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Die gestellte Aufgabe wird mit einer Einrichtung zur Beeinflussung
der Kühlwirkung einer Doppelbandstranggießkokille gelöst, welche die Merkmale des
Anspruchs 1 aufweist. Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die die Kühlwirkung
beeinflussende Stärke der Gießbänder über die Länge des Kokillenraums abschnittweise
dadurch zu verändern, daß durch Verwendung endloser Zusatzbänder über einen Teil
der Länge des Kokillenraums eine Mehrfachwand gebildet wird, dienen Gießrichtung
gesehen - mit Abstand hinter den vorderen Umlenktrommeln für die Gießbänder beginnt.
Die Zusatzbänder (die bezüglich des Kokil-
lenraums an der Außenseite
des zugehörigen Gießbandes liegen) sind bezüglich der Gießbänder so gehalten, daß
sie über den Längenabschnitt des Kokillenraums, der als Mehrfachwand ausgebildet
sein soll, möglichst eng an den Gießbändern anliegen.
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Vorzugsweise sind die Zusatzbänder so angeordnet, daß ihre an den
Gießbändern anliegenden geradlinigen Abschnitte sich allenfalls über die in Gießrichtung
hintere Hälfte der Länge des Kokillenraums erstrecken. Dadurch, daß die Zusatzbänder
mit Abstand hinter den vorderen Umlenktrommeln für die Gießbänder umlaufen, läßt
sich - in Gießrichtung abgestuft - zunächst eine schroffe und anschließend, im Bereich
der mit den Zusatzbändern gebildeten Mehrfachwand, eine milde Kühlung erzielen.
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Die über die Gießbänder abgeführte Wärmemenge einer Doppelbandstranggießkokille
läßt sich bekanntlich nach der Formel Q= 1/R.F(T\-T2) ermitteln, wobei R den Gesamtwärmewiderstand,
Fdie wärmeabführende Fläche, T, die mittlere Gießbandtemperatur und T2 die Kühlwassertemperatur
bezeichnet.
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Dabei ist zu berücksichtigen, daß auf der dem Kokillenraum zugewandten
Seite der Gießbänder zwischen diesen und dem sich bildenden Metallstrang ein Luftspalt
vorhanden ist, der als guter Isolator den Wärmeübergang nach außen erschwert.
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Grundsätzlich errechnet sich der Gesamtwärmewiderstand R aus den
Einzelwiderständen RL für etwa vorhandene Luftspalte, Rs für auf die Gießbänder
aufgetragene Beschichtungsmittel, RB für das Gießband und etwa vorhandene Zusatzbänder
sowie Rw für das Kühlwasser: R = RL + Rs + Rfi + Rw.
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Falls mehrere Bänder bei der Bildung einer Mehrfachwand zusammenwirken,
wird die Größe des Gesamtwiderstandes zusätzlich durch den Einzelwiderstand für
den Luftspalt mit beeinflußt, welcher sich - bedingt durch fertigungstechnische
und konstruktive Gegebenheiten - zwangsläufig zwischen den benachbarten Bändern
ausbildet.
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Für den Teil der Länge des Kokillenraums, in dem ein Gießband (gekennzeichnet
durch den Index »G«) mit einem Zusatzband (Index »Z«) zusammenwirkt und eine Mehrfachwand
bildet, errechnet sich der Gesamtwärmewiderstand aus der Summe der Einzelwiderstände
RLG (Luftspalt im Kokillenraum), Rs (Beschichtungsmittel am Gießband), RBG (Gießband),
RLZ (Luftspalt zwischen Gießband und Zusatzband), Rsz(Zusatzband) und Rw(Kühlwasser):
R = RLG+ Rs+ RBG+ RLZ + RBZ + Rw.
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Unter der Voraussetzung, daß das Gießband und das mit diesem zusammenwirkende
Zusatzband jeweils aus einem 1,2 mm starken Stahlband bestehen, der Luftspalt im
Kokillenraum bzw. zwischen Gießband und Zusatzband jeweils 0,1 mm beträgt und das
Gießband auf der Seite des Kokillenraums mit einem Graphit-Beschichtungsmittel versehen
ist, läßt sich der Gesamtwärmewiderstand R um mehr als 50% erhöhen, falls die Kokillenwand
nicht nur aus dem Gießband, sondern zusätzlich aus einem mit diesem zusammenwirkenden
Zusatzband aufgebaut wird. Diese lediglich über einen Teil der Länge des Kokillenraums
wirksame Erhöhung des Gesamtwärmewiderstands hat eine Absenkung der nach außen abgeführten
Wärmemenge zur Folge und führt somit zu einer milderen Kühlung des Gießerzeugnisses
in dem betreffenden Bereich des Kokillenraums.
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Die bei der Bildung der Mehrfachwand zusammenwirkenden Gießbänder
und Zusatzbänder können jeweils eigene Führungs- und Antriebseinrichtungen aufweisen.
Bei einer besonders einfachen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes besitzen
die zusammenwirkenden Bänder jeweils eine gemeinsame, am Kokillenraumaustritt liegende
Antriebsstation (Anspruch 2).
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Eine einwandfreie und unabhängige Seitensteuerung der Gießbänder
und Zusatzbänder (beispielsweise über eine Abtastung der Bandkanten mittels Endschaltern)
läßt sich dann verwirklichen, wenn man die Gießbänder und Zusatzbänder unterschiedlich
breit ausbildet und eine gegenseitige Beeinflussung weitestgehend dadurch ausschließt,
daß der Bereich, in dem die Gießbänder und Zusatzbänder zusammenwirken, möglichst
kurz gehalten wird.
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Bei einer derartigen, besonders vorteilhaften Ausführungsform des
Erfindungsgegenstandes bestehen die am Kokillenraumaustritt liegenden angetriebenen
Umlenktrommeln für die Gießbänder jeweils aus zwei mit Abstand voneinander gehaltenen
Trommelabschnitten, zwischen denen jeweils eine im Durchmesser kleinere Antriebstrommel
für die Zusatzbänder angeordnet ist (Anspruch 3). Die Geschwindigkeit der Umlenktrommeln
für die breiteren Gießbänder und der Antriebstrommeln für die schmaleren Zusatzbänder
läßt sich dadurch in Übereinstimmung bringen, daß die Antriebstrommeln an langen,
ortsfest gelagerten Antriebswellen befestigt sind. Diese greifen über eine an ihnen
angeordnete Außenverzahnung in eine Innenverzahnung an den Trommelabschnitten ein
(Anspruch 4), die bezüglich der Antriebstrommeln exzentrisch angeordnet sind: Die
Drehachsen der Antriebswellen fallen also nicht mit den Drehachsen der zugehörigen
Trommelabschnitte zusammen, obwohl die Gießbänder und Zusatzbänder bereits im Bereich
der Trommelabschnitte aneinander anliegen.
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Bei einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes liegen die Gießbänder
an Stützrollen an, die außerhalb der Antriebstrommeln zwischen den Trommelabschnitten
an schwenkbar abgestützten Tragarmen gelagert sind (Anspruch 5). Die schwenkbare
Abstützung kann dabei insbesondere über die Antriebswellen erfolgen, an denen die
Antriebstrommeln befestigt sind. Die zusätzliche Abstützung der Gießbänder kann
jedoch auch aus außerhalb der Antriebstrommeln und zwischen den Trommelabschnitten
angeordneten Rollenketten bestehen, die an stillstehenden Führungsbacken umlaufen;
letztere kragen seitlich über die Antriebstrommeln vor und sind schwenkbar an deren
Antriebswelle gehalten (Anspruch 6). Die von den Rollenketten ausgehende Stützwirkung
kann durch Schwenken der Führungsbakken bezüglich der Antriebswelle (oder auch der
ortsfesten Umgebung) verändert werden. Eine zusätzliche Einstellmöglichkeit bezüglich
der abzustützenden breiten Gießbänder ist dadurch gegeben, daß sich die Führungsbacken
über eine verstellbare Exzenterbuchse an der Antriebswelle abstützen (Anspruch 7).
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Vorzugsweise sind die Führungsbacken derart bemessen und ausgebildet,
daß die Rollenketten die Gießbänder über einen Winkelsektor von mindestens 90" abstützen
(Anspruch 8).
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Die Stützbreite der Rollenketten läßt sich durch meh-
rere
nebeneinanderliegende Rollenketten oder mehrere nebeneinander angeordnete Rollenreihen
anpassen.
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Der Erfindungsgegenstand kann in der Weise weiter ausgestaltet sein,
daß die Zusatzbänder aus mehreren Einzelbändern aufgebaut sind. Der durch das Zusammenwirken
mehrerer Bänder bedingte Gesamtwärmewiderstand läßt sich in einfacher Weise durch
unterschiedliche Bemessung der Stärke der Bänder oder durch Verwendung von Werkstoffen
mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit beeinflussen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in
der stark schematisiert mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigt
F i g. 1 den Aufbau einer Doppelbandstranggießkokille mit in der Nähe des Kokillenraumaustritts
angeordneten Zusatzbändern, die am Kokillenraumaustritt gemeinsam mit den Gießbändern
auf einer hinteren, angetriebenen Umlenktrommel abgestützt sind, F i g. 2 den Aufbau
einer Doppelbandstranggießkokille, deren Zusatzbänder an eigenen Spann- und Antriebstrommeln
umlaufen, Fig.3 den Aufbau einer Doppelbandstranggießkokille mit zwei die hintere
Umlenktrommel bildenden Trommelabschnitten, zwischen denen die Antriebstrommel für
ein Zusatzband angeordnet ist, F i g. 4 einen vertikalen Teilschnitt durch die hintere
Antriebsstation gemäß F i g. 3 mit zusätzlicher Abstützung des Gießbandes an Stützrollen,
F i g. 5 einen vertikalen Teilschnitt durch eine (gemäß F i g. 3) zwischen zwei
Trommelabschnitten angeordnete Antriebstrommel für ein Zusatzbana und zwei lageeinstellbare
Führungsbacken, an deren umlaufenden Rollenketten das zugehörige Gießband anliegt,
Fig. 6 eine Seitenansicht der Ausführungsform gemäß F i g. 5 mit Schnitt durch die
dem oberen Gießband zugeordnete Führungsbacke und Fig. 7a, 7b eine Draufsicht auf
eine Rollenkette bzw.
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eine Seitenansicht einer Rollenkette mit zugehörigem Gießband und
zugehöriger Führungsbacke.
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Die Doppelbandstranggießkokille 1 weist als bekannte Hauptbestandteile
ein oberes endloses Gießband 2 und ein unteres endloses Gießband 3 auf, die mit
endlosen, gegliederten Seitendämmen (dargestellt in Fig. 4) einen im Querschnitt
rechteckförmigen Kokillenraum 4 begrenzen. In diesem bildet sich aus der von links
am Kokillenraumeintritt 4' zufließenden Aluminiumschmelze ein Metallstrang, welcher
den Kokillenraum am Kokillenraumaustritt 4" mit Gießgeschwindigkeit in Gießrichtung
(Pfeil 5) verläßt. Die Gießbänder 2 und 3 weisen am Kokillenraumeintritt und am
Kokillenraumaustritt als Führungselemente vordere bzw. hintere Umlenktrommeln 6
bzw. 7 auf und liegen im Bereich des Kokillenraums zusätzlich an Stützwalzen 8 an
(F i g. 1).
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Um über die Länge des Kokillenraums abschnittweise eine unterschiedlich
starke Kühlung erzielen zu können, sind den Gießbändern 2 und 3 mit Abstand hinter
den vorderen Umlenktrommeln 6 im Bereich des Kokillenraumaustritts 4" endlose Zusatzbänder
9 bzw. 10 zugeordnet, die - über einen Teil ihrer Länge an dem jeweils zugehörigen
Gießband 2 bzw. 3 anliegend -gleichsinnig und synchron mit den Gießbändern mitlaufen.
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Die Zusatzbänder 9, 10 - deren im Durchmesser kleinere vordere Spanntrommel
mit 11 bezeichnet ist -weisen als hintere Führungselemente die Umlenktrommeln 7
auf, an denen sich auch die Gießbänder 2 bzw. 3 abstützen. Im Gegensatz zu der bisher
bekannten Ausführung von Doppelbandstranggießkokillen sind die
Gießbänder und die
zugehörigen Zusatzbänder jeweils über die hinteren Umlenktrommeln 7 angetrieben.
Die vorderen Umlenktrommeln 6 dienen (ebenso wie die bereits erwähnte Spanntrommel
11) als Spannelemente.
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Das Zusammenwirken der Gießbänder 2, 3 mit den Zusatzbändern 9 bzw.
10 über einen Teil der Länge des Kokillenraums 4 unter Bildung einer Mehrfachwand
(die bei der in Rede stehenden Ausführungsform als Doppelwand ausgebildet ist) hat
eine Erhöhung des Gesamtwärmewiderstands in dem Überlappungsbereich zur Folge und
bewirkt, daß aus dem Kokillenraum 4 in dem Mehrfachwandbereich (gekennzeichnet durch
den Buchstaben D) eine geringere Wärmemenge nach außen abgeführt wird als in dem
Bereich, in dem der Kokillenraum oben und unten lediglich durch das Gießband 2 bzw.
3 begrenzt ist. Durch Einsatz geeignet angeordneter und ggf. geeignet ausgebildeter
Zusatzbänder (die zur Beeinflussung des Gesamtwärmewiderstands auch aus einem anderen
Werkstoff bestehen können als das jeweils zugehörige Gießband) läßt sich also über
die Länge des Kokillenraums 4 eine abschnittweise unterschiedliche, und zwar zunächst
schroffe und anschließend milde Kühlung, verwirklichen.
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Die Drehachsen der Umlenktrommeln 6, 7 und der Spanntrommel 11 sind
durch die Bezugszeichen 6', 7' bzw. 11' gekennzeichnet.
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Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 (dargestellt ist aus Gründen
der Übersichtlichkeit lediglich die obere Hälfte der Doppelbandstranggießkokille
mit der Längsachse 4"' des Kokillenraums 4) ist das in Gießrichtung (Pfeil 5) mit
Abstand hinter der vorderen Umlenktrommel 6 angeordnete Zusatzband 9 an einer eigenen
vorderen Spanntrommel 14 mit Drehachse 14' und hinteren Antriebstrommel 15 mit Drehachse
15' gehalten; die Antriebstrommel liegt dabei in unmittelbarer Nähe der hinteren
Umlenktrommel 7 für das Gießband 2, welches dicker ausgebildet ist als das Zusatzband.
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Die Zusatzabstützung sowohl des Gießbandes als auch des Zusatzbandes
insbesondere im Bereich des Kokillenraums 4 (beispielsweise durch Stützwalzen) ist
in F i g. 2 ebenso wie in F i g. 3 und 6 nicht dargestellt.
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Die in F i g. 4 dargestellte, vorteilhafte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
weist eine aus zwei Trommelabschnitten 7a bestehende hintere Umlenktrommel für das
(beispielhaft dargestellte obere) Gießband 2 auf, zwischen denen die Antriebstrommel
15 des schmaleren Zusatzbandes 9 angeordnet ist. Angesichts der vorhandenen Durchmesserunterschiede
stimmt die Drehachse 7' der Trommelabschnitte 7a nicht mit der Drehachse 15' der
Antriebstrommel überein.
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Zur Abstützung des Gießbandes 2 zwischen den Trommelabschnitten 7a
und außerhalb des Bereichs der Antriebstrommel 15 sind seitlich zwischen den Bestandteilen
7a und 15 Tragarme 16 vorgesehen, die sich schwenkbar an der ortsfest gelagerten
Antriebswelle 15" der Antriebstrommel 15 abstützen und deren Lage bezüglich des
Gießbandes 2 mittels einer gelenkig angeschlossenen Stellstange 18 veränderbar ist.
Diese stützt sich über zwei Einstellmuttern 19 an einem Anschlag 20 des Rahmens
der Doppelbandstranggießkokille 1 ab.
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Jeder Tragarm 16 ist auf der dem Gießband 2 zugewandten Seite mit
vier drehbar gelagerten Stützrollen 17 ausgestattet, die - dem Verlauf des Gießbandes
angepaßt - auf einem Kreisbogen liegen. Durch Verschieben der Stellstange 18 bezüglich
des ortsfesten Anschlags 20 kann sichergestellt werden, daß eine unerwünschte Verformung
des Gießbandes im Bereich der Teile 7a und 15 vermieden wird.
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Der Vorteil dieser Ausführungsform ist darin zu sehen, daß die zusammenwirkenden
Bänder (also beispielsweise die dargestellten Bänder 2 und 9) voneinander unabhängige
Seitenkantensteuerungen erhalten können und trotzdem lediglich eine Antriebsstation
benötigen.
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Die beiden Trommelabschnitte 7a sind ebenso wie die Antriebswelle
15" über Wälzlager 21 bzw. 22 drehbar in zwei Gehäusen 23 gehalten, die über Stege
23' an dem ortsfesten Rahmen 24 der Doppelbandstranggießkokille 1 (vgl. dazu Fig.
1) befestigt sind. Die Antriebstrommel 15 ist drehmomentenfest mit der Antriebswelle
15" verbunden.
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Zur Anpassung der Geschwindigkeit der Antriebstrommel an diejenige
der Trommelabschnitte 7a ist die Antriebswelle 15" in deren Bereich mit einer Außenverzahnung
25 ausgestattet, die nach Art eines Ritzels in eine ein Hohlrad bildende Innenverzahnung
26 an den exzentrisch gelagerten Trommelabschnitten 7a eingreift (Fig. 4).
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jeweils eines der beiden zusammenwirkenden Gehäuse 23 ist (in Fig.
4 auf der rechten Seite) über einen Kupplungsflansch 27 mit einem Antrieb ausgestattet,
welcher über die Antriebswelle 15" unmittelbar die Antriebstrommel 15 mit dem an
dieser abgestützten Zusatzband 9 und über die Verzahnungen 25, 26 mittelbar die
Trommelabschnitte 7a und das auf diesen abgestützte Gießband 2 antreibt. Trotz Verwendung
unterschiedlich breiter Bänder 2 und 9 können diese also mittels eines einzigen
Antriebs in ihrem Überlappungsbereich gleichsinnig und mit übereinstimmender Geschwindigkeit
bewegt werden.
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Die zwischen den Trommelabschnitten 7a und oberhalb der Antriebstrommel
15 schwenkbar gehaltenen Tragarme 16 sind in der Weise abgewinkelt, daß sie letztere
und das zugehörige Zusatzband 9 mit Abstand übergreifen. Die zugehörigen Stützrollen
17 sind jeweils in zwei Reihen nebeneinander angeordnet.
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Die Breite der Zusatzbänder 9 und 10 ist so bemessen, daß sie in
etwa mit dem gegenseitigen Abstand der Außenflächen der Seitendämme 28 übereinstimmt,
welche den Kokillenraum 4 seitlich begrenzen.
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Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 und 6 läuft die hintere, an
der Antriebswelle 15" befestigte Antriebstrommel 15 für das Zusatzband 9 zwischen
zwei seitlich vorkragenden Führungsbacken 29 um, welche sich über eine verstellbare
Exzenterbuchse 30 und Wälzlager 31 an der Antriebswelle abstützen. Die beiden jeweils
zusammenwirkenden Führungsbacken 29 sind ihrerseits zwischen den in F i g. 4 dargestellten,
sich also rechts und links anschließenden Trommelabschnitten 7a angeordnet, die
über die bereits erwähnte Verzahnung 25, 26 von der Antriebswelle 15" in Drehung
versetzt werden.
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Jede Führungsbacke 29 weist zwei nebeneinanderliegende, voneinander
getrennte Führungsbahnen 32 auf, in denen jeweils eine Rollenkette 33 mit jeweils
zwei nebeneinanderliegenden Rollenreihen 34 umläuft. Die Führungsbahnen 32 sind
so bemessen und geformt, daß die Rollenketten 33 das zugehörige Gießband 2 über
einen Winkel von mehr als 90" abstützen. Die Lage der Führungsbacken 29 bezüglich
des Gießbandes 2 läßt sich mittels eines gelenkig angeschlossenen Verstellhebels
35 verändern, der beispielsweise über einen Anschlag in der Weise feststellbar ist
wie die in Fig.3 dargestellte Stellstange 18. Die von den Rollenketten 33 auf das
Gießband 2 ausgeübte Führungskraft läßt sich außerdem durch Drehen der Exzenterbuchse
30 mit der Exzenterachse 30' beeinflussen. Deren Lage ist über eine gelenkig angeschlossene
Exzenterstange 36 einstellbar, die in der bereits erwähnten Weise (siehe die Stellstange
18 in F i g. 3) über einen Anschlag festhaltbar ist.
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Bei feststehendem Verstellhebel 35 kann also durch Drehen der zugehörigen
Exzenterbuchse 30 für jede Führungsbacke 29 getrennt eine Feinanstellung vorgenommen
werden, welche eine einwandfreie Abstützung des Gießbandes auch zwischen den Trommelabschnitten
7a im Bereich oberhalb der Antriebstrommel 15 zur Folge hat (vgl. F i g. 6).
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Die Rollenketten 33 bestehen jeweils aus zwei nebeneinanderliegenden
Rollenreihen 34, die über Zwischenringe 37 voneinander getrennt auf Bolzen 38 drehbar
gelagert sind. Als Verbindungselemente zwischen den aufeinanderfolgenden Bolzen
38 dienen kettenartig angeordnete, wechselweise gegeneinander versetzte Laschen
39, in deren Bohrungen sich die Bolzen 38 abstützen. Die gegenseitige seitliche
Fixierung der Teile 38 und 39 erfolgt über an den Bolzen 38 befestigte Führungsscheiben
40(F i g. 7a).
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