EP0876230B1 - Schwingvorrichtung für stranggiesskokille - Google Patents

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Publication number
EP0876230B1
EP0876230B1 EP97902164A EP97902164A EP0876230B1 EP 0876230 B1 EP0876230 B1 EP 0876230B1 EP 97902164 A EP97902164 A EP 97902164A EP 97902164 A EP97902164 A EP 97902164A EP 0876230 B1 EP0876230 B1 EP 0876230B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
continuous casting
oscillating
cage
supporting
mould
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP97902164A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0876230A1 (de
Inventor
Emile Lonardi
Hubert Stomp
Rudy Petry
Norbert Kaell
André Kremer
Radomir Andonov
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Paul Wurth SA
Original Assignee
Paul Wurth SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Paul Wurth SA filed Critical Paul Wurth SA
Publication of EP0876230A1 publication Critical patent/EP0876230A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0876230B1 publication Critical patent/EP0876230B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B22D11/053—Means for oscillating the moulds

Definitions

  • the invention relates to a vibrating device for a continuous casting mold, especially for the continuous casting of steel.
  • the molds When continuously casting steel strands, the molds are in the casting direction oscillates to stick the strand to the cooled inner walls of the To prevent pouring tube.
  • These vibrations of the mold can, for example have a frequency of a few Hertz and an amplitude of more than 10 mm, the vibrating mass is several tons.
  • the oscillation of the Chill mold therefore requires a very high level of performance. From this results themselves that it is desirable to keep the vibrating mass as small as possible hold.
  • a classic vibrating device includes a lifting table on which the Continuous casting mold is arranged as a unit. These lift tables have a relative large mass and also require quite a lot of plan below the mold, where this space is not always available.
  • a compact Vibration device described which is an annular lifting cylinder has a mold consisting of a pouring tube and a Cooling box, can be hooked axially.
  • the cooling box of the mold is about flexible Pipe connections connected to a cooling water circuit. From this The chill device is relatively easy to install and remove
  • the oscillating device is relative due to the annular lifting cylinder complex construction, especially for molds with a large cross-section.
  • the present application is based on the task of a compact and to create simple vibrating device into which the continuous casting mold is relatively easy to install and remove.
  • a vibrating device comprises a support structure, a Rocker arm of a fork-shaped first lever arm and a second has opposite lever arm, said rocker arm by means of first swivel joints pivoted about an axis in the support structure is a stroke generator with a second lever arm of the rocker arm is connected, as well as an elongated support cage in which the continuous casting mold can be used, with one end of this support cage via second swivel joints the fork-shaped first lever arm of the rocker arm is connected and that other end of this support cage via at least one guide member in the Support structure is guided.
  • the continuous casting mold only needs in the Rocker arm attached door cage to be hooked in and is therefore particularly easy to install and remove.
  • the rocker arm with support cage is one simple construction, with reasonable effort even with molds Large cross section is customizable and little or no space below the mold occupies.
  • the weight of the continuous casting mold can be largely compensate so that the stroke generator does not counter the total weight of the Continuous casting mold must work and can therefore be designed to be relatively small.
  • the at least one guide member is advantageous via a first swivel joint with the support structure and via a second swivel joint with the support cage connected. If the supporting cage with inserted continuous casting mold along one circular arc-shaped center line of a casting strand curved in the shape of a circular arc swing, so the axes of the
  • Rotary joints are perpendicular to a plane in which the circular arc Centerline is included, with a first straight line being the axes in this plane the swivel joints between rocker arm and support cage and rocker arm and Support structure intersects, and a second straight line the axes of the swivel joints between guide link and support cage and guide link and support structure intersects, and these axes are in such a way that the first Straight line and the second straight line approximately in the center of curvature of the Cut the arcuate center line of the casting strand. Should the support cage When swinging always stay parallel to themselves, so the axes of the rotary joints are such that the predefined first and second straight line are parallel to each other.
  • the rocker arm and / or the guide members each have at least one channel for a cooling liquid on a first Swivel connection, in one of the first swivel joints, in one relative to the Support structure fixed pipe socket opens, and the second Swivel connection, in one of the second swivel joints, in one relative to the Support cage fixed pipe socket opens.
  • the support cage advantageously comprises a lower and upper U-shaped frame which are advantageously rigidly connected.
  • the continuous casting mold can be used laterally, the lower and the upper U-shaped Frame can be closed by a crossbar.
  • the support cage advantageously comprises lateral pressing means for centering without play the continuous casting mold in the casting axis.
  • the invention also relates to a continuous casting device with a vibrating device as described above.
  • a continuous casting device has Example of a continuous casting mold with at least one upper collector, the is designed as a mat to match the upper U-shaped frame.
  • the continuous casting mold can be designed as a tubular mold or from molded plates be composed. If the continuous casting mold is composed of shaped plates, the support cage improves its mechanical stability.
  • the above-mentioned shaped plates each advantageously have a box-shaped one upper and lower collector, which are arranged such that at Cage mounted continuous casting mold, the upper collector of the mold plate the upper U-shaped frame, and the lower collector the lower Reaches under a U-shaped frame.
  • the lower and upper collector have advantageous each at least one coolant connection and they are through Cooling channels connected to each other in the mold plate. To be even To ensure the flow of these cooling channels, the lower and upper Collector between the coolant connection and the mouths of the Cooling channels a cross-sectional narrowing.
  • a continuous casting mold includes several coolant supply or return connections, it advantageously surrounds at least one lead or Return ring line.
  • These ring lines are at least one, in essential rigid pipe connection to at least one of the relative to Carrying cage fixed pipe socket connected, and via spur lines connected to the flow or return connections of the continuous casting mold.
  • the oscillating device in Figure 1 consists essentially of a Support structure 10 (shown in dashed lines), a rocker arm 12, one Stroke generator 14, two guide members 16 'and 16' 'and a support cage 18 for a continuous casting mold 20 (shown here in the removed state).
  • the support structure 10 consists of a cylindrical housing 22 and a mounting plate 24.
  • the rocker arm 12 is fastened in the housing by means of two swivel joints 26 ', 26' 'in such a way that it is one can swing substantially horizontal axis 28. It includes a first fork-shaped lever arm 30, and a second, opposite one-piece lever arm 32.
  • the stroke generator 14, which is advantageous as hydraulic lifting cylinder is articulated with the second lever arm 32 connected.
  • This lifting cylinder 14 is also articulated with a Housing flange 34 connected and is supported by this on the support structure 10 from.
  • the two guide members 16 ', 16' ' are also by means of two rotary joints 26 ', 26' 'mounted in the housing such that they are both substantially one horizontal axis 38 can swing.
  • the support cage 18 is via swivel joints 40 ', 40' '(in FIG. 1 this is only that Swivel 40 '' visible) connected to the rocker arm 12 such that Rocker arm 1 2 and support cage 18 about an axis 42 relative to each other are rotatable.
  • the support cage 18 is also via swivel joints 44 ', 44' '(in FIG 1, only the swivel joint 44 '' is visible) with the guide members 16 ', 16' ' connected such that guide members 16 ', 16' 'and support cage 18 by one Axis 46 are rotatable relative to each other.
  • the vibrating device is shown in a highly simplified manner as a gear, the aforementioned axes of rotation 28, 38, 42 and 46 all perpendicular to Stand level of Figure 2 and are thus shown as points.
  • the supporting structure 10, which surrounds the support cage as the outer housing, is fixed points 10 ', 10 '' and 10 '' 'indicated.
  • the individual movable links of the transmission are the rocker arm 12, with its two arms 30 and 32, the guide members 16 ', 16' ', and the support cage 18.
  • the reference number 19 shows a counterweight. Such a counterweight can be attached to the second lever arm 32 are around the weight moment of the support cage 18 acting on the lever 30 compensate with mold 20 inserted.
  • the drive of the gearbox is as Lift cylinder 14 shown.
  • G1 a straight line is designated which through the Points 28, 42 is defined, while G2 denotes a straight line through points 38, 42 is defined.
  • G1 and G2 intersect a point "O" which corresponds approximately to the center of an arc 50 which represents the center line of an arcuate casting strand.
  • the radius of such an arcuate casting strand is Example about 10 m. If the lifting cylinder 14 is actuated, the support cage swings 18, with small vibration amplitudes (of the order of approx 10 mm), in a first approximation tangential to the arc 50.
  • the support cage is essentially an upper U-frame 50 and a lower U-frame 52 includes. Both are U frames rigidly connected to one another via vertical profiles 54.
  • the upper U frame 50 serves as a support for a collar-shaped support 60 of the continuous casting mold 20.
  • the continuous casting mold 20 is laterally in the Carrier cage 18 introduced.
  • the lower U-frame 52 is advantageous here from under a collar-shaped lower border 62 of the continuous casting mold 20. After the continuous casting mold 20 is suspended in the support cage 18, the two U-frames 50 and 52 are closed by crossbeams 50 ', 52'.
  • Pressure means for example screws 56, are advantageous on all four Sides of the support cage 18 arranged so that they are on the one hand Support cage and on the other hand on the continuous casting mold 20 to a To allow play-free centering of the continuous casting mold 20 in the support cage 18.
  • the continuous casting mold 18 can be used as a tube or plate mold for casting the various products, such as billets, pre-profiles (beam blanks), slabs, thin slabs, etc.
  • a plate mold for the vibrating device shown.
  • This plate mold is composed of four shaped plates 64 which is a pouring channel with a substantially rectangular or square cross section.
  • Figure 3 is a longitudinal section shown by two of these mold plates 64.
  • Such a molding plate 64 comprises upper and lower box-shaped collectors 66 and 68, respectively are designed so that they are the upper in the assembled mold collar-shaped support 60, or the lower collar-shaped Form border 62 of the continuous casting mold 20.
  • Each of the collectors 66 and 68 has a connection 66 'or 68' for a coolant line on.
  • the coolant flows through port 68 ' the lower collector 68 a.
  • the cross-section 68 '' introduced into cooling channels 70.
  • the latter cross the body 72 of the Form plate 64, for example made of pure copper or a copper alloy can exist before it has a cross-sectional constriction 66 '' in the open upper collector 66.
  • the cooling channels 70 are in the body 72 in this way the mold plate 64 arranged that proper cooling of the surface 74 of the molding plate 64 is ensured in the pouring channel.
  • the mold according to Figure 4 i.e.
  • the cooling channels 70 ' are, for example, as Drilled holes or cast channels in the body 72 of the mold plate 64.
  • the cooling channels 70 '' advantageously milled into the body 72 and with a welded-on plate 71 locked.
  • the milled cooling channels 70 ′′ are constant Distance behind the curved cooling surface.
  • a cooling space in the form of a gap can also be arranged in the cooling surface, which then is advantageously divided into cooling channels by ribs. In this case it is Form plate advantageously, like a sandwich, composed of two halves.
  • the continuous casting mold suspended in the support cage could of course, how known to be supplied with a coolant via flexible lines. 4 and 5, however, is a far more advantageous solution for supplying the continuous casting mold with a cooling liquid in an inventive Vibration device described.
  • the supply of the continuous casting mold with a coolant according to this solution the four swivel joints 26 ', 26' ', 40', 40 '' and the two arms 30 ', 30' 'of the Rocker arm 12.
  • the pivot joint 26 ' comprises one on the Support structure 10 rotationally fixed cylindrical support pin 100 one has axial blind bore 102.
  • the trunnion 100 is in a bearing bore 104 of the rocker arm 12 introduced.
  • the bearing bore 104 forms the axial blind bore 102 from a radial junction 106. Opposite the The opening 106 forms a channel 110 in the arm 30 ′ of the rocker arm 12 also a junction 112. Both junctions 106 and 112 are designed in such a way that they rotate when the rocker arm 12 rotates The trunnion 100 always overlap enough to ensure a perfect transition to ensure the cooling medium. Using O-rings 108 or others The radial play of the trunnion 100 in the bearing bore becomes sealant 104 axially sealed.
  • the swivel joint 40 ′′ has a similar structure.
  • a cylindrical trunnion 120 which has an axial blind bore 122 is rotationally fixed to the supporting cage 18 connected.
  • This support pin 120 is in a bearing bore 124 of the arm 30 ' of the rocker arm 12 introduced. Overlapping in the bearing bore 124 Merges is blind bore 122, as described above, with the Channel 110 in the arm 30 'of the rocker arm 12 connected.
  • the coolant can now flow through a fixed bearing journal 102 firmly connected pipe socket (schematically indicated by arrow 103) in the axial bore 102 are initiated. From here it can enter the canal 110 pass through this channel 110 into the swivel joint 40 ', here in pass through the blind bore 122 of the pivot pin 120 and through the blind bore 122 in a pipe connection which is firmly connected to the pivot 102 130 'flow.
  • This pipe connection 130 ′ which can be swung with the support cage 18 opens into a ring line 132, which is connected by branch lines 134 (see FIG 5) with the individual connections 68 'of the lower collector 68 of the continuous casting mold connected is.
  • the second arm 30 ′′ of the rocker arm 12, with the swivel joints 26 ′′ and 40 ′′, can then, as shown in Figure 4, as a connection of the upper collector 66 of the Continuous casting mold to a fixed return line for the coolant (schematically indicated by arrow 105).
  • This is a second ring line 136 via stub lines 134 (see FIG. 5) with the individual Connections 66 'of the upper collector 66 of the continuous casting mold 20 connected.
  • a rigid pipe connection 130 ′′ closes this second ring line 136 rigidly on the pivot of the swivel joint 40 '' (the second ring line 136 can therefore also be oscillated with the mold 20.
  • the coolant passes into the second lever arm 30 ′′ and passes over this into the swivel joint 26 ′′, where it enters the fixed return line 105 entry.
  • both arms 30 'and 30' 'of the rocker arm 12 for the Coolant supply can be used.
  • the two are Guide members 16 ', 16' 'with their swivel joints 36', 36 '', 44 ', 44' ', as in Figure 3 indicated, advantageously designed as a return connection for the cooling liquid.

Landscapes

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Description

Die Erfindung betrifft eine Schwingvorrichtung für eine Stranggießkokille, insbesondere für das Stranggießen von Stahl.
Beim Stranggießen von Stahlsträngen werden die Kokillen in Gießrichtung oszilliert, um ein Festkleben des Stranges an den gekühlten Innenwänden des Gießrohrs zu verhindern. Diese Schwingungen der Kokille können zum Beispiel eine Frequenz von einigen Hertz und eine Amplitude von über 10 mm haben, wobei die schwingende Masse mehrere Tonnen ausmacht. Das Oszillieren der Kokille erfordert demnach einen sehr hohen Leistungsaufwand. Hieraus ergibt sich, daß es wünschenswert ist, die schwingende Masse möglichst klein zu halten.
Eine klassische Schwingvorrichtung umfaßt einen Hubtisch auf dem die Stranggießkokille als Einheit angeordnet ist. Diese Hubtische haben eine relativ große Masse und bedürfen zudem recht viel Plan unterhalb der Kokille, wo dieser Platz nicht immer zur Verfügung steht.
In der internationalen Patentanmeldung WO 95/03904 wird eine Kokille beschrieben, welche ein feststehendes Gehäuse aufweist mit dem ein Gießrohr über zwei elastisch verformbare, ringförmige Dichtmembranen derart verbunden ist, daß es in dem Gehäuse entlang der Gießachse schwingen kann. Die ringförmigen Dichtmembranen dichten hierbei um das Gießrohr eine ringförmige Druckkammer für eine Kühlflüssigkeit ab. Das Gießrohr umfaßt an seinem oberen Ende seitliche Lagerzapfen mit denen es in ein Schwinghebel engehängt ist. Letzterer ist um eine horizontale Achse im Gehäuse drehbar gelagert. Ein Hebelarm ist abgedichtet aus der Druckkammer herausgeführt und mit einem Hubzylinder verbunden der die Schwingungen erzeugt. Bei dieser Kokille ist die Masse der zu oszillierenden Teile und damit der Leistungsaufwand stark reduziert. Ein Nachteil dieser Kokille ist, daß das Auswechseln des Gießrohrs relativ aufwendig ist, da die ringförmigen Dichtmembranen erst demontiert werden müssen.
In der internationalen Patentanmeldung WO 95/05910 wird eine kompakte Schwingvorrichtung beschrieben, welche einen ringförmigen Hubzylinder ringförmigen Dichtmembranen dichten hierbei um das Gießrohr eine ringförmige Druckkammer für eine Kühlflüssigkeit ab. Das Gießrohr umfaßt an seinem oberen Ende seitliche Lagerzapfen mit denen es in ein Schwinghebel engehängt ist Letzterer ist um eine horizontale Achse im Gehäuse drehbar gelagert. Ein Hebelarm ist abgedichtet aus der Druckkammer herausgeführt und mit einem Hubzylinder verbunden der die Schwingungen erzeugt. Bei dieser Kokille ist die Masse der zu oszillierenden Teile und damit der Leistungsaufwand stark reduziert. Ein Nachteil dieser Kokille ist, daß das Auswechseln des Gießrohrs relativ aufwendig ist, da die ringförmigen Dichtmembranen erst demontiert werden müssen.
In der internationalen Patentanmeldung WO 95/05910 wird eine kompakte Schwingvorrichtung beschrieben, welche einen ringförmigen Hubzylinder aufweist, in den eine Kokille, bestehend aus einem Gießrohr und einem Kühlkasten, axial einhängbar ist. Der Kühlkasten der Kokille ist über flexible Rohrverbindungen mit einem Kühlwasserkreislauf verbunden. Aus dieser Schwingvorrichtung ist die Kokille zwar relativ einfach ein- und ausbaubar, die Schwingvorrichtung ist durch den ringförmigen Hubzylinder jedoch relativ konstruktionsaufwendig, insbesondere für Kokillen mit großem Querschnitt.
Der vorliegenden Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte und einfache Schwingvorrichtung zu schaffen, in welche die Stranggießkokille relativ leicht ein- und ausbaubar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Schwingvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
Eine erfindungsgemäße Schwingvorrichtung umfaßt eine Tragstruktur, einen Schwinghebel der einer gabelförmigen ersten Hebelarm sowie einen zweiten gegenüberliegenden Hebelarm aufweist, wobei dieser Schwinghebel mittels ersten Drehgelenken um eine Achse schwingbar in der Tragstruktur gelagert ist, einen Huberzeuger der mit einem zweiten Hebelarm des Schwinghebels verbunden ist, sowie einen länglichen Tragkäfig in den die Stranggießkokille einsetzbar ist, wobei ein Ende dieses Tragkäfigs über zweite Drehgelenke mit dem gabelförmigen ersten Hebelarm des Schwinghebels verbunden ist und das andere Ende dieses Tragkäfigs über mindestens ein Führungsglied in der Tragstruktur geführt ist. Die Stranggießkokille braucht also nur in den am Schwinghebel befestigten Trsgkäfig eingehängt zu werden und Ist deshalb besonders einfach ein- und ausbaubar. Der Schwinghebel mit Tragkäfig ist eine einfache Konstruktion, die mit vertretbarem Aufwand auch an Kokillen mit großem Querschnitt anpaßbar ist und wenig oder gar keinen Platz unterhalb der Kokille einnimmt. Über ein Gegengewicht am Zweiten Hebelarm des Schwinghebels läßt sich das Gewicht der Stranggießkokille weitgehend ausgleichen, so daß der Huberzeuger nicht gegen das Gesamtgewicht der Stranggießkokille arbeiten muß und daher relativ klein ausgelegt werden kann.
Das mindestens eine Führungsglied ist vorteilhaft über ein erstes Drehgelenk mit der Tragstruktur und über ein zweites Drehgelenk mit dem Tragkäfig verbunden. Soll dar Tragkäfig mit eingesetzter Stranggießkokille entlang einer kreisbogenförmigen Mittellinie eines kreisbogenförmig gekrümmten Gießstrangs schwingen, so müssen die Achsen der
Drehgelenke senkrecht zu einer Ebene stehen in der die kreisbogenförmige Mittellinie enthalten ist, wobei in dieser Ebene eine erste Gerade die Achsen der Drehgelenke zwischen Schwinghebel und Tragkäfig und Schwinghebel und Tragstruktur schneidet, und eine zweite Gerade die Achsen der Drehgelenke zwischen Führungsglied und Tragkäfig und Führungsglied und Tragstruktur schneidet, und wobei diese Achsen derart zueinander stehen, daß die erste Gerade und die zweite Gerade sich ungefähr im Krümmungszentrum der kreisbogenförmigen Mittellinie des Gießstrang schneiden. Soll der Tragkäfig beim Schwingen stets parallel zu sich selbst bleiben, so müssen die Achsen der Drehgelenke derart zueinander stehen, daß die vordefinierten erste und zweite Gerade parallel zueinander sind.
In den bekannten Schwingvorrichtungen wurden für die Versorgung der schwingenden Stranggießkokille mit einer Kühlflüssigkeit flexible Schlauchverbindungen oder relativ lange Rohrkompensatoren benutzt. Nun sind flexible Schlauchverbindungen oder Rohrkompensatoren im Bereich der Stranggießvorrichtung nicht unproblematisch. Durch die hohen Temperaturen und durch Metallspritzer sind sie stets der Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt. Weiterhin benötigen sie recht viel Platz und vertragen die Schwingbeanspruchungen nur schlecht. Um flexible Schlauchverbindungen und Rohrkompensatoren zu ersetzen, weisen der Schwinghebel und/oder die Führungsglieder je mindestens einen Kanal für eine Kühlflüssigkeit auf, der über eine erste Drehgelenkverbindung, in einem der ersten Drehgelenke, in einen relativ zur Tragstruktur feststehenden Rohrstutzen mündet, und der über eine zweite Drehgelenkverbindung, in einem der zweiten Drehgelenke, in einen relativ zum Tragkäfig feststehenden Rohrstutzen mündet. An den relativ zur Tragstruktur feststehenden Rohrstutzen kann eine Vorlauf- bzw. Rücklaufleitung eines äußeren Kühlkreises starr angeschlossen werden. An den relativ zum Tragkäfig feststehenden Rohrstutzen kann dagegen eine Vorlauf- bzw. Rücklaufleitung eines inneren Kühlkreises einer Stranggießkokille starr angeschlossen werden. Der Tragkäfig umfaßt vorteilhaft einen unteren und oberen U-förmigen Rahmen die vorteilhaft starr miteinander verbunden sind. In diesen starren Tragkäfig ist die Stranggießkokille seitlich einsetzbar, wobei der untere und der obere U-förmige Rahmen jeweils durch einen Querbalken verschließbar ist. Der Tragkäfig umfaßt vorteilhaft seitliche Anpreßmittel zum spielfreien Zentrieren der Stranggießkokille in der Gießachse.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Stranggießvorrichtung mit einer Schwingvorrichtung wie vorbeschrieben. Eine solche Stranggießvorrichtung weist zum Beispiel eine Stranggießkokille mit mindestens einem oberen Kollektor auf, der als Aufleger passend zum oberen U-förmigen Rahmen ausgebildet ist.
Die Stranggießkokille kann als Rohrkokille ausgebildet sein oder aus Formplatten zusammengesetzt sein. Ist die Stranggießkokille aus Formplatten zusammengesetzt, so verbessert der Tragkäfig ihre mechanische Stabilität.
Die vorerwähnten Formplatten weisen jeweils vorteilhaft einen kastenförmigen oberen und unteren Kollektor auf, welche derart angeordnet sind, daß bei im Tragkäfig montierter Stranggießkokille, der obere Kollektor der Formplatte auf dem oberen U-förmigen Rahmen aufliegt, und der untere Kollektor den unteren U-förmigen Rahmen untergreift. Der untere und obere Kollektor weisen vorteilhaft jeweils mindestens einen Kühlflüssigkeitsanschluß auf und sie sind durch Kühlkanäle in der Formplatte miteinander verbunden. Um ein gleichmäßiges Anströmen dieser Kühlkanäle zu gewährleisten, weisen der untere und obere Kollektor jeweils zwischen Kühlflüssigkeitsanschluß und Einmündungen der Kühlkanäle eine Querschnittsverengung auf.
Umfaßt eine Stranggießkokille mehrere Kühlflüssigkeits-Vorlauf-, bzw. Rücklaufanschlüsse, so umgibt sie vorteilhaft mindestens eine Vorlauf-, bzw. Rücklauf-Ringleitung. Diese Ringleitungen sind über mindestens eine, im wesentlichen starre Rohrverbindung an mindestens einen der relativ zum Tragkäfig feststehenden Rohrstutzen angeschlossen, und über Stichleitungen mit den Vorlauf-, bzw. Rücklaufanschlüssen der Stranggießkokille verbunden.
Anhand der beigefügten Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
Es zeigen:
Figur 1:
eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schwingvorrichtung mit einer ausgebauten Stranggießkokille und geöffnetem Tragkäfig;
Figur 2:
eine schematische Darstellung der Schwingvorrichtung als Getriebe;
Figur 3:
einen Längsschnitt durch eine Stranggießkokille im Tragkäfig einer erfindungsgemäßen Schwingvorrichtung, wobei die Stranggießkokille über Schwinghebel und Führungsglieder an einen Kühlkreis angeschlossen ist;
Figur 4:
einen Querschnitt durch eine Stranggießkokille ähnlich wie in Figur 3, wobei der Schwinghebel und seine Drehgelenke ebenfalls teilweise geschnitten sind;
Figur 5:
eine Draufsicht auf die Stranggießvorrichtung der Figur 3.
Die Schwingvorrichtung in Figur 1 besteht im wesentlichen aus einer Tragstruktur 10 (gestrichelt gezeichnet), einem Schwinghebel 12, einem Huberzeuger 14, zwei Führungsgliedern 16' und 16'' und einem Tragkäfig 18 für eine Stranggießkokille 20 (hier im ausgebauten Zustand gezeigt).
Die Tragstruktur 10 besteht in einer vorteilhaften Ausgestaltung aus einem zylindrischen Gehäuse 22 und einer Montageplatte 24. Der Schwinghebel 12 ist mittels zwei Drehgelenken 26', 26'' im Gehäuse derart befestigt, daß er um eine im wesentlichen horizontale Achse 28 schwingen kann. Er umfaßt einen ersten, gabelförmig ausgebildeten Hebelarm 30, sowie einen zweiten, gegenüberliegenden einteiligen Hebelarm 32. Der Huberzeuger 14, der vorteilhaft als hydraulischer Hubzylinder ausgebildet ist, ist gelenkig mit dem zweiten Hebelarm 32 verbunden. Dieser Hubzylinder 14 ist ebenfalls gelenkig mit einem Gehäuseflansch 34 verbunden und stützt sich über diesen auf der Tragstruktur 10 ab. Die zwei Führungsglieder 16', 16'' sind ebenfalls mittels zwei Drehgelenken 26', 26'' im Gehäuse derart befestigt, daß sie beide um eine im wesentlichen horizontale Achse 38 schwingen können.
Der Tragkäfig 18 ist über Drehgelenke 40', 40'' (in Figur 1 ist lediglich das Drehgelenk 40'' sichtbar) mit dem Schwinghebel 12 derart verbunden, daß Schwinghebel 1 2 und Tragkäfig 18 um eine Achse 42 relativ zueinander drehbar sind. Der Tragkäfig 18 ist ebenfalls über Drehgelenke 44', 44'' (in Figur 1 ist lediglich das Drehgelenk 44'' sichtbar) mit den Führungsgliedern 16', 16'' derart verbunden, daß Führungsglieder 16', 16'' und Tragkäfig 18 um eine Achse 46 relativ zueinander drehbar sind.
In Figur 2 ist die Schwingvorrichtung stark vereinfacht als Getriebe dargestellt, wobei die vorerwähnten Drehachsen 28, 38, 42 und 46 alle senkrecht zur Ebene der Figur 2 stehen und somit als Punkte dargestellt sind. Die Tragstruktur 10, die als äußeres Gehäuse den Tragkäfig umgibt, ist als Festpunkte 10', 10'' und 10''' angedeutet. Die einzelnen beweglichen Glieder des Getriebes sind der Schwinghebel 12, mit seinen beiden Armen 30 und 32, die Führungsglieder 16', 16'', sowie der Tragkäfig 18. Die Referenzzahl 19 zeigt ein Gegengewicht. Ein solches Gegengewicht kann am zweiten Hebelarm 32 angebracht werden um das auf den Hebel 30 wirkende Gewichtsmoment des Tragkäfigs 18 mit eingesetzter Kokille 20 auszugleichen. Der Antrieb des Getriebes ist als Hubzylinder 14 dargestellt. Mit G1 ist eine Gerade bezeichnet welche durch die Punkte 28, 42 definiert wird, während G2 eine Gerade bezeichnet welche durch die Punkte 38, 42 definiert wird. Diese Geraden G1 und G2 schneiden sich in einem Punkt "O" der ungefähr dem Zentrum eines Kreisbogens 50 entspricht der die Mittellinie eines kreisbogenförmigen Gießstranges darstellt. In der Praxis beträgt der Radius eines solchen kreisbogenförmigen Gießstranges zum Beispiel zirka 10 m. Wird der Hubzylinder 14 betätigt, so schwingt der Tragkäfig 18, bei kleinen Schwingungsamplituden (in der Größenordnung von zirka 10 mm), in erster Annäherung tangential zum Kreisbogen 50. Anders ausgedrückt, die Neigung des Tragkäfigs 18 relativ zur Senkrechten verändert sich wie die Neigung der Tangente zum Kreisbogen 50. Wären dagegen die Geraden G1 und G2 parallel zueinander, so würde der schwingende Tragkäfig 18 stets parallel zu sich selber, das heißt in der dargestellten Ausführung senkrecht bleiben.
In Figur 1 erkennt man, daß der Tragkäfig im wesentlichen einen oberen U-Rahmen 50 und einen unteren U-Rahmen 52 umfaßt. Beide U-Rahmen sind über senkrechte Profile 54 starr miteinander verbunden. Der obere U-Rahmen 50 dient als Auflager für einen kragenförmigen Aufleger 60 der Stranggießkokille 20. Wie in Figur 1 angedeutet, wird die Stranggießkokille 20 seitlich in den Tragkäfig 18 eingeführt. Der untere U-Rahmen 52 wird hierbei vorteilhaft von einer kragenförmigen unteren Umrandung 62 der Stranggießkokille 20 untergriffen. Nachdem die Stranggießkokille 20 in den Tragkäfig 18 eingehängt ist, werden die beiden U-Rahmen 50 und 52 durch Querbalken 50', 52' verschlossen. Anpreßmittel, zum Beispiel Schrauben 56, sind vorteilhaft an allen vier Seiten des Tragkäfigs 18 derart angeordnet, daß sie sich einerseits auf den Tragkäfig und anderseits auf die Stranggießkokille 20 abstützen um ein spielfreies Zentrieren der Stranggießkokille 20 im Tragkäfig 18 zu ermöglichen.
Die Stranggießkokille 18 kann als Rohr- oder Plattenkokille zum Gießen der unterschiedlichsten Produkte, wie zum Beispiel Knüppel, Vorprofile (beam blanks), Brammen, Dünnbrammen usw. ausgebildet sein. In den Figuren ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung einer Plattenkokille für die Schwingvorrichtung gezeigt. Diese Plattenkokille ist aus vier Formplatten 64 zusammengesetzt welche einen Gießkanal mit einem im wesentlichen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt ausbilden. In der Figur 3 ist ein Längsschnitt durch zwei dieser Formplatten 64 gezeigt. Eine solche Formplatte 64 umfaßt jeweils einen oberen und unteren kastenförmigen Kollektor 66 und 68, welche derart ausgebildet sind, daß sie in der zusammengesetzten Kokille den oberen kragenförmigen Aufleger 60, beziehungsweise die untere kragenförmigen Umrandung 62 der Stranggießkokille 20 ausbilden. Jeder der Kollektoren 66 und 68 weist einen Anschluß 66', beziehungsweise 68' für eine Kühlflüssigkeitsleitung auf. Die Kühlflüssigkeit strömt zum Beispiel durch den Anschluß 68' in den unteren Kollektor 68 ein. Hier wird sie durch eine Querschnittsverengung 68'' in Kühlkanäle 70 eingeleitet. Letztere durchqueren den Körper 72 der Formplatte 64, der zum Beispiel aus reinem Kupfer oder aus einer Kupferlegierung bestehen kann, bevor sie über eine Querschnittsverengung 66'' in den oberen Kollektor 66 einmünden. Die Kühlkanäle 70 sind derart im Körper 72 der Formplatte 64 angeordnet, daß eine einwandfreie Kühlung der Oberfläche 74 der Formplatte 64 im Gießkanal gewährleistet ist. In den seitlichen Formplatten der Kokille nach Figur 4 (d.h. in den Formplatten die im Gießkanal seitlich eine ebene Kühlfläche ausbilden), sind die Kühlkanäle 70' zum Beispiel als Bohrungen oder eingegossene Kanäle im Körper 72 der Formplatte 64 ausgeführt. In der vorderen und hinteren Formplatte der Kokille nach Figur 4 (d.h. in den beiden Formplatten die vorteilhaft eine gekrümmte Kühlfläche ausbilden, die der Krümmung des Gießstranges entspricht), sind die Kühlkanäle 70'' vorteilhaft in den Körper 72 eingefräst und mit einer aufgeschweißten Platte 71 verschlossen. Die eingefrästen Kühlkanäle 70'' liegen hierbei in einer konstanten Distanz hinter der gekrümmten Kühlfläche. Selbstverständlich kann hinter der Kühlfläche auch ein spaltförmiger Kühlraum angeordnet sein, der dann vorteilhaft durch Rippen in Kühlkanäle unterteilt ist. In diesem Fall ist die Formplatte vorteilhaft, wie ein Sandwich, aus zwei Hälften zusammengesetzt.
Die in den Tragkäfig eingehängte Stranggießkokille könnte natürlich, wie bekannt, über flexible Leitungen mit einer Kühlflüssigkeit versorgt werden. Anhand der Figuren 4 und 5 wird jedoch eine weitaus vorteilhaftere Lösung zum Versorgen der Stranggießkokille mit einer Kühlflüssigkeit in einer erfindungsgemäßen Schwingvorrichtung beschrieben. Die Versorgung der Stranggießkokille mit einer Kühlflüssigkeit erfolgt entsprechend dieser Losung über die vier Drehgelenke 26', 26'',40', 40'' und die beiden Arme 30', 30'' des Schwinghebels 12. Das Drehgelenk 26' umfaßt zu diesem Zweck einen an der Tragstruktur 10 drehfest befestigten zylindrischen Tragzapfen 100 der eine axiale Sackbohrung 102 aufweist. Der Tragzapfen 100 ist in eine Lagerbohrung 104 des Schwinghebels 12 eingeführt. In der Lagerbohrung 104 bildet die axiale Sackbohrung 102 eine radiale Einmündung 106 aus. Gegenüber der Einmündung 106 bildet ein Kanal 110 im Arm 30' des Schwinghebels 12 ebenfalls eine Einmündung 112 aus. Beide Einmündungen 106 und 112 sind derart gestaltet, daß sie sich bei Drehung des Schwinghebels 12 um den Tragzapfen 100 stets genügend überlappen um einen einwandfreien Übertritt des Kühlmediums zu gewährleisten. Mittels O-Ringen 108 oder anderen Dichtmitteln wird das radiale Spiel des Tragzapfens 100 in der Lagerbohrung 104 axial abgedichtet.
Das Drehgelenk 40'' ist ähnlich aufgebaut. Ein zylindrischer Tragzapfen 120, der eine axiale Sackbohrung 122 aufweist, ist drehfest mit dem Tragkäfig 18 verbunden. Dieser Tragzapfen 120 ist in eine Lagerbohrung 124 des Arms 30' des Schwinghebels 12 eingeführt. Über sich in der Lagerbohrung 124 überlappende Einmündungen ist Sackbohrung 122, wie vorbeschrieben, mit dem Kanal 110 im Arm 30' des Schwinghebels 12 verbunden.
Die Kühlflüssigkeit kann jetzt über einen mit dem feststehenden Lagerzapfen 102 fest verbundenen Rohrstutzen (schematisch durch Pfeil 103 angedeutet) in die axiale Bohrung 102 eingeleitet werden. Von hier aus kann sie in den Kanal 110 übertreten, durch diesen Kanal 110 in das Drehgelenk 40' gelangen, hier in die Sackbohrung 122 des Drehzapfens 120 übertreten und durch die Sackbohrung 122 in eine mit dem Drehzapfen 102 fest verbundene Rohrverbindung 130' einfließen. Diese mit dem Tragkäfig 18 schwingbare Rohrverbindung 130' mündet in eine Ringleitung 132, welche durch Stichleitungen 134 (siehe Figur 5) mit den einzelnen Anschlüssen 68' des unteren Kollektors 68 der Stranggießkokille verbunden ist.
Der zweite Arm 30'' des Schwinghebels 12, mit den Drehgelenken 26'' und 40'', kann dann, wie in Figur 4 gezeigt, als Anschluß des oberen Kollektors 66 der Stranggießkokille an eine feststehende Rücklaufleitung für die Kühlflüssigkeit (schematisch durch Pfeil 105 angedeutet) ausgebildet sein. Hierzu ist eine zweite Ringleitung 136 über Stichleitungen 134 (siehe Figur 5) mit den einzelnen Anschlüssen 66' des oberen Kollektors 66 der Stranggießkokille 20 verbunden. Eine starre Rohrverbindung 130'' schließt diese zweite Ringleitung 136 starr an den Drehzapfen des Drehgelenks 40'' an (die zweite Ringleitung 136 ist also ebenfalls mit der Kokille 20 schwingbar. Aus dem Drehgelenk 40'' tritt die Kühlflüssigkeit in den zweiten Hebelarm 30'' über und gelangt über diesen in das Drehgelenk 26'', wo sie in die feststehende Rücklaufleitung 105 eintritt.
Alternativ können auch beide Arme 30' und 30'' des Schwinghebels 12 für den Zulauf der Kühlflüssigkeit benutzt werden. In diesem Falle sind die beiden Führungsglieder 16', 16'' mit ihren Drehgelenken 36', 36'', 44', 44'', wie in Figur 3 angedeutet, vorteilhaft als Rücklaufanschluß für die Kühlflüssigkeit ausgebildet.
Es bleibt noch anzumerken, daß zum leichteren Einbau eines elektromagnetischen Rührers (nicht gezeigt) der Schwinghebel 12 vorteilhaft mit dem unteren Ende des Tragkäfigs 18 verbunden ist, und die Führungsglieder 16',16'' vorteilhaft mit dem oberen Ende des Tragkäfigs 18 verbunden sind. Die Führungsglieder 16', 16'' sind dann vorteilhaft aus der Tragstruktur 10 nach oben klappbar, so daß die Ringspule des elektromagnetischen Rührers einfach von oben eingesetzt werden kann, ohne den Schwinghebel 12, die Führungsglieder 16',16'' oder den Tragkäfig 18 zu demontieren.

Claims (18)

  1. Schwingvorrichtung für eine Stranggießkokille umfassend eine Tragstruktur (10), einen Schwinghebel (12) der einen gabelförmigen ersten Hebelarm (30) sowie einen zweiten gegenüberliegenden Hebelarm (32) aufweist, wobei dieser Schwinghebel (12) mittels ersten Drehgelenken (26', 26'') um eine Achse (28) schwingbar in der Tragstruktur gelagert ist, einen Huberzeuger (14) der mit dem zweiten Hebelarm (32) des Schwinghebels (12) verbunden ist, gekennzeichnet durch
    einen länglichen Tragkäfig (18) in den die Stranggleßkokille (20) einsetzbar ist, wobei ein Ende dieses Tragkäfigs (18) über zweite Drehgelenke (40', 40'') mit dem gabelförmigen ersten Hebelarm (30) des Sohwinghebels (12) verbunden ist und das andere Ende dieses Tragkäfigs (18) über mindestens ein Führungsglied (16', 16'') in der Tragstruktur (10) geführt ist.
  2. Schwingvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Führungsglied (16', 16'') über ein erstes Drehgelenk (36', 36'') mit der Tragstruktur (10) und über ein zweites Drehgelenk (44', 44'') mit dem Tragkäfig (18) verbunden ist.
  3. Sohwingvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragstruktur als Gehäuse (10) ausgebildet wird die den Tragkäfig (18) umgibt.
  4. Schwingvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Drehgelenke senkrecht zu einer Ebene stehen In der die kreisbogenförmige Mittellinie (50) eines kreisbogenförmig gekrümmten Gießstrangs enthalten ist, wobei in dieser Ebene eine erste Gerade (G1) die Achsen (28, 42) der Drehgelenke zwischen Schwinghebel (12) und Tragkäfig (18) und Schwinghebel (12) und Tragstruktur (10) schneidet, und eine zweite Gerade (G2) die Achsen (38, 46) der Drehgelenke zwischen Führungsglied (16', 16'') und Tragkäfig (18) und Führungsglied (16', 16'') und Tragstruktur (10) schneidet, und wobei diese Achsen (28, 38, 42, 46) derart zueinander stehen, daß sich die erste Gerade (G1) und die zweite Gerade (G2) ungefähr im Krümmungszentrum (O) der kreisbogenförmigen Mittellinie (50) des Gießstrang schneiden.
  5. Schwingvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schwinghebel (12) mindestens einen Kanal (110) für eine Kühlflüssigkeit aufweist, der über eine erste Drehgelenkverbindung, in einem der ersten Drehgelenke (26', 26''), in einen relativ zur Tragstruktur (10) feststehenden Rohrstutzen (103) mündet, und der über eine zweite Drehgelenkverbindung, in einem der zweiten Drehgelenke (40', 40''), in eine relativ zum Tragkäfig (18) feststehende Rohrverbindung (130) mündet.
  6. Schwingvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsglied (16', 16'') mindestens einen Kanal für eine Kühlflüssigkeit aufweist, der über eine erste Drehgelenkverbindung, in dem ersten Drehgelenk (36', 36''), in einen relativ zur Tragstruktur feststehenden Rohrstutzen mündet, und der über eine zweite Drehgelenkverbindung, in dem zweiten Drehgelenk (44', 44''), in eine relativ zum Tragkäfig (18) feststehende Rohrverbindung (130) mündet.
  7. Schwingvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkäfig (18) einen unteren und oberen U-förmigen Rahmen (50, 52) umfaßt.
  8. Schwingvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der untere und der obere U-förmige Rahmen (50, 52) jeweils durch einen Querbalken (50', 52') verschließbar ist.
  9. Schwingvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der untere und der obere U-förmige Rahmen (50, 52) starr miteinander verbunden sind.
  10. Stranggießvorrichtung mit einer Schwingvorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine Stranggießkokille (20) die mindestens einen oberen Kollektor (60) aufweist der als Aufleger für den oberen U-förmigen Rahmen (50) ausgebildet ist.
  11. Stranggießvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stranggießkokille aus Formplatten (64) zusammengesetzt ist.
  12. Stranggießvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Formplatte (64) einen kastenförmigen oberen und unteren Kollektor (66, 68) aufweist, welche derart angeordnet sind, daß bei im Tragkäfig (18) montierter Stranggießkokille (20), der obere Kollektor (66) auf dem oberen U-förmigen Rahmen aufliegt (50), und der untere Kollektor (68) den unteren U-förmigen Rahmen (52) untergreift.
  13. Stranggießvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der untere und obere Kollektor (66, 68) jeweils einen Kühlflüssigkeitsanschluß (66', 68') aufweisen und die Formplatte (64) innere Kühlkanäle (70) aufweist die den oberen und unteren Kollektor (66, 68) miteinander verbinden.
  14. Stranggießvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der untere und obere Kollektor (66, 68) jeweils zwischen Kühlflüssigkeitsanschluß (66', 68') und Einmündungen der inneren Kühlkanäle (70) eine Querschnittsverengung (66'', 68'') aufweisen.
  15. Stranggießvorrichtung mit einer Schwingvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Stranggießkokille mit mindestens einem oberen und/oder einem unteren Kollektor (66, 68), welche über mindestens eine im wesentlichen starre Rohrleitung (134, 136) an eine der relativ zum Tragkäfig (18) feststehenden Rohrverbindungen (130', 130'') angeschlossen ist.
  16. Stranggießvorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Stranggießkokille mit mehreren Kühlwasser-Vorlaufanschlüssen (68'), durch eine mit der Kokille (20) schwingbare Vorlauf-Ringleitung (132) welche die Stranggießkokille umgibt und an eine der relativ zum Tragkäfig (18) feststehenden Rohrverbindung (130) starr angeschlossen ist, sowie durch Stichleitungen (134) welche die Vorlauf-Ringleitung (132) mit den Kühlflüssigkeits-Vorlaufanschlüssen (68') verbinden.
  17. Stranggießvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch eine Stranggießkokille mit mehreren Kühlflüssigkeits-Rücklaufanschlüssen (66'), durch eine mit der Kokille (20) schwingbare Rücklauf-Ringleitung (136) welche die Stranggießkokille umgibt und an mindestens eine der relativ zum Tragkäfig (18) feststehenden Rohrverbindungen (130') starr angeschlossen ist, sowie durch Stichleitungen (134) welche die RücklaufRingleitung (136) mit den Kühlflüssigkeits-Rücklaufanschlüssen (68') verbinden.
  18. Stranggießvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, gekennzeichnet durch eine Stranggießkokille die mittels seitlichen Anpreßmitteln (56) im Tragkäfig (18) zentriert ist.
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