EP0914888A1 - Stranggiesskokille - Google Patents

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EP0914888A1
EP0914888A1 EP98120153A EP98120153A EP0914888A1 EP 0914888 A1 EP0914888 A1 EP 0914888A1 EP 98120153 A EP98120153 A EP 98120153A EP 98120153 A EP98120153 A EP 98120153A EP 0914888 A1 EP0914888 A1 EP 0914888A1
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EP
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hydraulic cylinder
continuous casting
casting mold
narrow side
hydraulic
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EP98120153A
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Heinrich Dipl.-Ing. Scholz
Klaus-Peter Dipl.-Ing. Eberwein
Axel Dipl.-Ing. Weyer
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SMS Siemag AG
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SMS Schloemann Siemag AG
Schloemann Siemag AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/05Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds into moulds having adjustable walls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/168Controlling or regulating processes or operations for adjusting the mould size or mould taper

Definitions

  • the present invention relates to a continuous casting mold with two opposite narrow sides and two opposite, the long sides spanning the narrow sides, wherein at least one of the narrow sides by an adjusting member on the other of the narrow sides is movable to or away from it.
  • Such a mold is e.g. known from EP 0 613 743 A1.
  • the narrow side of this mold is electromotive driven spindle and a gear adjusted, with a releasable coupling the angle of inclination of the narrow side can be adjusted can.
  • the continuous casting mold of the prior art is still not quite optimal than between the electric motor drive and several mechanical elements are arranged on the narrow side. This causes higher costs on the one hand, and increased maintenance requirements on the other.
  • the object of the present invention is therefore a Continuous casting mold to provide a higher Setting accuracy is achievable.
  • the object is achieved in that the adjusting member as two hydraulic cylinder units that can be operated independently of one another one cylinder each and one relative to the cylinder in an adjustment direction adjustable piston is formed.
  • hydraulic cylinder units and the narrow side via separable Couplings can be connected together as needed individual parts of the continuous casting mold, e.g. a single narrow side, be replaced without replacing the entire continuous casting mold to have to.
  • the couplings preferably have a coupling play of less than 0.3 mm on, e.g. only 0.1 mm.
  • Such a small clutch play can be achieved in that the couplings each have two coupling halves exist that the hydraulic cylinder units and the narrow side one coupling half each is assigned to the coupling halves are screwed together along a dome surface and that the dome surface the adjustment direction in a different from 90 ° Angle cuts.
  • the position of the narrow side can not adjust by itself. If the sprags are also spring loaded is an adjustment of the pistons - or corresponding with this the narrow side - only possible if the sprags are released by the hydraulic pressure. If the electrical fails Power supply or the hydraulic fluid becomes the narrow side therefore automatically locked in their current position.
  • a continuous casting mold has two opposite one another Narrow sides 1 and two opposite one another Long sides 2 on.
  • the long sides 2 overlap the narrow sides 1.
  • both narrow sides 1 are through Adjustment elements 3 movable towards or away from each other. In principle, however, it is also sufficient if only one of the narrow sides is adjustable.
  • the adjusting member 3 is one Narrow side 1 of two independently operable two Hydraulic cylinder units 4.
  • Each hydraulic cylinder unit 4 has a cylinder 5 and a piston 6 which in the casting direction x seen are arranged one above the other.
  • the hydraulic cylinder units 4 are over with the narrow side 1 separable couplings 7 connected.
  • Each of the clutches 7 consists of two coupling halves 8, 9, one each of the narrow side 1 and the associated hydraulic cylinder unit 4 is assigned.
  • the coupling halves can be seen along a dome surface connected to each other, which is the adjustment direction y of the hydraulic cylinder unit 4 intersects at an angle ⁇ different from 90 °.
  • the connection is Dome surfaces 10 are preferably designed as screw connections.
  • the hydraulic cylinder units 4 are also spring-loaded clamping bodies 11 assigned. By means of this clamping body 11, the Pistons 6 can be locked relative to the cylinders 5. The narrow side 1 can therefore not of when the clamp body 11 is actuated adjust yourself. Due to the spring loading of the clamping body 11 lock the clamping body 11 automatically when the electrical Power supply to the hydraulic cylinder units 4 fails or if e.g. due to a defective hose the hydraulic pressure suddenly falls off.
  • On the Hydraulic pressure can be determined, for example, as deformable is just cast strand, which is in the continuous casting mold located.
  • the pressures detected by the pressure sensors 12 are Position control loops 13 supplied as correction variables. As actual sizes these control loops 13 are the signals from linear position sensors 14 supplied, by means of which the position of the piston 6 relative to the cylinders 5 is detected. Linear position encoder for hydraulic cylinders are known per se, so that a detailed description of this Point is unnecessary.
  • the position control loops 13 is furthermore a setpoint is supplied to the higher-level controller. From the The position control loops determine the difference between the target size and the actual size 13 then taking into account the corresponding Hydraulic cylinder 4 prevailing pressure as a correction quantity Adjustment signal.
  • the adjustment signal is a hydraulic pump 15 supplied, by means of which the corresponding hydraulic cylinder unit 4 can be actuated.
  • the positions of the pistons 6 are relative by the linear displacement sensors 14 to their corresponding cylinders 5 detectable.
  • the relative The piston 6 can be adjusted directly by the linear displacement sensor 14 are detected.
  • To make this relative adjustment in an absolute To be able to convert adjustment of the narrow side 1 is still a Reference point required.
  • To calibrate the position control for the narrow side therefore becomes the narrow side 1 before continuous casting moved away from the other narrow side 1 until it stops 16 triggers. These stops 16 represent the continuous casting mold fixed reference points. Taking into account the on reaching of the stops 16 pending signals of the linear encoder 14 the signals subsequently transmitted by the linear position sensors 14 converted into an absolute adjustment path for the narrow side 1 become. The position control of the narrow side 1 can therefore on this Way be calibrated.
  • the position control loops 13 on the narrow side 1 also the detected pressures of the other position control circuit 13 of the Narrow side 1 fed. From the difference or the ratio of the Pressures to each other can then be detected whether the narrow side adjustment correct is. If, for example, the ratio of the one in Fig. 2 upper pressure sensor 12 pressure detected by the in Fig. 1 lower pressure sensor 12 detected pressure between 1: 1 and 3: 1 there is no change in the angle of attack ⁇ . However, will If the ratio exceeds 3: 1, the angle of attack ⁇ is increased, until the ratio of the pressures reaches 2: 1. Becomes conversely, the value falls below 1: 1, the angle of attack ⁇ reduced until the pressure ratio is 2: 1.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stranggießkokille mit zwei einander gegenüberliegenden Schmalseiten (1) und zwei einander gegenüberliegenden, die Schmalseiten (1) übergreifenden Längsseiten (2), wobei mindestens eine der Schmalseiten (1) durch ein Verstellorgan (3) auf die andere der Schmalseiten (1) zu bzw. von ihr weg bewegbar ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellorgan (3) als zwei unabhängig voneinander betätigbare Hydraulikzylindereinheiten (4) mit je einem Zylinder (5) und einem relativ zum Zylinder (5) in einer Verstellrichtung (y) verstellbaren Kolben (6) ausgebildet ist. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stranggießkokille mit zwei einander gegenüberliegenden Schmalseiten und zwei einander gegenüberliegenden, die Schmalseiten übergreifenden Längsseiten, wobei mindestens eine der Schmalseiten durch ein Verstellorgan auf die andere der Schmalseiten zu bzw. von ihr weg bewegbar ist.
Eine derartige Kokille ist z.B. aus der EP 0 613 743 A1 bekannt. Bei dieser Kokille wird die Schmalseite über eine elektromotorisch angetriebene Spindel und ein Getriebe verstellt, wobei über eine lösbare Kupplung der Neigungswinkel der Schmalseite verstellt werden kann.
Die Stranggießkokille des Standes der Technik ist insofern noch nicht ganz optimal, als zwischen dem elektromotorischen Antrieb und der Schmalseite mehrere mechanische Elemente angeordnet sind. Dies verursacht zum einen höhere Kosten, zum anderen erhöhten Wartungsbedarf. Darüber hinaus ist die Einstellgenauigkeit der Kokillenschmalseite durch die Summe der Spiele der dazwischenliegenden Einheiten (Kupplungen, Getriebe usw.) begrenzt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Stranggießkokille zur Verfügung zu stellen, bei der eine höhere Einstellgenauigkeit erreichbar ist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Verstellorgan als zwei unabhängig voneinander betätigbare Hydraulikzylindereinheiten mit je einem Zylinder und einem relativ zum Zylinder in einer Verstellrichtung verstellbaren Kolben ausgebildet ist.
Wenn die Hydraulikzylindereinheiten und die Schmalseite über trennbare Kupplungen miteinander verbunden sind, können nach Bedarf einzelne Teile der Stranggießkokille, z.B. eine einzelne Schmalseite, ausgewechselt werden, ohne die gesamte Stranggießkokille austauschen zu müssen.
Die Kupplungen weisen vorzugsweise ein Kupplungsspiel unter 0,3 mm auf, z.B. nur 0,1 mm. Ein derart geringes Kupplungsspiel kann dadurch erreicht werden, daß die Kupplungen aus je zwei Kupplungshälften bestehen, daß den Hydraulikzylindereinheiten und der Schmalseite je eine Kupplungshälfte zugeordnet ist, daß die Kupplungshälften entlang einer Kuppelfläche miteinander verschraubt sind und daß die Kuppelfläche die Verstellrichtung in einem von 90° verschiedenen Winkel schneidet.
Wenn den Hydraulikzylindereinheiten Klemmkörper zum Arretieren der Kolben zugeordnet sind, kann sich die Lage der Schmalseite nicht von selbst verstellen. Wenn die Klemmkörper darüber hinaus federbelastet sind, ist eine Verstellung der Kolben - bzw. hiermit korrespondierend der Schmalseite - nur möglich, wenn die Klemmkörper durch den Hydraulikdruck gelöst sind. Bei Ausfall der elektrischen Energieversorgung oder der Hydraulikflüssigkeit wird die Schmalseite daher automatisch in ihrer momentanen Position arretiert.
Wenn den Hydraulikzylindereinheiten Drucksensoren zum Erfassen der in den Hydraulikzylindereinheiten herrschenden Hydraulikdrücke zugeordnet sind, ist eine direkte Lastüberwachung der Stranggießkokille möglich.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen
Figur 1
eine Stranggießkokille von oben und
Figur 2
eine Schmalseite mit Verstellorgan.
Gemäß Fig. 1 weist eine Stranggießkokille zwei einander gegenüberliegende Schmalseiten 1 sowie zwei einander gegenüberliegende Längsseiten 2 auf. Die Längsseiten 2 übergreifen dabei die Schmalseiten 1. Gemäß Ausführungsbeispiel sind beide Schmalseiten 1 durch Verstellorgane 3 aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegbar. Prinzipiell ist aber auch hinreichend, wenn nur eine der Schmalseiten verstellbar ist.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besteht das Verstellorgan 3 einer Schmalseite 1 aus zwei unabhängig voneinander betätigbaren zwei Hydraulikzylindereinheiten 4. Jede Hydraulikzylindereinheit 4 weist einen Zylinder 5 und einen Kolben 6 auf, die in Gießrichtung x gesehen übereinander angeordnet sind.
Die Hydraulikyzlindereinheiten 4 sind mit der Schmalseite 1 über trennbare Kupplungen 7 verbunden. Jede der Kupplungen 7 besteht aus je zwei Kupplungshälften 8, 9, von denen je eine der Schmalseite 1 und der zugehörigen Hydraulikyzlindereinheit 4 zugeordnet ist. Ersichtlich sind die Kupplungshälften entlang einer Kuppelfläche miteinander verbunden, welche die Verstellrichtung y der Hydraulikzylindereinheit 4 in einem von 90° verschiedenen Winkel α schneidet. Um die Kupplungen 7 trennbar zu halten, ist die Verbindung der Kuppelflächen 10 vorzugsweise als Verschraubung ausgebildet. Mit dieser obenstehend beschriebenen Ausbildung der Kupplungen 7 kann das Kupplungsspiel auf 0,1 mm reduziert werden.
Den Hydraulikzylindereinheiten 4 sind ferner federbelastete Klemmkörper 11 zugeordnet. Mittels dieser Klemmkörper 11 können die Kolben 6 relativ zu den Zylindern 5 arretiert werden. Die Schmalseite 1 kann sich daher bei betätigtem Klemmkörper 11 nicht von selbst verstellen. Aufgrund der Federbelastung der Klemmkörper 11 arretieren die Klemmkörper 11 selbsttätig, wenn die elektrische Energieversorgung der Hydraulikzylindereinheiten 4 ausfällt oder wenn z.B. aufgrund eines defekten Schlauches der Hydraulikdruck plötzlich abfällt.
Wie ferner aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind den Hydraulikzylindereinheiten 4 Drucksensoren 12 zum Erfassen der in den Hydraulikzylindereinheiten 4 herrschenden Hydraulikdrücke zugeordnet. Über den Hydraulikdruck kann bspw. ermittelt werden, wie verformbar ein gerade gegossener Strang ist, der sich in der Stranggießkokille befindet. Die durch die Drucksensoren 12 erfaßten Drücke werden Positionsregelkreisen 13 als Korrekturgrößen zugeführt. Als Istgrößen werden diesen Regelkreisen 13 die Signale von Linearweggebern 14 zugeführt, mittels derer die Stellung der Kolben 6 relativ zu den Zylindern 5 erfaßt wird. Linearweggeber für Hydraulikzylinder sind an sich bekannt, so daß eine eingehende Schilderung an dieser Stelle entbehrlich ist.
Den Positionsregelkreisen 13 wird ferner von einer nicht dargestellten, übergeordneten Steuerung eine Sollgröße zugeführt. Aus der Differenz von Sollgröße und Istgröße ermitteln die Positionsregelkreise 13 dann unter Berücksichtigung des in dem entsprechenden Hydraulikzylinder 4 herrschenden Druckes als Korrekturgröße ein Verstellsignal. Das Verstellsignal wird einer Hydraulikpumpe 15 zugeführt, mittels derer die korrespondierende Hydraulikzylindereinheit 4 betätigbar ist.
Durch die Linearweggeber 14 sind die Positionen der Kolben 6 relativ zu ihren korrespondierenden Zylindern 5 erfaßbar. Der relative Verstellweg der Kolben 6 kann also direkt durch die Linearweggeber 14 erfaßt werden. Um diese relative Verstellung in eine absolute Verstellung der Schmalseite 1 umrechnen zu können, ist noch ein Bezugspunkt erforderlich. Zum Kalibrieren der Positionsregelung für die Schmalseite wird die Schmalseite 1 daher vor einem Stranggießen von der anderen Schmalseite 1 weg bewegt, bis sie an Anschlägen 16 anstößt. Diese Anschläge 16 stellen bezüglich der Stranggießkokille feste Bezugspunkte dar. Unter Berücksichtigung des bei Erreichen der Anschläge 16 anstehenden Signale der Linearweggeber 14 können die danach von den Linearweggebern 14 übermittelten Signale daher in einen absoluten Verstellweg für die Schmalseite 1 umgerechnet werden. Die Lageregelung der Schmalseite 1 kann daher auf diese Weise kalibriert werden.
Mit der nunmehr bestehenden Möglichkeit, aufgrund des erfaßbaren Hydraulikdruckes die Verstellkräfte berechnen zu können, kann nunmehr auch die Schmalseitenanstellung im Gießbetrieb optimiert werden. Hierzu werden den Positionsregelkreisen 13 der Schmalseite 1 auch die erfaßten Drücke des anderen Positionsregelkreises 13 der Schmalseite 1 zugeführt. Aus der Differenz oder dem Verhältnis der Drücke zueinander kann dann erfaßt werden, ob die Schmalseitenanstellung korrekt ist. Wenn bspw. das Verhältnis des von dem in Fig. 2 oberen Drucksensor 12 erfaßten Druckes zu dem durch den in Fig. 1 unteren Drucksensor 12 erfaßten Druck zwischen 1:1 und 3:1 liegt, erfolgt keine Änderung des Anstellwinkels β. Wird hingegen das Verhältnis 3:1 überschritten, wird der Anstellwinkel β vergrößert, bis das Verhältnis der Drücke den Wert 2:1 erreicht. Wird umgekehrt der Wert 1:1 unterschritten, wird der Anstellwinkel β verkleinert, bis das Druckverhältnis 2:1 beträgt.
Bezugszeichenliste
1
Schmalseiten
2
Längsseiten
3
Verstellorgane
4
Hydraulikzylindereinheiten
5
Zylinder
6
Kolben
7
Kupplungen
8, 9
Kupplungshälften
10
Kuppelfläche
11
Klemmkörper
12
Drucksensoren
13
Positionsregelkreise
14
Linearweggeber
15
Hydraulikpumpen
16
Anschläge
x
Gießrichtung
y
Verstellrichtung
α, β
Winkel

Claims (13)

  1. Stranggießkokille mit zwei einander gegenüberliegenden Schmalseiten (1) und zwei einander gegenüberliegenden, die Schmalseiten (1) übergreifenden Längsseiten (2), wobei mindestens eine der Schmalseiten (1) durch ein Verstellorgan (3) auf die andere der Schmalseiten (1) zu bzw. von ihr weg bewegbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Verstellorgan (3) als zwei unabhängig voneinander betätigbare Hydraulikzylindereinheiten (4) mit je einem Zylinder (5) und einem relativ zum Zylinder (5) in einer Verstellrichtung (y) verstellbaren Kolben (6) ausgebildet ist.
  2. Stranggießkokille nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Hydraulikzylindereinheiten (4) in Gießrichtung (x) gesehen übereinander angeordnet sind.
  3. Stranggießkokille nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Hydraulikzylindereinheiten (4) und die Schmalseite (1) über trennbare Kupplungen (7) miteinander verbunden sind.
  4. Stranggießkokille nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kupplungen (7) ein Kupplungsspiel unter 0,3 mm aufweisen.
  5. Stranggießkokille nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kupplungen (7) aus je zwei Kupplungshälften (8, 9) bestehen, daß den Hydraulikzylindereinheiten (4) und der Schmalseite (1) je eine Kupplungshälfte (8, 9) zugeordnet ist,
    daß die Kupplungshälften (8, 9) jeder Kupplung (7) entlang einer Kuppelfläche (10) miteinander verschraubt sind und daß die Kuppelfläche (10) die Verstellrichtung (y) in einem von 90° verschiedenen Winkel (α) schneidet.
  6. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß den Hydraulikzylindereinheiten (4) Klemmkörper (11) zum Arretieren der Kolben (6) zugeordnet sind.
  7. Stranggießkokille nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Klemmkörper (11) federbelastet sind.
  8. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß den Hydraulikzylindereinheiten (4) Drucksensoren (12) zum Erfassen der in den Hydraulikzylindereinheiten (4) herrschenden Hydraulikdrücke zugeordnet sind.
  9. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß den Hydraulikzylindereinheiten (4) Linearweggeber (14) zur Erfassung der Stellung der Kolben (6) relativ zu den Zylindern (5) zugeordnet sind.
  10. Betriebsverfahren für eine Stranggießkokille mit Schmalseiten (1), wobei mindestens eine Schmalseite (1) durch mindestens eine Hydraulikzylindereinheit (4) mit einem Zylinder (5) und einem Kolben (6) verstellt wird, wobei die Position des Kolbens (6) relativ zum Zylinder (5) durch einen der Hydraulikzylindereinheit (4) zugeordneten Linearweggeber (14) erfaßt wird und einem Positionsregelkreis (13) zum Betätigen einer Hydraulikpumpe (15) für die Hydraulikzylindereinheit (4) zugeführt wird.
  11. Betriebsverfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der in der Hydraulikflüssigkeit herrschende Druck erfaßt und dem Positionsregelkreis (13) als Korrekturgröße zugeführt wird.
  12. Betriebsverfahren nach Anspruch 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die mindestens eine Schmalseite (1) auch durch eine zweite Hydraulikzylindereinheit (4) verstellt wird, daß der in der zweiten Hydraulikzylindereinheit (4) herrschende Hydraulikdruck erfaßt wird und dem Positionsregelkreis (13) der ersten Hydraulikzylindereinheit (4) als Korrekturgröße zugeführt wird.
  13. Betriebsverfahren für eine Stranggießkokille mit mindestens einer durch ein Verstellorgan (3) - vorzugsweise durch mindestens eine Hydraulikzylindereinheit (4) - verstellbaren Schmalseite (1),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zur Lageregelung der Verstellweg des Verstellorgans (3, 6) durch einen Linearweggeber (14) erfaßt wird und
    daß zum Kalibrieren der Lageregelung die Schmalseite (1) zunächst zu einem bezüglich der Stranggießkokille festen Punkt, (16), z. B. einem Anschlag (16), verfahren und dann die vom Linearweggeber (14) übermittelten Signale unter Berücksichtigung des bei Erreichen des festen Punktes (16) anstehenden Signals in einen absoluten Verstellweg für die Schmalseite (1) umgerechnet werden.
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