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TECHNISCHES GEBIET
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Stranggußmaschine
erzeugt Stahlmaterial aus geschmolzenem Stahl, wobei das Stahlmaterial
beispielsweise als Ausgangsmaterial in Walzvorgängen zum Herstellen von Blech
für beispielsweise
Fahrzeuge verwendet werden kann.
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In
der Stranggußmaschine
strömt
der geschmolzene Stahl aus einer Pfanne nach unten in eine Zwischenpfanne,
von welcher er weiter nach unten in eine Form transportiert wird.
In der Form, die wassergekühlt
ist, beginnt die Bramme aus Stranggußmaterial eine feste Hülle zu bilden.
Dann wird die Bramme kontinuierlich entlang einer gekrümmten Bahn
durch eine große
Anzahl von Walzen transportiert, die in Abschnitten angeordnet sind,
die fortfahren, die Bramme auf die endgültige Stärke des Stahlmaterials zu formen
und zu kühlen.
Am Ende der Bahn wird das Material in geeignete Stücke geschnitten.
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Die
Walzen einer Stranggußmaschine
sind drehbar mit den Achsen im wesentlichen senkrecht zu der Längserstreckung
der gekrümmten
Bahn montiert, und um in der Lage zu sein, die Bramme aus Stranggußmaterial
zu führen
und abzustützen, sind
sie in Paaren angeordnet, die jeweils aus einer oberen Walze und
einer unteren Walze bestehen.
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Zudem
sind die Walzen drehbar in Lagerelementen an jedem Ende der Walzen
montiert, und wegen der Länge
der Walzen und folglich der Last auf diese, sind die Walzen im allgemeinen
in Walzenbereiche aufgeteilt, die entweder unabhängig in Lagerelementen montiert
oder nicht drehbar auf einer gemeinsamen Welle vorgesehen sind,
die in den Lagerelementen montiert ist. Die Lagerelemente können beispielsweise
Wälzlager
oder Gleitlager sein. Ferner können
die Lagerelemente auch ein geeignetes Lagergehäuse besitzen.
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Während des
Transports der Bramme entlang der Bahn, wird von jeder Walze angenommen, daß sie mit
einer geeigneten Drehzahl rotiert, um der Bramme einen gleichmäßigen Vorschub
ohne unnötige
Belastungen oder Oberflächenverschleiß zu erlauben.
Jedoch kann eine Walze oder können
mehrere Walzen anhalten oder beginnen festzufressen.
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Das
Anhalten oder Blockieren der Walzen kann von verschiedenen Faktoren
abhängig
sein, beispielsweise Ausfällen
der Lagerelemente infolge von beispielsweise der Ermangelung an
Schmiermitteln, Partikeln, die das Lagerelement blockieren, oder einer
Deformation der Wälzkörper in
einem Wälzlager.
Ein weiterer Faktor ist Schlacke und Schmutz aus dem Kühlwasser,
das sich auf dem Rahmen der Maschine oder den Walzen abgelagert
hat, wobei der Schmutz die Funktion der Maschine stört.
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Wenn
eine oder mehrere Walzen anhalten oder beginnen festzufressen, wird
das Material negativ beeinflußt.
Beispielsweise ist es sehr wahrscheinlich, daß Kratzer auf der Brammenoberfläche entstehen.
Diese Kratzer können
selbstverständlich
durch Schleifen oder Wiederaufschmelzen der Oberflächen schicht
behandelt werden, doch jede Behandlung des Materials nach dem Gießvorgang
führt zu zusätzlichen
Kosten.
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Zu
Beginn des Vorganges, wenn die erstarrte Schicht dünn ist,
kann ein ernsthafteres Problem auftreten, das als "Ausbruch" bezeichnet wird.
Während eines
Ausbruches wird die Bramme schwer beschädigt, da die erstarrte Oberflächenschicht
aufgerissen wird, so daß das
innere geschmolzene Material herausströmen kann.
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Es
wäre daher
von Vorteil, wenn das Anhalten oder Blockieren von Walzen, das Kratzer und/oder
Ausbrüche
an dem gegossenen Material verursacht, erfaßt werden könnte, so daß die Notwendigkeit einer teuren
Behandlung des Materials nach dem Gießvorgang vermieden werden kann.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, ein Verfahren
zum Erfassen einer blockierten oder stillstehenden Walze in einer
Stranggußmaschine
zu schaffen, wobei dieses folgende Schritte aufweist:
das Messen
einer Last, die auf wenigstens ein Lagerelement jeder Walze ausgeübt wird,
wobei die Last im wesentlichen parallel zu der Erstreckungslinie
der Bahn gerichtet ist, und das Feststellen des Vorhandenseins einer
blockierten oder stillstehenden Walze bei einer Last, die von einem
vorbestimmten Wert abweicht und durch eine Kraft verursacht wird,
die auf die Walze beim Blockieren oder Anhalten der Walze unter
dem Kontakt mit dem transportierten Material induziert wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ABBILDUNGEN
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1 zeigt
in schematischer Schrägansicht einen
Satz Walzen einer Stranggußmaschine
und
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2 in
schematischer Ansicht die Kraft, die an einer Walze zu messen ist.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In 1 ist
schematisch in Schrägansicht eine
Reihe von Walzen 10 eines typischen Abschnitts einer Stranggußmaschine
gezeigt, die einen oberen Abschnitt 12, eine innere Kühlkammer 14 und
eine äußere Kühlkammer 16 aufweist,
wobei die Paare von Walzen 10 die Bramme 18 mit
kontinuierlicher Länge
aus Stranggußmaterial
führen
und abstützen. Im
oberen Abschnitt 12 besitzt die Bramme 18 einen mehr
oder weniger flüssigen
Kern, aber während
des Vorschubs unter kontinuierlicher Bewegung in der durch den Pfeil
angezeigten Richtung erstarrt die Bramme 18, da sie abgekühlt wird.
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Die
Walzen 10 sind jeweils mit ihrer Achse im wesentlichen
senkrecht zu der Längserstreckungslinie
der Bahn montiert und sind drehbar in Lagerelementen 20 an
jedem Ende jeder Walze 10 angebracht.
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Im
allgemeinen sind die Walzen 10 in Walzenbereiche 22 aufgespalten,
die axial hintereinander angeordnet sind und entweder unabhängig in
Lagerelementen 20 montiert oder nicht drehbar an einer gemeinsamen
Welle vorgesehen sind, die in Lagerelementen montiert ist. Vorzugsweise
können
die Lagerelemente ein Wälzlager
mit einem entsprechenden Lagergehäuse aufweisen. Alternativ können die Lagerelemente
Gleitlager mit Lagergehäuse
sein.
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Im
folgenden und mit Bezug auf 2 wird eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben, die das Grundprinzip der
Erfindung erklärt.
In dem Beispiel wird nur eine Reihe Walzen 10 in einer
Stranggußmaschine
betrachtet, und zur Vereinfachung des Beispiels sind die Walzen 10 nicht
in Bereiche aufgespalten.
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In
der Stranggußmaschine
wird die Bramme 18 aus Stranggußmaterial entlang der Reihe
Walzen 10 in einer durch den Pfeil angedeuteten Richtung transportiert.
Während
des Transports der Bramme 18 entlang der Bahn rotiert jede
Walze 10 mit einer Drehzahl, die geeignet ist, um der Bramme 18 einen gleichmäßigen Vorschub
und eine gleichmäßige Kühlung zu
verleihen. Wenn dieser Vorgang korrekt abläuft, treten keine oder unbedeutende
Kräfte
nahe Null im wesentlichen parallel zu der Erstreckungslinie der
Bahn auf. Die kleinen Kräfte,
die existieren können,
werden beispielsweise durch Reibung in den Dichtungen der Lagerelemente 20 verursacht.
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Falls
jedoch eine oder mehrere Walzen 10 anhalten oder beginnen
festzufressen, entstehen bedeutende Reibkräfte an der Kontaktfläche zwischen dem
transportierten Material 18 und der blockierten oder stillstehenden
Walze bzw. den Walzen 10. Eine solche Reibungskraft übt eine
Last – mit
F bezeichnet – auf
die Lagerelemente 20 der Walze 10 aus, wobei die
Last F im wesentlichen parallel zu der Erstreckungslinie der Bahn
liegt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann so zusammengefaßt
werden, daß eine
blockierte oder stillstehende Walze 10 durch einfaches
Messen der Last F, die auf wenigstens ein Lagerelement 20 der Walze 10 ausgeübt wird,
erfaßt
werden kann, wobei die Last F, wie obenstehend erwähnt, im
wesentlichen parallel zu der Erstreckungslinie der Bahn liegt. Das
Vorhandensein einer blockierten oder stillstehenden Walze 10 kann
dann leicht bei einer Last F festgestellt werden, die von einem
vorbestimmten Wert abweicht, der sehr klein ist.
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Verfahrensgemäß ist eine
Meßvorrichtung 24 in
wenigstens einem Lagerelement 20 jeder Walze 10 vorgesehen.
Diese Meßvorrichtung 24 ist
in der Lage, die in dem Lagerelement wirkende Last F während des
Stranggießens
bei Vorhandensein einer Blockade oder eines Anhaltens der Walze 10 bei Kontakt
mit dem transportierten Material 18 zu messen.
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Wenn
das Verfahren durchgeführt
wird, besteht ein erster Schritt darin, einen Vergleichswert zu bestimmen,
der ein solcher Wert ist, bei welchem höchstwahrscheinlich eine Blockade
oder ein Festfressen aufgetreten ist, d. h. ein Wert, der die höchste Reibungskraft
F im wesentlichen parallel zu der Erstreckungslinie der Bahn anzeigt,
die erlaubt ist, ohne eine Blockade oder ein Festfressen der Walze 10 annehmen
zu müssen.
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Vorzugsweise
besteht der nächste
Schritt darin, die tatsächliche
Last F zu messen, die auf jede Walze 10 ausgeübt wird,
und vorzugsweise wird das Messen an wenigstens einem Lagerelement 20 jeder Walze 10 durchgeführt. Der
erhaltene Wert wird dann mit dem vorbestimmten, "erlaubbaren" Wert verglichen. Bei einem tatsächlichen
Wert, der kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, wird angenommen,
daß kein
Anhalten oder Festfressen der Walze 10 vorliegt. Wenn jedoch
der tatsächliche
Wert höher als
der vorbestimmte Wert ist, wird ein Vorhandensein eines Anhaltens
oder Festfressens der Walze 10 festgestellt.
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Daher
kann die stillstehende oder blockierte Walze oder die stillstehenden
oder blockierten Walzen 10 gefunden, geprüft und repariert
werden. Beispielsweise kann das Lagerelement 20 ausgetauscht oder
Schlacke kann von der Walze 10 oder dem Maschinenrahmen
entfernt werden.
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Es
versteht sich, daß die
Erfindung nicht auf die zuvor beschriebene und in den Abbildungen
gezeigte Ausführungsform
beschränkt
ist, sondern innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche abgewandelt
werden kann.
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- 10
- Walze
- 12
- Oberer
Abschnitt einer Stranggußmaschine
- 14
- Innere
Kühlkammer
- 16
- Äußere Kühlkammer
- 18
- Bramme
- 20
- Lagerelement
- 22
- Walzenbereich
- 24
- Meßvorrichtung
- F
- Kraft/Last