DE3524554A1 - Verfahren und vorrichtung zum manipulieren von auswechselbaren strangfuehrungssegmenten in bogenstranggiessanlagen fuer metall, insbesondere fuer stahl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Manipulieren von auswechselbaren Strangführungssegmenten in Bogenstranggießanlagen für Metall, insbesondere für Stahl, bei dem einzelne Strangführungssegmente an einem Schwenkarm befestigt werden, danach aus ihrer Betriebslage radial ausgefahren und der Schwenkarm später um eine horizontale Schwenkachse in eine Über­ gabestellung geschwenkt wird.

Das Auswechseln von Strangführungssegmenten ist in relativ kurzen Zeitabständen erforderlich, und zwar bei Formatwechsel des Gußstrangs und bei Schäden durch Verschleiß. Es kommt auch vor, daß bei sog. Durchbrüchen funktionswichtige Teile der Stranggieß­ anlage beschädigt werden. In einem solchen Fall kann ebenfalls das Auswechseln von Strangführungssegmenten erforderlich werden.

Die Arbeiten zum Auswechseln der schweren und sperrigen Strang­ führungssegmente sind zeitraubend, kostspielig, personalaufwendig und unfallträchtig.

Es ist bekannt (DE-OS 23 14 086), einen um eine horizontale Schwenkachse schwenkbaren Arm mittels eines an ortsfester Stelle über der Gießbühne angeordneten Hubmittels zu verschwenken. Die bekannte Vorrichtung erfordert zusätzliche Hilfsmittel, um ein ausgebautes Strangführungssegment von dem Schwenkarm zu über­ nehmen. Außerdem ist es nachteilig, daß die Anlenkung sämtlicher Baugruppen Raum oberhalb des Strangführungsgerüstes beansprucht. Die Anordnung der bekannten Vorrichtung im Bereich der Kühlkammer ist außerdem problematisch.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Zeit- und Kostenaufwand und die Betriebsunterbrechung durch Aus- und Einbauen der Strangführungssegmente auf ein Minimum zu reduzieren. Es wird außerdem angestrebt, die bisher benötigten Hilfsmittel, wie z.B. Krane, Traversen, Kettenzüge und dgl. entbehrlich zu machen. Nach Lösen der Verbindungen für die Medienversorgung (im wesentlichen Wasser- und Schmiermittelzuführung) soll außerdem kein weiteres Personal benötigt werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach dem radialen Ausfahren das Strangführungssegment um eine im Kopfbereich des Schwenkarms angeordnete horizontale Achse derart geschwenkt wird, daß nach einem Schwenken des Schwenkarms in die Vertikale das Strangführungssegment in eine ebenfalls vertikale Lage gelangt und daß danach der Schwenkarm mit dem Strangführungs­ segment auf einer horizontalen Bahn zu einer Reparaturwerkstatt gefahren wird, wonach das Strangführungssegment auf eine Arbeits­ fläche abgesetzt wird. Diese Verfahrensweise reduziert Zeit- und Kostenaufwand auf ein Minimum. Der Aus- und Einbau der Strang­ führungssegmente kann praktisch automatisiert erfolgen. Die Unfallgefahr für das Personal wird erheblich eingeschränkt oder sogar ganz ausgeschaltet.

Die Stranggießanlage zur Durchführung des Verfahrens ist mit einem aus mehreren Strangführungssegmenten gebildeten Stützrollengerüst ausgestattet, dem eine Manipulationsvorrichtung zum Ein- bzw. Ausbau der einzelnen Strangführungssegmente zugeordnet ist. Nach weiteren Merkmalen der Erfindung wird vorgeschlagen, daß im Bereich außerhalb der Kühlkammer, quer zum Verlauf zumindest einer Strangader, eine Schienenbahn angeordnet ist, die den Bereich des Stützrollengerüstes mit einer Reparaturwerkstatt verbindet und auf der ein Wagen geführt ist, der einen Schwenkarm trägt, der um eine horizontale Achse schwenkbar, zur horizontalen Achse radial ver­ stellbar ist und der am Kopfteil eine Befestigungs- bzw. eine Greifeinrichtung für ein einzelnes Strangführungssegment aufweist. Die bisher zum Segmentwechsel erforderlichen Hilfsmittel (Krane, Traversen, Kettenzüge u. dgl.) werden eingespart. Die Erfindung ist auch auf Mehrstranganlagen besonders vorteilhaft anwendbar. Die Ausbauvorrichtung kann ferner außerhalb der agressiven, feuchtheißen Kühlkammeratmosphäre gehalten werden. Die Ausbau­ vorrichtung ist - in verschiedenen Baugrößen - zum universellen Einsatz an Knüppel-, Vorblock- und Brammen-Stranggießanlagen anwendbar.

Der Schwenkarm ist ferner dahingehend gestaltet, daß die Verstell­ vorrichtung aus einer im Innern des Schwenkarms angeordneten ersten Kolben-Zylinder-Einheit besteht, daß die Schwenkvorrichtung aus einer am Kopfteil des Schwenkarms schwenkbar gelagerten Greifeinrichtung gebildet ist, an dem eine außerhalb der Schwenk­ achse am Schwenkarm und an der Greifeinrichtung angelenkte zweite Kolben-Zylinder-Einheit angreift und daß der Schwenkarm mittels einer ebenfalls außerhalb der horizontalen Achse des Schwenkarms und am Wagenrahmen angelenkten dritten Kolben-Zylinder-Einheit verschwenkbar ist. Diese Maßnahmen bilden eine Grundlage für die Automatisierung.

Eine diesbezügliche Verbesserung besteht ferner darin, daß die Befestigungseinrichtung bzw. Greifeinrichtung für ein Strang­ führungssegment mittels einer vierten Kolben-Zylinder-Einheit verriegelbar ist.

Ein vollkommen automatischer Ablauf wird ferner dadurch erzielt, daß sämtliche Kolben-Zylinder-Einheiten über elektro-hydraulische Signalelemente für Weg- bzw. Stellungsbefehlssignale an einen programmierbaren Rechner angeschlossen sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowohl für die Verfahrens­ weise als auch für die Stranggießanlage und für die Manipulations­ vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Bogenstahlstranggießanlage mit Kühlkammer und Manipulationsvorrichtung,

Fig. 2 die Manipulationsvorrichtung im Einsatz in der Phase der Übernahme eines Strangführungssegmentes,

Fig. 3 eine Draufsicht zu Fig. 2,

Fig. 4 die Manipulationsvorrichtung in der Phase des Ausbaus eines Strangführungssegmentes,

Fig. 5 die Manipulationsvorrichtung nach Schwenken des Strang­ führungssegmentes,

Fig. 6 die Manipulationsvorrichtung nach Schwenken des Schwenkarms in Fahrstellung,

Fig. 7 einen Grundriß der Stranggießanlage mit Manipulationsvor­ richtung, Schienenbahn und Reparaturwerkstatt und

Fig. 8 ein Diagramm für den Programmablauf.

Das Stützrollengerüst 21 a einer Stahlstranggießanlage 21 ist aus mehreren Strangführungssegmenten 15, 22, 23 und 24, mehrere Strangadern 21 b bildend, aufgebaut, von denen jedes Befestigungs­ organe 25 aufweist, die ein automatisches Verbinden mit einem Schwenkarm 6 ermöglichen. Der Schwenkarm 6 ist außerhalb der Kühlkammer 7 angeordnet und daher mit allen Teilen nicht einer aggressiven feuchtheißen Atmosphäre ausgesetzt.

Der Schwenkarm 6 ist Teil einer Manipulationsvorrichtung 26, die durch eine Kühlkammertür 27 in die Kühlkammer 7 in Pfeilrichtung aus- und eingeschwenkt werden kann. Innerhalb der Manipulations­ vorrichtung 26 ist ein Wagen 1 auf einer Schienenbahn 2 verfahr­ bar. Der Wagen 1 ist mittels Führungsrollen 3 und Laufrädern 4 auf der Schienenbahn 2 geführt. Der Schwenkarm 6 ist um die horizon­ tale Achse 28 schwenkbar und zu der horizontalen Achse 28 radial verstellbar, wobei im Inneren 29 des Schwenkarms 6 eine erste Kolben-Zylinder-Einheit 11 eine Verstellvorrichtung 9 betätigt, die mittels Rollen 10 in Längsrichtung des Schwenkarms 6 geführt ist. Die Verstellvorrichtung 9 dient zur radialen Verschiebung einer Schwenkvorrichtung 30, die sich im Kopfteil 31 des Schwenk­ arms 6 befindet. An der Verstellvorrichtung 9 ist die Befesti­ gungs- bzw. Greifvorrichtung 12 um eine Schwenkachse 32 schwenk­ bar gelagert. Die Schwenkbewegung erfolgt mittels einer zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 13, deren Kolbenstange 13 a an einem Vor­ sprung 12 a der Befestigungs- bzw. Greifvorrichtung 12 angelenkt ist. Der Schwenkarm 6 ist um die Schwenkachse 28 mittels einer dritten hydraulischen, gelenkig am Vorsprung 1 a gelagerten Kolben- Zylinder-Einheit 8 betätigbar.

Sobald der Schwenkarm 6 in die Betriebsstellung gefahren und geschwenkt worden ist (Fig. 2), um z.B. ein Strangführungssegment 15 auszubauen, und die Befestigungs- bzw. Greifvorrichtung 12 wirksam wird, erfolgt eine Verriegelung dieses Zustandes über eine vierte Kolben-Zylinder-Einheit 14. Das zur Betätigung der hydrau­ lischen Kolben-Zylinder-Einheiten 8,11,13,14 erforderliche Hydrau­ likaggregat 17 befindet sich auf dem Wagen 1.

Die Schienenbahn 2 verläuft von der Strangader 21 b bis zu einer Reparaturwerkstatt 18 (Fig. 7). Auf der Gießbühne 19 ist ein programmierbarer Rechner 20 vorgesehen, von dem aus der Ablauf des Ein- und Ausbaus der Strangführungssegmente 15,22,23 und 24 ge­ steuert wird.

Das Verfahren zum Manipulieren der auswechselbaren Strangführungs­ segmente 15,22,23 und 24 wird wie folgt ausgeübt:

Zu Beginn des Ausbaues eines Strangführungssegmentes 15 steht der Schwenkarm 6 in seiner Ruhestellung (Fig. 1). Die Manipulations­ vorrichtung 26 wird quer zur Richtung der Strangadern 21 b ver­ fahren bis sie vor der jeweiligen Strangader 21 b steht, an der ein Strangführungssegment (15,22,23 oder 24) gewechselt werden soll (Fig. 7).

Bei geöffneter Kühlkammertür 27 wird der Schwenkarm 6 in seine Arbeitsstellung geschwenkt (Fig. 2). Die Befestigungs- bzw. Greif­ vorrichtung 12 - in Ruhestellung rechtwinklig zum Schwenkarm 6 stehend (Fig. 1) - wird gleichzeitig in die dem auszubauenden Strangführungssegment entsprechende Arbeitsstellung geschwenkt.

Die Verstellvorrichtung 9 wird nun soweit ausgefahren, bis vorhandene Riegel in der Befestigungs- bzw. Greifvorrichtung 12 Kontakt mit den Befestigungsorganen 25, die z.B. aus Ösen bestehen können, erhalten (Fig. 2). Mit Hilfe der vierten Kolben-Zylinder- Einheit 14 wird eine feste Verriegelung zwischen der Befestigungs- bzw. Greifvorrichtung 12 und einem Strangführungssegment 15 her­ gestellt.

Im ersten Arbeitsgang wird das Strangführungssegment 15 mit Hilfe der Verstellvorrichtung 9 von seiner Lagerung 16 so weit abgehoben (Fig. 4), bis es - ohne Kollision mit stehenbleibenden Teilen der Strangführung - in seine Ausförderlage geschwenkt werden kann (Fig. 5).

Der Schwenkarm 6 wird jetzt mit dem anhängenden Strangführungs­ segment 15 aus der Kühlkammer 7 hinausgeschwenkt (Fig. 6). In dieser Stellung verfährt die Manipulationsvorrichtung 26 quer zum Verlauf der Strangadern bis zur Reparaturwerkstatt 18 (Fig. 7).

Die Anordnung der Führungsrollen 3 und der Laufräder 4 mit Fahrantrieb 5 ermöglicht Kurven in der Schienenbahn 2, so daß die Manipulationsvorrichtung 26 als Transportgerät genutzt werden kann, um jeden Ort der Werkhalle (Reparaturwerkstatt, Instandhaltungswerkstatt u.dgl.) zu erreichen.

Der Einbau eines Strangführungssegmentes (15,22,23 und 24) erfolgt sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge.

In Fig. 8 sind die Befehlsimpulse des Rechners 20 entsprechend einem eingegebenen Programm angegeben. Die wesentlichen Befehle lauten: Handsteuerung im Instandhaltungsbetrieb (33), Quertransport (34), Schwenkarm senken (35), Befestigungs- bzw. Greifvorrichtung schwenken (36), Verstellvorrichtung einfahren (37), Verriegelung Ein (38), Verstellvorrichtung ausfahren (39), Befestigungs- bzw. Greifvorrichtung schwenken (40), Schwenkarm heben (41).

Weiterhin ist in Fig. 8 die Stranggießanlage 21 schematisch darge­ stellt, wobei Stahlgußstränge mit Strangadern, von 1 bis 4 "im Kreis" bezeichnet, vorgesehen sind. Von der Stahlstranggießanlage 21 kommen entsprechende Signale 42 (Kühlkammer-Tür offen), 43 (Strangführungssegment verriegelt), 44 (Strangführungssegment alle Anschlüsse für Wasser und Schmiermittel lose), 45 (Strangführungs­ segment abgehoben), 46 (Strangführungssegment in Ausförderposi­ tion), 47 (Strangführungssegment frei für Quertransport), 48 (Handsteuerung Ein in Reparaturwerkstatt bzw. Instandhaltungs­ betrieb).

Claims (5)

1. Verfahren zum Manipulieren von auswechselbaren Strangführungs­ segmenten in Bogenstranggießanlagen für Metall, insbesondere für Stahl, bei dem einzelne Strangführungssegmente an einem Schwenkarm befestigt werden, danach aus ihrer Betriebslage radial ausgefahren und der Schwenkarm später um eine horizontale Schwenkachse in eine Übergabestellung geschwenkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem radialen Ausfahren das Strangführungssegment um eine im Kopfbereich des Schwenkarms angeordnete horizontale Achse derart geschwenkt wird, daß nach einem Schwenken des Schwenkarms in die Vertikale das Strangführungssegment in eine ebenfalls vertikale Lage gelangt und daß danach der Schwenkarm mit dem Strangführungssegment auf einer horizontalen Bahn zu einer Reparaturwerkstatt gefahren wird, wonach das Strangführungssegment auf eine Arbeitsfläche abgesetzt wird.

2. Stranggießanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem aus mehreren Strangführungssegmenten gebildeten Stütz­ rollengerüst, dem eine Manipulationsvorrichtung zum Ein- bzw. Ausbau der einzelnen Strangführungssegmente zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich außerhalb der Kühlkammer (7), quer zum Verlauf zumindest einer Strangader (21 b) eine Schienenbahn (2) angeordnet ist, die den Bereich des Stützrollengerüstes (21 a) mit einer Reparaturwerkstatt (18) verbindet und auf der ein Wagen (1) geführt ist, der einen Schwenkarm (6) trägt, der um eine horizontale Achse (28) schwenkbar, zur horizontalen Achse (28) radial verstellbar ist und der am Kopfteil (31) eine Befestigungs- bzw. eine Greifeinrichtung (12) für ein einzelnes Strangführungs­ segment (15) aufweist.

3. Manipulationsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (9) aus einer im Innern (29) des Schwenkarms (6) angeordneten ersten Kolben-Zylinder-Einheit (11) besteht, daß die Schwenkvorrichtung (30) aus einer am Kopfteil (31) des Schwenkarms (6) schwenkbar gelagerten Greifeinrichtung (12) gebildet ist, an dem eine außerhalb der Schwenkachse (32) am Schwenkarm (6) und an der Greifeinrichtung (12) angelenkte zweite Kolben-Zylinder-Einheit (13) angreift und daß der Schwenkarm (6) mittels einer ebenfalls außerhalb der horizontalen Achse (28) des Schwenkarms (6) und am Wagenrahmen (1 a) angelenkten dritten Kolben-Zylinder-Einheit (8) verschwenkbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung bzw. Greifeinrichtung (12) für ein Strangführungssegment (15) mittels einer vierten Kolben-Zylinder- Einheit (14) verriegelbar ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Kolben-Zylinder-Einheiten (8,11,13,14) über elektro- hydraulische Signalelemente für Weg- bzw. Stellungsbefehlssignale an einem programmierbaren Rechner (20) angeschlossen sind.