EP1086762A1 - Führung von Kokillen-Hubtischen einer Stranggiessanlage - Google Patents
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Classifications
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- 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 guide for a mold lifting table of a continuous caster with on a swingable at a distance above a base frame, designed to accommodate a mold, with lifting means of the lifting table in vertical vibratory movements and for guiding the mold disc springs compensating in all directions by means of transverse forces.
- the well-known oscillation device with its two corner gears and four bearings for the eccentric shafts is extremely susceptible to wear because the Oscillation movements directly in the eccentric bearings as well as in the corner gears are transmitted and put considerable strain on them.
- the one-sided arrangement of the guide on one long side of the Lift table is disadvantageous because it induces a tilting tendency of the lift table and the resulting unequal forces are both asymmetrical Friction of the strand shell in the mold cause an additional one as well Can cause loads on the bearings on the eccentric shafts. All these negative factors are suitable for the wear of the known oscillation device to accelerate.
- DE 195 47 779 A1 discloses a continuous casting mold with a hydraulically operated one Oscillation device and the mold opposite a stationary support structure supporting guide device.
- the oscillation device has one that sets the cooling medium in a pulsating pressure curve Pulsator and a support device absorbing the oscillation forces.
- the guide device can have two peripherally surrounding the continuous casting mold disc-shaped springs can be formed, both with the Continuous casting mold, as well as connected to the stationary support structure and the Coolant flows through the space between the disc-shaped springs and the disc-shaped springs have different spring constants.
- the object of the invention based on a continuous caster in the preamble of claim 1
- the object of the invention based on a continuous caster in the preamble of claim 1
- the invention proposes that the lifting table at its corner areas on four hydraulic ones connected to the base frame Oscillation cylinders is arranged and that the plate springs in each case Intersection of a vertical plane intersecting the mold with two axes the plane intersecting the oscillation cylinder or planes parallel to these are arranged.
- Figure 1 shows a plan view of the continuous casting mold 2 when installed in the lifting table 3.
- Recognizable is the mold 2 within the mold frame 16 by support and Clamping elements 18 are provided on their broad side with copper plates 17.
- the narrow side adjustment 19 is arranged in a conventional design so that the strand width can be set during or after the casting operation.
- the lifting table 3 is at its corner areas on four hydraulic connected to the base frame 1 Oscillation cylinders 5 - 8 arranged.
- the plate springs 4, 4 ' are each in Intersection 9, 10 of a vertical plane x-x intersecting the mold 2 in the middle two intersecting or parallel to the axes of the oscillating cylinders 5 - 8 Layers arranged y-y.
- With the reference number 15 are water boxes and with 16 a mold frame indicated purely schematically.
- FIGS. 2 and 3 each show a view in the direction of the central plane x-x and partly on average the mold 2 with the narrow side adjustments 19 and water boxes 15 between the clamping elements 18 of the mold frame 16 on the Lift table 3.
- This has outward-facing claws which rest on the oscillation cylinders 5 - 8 lie on non-positively.
- the plate springs 4 are on the one hand peripheral edges 11 according to FIG. 4 in a connected to the base frame 1 circular hollow body 13 clamped, and on the other hand have a in its central area fastened support body 14, which is firmly anchored to the lifting table 3 is.
- FIGS. 3 and 4 there is a symmetrical one Force application of the vibrating masses in the middle plane x-x instead.
- An embodiment of the invention further provides that the peripheral edge 11th or the clamping area of the spring 4 'or spring 4 is designed to be comparatively wide and between also wide clamping surfaces of the hollow body 13 below Intermediate layer of elastic inserts 12 can be clamped with frictional engagement.
- the elastic Inlays prevent sharp deflections when the springs are deflected on the inner end edge of the hollow body 13 and a caused thereby Risk of breakage.
- the hollow body 13 is by means of screw connections 21, 22 with the Base frame 1 connected.
- the elastic inserts 12 can be made of rubber or plastic sheet material exist, which has a hardness between 80 ° and 90 ° Shore, preferably 85 ° Shore.
- the liners can also from z. B. bronze, or copper. A coating of the disc springs with a metallic material is also possible.
- One embodiment further provides that the clamping width of the peripheral areas 11 of the springs 4 is at least 40 mm.
- the arrangement provides particularly favorable installation and space conditions the invention in that the plate springs 4, 4 'in an installation space between the base frame 1 and the lifting table 3 located above are. This saves unnecessary space when installing the disc springs.
- disc springs can be arranged in a simple manner 2 or used in a double arrangement according to FIGS. 3 and 4 his.
- the double arrangement results in unchanged thickness of the simple springs an increased spring constant and corresponding resonance tuning at the Vibration generation.
- the multiple arrangement for example. due to the double arrangement, the guidance of the support body 14 in the direction of the vertical plane x-x improved.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Führung eines Kokillen-Hubtisches einer Stranggießanlage mit auf einem im Abstand über einem Grundrahmen 1 schwingbar angeordneten, zur Aufnahme einer Kokille 2 ausgebildeten Hubtisch 3, mit Mitteln zum Erregen des Hubtisches 3 in vertikale Schwingungsbewegungen und zum Führen der Kokille 2 mittels Querkräfte in allen Richtungen kompensierenden Tellerfedern 4. Die Führung der Stranggießkokille wird dadurch verbessert, daß der Hubtisch 3 an seinen Eckbereichen auf vier mit dem Grundrahmen 1 verbundenen hydraulischen Oszillationszylindern 5 8 angeordnet ist, und daß die Tellerfedern 4 jeweils im Schnittpunkt 9, 10 einer die Kokille 2 mittig schneidenden Vertikalebene x-x mit zwei die Achsen der Oszillationszylinder 5 8 schneidenden oder zu diesen parallelen Ebenen y-y angeordnet sind. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft eine Führung eines Kokillen-Hubtisches einer Stranggießanlage
mit auf einem im Abstand über einem Grundrahmen schwingbar angeordneten,
zur Aufnahme einer Kokille ausgebildeten Hubtisch, mit Mitteln zum Erregen
des Hubtisches in vertikale Schwingungsbewegungen und zum Führen der Kokille
mittels Querkräfte in allen Richtungen kompensierenden Tellerfedern.
Bei Stranggießanlagen mit einer im Angießbereich vertikalen Strangführung muß
die Kokille in senkrechter Oszillation exakt in Linie mit dem aus der Kokille austretenden
Strang geführt werden, insbesondere beim Dünnbrammen-Stranggießen,
da die den flüssigen Kern des Stranges umgebende Strangschale
noch äußerst dünn und störungsempfindlich ist.
Weil die zur Kokillenoszillation verwendeten bekannten Antriebselemente wie Exzenter
oder Hydraulikzylinder von sich aus nicht in der Lage sind, die erforderliche
exakte Senkrechtführung der Kokille zu übernehmen, werden üblicherweise separate
Führungen wie bspw. Hebel, Blattfedern oder Gleitführungen vorgesehen.
Durch außermittige Lage der Kokille auf dem Hubtisch, Veränderung der Reibungsverhältnisse
zwischen Strangschale und Kokillenwandungen und dadurch
bedingte asymmetrische Kokillenreibung oder Übertragung von Bewegungsimpulsen
aus Strang kann es, insbesondere bei höheren Oszillationsfrequenzen bspw.
in der Größenordnung um 5 bis 10 Hz zu Querbewegungen von Hubtisch und Kokille
kommen. Diese Bewegungen und die sie auslösenden Kräfte müssen von
den Führungen aufgenommen und kompensiert werden.
Nachteilig ist hierbei, daß die Steifigkeit bekannter Führungen jeweils nur in einer
Ebene optimal, in anderen Ebenen jedoch unzureichend ist. Um dennoch eine
exakt lineare Führung in zwei sich schneidenden vertikalen Ebenen zu gewährleisten,
müßten Führungen in wenigstens zwei Ebenen vorgesehen werden. Die
Vielzahl hierzu erforderlicher Führungselemente, ausgerichtet auf wenigstens zwei
unterschiedliche Ebenen, scheidet jedoch im Bereich der Kokille zumindest aus
Gründen von Platzbedarf, Betriebskosten und Verschleißanfälligkeit aus. Außerdem
ist die dadurch bedingte Vermehrung der die schwingenden Massen unerwünscht,
weil diese eine Vervielfachung der die Schwingungserzeugung erforderlichen
Energie zur Folge haben.
Aus dem Dokument AT-383.521 ist es bekannt, die Oszillationseinrichtung einer
Stranggießkokille mit über Eckgetriebe antreibbaren Exzenterwellen auszubilden,
die über Gelenklaschen an Ecken des rechteckigen Hubtisches angreifen und ihn
in vertikal gerichtete Schwingungen versetzen. Mit Hilfe dieser Oszillationseinrichtung
werden die Gewichtskräfte der Stranggießkokille in das ortsfeste Stützgerüst,
welches die Stranggießkokille umgibt, eingeleitet. Zur Führung der Stranggießkokille
in vertikaler Richtung bzw. bei Ausführung der Stranggießkokille als
Bogenkokille in Richtung der gebogenen Strangachse dient ein mit wenigstens
einer Membranfeder ausgestatteter Federträger, der einseitig an einem Ausleger
des Hubtisches mit der Stranggießkokille, und andererseits mit dem ortsfesten
Stützgerüst in Verbindung steht.
Die bekannte Oszillationseinrichtung mit ihren beiden Eckgetrieben sowie vier Lagerungen
für die Exzenterwellen ist außerordentlich verschleißanfällig, weil die
Oszillationsbewegungen unmittelbar in die Exzenterlagerungen sowie in die Eckgetriebe
übertragen werden und diese erheblich belasten.
Des weiteren ist die einseitige Anordnung der Führung an einer Längsseite des
Hubtisches in sofern von Nachteil, weil sie eine Kippneigung des Hubtisches induziert
und die daraus resultierenden ungleichen Kräfte sowohl eine asymmetrische
Reibung der Strangschale in der Kokille verursachen als auch eine zusätzliche
Belastung der Lagerungen an den Exzenterwellen verursachen können. Alle diese
negativen Faktoren sind geeignet, den Verschleiß der bekannten Oszillationseinrichtung
zu beschleunigen.
Die DE 195 47 779 A1 offenbart eine Stranggießkokille mit hydraulisch betriebener
Oszillationseinrichtung und eine die Kokille gegenüber einem ortsfesten Stützgerüst
abstützende Führungseinrichtung.
Um die Stranggießkokille konstruktiv mit einer geringe zu bewegende Massen
aufweisende Oszillationseinrichtung auszurüsten und den hierfür im Nahbereich
der Stranggießkokille benötigten Platz zu reduzieren, weist die Oszillationseinrichtung
einen das Kühlmedium in pulsierenden Druckverlauf versetzenden
Pulsator sowie eine die Oszillationskräfte aufnehmende Stützeinrichtung auf.
Dabei kann die Führungseinrichtung von zwei die Stranggießkokille peripher umgebenden
scheibenförmigen Federn gebildet sein, wobei diese sowohl mit der
Stranggießkokille, als auch mit dem ortsfesten Stützgerüst verbunden sind und der
Raum zwischen den scheibenförmigen Federn von Kühlmedium durchströmt ist
und die scheibenförmigen Federn unterschiedliche Federkonstanten aufweisen.
Bei einer langgestreckten Stranggießkokille für einen bspw. 1800 mm breiten
Gußstrang sowie unter Berücksichtigung der Schmalseiten-Verstelleinrichtungen
würden peripher umgebende scheibenförmige Federn einen inneren kreisförmigen
Durchmesser von wenigstens 2500 mm und einen äußeren kreisförmigen Durchmesser
von mindestens 3500 mm ergeben. Die Ausbildung und Einbauverhältnisse
derartiger Scheibenfedern sind unrealistisch sowie aus Platzgründen unannehmbar.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Stranggießanlage der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten
Art hinsichtlich der Führungsanordnung der Kokille dahingehend zu verbessern,
daß einerseits geeignete Platzverhältnisse für eine Unterbringung von Tellerfedern
im Bereich des Kokillen-Hubtisches und der Schwingungs-Erzeugungsorgane bei
geringstmöglichem Platzbedarf gewährleistet sind und daß andererseits das gesamte
schwingende System eine symmetrische Lastenverteilung aufweist.
Zur Lösung der Aufgabe wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass der Hubtisch
an seinen Eckbereichen auf vier mit dem Grundrahmen verbundenen hydraulischen
Oszillationszylindern angeordnet ist und dass die Tellerfedern jeweils im
Schnittpunkt einer die Kokille mittig schneidenden Vertikalebene mit zwei die Achsen
der Oszillationszylinder schneidenden Ebene oder zu diesen parallelen Ebenen
angeordnet sind.
Bei einer symmetrischen Lastenverteilung der schwingenden Massen sowohl relativ
zu einer die Kokille mittig schneidenden Achse, als auch einer dazu senkrecht
stehenden, die Längsachse der Kokille halbierenden Vertikalebene wird entsprechend
der Anordnung der Tellerfeder und der Oszillationszylinder eine exakt vertikale
Schwingungsbewegung bei Einhaltung eines minimalen Einbauraumes für die
vorgenannten Konstruktionselemente erreicht.
Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage bzw. der dafür vorgesehenen
Oszillationselemente sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen.
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.
Es zeigen:
- Figur 1
- die Stranggießkokille mit Wasserkästen und Hubtisch sowie mit Tellerfedern als Führungsorgane in Draufsicht;
- Figur 2 und Figur 3
- die Stranggießkokille im Einbauzustand auf dem Hubtisch oberhalb des Grundrahmens sowie mit den sie führenden Tellerfedern;
- Figur 4
- den Einbau von Tellerfedern zwischen Grundrahmen und Hubtisch.
Figur 1 zeigt in Draufsicht die Stranggießkokille 2 im Einbau im Hubtisch 3. Erkennbar
ist die Kokille 2 innerhalb des Kokillenrahmens 16 durch Stütz- und
Klemmelemente 18 an ihrer Breitseite mit Kupferplatten 17 versehen. Die Schmalseitenverstellung
19 ist in üblicher Bauart so angeordnet, daß die Strangbreite
während oder nach dem Gießbetrieb eingestellt werden kann. Der Hubtisch 3 ist
an seinen Eckbereichen auf vier mit dem Grundrahmen 1 verbundenen hydraulischen
Oszillationszylindern 5 ― 8 angeordnet. Die Tellerfedern 4, 4' sind jeweils im
Schnittpunkt 9, 10 einer die Kokille 2 mittig schneidenden Vertikalebene x-x mit
zwei die Achsen der Oszillationszylinder 5 ― 8 schneidenden oder zu diesen parallelen
Ebenen y-y angeordnet. Mit der Bezugsziffer 15 sind Wasserkästen und
mit 16 ein Kokillenrahmen rein schematisch angedeutet.
Die Figuren 2 und 3 zeigen jeweils in Ansicht in Richtung der Mittelebene x-x und
teilweise im Schnitt die Kokille 2 mit den Schmalseitenverstellungen 19 und Wasserkästen
15 zwischen den Klemmelementen 18 des Kokillenrahmens 16 auf dem
Hubtisch 3. Dieser besitzt auswärts gerichtete Pratzen, welche auf den Oszillationszylindern
5 ― 8 kraftschlüssig aufliegen. Die Tellerfedern 4 sind einerseits mit
peripheren Rändern 11 gemäß Fig. 4 in einem mit dem Grundrahmen 1 verbundenen
kreisförmigen Hohlkörper 13 eingespannt, und besitzen andererseits einen
in ihrem zentralen Bereich befestigten Stützkörper 14, der am Hubtisch 3 fest verankert
ist. Dabei findet gemäß Darstellung in den Figuren 3 und 4 eine symmetrische
Krafteinleitung der schwingenden Massen in der Mittelebene x-x statt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht weiterhin vor, daß der periphere Rand 11
bzw. der Einspannbereich der Feder 4' bzw. Feder 4 vergleichsweise breit ausgebildet
ist und zwischen ebenfalls breiten Einspannflächen des Hohlkörpers 13 unter
Zwischenlage elastischer Einlagen 12 mit Reibschluß einspannbar ist. Die elastischen
Einlagen verhindern scharfe Umlenkungen beim Auslenken der Federn
an der inneren Abschlußkante des Hohlkörpers 13 und eine dadurch verursachte
Bruchgefährdung. Der Hohlkörper 13 ist mittels Verschraubungen 21, 22 mit dem
Grundrahmen 1 verbunden.
Die elastischen Einlagen 12 können aus Gummi oder Kunststoffplattenmaterial
bestehen, das eine Härte zwischen 80° und 90° Shore, bevorzugt 85° Shore aufweist.
Die Zwischenlagen können auch aus z. B. Bronze, oder Kupfer bestehen.
Eine Beschichtung der Tellerfedern mit einem metallischen Werkstoff ist ebenfalls
möglich.
Eine Ausgestaltung sieht weiter vor, daß die Einspannbreite der peripheren Bereiche
11 der Federn 4 wenigstens 40 mm beträgt.
Besonders günstige Einbau- und Platzverhältnisse ergeben sich mit der Anordnung
der Erfindung dadurch, daß die Tellerfedern 4, 4'in einem Einbauraum zwischen
dem Grundrahmen 1 und dem darüberliegenden Hubtisch 3 angeordnet
sind. Das erspart unnötigen Platzbedarf beim Einbau der Tellerfedern.
Wie aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich, können Tellerfedern in einfacher Anordnung
gemäß Fig. 2 oder in einer Doppelanordnung gemäß Fig. 3 und 4 verwendet
sein. Die Doppelanordnung ergibt bei unveränderter Dicke der einfachen Federn
eine erhöhte Federnkonstante und entsprechende Resonanzabstimmung bei der
Schwingungserzeugung. Weiterhin wird durch die Mehrfachanordnung, bspw.
durch die Doppelanordnung die Führung des Stützkörpers 14 in Richtung der Vertikalebene
x-x verbessert.
- 1.
- Grundrahmen
- 2.
- Kokille
- 3.
- Hubtisch
- 4.
- Tellerfeder
- 5.
- Oszillationszylinder
- 6.
- Oszillationszylinder
- 7.
- Oszillationszylinder
- 8.
- Oszillationszylinder
- 9.
- Schnittpunkt
- 10.
- Schnittpunkt
- 11.
- Peripherer Rand
- 12.
- Einlage
- 13.
- Hohlkörper
- 14.
- Stützkörper
- 15.
- Wasserkasten
- 16.
- Kokillenrahmen
- 17.
- Kupferplatte
- 18.
- Klemmelement
- 19.
- Schmalseitenverstellung
- 21.
- Verschraubung
- 22.
- Verschraubung
Claims (7)
- Führung eines Kokillen-Hubtisches einer Stranggießanlage mit auf einem im Abstand über einem Grundrahmen (1) schwingbar angeordneten, zur Aufnahme einer Kokille (2) ausgebildeten Hubtisch (3), mit Mitteln zum Erregen des Hubtisches (3) in vertikale Schwingungsbewegungen und zum Führen der Kokille (2) mittels Querkräfte in allen Richtungen kompensierenden Tellerfedern (4),
dadurch gekennzeichnet,
daß der Hubtisch (3) an seinen Eckbereichen auf vier mit dem Grundrahmen (1) verbundenen hydraulischen Oszillationszylindern (5-8) angeordnet ist, und daß die Tellerfedern (4) jeweils im Schnittpunkt (9, 10) einer die Kokille (2) mittig schneidenden Vertikalebene (x-x) mit zwei die Achsen der Oszillationszylinder (5-8) schneidenden oder zu diesen parallelen Ebenen (y-y) angeordnet sind. - Anlage nach Anspruch 1,.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tellerfedern (4) einerseits mit peripheren Rändern (11) in einem mit dem Grundrahmen (1) verbundenen kreisförmigen Hohlkörpern (13) eingespannt, und andererseits einen in ihrem zentralen Bereich befestigten Stützkörper (14) besitzen, der am Hubtisch (3) fest verankert ist. - Anlage nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der periphere Einspannbereich (11) der Feder(n) (4) vergleichsweise breit ausgebildet ist und zwischen ebenfalls breiten Einspannflächen des Hohlkörpers (13) unter Zwischenlage elastischer Einlagen (12) mit Reibschluß einspannbar ist. - Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die elastischen Einlagen (12) aus Gummi- oder Kunststoffplattenmaterial bestehen, oder die Zwischenlagen aus Bronze oder Kupfer bestehen, oder daß die Tellerfedern (4) eine Beschichtung aus metallischen Wirkstoffen aufweisen. - Anlage nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gummi- oder Kunststoffmaterial eine Härte zwischen 80 und 90° Shore, bevorzugt 85° Shore aufweist. - Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einspannbreite der peripheren Bereiche (11) der Federn (4) wenigstens 40 mm beträgt. - Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tellerfedern in einem Einbauraum zwischen dem Grundrahmen (1) und dem darüberliegenden Hubtisch (3) angeordnet sind.
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