DE3604818A1 - Motorsteuerung fuer die verstellung einer schmalseitenplatte von stranggiesskokillen fuer metall, insbesondere fuer stahl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Motorsteuerung für die Verstellung einer Schmalseitenplatte von Stranggießkokillen für Metall, insbesondere für Stahl, mit zwei übereinanderliegenden Verstellorganen, die je­ weils mittels eines Getriebes und einer elektromagnetischen Kupplung an einen Antriebsmotor angeschlossen sind.

Aus Gründen der Energie-Ersparnis und damit zur Produktionskosten­ senkung werden Zwischenlager vor Warmbreitbandstraßen von Walzwerken so klein wie möglich gehalten, wobei die in der gegossenen Bramme gespeicherte Wärme unmittelbar für den Walzprozeß genutzt werden kann, d.h. dem Direkteinsatz von der Stranggießanlage in das Walzwerk dient. Für einen solchen Heißeinsatz sind walzwerksgerechte Abmes­ sungen auf der Stranggießmaschine zu produzieren. Die Veränderung der Breitenabmessung erfolgt während des Gießens. Hierbei ist eine Erhö­ hung und eine Verkleinerung der Breite üblich.

Es ist schon vorgeschlagen worden (DE-PS 23 40 768), bei einer Regelvorrichtung für die automatische Verstellung von Schmalseiten­ platten eine Sollwerteingabestelle zu schaffen, die mit den Verstell­ organen eines Positionsgebers in Verbindung steht, der als Aus­ gangssignal die Abweichung des gesetzten Sollwertsignals von dem Sig­ nal gemäß der tatsächlichen Position der Schmalseiten abgibt, wobei allerdings eine Regelung angewendet wird, die in Form einer Ablauf­ regelung den Motor einer Seite jeweils abwechselnd in Betrieb setzt. Es ist auch schon eine Vorrichtung zur ferngesteuerten Verstellung von Kokillenschmalseitenwänden bekannt (DE-OS 34 07 284), wobei für jede Schmalseitenplatte ein oberer und ein unterer Spindelantrieb angelenkt sind, die im Sinne einer Schwenk- oder Verschiebebewegung der Schmalseitenplatte angetrieben werden. Um die Durchbruchsgefahr beim Verstellen der Schmalseitenplatten zu vermindern, ist bei einer Spindel unabhängig von der anderen Spindel die Drehzahl oder die axiale Position veränderbar.

Darüber hinaus sind Parameter, wie z.B. die Länge der Stranggieß­ kokille, die Gießgeschwindigkeit, maximal zulässige Spalte, maximal zulässige Verformungen, zu beachten, um eine Überbeanspruchung der in der Stranggießkokille noch dünnen Strangschale zu vermeiden. Auf der anderen Seite hängt von der Verstellgeschwindigkeit und der Gieß­ geschwindigkeit die sogenannte Verstellkeillänge, d.h. die Zwischenstücklänge zwischen zwei Gußstrangbreiten ab.

Um den ständig steigenden Anforderungen an die Qualität der er­ zeugten Brammen, wie auch der Höhe der Gieß- und Verstellgeschwin­ digkeit gerecht zu werden, werden optimierte Bewegungen angestrebt.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Verstellbewegungen auch für empfindliche Güten von Gießwerkstoffen bei konstanten Gießbedingungen und minimaler Strangbelastung zu ver­ bessern.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus­ gehend von einer Anfangsposition der Schmalseitenplatte ein weitest­ gehend spaltfreier und verformungsfreier Bewegungsablauf der Schmal­ seitenplatte berechnet wird, daß bei Berücksichtigung des Verlaufs einer Tangente zwischen Gießspiegel und unterster Fußrolle der maximal sich theoretisch ergebende Spalt zwischen Gußstrang und Schmalseitenplatte und die sich tatsächlich ergebene Verformung errechnet werden und daß aufgrund der Rechenwerte die momentan erforderliche Verstellgeschwindigkeit auf die Angriffsstellen der Verstellorgane übertragen werden. Daraus ergibt sich eine optimale Bewegung der Schmalseitenplatten, und zwar sowohl für das Vergrößern als auch für das Verkleinern der Strangbreite. Außerdem lassen sich aufgrund der Erfindung auch empfindliche Gießwerkstoffe bei konstan­ ten Gießbedingungen verstellen. Gleiche Strangbelastung zugrundege­ legt, reduziert sich beim Vergleich einer reinen Parallelverstellung zur erfindungsgemäßen optimierten Bewegung der Verstellkeil auf ein Fünftel seiner Ursprungslänge.

Die Verstellbewegung aufgrund der erfindungsgemäßen Motorsteuerung ist derart optimal, daß Verstellkeillängen von nur noch ca. 1,6 m Länge entstehen bei einem zugrundegelegten Stellwert von 25 mm.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zumindest während einzelner Zeitabschnitte eines der Verstellorgane mit kontinuier­ licher Geschwindigkeit und das andere mit diskontinuierlicher Ge­ schwindigkeit antreibbar ist. Der Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß ein Spezialgetriebe, wie z.B. ein Überlagerungsgetriebe, ein Planetengetriebe, eingespart wird oder darin, daß zwei Motoren durch einen Motor ersetzt werden können.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß das mit diskonti­ nuierlicher Geschwindigkeit antreibbare Verstellorgan inkremental antreibbar ist. Diese Maßnahme kann vorteilhaft in der Praxis durch abwechselndes oder unterbrechendes Bestromen von elektromagnetischen Kupplungen ausgeführt werden.

Die zeitliche Schrittlänge für die weitestgehend beanspruchungsarmen Bewegungen beim Verstellen der Schmalseitenplatten werden vorteil­ hafterweise dahingehend vorgenommen, daß die Inkremente des diskonti­ nuierlich antreibbaren Verstellorgans in einem Optimalbereich von 4 bis 20 Sekunden wählbar sind.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seite einer Stranggießkokille mit der rechten Schmal­ seitenplatte und den Verstellorganen mit Antrieb,

Fig. 2 eine Übersicht über die einzelnen Verstellbewegungsschritte,

Fig. 3 ein Balkendiagramm mit Vergleichswerten zwischen den bekann­ ten Verstellwerten und der Erfindung jeweils für Verstell­ keillänge, maximalem Spalt und maximaler Verformung beim Vergrößern der Strangbreite und

Fig. 4 ein Balkendiagramm wie Fig. 3 beim Verkleinern der Strang­ breite.

Die Erfindung basiert auf jeweils einer Schmalseitenplatte (1) mit zumindest einer an dieser befestigten Fußrolle (2). Die zwei überein­ anderliegenden Verstellorgane (3 und 4) bestehen aus Schraubspindeln. Der Gewindeteil (5) der Schraubspindel ist jeweils in der Gewinde­ mutter (6) geführt. An die Schraubspindeln ist jeweils zumindest eine Getriebestufe (7) angeschlossen. Die aus der Getriebestufe (7) he­ rausgeführte Welle (8) steht jeweils mit einer Elektromagnetkupplung (9) in Verbindung. Letztere ist wiederum über jeweils mindestens eine weitere Getriebestufe (10) mit dem einzigen Elektromotor (11) ver­ bunden.

Die Wirkungsweise der Motorsteuerung ist aus Fig. 2 ersichtlich. Vor der Schmalseitenplatte (1) befindet sich das flüssige Metall (12), das den Gießspiegel (13) bildet. Fig. 2 zeigt nunmehr in zehn Bewe­ gungsschritten (mit 1 bis 10 bezeichnet) den Ablauf einer Breiten­ verstellung im Sinn einer Vergrößerung der Gußstrangbreite. Der Schritt (0-1) ist ein Parallelschritt, bei dem beide Verstellorgane (3 und 4) in den Angriffsstellen (14 und 15) gleich betätigt werden. Die Linie (0) entspricht in Fig. 1 der Tangente (16), die zwischen dem Gießspiegel (13) über die Innenseite (1 a) der Schmalseitenplatte (1) und der untersten Fußrolle (2) verläuft.

Der Schritt (1-2) erfordert nur die Betätigung des oberen Verstell­ organs (3). Ein weiterer Parallelschritt (2-3) schließt sich an, wobei beide Verstellorgane (3 und 4) mit gleicher Geschwindigkeit betätigt werden. Der Schritt (3-4) erfolgt unter Betätigung des oberen Verstellorgans (3). Der Schritt (4-5) ist wiederum ein Parallelschritt, wobei die beiden Verstellorgane (3 und 4) wie beschrieben betätigt werden. Auf den Schritt (5-6) als Schwenk­ schritt durch das obere Verstellorgan (3) folgt ein Parallelschritt (6-7) - durch Betätigung der beiden Verstellorgane (3 und 4) wie beschrieben. Der Schritt (7-8) erfordert den Antrieb des unteren Verstellorgans (4). Der Schritt (8-9) stellt einen Parallelschritt wie beschrieben dar. Der Schritt (9-10) läßt durch das Verstell­ organ (4) die Schmalseitenplatte (1) in die Stellung der größten Breite des Gußstranges (17) gelangen. Die Bildung der Strangschale (17 a) beginnt im Bereich des Gießspiegels (13) und setzt sich bei entsprechender Abkühlung vorbei an der Unterkante (18) der Strang­ gießkokille stetig fort.

Das Ergebnis der Bewegungsschritte (0-1 bis 9-10) ist eine Strangverbreiterung wie in Fig. 3 dargestellt ist. Das Balkendiagramm für die "Verstellkeillänge" zeigt 8,4 m für das bekannte Parallel­ verstellungs-System. Andere Bewegungsverfahren erbringen eine Ver­ stellkeillänge von 5,6 m bzw. 5,1 m. Gemäß der Erfindung werden 1,6 m Verstellkeillänge erzielt, wobei der Berechnung ein Abstand zwischen Gießspiegel (13) und unterster Fußrolle von 1,4 m sowie eine Breitenänderung des Gußstranges von 25 mm zugrundeliegen.

Die entsprechenden "Spaltwerte" betragen bei bekannten Bewegungs­ systemen 5 mm, 1 mm, 5 mm und für die Erfindung ebenfalls 5 mm.

Für die Fig. 3 und 4 ist folgendes zu beachten: Die jeweils erste Säule einer der drei Säulengruppen (Verstellkeillänge, Spalt, Verformung), die jeweils zweite Säule einer der drei Säulengruppen usw. gehören für die Betrachtung zusammen und sind daher jeweils gleich schraffiert.

Die in Fig. 3 zugehörigen "Verformungswerte" betragen bei bekannten Bewegungssystemen 0 mm, 5 mm, 3 mm und für die Erfindung 5 mm. Hierbei ist jedoch bezüglich des Wertes "0 mm" zu beachten, daß der jeweils erste Wert der drei Balkendiagramme einer Parallelverstellung zugrundeliegt, die zu einer untragbaren Verstellkeillänge führt. Außerdem sind die Werte gemäß Fig. 4 zu berücksichtigen.

Fig. 4 zeigt die dementsprechenden Werte für das Verkleinern der Gußstrangbreite. Sämtliche angegebenen Wertzahlen sind nur als Ver­ hältniswerte zu betrachten. Ferner ist folgendes zu beachten: Für den Fall eines Spaltes (Fig. 3) der von 5 mm auf 2 mm verkleinert wurde (dies ist der Fall der vorliegenden Erfindung), ergäbe sich eine Ver­ stellkeillänge von 2,6 m und für die bekannte Parallelverstellung eine Verstellkeillänge von 18,9 m.

Claims (4)

1. Motorsteuerung für die Verstellung einer Schmalseitenplatte von Stranggießkokillen für Metall, insbesondere für Stahl, mit zwei übereinanderliegenden Verstellorganen, die jeweils mittels eines Getriebes und einer elektromagnetischen Kupplung an einen Antriebsmotor angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von einer Anfangsposition der Schmalseitenplatte (1) ein weitestgehend spaltfreier und verformungsfreier Bewe­ gungsablauf der Schmalseitenplatte (1) berechnet wird, daß bei Berücksichtigung des Verlaufs einer Tangente (16) zwischen Gieß­ spiegel (13) und unterster Fußrolle (2) der maximal sich theo­ retisch ergebende Spalt zwischen Gußstrang (17) und Schmalsei­ tenplatte (1) und die sich tatsächlich ergebende Verformung er­ rechnet werden und daß aufgrund der Rechenwerte die momentan erforderliche Verstellgeschwindigkeit auf die Angriffsstellen (14, 15) der Verstellorgane (3, 4) übertragbar sind.

2. Motorsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest während einzelner Zeitabschnitte eines der Verstellorgane (3, 4) mit kontinuierlicher Geschwindigkeit und das andere mit diskontinuierlicher Geschwindigkeit antreibbar ist.

3. Motorsteuerung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit diskontinuierlicher Geschwindigkeit antreibbare Verstellorgan (3 bzw. 4) inkremental antreibbar ist.

4. Motorsteuerung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Inkremente des diskontinuierlich antreibbaren Verstellorgans (3 bzw. 4) in einem Optimalbereich von 4 bis 20 Sekunden wählbar sind.