EP1525931B1 - Anordnung zur Ermittlung der Konsistenz eines Giessstranges in einer Stranggiessanlage und/oder der Maulweite derselben - Google Patents

Anordnung zur Ermittlung der Konsistenz eines Giessstranges in einer Stranggiessanlage und/oder der Maulweite derselben Download PDF

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EP1525931B1
EP1525931B1 EP04024352A EP04024352A EP1525931B1 EP 1525931 B1 EP1525931 B1 EP 1525931B1 EP 04024352 A EP04024352 A EP 04024352A EP 04024352 A EP04024352 A EP 04024352A EP 1525931 B1 EP1525931 B1 EP 1525931B1
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EP
European Patent Office
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guide element
fact
arrangement according
measuring roller
guide
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP04024352A
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English (en)
French (fr)
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EP1525931A1 (de
Inventor
Ingo Dr. Schubert
Britta Schubert
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SCHUBERT, BRITTA
SCHUBERT, INGO, DR.
Original Assignee
Individual
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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
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/20—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock
    • 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
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for determining the consistency of a cast strand in a continuous casting plant and / or the mouth width of the same.
  • the productivity of a continuous casting plant is determined by the casting speed and the casting format.
  • the format thickness is usually specified by the following processing systems.
  • Productivity increases are essentially achievable by the highest possible casting speed.
  • the casting speed should be adjusted so that the solidification is ideally carried out at the end of the strand guide assembly of the continuous casting. For this reason, it is important for the operation of the continuous caster that it is known where the sump tip is located and where the strand is already solidified.
  • Various methods are known for detecting the sump tip in the cast strand. The sump tip detection is particularly favorable by using the mechanical or dynamic properties of the casting strand as a function of its consistency.
  • Such a method is for example in the article " Innovation in Continuous Casting: Improving Quality and Efficiency through CyberLink Technology "by Peter Müller, Georg Grundmann, Horst von Wyl, Wolfram Jung and Ingo Schubert, in steel and iron from September 2002 described.
  • a continuous casting plant which has a guide arrangement for the cast strand with a plurality of paired lower and upper frame and guide rollers, provided that the upper frame of a pair is oscillated to the stationary arranged subframe, so that the jaw width between the two is varied.
  • the oscillation then moves in a small adjustment range of ⁇ 0.3 mm with a frequency of 3 Hz.
  • the travel of the upper frame and the required cylinder force in the actuating cylinder are measured and plotted in a force path diagram, resulting in a hysteresis curve whose surface area represents the energy required for the oscillation.
  • Predefined value ranges are representative of the evaluation of the condition of the cast strand, for example the solidified strand.
  • the masses to be accelerated are significant. They are within the range of 20 to 30 tons. Since each upper frame has a plurality of support rollers, only an average of the contact of all support rollers with the G fauxstrang for evaluation is provided. Due to the high masses to be accelerated, the oscillation is limited to low values. At low frequencies, the useful signal is small. This affects the measurement accuracy.
  • the invention is based on the object to provide an arrangement for determining the consistency of a cast strand in a continuous casting the same and / or the mouth width, which allows a more accurate measurement, in particular with the provided for the evaluation signals that produce more accurate measurement results , and the retrofitting of existing continuous casting allowed cost.
  • the derivable from the force or path-controlled motion signals can be evaluated by known methods, for example by evaluation of the decay curve, for example, from an oscillating motion. Overall, the detection of the sump tip in the cast strand becomes more accurate, so that productivity can be increased by increasing the casting speed.
  • the measurement results may also be used to determine the optimal jaw width, i. for adjusting and checking the machine paper, and for determining the roller wear. It also becomes possible to more accurately determine the position in the strand guide of the continuous caster which is most suitable for so-called "soft-reduction", which can improve the quality of the product.
  • the linear drive comprises two actuating units, which respectively engage near the longitudinal ends of the measuring roller on the first guide element and serve both individually and together for the transmission of a linear movement.
  • the actuators synchronously and simultaneously generate, for example, an oscillating motion, so that the signals from the two actuators can be evaluated separately, for example, to be able to better recognize consistency differences in the direction of the lateral ends of the cast strand in a relatively wide cast strand.
  • a hydraulic linear drive for example a hydraulic cylinder
  • Hydraulic oscillating drives are known per se.
  • the actuating units are designed as hydraulic cylinders, which act near the longitudinal ends of the measuring roller on the inner guide member which carries the measuring roller.
  • the second guide element with a Connected actuator and is adjustable by this at least between two positions along the position plane.
  • This actuator can also be shown as a hydraulic cylinder.
  • a particularly favorable and low-friction mutual association between the first guide element and the second guide element is achieved in that the second guide element surrounds the first guide element like a frame, that the first guide element is connected to the second guide element without contact by at least two cable elements and that the first guide member at least one supported on the second guide element spring is acted upon so that the rope elements are claimed to train.
  • the frequency can be designed such that it lies in the region of the natural frequency of the structural unit. With this measure, the accuracy of the resulting measurement results is favorably influenced.
  • At least three rope elements are provided, the curves of which form instantaneous poles which are arranged on a line which runs parallel to the positioning plane and which crosses the axis of rotation at a right angle.
  • the arrangement can be made such that the rope elements are arranged to extend in a V-shape toward one another.
  • this arrangement of the rope elements causes alignment of the measuring roller to cast strand such that the axis of rotation perpendicular to Casting direction sets.
  • the wear of the measuring rollers is reduced due to the "clean" rolling at greatly reduced shear forces and the roller life increased accordingly.
  • the rope elements and the at least one spring each with their axes in the resting state of Linear drive are arranged lying in planes that intersect the place plane at right angles and parallel to the axis of rotation.
  • the springs receive a bias.
  • the axis of the at least one spring is preferably arranged at right angles to the standing plane. It is favorable if two groups of springs are provided which are arranged in parallel planes. These cause a favorable force absorption and a virtually frictionless guidance between the first guide element and the second guide element.
  • the measuring roller is formed from centered on the axis of rotation part rolls.
  • a strand guide for a continuous casting plant in which the upper frame is adjustable to the subframe by means of hydraulic cylinders, is for example in the EP 0 963 263 B1 described.
  • Fig. 1 is a plan view of a top frame 1 for the strand guide of a continuous casting seen.
  • the upper frame 1 has a plurality of mutually parallel trusses 2, which at their lateral ends via spars with each other are connected.
  • a measuring roller unit 4 is received, which is arranged in a plane which is perpendicular to the sheet plane, linearly adjustable between the inner traverses 2, that can be moved into and out of the leaf level.
  • Fig. 2 a section II-II of Fig. 1 represents.
  • Fig. 2 are schematically illustrated the support rollers 3 of the upper frame 1 opposite subframe.
  • the measuring roller unit 4 by means of sliding guides 13 in a plane parallel to the drawing sheet of Fig. 2 runs, linearly adjustable guided, ie, the knife roller unit 4 can be moved to the support rollers 3 to or away from these to act on the casting rollers 5 resting on the support rollers 3.
  • the measuring roller unit 4 comprises the measuring roller 6, which is rotatable about the axis of rotation 7, which is arranged in the setting plane S.
  • the measuring roller 6 is about the axis of rotation 7 to a first guide member 11, in particular from the Fig. 3 to 6 can be seen, stored on bearings 10.
  • the measuring roller 6 can be driven to the outer contour of the measuring roller 6 can be brought into contact with the surface of the casting strand 5 facing away from the support rollers 3, namely force and / or path-controlled.
  • the first guide member 11 in a frame-like surrounding this second guide member 12 in the plane S by means of two designed as a hydraulic cylinder actuators 14 linearly movable.
  • actuating units 14 can be pressurized and / or controlled by way of a hydraulic circuit, not shown, so that a corresponding adjustment of the measuring roller 6 results.
  • the measuring roller 6 is otherwise formed from two centered on the axis of rotation 7 part rollers, which adjoin the side of the bearing 10.
  • the measuring roller 6 forms a first longitudinal end 8 and second longitudinal end 9.
  • the two actuators 14 are also connected to a circuit which in a known method, for. B. electro-hydraulic, can be designed.
  • the two actuating units 14 are supported on the one hand on the first guide element 11 and on the other hand on the second guide element 12 enclosing the first guide element 11. It is especially on Fig. 2 recognizable that the two actuators 14 are each arranged to a longitudinal end 8 and 9, respectively. As a result, the measurement signals for the two actuation units 14 can be recorded and evaluated separately, so that the condition of the cast strand can be detected individually in the area to the two longitudinal ends 8, 9.
  • the second guide member 12 is guided by the sliding guide 13 between the two inner trusses 2 and the connecting them Holmen. Further, the measuring roller 6, which may be driven by a rotary drive, not shown, about the rotation axis 7, are adjusted from the position shown opposite the support rollers 3 in a position further approximated by an actuator 15 in the form of a hydraulic cylinder, on the one hand on the second guide member 12 and on the other hand on the adjacent trusses 2, between which the second guide member 12 is arranged linearly adjustable, is supported.
  • the two actuators 14 are designed only in their linear movement so that the required for the measurement force or path-controlled movement can be performed in terms of size. However, such movements are in a range of ⁇ 0.2 mm to ⁇ 5 mm.
  • the arrangement of the first guide element 11 in relation to the second guide element 12, by which it is enclosed, results in particular in connection with the Fig. 3 to 7 , in which the actuators 14 and the actuator 15 are not shown in this.
  • the arrangement of the actuator 15 can be omitted.
  • the second guide member 12 part of the upper frame be formed, for example, by traverses thereof.
  • the first guide element with respect to this, which form the second guide member 12, arranged so as hereinafter in connection with the Fig. 2 to 7 , but especially the Fig. 3 to 7 is described.
  • the two actuators 14 according to Fig. 2 serve that in the Fig. 3 to 6 illustrated first guide member 11 relative to the second guide member 12 in the adjustment plane S linearly adjusted by means of actuators not shown there.
  • the first guide element 11 is held free of contact with respect to the second guide element 12 as described below, so that practically a friction-free movement is made possible.
  • the first plane E1 is defined by the section plane corresponding to the section line III-III of FIG Fig. 2 educated.
  • the second level E2 is defined by the section plane along section line IV of FIG Fig. 2 formed and is in Fig. 4 shown.
  • the drawing plane of Fig. 3 thus forms the first level E1 and drawing plane of Fig. 4 the second level E2.
  • each cable element 16 is guided through a bore in the first guide element 12 and fixed by means of a first fastening element 17 on the first guide element 11.
  • Each cable element 16 is further fixed to the second guide element 12 with a second fastening element 18, wherein the length of the cable element 16 is dimensioned such that no contact between the first guide element 11 and the second guide element 12 surrounding the first guide element 11 is given.
  • the cable axis of the cable elements 16 is designated in each case by 19. Of the two rope elements 16 shown in the plane E1, the second is shown only with the cable axis 19. Further, in the plane E1 is an arrangement which, as shown in FIG Fig. 2 combined with Fig. 3 can be seen, still a spring 20 includes, which is designed as a compression spring and whose axis 21 lies in the planes E1. The spring 20 is supported by a cover 22 on the second guide member 12 and sits in a bore 27 of the second guide member 12.
  • first guide member 11 is a stepped through bore 25 in which a support pot 23 is held axially with a collar 24. At the bottom 26 of the support pot 23, the spring is supported 20 off with their other end.
  • the arrangement is such that the spring 20, the cable element 16 claimed to train, whereby the first guide member 11 is held in the second guide member 12 without a system.
  • first levels E1 there are thus a total of two cable elements 16 and two arrangements with springs 20, which are arranged symmetrically to a plane E3, which is perpendicular to the set plane S.
  • the spring axis 21 extends at right angles to the position plane S.
  • Fig. 7 can be seen as a schematic diagram, the two cable shafts 19 are at an angle, so that, for example, the extensions of the cable shafts 19 at the intersection with the imaginary plane E3 each form a Momentanpol P1.
  • the two rope elements located in the plane E1 intersect with their cable shafts 19 the plane E3 counter to the casting direction G to the axis of rotation 7 of the measuring roller 6 offset in the common instantaneous P1.
  • a similar arrangement is formed with regard to the cable elements 16 and the spring 20 for the second plane E2, but a total of four spring arrangements are provided in this plane. Otherwise, two rope elements with cable shafts 19 are arranged in this plane E2. In accordance with the arrangement in the plane E1, but the two cable shafts 19 intersect the imaginary plane E3 in a common instantaneous pole P2 which is offset from the instantaneous pole P1.
  • Alignment is achieved if, for any number of cable element arrangements, all the instantaneous poles, including cable elements arranged in different planes, albeit offset in height on a line L whose course is described above, are determined constructively.
  • the training with a total of four spring arrangements in the field of E2 level and two spring arrangements in the region of the plane E1 is taken to intercept, for example, moments that are generated via the contact of the measuring roller 6 with the cast strand 5.
  • the arrangement of the rope elements 16 and the springs 20 is at Fig. 4 in the second plane E2 mirror image in relation to the arrangement according to Fig. 3 met in the plane E3. That is, while the springs 20 act on the first guide element 11 in the casting direction G in the first plane E1, the arrangement in the second plane E2 is such that the action by the springs 20 against the casting direction.

Landscapes

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

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ermittlung der Konsistenz eines Gießstranges in einer Stranggießanlage und/oder der Maulweite derselben.
  • Die Produktivität einer Stranggießanlage wird durch die Gießgeschwindigkeit und das Gießformat bestimmt. Die Formatdicke ist in der Regel durch die nachfolgenden Verarbeitungsanlagen vorgegeben. Produktivitätssteigerungen sind im wesentlichen durch eine möglichst hohe Gießgeschwindigkeit erreichbar. Dabei sollte die Gießgeschwindigkeit so eingeregelt werden, dass die Durcherstarrung Idealerweise am Ende der Strangführungsanordnung der Stranggießanlage erfolgt ist. Aus diesem Grunde ist es für das Betreiben der Stranggießanlage wichtig, dass bekannt ist, wo sich die Sumpfspitze befindet, und wo der Strang bereits durcherstarrt ist. Zur Erkennung der Sumpfspitze im Gießstrang sind verschiedene Methoden bekannt. Besonders günstig ist die Sumpfspitzenerkennung durch Nutzung der mechanischen bzw. dynamischen Eigenschaften des Gießstranges in Abhängigkeit von dessen Konsistenz. Eine solche Methode ist beispielsweise im Fachartikel "Innovation in der Stranggießtechnik: Verbesserung von Qualität und Wirtschaftlichkeit durch CyberLink - Technology" von Peter Müller, Georg Grundmann, Horst von Wyl, Wolfram Jung und Ingo Schubert, in Stahl und Eisen von September 2002 beschrieben. Danach ist bei einer Stranggießanlage, die eine Führungsanordnung für den Gießstrang mit mehreren jeweils paarweise angeordneten Unter- und Oberrahmen und Führungsrollen aufweist, vorgesehen, dass der Oberrahmen eines Paares zu dem ortsfest angeordneten Unterrahmen oszillierbar ist, so dass die Maulweite zwischen beiden variiert wird. Die Oszillation bewegt sich danach in einem geringen Verstellbereich von ± 0,3 mm mit einer Frequenz von 3 Hz . Während der Oszillation werden der Weg des Oberrahmens sowie die dafür erforderliche Zylinderkraft in dem Stellzylinder gemessen und in einem Kraftwegdiagramm aufgetragen, woraus sich eine Hysteresekurve ergibt, deren Flächeninhalt die für die Oszillation benötigte Energie repräsentiert. Vorgegebene Wertebereiche sind repräsentativ für die Bewertung des Zustandes des Gießstranges, beispielsweise des durcherstarrten Stranges. Obwohl mit der dort geschilderten Aufhängung des Oberrahmens eine weitgehend reibungsarme Anordnung erzielt wird, sind jedoch die zu beschleunigenden Massen erheblich. Sie liegen im Rahmen von 20 bis 30 Tonnen. Da jeder Oberrahmen mehrere Stützrollen aufweist, wird nur ein Mittelwert aus dem Kontakt aller Stützrollen mit dem Gießstrang für die Auswertung zur Verfügung gestellt. Durch die hohen zu beschleunigenden Massen ist die Oszillation auf niedrige Werte begrenzt. Bei niedrigen Frequenzen ist das Nutzsignal klein. Dies beeinflusst die Messgenauigkeit.
  • Des weiteren ist eine erhebliche Anzahl von Stranggießanlagen in Betrieb, bei denen der Unterrahmen und der Oberrahmen im Gießbetrieb in festen Positionen zueinander gehalten sind, die nicht im Betrieb veränderbar sind. Eine Umrüstung auf bewegliche Oberrahmen hätte erhebliche Kosten zur Folge.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung zur Ermittlung der Konsistenz eines Gießstranges in einer Stranggießanlage derselben und/oder der Maulweite zu schaffen, die eine genauere Messung erlaubt, insbesondere mit der für die Auswertung Signale zur Verfügung gestellt werden, die genauere Messergebnisse erzeugen, und die eine Nachrüstung von bestehenden Stranggießanlagen kostengünstig erlaubt.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Anordnung zur Ermittlung der Konsistenz eines Gießstranges in einer Stranggießanlage und/oder der Maulweite derselben umfassend
    • eine Messrolle,
      die mit dem Gießstrang in Kontakt bringbar ist und ein erstes Längsende und ein zweites Längsende sowie eine Drehachse aufweist,
    • ein erstes Führungselement,
      an dem die Messrolle um die Drehachse drehbar gelagert ist,
    • ein zweites Führungselement,
      dem gegenüber das erste Führungselement entlang einer Stellebene,
      die die Drehachse enthält, bewegbar geführt ist, und
    • einen Linearantrieb,
      • der am ersten Führungselement und am zweiten Führungselement angreift und
      • über den die Messrolle entlang der Stellebene kraft- und/oder wegegesteuert mit dem Gießstrang in Kontakt bringbar ist.
  • Dadurch, dass nur eine Messrolle vorgesehen ist, ergibt sich ein auf diese konzentriertes und damit genaueres Messergebnis. Durch die verringerten zu bewegenden Massen können höhere Geschwindigkeiten bei der kraft- bzw. weggesteuerten Bewegung erzielt werden, was die Messgenauigkeit ebenfalls günstig beeinflusst. Die aus der kraft- bzw. weggesteuerten Bewegung ableitbaren Signale können nach bekannten Methoden ausgewertet werden, beispielsweise durch Auswertung der Abklingkurve, beispielsweise aus einer oszillierenden Bewegung. Insgesamt wird die Erkennung der Sumpfspitze in dem Gießstrang genauer, so dass die Produktivität durch eine Steigerung der Gießgeschwindigkeit erhöht werden kann. Die Messergebnisse können auch zur Ermittlung der optimalen Maulweite, d.h. zur Einstellung und Kontrolle des Maschinentapers, und für die Ermittlung des Rollenverschleißes genutzt werden. Es wird auch möglich, die Position in der Strangführung der Stranggießanlage genauer zu ermitteln, die am günstigsten für eine sog. "soft-reduction" geeignet ist, mit der sich die Qualität des Erzeugnisses verbessern lässt.
  • Eine besonders günstige Anordnung ergibt sich, wenn der Linearantrieb zwei Stelleinheiten umfasst, welche jeweils nahe den Längsenden der Messrolle am ersten Führungselement angreifen und sowohl einzeln als auch gemeinsam zur Übertragung einer linearen Bewegung dienen. Dabei können die Stelleinheiten synchron und zeitgleich beispielsweise eine oszillierende Bewegung erzeugen, so dass die Signale aus den beiden Stelleinheiten getrennt ausgewertet werden können, um beispielsweise bei einem relativ breiten Gießstrang Konsistenzunterschiede in Richtung zu den seitlichen Enden des Gießstranges besser erkennen zu können.
  • Vorzugsweise ist als Linearantrieb ein hydraulischer Linearantrieb, beispielsweise ein Hydraulikzylinder, vorgesehen. Hydraulische Oszillationsantriebe sind an sich bekannt. Vorzugsweise sind die Stelleinheiten als Hydraulikzylinder ausgebildet, die nahe den Längsenden der Messrolle auf das innere Führungselement, welches die Messrolle trägt, einwirken.
  • Wenn die erfindungsgemäße Anordnung als einzelne Einheit eingesetzt werden soll, die von den üblichen Anordnungen mit einem Oberrahmen und einem Unterrahmen getrennt ist, oder einem Oberrahmen zugeordnet wird, der im Gießbetrieb gegenüber dem Unterrahmen ortsfest gehalten ist, ist vorgesehen, dass das zweite Führungselement mit einem Stellantrieb verbunden und durch diesen zumindest zwischen zwei Positionen entlang der Stellebene verstellbar ist. Eine solche Einstellung ist beispielsweise sinnvoll, wenn größere Einstellwege in Richtung zum Gießstrang, beispielsweise für einen Anfahrstrang, erforderlich sind. Dieser Stellantrieb kann ebenfalls als Hydraulikzylinder dargestellt sein.
  • Eine besonders günstige und reibungsarme gegenseitige Zuordnung zwischen dem ersten Führungselement und dem zweiten Führungselement wird dadurch erreicht, dass das zweite Führungselement das erste Führungselement rahmenartig umschließt, dass das erste Führungselement mit dem zweiten Führungselement anlagefrei durch mindestens zwei Seilelemente verbunden ist und dass das erste Führungselement durch mindestens eine am zweiten Führungselement abgestützte Feder so beaufschlagt ist, dass die Seilelemente auf Zug beansprucht sind. Dabei kann beispielsweise bei Oszillationsbewegung der Messrolle die Frequenz so ausgelegt werden, dass sie im Bereich der Eigenfrequenz der Baueinheit liegt. Mit dieser Maßnahme wird die Genauigkeit der resultierenden Messergebnisse günstig beeinflusst. Vorzugsweise sind mindestens drei Seilelemente vorgesehen, deren Verläufe Momentanpole bilden, die auf einer Linie, die parallel zur Stellebene verläuft und die Drehachse rechtwinklig mit Abstand kreuzt, angeordnet sind. Hierbei kann die Anordnung so getroffen werden, dass die Seilelemente V-förmig aufeinander zu verlaufend angeordnet sind. Dabei bewirkt diese Anordnung der Seilelemente eine Ausrichtung der Messrolle zum Gießstrang derart, dass sich die Drehachse senkrecht zur Gießrichtung einstellt. Hierdurch wird der Verschleiß der Messrollen aufgrund des "sauberen" Abrollens bei stark reduzierten Querkräften vermindert und die Rollenstandzeit entsprechend erhöht.
  • Um jedoch die Momente, die sich auf Grund des Zusammenwirkens zwischen der Messrolle und der Gießstrangoberfläche ergeben, günstig aufnehmen zu können, insbesondere wenn die Messrolle zusätzlich angetrieben ist, ist vorgesehen, dass die Seilelemente und die mindestens eine Feder jeweils mit ihren Achsen im Ruhezustand des Linearantriebs in Ebenen liegend angeordnet sind, die die Stellebene rechtwinklig kreuzen und parallel zur Drehachse verlaufen. Die Federn erhalten dabei eine Vorspannung. Günstig ist eine Anordnung, bei der vier Seilelemente vorgesehen sind, von denen jeweils zwei Seilelemente in einer von zwei parallelen Ebenen angeordnet sind, und die in der zugehörigen Ebene aufeinander zu verlaufend angeordnet sind. Die Achse der mindestens einen Feder, ist vorzugsweise rechtwinklig auf der Stellebene stehend angeordnet. Günstig ist, wenn zwei Gruppen von Federn vorgesehen sind, die in parallelen Ebenen angeordnet sind. Diese bewirken eine günstige Kraftaufnahme und eine praktisch reibungsfreie Führung zwischen dem ersten Führungselement und dem zweiten Führungselement.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist es ferner vorgesehen, das die Messrolle aus auf der Drehachse zentrierten Teilrollen gebildet ist.
  • Günstig ist auch eine Zuordnung der erfindungsgemäßen Anordnung zu dem Oberrahmen einer Stranggießanlage, bei der der Oberrahmen selbst an den zugehörigen Unterrahmen mittels Kraftantrieb annäherbar bzw. von diesem wegbewegbar ist, um beispielsweise eine Einstellung zueinander zur Dickeneinregelung des Gießstranges vornehmen zu können oder den Oberrahmen näher an den Unterrahmen beim Anfahren mittels eines Anfahrstranges heranfahren zu können. Insbesondere für die Nachrüstung bei Stranggießanlagen, bei denen der Oberrahmen in seiner Lage zu einem Unterrahmen in einer fixen Position festgelegt ist, d.h. verbleibt, ist ferner vorgesehen, dass das zweite Führungselement an einem mit Führungsrollen versehenen Oberrahmen einer Strangführungsanordnung für den Gießstrang einer Stranggießanlage in der Stellebene beweglich angeordnet ist. Dabei greift der Stellantrieb einerseits am Oberrahmen und andererseits am zweiten Führungselement an. Eine Strangführung für eine Stranggießanlage, bei der der Oberrahmen zum Unterrahmen mittels Hydraulikzylindern verstellbar ist, ist beispielsweise in der EP 0 963 263 B1 beschrieben.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
  • Es zeigt
    • Fig. 1
    schematisch eine Draufsicht auf einen Oberrahmen mit einer erfindungsgemäßen Anordnung,
    Fig. 2
    einen Schnitt II-II durch Fig. 1,
    Fig. 3
    eine Darstellung, halb geschnitten, halb in Ansicht, wobei der Schnitt durch die erste Ebene geführt ist, und in Fig. 2 mit III-III bezeichnet ist, und die Darstellung im vergrößerten Maßstab im Verhältnis zu Fig. 2 gezeichnet ist
    Fig. 4
    eine Darstellung ähnlich Fig. 3, wobei jedoch der Schnitt durch die zweite Ebene geführt ist, und in Fig. 2 mit IV-IV bezeichnet ist, und die Darstellung im vergrößerten Maßstab im Verhältnis zu Fig. 2 gezeichnet ist.
    Fig. 5
    einen Schnitt V-V gemäß Fig. 2,
    Fig. 6
    einen Schnitt VI-VI gemäß Fig. 2 und
    Fig. 7
    eine Prinzipdarstellung bezüglich der Anordnung und Ausrichtung der Seilelemente.
  • Aus Fig. 1 ist eine Draufsicht eines Oberrahmens 1 für die Strangführung einer Stranggießanlage ersichtlich. Der Oberrahmen 1 weist mehrere parallel zueinander angeordnete Traversen 2 auf, die an ihren seitlichen Enden über Holme miteinander verbunden sind. Zwischen den beiden inneren Traversen 2 ist eine Messrolleneinheit 4 aufgenommen, die in einer Ebene, die senkrecht zur Blattebene steht, linear verstellbar zwischen den inneren Traversen 2 angeordnet ist, d.h. in die Blattebene hinein und aus dieser heraus bewegt werden kann.
  • Nachfolgend wird die Messrolleneinheit 4 näher anhand der Zeichnungsfiguren 2 bis 7 beschrieben. Dabei stellt Fig. 2 einen Schnitt II-II von Fig. 1 dar.
  • In Fig .2 sind schematisch die Stützrollen 3 eines dem Oberrahmen 1 gegenüberliegenden Unterrahmens dargestellt. Zwischen den die Traversen 2 seitlichen verbindenden Holmen des Oberrahmens 1 ist die Messrolleneinheit 4 mittels Gleitführungen 13 in einer Ebene, die parallel zur Zeichenblattebene von Fig. 2 verläuft, linear verstellbar geführt, d.h., die Messerolleneinheit 4 kann auf die Stützrollen 3 zu bzw. weg von diesen bewegt werden, um den auf den Stützrollen 3 aufliegenden Gießstrang 5 zu beaufschlagen.
  • Die Messrolleneinheit 4 umfasst die Messrolle 6, die um die Drehachse 7, die in der Stellebene S angeordnet ist, drehbar ist. Die Messrolle 6 ist um die Drehachse 7 an einem ersten Führungselement 11, dass insbesondere aus den Fig. 3 bis 6 ersichtlich ist, über Lager 10 gelagert. Vorzugsweise ist die Messrolle 6 antreibbar, um die Außenkontur der Messrolle 6 ist mit der den Stützrollen 3 abgewandten Oberfläche des Gießstranges 5 in Kontakt bringbar und zwar kraft und/oder weggesteuert. Hierzu ist das erste Führungselement 11 in einem diesen rahmenartig umschließenden zweiten Führungselement 12 in der Stellebene S mittels zweier als Hydraulikzylinder gestalteter Stelleinheiten 14 linear bewegbar. Diese Stelleinheiten 14 können über einen nicht dargestellten hydraulischen Schaltkreis druck und/oder weggesteuert beaufschlagt werden, so dass sich eine entsprechende Verstellung der Messrolle 6 ergibt. Die Messrolle 6 ist im übrigen aus zwei auf der Drehachse 7 zentrierten Teilrollen gebildet, die sich seitlich an die Lager 10 anschließen. Die Messrolle 6 bildet ein erstes Längsende 8 und zweites Längsende 9. Die beiden Stelleinheiten 14 sind darüber hinaus mit einer Schaltung verbunden, die in bekannter Methode, z. B. elektrohydraulisch, gestaltet werden kann.
  • Die beiden Stelleinheiten 14 stützen sich einerseits am ersten Führungselement 11 und andererseits an dem das erste Führungselement 11 umschließenden zweiten Führungselement 12 ab. Es ist insbesondere auf Fig. 2 erkennbar, dass die beiden Stelleinheiten 14 jeweils zu einem Längsende 8 bzw. 9 hin angeordnet sind. Hierdurch können die Messsignale für die beiden Stelleinheiten 14 getrennt aufgezeichnet und ausgewertet werden, so dass sich der Zustand des Gießstranges im Bereich zu den beiden Längsenden 8,9 hin individuell erfassen lässt.
  • Das zweite Führungselement 12 ist zwischen den beiden innenliegenden Traversen 2 und den diesen verbindenden Holmen durch die Gleitführung 13 geführt. Ferner kann die Messrolle 6, die auch durch einen nicht dargestellten Drehantrieb um die Drehachse 7 drehend angetrieben sein kann, aus der dargestellten Position gegenüber den Stützrollen 3 in eine diesen weiter angenäherte Stellung durch einen Stellantrieb 15 in Form eines Hydraulikzylinders verstellt werden, wobei dieser einerseits am zweiten Führungselement 12 und anderseits an den benachbarten Traversen 2, zwischen denen das zweite Führungselement 12 linear verstellbar angeordnet ist, abgestützt ist.
  • Diese Annäherung ist beispielsweise gewünscht, wenn die Zustellung auf einen Anfahrstrang beim Anfahren des Gießvorganges erfolgen soll. Die beiden Stelleinheiten 14 sind lediglich in ihrer linearen Bewegung so ausgelegt, dass die für die Messung erforderliche kraft- bzw. weggesteuerte Bewegung größenmäßig ausgeführt werden kann. Solche Bewegungen bewegen sich jedoch in einem Bereich von ± 0,2 mm bis ± 5 mm.
  • Die Anordnung des ersten Führungselementes 11 im Verhältnis zum zweiten Führungselement 12, von dem es umschlossen wird, ergibt sich insbesondere im Zusammenhang mit den Fig. 3 bis 7, wobei in diesen die Stelleinheiten 14 und der Stellantrieb 15 nicht dargestellt sind. Im übrigen kann für den Fall, dass der Einsatz der erfindungsgemäßen Messrolleneinheit 4 bei einer Stranggießanlage erfolgen soll, bei der der Oberrahmen gegenüber dem Unterrahmen für das Anfahren ausreichend verstellt werden kann, auf die Anordnung des Stellantriebes 15 verzichtet werden. In diesem Fall kann das zweite Führungselement 12 Bestandteil des Oberrahmens sein, beispielsweise durch Traversen desselben gebildet sein. In diesem Fall wird das erste Führungselement gegenüber diesem, die das zweite Führungselement 12 bilden, so angeordnet, wie es nachfolgend im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 7, insbesondere jedoch den Fig. 3 bis 7 beschrieben ist.
  • Die beiden Stelleinheiten 14 gemäß Fig. 2 dienen dazu, das in den Fig. 3 bis 6 dargestellte erste Führungselement 11 gegenüber dem zweiten Führungselement 12 in der Stellebene S linear mittels der dort nicht dargestellten Stelleinheiten zu verstellen. Das erste Führungselement 11 wird gegenüber dem zweiten Führungselement 12 wie nachfolgend beschrieben anlagefrei gehalten, so dass praktisch eine reibungsfreie Bewegung ermöglicht wird.
  • Es sind insgesamt vier Seilelemente 16 vorgesehen, von denen jeweils zwei Seilelemente in einer Ebene angeordnet sind. Die erste Ebene E1 wird durch die Schnittebene entsprechend der Schnittlinie III-III von Fig. 2 gebildet. Die zweite Ebene E2 wird durch die Schnittebene gemäß Schnittlinie IV von Fig. 2 gebildet und ist in Fig. 4 dargestellt. Die Zeichenebene von Fig. 3 bildet also die erste Ebene E1 und Zeichenebene von Fig. 4 die zweite Ebene E2. In Fig. 3 ist jedes Seilelement 16 durch eine Bohrung im ersten Führungselement 12 geführt und mittels eines ersten Befestigungselementes 17 am ersten Führungselement 11 festgelegt. Jedes Seilelement 16 ist ferner mit einem zweiten Befestigungselement 18 am zweiten Führungselement 12 festgelegt, wobei die Länge des Seilelementes 16 so bemessen ist, dass kein Kontakt zwischen dem ersten Führungselement 11 und dem zweiten Führungselement 12, das das erste Führungselement 11 umgibt, gegeben ist. Die Seilachse der Seilelemente 16 ist jeweils mit 19 bezeichnet. Von den zwei in der Ebene E1 dargestellten Seilelementen 16 ist das zweite nur mit der Seilachse 19 dargestellt. Ferner befindet sich in der Ebene E1 eine Anordnung, die, wie aus Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 3 ersichtlich, noch eine Feder 20 umfasst, die als Druckfeder gestaltet ist und deren Achse 21 in der Ebenen E1 liegt. Die Feder 20 stützt sich über einen Deckel 22 am zweiten Führungselement 12 ab und sitzt dabei in einer Bohrung 27 des zweiten Führungselementes 12. In dem ersten Führungselement 11 befindet sich eine abgesetzte Durchgangsbohrung 25 in der ein Stütztopf 23 mit einem Kragen 24 axial gehalten ist. An dem Boden 26 des Stütztopfes 23 stützt sich die Feder 20 mit ihrem anderen Ende ab. Dabei ist die Anordnung so getroffen, dass die Feder 20 das Seilelement 16 auf Zug beansprucht, wodurch das erste Führungselement 11 im zweiten Führungselement 12 anlagefrei gehalten wird. In der ersten Ebenen E1 befinden sich also insgesamt zwei Seilelemente 16 und zwei Anordnungen mit Federn 20, die symmetrisch zu einer Ebene E3, die senkrecht auf der Stellebene S steht angeordnet sind. Die Federachse 21 verläuft rechtwinkelig zur Stellebene S.
  • Wie aus Fig. 7 als Prinzipdarstellung ersichtlich, stehen die beiden Seilachsen 19 unter einem Winkel, so dass beispielsweise die Verlängerungen der Seilachsen 19 im Schnittpunkt mit der gedachten Ebene E3 jeweils einen Momentanpol P1 bilden. Die beiden in der Ebene E1 befindlichen Seilelemente schneiden mit ihren Seilachsen 19 die Ebene E3 entgegen der Gießrichtung G zur Drehachse 7 der Messrolle 6 versetzt in dem gemeinsamen Momentanpol P1.
  • Eine ähnliche Anordnung ist hinsichtlich der Seilelemente 16 und der Feder 20 für die zweite Ebene E2 gebildet, wobei jedoch insgesamt vier Federanordnungen in dieser Ebene vorgesehen sind. Ansonsten sind zwei Seilelemente mit Seilachsen 19 in dieser Ebene E2 angeordnet. Und zwar entsprechend der Anordnung in der Ebene E1, wobei jedoch die beiden Seilachsen 19 die gedachte Ebene E3 in einem gemeinsamen Momentanpol P2 schneiden der zum Momentanpol P1 versetzt ist. Die Momentanpole P1, P2, die Seilachsen 19 zugehörig sind, die in unterschiedlichen Ebenen E1 und E2 liegen, liegen auf einer Linie L, die in der Ebene E3 liegt und die Drehachse 7 der Messrolle 6 rechtwinklig mit Abstand kreuzt. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass die Messrolleneinheit 4 seitlich selbsttätig (zentrisch) bei Kontakt mit dem Gießstrang 5 ausgerichtet wird, wodurch ein einwandfreies Abwälzen der Messrolle 6 auf dem Gießstrang 5 gegeben ist.
  • Die Ausrichtung wird erreicht, wenn bei einer beliebigen Anzahl von Seilelementanordnungen alle Momentanpole, auch in unterschiedlichen Ebenen angeordneten Seilelementen, wenn auch höhenversetzt auf einer Linie L, deren Verlauf oben beschrieben ist, konstruktiv festgelegt werden.
  • Die Ausbildung mit insgesamt vier Federanordnungen im Bereich der Ebene E2 und zwei Federanordnungen im Bereich der Ebene E1 ist getroffen, um beispielsweise Momente, die über den Kontakt der Messrolle 6 mit dem Gießstrang 5 erzeugt werden, abzufangen.
  • Die Anordnung der Seilelemente 16 und der Federn 20 ist bei Fig. 4 in der zweiten Ebene E2 spiegelbildlich im Verhältnis zu der Anordnung gemäß Fig. 3 in der Ebene E3 getroffen. D.h. während die Federn 20 in der ersten Ebene E1 das erste Führungselement 11 in Gießrichtung G beaufschlagen, erfolgt die Anordnung in der zweiten Ebene E2 so, dass die Beaufschlagung durch die Federn 20 gegen die Gießrichtung gegeben ist.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Oberrahmen
    2
    Traverse
    3
    Stützrollen
    4
    Messrolleneinheit
    5
    Gießstrang
    6
    Messrolle
    7
    Drehachse
    8
    erstes Längsende
    9
    zweites Längsende
    10
    Lager
    11
    erstes Führungselement
    12
    zweites Führungselement
    13
    Gleitführung
    14
    Stelleinheit/Linearantrieb
    15
    Stellantrieb
    16
    Seilelement
    17
    erstes Befestigungselement
    18
    zweites Befestigungselement
    19
    Seilachse
    20
    Feder
    21
    Achse der Feder
    22
    Deckel
    23
    Stütztopf
    24
    Kragen
    25
    Bohrung im ersten Führungselement
    26
    Boden
    27
    Bohrung im zweiten Führungselement
    E1
    erste Ebene ( = Schnittebene III - III)
    E2
    zweite Ebene ( = Schnittebene IV - IV)
    E3
    gedachte Ebene
    G
    Gießrichtung
    L
    Linie
    S
    Stellebene
    P1
    Momentanpol
    P2
    Momentanpol

Claims (16)

  1. Anordnung zur Ermittlung der Konsistenz eines Gießstranges (5) in einer Stranggießanlage und/oder der Maulweite derselben umfassend
    - eine Messrolle (6),
    die mit dem Gießstrang (5) in Kontakt bringbar ist und ein erstes Längsende (8) und ein zweites Längsende (9) sowie eine Drehachse (7) aufweist,
    - ein erstes Führungselement (11),
    an dem die Messrolle (6) um die Drehachse (7) drehbar gelagert ist,
    - ein zweites Führungselement (12),
    dem gegenüber das erste Führungselement (11) entlang einer Stellebene (S), die die Drehachse (7) enthält, bewegbar geführt ist, und
    - einen Linearantrieb (14),
    - der am ersten Führungselement (11) und am zweiten Führungselement (12) angreift und
    - über den die Messrolle (6) entlang der Stellebene (S) kraft- und/oder weggesteuert mit dem Gießstrang (5) in Kontakt bringbar ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Linearantrieb zwei Stelleinheiten (14) umfasst, welche jeweils nahe den Längsenden (8,9) der Messrolle (6) am ersten Führungselement (11) angreifen und sowohl einzeln als auch gemeinsam zur Übertragung einer linearen Bewegung auf das erste Führungselement (11) dienen.
  3. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Linearantrieb (14) ein hydraulischer Linearantrieb vorgesehen ist.
  4. Anordnung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die den Linearantrieb bildenden zwei Stelleinheiten (14) als Hydraulikzylinder ausgebildet sind.
  5. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zusätzlich das zweite Führungselement (12) durch einen Stellantrieb (15) zumindest zwischen zwei Positionen in der Stellebene (S) verstellbar ist.
  6. Anordnung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Stellantrieb (15) durch einen Hydraulikzylinder dargestellt ist.
  7. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zweite Führungselement (12) das erste Führungselement (11) rahmenartig umschließt,
    dass das erste Führungselement (11) mit dem zweiten Führungselement (12) anlagefrei durch mindestens zwei Seilelemente (16) verbunden ist und
    dass das erste Führungselement (11) durch mindestens eine am zweiten Führungselement (12) abgestützte Feder (20) so beaufschlagt ist, dass die Seilelemente (19) auf Zug beansprucht sind.
  8. Anordnung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet
    dass mindestens drei Seilelemente (16) vorgesehen sind, deren Verläufe Momentanpole (P1,P2) bilden, die auf einer Linie (L), die parallel zur Stellebene (S) verläuft und die Drehachse (7) rechtwinklig mit Abstand kreuzt, angeordnet sind.
  9. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 oder 8
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Seilelemente (16) und die mindestens eine Feder (20) jeweils mit ihren Achsen (19, bzw. 21) im Ruhezustand des Linearantriebs (14) in Ebenen (E1,E2) liegend angeordnet sind, die die Stellebene (S) rechtwinklig kreuzen und parallel zur Drehachse (7) verlaufen.
  10. Anordnung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass vier Seilelemente (16) vorgesehen sind, von denen jeweils zwei Seilelemente (16) in einer von zwei parallelen Ebenen (E1,E2) angeordnet sind, und die in der zugehörigen Ebene (E1,E2) aufeinander zu verlaufend angeordnet sind.
  11. Anordnung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Achse (21) der mindestens einen Feder (20) rechtwinklig auf der Stellebene (S) steht.
  12. Anordnung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwei Gruppen von Federn (20) vorgesehen sind, die in parallelen Ebenen (E1,E2) angeordnet sind.
  13. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Messrolle (6) um die Drehachse (7) drehend antreibbar ist.
  14. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Messrolle (6) aus auf der Drehachse (7) zentrierten Teilrollen gebildet ist.
  15. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zweite Führungselement (12) fester Bestandteil eines mit Führungsrollen versehenen Oberrahmens einer Strangführungsanordnung für den Gießstrang einer Stranggießanlage ist, wobei der Oberrahmen selbst an einen zugehörigen Unterrahmen mittels Kraftantrieb annäherbar bzw. von diesem weg bewegbar ist.
  16. Anordnung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das zweite Führungselement (12) an einem mit Führungsrollen versehenen Oberrahmen (1) einer Strangführungsanordnung für den Gießstrang einer Stranggießanlage in der Stellebene (S) beweglich angeordnet ist, wobei der Stellantrieb (15) einerseits am Oberrahmen (1) und andererseits am zweiten Führungselement (12) angreift.
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