DE3838010A1 - Verfahren und vorrichtung zum verstellen des strangformates in einer kokille in einer stranggiessanlage fuer metalle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verstellen des Strangformates in einer Kokille einer Stranggießanlage für Metalle, insbesondere für Stahl, wobei während des kontinuierlichen Gießvorganges zwei verschiebbare Schmal­ seitenwände zwischen zwei Breitseitenwänden mit einer vor­ gegebenen Klemmkraft geklemmt gehalten werden, wobei vor Beginn des Verstellvorganges die auf die Schmalseitenwände wirkende Klemmkraft auf null reduziert wird und eine Breit­ seitenwand von den anschließenden Schmalseitenwänden wegbe­ wegt wird, anschließend die Schmalseitenwände verstellt und danach wieder zwischen den Breitseitenwänden geklemmt werden.

Weiters betrifft die Erfindung eine Kokille zum Verstellen des Strangformates in einer Stranggießanlage für Metalle, insbesondere für Stahl, mit zwei in einem Wasserkasten ein­ gesetzten Breitseitenwänden und zwischen den Breitseitenwänden einklemmbaren Schmalseitenwänden, wobei die Schmalseiten­ wände gegeneinander zwecks Formatsverstellung des von den Breitseitenwänden und den Schmalseitenwänden gebildeten Kokillenhohlraumes verstellbar sind und die Breitseiten­ wände an jedem Ende mittels mindestens einer mit Hilfe einer Stelleinrichtung lösbaren von Federpaketen gebildeten und die Breitseitenwände über einen Zuganker verbindenden Klemm­ einrichtungen gegen die Schmalseitenwände preßbar sind.

Ein Verfahren und eine Kokille zum Verstellen des Strang­ formates während des laufenden Gießbetriebes an einer Stranggießanlage, wobei die Möglichkeit gegeben ist, die Schmalseitenwände zwischen den beiden Breitseitenwänden festzuklemmen und nach dem Lösen der Klemmung, z. B. durch Beaufschlagung durch Druckmittelzylindern, einen Spalt zwischen den Breitseitenwänden und den Schmalseitenwänden hervorzugrufen, so daß die Schmalseitenwände gegenüber den Breitseitenwänden verstellt werden können, ist aus der EP-P 19 974, der AT-P 3 34 304 und der DE-C 36 40 096 bekannt, wobei die letztere ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zeigt. Hierbei ist es durch An­ schläge möglich, die Breitseitenwände soweit auseinander zu fahren, daß ein vorgegebener Spalt gebildet wird.

Der optimalen Spaltbreite sind enge Grenzen gesetzt. Bei zu engem Spalt bzw. wenn überhaupt kein Spalt eingestellt sondern lediglich die Klemmung zwischen dem Breitseiten­ wänden und den Schmalseitenwänden aufgehoben wird, kommt es zu starkem Verschleiß und zu Beschädigungen der Innen­ wandplatten der Breitseitenwände. Ist der Spalt zu breit, kommt es zum Eindringen von Schmelze in den Spalt zwischen Breitseitenwänden und Schmalseitenwänden. In beiden Fällen steigt damit die Gefahr von Schalenhängern. Legt man den Spalt, wie bisher üblich, auf Grund der Betriebserfahrungen durch Anschläge fest, hat man ein bei störungsfreier Produktion gut funktionierendes System. Kommt es jedoch zu Schwankungen im Produktionsablauf, z. B. durch geänderte Schmelzentemperatur, geänderte Kühlbedingungen in der Kokille oder veränderter Gießgeschwindigkeit, so ändern sich die Wärmedehnungen in der Kokille, damit der Abstand der Breitseitenwände voneinander und damit auch der tatsächlich realisierbare Spalt zwischen Breitseitenwänden und Schmal­ seitenwänden in der Kokille.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren und eine Kokille vorzuschlagen, bei der es möglich ist, ausgehend von der zum Verstellzeit­ punkt tatsächlich vorhandenen Kokillengeometrie den günstigsten Spalt zwischen Breitseitenwänden und Schmalseiten­ wänden einzustellen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß während des Betriebes mindestens jedoch während des Anfahrvorganges die Dehnung der Schmalseitenwände in Richtung der Längserstreckung der Zuganker bis zum Erreichen des Betriebszustandes gemessen wird, und daß vor der Formatverstellung die Breitseitenwände um den Betrag eines vorgegebenen definierten Spaltes ausein­ ander bewegt werden.

Vorteilhaft werden die gemessenen Dehnungswerte einer Rechen­ einrichtung zugeführt und ausgehend von der Grundeinstellung der betriebsbereiten Kokille der Istabstand der Breitseiten­ wände zum Verstellzeitpunkt ermittelt und in der Rechenein­ richtung durch Addition des Istabstandes der Breitseiten­ wände und des Betrages des definierten Spaltes ein Sollabstand gebildet wird, auf den die Breitseitenwände eingestellt werden.

Als besonders günstig hat sich herausgestellt, daß die Breit­ seitenwände um einen Betrag von 0,1 mm bis 0,3 mm voneinander wegbewegt werden.

Die erfindungsgemäße Kokille ist dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Zugankern mindestens ein Wegverfolgungs­ system angeordnet ist, das mit einer Recheneinheit signal­ technisch verbunden ist und daß die Recheneinrichtung mit einem Steuerglied für die Stelleinrichtung signaltechnisch verbunden ist.

Besonders einfach wird das dadurch realisiert, daß das Steuer­ glied als Regelventil und die Stelleinrichtung als Druck­ mittelzylinder ausgebildet ist. Die Recheneinrichtung wird vorteilhaft als Mikroprozessor ausgebildet.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen näher erläutert, wobei

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Stranggießkokille mit einer schematischen Darstellung der Steuereinrichtungen zeigt, und

Fig. 2 eine graphische Darstellung des Dehnungsverlaufes über der Zeit vom Gießbeginn bis zum stationären Betrieb zeigt.

In Fig. 1 ist mit (1) ein als Wasserkasten ausgebildeter Trag­ rahmen der Stranggießkokille bezeichnet in dem Breitseiten­ wände (2, 3) der Stranggießkokille eingesetzt sind und gegen den sich diese Wände abstützen. Jede dieser beiden Breit­ seitenwände (2, 3) ist an der Innenseite mit als innenge­ kühlten Kupferplatten ausgebildeten Innenwandplatten (4, 5) versehen, die an Stützplatten (6, 7) dieser Wände befestigt sind. Die Schmalseitenwände (8) weisen ebenfalls innengekühlte Kupferplatten (9) auf, die an Stützplatten montiert sind. Die Schmalseitenwände (8) können jeweils mittels eines Antriebes (11) über Schraubenspindeln zur Einstellung verschiedener Formate parallel verschoben bzw. unterschiedlich geneigt werden. Die Wasserversorgung der gekühlten Kupferplatten der Breitseitenwände (2, 3) erfolgt über Anschlußstücke (12), die in den Wasserkasten (1) münden. Die Wasserversorgung der Kupferplatten (9) der Schmalseitenwände (8) ist nicht näher dargestellt.

An den seitlichen Enden der Stützplatten (6, 7) der Breit­ seitenwände (2, 3) sind die Stützplatten durchsetzende, vor­ zugsweise mit Spannschlössern einstellbare Zuganker (13) angeordnet, die an einer Seite mit Kolben (14) einer als Druck­ mittelzylinder ausgebildeten Stelleinrichtung (15) verbunden sind. Zwischen den Kolben (14) und der Stützplatte (6) sind aus Federpaketen gebildete Klemmeinrichtungen (17) ange­ ordnet, die die Breitseitenwände (2, 3) gegen die Schmalseiten­ wände (8) pressen.

Die in Richtung der Längserstreckung der Zuganker (13) wirksam werdenden Wärmedehnungen werden von einem in die Stelleinrich­ tung (15) integrierten Wegverfolgungssystem (18) erfaßt, das die Position des Kolbens (14) während des Gießvorganges ständig verfolgt und diese Positionen an die mit dem Wegver­ folgungssystem signaltechnisch verbundenen Recheneinrichtung (19) weitergibt. Die Recheneinrichtung (19) ist signaltech­ nisch mit einem als Regelventil (20) ausgebildeten Steuer­ glied verbunden, das den Mengenzufluß das von einer Pumpe (21) geförderten Hydraulikmittels zur Stelleinrichtung (15) regelt.

Im Zusammenwirken von Wegverfolgungssystem (18), der Rechenein­ richtung (19) und der Regelventile (20) wird solange Hydraulik­ mittel durch die Regelventile (20) gepreßt, bis die Ziel­ position erreicht wird, die durch den gewünschten Spalt definiert ist. Nachdem das Regelventil (20) geschlossen und der Verstellvorgang durchgeführt ist, öffnet das Regelventil (20) wieder und die Schmalseitenwände (8) werden zwischen den Breitseitenwänden (2, 3) wieder automatisch geklemmt.

Es ist möglich, anstelle des hydraulisches Systems auch ein mechanisches System vorzusehen, wobei das Steuerglied als Elektromotor und die Stelleinrichtung als Gewindespindel aus­ gebildet ist.

Fig. 2 zeigt den Verlauf der Dehnung in Richtung der Längs­ erstreckung der Zuganker von Gießbeginn an. Nach ca. 3 Minuten Gießzeit wird ein Standardwert (22) erreicht, der cha­ rakteristisch ist für den fortlaufenden, störungsfreien, anlagenspezifischen Gießbetrieb. Wenn Veränderungen bedingt durch Schmelzentemperatur, Umgebungstemperatur, Kühlver­ hältnisse in der Kokille und Gießgeschwindigkeit kurzzeitig oder längerfristig auftreten, kommt es zu Abweichungen (23) von diesem Standardwert (22), die den bisher fix eingestellten Gießspalt beeinflussen und die eingangs beschriebenen Nach­ teile bringt. Wenn zu einem Zeitpunkt (24) die Formatver­ stellung erfolgen soll, wird dem augenblicklichen Istwert (25) der Betrag eines vorgegebenen, definierten Spaltes (26) zuaddiert und die entsprechende Einstellung vorgenommen. Damit ist man von betriebsbedingten Schwankungen unabhängig.

Claims (6)

1. Verfahren zum Verstellen des Strangformates in einer Kokille einer Stranggießanlage für Metalle, insbesondere für Stahl, wobei während des kontinuierlichen Gießvor­ ganges zwei verschiebbare Schmalseitenwände (8) zwischen zwei Breitseitenwänden (2, 3), mit einer vorgegebenen Klemmkraft geklemmt gehalten werden, wobei der Beginn des Verstellvorganges die auf die Schmalseitenwände wirkende Klemmkraft auf Null reduziert und eine Breitseiten­ wand von den anschließenden Schmalseitenwänden wegbewegt wird, anschließend die Schmalseitenwände verstellt und danach wieder zwischen den Breitseitenwänden geklemmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebs, mindestens jedoch während des Anfahrvorganges, die Dehnung der Schmalseitenwände in Richtung der Klemmkraft bis zum Erreichen des Betriebszustandes gemessen wird und daß vor der Formatverstellung die Breitseitenwände um den Betrag eines vorgegebenen, definierten Spaltes (26) ausein­ anderbewegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die gemessenen Dehnungswerte einer Recheneinrichtung (19) zugeführt werden und aus­ gehend von der Grundeinstellung der betriebsbereiten Kokille der Istabstand der Breitseitenwände zum Verstell­ zeitpunkt (24) ermittelt wird, und daß in der Recheneinrich­ tung durch Addition des Istabstandes der Breitseitenwände und des Betrages des definierten Spaltes (26) ein Sollab­ stand gebildet wird, auf den die Breitseitenwände (2, 3) eingestellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Breitseitenwände (2, 3) um einen Betrag von 0,1 mm bis 0,3 mm voneinander wegbe­ wegt werden.

4. Kokille zum Verstellen des Strangformates in einer Stranggießanlage für Metalle, insbesondere für Stahl, mit zwei in einem Wasserkasten eingesetzten Breitseiten­ wänden (2, 3) und zwischen den Breitseitenwänden (2, 3) einklemmbaren Schmalseitenwänden (8), wobei die Schmal­ seitenwände (8) gegeneinander zwecks Formatverstellung des von den Breitseitenwänden und den Schmalseitenwänden (8) gebildeten Kokillenhohlraumes verstellbar sind und die Breitseitenwände (2, 3) an jedem Ende mittels min­ destens einer mit Hilfe einer Stelleinrichtung (15) lösbaren, von Federpaketen gebildeten und die Breitseiten­ wände über einen Zuganker (13) verbindenden Klemmeinrich­ tung (17) gegen die Schmalseitenwände (8) preßbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Zugankern (13) mindestens ein Wegver­ folgungssystem angeordnet ist, das mit einer Rechenein­ richtung (19) signaltechnisch verbunden ist, und daß die Recheneinrichtung (19) mit einem Steuerglied (20) für die Stelleinrichtung (15) signaltechnisch verbunden ist.

5. Kokille nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Steuerglied (20) als Regel­ ventil und die Stelleinrichtung (15) als Druckmittel­ zylinder ausgebildet ist.

6. Kokille nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (19) als Mikroprozessor ausgebildet ist.