-
Gebiet der
Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Stranggießen eines
Metallstreifens, wobei sie sich insbesondere auf eine Anlage bezieht, die
mit automatisierten Mitteln für
das Einbauen oder Ersetzen mancher ihrer Teile versehen ist.
-
Stand der
Technik
-
Vor
einiger Zeit ist die Möglichkeit
entstanden, das Stranggießen
von Metallen direkt in Form von Streifen unbestimmter Länge und
nur von der Menge an Schmelze abhängig, die gegossen werden soll
und auch wirklich vergossen wird, auszuführen, im Wesentlichen mit dem
Ziel, die technischen, wirtschaftlichen und umweltbezogenen Nachteile
zu beseitigen, die mit dem Gießen
von Blöcken
oder Platten beträchtlicher
Dicke, die später
durch Heiß-
und gegebenenfalls Kaltlaminationsvorgänge in Streifen mit einer Dicke,
die von einigen Millimetern (heiße Streifen) bis zu einigen
zehn Millimetern (kalte Streifen) geht, umzuwandeln sind, verbunden
ist. Seit einigen Jahrzehnten im Zusammenhang mit der Behandlung
von Metallen wie etwa Kupfer und Aluminium bereits angewandt ist
das Stranggießen
von Metallstreifen bei Materialien mit einem hohen Schmelzpunkt,
zuallererst bei Edelstahl und kohlenstoffarmem Stahl und danach
bei Stählen
mit hohen Oberflächenqualitätsanforderungen
wie etwa Edelstählen mit
Silicium für
magnetische Verwendungen usw., vorgeschlagen worden. Jedoch befindet
sich die Technologie bei diesen Materialen wegen der verschiedenen
Schwierigkeiten, die vor allem mit den hohen Schmelz temperaturen
der Eisenmaterialien und ihrer relativ langsamen Verfestigung sowie
der Notwendigkeit, di Eigenschaften eines sehr innovativen Prozesses
mit der Struktur herkömmlicherer
begleitender oder paralleler Anlagen zu kombinieren, gegenwärtig noch
in einem Pilotanlagenstadium. Beispielsweise ist ein noch immer
ungelöstes
Problem, jenes, die Kontinuität
des Prozesses insbesondere im Hinblick auf die Ersetzung von Teilen
in der Anlage zu garantieren. Tatsächlich gewährleistet wie bei vielen industriellen
Prozessen auch beim Stranggießen von
Metallstreifen die Möglichkeit,
wirklich ununterbrochen zu arbeiten, bemerkenswerte technische und
wirtschaftliche Vorteile. In dieser Hinsicht ist es äußerst wichtig,
dass es gelingt, in der kürzest
möglichen
Zeitspanne eine beliebige Komponente der Anlage, d. h. sowohl der
Gießmaschine
selbst (Gruppen, die die Gießwalzen
enthalten, die die Kokille bilden) als auch der feuerfesten Komponenten
(Zwischenpfanne, Unter-Zwischenpfanne, Seitenplatten, Entladedüse), zu
ersetzen.
-
In
EP-A-450775 ist beispielsweise eine Stranggussanlage für einen
Streifen, der nach der englischen technischen Terminologie auch
als "Streifenguss" bezeichnet wird,
beschrieben, bei der die gekühlten
Gießwalzen,
die die Kokille bilden, an einem Wagen angebracht sind, der auf
Schienen zwischen einer ersten Montage- und Bereitschaftsstation
und einer zweiten Gießstation
beweglich ist. Die anderen Komponenten wie etwa die Zwischenpfanne und
die Entladevorrichtung werden in Öfen erhitzt, die in der Nähe der Gießebene angeordnet
sind und zu dem beweglichen Wagen, der an einem Brückenkran
aufgehängt
ist, transportiert werden.
-
EP-A-947261
beschreibt eine "Streifengussanlage", bei der die gekühlten Walzen,
die die Kokille bilden, an einem Wagen angebracht sind, der zwischen
einer ersten Position unter der Gießebene und einer zweiten Position
auf der Gießebene
beweglich ist. Dieses Dokument beschreibt die Mittel für die Montage
der Walzen an dem Wagen und die Mittel zum Einstellen derselben;
es sind keine Einzelheiten über
die anderen Komponenten wie etwa die Zwischenpfanne und die Entladevorrichtung
angegeben, insbesondere nicht hinsichtlich ihrer Vorerhitzung und
ihres Transports von der Heizstation zu jener des Gießens.
-
Die
japanische veröffentliche
Patentanmeldung JP-A-6-335753 beschreibt eine "Streifengussanlage", bei der die Walzen, die die Kokille
bilden, falls notwendig, mit Hilfe eines Brückenkrans gewechselt werden.
-
Zusammengefasst
wird in der untersuchten vorherigen technischen Literatur nächstfolgend
auf eine hochentwickelte Anlage wie etwa jene des "Streifengusses" eine herkömmliche
Maschinerie wie etwa Brückenkräne verwendet,
die manuelle Eingriffe für
die Anbringung und Abtrennung der zu transportierenden Komponenten
erfordert und ziemlich lange Fertigstellungszeiten aufweist.
-
Beschreibung
der Erfindung
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Stranggussanlage für einen Metallstreifen offenbart, wobei
die Gießanlage
eine Gießebene,
eine Gießstation
und eine Vielzahl von weiteren Gießstationen, die von der Gießstation
wesentlich getrennt sind, und in der Gießstation eine bewegliche Kokille,
die zwei zylindrische, gekühlte,
gegeneinander rotierende Walzen und zwei Platten umfasst, von denen
jede an den Enden der Walzen angeordnet ist, um an den Seiten der
Walzen den Raum zwischen diesen zu verschließen, wobei die Walzen zwischen
ihren jeweiligen zugewandten Flächen
einen Raum definieren, in den Schmelze gegossen wird und sich bei Kontakt
mit der Oberfläche
der Walzen verfestigt und dann von unten als heißer Metallstreifen herausgezogen
wird, und die Stranggussanlage darüber hinaus eine Vielzahl von
weiteren Bestandteilen, Behandlungsstationen für die zusätzlichen Bestandteile und Bewegungsmitteln
zum Bewegen von jedem der zusätzlichen
Bestandteile umfasst, wobei die Behandlungsstationen alle auf der
Gießebene
angeordnet sind, wobei die weiteren Bestandteile zwischen ihren jeweiligen
Behandlungsstationen und der Gießstation durch rotierende Arme
bewegt werden, die an mindestens einem Drehturm angeordnet sind,
wobei der Drehturm auf der Gießebene
angeordnet ist.
-
Bevorzugte
Ausführungsform
sehen zwei solche Drehtürme,
von denen jeder nahe bei einer Seite der Gießstation angeordnet ist, vor.
-
Zwei
zusätzliche
kleinere Drehtürme
sind längsseits
der Gießstation,
parallel zu der vertikalen Gießebene
angeordnet.
-
Die
zusätzlichen
Bestandteile, die durch rotierende Arme bewegt werden, sind: eine
Gießpfanne,
mindestens eine Zwischenpfanne und/oder mindestens eine Unter-Zwischenpfanne
und/oder mindestens eine Schmelzenverteilungsvorrichtung in dem
Raum zwischen gegeneinander rotierenden Walzen und/oder die zwei
Seitenplatten, die an den flachen Enden der Walzen aufsitzen, um
den Raum zwischen den Walzen seitlich zu schließen.
-
Solche
Drehtürme
sind jeweils mit zwei Armen versehen, und zwar ein Arm, der geeignet
ist zur Bewegung der Zwischenpfanne, und der andere Arm, der geeignet
ist zur Bewegung einer Unter-Zwischenpfanne, von ihren jeweiligen
Behandlungsstationen (Handhabung, Vorheizung, ...), die nahe bei den
Drehtürmen
innerhalb der Reichweite der Arme angeordnet sind, und der Gießstation.
-
Die
zusätzlichen
Drehtürme
tragen Roboterarme zum Bewegen der Schmelzenverteilungsvorrichtung
und der Seitenplatten der jeweiligen Behandlungsstationen (Handhabung,
Vorheizung, ...) zu der Gießstation;
sie sind in der Nähe
der Gießstation
auf einer Ebene, die zu jener, die den gegossenen Streifen enthält, parallel
ist, angeordnet.
-
Die
Gießwalzen
sind in einem Wagen angeordnet, der sich quer zu der Gießrichtung
zwischen einer Behandlungsposition (Handhabung, Montage, Einstellung,
...) und der Gießstation
bewegen kann, wobei der Wagen mit einem Mittel versehen ist, um die
Walzen an ihre Position anzuordnen und zu halten und um ihren Spalt
bzw. Zwischenraum einzustellen, mit dem Ziel, die Dicke des gegossenen
Streifens zu steuern. Der Motor, der erforderlich ist, um die Walzen
während
des Gießens
in Rotation zu versetzen, ist an der Gießebene befestigt und zur synchronen
Drehung der Walzen mit dem auf dem Wagen angeordneten System automatisch
gekoppelt.
-
Die
Gießebene
ist außerdem
mit einer zur Drehachse der Walzen parallelen Schiene versehen, auf
der sich der Wagen zwischen der Gießstation und einer Behandlungsstation
für die
Walzen (Handhabung, Montage an dem Wagen, Einstellung der gegenseitigen
Positionen, ...) bewegt.
-
Die
Gießebene
trägt außerdem einen
Turm (Pfannenturm), um die Gießpfanne
in die Gießstation zu
bringen, der vorzugsweise in einer zentralen Position in Bezug auf
den Drehturm zum Bewegen der Zwischenpfanne und der Unter-Zwischenpfanne
angeordnet ist.
-
Auf
der Gießebene
sind außerdem
Mittel, um Schlacke- und Metallabfälle zu sammeln, sowie Mittel
zu deren Bewegung vorgesehen.
-
Im
Folgenden wird eine bevorzugte Arbeitsweise der Anlage beschrieben.
Beim Starten des Gießprozesses
befinden sich die Zwischenpfanne und die Unter-Zwischenpfanne, die
Metallverteilungsvorrichtung und die Seitenplatten alle in ihren jeweiligen
Vorheizpositionen nahe bei den Drehtürmen für ihre Bewegung. Die Gießwalzen,
die auf einem beweglichen Wagen angeordnet sind, sind in ihrer Behandlungsstation,
die Mittel zum Bewegen des Wagens von der Position zur Montage der
Walzen in eine Bereitschaftsposition umfassen. Solche Bewegungsmittel
können
aus einer Transporteinrichtung bestehen, die zwei Wagen umfasst,
und zwar einen der bereit ist, zu der Gießstation geschickt zu werden,
und einen weiteren, der darauf wartet, zu der Position für die Montage
und die Einstellung der Walzen geschickt zu werden. In der Zwischenzeit
wird Schmelze in die Gießpfanne
geladen, die in die Nähe des
Pfannenturms transportiert, durch einen geeigneten Arm des Letzteren
gehalten und zu der Gießstation
befördert
wird. Gleichzeitig werden die Zwischenpfanne und bei den Anlagen,
bei denen dies in Betracht gezogen wird, gegebenenfalls die Unter-Zwischenpfanne
an ihre Position in der Gießstation
gebracht, wobei jede durch einen der Arme der eine Zwischenpfanne
drehenden Türme
bewegt wird; es ist anzumerken, dass zur größeren Flexibilität der Verwendung
und zum Beseitigen möglicher
mechanischer Schwierigkeiten die Zwischenpfanne und die Unter-Zwischenpfanne,
die in der Gießstation
platziert werden sollen, durch die entsprechenden Arme desselben
Drehturms bewegt werden können
oder eine Zwischenpfanne durch einen Drehturm und eine Unter-Zwischenpfanne
durch einen anderen bewegt werden können. Während die Zwischenpfanne mit Schmelze
aus der Gießpfanne
gefüllt
wird, werden zuerst die Verteilungsvorrichtung und dann die Umfassungs-
oder Sicherheitsplatten zur Gießstation gebracht.
Unmittelbar danach kann das Gießen
begonnen werden.
-
In
dieser Weise ist es möglich,
die gleichzeitige Bewegung vieler der oben beschriebenen Komponenten
von den jeweiligen Vorheizstationen zu der jeweiligen Gießstation
zu verwirklichen und dadurch die akkumulierte Zeit für das Inbewegungsetzen
oder wie auch immer der Bewegung irgendeiner der Komponenten im
Fall der Ersetzung während
der Ausführung
des Gießens
zu reduzieren.
-
Lediglich
als Hinweis und in nicht einschränkendem
Sinne lässt
sich sagen, dass während
der Funktionssimulation Transferzeiten der Entladevorrichtung und
der Seitenplatten von gar weniger als einer Minute erreicht worden
sind, während
für Zwischenpfannen
und Unter-Zwischenpfannen Höchstzeiten
von weniger als drei Minuten erreicht worden sind und es für die an
dem Tragwagen montierten Gießwalzen
nie mehr als fünf
Minuten gewesen sind.
-
Beschreibung
der Zeichnungen
-
Die
vorliegende Erfindung wird nun im Zusammenhang mit den beiliegenden
Zeichnungen, in denen eine mögliche
Ausführungsform
derselben gezeigt ist, mittels eines nicht einschränkenden
Beispiels der Aufgaben und des Umfangs der Erfindung beschrieben.
-
1 zeigt
schematisch eine Seitenansicht, teilweise in einem Schnitt, einer
Anlage gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
2 zeigt
schematisch eine Draufsicht der Anlage von 1.
-
In 1 ist
eine Gießpfanne 1 in
einer Arbeitsposition und über
eine Entladevorrichtung 2 mit einer Zwischenpfanne 3 in
Verbindung stehend gezeigt; von der Zwischenpfanne 3 bewegt
sich die Schmelze mit einem Fluss, der durch die Stange 4 oder
durch ein Schiebetor oder ein Schieberventil oder eine andere gleichwertige
Vorrichtung gesteuert wird, durch die Kammer 5, die den
Metallguss vor Oxidation schützt,
innerhalb einer optionalen Unter-Zwischenpfanne, nicht gezeigt,
oder direkt in eine Verteilungsvorrichtung. Wie ersichtlich ist,
kann die Stopfenstange durch irgendwelche andere geeignete Mittel,
beispielsweise eine Gießpfanne
mit Schiebetordüse
bzw. -ausguss, ersetzt sein. In der Ausführungsform, die nicht mit der
Unter-Zwischenpfanne versehen ist, wird die Schmelze, die im Inneren
der Entladevorrichtung 7 der Verteilungsvorrichtung fließt, innerhalb
des Raums, der zwischen den zwei Walzen 8, 8', die in dem
auf Schienen gleitenden Behälterwagen 9 angeordnet
sind, vorhanden ist, verteilt. Die Spur des Streifens 15,
der die Kokille verlässt,
ist gezeigt. Wie zu sehen ist, wird die Zwischenpfanne 3 durch
einen Arm 12 eines eine Zwischenpfanne drehenden Drehturms 10 unterstützt, dessen anderer
Arm 11 die Unter-Zwischenpfanne 6 hält. Auf der
Gießebene 16 ist
außerdem
ein mechanischer Roboterarm 13 angeordnet, der die Entladevorrichtung 7 der
Verteilungsvorrichtung und Seitenplatten herkömmlichen Typs, die in den Figuren
nicht gezeigt sind, von den jeweiligen Heizpositionen zu den Gießpositionen
bewegt.
-
In 2 ist
die Verteilung der verschiedenen Teile der Anlage auf der Gießebene besser
erkennbar. Insbesondere ist zu sehen, wie der Pfannenturm 17 zwei
Arme in einer Reihe besitzt, wovon einer die Gießpfanne 1 zu der Gießstation 25 befördert, während der
andere Arm eine Gießstation 1' in Bereitschaft
hält. Der
Drehturm 10 besitzt einen Arm 12, der seinerseits
eine Zwischenpfanne, die in dieser Draufsicht nicht gezeigt ist,
in der Gießstation
unterstützt,
während
der andere Arm 11 die Unter-Zwischenpfanne 6,
die sich in der Station 21 erhitzt, unterstützt. Ein
zweiter eine Gießpfanne
drehender Drehturm 10' besitzt
seinerseits einen Arm 12',
der die Zwischenpfanne 3' unterstützt, die
in der Station 21' erhitzt wird,
während
der andere Arm 11' eine
Unter-Zwischenpfanne (nicht gezeigt) in der Gießstation hält. Neben der Gießstation 25,
in der sich der bewegliche Wagen 9 befindet, der darin
die Walzen 8 hält – die Drehung
der Walzen wird durch die motorisierte Anordnung 19 angetrieben – sind die
Heizöfen 18 und 18' für die Entladevorrichtung
und die Seitenplatten positioniert, die zwischen Heizpositionen
und der Gießstation
mittels der entsprechenden Roboterarme 13 und 13' beweglich sind.
-
Der
Wagen 9 bewegt sich längs
der Schienen 14 zwischen der Gießstation und seiner Behandlungsstation 20,
in der ein zweiter Wagen 9' in
Bereitschaft angeordnet ist. Der Wechsel zwischen den Wagen kann,
wie in
-
2 gezeigt
ist, mittels einer Transporteinrichtung 24, die beide Wagen 9 und 9' hält und sich senkrecht
zu den Schienen 14 zwischen der Position 22 und
der Station 20 bewegt, stattfinden. Der Wagen 9,
der von der Gießstation 25 ankommt,
wird gleich nach dem Wagen 9',
der sich in der Position 22 befindet, an der Transporteinrichtung
positioniert. Die Transporteinrichtung 24 wird dann bewegt,
um den Wagen 9 in die Station 20 und den Wagen 9' auf die Schienen
zu setzen. Die Transporteinrichtung 24 wird an diesem Punkt
abgesenkt, was den Wagen 9' auf
die Schienen 14 bringt und den anderen Wagen in der Station 20 absetzt.
Danach wird der Wagen 9' zu
der Gießstation
geschickt.
-
Es
ist möglich,
andere Verfahren für
den Wechsel der Wagen 9 und 9' in der Gießstation 25 anzuwenden.
Beispielsweise ist es möglich,
zwei Schienenpaare, die über
eine geeignete Verbindungsstelle zu den Schienen 14 führen, um
die Gießwalzen-Behandlungsstation
anzuordnen, so dass sich die zwei Wagen 9 und 9' unabhängig bewegen können, damit,
sobald einer der Wagen auf dem ersten der Schienenpaare von der
Gießstation
zu der Behandlungsstation bewegt worden ist, der andere Wagen mit
dem Starten von dem zweiten Schienenpaar aus beginnen kann.
-
Da
die Bewegung aller Komponenten automatisiert ist, besteht keine
Notwendigkeit, manuell einzugreifen, um die beweglichen Teile anzubringen oder
zu befestigen, wobei sich die wichtigsten und empfindlichsten Teile
mit einfachen Drehschwingbewegungen bewegen. Die Bewegungen sind
daher ohne Weiteres in einer wirklich kurzen Zeit ausführbar.