DE7533141U

DE7533141U - Strangfuehrungsvorrichtung fuer eine stranggiessanlage

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Publication number: DE7533141U
Application number: DE7533141U
Authority: DE
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1974-10-22
Filing date: 1975-10-17
Publication date: 1976-02-12
Also published as: SE409962B; JPS5165021A; US4000553A; IT1048055B; JPS5235610B2; SE7510174L; SU571178A3; CH604973A5; CA1024380A; ES441930A1; FR2330480B1; BE834696A; AT337383B; BR7506893A; FR2330480A1; DE2546723C2; ATA848074A; DE2546723A1; GB1509754A

Description

GLAWE, DELFS, MOLL & PARTNER · ···' PATENTANWÄLTE

DR.-ING. RICHARD GLAWE, MÖNCHEN DIPL-ING. KLAUS DELFS. HAMBURG DIPL.-PHYS. DR. WALTER MOLL. MÖNCHEN DIPL.-CHEM. DR. ULRICH MENGDEHL, HAMBURG

8 MÖNCHEN 26 2HAMBURG13

POSTFACH 37 POSTFACH2570 IIEBHERRSTR in ROTHENBAUM- LIEBHERRSTR. 20 CHAUSSEE 58

TEL. (089) 22 65 48 _{TEL (M0}) _{4 10} 20 08

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MÜNCHEN
A 15

Vereinigte österreichische Eisen- und
Stahlwerke - Alpine Montan Aktiengesellschaft

Vien / Österreich

Strangführungsvorrichtung für eine Stranggießanlage

Die Neuerung betrifft eine Strangführungsvorrichtung mit an einem Gerüst oder Gestell gelagerten Rollen oder Walzen zum Stützen, Führen, Biegen bzw. Richten und Verformen eines breiten, kontinuierlich gegossenen Gußstranges in einer Stranggießanlage, insbesondere einer Stahlbramme mit einer Breite von über 1OOO mm.

Beim kontinuierlichen Stahlstranggießen, insbesondere beim Gießen von Brammen mit einer Breite von 1000 bis 2500 mm müssen unterhalb der wassergekühlten Kokille zahlreiche Stützrollen möglichst dicht nebeneinander angeordnet werden, um einer durch den ferrostatischen Druck des flüssigen Strangkerns bedingten Ausbrauchung der Strangschale entgegenzuwirken; solche Deformationen der Strangschale führen, wie die Praxis zeigt, Insbesondere bei Verwendung von Rollen mit relativ

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großem Durchmesser, zu Rissen und somit zu einer Qualitätsminderung des Gußproduktes. Das Problem der Abstützung der Strangschale wird besonders kritisch, wenn eine hohe Gießgeschwindigkeit (Ausziehgeschwindigkeit des Stranges) erforderlich ist; solche sogenannte Schnellgießanlagen mit einer Gießgeschwindigkeit von über etwa 1,2 m/min, beispielsweise mit 1,6 bis 2 m/min, erfordern besondere Sorgfalt bei der Konstruktion und Wartung der gesamten Stütz- und Führungsrollenkonstruktion, weil mit steigender Gießgeschwindigkeit die Anforderungen an eine genaue Strang Stützung steigen und außerdem sich die Ausziehkraft für den Gußstrang entsprechend erhöht.

Bekannte Stranggießanlagen haben den Nachteil, daß die Kühlung ausschließlich durch Aufspritzen von Kühlwasser von außen erfolgt; bei einem Ausfall der Spritzdüsen, z.B. bei Verstopfung durch Verunreinigungen> besteht die Gefahr der Überhitzung. Es können dann auf den Rollen und in den Lagerelementen Temperaturen von über 700° C auftreten, wodurch das Lagerfett verkokt und das Lager blockiert wird. Weiters ist bei einer solchen Störung eine starke Erhöhung der Ausziehkraft erforderlich, was Risse zur Folge haben kann.

Weitere Schwierigkeiten bei bekannten Anlagen ergaben sich auch daraus, daß die nebeneinander angeordneten Einzelrollen aus konstruktiven Gründen nicht angetrieben werden konnten, weshalb die Ausziehkräfte für den Strang durch besondere Treibgerüste mit Walzen großen Durchmessers aufgebraucht wurden. Wenn in Abständen zwischen den nicht angetriebenen Stützrollen mehrere Treibgerüste angeordnet werden, besteht an den Übergangsstellen die Gefahr unzulässiger Dehnungen der Strangschale.

Um solche Schwierigkeiten zu überwinden, besteht ein noch nicht zum Stand der Technik gehörender Vorschlag darin, die Rollen bzw. Walzen mit einer Innenkühlung zu versehen und sie in mehreren Lagern zu lagern, deren Lagerhöhe, ge-

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messen vom Lagermlttelpunkt in Richtung zur Strangschale, kleiner ist als der Radius der Rollenkörper. Die Innenkühlung soll durch ein in einer axialen Bohrung des Rollenkörpers konzentrisch angeordneten Kühlmittelrohr, wodurch ein Kühlmittelumlauf gebildet wird» bewerkstelligt werden. Weiters soll jede der Rollen oder Walzen direkt angetrieben sein, um zu vermeiden, daß bei einer Verziehunp; einzelne Rollen zum Stillstand kommen, dann einseitig erwärmt und dadurch zerstört werden.

Die Neuerung zielt darauf ab, Strangführungsvorrichtungen mit gleitgelagerten Rollen oder Walzen, über deren LängserStreckung mehrere Lager vorgesehen sind, welche Rollen oder Walzea vorteilhaft mit einer Innenkühlung und mit einem eigenen Antrieb versehen sind, weiter zu verbessern.

Insbesondere stellt sich die Neuerung die Aufgabe, die Rollen- bzw. Walzenlagerung folgenden Anforderungen gerecht werden zu lassen:

- Die Rollen müssen rasch austauschbar sein; -

- die Rollenlagerung muß neben den aus dem ferrostatischen Druck, dem Anstelldruck und dem Eigengewicht des Stranges resultierenden Radialbelastungen auch Axialbelastungen auf· nehmen können, die z.B. bei einem geringfügigen seitlichen Gleiten des Stranges in Rollenachsrichtung in Erscheiming treten; -

- die Lagerung muß in der Lage sein, ohne Beeinträchtigung der Lagerdichtung Wärmedehnungen der Rolle aufnehmen zu können. Bei einer Rollenlänge von 2 m und einer Temperaturdifferexiz zwischen Rolle und Stützkonstruktion von etwa 700° C können die Wärmedehnungen bis zu 15 mm betragen; -

- die Lager müssen gegen den vom Strang auf die Lagerung herunterfallenden Zunder einwandfrei abgedichtet sein und bleiben. Die Lagerdichtung darf durch Abnützung der Radial-

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und Axiallagerelemente in ihrer Wirkung nicht beeinträchtigt werden; -

- die dem Strang zugekehrten Teile der Lagerung dürfen durch die vom Strang ausgehende Wärmeeinwirkung nicht verformt oder gar zerstört werden; -

- es muß gewährleistet sein, daß die einzelnen Radiallagerelemente trotz unterschiedlicher Radialbelastungen eine gleichmäßige Abnützung erfahren, damit einerseit die Strangdicke entlang der Strangbreite nicht unterschiedlich ist und andererseits die Rollen keinen zusätzlichen Biegebeanspruchungen unterworfen werden; -

-■ schließlich muß der Einsatz von Gleitlagerwerkstoffen gewährleistet sein, die eine Fremdschmierung nicht benötigen, weil bei den geringen Gleitgeschwindigkeiten die Bildung eines geschlossenen Schmierfilms zwischen den Gleitflächen nicht möglich ist und die Schmiermittel durch Hitzeeinwirkung frühzeitig zerstört würden.

Die Lösung dieser Aufgaben wird neuerungsgemäß bei einer Strangführungsvorrichtung der eingangs bezeichneten Art, bei welcher die Rollen- bzw. Walzenkörper eine Anzahl von über ihre Längserstreckung verteilten ringförmigen Ausnehmungen aufweisen, wodurch zylindrische Lagerzapfen gebildet werden, die in gegen das Gestell abgestützten zwei Außenlagern und einem oder mehreren dazwischen angeordneten Innenlagern gelagert sind, dadurch bewerkstelligt, daß das Lagergehäuse des einen als Festlager wirkenden Außen]agers durch ein an dem Gestell befestigten Widerlager axial gehalten ist, die Lagergehäuse des bzw. der weiteren als Loslager wirkenden Innenlager auf dem Gestell lose aufliegen, und das als Loslager wirkende andere Außenlager an dem Gestell axial verschiebbar, jedoch senkrecht zur Verschieberichtung gehalten, befestigt 1st.

Vorteilhaft bestehen die Lagergehäuse aus einem Gehäuseunterteil, einer darin eingesetzten Lagerhalbsohale, zwei Anlauf

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halbringen und einem Deckel, wobei zwischen den Lagerhalbschalen und dem Deckel Zwischenplatten eingefügt sind, die mittels HaI-terungshülsen und Befestigungsschrauben an dem Gehäuseunterteil befestigt sind und die Lagerhalbschalen und die Anlaufhalbringe gegen Verdrehung sichern.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Neuerung bestehen darin, daß zwischen den Lagergehäusen der Loslager und der Stützkonstruktion Dehnlagerplatten vorgesehen sind; - die Lagerdeckel der Lagergehäuse schwimmend, d.h. in axialer und horizontaler Richtung verschiebbar, angeordnet sind; - in den den seitlichen Planflächen der ringförmigen Rollenkorperausnehmungen zugekehrten Seitenflächen der Lagerdeckel hitzebeständige und elastische Dichtungen eingebaut sind; - und die Gleitflächen der Lagerhalbschalen so bemessen sind, daß das Produkt aus Lagerpressung χ Gleitgeschwindigkeit in allen Lagern gleich.ist.

Um das Schmierproblem zu lösen, bestehen sämtliche Gleitwerkstoffe der Lager, d.s. die Dehnplatten und die Lagerhalbschalen, aus selbstschmierenden Lagerwerkstoffen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Neuerung sind in den Gehäuseunterteilen Bohrungen zur Einleitung gasförmiger Medien vorgesehen.

Die Neuerung ist an einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung näher erläutert: Fig. 1 stellt einen Längsschnitt durch eine Rolle und deren Lagerung in einer'Stranggießanlage dar. Fig. 2 ist ein Querschnitt durch eine Rollenlagerung entsprechend der Linie II-II. Fig. 3 zeigt die Halterung eines Lagerdeckels in Seitenansicht und Fig. 4 gibt einen Detailschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3 wieder. In Fig. 5 ist ein Detailschnitt durch die Auße'nlagerhalterung nach der Linie V-V der Fig. 1· wiedergegeben.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Stranggußbramme bezeichnet, die auf der Rolle bzw. Walze 2 aufliegt bzw. deren Strangschale durch sie gestützt wird. Neuerungsgemäß weist die Rolle entlang ihrer Längserstreckung eine Anzahl von ringförmigen Ausnehmungen 3 auf, ' wodurch zylindrische Lagerzapfen. 4 gebildet werden. In diesen Ausnehmungen wird beispielsweise durch Hartverchromen oder Aufspritz-·

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en von Metallen und nachfolgendes Schleifen eine zylindrische Fläche erzeugt, so daß der einspringende Teil des Walzenkörpers einen Lagerzapfen bildet. Der Lagerzapfen 4 wird von einem Lager umschlossen. Im einzelnen sind zwei Außenlager vorgesehen, <äie mit 5 und 6 bezeichnet sind, sowie zwei Innenlager, die die Bezeichnung 7 und 8 tragen. Mit 9 1st ein Antriebsflansch bezeichnet, an den ein nicht dargestellter Hydraulikmotor gegebenenfalls mit einem Zwischengetriebe lösbar befestigt ist. Der Antrieb wird

durch eine Drehmomentenstütze in Umfangsrichtung gegenüber der Stützkonstruktion festgelegt. Die Rollen- bzw. Walzenkörper sind mit einer Innenkühlung ausgestattet, die aus einem Wasserzuführungsrohr 10 besteht, das in die" axiale Bohrung 11 eingesetzt ist, um einen ringförmigen Raum zu bilden. Mit 12 sind Zentrierrippen ■bezeichnet. Kühlwasser wird durch das Rohr 13 zugeführt, strömt in Pfeilrichtung durch die Rolle und wird durch das Rohr 14 ausfließen gelassen. Mit 15 ist ein Drehanschluß bezeichnet.

Jedes Lager, 5, 6, 7, 8 besteht aus einem Gehäuseunterteil 16, in dem eine Lagerhalbschale 17 eingesetzt ist, und einem Deckel 18, der das Gehäuse schließt. Zwischen der Lagerhalbschale 17 und dem Deckel 18 sind Zwischenplatten 19 eingesetzt, die über Halterungshülsen 20 durch Befestigungsschrauben 21 niedergehalten werden und die Lagerhalbschale 17 gegen Verdrehung sichern.

Zwischen der Wand der ringförmigen Ausnehmung 3 und dem Gehäuseunterteil 16 sind Anlaufhalbringe 22 eingelejgt. Zwei Lagerhalterungsschalen 23 sind zwischen dem Lagerzapfen 4 und dem Dekkel 18 vorgesehen, an dem sie auch befestigt sind. Weiters sind in den Seitenflächen des Deckels hitzebeständige und elastische Dichtungen 24 eingebaut, die den vom Strang auf das Lager herunterfallenden Zunder abweisen und vom Lagerinneren fernhalten. Die beiden Außenlager 5 und 6 besitzen Vorsprünge 25, aus denen Halterungsbolzen 26 durch Ausnehmungen 27 den an der Stützkonstruktion befestigten Halterungsflansch 28 durchsetzen und auf der Rückseite mit einem Halterungskeil 29 gesichert sind.

Das Lager 5 ist das Festlager; seine axiale Abstützung erfolgt durch die beiderseits seines Gehäuses an der Stützkonstruk-

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tion befestigten axial wirkenden Widerlager 30. DJ,e Loslager 6, 7,· 8 stützen sich auf Dehnlagerplatten 31 ab, die zwischen der Stützkonstruktion 32 und den Gehäuseunterteilen 16 vorgesehen sind. Ferner sind in den Gehäuseunterteilen 16 Bohrungen 33 vorgesehen, durch die gasförmige Medien in das Lagerinnere eingeleitet werden können.

Die einleitend dargelegten Anforderungen werden durch die neuerungsgemäße Anlage in hervorragender»Weise erfüllt;

Der Ausbau der kompletten Rolle in einem Schadensfall erfolgt in einfacher Weise durch Entfernung der Halterungakeile 29 aus den Halterungsbolzen 26 unö. Abflansohen des Antriebsflansches'9 sowie der Zu- und Abflußrohre 13, 14. Nach diesen Maßnahmen kann die Rolle aus der Aufnahmetasche 34 der Stützkonstruktion und somit aus dem Rollengang herausgehoben werden. Anschließend kann in umgekehrter Reihenfolge eine bereitgestellte Ersatzrolle sofort wieder eingebaut werden. Ein solcher Austausch kann in weniger als einer Stunde durchgeführt werden, wogegen bei bekannten Stranggießanlagen der Ausbau einer Rolle, wenn dies überhaupt möglich ist, acht Stunden und mehr dauert.

Auch die Aufnahme von Axialbelastungen if>t in einfacher und zufriedenstellender Weise gelöst, denn die Axiaib»lastung der Rolle wird im Festlager 5 je nach der Belastungsrichtung auf eine der beiden Planflächen der Rollenausnehmung 3 über die Anlaufringe 22 und über den Unterteil 16 des La,gergehäuses auf eines der beiden Widerlager 30 übertragen.

Die Forderung nach Aufnahme der Wärmedehnungen ist dadurch erfüllt, daß die Lagergehäuse 16 auf den Dehnlagerplatten 31 der Stützkonstruktion lose aufliegen und damit axial verschieblich sind, statt, wie es früher üblich war, mit der Unterstützungskonstruktion verbunden zu sein. Bei einer Wärmedehnung der Rolle wird diese im Festlager 5, das durch die Widerlager 30 abgestützt ist, in ihrer Lage festgehalten. Die Lager 6, 7 und 8 werden als Ganzes entsprechend der Dehnung der Rolle in ihren Lagerstellen mitverschoben. Auf diese Weise ist es möglich, daß das Spiel'35 zwischen den Planflächen der Rollenausnehmungen 3 und den Lagern

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gering gehalten werden kann, ohne Rücksicht auf die Rollendehnung nehmen zu müssen. Dieses kleine Spiel 35 ist die Voraussetzung für eine in allen Dehnlagen gleichmäßig wirksame Lagerabdichtung. Die Halterungselemente 26, 28, 29 weisen im Loslager ein Spiel 36 auf (Fig. 5) , so daß sich auch dieses Lag,er ohne Behinderung .mitverschieben kann. Werden, wie dies früher der Fall war, die Lagergehäuse mit 3er Stützkonstruktion fest verbunden, so muß das Spiel so groß gewählt werden wie die mögliche Rollendehnung, d.h. etwa 15 mm, damit eine Verkleminung der Rolle in den Lagern nicht ein-* treten kann. Da es praktisch keine hitzebeständige Dichtung gibt, die imstande ist, einen sich je nach der Wirkungsrichtung der Axialkraft stark verändernden Spalt wirksam abzudichten, stellt die neuerungsgemäße Lösung einen bedeutsamen Fortschritt dar.

Auch das Abdichtungsproblem ist neuerungsgemäß gelöst, denn die Abdichtung erfolgt mit einer hitzebeständigen Weich- . dichtung unter Einhaltung des geringen Spieles 35, wodurch ein Eindringen von Schmutz unterbunden wird. Eine Verbesserung der Abdichtung kan'n noch dadurch erzielt werden, daß in das Lager durch die Bohrungen 3 3 gasförmige Medien, wie Preßluft oder Wasserdampf, unter Druck zugeführt werden, wodurch dem .Eindringen von Schmutz entgegengewirkt wird. Die in den Deckel eingebauten und gegen die Planflächen der Rollenausnehmung wirkenden Dichtungen.24 werden durch die Abnützung der Radiallagerhalbschalen und der Anlaufhalbringe während des Betriebes nicht beeinflußt, weil mit einer Abnützung der Lagerschalen keine Spaltvergrößerung verbunden ist. Auch dies stellt einen bedeutsamen Fortschritt■dar, denn bei einem in üblicher Weise mit dem Lagergehäuse verbundenen Lagerdeckel würde sich der Spalt je nach der Wirkungsrichtung der Axialbelastung auf einer Seite verringern und auf der anderen vergrößern. Da unter solchen Umständen das seitliche Deckelspiel 35 auf jeder Seite mindestens so groß sein muß, wie die mögliche Axiallagerabnutzung, würde sich bei längerem Betrieb unter Abnutzung der axialen Anlaufringe von beispielsweise 4 nun das Spiel auf etwa 8 mm vergrößern, was mit einer hitzebeständigen Dichtung nicht mehr überbrückt werden kann.

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Bei der neuerungsgemäßen Lagerung ist der Lagerdeckel schwimmend angeordnet, indem er in den Halterungshülsen 20 allseitig Spiele 37, 38, 39 aufweist (Fig. 3, 4), so daß er bei geringerem Axialdruck durch die Rollenplanflächen zurückweicht. Anderseits besitzt die Halterungshülse 20 Bünde, durch die das Herunterfallen des Lagerdeckels und damit das Herausfallen der Rolle aus der Lagerung bei hängender Rollenanordnung und ausgefahrenem Strang verhindert wird. Auch aus diesem Grund i st es möglich, das seitliche Deckelspiel 35 gering zu wählen, was eine wesentliche Voraussetzung für eine gut funktionierende Dichtung darstellt.

Die weiteren Anforderungen an eine betriebssichere, einfache und gut zu bedienende Anlage sind ebenfalls erfüllt. Der Lagerdeckel, der durch seine Lage am meisten der Kitzeeinwirkung ausgesetzt ist, erfährt eine starke Wärmedehnung. Dies wird durch die schwimmende Anordnung nicht verhindert und Wärmespannungen werden vermieden. Eine gleichmäßige Abnutzung der Radiallagerschalen wird dadurch erreicht, daß sie nicht, wie üblich, gleich ausgeführt werden, sondern daß die Größen der Gleitflächen der einzelnen Lager entsprechend ihren Belastungen gewählt werden, derart, daß in jedem Lager das Produkt aus Lagerpressung χ Lagergleitgeschwindigkeit etwa gleich groß ist.

Als Lagerwerkstoffe werden selbstschmierende Lagerwerkstoffe verwendet,, die den in ihnen eingepackten hitzebeständigen Schmierstoff, z.B. Graphit, bei Abnutzung des Lagermetalls freisetzen. Dieser wird dann durch die Rotation zwischen die Gleitflächen transportiert, wodurch ein dauerhafter geschlossener Schmierfilm entsteht. Die Zuführung von feuchtigkeitshaltigen, gasförmigen Spülmedien in das Innere des Lagers bewirkt zusätzlich eine Verbesserung der Schmierfähigkeit der graphithaltigen Schmierst'of fe.

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Claims

S chutzansp r Ü c h e

HJ StrangfUhrungsvorrlchtung mit einer Vielzahl von an einem Gestell gelagerten Rollen oder Walzen zum Stützen, FUhren, Biegen bzw. Richten und Verformen eines breiten, kontinuierlich gegossenen Gußstranges, insbesondere einer Stahlbramme mit einer Breite von über 1000 mm, dadurch gekennzeichnet , daß die Rollen- bzw. Walzenkörper (2) eine Anzahl von über ihre LängserStreckung verteilten ringförmigen Ausnehmungen (3) aufweisen, wodurch zylindrische Lagerzapfen (4) gebildet werden, die in gegen das Gestell (32) abgestützten zwei Außenlagern (5, 6) und einem oder mehreren dazwischen angeordneten Innenlagern (7, 8) gelagert sind, wobei das Lagergehäuse des einen als Festlager wirkenden Außenlagers (5) durch ein an dem Gestell befestigtes Widerlager (30) axial gehalten 1st, die Lagergehäuse des bzw. der weiteren als Loslager wirkenden Innenlager (7, 8) auf dem Gestell (32) lose aufliegen, und das als Loslager wirkende andere Außenlager (6) an dem Geste"¹.1 (32) axial verschiebbar, Jedoch senkrecht zur Verschiebnrichtung gehalten, befestigt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagergehäuse aus einem Gehäuseunterteil (16), einer darin eingesetzten Lagerhalbschale (17), zwei Anlaufhalbringen (22) und einem Deckel (18) bestehen, wobei zwischen der Lagerhalbschale und dem Deckel Zwischenplatten (19) eingefügt sind, die mittels Halterungshülsen (20) und Befestigungsschrauben (21) an dem Gehäuseunterteil (16) befestigt sind und die Lagerhalbschale und die Anlaufhalbringe gegen Verdrehung sichern.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den Lagergehäusen der Loslager und dem Gestell Dehnlagerplatten (31) vorgesehen sind.

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k. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Lagerdeckel (18) der Lagergehäuse schwimmend, d.h. in axialer und horizontaler Richtung verschiebbar, angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in den den seitlichen Planflächen der ringförmigen Rollenkörperausnehmungen (3) zugekehrten Seltenflächen der Lagerdeckel (18) hitzebeständige und elastische Dichtungen (24) eingebaut sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Gleitflächen der Lagerhalbschalen (17) so bemessen sind, daß das Produkt aus Lagerpressung χ GleitgeEchwindigke.it in allen Lagern gleich ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß sämtliche GMtwerkstoffe der Lager aus selbstschmierenden Lagerwerkstoffen bestehen.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß in den Gehäuseunterteilen (16) Bohrungen (33) zur Einleitung gasförmiger Medien vorgesehen sind.

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