EP0188670A2 - Verfahren und Einrichtung zum Verstellen der Schmalseitenplatten einer Stranggiesskokille beim Stranggiessen von Metallen, insbes. von Stahl - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum Verstellen der Schmalseitenplatten einer Stranggiesskokille beim Stranggiessen von Metallen, insbes. von Stahl Download PDF

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EP0188670A2
EP0188670A2 EP85113393A EP85113393A EP0188670A2 EP 0188670 A2 EP0188670 A2 EP 0188670A2 EP 85113393 A EP85113393 A EP 85113393A EP 85113393 A EP85113393 A EP 85113393A EP 0188670 A2 EP0188670 A2 EP 0188670A2
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EP
European Patent Office
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narrow side
casting
speed
width
strand
Prior art date
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Withdrawn
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EP85113393A
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English (en)
French (fr)
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EP0188670A3 (de
Inventor
Peter Dr.-Ing. Monheim
Gerhard Dipl.-Ing. Stadtfeld
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Vodafone GmbH
Original Assignee
Mannesmann AG
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Publication date
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Publication of EP0188670A3 publication Critical patent/EP0188670A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/05—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds into moulds having adjustable walls

Definitions

  • the invention relates to several methods and a device for adjusting one or both narrow side plates of a continuous casting mold in the continuous casting of metals, in particular steel, which are adjusted to the respective taper of the casting strand shrinking due to cooling and adjusted for the purpose of changing the strand width.
  • the previous adjustment practice means a considerable load on the cast strand which has only partially cooled with an external crust in the continuous casting mold. This increases the risk of breakthroughs, particularly when it comes to widening.
  • the adjustment speed plays a special role here. A further increase in the adjustment speed does not appear to be practical due to the known process technology.
  • the need to reduce production costs makes it necessary to keep the intermediate storage size in front of the hot strip mill as small as possible and, if possible, to use the heat stored in the cast slab directly for the rolling process, i.e. to realize the hot operation.
  • the narrow side plate (or both narrow side plates) is adjusted in three steps for the purpose of increasing the strand width:
  • the first step the mold narrow side is tilted by a point in the lower area of the mold at the beginning of the adjustment.
  • the adjustment speed of the mold narrow side is adapted to the narrow side inclination and to the casting speed. The extent to which this adjustment takes place is not explained in more detail, however.
  • the narrow side plate must be tilted back again to end the adjustment. The tilting movement takes place in such a way that a slight compression of the narrow side of the slab occurs in the upper area, while a small gap between the mold wall and the slab surface is permitted in the lower area.
  • the length of the continuous casting mold is of considerable importance for a sustainable improvement of the current state of the art.
  • Standard lengths when casting slab cast strands for the continuous casting mold are 704 mm or 904 mm, it should be noted that with such lengths one, two or more castors are usually attached to the narrow side plates (also to the broad side plates), which are the so-called “active" Mold length "result. Then so-called short molds from e.g. 500 mm length with one, two or more castors in use.
  • the narrow side plate, together with the casters forms the "active mold length".
  • the device for adjusting one or both narrow side plates each consists of a pair of axially movable nuts articulated on a narrow side plate, in each of which rotatably driven spindles are mounted, the spindles being drivable at different speeds. Both spindles can now be driven by a motor via a transfer case. With such a design, a parallel adjustment, i.e. an adjustment of the taper during the adjustment. However, conicity adjustment is not possible here. A taper change can, however, be achieved by different pitches of the upper and lower spindle or by a corresponding translation in the gearbox as a linear width-dependent taper change.
  • a modification of the known type is made by choosing a coupling between the two spindles in the form of an electromagnetic coupling, whereby in addition to moving the narrow side plates, a taper adjustment is also possible by releasing this coupling.
  • the invention is based on the object of keeping the wedge length between two different cast strand widths as short as possible by better adjustment in the three specified steps (forward tilting, parallel adjustment, tilting back), which is disadvantageous
  • the process-technical object of the invention is not only to significantly reduce the disadvantageous gap between the inside of the narrow side plate and the molten metal and the wedge length when the cast strand width is reduced, but also to reduce the degree of deformation.
  • the technical task of the device is to create the device suitable for the process-related adjustment movements, taking into account the "active mold length”.
  • the stated object is procedurally dissolved accordance with the invention (to enlarge the Gußstrangumble), that with at least constant Radiog bill york or opposite the Radiog bill Supreme elevated G mangeschwin - velocity "active mold length" is pivoted about an ideal axis of rotation, wherein during tilting around a below the respective Ideal rotational axis lying on the narrow side plate and is pivoted about an ideal rotational axis lying in the area of the mold level during the setting of the end taper.
  • This procedure has several advantages: Based on practical tests, it was found that the gap widths surprisingly decrease with increasing casting speed and do not increase, as was previously assumed.
  • the gap between the inside of the narrow side plates and the molten metal can be kept as large as possible over the entire adjustment movement, in that, according to further features of the invention, during an intermediate period of tilting, it is pivoted about the ideal axis of rotation below the respective narrow side plates with an increased tilting speed.
  • the adjustment movement becomes even more favorable if, at the beginning of the width increase, the narrow side plates are tilted outwards with a horizontal parallel adjustment movement being superimposed, and if the narrow side plates are each tilted back into the resulting new taper during the horizontal parallel adjustment movement before the end of the width increase.
  • These superimposed movements lead to particularly short wedge lengths without disadvantageously stressing the cast strand or causing an impermissible deformation or impairing the smear layer.
  • the amount of tilting outwards is determined on the basis of the casting speed, on the basis of the parallel adjustment speed and as a function of the "active mold length" present in each case.
  • the procedural task (for reducing the width of the cast strand) is achieved according to the invention in that when the strand width is reduced at least the operating casting speed remains constant or the casting speed is increased compared to the operating casting speed, the respective narrow side plate with its "active mold length" tilts back, parallel adjustment and after the smaller strand width has been reached, the resulting taper is set, the tilting back about an ideal axis of rotation lying below the narrow side plate and the setting of the resulting conicity about an ideal axis of rotation lying in the area of the casting mirror.
  • the device for carrying out the method requires a continuous casting mold with axially movable nuts articulated on a narrow side plate, in which in each case rotatably driven spindles are mounted, the spindles being drivable at different speeds, each spindle being connected to a separate motor via a separate gear train, and wherein the motors can be individually electrically controlled.
  • the narrow side plates can be pivoted or adjusted either around the lowest point of the "active mold length" as the lower ideal rotation axis or around the pouring mirror point as the upper ideal rotation axis, the adjustment speed in each case at the lowest point "active mold length” or in the pouring point is zero and the articulation points of the two articulated nuts refer to the uniform level of the castor tangent points and the inside of the narrow side plate in lever lengths corresponding to the speed vectors available at the respective articulation point when enlarging or reducing the cast strand width based on a maximum Adjustment speed is divided.
  • the articulation points of the two articulated nuts are therefore not, as is known, characterized by the same spacing in the invention, whereby it remains open in which way the two drive motors are electronically controlled. Rather, it is necessary that at a once set maximum adjustment speed. speed the lever lengths according to their point of application, based on the respective zero point of the rotary movement in a fixed Translation ratio are brought.
  • the invention advantageously fulfills this condition.
  • the inclined position of the narrow side plate 3 corresponds to the shrinkage of the cast strand 5, the outer crust 5a of which has solidified, up to the continuous casting mold outlet 4.
  • castors 6, 7 and 8 are fastened, which oscillate with the continuous casting mold 2.
  • the narrow side plate inner side 3a and the tangent points 6a, 7a and 8a of the casters 6, 7 and 8 form a uniform plane 9.
  • the lowest point 10 of the "active mold length" 18 is the castor tangent point 8a Casters or just one Castor this point 10 shifts accordingly.
  • Point 10 is regarded as the ideal axis of rotation 11 perpendicular to the plane of the drawing sheet.
  • the axis of rotation 11 acts when the cast strand width is increased via the pivoting movement a (FIG. 2) as a presetting for the parallel adjustment b.
  • the axis of rotation 11 acts via the pivoting movement a as a presetting for the parallel adjustment b.
  • the pouring mirror point 12 forms an ideal axis of rotation 13 perpendicular to the plane of the drawing sheet.
  • the axis of rotation 13 acts when the cast strand width is increased (FIG. 2) via the pivoting movement c to adjust the end taper 3b. Accordingly, the axis of rotation 13 acts when the cast strand width is reduced (FIG. 3) via the pivoting movement c to adjust the end taper 3b.
  • the articulation points 14 and 15 for the articulated nuts 16 and 17 are projected in the plane 9. From the "active mold length" 18, the axes of rotation 11 and 13 and the lever lengths 19a or 19b and 20a or 20b and one With regard to a high casting speed (which depends on the metallurgical cooling conditions), high (maximum) adjustment speed can be determined in the articulation points 14 and 15, the local adjustment speed vCH1 and vCH2, which by appropriate control of the individual electronically controllable motors for the articulated nuts 16 and 17 (or the spindles driven by the motors - not shown -) are generated.
  • FIGS. 2 and 3 now take place at a constant casting speed or even at an increased casting speed.
  • the adjustment speed for the pivoting movements a and c can be increased additionally.
  • Another variant of the adjustment movements is to move the pivoting movement a and the parallel adjustment b or the latter and the pivoting movement c overlapping one another.
  • the total adjustment path (delta width) is e.g. set to 25 mm or to another value.
  • the table "open mold” shows that at a maximum adjustment speed of 30 mm / min there is only a gap of 2.1 mm and a maximum deformation of 3.7 mm, so that the wedge length is only 2.3 m. However, this wedge length can even be reduced to 1.6 m with a slightly increased gap width of a maximum of 4.4 mm and with a slightly larger deformation of a maximum of 4.1 mm.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Beim Verstellen einer oder beider Schmalseitenplatten (3) einer Stranggießkokille (2) beim Stranggießen von Metallen, insbesondere von Stahl, werden die Schmalseitenplatten (3) auf die jeweilige Konizität des durch Kühlen schrumpfenden Gußstranges (5) eingestellt und zum Zweck einer vergrößerten bzw. verkleinerten Strangbreite verstellt, indem die Schmalseitenplatten (3) gekippt, parallel verstellt und nach Erreichen der größeren Strangbreite auf die sich ergebende Konizität eingestellt wird. Um die Keilstücklängen zwischen zwei unterschiedlichen Gußstrangbreiten möglichst kurz zu halten, ferner den nachteiligen Spalt im Hinblick auf rißempfindliche Gießwerkstoffgüten zu verkleinern und ein Abreißen der Schmierschicht zwischen Metallschmelze und Schmalseitenplatten-Innenseite (3a) zu vermeiden, wird bei zumindest gleichbleibender Betriebsgeschwindigkeit oder erhöhter Gießgeschwindigkeit die «aktive Kokillenlänge» (18) (Schmalseitenplatte (3) mit Fußrollen (6, 7 und 8)) um eine ideelle Drehachse geschwenkt, wobei die Schwankung um eine unterhalb der jeweiligen Schmalseitenplatte liegende idelle Drehachse (11) und um eine im Bereich des Gießspiegels liegende ideelle Drehachse (13) erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft mehrere Verfahren und eine Einrichtung zum Verstellen einer oder beider Schmalseitenplatten einer Stranggießkokille beim Stranggießen von Metallen, insbesondere von Stahl, die auf die jeweilige Konizität des durch Kühlen schrumpfenden Gußstranges eingestellt und zum Zwecke einer veränderten Strangbreite verstellt werden.
  • Die bisherige Verstellpraxis bedeutet eine erhebliche Belastung für den mit einer äußeren Kruste in der Stranggießkokille nur teilweise abgekühlten Gußstrang. Insbesondere bei der Verbreiterung besteht damit ein erhöhtes Durchbruchrisiko. Hierbei spielt die Verstellgeschwindigkeit eine besondere Rolle. Eine weitere Steigerung der Verstellgeschwindigkeit erscheint aufgrund der bekannten Verfahrenstechnik nicht praktikabel.
  • Gemäß einem während der Duisburger Stranggießtage im Februar 1984 gehaltenen Vortrag "8. Formatverstellung während des Gießens - Notwendigkeit - Technologie - Maschinentechnik von Dr. Günter Flemming", Seiten 121 bis 143 (Herausgeber: VDEh/Universität-Gesamthochschule Duisburg), stellt sich der Stand der Technik wie folgt dar: In der technologischen Entwicklung folgt auf einen etwa 10 Jahre dauernden Zeitabschnitt, der der Leistungssteigerung durch Erhöhung der Gießgeschwindigkeit gewidmet war, nunmehr ein Zeitabschnitt einer intensiveren Abkühlung des Gußstranges in der Kokille, womit eine deutliche Höhe der Sequenzrate verbunden ist. Die Bestrebungen gehen daher dahin, ein Gießprogramm, das unabhängig vom Walzprogramm lange Sequenzen ermöglicht, zu gestalten. In konventioneller Technik bedeuteten lange Sequenzen jedoch große Losgrößen und damit großer Bedarf an Zwischenlagerkapazität für das Warmbreitbandwalzwerk.
  • Die Notwendigkeit zur Produktionskostensenkung zwingt dazu, die Zwischenlagergröße vor der Warmbreitbandstraße so klein wie möglich zu halten und nach Möglichkeit die in der gegossenen Bramme gespeicherte Wärme unmittelbar für den Walzprozeß zu nutzen, d.h. den Heißeinsatz zu realisieren.
  • Eine wesentliche Voraussetzung für die Verkleinerung der Zwischenlagerkapazität und für den Heißeinsatz ist die Möglichkeit, walzwerksgerechte Abmessungen bereits auf der Gießmaschine zu produzieren. Damit ergibt sich, neben der Notwendigkeit zur Leistungssteigerung der Gießmaschine durch lange Sequenzen die Forderung nach Breiten-Anpassung während des Gießens. Ziel der Produktionsplanung für eine Gießmaschine ist es nunmehr, den Walzwerksprogrammen möglichst unmittelbar zu folgen. Dadurch wird in kurzer Zeit eine große Veränderung zu größerer Breite hin erforderlich. Unmittelbar darauf folgt eine kontinuierliche Breitenabnahme in geringeren Breitensprüngen bis zum Ende eines solchen Programmes. Diese Erfordernisse führen unmittelbar zur Technologie der Formatverstellung. Der kritische Punkt während des Yerstellens der Formatbreite ist die Abstützung der Schmalseite. Öffnet man die Kokille zur Breitenverstellung, indem man die Schmalseiten parallel verfährt, so ergibt sich während der Verstellung ein Spalt zwischen Bramme und Kokillenwand. Ein derartiger Spalt verhindert den Wärmeübergang vom Gußwerkstoff auf die Kokillenwandung, so daß die einzige Abkühlung durch Wärmestrahlung erfolgt. Der erreichte maximale Spalt bleibt während des gesamten Verstellvorganges bestehen. Damit wächst die Gefahr eines Durchbruches mit zunehmender Spaltbreite, d.h. mit zunehmender Verstellgeschwindigkeit, erheblich. Die Gefahr des Strangdurchbruches wächst insbesondere für das Gießen mit hoher Gießgeschwindigkeit, bei dem die Strangschale naturgemäß am unteren Ende der Kokille dünner ist.
  • Bereits seit einigen Jahren - so der Stand der Technik - werden daher weltweit modifizierte Bewegungsabläufe für das Verstellen der Schmalseiten untersucht. Nach der bekannten Technologie wird zum Zweck einer vergrößerten Strangbreite die Schmalseitenplatte (oder beide Schmalseitenplatten) in drei Schritten verstellt: Beim ersten Schritt wird zu Beginn der Verstellung die Kokillenschmalseite um einen Punkt im unteren Bereich der Kokille gekippt. Gemäß einem zweiten Schritt wird während eines parallelen Auffahrens der Schmalseitenplatte die Verstellgeschwindigkeit der Kokillenschmalseite an die Schmalseitenneigung und an die Gießgeschwindigkeit angepaßt. In welcher Größenordnung dieses Anpassen erfolgt, wird jedoch nicht näher erläutert. Gemäß dem dritten Schritt muß zum Beenden der Verstellung die Schmalseitenplatte wieder zurückgekippt werden. Hierbei erfolgt die Kippbewegung so, daß im oberen Bereich eine leichte Stauchung der Brammenschmalseite eintritt, während im unteren Bereich ein kleiner Spalt zwischen Kokillenwand und Brammenoberfläche zugelassen wird.
  • Bei diesem dritten Schritt ist unklar, wie im oberen Bereich eine leichte Stauchung der Brammenschmalseite eintreten soll, während im unteren Bereich noch ein kleiner Spalt entstehen könnte.
  • Schließlich strebt der Stand der Technik an, auch diese Kippbewegungen in Abhängigkeit von Gießgeschwindigkeit und Yerstellgeschwindigkeit zu optimieren. Es besteht jedoch keine Aussage darüber, wie eine optimale Kippbewegung in Abhängigkeit von Gießgeschwindigkeit und Verstellgeschwindigkeit gestaltet sein soll.
  • Die bisherige Praxis kann daher wie folgt zusammengefaßt werden: Die Belastungen der Strangschale lassen eine weitere Erhöhung der Verstellgeschwindigkei t als nicht vertretbar erscheinen. Höhere Gießgeschwindigkeiten bewirken zwar eine Reduzierung der Yerformung bzw. des Spaltes, bedeuten aber gleichzeitig einen längeren Übergangsteil (Keillänge) zwischen den beiden unterschiedlichen Abmessungen der Strangbreite, den sog. Verstellkeil. Gegenwärtig sind daher Verstellgeschwindigkeiten um 15 mm/min mal Seite beim Vergrößern und 20 mm/min mal Seite beim Verkleinern der Strangbreite bei 1,0 bis 1,2 m/min Gießgeschwindigkeit und 700 mm Kokillenlänge als das Maximum anzusehen.
  • Für eine nachhaltige Verbesserung des gegenwärtigen Standes der Technik ist die Länge der Stranggießkokille von erheblicher Bedeutung. Standardlängen beim Gießen von Brammengußsträngen für die Stranggießkokille sind 704 mm bzw. 904 mm, wobei beachtet werden muß, daß bei derartigen Längen gewöhnlich eine, zwei oder mehr Fußrollen an den Schmalseitenplatten (auch an den Breitseitenplatten) befestigt sind, die die sog. "aktive Kokillenlänge" ergeben. Sodann sind sog. Kurzkokillen von.z.B. 500 mm Länge mit ebenfalls einer, zwei oder mehr Fußrollen in Gebrauch. Auch hier bildet die Schmalseitenplatte zusammen mit den Fußrollen die "aktive Kokillenlänge".
  • Für die Einrichtung (Maschinentechnik) zum Verstellen einer oder beider Schmalseitenplatten ist nach dem Stand der Technik ein optimaler Bewegungsablauf während der Verstellung und eine hohe Flexibilität des ganzen Systems erforderlich, so daß die Konstruktion der Schmalseitenverstellung eine unabhängige Bewegung zur Breitenverstellung und zur Konizitätsverstellung erlaubt. Der Aufbau einer Stranggießkokille, bestehend aus Breitseiten- und Schmalseiten-Kupferplatten wird als bekannt vorausgesetzt.
  • Die Einrichtung zum Verstellen einer oder beider Schmalseitenplatten besteht jeweils aus einem Paar an einer Schmalseitenplatte angelenkten, axial bewegbaren Muttern, in denen jeweils drehantreibbare Spindeln gelagert sind, wobei die Spindeln unterschiedlich schnell antreibbar sind. Beide Spindeln können nunmehr von einem Motor über ein Verteilergetriebe angetrieben sein. Mit einer solchen Gestaltung kann eine Parallel-Verstellung, d.h. eine Anpassung der Konizität während der Verstellung, vorgenommen werden. Hier ist jedoch eine Konizitätsverstellung nicht möglich. Eine Konizitätsveränderung kann jedoch durch unterschiedliche Steigungen von oberer und unterer Spindel oder durch eine entsprechende Übersetzung im Getriebe als lineare breitenabhängige Konizitätsveränderung erreicht werden.
  • Eine Modifikation derbekannten Bauart erfolgt durch Wahl einer Kupplung zwischen den beiden Spindeln in Form einer elektromagnetischen Kupplung, wodurch zusätzlich zum Verfahren der Schmalseitenplatten durch Lösen dieser Kupplung auch eine Konizitätsanpassung möglich ist. Damit ist jedoch ein optimiertes Schwenken der Schmalseitenplatten, d.h. ein Schwenken um den oberen wie auch um den unteren Bereich der Stranggießkokille nicht möglich.
  • Eine weitere Lösung nach dem Stand der Technik bildet die völlige Trennung der beiden Spindeln mit separatem Antrieb für jede Spindel. Diese Lösung läßt eine freie Verstellbewegung für die Schmalseitenplatten zu. Eine solche Konstruktion erfordert jedoch eine hohe Zuverlässigkeit der elektrischen Synchronisierung zwischen oberem und unterem Antrieb, da sonst eine unkontrollierte, schnelle Konizitätsänderung eintreten kann, die schwere Durchbrüche zur Folge hat. Zusammenfassend kann (unter genauerer Darstellung des Standes der Technik) die bisherige Konzeption der Einrichtung wie folgt beschrieben werden: Ein in der Drehzahl regelbarer Elektromotor treibt über ein Schneckenstirnradgetriebe die beiden Verstellspindeln. Geringfügige Untersetzungsunterschiede - der oberen zur unteren Spindel - sorgen für eine konstante Konizität über den gesamten Verstellbereich der Stranggießkokille. Für die einzelnen Schrittbreiten jeder Verstellung - 25 mm je Gußstrangseite - ist dieser Unterschied, ca. 0,25 mm, vernachlässigbar klein und wird in der weiteren Betrachtung nicht berücksichtigt. Es wird ferner bei der Breitenänderung von einer theoretisch genauen Parallelverschiebung der Schmalseiten ausgegangen.
  • Der Erfindung liegt verfahrenstechnisch die Aufgabe zugrunde, durch ein besseres Verstellen in den drei angegebenen Schritten (Vorwärtskippen, Parallelverstellen, Zurückkippen) beim Vergrößern der Strangbreite die Keilstücklänge zwischen zwei unterschiedlichen Gußstrangbreiten möglichst kurz zu halten, den nachteiligen Spalt im Hinblick auf rißempfindliche Gießwerkstoffgüten zu verkleinern und die Verstellbewegung derart auszuführen, daß ein Abreißen der Schmierschicht zwischen zu vergießender Metallschmelze und der Schmalseitenplatten-Innenseite vermieden wird. Verfahrenstechnische Aufgabe der Erfindung ist es, beim Verkleinern der Gußstrangbreite nicht nur den-nachteiligen Spalt zwischen der Schmalseitenplatten-Innenseite und der Metallschmelze und die Keillänge deutlich zu verkleinern, sondern auch den Verformungsgrad zu verringern.
  • Die vorrichtungstechnische Aufgabe besteht darin, die für die verfahrenstechnischen Verstellbewegungen geeignete Einrichtung unter Berücksichtigung der "aktiven Kokillenlänge" zu schaffen.
  • Die gestellte Aufgabe wird verfahrenstechnisch (zum Vergrößern der Gußstrangbreite) erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei zumindest gleichbleibender Betriebsgießgeschwindigkeit oder bei gegenüber der Betriebsgießgeschwindigkeit erhöhter Gießgeschwin- digkeit die "aktive Kokillenlänge" um eine ideelle Drehachse geschwenkt wird, wobei während des Kippens um eine unterhalb der jeweiligen Schmalseitenplatte liegenden ideelle Drehachse und während des Einstellens der Endkonizität um eine im Bereich des Gießspiegels liegende ideelle Drehachse geschwenkt wird. Diese Verfahrensweise besitzt mehrere Vorteile: Aufgrund von praktischen Versuchen wurde festgestellt, daß hier die Spaltweiten mit wachsender Gießgeschwindigkeit überraschenderweise abnehmen und nicht zunehmen, wie früher angenommen wurde. Das bisherige Herabsetzen der Gießgeschwindigkeit während der Verstellbewegung, z.B. um 50 % von 1,2 m/min auf 0,6 m/min Gießgeschwindigkeit ist daher nicht mehr erforderlich, sondern geradezu falsch. Es kann daher durch gleichbleibende Gießgeschwindigkeiten oder durch überhöhte Gießgeschwindigkeiten die Verstellbewegung weitaus erfolgreicher ausgeführt werden, wodurch sich weitaus geringere Keillängen ergeben. Außerdem reißt auch die Schmierschicht viel weniger ab als bei den früher üblichen Verstellbewegungen. Sodann hält sich auch der Verformungsgrad in Grenzen. Ein besonderer Vorteil liegt darin, daß die mit Fußrollen versehenen Schmalseitenplatten den Gußstrang weniger beanspruchen.
  • Der Spalt zwischen der Schmalseitenplatten-Innenseite und der Metallschmelze kann über die gesamte Verstellbewegung weitestgehend gleichgroß gehalten werden, indem nach weiteren Merkmalen der Erfindung während eines mittleren zeitlichen Abschnitts des Kippens um die unterhalb der jeweiligen Schmalseitenplatten liegende ideelle Drehachse mit erhöhter Kippgeschwindigkeit geschwenkt wird.
  • Die Verstellbewegung wird noch günstiger, wenn zu Beginn der Breitenvergrößerung die Schmalseitenplatten unter Überlagerung einer horizontalen Parallelverstellungsbewegung nach außen gekippt werden und wenn vor Beendigung der Breitenvergrößerung noch während der horizontalen Parallelverstellungsbewegung die Schmalseitenplatten jeweils in die sich ergebende neue Konizität zurückgekippt werden. Diese überlagernden Bewegungen führen zu besonders kurzen Keillängen, ohne den Gußstrang nachteilig zu beanspruchen oder eine unzulässige Verformung hervorzurufen oder die Schmierschicht zu beeinträchtigen.
  • Es ist ferner vorteilhaft, daß der Betrag des Kippens nach außen aufgrund der Gießgeschwindigkeit, aufgrund der Parallelverstellgeschwindigkeit und in Abhängigkeit der jeweils vorhandenen "aktiven Kokillenlänge" bestimmt werden.
  • Die verfahrenstechnische Aufgabe (zum Verkleinern der Gußstrangbreite) wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Verkleinern der Strangbreite bei zumindest gleichbleibender Betriebsgießgeschwindigkeit oder bei gegenüber der Betriebsgießgeschwindigkeit erhöhter Gießgeschwindigkeit die jeweilige Schmalseitenplatte mit ihrer "aktiven Kokillenlänge" zurückgekippt, parallelverstellt und nach Erreichen der kleineren Strangbreite auf die sich ergebende Konizität eingestellt wird, wobei das Zurückkippen um eine unterhalb der Schmalseitenplatte liegende ideelle Drehachse und das Einstellen der sich ergebenden Konizität um eine im Bereich des Gießspiegels liegende ideelle Drehachse erfolgen.
  • Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens setzt eine Stranggießkokille voraus mit an einer Schmalseitenplatte angelenkten axial bewegbaren Muttern, in denen jeweils drehantreibbare Spindeln gelagert sind, wobei die Spindeln unterschiedlich schnell antreibbar sind, jede Spindel über einen separaten Getriebezug an einen jeweils separaten Motor angeschlossen ist und wobei die Motoren einzeln elektrisch regelbar sind.
  • Der vorrichtungstechnische Teil der Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schmalseitenplatten jeweils entweder um den untersten Punkt der "aktiven Kokillenlänge" als untere ideelle Drehachse oder um den Gießspiegelpunkt als obere ideelle Drehachse schwenkbar bzw. verstellbar ist, wobei die Verstellgeschwindigkeit jeweils im untersten Punkt der "aktiven Kokillenlänge" oder im Gießspiegelpunkt Null ist und wobei die Anlenkungsstellen der beiden Gelenkmuttern bezogen auf die einheitliche Ebene der Fußrollentangentenpunkte und der Schmalseitenplatten-Innenseite in Hebellängen entsprechend den an der jeweiligen Anlenkstelle vorhandenen Geschwindigkeitsvektoren beim Vergrößern bzw. Verkleinern der Gußstrangbreite unter jeweiliger Zugrundelegung einer maximalen Verstellgeschwindigkeit eingeteilt ist. Die Anlenkungsstellen der beiden Gelenkmuttern sind daher bei der Erfindung nicht wie bekannt durch gleiche Abstände gekennzeichnet, wobei offenbleibt, in welcher Weise die beiden Antriebsmotore elektronisch geregelt werden. Es ist vielmehr erforderlich, daß bei einer einmal festgelegten maximalen Verstellgeschwindig- . keit die Hebellängen entsprechend ihrem Angriffspunkt, bezogen auf den jeweiligen Null-Punkt der Drehbewegung in ein festgelegtes Übersetzungsverhältnis gebracht werden. Diese Bedingung erfüllt die Erfindung vorteilhafterweise.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1 eine Schmalseitenplatte mit befestigten Fußrollen in Seitenansicht für zwei Stellungen, der Anfangs- und der Endkonizität,
    • Fig. 2 das Yerstell-Bewegungssystem in den einzelnen Schritten zur Vergrößerung der Gußstrangbreite,
    • Fig. 3 das Verstell-Bewegungssystem für das Verkleinern der Gußstrangbreite,
    • Fig. 4 ein Diagramm über die Zusammenhänge zwischen Spaltweite, Gießgeschwindigkeit und Verstellgeschwindigkeit,
    • Fig. 5 Tabellen.für praktische Werte beim "Kokillenauffahren" bzw. "Kokillenzufahren".
  • Die Metallschmelze 1, insbesondere Stahlschmelze, strömt in Stranglaufrichtung in der Stranggießkokille 2, von der auf einer die Breite begrenzenden Seite nur die Schmalseitenplatte 3 dargestellt ist, mit der Gießgeschwindigkeit vC. Die Schräglage der Schmalseitenplatte 3 entspricht der bis zum Stranggießkokillenausgang 4 zu errechnenden Schrumpfung des Gußstrangs 5, dessen äußere Kruste 5a erstarrt ist. An den Schmalseitenplatten 3 sind jeweils Fußrollen 6,7 und 8 befestigt, die mit der Stranggießkokille 2 oszillieren. Die Schmalseitenplatten-Innenseite 3a und die Tangentenpunkte 6a, 7a und 8a der Fußrollen 6, 7 und 8 bilden eine einheitliche Ebene 9. In diesem Fall stellt sich als unterster Punkt 10 der "aktiven Kokillenlänge" 18 der Fußrollen-Tangentenpunkt 8a dar. Bei zwei Fußrollen oder nur einer Fußrolle verschiebt sich dieser Punkt 10 entsprechend. Der Punkt 10 wird als ideelle Drehachse 11 senkrecht zur Zeichenblattebene betrachtet. Die Drehachse 11 wirkt beim Vergrößern der Gußstrangbreite über die Verschwenkbewegung a (Fig. 2) als Voreinstellung für die Parallelverstellung b. Entsprechend wirkt die Drehachse 11 beim Verkleinern der Gußstrangbreite (Fig. 3) über die Verschwenkbewegung a als Voreinstellung für die Parallelverstellung b. Der Gießspiegelpunkt 12 bildet eine ideelle Drehachse 13 senkrecht zur Zeichenblattebene. Die Drehachse 13 wirkt beim Vergrößern der Gußstrangbreite (Fig. 2) über die Verschwenkbewegung c zur Einstellung der Endkonizität 3b. Entsprechend wirkt die Drehachse 13 beim Verkleinern der Gußstrangbreite (Fig. 3) über die Verschwenkbewegung c zur Einstellung der Endkonizität 3b.
  • Die Anlenkungsstellen 14 und 15 für die Gelenkmuttern 16 und 17 (Fig. 1) liegen projiziert in der Ebene 9. Aus der "aktiven Kokillenlänge" 18, den Drehachsen 11 und 13 sowie den Hebellängen 19a bzw. 19b und 20a bzw. 20b und einer in bezug auf eine hohe Gießgeschwindigkeit (die sich nach den metallurgischen Abkühlbedingungen richtet) hohe (maximale) Verstellgeschwindigkeit läßt sich jeweils in den Anlenkungsstellen 14 und 15 die örtliche Verstellgeschwindigkeit vCH1 und vCH2 bestimmen, die durch entsprechende Steuerung der einzelnen elektronisch regelbaren Motoren für die Gelenkmuttern 16 und 17 (bzw. der von den Motoren angetriebenen Spindeln - nicht gezeichnet -) erzeugt werden.
  • Die Vorgänge gemäß den Fig. 2 und 3 laufen nunmehr bei gleichbleibender Gießgeschwindigkeit oder sogar bei erhöhter Gießgeschwindigkeit ab. Beim Vergrößern der Gußstrangbreite (Fig. 2) kann die Verstellgeschwindigkeit für die Verschwenkbewegungen a und c zusätzlich erhöht werden. Eine andere Variante der Verstellbewegungen liegt darin, die verschwenkbewegung a und die Parallel- verstellung b bzw. letztere und die Verschwenkbewegung c einander überdeckend zu fahren. Der Gesamtverstellweg (delta Breite) wird z.B. auf 25 mm festgelegt oder auch auf einen anderen Wert.
  • Die Vorgänge beim Verkleinern der Gußstrangbreite unterliegen der Beanspruchbarkeit des durch die Kruste 5a gebildeten Gußstranges 5. Bei der Verschwenkbewegung a wird daher eine Verformungsarbeit geleistet, die der Gußstrang 5, ohne Rißbildung befürchten zu müssen, erträgt. Die Lagen der Drehachsen 11 und 13 ermöglichen jedoch, die Verformung auch für rißempfindliche Gießwerkstoffe in zulässigen Grenzen zu halten.
  • Für diese Grenzen ergeben sich aus den Erfahrungswerten der Fig.4 die wichtigsten Anhaltspunkte. Zugrundegelegt ist eine "aktive Kokillenlänge" 18 von 700 mm Länge. Bei Verstellgeschwindigkeiten vCH von 5, 10, 15 und 20 mm/min können nunmehr die auftretenden Spaltweiten (delta S) abgelesen werden. Z.B. tritt bei einer Gießgeschwindigkeit von 1,2 m/min bei einer Verstellgeschwindigkeit von vCH = 10 mm/min ein Spalt von ca. 5,5 mm auf. Der Gußstrang 5 wird sich hierbei wieder sehr schnell an die Schmalseitenplatte 3 anlegen, so daß die Gefahr eines Durchbruches der Kruste 5a äußerst gering ist.
  • In der Praxis ergeben sich Werte gemäß Fig. 5. Hier wird eine "aktive Kokillenlänge" (Abstand Gießspiegel - Mitte untere Fußrolle) von 1400 mm vorausgesetzt. Es wurde eine Gießgeschwindigkeit von 1,6 m/min zugrundegelegt und die Breitenänderung delta S beträgt 25 mm.
  • In der Tabelle "Kokille auffahren" ist ablesbar, daß bei einer maximalen Verstellgeschwindigkeit von 30 mm/min lediglich ein Spalt von 2,1 mm auftritt und eine maximale Verformung von 3,7 mm, so daß die Keillänge nur 2,3 m beträgt. Diese Keillänge kann jedoch bei einer geringfügig erhöhten Spaltweite von maximal 4,4 mm und bei einer geringfügig größeren Verformung von maximal 4,1 mm sogar noch auf 1,6 m gesenkt werden.
  • Gemäß der Tabelle "Kokille zufahren" treten bei vergleichbaren Verstellgeschwindigkeiten vCH in mm/min ähnlich geringe Spaltbreiten (3,7 bzw. 1,7 mm) auf und eine ebenso geringe Verformung bei noch geringeren Keillängen (1,4 bzw. 1,9 m). Gerade bei der erhöhten Verstellgeschwindigkeit vCH ergeben sich daher überraschenderweise für das "Kokille zufahren" vergleichbare Verformungswerte gegenüber "Kokille auffahren".

Claims (6)

1. Verfahren zum Verstellen einer oder beider Schmalseitenplatten einer Stranggießkokille beim Stranggießen von Metallen, insbesondere von Stahl, die auf die jeweilige Konizität des durch Kühlen schrumpfenden Gußstranges eingestellt und zum Zweck einer vergrößerten Strangbreite verstellt werden, indem die Schmalseitenplatten gekippt, parallel verstellt und nach Erreichen der größeren Strangbreite auf die.sich ergebende Konizität eingestellt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei zumindest gleichbleibender Betriebsgießgeschwindigkeit oder bei gegenüber der Betriebsgießgeschwindigkeit erhöhter Gießgeschwindigkeit die "aktive Kokillenlänge" um eine ideelle Drehachse geschwenkt wird, wobei während des Kippens um eine unterhalb der jeweiligen Schmalseitenplatte liegenden ideelle Drehachse und während des Efnstellens. der Endkonizität um eine im Bereich des Gießspiegels liegende ideelle Drehachse geschwenkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß während eines mittleren zeitlichen Abschnitts des Kippens um die unterhalb der jeweiligen Schmalseitenplatte liegenden ideelle Drehachse mit erhöhter Kippgeschwindigkeit geschwenkt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß zu Beginn der Breitenvergrößerung die Schmalseitenplatten unter Überlagerung einer horizontalen Parallelverstellungsbewegung nach außen gekippt werden und daß vor Beendigung der Breitenvergrößerung, noch während der horizontalen Parallelverstellungsbewegung, die Schmalseitenplatten jeweils in die sich ergebende neue Konizität zurückgekippt werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betrag des Kippens nach außen aufgrund der Gießgeschwindigkeit, aufgrund der Parallelverstellgeschwindigkeit und in Abhängigkeit der jeweils vorhandenen "aktiven Kokillenlänge" bestimmt werden.
5. Verfahren zum Verstellen einer oder beider Schmalseitenplatten einer Stranggießkokille beim Stranggießen von Metallen, insbesondere von Stahl, die auf die jeweilige Konizität des durch Kühlen schrumpfenden Gußstranges eingestellt und zum Zwecke einer verkleinerten Strangbreite verstellt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Verkleinern der Strangbreite bei zumindest gleichbleibender Betriebsgießgeschwindigkeit oder bei gegenüber der Betriebsgießgeschwindigkeit erhöhter Gießgeschwindigkeit die jeweilige Schmalseitenplatte mit ihrer "aktiven Kokillenlänge" zurückgekippt, parallel verstellt und nach Erreichen der kleineren Strangbreite auf die sich ergebende Konizität eingestellt wird, wobei das Zurückkippen um eine unterhalb der Schmalseitenplatte liegende ideelle Drehachse und das Einstellen der sich ergebenden Konizität um eine im Bereich des Gießspiegels liegende ideelle Drehachse erfolgen.
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, mit an einer Schmalseitenplatte angelenkten axial bewegbaren Muttern, in denen jeweils drehantreibbare Spindeln gelagert sind, wobei die Spindeln unterschiedlich schnell antreibbar sind, jede Spindel über einen separaten Getriebezug an einen jeweils separaten Motor angeschlossen ist und wobei die Motoren einzeln elektrisch regelbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schmalseitenplatten (3) jeweils entweder um den untersten Punkt (10) der "aktiven Kokillenlänge" als untere ideelle Drehachse (11) oder um den Gießspiegelpunkt (12) als obere ideelle Drehachse (13) schwenkbar verstellbar ist, wobei die Verstellgeschwindigkeit jeweils im untersten Punkt (10) der "aktiven Kokillenlänge" oder im Gießspiegelpunkt (12) Null ist und wobei die Anlenkungsstellen (14,15) der beiden Gelenkmuttern (16,17), bezogen auf die einheitliche Ebene (9) der Fußrollentangentenpunkte (6a,7a,8a) und der Schmalseitenplatten-Innenseite (3a) in Hebellängen (19a,19b bzw. 20a,20b) entsprechend den an der jeweiligen Anlenkstelle (14,15) vorhandenen Geschwindigkeitsvektoren (vCHl bzw. vCH2) beim Vergrößern bzw. Verkleinern der Gußstrangbreite unter jeweiliger Zugrundelegung einer maximalen Verstellgeschwindigkeit eingeteilt ist.
EP85113393A 1985-01-19 1985-10-22 Verfahren und Einrichtung zum Verstellen der Schmalseitenplatten einer Stranggiesskokille beim Stranggiessen von Metallen, insbes. von Stahl Withdrawn EP0188670A3 (de)

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