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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stranggießkokille
mit Oszillationsvorrichtung, insbesondere für eine Stahl-Stranggießmaschine
mit einer in einer vertikalen Gießebene gekrümmten Gießachse.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein
herkömmliche
Gießkokille
für eine Stahl-Stranggießmaschine
mit einer gekrümmten Gießachse umfasst
normalerweise ein Kokillenrohr aus Kupfer, das einen gekrümmten Gießkanal längs der
gekrümmten
Gießachse
bildet, ein Kokillengehäuse,
das das Kokillenrohr umschließt,
sowie ein Wasserkühlsystem
innerhalb des Kokillengehäuses, um
das Kokillenrohr wirksam abzukühlen.
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Eine
solche Stranggießkokille
wird bekannterweise axial in Oszillation versetzt, um ein Anhaften der
erstarrten Strangschale am Kokillenrohr zu vermeiden, was beim Gießstrang
Oberflächenfehler
verursachen würde
und sogar zum Durchbruch flüssigen
Stahls führen
kann. Die Erfahrung zeigt, dass man die besten Gießergebnisse
erzielt, wenn die Stranggießkokille
in axiale Oszillationen mit einer Frequenz zwischen 100 und 600
Hüben pro
Minute und einer Amplitude von 5 bis 10 mm versetzt wird. Darüber hinaus
sollte der Weg dieser axialen Oszillationen der gekrümmten Gießachse so
nahe wie möglich
folgen. Falls Teile der Oszillationen in Querrichtung zur Gießachse auftreten,
resultiert daraus nicht nur eine schlechtere Oberflächengüte bei dem
Gießstrang,
sondern auch ein übermäßiger Verschleiß des Kokillenrohrs.
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Bei
den meisten dem Stand der Technik entsprechenden Maschinen zum Stranggießen von Stahl
wird die Stranggießkokille
von einem so genannten Oszillationstisch gestützt, der unter der Kokille
angeordnet ist. Konstrukteure solcher Oszillationstische haben in
dem Bestreben, Oszillationen längs
einer gekrümmten
Gießachse
zu erzeugen, sehr komplexe und sperrige Hebelmechanismen erfunden,
um den Stütztisch
der Kokille in Schwingung zu versetzen. Die meisten dieser Oszillationstische sind
jedoch nicht ganz in der Lage, das Entstehen von Querschwingungen
des Kokillenrohrs zu vermeiden. Ferner eignen sich diese Oszillationstische
wegen der in Schwingung zu versetzenden großen Massen und der hohen Reibungsverluste
beim Hebelmechanismus im Allgemeinen nicht dazu, Oszillationen mit
Frequenzen über
200 Hüben
pro Minute zu erzeugen.
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Das
US-Patent 5.715.888 beschreibt eine Lösung, bei der eine kompaktere
und effizientere Oszillationsvorrichtung Oszillationstische ersetzt.
Diese Oszillationsvorrichtung umfasst ein äußeres Stützgehäuse, in dem die Stranggießkokille
von einem ringförmigen,
doppelt wirkenden Pneumatik- oder Hydraulikzylinder axial gestützt wird.
Letzterer besteht aus zwei gleichachsigen Hülsen, die die Stranggießkokille
umschließen.
Diese Hülsen
sind relativ zueinander axial beweglich und werden bei dieser Bewegung
von einer zwischen ihnen angeordneten Führungsvorrichtung geführt. Das
Gehäuse
der Stranggießkokille
definiert eine Schulter, mit der es auf der Innenhülse ruht,
wohingegen die Außenhülse im äußeren Stützgehäuse gehalten
wird. Es versteht sich, dass mit dieser kompakten Oszillationsvorrichtung Schwingungen
mit einer Amplitude von bis zu 10 mm und Frequenzen über 200
Hüben pro
Minute auf die Stranggießkokille
einwirken können.
Ein Nachteil dieser Oszillationsvorrichtung besteht darin, dass
die Herstellung eines ringförmigen
Pneumatik- oder Hydraulikzylinders mit großem Durchmesser ziemlich teuer
ist, insbesondere wenn der Ringzylinder Oszillationen entlang einem
gekrümmten
Oszillationsweg erzeugen soll.
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Das
US-Patent 5.676.194 beschreibt eine Lösung, bei der Oszillationstische
durch Integration der Oszillationsvorrichtung in die Stranggießkokille überflüssig werden.
Ein zweiarmiger Oszillationshebel, der drehgelenkig durch das Kokillengehäuse gehalten
wird, stützt
mit einem Arm das Kokillenrohr im Kokillengehäuse und ist mit dem anderen
Arm mit einem außerhalb
des Kokillengehäuses
angeordneten Linearzylinder verbunden. Zwischen dem feststehenden
Gehäuse
und dem Kokillenrohr sind Dichtelemente wie z. B. Metallmembranen
angeschlossen, um so mit dem Oszillationshebel eine Axialbewegung des
Kokillenrohrs zu erlauben und zugleich die Abdichtung einer abgedichteten
Kühlkammer
rings um das Kokillenrohr zu gewährleisten.
Daraus folgt, dass die in Oszillation zu versetzende Masse wesentlich verringert
wird, dass höhere
Oszillationsfrequenzen erzielt werden können und dass der Stromverbrauch für das Oszillieren
des Kokillenrohrs reduziert wird.
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Das
US-Patent 4.483.385 beschreibt eine andere Lösung, bei der Oszillationstische
durch Integration der Oszillationsvorrichtung in die Stranggießkokille überflüssig werden.
Das gekrümmte
Kokillenrohr ist von einem Gehäuse
einschließlich
eines Kokillenrohr-Sprühkühlsystems
umschlossen. Das untere Ende des Kokillenrohrs durchdringt frei
eine Bodenöffnung
des Gehäuses.
Das obere Ende des Kokillenrohrs ist an einer im Wesentlichen horizontalen Kopfplatte
befestigt. Letztere wird in vier vertikalen Führungsbolzen geführt, die
von einem Oberrahmen des Gehäuses
vorspringen. Im Kokillengehäuse
sind an gegenüberliegenden
Seiten des Kokillenrohrs zwei vertikale Zylinder angeordnet. Sobald
diese zwei vertikalen Zylinder betätigt werden, heben sie die
geführte
Kopfplatte vom Oberrahmen ab. Die Schwerkraft bewirkt, dass die
Kopfplatte wieder auf den Oberrahmen zurückfällt, wenn die Zylinder ausgeschaltet
werden. Durch Ein- und Ausschalten der zwei Zylinder kann das frei
hängende
Kokillenrohr demzufolge einer oszillierenden Auf- und Abwärtsbewegung
in dem Gehäuse
ausgesetzt werden, in dem das Sprühkühlsystem untergebracht ist.
Ein gravierender Nachteil der im US-Patent 4.483.385 beschriebenen
Stranggießkokille
besteht darin, dass das vertikal oszillierende gekrümmte Kokillenrohr
beträchtliche
Querkräfte
auf den gekrümmten
Strang ausübt.
Diese Querkräfte
führen
zu übermäßigem Verschleiß des Kokillenrohrs
und Ober flächenverformungen
des Strangs. Sie können
sogar einen Durchbruch von flüssigem
Metall verursachen.
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Ziel der Erfindung
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Ein
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegendes technisches Problem
besteht darin, dass eine kompakte Stranggießkokille bereitzustellen ist, die
Oszillationen entlang einer gekrümmten
Gießachse
erzeugen kann, ohne dabei nennenswerte Querkräfte auf einen Strang auszuüben, der
die gekrümmte
Kokille verlässt.
Dieses Problem wird durch eine Stranggießkokille nach Anspruch 1 gelöst, dessen
Oberbegriff auf dem nächstkommenden
Stand der Technik US-A-4.483.385 basiert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Gießkokille
der vorliegenden Erfindung umfasst in einer als solchen bekannten
Weise ein Kokillenrohr, das einen gekrümmten Gießkanal entlang einer gekrümmten Gießachse einer
Gießmaschine bildet,
und ein Kokillengehäuse,
das das Kokillenrohr umschließt
und ein Kühlsystem
aufnimmt, um das Kokillenrohr wirksam abzukühlen. Das Kokillenrohr besitzt
an seinem oberen Ende einen Stützflansch. Zwischen
dem Stützflansch
des Kokillenrohrs und dem Gehäuse
ist ein pneumatisches oder hydraulisches Betätigungsmittel angeschlossen,
um das Kokillenrohr in seinem feststehenden Gehäuse axial zu stützen und
in Oszillation zu versetzen. Gemäß einem
wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Stranggießkokille
außerdem
eine Führungsvorrichtung,
die direkt zwischen dem unteren Ende des Kokillenrohrs und dem unteren
Ende des Kokillengehäuses
angeschlossen ist. Diese Führungsvorrichtung
erzwingt einen gekrümmten
Oszillationsweg am unteren Ende des Kokillenrohrs (d. h. durch sie
sind – zumindest
in der Gießebene – alle Translations-
und Rotationsfreiheitsgrade des unteren Kokillenrohrendes festgelegt),
wobei der erzwungene Oszillationsweg exakt der gekrümmten Gießachse folgt.
Mit anderen Worten: die Führungsvorrichtung
sorgt dafür,
dass die Oszillationen des Kokillenrohrs, die auf dessen oberes
Ende einwirken, Oszillationen des unteren Kokillenrohrendes bewirken, die
genau der gekrümmten
Gießachse folgen.
Demgemäß übt das Kokillenrohr
keine oder zumindest keine nennenswerten Querkräfte auf den gekrümmten Strang
aus, der die Kokille verlässt.
In diesem Zusammenhang ist ferner anzumerken, dass die am oberen
Kokillenrohrende erzwungenen Oszillationen nicht unbedingt exakt
dem Oszillationsweg folgen müssen,
der am unteren Kokillenrohrende erzwungen wird. Da das normalerweise
aus Kupfer bestehende Kokillenrohr kein besonders starrer Körper ist, kann
es Unterschiede bei den Oszillationswegen seines unteren und oberen
Endes durch geringfügige Verformungen
ausgleichen, die transversal zur Gießachse liegen. Es versteht
sich, dass diese geringfügigen
Querverformungen nicht die Gießqualität verschlechtern
und keinen stärkeren
Verschleiß des
Kokillenrohrs verursachen, da sie hauptsächlich den oberen Teil des
Kokillenrohrs beeinflussen, wo der Stahl noch vollständig flüssig ist.
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Die
Führungsvorrichtung
wird vorzugsweise zwangsgekühlt
und umfasst – in
einer bevorzugten Ausführung – zumindest
ein Führungselement,
das am Gehäuse
befestigt ist und einen gekrümmten Führungskanal
einschließt,
sowie ein geführtes
Element, das starr am Kokillenrohr befestigt ist und in dem gekrümmten Führungskanal
des zumindest einen Führungselements
geführt
wird. Durch den Führungskanal
sind alle Translations- und Rotationsfreiheitsgrade des geführten Elements
festgelegt, so dass die Oszillationen des unteren Kokillenrohrendes genau
der gekrümmten
Gießachse
folgen.
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Das
pneumatische oder hydraulische Betätigungsmittel ist vorteilhafterweise
ein ringförmiger pneumatischer
oder hydraulischer Arbeitszylinder, der vorzugsweise zwangsgekühlt wird,
so dass er den heißen
Stützflansch
des Kokillenrohrs direkt umschließen kann. Es versteht sich
daher, dass der Ringzylinder einen weitaus kleineren Durchmesser als
der im US-Patent 5.715.888 offenbarte Ringzylinder aufweisen kann,
der in ein Stützgehäuse integriert
ist, das das ganze Kokillengehäuse
umschließt. Es
versteht sich ferner, dass der Ringzylinder nicht Oszillationen
entlang einem gekrümmten
Weg in der Kokille der vorliegenden Erfindung erzeugen können muss.
Mit anderen Worten: er kann einfach kleine Hübe in einer Richtung erzeugen,
die parallel zu einer geradlinigen Mittelachse ist. Wenn diese geradlinige
Mittelachse im Wesentlichen tangential zum gekrümmten Oszillationsweg ist,
kann der Ringzylinder – ent lang
seinem relativ kleinen Oszillationsweg – Oszillationskräfte auf
das Kokillenrohr übertragen, die
im Wesentlichen axial sind.
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Das
obere Ende des Kokillenrohrs kann mit funktionsgerechtem Spielraum
so am Ringzylinder befestigt werden, dass Schwingungsverformungen des
Rohrs verringert oder sogar ganz vermieden werden. Es wird jedoch
generell bevorzugt, dass das Kokillenrohr starr am Ringzylinder
befestigt ist, um irgendwelche unkontrollierten Axialbewegungen
des Kokillenrohrs zu verhindern.
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Zur
Reduzierung von Verformungen des Kokillenrohrs an dessen oberem
Ende wird der Ringzylinder vorteilhafterweise am oberen Gehäuseende
so gestützt,
dass er um eine Rotationsachse oszillieren kann, die im Wesentlichen
senkrecht zur vertikalen Gießebene
steht und den gekrümmten
Oszillationsweg schneidet. Der Ringzylinder hat in einer bevorzugten
Ausführung
beispielsweise zwei Zapfen, und das obere Ende des Gehäuses weist
zwei Lager auf, um die Zapfen aufzunehmen. Der Ringzylinder kann zur
Reduzierung von Schwingverformungen des oberen Kokillenrohrendes
auch am oberen Ende des Gehäuses
befestigt sein, um so kleine lineare Verschiebungen parallel zur
vertikalen Gießebene
und transversal zur Gießachse
zu erlauben.
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Das
Kühlsystem
der Kokille ist vorteilhafterweise ein Sprühkühlsystem. In einer bevorzugten Ausführung einer
solchen sprühgekühlten Stranggießkokille
ist ein Ringelement so am unteren Ende des Kokillenrohrs befestigt
und in einem mittigen Ausschnitt einer Bodenplatte des Gehäuses angeordnet,
dass zwischen dem Ring und der Bodenplatte eine Radialspalt besteht.
Dieser Radialspalt bleibt, da das untere Ende des Kokillenrohrs
von der Führungsvorrichtung
geführt
wird, im Wesentlichen konstant und kann demnach mit einem adäquaten Dichtelement
abgedichtet werden.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird nun anhand von Beispielen unter Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1:
einen ersten schematischen Längsschnitt
einer Stranggießkokille
mit einer gekrümmten Gießachse,
wobei die vertikale Schnittebene die ge krümmte Gießachse einschließt und durch
die Schnittlinie A-A in 3 gekennzeichnet ist;
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2:
einen zweiten schematischen Längsschnitt
der Stranggießkokille
von 1, wobei die vertikale Schnittebene senkrecht
zur Schnittebene von 1 steht und durch die Schnittlinie
B-B in 3 gekennzeichnet ist; und
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3:
einen schematischen Querschnitt der Stranggießkokille von 1 und 2,
wobei die Schnittlinie durch die Buchstaben C-C in 1 und 2 gekennzeichnet
ist.
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Detaillierte Beschreibung
einer bevorzugten Ausführung
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Die
Figuren zeigen eine Stranggießkokille 10 zum
Gießen
von Stahlsträngen
in einer Stranggießmaschine.
Diese Stranggießmaschine
definiert eine in einer Vertikalebene gekrümmte Gießachse 11. Es ist
anzumerken, dass die gekrümmte
Gießachse 11 im
physikalischen Sinne einer im Wesentlichen kreisförmigen Kurve
entspricht, die durch die neutrale Achse eines gebogenen Strangs
in der Gießmaschine
definiert wird.
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Das
Bezugszeichen 12 kennzeichnet allgemein ein gekrümmtes Kokillenrohr
zur Aufnahme von geschmolzenem Stahl, der von einem Zwischenbehälter (nicht
dargestellt) – d.
h. einem feuerfest ausgekleideten Flüssigstahl-Verteiler – zugeführt wird, der über der
Kokille 10 angeordnet ist. Dieses Kokillenrohr 12 umfasst
ein Kupferrohr 14, das mit seinem oberen Ende an einem
Stützflansch 16 befestigt
ist, der eine Art Einlasstrichter 18 bildet. Gemäß der Darstellung
in 1, die ein Querschnitt entlang der die Gießachse 11 enthaltenden
vertikalen Gießebene
ist, bildet das Kupferrohr 14 einen Gießkanal 20 längs der
gekrümmten
Gießachse 11.
Bei den meisten Stranggießmaschinen
kann die gekrümmte
Gießachse
in diesem Bereich einem Abschnitt eines Kreises mit einem Radius
zwischen 4 m und 12 m gleichgesetzt werden.
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Das
Bezugszeichen 24 kennzeichnet allgemein ein zylindrisches
Kokillengehäuse,
das das gekrümmte
Kupferrohr 14 umschließt.
In diesem Kokillengehäuse 24 ist
ein bekanntes Sprühkühlsystem 26 untergebracht,
um das Kupferrohr 14 wirksam abzukühlen. Dieses Sprühkühlsystem 26 umfasst
eine Gruppe vertikaler Kühlwasserleitungen 28,
die sich von einer ringförmigen
Sammelleitung am unteren Ende des Gehäuses 24 bis zu dessen
oberem Ende erstrecken. Jede dieser Leitungen schließt eine
Reihe von Sprühdüsen 29 ein,
die zum Besprühen
des Kupferrohrs 14 mit Kühlwasser dienen.
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Das
Bezugszeichen 30 kennzeichnet allgemein einen ringförmigen Hydraulikzylinder,
der lineare Hübe
erzeugen kann. Dieser Ringzylinder umfasst einen Außenring 32 und
einen Innenring 34. Der Zylinder 30 wird durch
seinen Außenring 32 am
oberen Ende des Gehäuses 24 gestützt. Das
Kokillenrohr 12 wird durch seinen Stützflansch 16 an einem
Flansch 36 des Innenrings 34 gehalten. Die Ringe 32, 34 können sich
geradlinig zueinander in eine Richtung bewegen, die parallel zu
einer geradlinigen Zylindermittelachse 35 ist. Sie bilden
zusammen einen Ringkolben 38, der zwei ringförmige Druckkammern 40, 42 axial
trennt; dadurch wird ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder gebildet,
der Axialkräfte
in zwei entgegengesetzte Richtungen (siehe Pfeile 44) entlang
der Zylindermittelachse 35 erzeugen kann. Es ist ferner anzumerken,
dass die Zylindermittelachse 35 des Ringzylinders 30 im
Wesentlichen tangential zu der gekrümmten Gießachse 11 bei Punkt „P" ist, wo eine Symmetrieebene 45 der
zwei Ringkolbenkammern 40, 42 die gekrümmte Gießachse 11 schneidet.
Daraus folgt, dass der Ringzylinder 30 – entlang seinem relativ kleinen
Oszillationsweg – Oszillationskräfte auf
das Kokillenrohr 12 übertragen
kann, die im Wesentlichen axial sind.
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In 2 ist
am besten ersichtlich, dass der Außenring 32 des Zylinders 30 durch
die zwei Zapfen 46, 48 am oberen Ende des Gehäuses 24 gestützt wird.
Jeder dieser Zapfen ist in einem Lager 50, 52 untergebracht,
das am Gehäuse 24 befestigt
ist. Die Zapfen 46, 48 und die Lager 50, 52 sind
so angeordnet, dass sie eine Rotationsachse 54 für den Ringzylinder 30 definieren,
die im Wesentlichen senkrecht zur vertikalen Gießebene steht und die Gießachse an dem
oben definierten Punkt „P" schneidet. Der Außenring 32 definiert
mit einem ringförmigen
Flansch 56 des Gehäuses 24 einen
Ringspalt, der durch einen elastisch verformbaren Dichtring 58 verschlossen
ist. Daraus folgt, dass der Ringzylinder 30 seine Position
verändern
kann, indem er sich um einen kleinen Winkel um seine Rotationsachse 54 dreht,
während
der elastisch ver formbare Dichtring 58 den Spalt zwischen
dem Außenring 32 des
Zylinders 30 und dem ringförmigen Flansch 56 des
Gehäuses 24 kontinuierlich
abdichtet.
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Der
Innenring 34 umschließt
den Stützflansch 16 des
Kokillenrohrs 12, wobei ein Ringspalt zwischen dem Stützflansch 16 und
dem Innenring 34 verbleibt. Dieser Ringspalt wird zumindest
teilweise durch eine feuerfeste Auskleidung 60 ausgefüllt, die den
Ringzylinder 30 vor der Strahlungswärme des Stützflansches 16 schützt. Der
Wärmeschutz
des Ringzylinders 30 wird dadurch weiter verbessert, dass
beide Ringe 32, 34 mit einem inneren Kühlkreis (nicht
dargestellt) ausgerüstet
werden und/oder eine Reihe von Sprühdüsen 62 im Gehäuse 24 vorgesehen
wird, um die Unterseite des Ringzylinders 30 mit einer
Kühlflüssigkeit
zu besprühen.
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Das
Bezugszeichen 63 in 2 und 3 kennzeichnet
allgemein eine Führungsvorrichtung, die
direkt zwischen dem unteren Ende des Kupferrohrs 14 und
dem unteren Ende des Kokillengehäuses 24 angeschlossen
ist. Der Zweck dieser Führungsvorrichtung 63 besteht
darin, am unteren Ende des Kupferrohrs 14 einen gekrümmten Oszillationsweg
zu erzwingen, wobei dieser erzwungene Oszillationsweg in diesem
Bereich exakt der gekrümmten Gießachse 11 folgt.
Die Führungsvorrichtung 63 umfasst
zur Realisierung dieses Ziels beispielsweise zwei U-förmige Führungselemente 64, 66,
die an einer Bodenplatte 67 des Kokillengehäuses 24 symmetrisch
in Bezug auf die vertikale Gießebene
befestigt sind. Jedes dieser U-förmigen
Führungselemente 64, 66 umfasst
einen gekrümmten
Führungskanal,
d. h. einen Kanal, der durch zwei zylindrische Führungsflächen 64', 64'' bzw. 66', 66'' und eine gerade Basisfläche 64''', 66''' begrenzt
ist. Es ist anzumerken, dass die Umdrehungsachse der zwei zylindrischen
Führungsflächen 64', 64'' bzw. 66', 66'' senkrecht
zur Gießebene
(Ebene A-A) steht und durch die Mitte des Kreisabschnitts geht,
der in diesem Bereich die Gießachse 11 repräsentiert.
In jedem der beiden Führungskanäle ist ein
geführtes
Element 68, 70 untergebracht, das starr am Kokillenrohr 12 befestigt
ist und von den zylindrischen Führungsflächen 64', 64'' bzw. 66', 66'' in
dem gekrümmten
Führungskanal
des jeweiligen Führungselements 64, 66 geführt wird
(d. h., dass durch die zylindrischen Führungsflächen 64', 64'', 66', 66'' alle Translations- und Rotationsfreiheitsgrade
des unteren Kokillenrohrendes festgelegt sind). Mit anderen Worten:
die gekrümmten
seitlichen Führungsflächen 64', 64'' bzw. 66', 66'' sind
so konstruiert, dass über
die geführten
Elemente 68, 70 ein Oszillationsweg mit einer
Krümmung
erzwungen wird, der im Wesentlichen der Krümmung der gekrümmten Gießachse 11 am
unteren Ende des Kupferrohrs 14 entspricht. Dies bedeutet,
dass der Oszillationsweg des unteren Endes des Kupferrohrs 14 exakt
der gekrümmten
Gießachse 11 folgt.
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In 3 ist
am besten ersichtlich, dass die geführten Elemente 68, 70 von
einem Ringelement 72 gestützt werden, das das untere
Ende des Kupferrohrs 14 umschließt. 1 und 2 zeigen
am besten, dass dieses Ringelement 72 mittels Leisten 74 an
dem Kupferrohr 14 befestigt ist, die mit Nuten in der Wand
des Kupferrohrs 14 in Eingriff stehen. Es ist anzumerken,
dass die Führungselemente 64, 66 und
die geführten
Elemente 68, 70 so konstruiert sind, dass ein
kontinuierlicher Kühlwasserstrom,
der aus dem unteren Ende des Kokillengehäuses 24 ausfließt, diese
Elemente 64, 66, 68, 70 kühlt. Die
schematisch dargestellten Sprühdüsen 76 zeigen
an, dass auch die Führungsvorrichtung 63 an
ihrer Unterseite zwangsgekühlt
wird.
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Es
ist unter Bezugnahme auf 1 und 3 ferner
anzumerken, dass das Ringelement 72 in einem mittigen Ausschnitt
der Bodenplatte 67 angeordnet ist, wobei ein zwischen dem
Ring 72 und der Bodenplatte 67 vorhandener Ringspalt
durch ein Dichtelement abgedichtet wird, das vorzugsweise eine Graphitdichtung 78 ist.
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Der
Ringzylinder 30 erzwingt eine oszillierende Bewegung am
Kokillenrohr 12, wenn die zwei ringförmigen Druckkammern 40, 42 abwechselnd
mit Druck beaufschlagt werden und Druck aus ihnen abgelassen wird.
In Höhe
des unteren Endes des Kupferrohrs 14 stellt die Führungsvorichtung 63 sicher, dass
die Oszillationen, die am oberen Ende des Kokillenrohrs 12 einwirken,
Oszillationen des unteren Endes des Kupferrohrs 14 verursachen,
die genau der gekrümmten
Gießachse 11 folgen.
Mit anderen Worten: die Führungsvorrichtung 63 sorgt
dafür,
dass das Kupferrohr 14 keine wesentlichen Querkräfte auf den
gekrümmten
Strang ausübt,
der das Kokillenrohr 12 verlässt. Am oberen Ende des Kokillenrohrs 12 ist der
Oszillationsweg – zumindest
bei der oben beschriebenen Vorrichtung – nicht ganz mit der Gießachse 11 identisch.
Dieser Unterschied bei den Oszillationswegen des unteren und oberen
Endes des Kokillenrohrs 12 wird dadurch möglich, dass
das Kupferrohr 14 kein besonders starrer Körper ist
und deshalb problemlos kleinen Schwingverformungen ausgesetzt werden
kann, die Unterschiede bei den Oszillationswegen ausgleichen. Diese
Schwingverformungen, die hauptsächlich
im oberen Teil des Kokillenrohrs 12 auftreten, beeinflussen
die Qualität
des Gussprodukts nicht wesentlich, da sich der durch den Pfeil 79 in 1 und 2 gekennzeichnete
Füllstand
des flüssigen
Stahls ungefähr
150 mm unterhalb der Rotationsachse 54 befindet. Es wird
demgemäß ausreichend
sichergestellt, dass die Stabilität des Kupferrohrs 14 nicht
durch diese Schwingverformungen beeinträchtigt wird. Aus diesem Grund
sollte der Ringzylinder 30 vorteilhafterweise eine wie
oben beschriebene Rotationsachse 54 aufweisen. Es kann in
der Tat nachgewiesen werden, dass eine mögliche Drehung um die Achse 54 dazu
beiträgt,
die Verformungen des Kupferrohrs 14 um etwa 50% zu reduzieren.
Falls eine weitere Verringerung der Verformungen des Kupferrohrs 14 erforderlich
ist, kann der Ringzylinder 30 beispielsweise am oberen
Ende des Gehäuses 24 bzw.
der Stützflansch 16 des
Kokillenrohrs 12 am Flansch 36 des Innenrings 34 befestigt werden,
um so kleine lineare Verschiebungen (allgemein im Größenbereich
von unter 1 mm) parallel zur vertikalen Gießebene und transversal zur
Gießachse 11 (siehe 1,
Pfeil 80) zu erlauben.
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Eine
Stranggießkokille 10 des
obigen Typs wurde mittlerweile erfolgreich getestet. Sie kann Oszillationen
mit einer Amplitude von 1–20
mm und Frequenzen mit bis zu 600 Hüben pro Minute erzeugen. Sie
unterscheidet sich von anderen Stranggießkokillen nicht nur durch eine
sehr hohe Bewegungsgenauigkeit, sondern auch durch geringen Schmiermittelverbrauch,
eine sehr kompakte und einfache Auslegung, schnelles Wechseln des
Kupferrohrs, schnellen Austausch der Oszillationsvorrichtung bei
deren möglichem
Ausfall und niedrige Wartungskosten, da jede Komponente sehr leicht
ersetzt werden kann.