DE2913441C2 - Vorrichtung zum Führen und Abstützen des Gußstranges in Stranggießanlagen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur.. Führen und Abstützen des Gußstranges in Stranggießanlagen in derjenigen Bereich des Stranges, der sicn unmittelbar an die Durchlaufkokille anschließt und in dem der Str -ng entlang einer gewölbten Fläche nach unten verläuft.

In diesem Bereich muß der frisch gegossene, heiße Strang einerseits gekühlt werden, wobei diese Kühlung möglichst gleichmäßig und wirksam sein soll, und andererseits ist es erforderlich, den noch weichen Strang sicher zu führen und abzustützen, damit er sich nicht verformt. In bekannter Weise wird dazu oft eine Mehrzahl von drehbar gelagerten Rollen verwende;, von denen ein Teil eine rückseitige Rollenbahn und ein anderer Teil eine vorderseitige Rollenbahn bildet. Die große Hitze des Stranges überträgt sich dabei zwangläufig auf diese Stütz- und Führungsrollen, was unweigerlich zu Problemen bei der Lagerung dieser Rollen führt. Der Ausfall eines Lagers hat aber schwerwiegende Konsequenzen, da zum Auswechseln desselben die ganze Anlage stillgelegt werden muß.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat man in der AT-PS 3 42 802 schon vorgeschlagen, zur rückseitigen Abstützung und Führung des in einem Bc gen nach u iten verlaufenden Stranges eine Mehrzahl von frei rollenden, im wesentlichen zylindrischen Walzen vorzusehen, welche sich gegen eine, an der Rückseite des Stranges angeordnete, entsprechend dem Strang gebogene Stützfläche abwälzen. Solche Walzen, die drei auf der Rückseitigen Stützfläche abrollen, benötigen keine Lager, die zerstört werden könnten und durch das Abwälzen der Strangrückseite auf den Walzen ist gewähr leistet, daß jeder Punkt der Strängöberfläche für das Kühlwasser zugängig bleibt, so daß keine örtlichen Überhitzungen auftreten können.

Obwohl sich diese Vorrichtung im Prinzip ausgezeichnet bewährt hat, ist sie doch mit zwei schwerwiegenden Nächteilen behaftet. Zürn einen ist es erforderlich, daß ein konstanter Abstand zwischen den einzelnen Rollen eingehalten wird, und zum anderen ist es von ausschlaggebender Bedeutung, daß die Rollen stets exakt parallel untereinander ausgerichtet sind.

5 Obzwar in der genannten AT-PS zur Erfüllung dieser Forderungen vorgeschlagen ist, daß die Walzen mit umfangsseitig angeordneten Führungsrillen versehen sind, welche auf Führungsschienen laufen, die in der Stützfläche vorgesehen sind, hat es sich doch gezeigt,

IQ daß damit eine Parallelführung der Rollen in der gewünschten, höchst exakten Weise nicht zu erreichen ist Mit zunehmendem Gebrauch der Anlage verschleißen die Führungsschienen und die Führungsnuten, nicht zuletzt unter Einfluß der hohen Temperaturen, sehr

is schneil, so daß die Walzen verkanten können. Dies führt zum Auftreten von gewaltigen Scherkräften, die sogar zur Zerstörung des Stranges führen können.

Die Einhaltung eines gleichmäßigen Abstandes zwischen den Rollen und dessen Konstanthalten während des ganzen Durchlaufs durch die Anlage ist in der vorgenannten AT-PS nur unvollkommen bzw. gar nicht gelöst. Wohl werden die Rollen in gleichmäßigem Takt oberhalb der Stützfläche zwischen diese und Strang eingegeben und theoretisch durch die hohen Druckkräfte festgehalten. Durch ungleichmäßige Ausbildung des Stranges kann es aber zu Verschiebungen kommen, wobei im. ungünstigsten 1-all sogar zu beobachten ist, daß eine eben eingeführte Rolle bis zur nächsten hinunter fällt. Dies muß aber unter allen Umständen vermieden werden.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese Probleme zu lösen, wobei von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ausgegangen wird, die eine Mehrzahl von frei rollenden, im wesentlichen zylindrischen Walzen aufweist, welche sich auf einer entsprechend der Stranggieß-Richtung ausgebildeten Stützfläche abwälzen. Zur Beibehaltung eines konstanten Abstandes zwischen den Rollen und der absolut parallelen Lage aller Rollen wird nun gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß säimliche Walzen an ihren beiden Enden mit je einem Führungsrad versehen sind, wobei abwechslungsweise eine Walze mit drehfest angebrachten und eine Walze mit drehbar gelagerten Führungsrädern vorgesehen ist. Damit können folgende Vorteile erreicht werden:

— Die enorm großen Druckkräfte, die durch den Strang ausgeübt werden, können durch die Walzen problemlos auf die Stützfläche übertragen werden, ohne daß bedeutende Reibungskräfte auftreten,
wenn die Walzen zwangläufig eingeführt werden, bis sich die engseitig angebrachten Führungsräder berühren, ist sichergestellt, daß alle Walzen während ihres gesamten Durchlaufs durch die Anlage untereinander einen gleichmäßijen. konstanten Abstand aufweisen.

die Parallelität zwischen einzelnen Rollen ist stets gewährleistet, auch wenn der Strang durch lokale Schrumpfung oder sonstige Deformation ungleichmäßigsein sollte,

da die Führungsräder einer jeden zweiten Walze frei drehbar sind, treten zwischen den einzelnen Walzen nur unwesentliche Reibungskräfte auf, so daß die gefürchteten Scherkräfte auf den Strang vermieden werden können,

Im folgenden wird ein Ausführüngsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Stranggieß-Anlage,

Fig.2 eine perspektivische Detailansicht der Stützfläche, der darauf abrollenden Walzen und des Gußstranges,

F i g, 3 einen Teilschnitt durch einige Walzen, und

F i g. 4 die Ansicht einiger Walzen von oben, teilweise aufgeschnitten.

In F i g. 1 ist eine Stranggieß-Anlage schematisch dargestellt.

Das flüssige Metall 1 gelangt in eine Kokille 2 und tritt am unteren Ende derselben als Strang 3 aus. Dieser erstreckt sich entlang einer gewölbten Fläche nach unten rechts, bis er schließlich zu einem horizontal verlaufenden Teil 3a übergeht, wo er bereits ziemlich abgekühlt ist und nach weichem er einer beliebigen Weiterverarbeitung zugeführt wird. Zwischen dem Ausgang der Kokille 2 und dem horizontalen Teil 3a des Stranges muß der Strang 3 abgestützt und gekühlt werden. Zu diesem Zweck ist ein Gestellt 4 vorhanden, dessen oberer Querbalken 4a auch die kokille 2 trägt.

Die rückwärtige Abstützung des Stranges 3 erfolgt durch einen Stützträger 5, welcher fest am Gestell 4 verankert ist und welcher eine gegen den Strang gerichtete Stützfläche 6 besitzt, die entsprechend der Krümmung des Stranges 3 gewölbt ist. Diese Stützfläche 6 setzt sich aus einer Mehrzahl von Stützelementen 7 zusammen, auf deren Ausbildung und Anordnung weiter unten noch eingegangen wird. Die Stützelemente 7 dienen als Auflage für Stützwalzen 8, weiche die Abstützkraft von der Stützfläche 6 auf den Strang 3 übertragen.

Die Walzen 8 bewegen sich frei nach unten, besitzen also keine Lagerung. Der sich nach unten bewegende Strang 3 wälzt sich dabei auf der gegen ihn gerichteten Oberfläche der Walzen 8 ab und die gegenüberliegende Oberfläche der Walzen 8, die auf den Stützelementen 7 aufliegt, wälzt sich auf diesen ab. Jede einzelne Walze 8 bewegt sich während des Durchlaufs des Stranges 3 mit einer gewissen Relativgeschwindigkeit zu diesem gegen unten. Sobald eine Walze am unteren Ende der Stützfläche 6 angelangt ist, fällt sie aus dem Zwischenraum zwischen der Oberseite der Stützelemente 7 und der Rückseite des Stranges 3 heraus und gelangt auf eine Auffangvorrichtung 9, von wo sie auf ein horizontales Förderband 10 abgeleg' wird. Dieses ist mit Mitnehmern 11 ausgestattet, welche in Abhängigkeit der Umlaufgeschwindigkeit des Förderbandes 10 in vorbestimmtem Abstand angebracht sind. Am Ende des Förderbandes 10 ist e^;n zweites Förderband 12 vorgesehen, welches vertikal verläuft und mit Mitnehmern 13 ausgerüstet ist.

Eine Walze 8. die von der Auffangvorrichtung 9 aufgenommen und auf das Förderband 10 abgelegt worden ist, wird von einem der Mitnehmer 11 erfaßt und bis ans Ende des ersten Förderbandes 10 transportiert. Am Ende desselben befindet sich der Anfang des zweiten Förderbandes 12, welches mit einem seiner Mitnehmer 12 die Walze 8 übernimmt und vertikal nach oben transportiert. Am oberen Ende des zweiten Förderbandes 12 ist eine Einschubvorrichtung 14 Vorgesehen, vor dessen Stößel 15 die nach oben transportierte Walze 8 zu liegen kommt. Bei einer Betätigung des Stößels 15 wird die Walze 8 horizontal nach rechts verschoben, fällt von oben her in den Zwischenraum zwischen den Stützelementen 7 und der Rückseite des Stranges 3 und bewegt sich wieder mit diesem nach unten; Der ganze eben beschriebene Zyklus beginnt von neuem.

Die vordere Fläche des Stranges 3 wird in ähnlicher Weise abgestützt und geführt Zu diesem Zwecke ist ein Träger 16 vorgesehen, der in entsprechender Weise eine Stützfläche 17 besitzt, welche durch einzelne Stützelemente 18 gebildet ist. Zwischen der Oberfläche der Stützelemente 18 und der Vorderfläche des Stranges 3 befinden sich Walzen 8, die die vom Strang 3 auf den Träger 16 ausgeübte Kraft auf die Stützelemente 18

ίο übertragen. Auf die Ausbildung der Rollen 8 wird im folgenden näher eingegangen.

Auch bei der vorderen Abstützung des Stranges 3 ist eine ähnliche Konstruktion vorgesehen, wie bei der hinteren Abstützung. Die Walzen 8 bewegen sich mit dem Vorschub des Stranges 3 gegen unten, werden von einem vertikalen Förderband 19 mit Mitnehmern 20 nach oben befördert, sobald sie den Raum zwischen Oberfläche des Stranges 3 und Oberfläche der Stützelemente 18 verlassen haben, und gelangen über eine schiefe Ebene 21 zu einer Wartestation 22. Sobald das Einfügen einer neuen Walze 8 «x/ischen Strang 3 und Stü'zelemente 18 erforderlich '%Λ, wird ein Einschuborgan 23 betätigt, welches die vorderste, in Bereitschaftstellung befindliche Walze 8 in den Zwischenraum zwischen Strang 3 und Stützelementen 18 einführt

Auf den Vorschub des Stranges in Richtung gegen unten rechts wird an dieser Stelle nicht näher eingegangen; dieser kann auf bekannte Weise oder gemäß dem Vorschlag in der DE-PS (gleichzeitig hinterlegte Patentanmeldung A 7331) erfolgen.

Die Ausbildung der Walzen zur Führung und Abstützung des Stranges 3 ist aus den Fig.2—4 ersichtlich. Diese besitzen einen zentralen Walzenkörper 24, der im wesentlicher, zylindrisch ausgebildet ist und z. B. durch ein zylindrisches Stahlrohr gebildet sein kann. An beiden Enden des Walzenkörpers ist ein Führungsrad angeordnet. Es sind dabei zwei verschiedene Arten von Walzen zu unterscheiden:

1. Die eine Art der Walzen 8 ist an den beiden Stirnseiten mit Führungsrädern 25 ausgestattet, die drehfest mit dem Walzenkörper 24 verbunden sind und deren Umfangsfläche eine im Querschnitt V-förmige Führungsnut besitzt.

2. Die andere Art der Walzen 8 ist mit Führungsrädern 26 ausgestattet, die unter Zwischenschaltung eines Wälzlagers 27 am Walzenkörper 24 drehbar gelagert sind. Die Wmfangsfläche dieser Führungsräder 26 weist einen Vorsprung auf, der korrespondierend zu der am Umfang der Führungsräder 25 ausgebildeten Vertiefung, also z. B. umgekehrt V-förmig ausgebildet ist.

Oui .-η diese Ausbildung der Führungsräder 26 bzw. 25 ist gewährleistet, daß jeweils zwei benachba^rte Walzen 8 formschiüssie miteinander in Ve;bindung stehen, sofern ab·, .^nslungsweise je eine Walze 8 mit starren Füh:uiigs. iern 25 und je eine Walze 8 mit drehbaren Führung¹., dem 26 nebeneinander angeordnet werden. Durch di^ V-förmige Ausbildung des Fortsatzes am drehbaren Führungsrad 26 bzw. der Nut am drehfest mit dem Walzenkörper 24 Verbundenen Führungsrades 25, ist ein Zentrierungseffekt erreicht, der die parallele Lage im konstanten, gleichmäßigen Abstand der Walzen 8 untereinander, sichert.

Es ist leicht einzusehen, daß sich sämtliche Walzen 8 auf der Rückseite des Stranges 3 und sämtliche Walzen 8 auf der Vorderseite des Stranges 3 in jeweils derselben

Richtung drehen, wenn der Strang 3 gegen unten rechts durch die Anlage bewegt wird. Diese Tatsache ist in Fig.2 mit auf den Walzenkörpern 24 angebrachten Pfeilen verdeutlicht. Bei einer starren Anordnung sämtlicher Führu^ogsräder würde dies bedeuten, daß große Reibungskräfte zwischen Führungsrädern auftreten. Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Anordnung, nämlich jede zweite Walze mit drehbar angebrachten Führungsrädern auszustatten, wird dieser Nachteil vermieden, indem dies eine freie, ungehemmte Rotation jedes zweiten Führungsfades 26 in der Gegenrichtung gestattet. Die Lager 27 müssen dabei nur vergleichsweise geringe Kräfte aufnehmen, bei gleichzeitig relativ langsamer Drehung, so daß deren Lebensdauer auch bei den hier auftretenden höhen Temperaturen genügend läng ist.

Sollte einmal eine seitliche Verschiebung einer Walze durch Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche des

Gußstranges auftreten, wird dies sofort dank der komplementären, V-förmigen Ausbildung der Umfangsfläche der einander berührenden Führungsrollen korrl· giert. Die Walzen 8 besitzen also Während des Durchlaufs durch die Anlage eine große seitliche Stabilität.

Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Ausbildung der Einrichtung ist darin zu erblicken, daß die einzelnen Walzen kostengünstig ausgeführt werden können, dies ist ein wichtiger Faktor, da in einer Sffähggieß-Arilage eine große Anzahl solcher Walzen benötigt werden. Sollte einmal eine der Walzen eine Beschädigung aufweisen, so kann deren Auswechslung gegen eine neue, intakte Walze während deren Rückführung mittels der Förderbänder 19 bzw. 10 und 12 erfolgen, ohne daß die gesamte Stranggießanlage stillgelegt werden muß.

Hierzu 4 Blaff Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Führen und Abstützen des Gußstranges in Stranggieß-Ardagen mit einer Mehrzahl von frei rollenden, im wesentlichen zylindrischen Walzen, die sich auf einer entsprechend der Strangfließrichtung ausgebildeten Stützfläche abwälzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (8) an ihren beiden Enden mit je einem Führungsrad versehen sind, wobei abwechslungsweise eine Walze mit drehfest angebrachten Führungsrädern (25) und eine Walze mit drehbar angebrachten Führungsrädern (26) vorgesehen ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Führungsräder (26) mittels eines Wälzlagers (27) an den Walzen (8) befestigt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei benachbarte Walzen an ihren Führuagsrädern mit komplementären, umfangsseitig angebrachten Führungsnuten bzw. -fortsätzen versehen sind, die ineinander eingreifen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnuten bzw. -fortsätze im Querschnitt V-förmig ausgebildet sind.