähere Ausbildung der Stützwalzen 8 braucht an dieser Stelle nicht weiter eingegangen zu werden. Jedenfalls wälzt sich der sich nach unten bewegende Strang 3 auf der Oberfläche der Walzen ab, wobei sich die einzelnen Walzen während des Durchlaufs des Stranges mit einer gewissen Relativgeschwindigkeit zu diesem ge^en unten rechts bewegen. Sobald eine Walze am unteren Ende der Stützfläche angelangt ist, fällt sie aus dem Zwischenraum zwischen der Stützfläche 6 und dem Strang 3 heraus und wird mittels Auffangvorrichtung 9 jo und Förderbändern 10 und 12 wieder nach oben in den Bereich der Kokille 2 transportiert.

Die vordere Fläche des Stranges 3 wird in ähnlicher Weise abgestützt und geführt. Auch hier sind Walzen 8 vorgesehen, die sich während des Vorschubs des J5 Stranges 3 gegen unten bewegen und sich rückseitig gegen eine Stützfläche 17 abstützen. Nach dem Durchlauf durch die Anlage werden die Walzen mittels Förderband 19 auf eine schiefe Ebene 21 gebracht, von wo sie zu einer Wartestation 22 gelangen. Von der Wartestation 22 aus wird nach Bedarf durch eine geeignete Einrichtung eine Walze 8 in den Raum zwischen Oberseite des Stranges 3 und Stützfläche 17 eingeführt.

Auf die nähere Ausbildung der Stützflächen, der Walzen und der zugehörigen Hilfseinrichtungen wird an dieser Stelle nicht näher eingegangen; dies kann zum Beispiel gemäß DE-PS (gleichzeitig hinterlegte Patentanmeldung A 7 730) erfolgen.

Aus den F i g. 2—5 ist der Aufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ersichtlich. Beidseitig des Gußstranges ist je eine Führungsschiene 24 vorgesehen, welche entsprechend der Strangfließrichtung gekrümmt sind und welche sich im wesentlichen entlang des gesamten, gekrümmten Teils des Gußstranges erstrecken können. Auf diesen Führungsschienen 24 sind mehrere Schlitten 25 verschiebbar angeordnet und mittels nicht näher dargestellter, geeigneter Lagerungen geführt. Jeder der Schlitten 25 ist über eine hydraulische Kolbenzyiinder- eo einheit 26 mit der zugeordneten Führungsschiene 24 verbunden, indem das Ende 26a des Zylinders an der Führungsschiene 24 und das Ende der Kolbenstange 27 mit dem Schlitten 25 gelenkig verbunden sind. Durch abwechslungsweises Beaufschlagen des Zylinders 26 mit Druck und darauf folgendes Entspannen bewegt sich die Kolbenstange 27 aus dem Zylinder heraus und wieder in diesen hinein, so daß der Schlitten 25 eine oszillierende Bewegung ausführt.

Jeder der Schlitten 25 trägt eine Anzahl Hydromotoren 28, die quer zur Bewegungsrichtung des Schlittens 25 verschiebbar gelagert sind. Eine am Schlitten angebrachte Kolbenzylindereinheit 29 bewirkt ein Verschieben des Hydromotors 28 zum Strang hin bzw. vom Strang weg. In den Zeichnungen sind nur vereinzelte Zylinderkolbeneinheiten 29 dargestellt; es wird jedoch darauf hingewiesen, daß jedem Hydromotor 28 eine Kolbenzylindereinheit 29 zugeordnet ist.

Wie weiter insbesondere aus Fig.2 und 3 zu entnehmen ist, besitzen die zur Abstützung des Gußstranges 3 verwendeten Walzen 8 an ihren Stirnseiten eine Anzahl, entlang eines Kreises angeordneter Bohrungen 30. Andererseits sind die angetriebenen Flansche 31 der Hydromotoren 28 mit korrespondierend angeordneten, in der Größe den Bohrungen 30 angepaßten, gegen außen konisch zulaufenden Zapfen 32 versehen. Durch eine Verschiebung der Hydromotoren 28, unter Einfluß der Kolbenzylindereinheiten 29 gegen die Walzen 8, können somit die Zapfen 32 in die Bohrung 30 eingeführt und durch Rückzug der Hydromotoren 28 von den Walzen 8 weg wieder aus diesen herausgezogen werden.

Weiterhin sind natürlich geeignete Druckquellen für Hydraulikflüssigkeit sowie Steuergeräte zur Betätigung der Hydromotoren 28, der Kolbenzylindereinheiten 26 und 29 sowie zugeordnete Hilfseinrichtungen vorhat den, die jedoch in den Zeichnungen nicht dargestellt sind und auf die nicht näher eingegangen zu werden braucht, da deren Aufbau und Dimensionierung jedem Fachmann geläufig ist.

Die Funktionsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Einer der Schlitten 25 befindet sich nach erfolgtem Rückzug durch die Kolbenzylindereinheit 26 in der oberen Endstellung. Die auf diesem Schlitten 25 angebrachten Hydromotoren 28 werden nun unter Wirkung der Kolbenzylindereinheiten 29 gegen die Walzen 8 hin verschoben, bis die Zapfen 32 in die Bohrungen 30 der Walzen 8 eingreifen. Nun werden die Hydromotoren 28 betätigt und übertragen das von ihnen gelieferte Drehmoment über die erwähnte Zapfenkupplung auf die Walzen 8. Diese rollen sich auf der Stützfläche 17 ab und transportieren dabei den Strang 3 nach unten. Gleichzeitig bewegen sich auch die Walzen 8 mit der halben Fließgeschwindigkeit des Stranges gegen unten. Diese Bewegung macht der Schlitten 25 mit, bis er eine untere Endstellung erreicht hat. Nun werden die Hydromotoren durch Rückzug mittels der Kolbenzylindereinheiten 29 von den Walzen 8 entkoppelt und der Schlitten 25 wird mit Hilfe der Kolbenzylindereinheit 26 wieder in seine obere Endstellung gebracht: Der ganze Zyklus beginnt von neuem.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, sind auf beiden Seiten des Stranges mehrere Schlitten 25 vorhanden. Im Interesse einer gleichmäßigen Förderung des Stranges empfiehlt es sich, den vorstehend beschriebenen Vorschubzyklus, der an sich diskontinuierlich ist, nicht bei allen Schlitten gleichzeitig ablaufen zu lassen, sondern mit einer geeigneten zeitlichen Staffelung. Insbesondere soll darauf geachtet werden, daß jeweils nur ein einziger der Schlitten zurückgezogen wird, währenddem sämtliche anderen Schlitten den Strang gegen unten fördern.

Es soll noch besonders darauf hingewiesen werden, daß die Kolbenzylindereinheit 26 in keiner Weise eine Vorschubfunktion ausübt; während der Vorwärtsbewe-

gung des Schlittens kann im hydraulischen Kreislauf für die Einheit 26 ein Überströmventil geöffnet sein, das die freie Beweglichkeit des Schlittens ermöglicht. Eine Belastung der Kolbenzylindereinheiten 26 durch das von den Hydromotoren 28 aufgebrachte Drehmoment ist ebenfalls nicht vorhanden, da dieses über den Schlitten 25 von der Führungsschiene 24 aufgenommen wird.

Die vorteilhaft für diesen Zweck verwendeten Hydromotoren rotieren nicht kontinuierlich, sondern vollführen mit ihrer Antriebsachse nur eine Drehbewegung über 110 oder 270°, je nach verwendetem Typ. Dies ist aber in keiner Weise ein Nachteil, da die Hydromotoren 28 während des Rückzugs des Schlittens 25, d. h. wenn sie von den Walzen 8 gelöst sind, wieder in ihre Ausgangsstellung gebracht werden.

Die Rückzugsbewegung der Schlitten 25 erfolgt wesentlich schneller als die Vorwärtsbewegung während des Förderns des Stranges, beispielsweise etwa im Verhältnis 15 :1. Dies sichert eine große Effektivität beim Antrieb des Stranges, läßt aber dennoch genügend Zeit für die Rückstellung der Hydromotoren.

Schon der Einsatz von zwei mit Hydromotoren bestückten Schlitten erlaubt einen nahezu kontinuierlichen Vorschub des Stranges. In der Praxis dürfte es allerdings vorteilhafter sein, mindestens 4 oder nochmehr solcher Schlitteneinheiten zu verwenden. Dies gestattet auch die Größe und die Leistung der Hydromotoren zu vermindern, so daß diese leichter an die Walzen 8 angekoppelt bzw. davon gelöst werden können, und schließlich kommt eine große Anzahl auch der Kontinuität der Förderung des Stranges zugute.

Die Verwendung von Hydromotoren zur Förderung des Stranges hat sowohl technische als auch wirtschaftliche Vorteile. Ein solcher Hydromotor, dessen Welle zu einer Vor- und Rückwärtsbewegung antreibbar ist, gehört zu den Antriebsaggregaten mit dem größten Drehmoment bei geringsten Kosten und Abmessungen. Er läßt sich durch Regulierung des Öldruckes sehr leicht steuern und hat seine zuverlässige Funktion auch unter den ungünstigsten Bedingungen seit Jahrzehnten unter Beweis gestellt.

ίο Am Anfang des Förderhubes, wenn die Hydromotoren 28 durch die Kolbenzylindereinheiten 29 gegen die Stirnflächen der Walzen 8 gepreßt werden, ist nicht unbedingt sichergestellt, daß die Zapfen 32 sofort in die Bohrungen 30 eingreifen. Da gleichzeitig aber der Strang 3 durch andere Hydromotoren bewegt wird und sich somit alle Walzen 8 in Rotation befinden, wird schon nach kurzer Zeit ein Eingriff der Zapfen 32 erfolgen, worauf dann der Hydromotor betätigt werden kann.

Die vorgeschlagene Antriebsvorrichtung bietet noch einen weiteren Vorteil. Insbesondere bei der Verwendung von freien Rollen kann es vorkommen, daß sich der Strang etwas seitlich verschiebt Da die auftretenden Kräfte pro Walze bis zu 501 betragen können, ist es natürlich nicht möglich, die Strangfließrichtung durch Verschieben des Stranges zu korrigieren. Eine Korrektur kann aber dadurch erzielt werden, daß eine Zeitlang der Antrieb nur von der einen Seite her erfolgt, indem die Schlitten 25 auf der anderen Seite des Stranges vorübergehend stillgelegt werden.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wirkt die Antriebsvorrichtung nur auf die oberhalb des Stranges liegenden Walzen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung an Stranggießanlage zum Vorschub des Gußstranges, der durch eine Mehrzahl von frei rollenden Walzen abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Schlitten vorgesehen ist, die an seitlich des Stranges angeordneten Schienen entlang des Stranges verschiebbar geführt sind und die je mindestens einen Antriebsmotor tragen, der wahlweise an eine der Walzen drehfest ankoppelbar und von der Walze lösbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schlitten entlang der Führungsschiene um einen gewissen Betrag vor- und zurückverschiebbar ist, wobei diese Verschiebung durch einerends am Schlitten und anderenends durch am Maschinengestell befestigte, hydraulische oder pneumatische Kolben-Zylinder-Einheiten bewirkt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Schlitten eine Mehrzahl von Antriebsmotoren trägt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotoren je einen mit abstehenden Zapfen versehenen Flansch besitzen, und daß die Stirnseiten der Walzen mit korrespondierend zu den Zapfen angebrachten Bohrungen versehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotoren verschiebbar auf den Schlitten angeordnet und mittels hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylinder-Aggregaten gegen die Walzen hin- bzw. von diesen wegbewegbar sind, um die Zapfen der Flansche in die Bohrungen der Walzen einzuführen bzw. aus diesen herauszuziehen.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotoren Hydromotoren sind, deren Antriebswellen zu alternierender Vor- und Rückwärtsdrehung um weniger als 360° angetrieben sind.