EP1616644B1 - Vorrichtung zum Wechseln der Pfannen bei Stranggiessanlagen - Google Patents

Vorrichtung zum Wechseln der Pfannen bei Stranggiessanlagen Download PDF

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EP1616644B1
EP1616644B1 EP20050014818 EP05014818A EP1616644B1 EP 1616644 B1 EP1616644 B1 EP 1616644B1 EP 20050014818 EP20050014818 EP 20050014818 EP 05014818 A EP05014818 A EP 05014818A EP 1616644 B1 EP1616644 B1 EP 1616644B1
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EP
European Patent Office
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ladle
bearing ring
stool
ladles
disposed
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EP20050014818
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EP1616644A1 (de
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Alwin Geitner
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LECH STAHLWERKE GmbH
Lech-Stahlwerke GmbH
Original Assignee
LECH STAHLWERKE GmbH
Lech-Stahlwerke GmbH
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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
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/12—Travelling ladles or similar containers; Cars for ladles
    • B22D41/13—Ladle turrets

Definitions

  • the invention relates to a device for changing the pans in continuous casting according to the preamble of claim 1.
  • the continuous casting process has long been known in the steel industry.
  • liquid steel is passed through a cooled mold, whereby, as a result of the cooling taking place there, an initial solidification of the steel occurs.
  • the shape is achieved by the cross-sectional shape of the mold.
  • the solidification process has already progressed to such an extent that an intrinsically stable shell is still present over the profile circumference, with the core still liquid.
  • the steel profile is fed via a discharge to a cooling bed.
  • liquid steel is brought to the pouring point in so-called pans.
  • the liquid steel is first poured into a buffer, from where it is passed to the mold. Since it is usually supplied from the intermediate storage of several dies with steel, the cache is also referred to as a distributor.
  • the use of a casting system with two pans is known.
  • the system has a vertical turret with two diametrically opposed support arms. On the support arms hang the two pans, one of which is placed in pouring position on the manifold and the other is in waiting position. After emptying the first ladle is rotated by rotation of the turret by 180 °, the other pan in the casting position, at the same time enters the empty ladle in waiting position. From the waiting position, the empty pan is hung by means of a crane and replaced by a new, which is then in waiting position.
  • a corresponding ladle turret, but with only one ladle, is in the DE 31 22 215 A1 described.
  • the invention has the object to provide a device for changing the pans in the continuous casting, with a pan change in the shortest possible time and with minimal space requirements can be performed.
  • a first advantage of the invention is that the pans thanks to the invention can be arranged very close to the axis of rotation and thus also to one another, since a structurally observed minimum distance, for example due to a central tower, is eliminated.
  • the resulting space-saving pan arrangement allows the use of this system even in cramped conditions, as they occur regularly, for example, in subsequent structural extensions of existing systems.
  • the close arrangement of the pans on the axis of rotation also means that the ladles only cover short distances during their rotation in the course of pan change. In this way, the pan change can be performed faster.
  • the clearance gauge required during the rotational movement of the ladle chair changes only insignificantly, so that there are hardly any disturbances for the rest of the operation in the steel mill. Also, the accident risk for the staff, starting from moving parts in the room, as far as possible reduced.
  • Another advantage of the invention results from the free area below the ladles and the distributor. As a result, the effluent from the distributor slag can be freely fed to the slag bucket.
  • the storage of the ladle chair on the peripheral edge and the load within this storage causes the load transfer into the ground is essentially by means of compressive forces.
  • a tensile stress due to moments, such as occur in revolving towers eliminated. In this way, the support structure can be formed easier and safer.
  • a roller conveyor is used according to a preferred embodiment of the invention, which allows a rotation with the least possible resistance and therefore only requires low driving forces.
  • the rollers are arranged on the ladder chair, while the bearing ring provides the raceway for the rollers.
  • the bearing ring is interrupted over part of its circumferential length. This has the advantage that when lifting a pan from the ladle chair during the pan change the pan does not need to be lifted over the bearing ring, which requires a corresponding free space upwards. This embodiment is thus preferably suitable in confined spaces.
  • the bearing ring itself is preferably formed of a plurality of segments, which initially brings advantages in building the bearing ring. However, this also gives the possibility to subsequently exchange segments, if they become unusable over time due to wear.
  • a connection of the segments with each other can be made for example by flange.
  • the ladle chair advantageously has a plate-like shape with a diameter corresponding to that of the bearing ring.
  • a design of the ladle chair in the form of a support grid with central rib and side ribs is preferred.
  • Fig. 1 the essential functional components of a continuous casting are shown schematically. It can be seen a fixed, based on foundations 1 base 2, which is composed essentially of a support frame 3 and the supports 4.
  • the supports 4 are arranged in a circle and carry with its upper end a bearing ring 5.
  • the bearing ring 5 forms the support for a rotatable about a vertical axis 6 ladle chair 7, which carries the two pans 8 and 9.
  • Fig. 1 shows a state in which the pan 8 in waiting position and the pan 9 is in the casting position.
  • the bottom of the pans 8 and 9 has feet 10 and each a spout 11.
  • a trough-shaped distributor 12 which is perpendicular to the plane of representation and is stationary relative to the supporting frame 3, into which the spout 11 of the pan 9 extends.
  • a spout 13 is seen to remove the slag from the liquid steel.
  • the part of the substructure 2 located below the outlet 13 is designed as a collecting trough and discharge to the dross bucket.
  • a spout 14 is arranged, through which the liquid steel can flow.
  • a mold 15 is held by the support frame 3 such that the spout 14 of the distributor 12 just reaches into the mold 15.
  • the mold 15 has in the present embodiment has a rectangular cross section and is otherwise water cooled.
  • About the spout 14 of the liquid steel enters the mold 15 and there undergoes an initial solidification due to the cooling, whereby a strand 16 is formed with already solidified shell but still liquid core.
  • the strand 16 is passed through lateral roller guides 17 for discharge and further to the cooling bed.
  • the pan changing device suitable for this task is shown in more detail in FIGS. 2 to 9.
  • the basic element used for this purpose is the bearing ring 5, the construction of which is evident above all from FIG. 6.
  • the bearing ring 5 consists of a plurality of circular arc segments 18, which are connected at their ends via flanges 19 to form a ring.
  • the bearing ring 5 is not closed, but has an opening 20 on the circumference. The opening 20 is used to facilitate lifting a pan 8 or 9, since a lifting of the pan 8 or 9 on the bearing ring 5 is not necessary.
  • the Bearing ring 5 can also have a smaller height over part of its circumference, which has the advantage that the mold 12 can be positioned closer to the pan 9 in the pouring position.
  • the bearing ring 5 While the bearing ring 5 is rigidly connected with its underside with the supports 4, the upper side of the bearing ring 5 is formed as a raceway 21. As can be seen in particular from Fig. 9, the raceway 21 is inclined transversely to the direction of outward.
  • a plate-shaped ladle chair 22 is arranged on this.
  • the exact structure of the ladle chair 7 can be seen above all from FIGS. 2 to 5 and in particular from FIG. 7.
  • FIGS. 2, 3, 7 In the plan view of the ladle chair 7 (FIGS. 2, 3, 7), one recognizes its essentially dish-shaped form with edge-side, point-symmetrically arranged to the axis 6 recesses 23, which are intended for receiving the pans 8 and 9.
  • On the periphery of the ladle chair 7 is enclosed by an upside-down U-profile 24.
  • a center rib 25 extending through the center point and connecting the opposing U-profiles 24 stiffens the ladle chair 7 and thereby divides it into two fields. The two fields are amplified by the point-symmetrical arrangement of side ribs 26 which extend from the central rib 25 to the U-profile 24.
  • the recesses 23 laterally bordering side ribs 26 form receptacles for the pans 8 and 9.
  • these side ribs 26 on their upper side by means of hydraulic cylinder 22 actuated lifting jaws 27 for raising and lowering the pans 8 and 9.
  • the lifting jaws 27 have contact surfaces 28 on which rest the pans 8 and 9 and rear abutment surfaces 29, which serve to center the pans 8 and 9 when lifted into the receptacles 23.
  • the rollers 30 are for the most part of the U-profile 24 received (Fig. 9), which has a corresponding number of horizontal axle 31 for this purpose. Only the rolling surface of the rollers 30 projects beyond the lower edge of the U-profile 24 and rests on the raceway 21 of the bearing ring 5.
  • the rolling surface of the rollers 30 in this case has the same transverse inclination as the raceway 21 of the bearing ring 5. In this way, a slip between the raceway 21 and the rolling surface of the rollers 30 is prevented.
  • the drive for performing a rotary movement of the ladle chair 7 relative to the bearing ring 5 is not shown in the drawings.
  • a preferred solution provides to secure a sprocket inside or outside the bearing ring 5 in the vicinity of the ladle chair 7.
  • On the ladder chair 7, one or more driven gears are provided, the teeth of which mesh with the teeth of the ring gear.
  • the teeth of sprocket and gear are very large dimensions to ensure the reliability of the drive.
  • An alternative drive consists of a plurality of directly driven rollers 30 for transmitting a rotary motion to the ladle chair 7 or a chain or cable drive, which acts directly on the ladle chair 7.
  • a reciprocating rotation of the ladle chair 7 on the bearing ring 5 by 180 ° is preferred. This corresponds to a rotary movement with changing direction of rotation. Likewise, a rotational movement with constant rotational direction by 180 ° would be conceivable.
  • Figs. 2 to 5 and Fig. 8 show a ladle chair 7 with inserted pans 8 and 9.
  • the pans 8 and 9 consist essentially of cylindrical containers for holding the liquid steel and can easily reach a weight of 70 to.
  • the upper edge of the pans 8, 9 has a slag outlet 32.
  • Laterally on the container wall are provided at diametrically opposite points suspension elements 33, the articulated with the wall of the pans 8, 9 are connected.
  • the suspension elements 33 form for an upper suspension points 34 for the crane hook and lower bearing points 35, with which they rest on the Hubbacken 27 of the receptacles 23 of the ladle chair 7.
  • the pan change process is as described below.
  • the full liquid steel pan 8 rests in the receptacle 23 of the ladle chair 7 with lowered lifting jaws 27, which corresponds to the waiting position.
  • the pan 9 located in the pouring position has just completely emptied its contents into the distributor 12, which in turn has now reached the maximum filling height.
  • both pans 8 and 9 are raised by extending the lifting jaws 27, wherein the spout 11 of the pan 9 is pulled out of the distributor 12.
  • the ladle chair 7 is rotated by 180 °, whereby the full pan 8 in pouring position and the empty pan 9 comes into waiting position.
  • the pan 9 is lowered by retracting the lifting jaws 27, so that the spout 11 of the pan 8 is immersed in the manifold 12.
  • the feeding of the distributor 12 with liquid steel from the pan 9 takes place. This process must be completed before the distributor 12 runs empty, since otherwise an interruption of the strand 16 occurs.
  • the waiting in empty position pan 9 is now lifted by means of a crane from the ladle chair 22.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Carriers, Traveling Bodies, And Overhead Traveling Cranes (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wechseln der Pfannen bei Stranggießanlagen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Zur kontinuierlichen Herstellung von Stahlprofilen aus flüssigem Stahl ist in der Stahlindustrie das Stranggießverfahren seit langem bekannt. Dabei wird flüssiger Stahl durch eine gekühlte Kokille geleitet, wobei in Folge der dort stattfindenden Abkühlung eine Anfangsverfestigung des Stahls eintritt. Die Formgebung wird durch die Querschnittsform der Kokille erreicht. Beim Austritt des Stahls aus der Kokille ist der Erstarrungsvorgang bereits soweit fortgeschritten, dass über den Profilumfang eine eigenstabile Schale bei noch flüssigem Kern vorhanden ist. Zur weiteren Abkühlung und Erstarrung wird das Stahlprofil über einen Austrag einem Kühlbett zugeleitet.
  • Bei diesem Vorgang ist von besonderer Bedeutung, dass die Beaufschlagung der Kokille mit flüssigem Stahl kontinuierlich erfolgt, da ansonsten im Falle einer Unterbrechung ein neuer Strang sehr mühsam und zeitaufwendig aufgebaut werden muss. Um eine stetige Beaufschlagung der Kokille sicherzustellen, wird flüssiger Stahl in sogenannten Pfannen zur Gießstelle gebracht. Dort wird der flüssige Stahl zunächst in einen Zwischenspeicher gegossen, von wo er zur Kokille geleitet wird. Da von dem Zwischenspeicher aus üblicherweise mehrere Kokillen mit Stahl versorgt werden, wird der Zwischenspeicher auch als Verteiler bezeichnet.
  • Ist der Inhalt einer Pfanne in den Zwischenspeicher entleert worden, so muss diese Füllmenge solange ausreichen die Kokillen zu beschicken, bis eine neue mit flüssigem Stahl volle Pfanne wieder die Befüllung des Zwischenspeichers aufnehmen kann. Es muss also mit einer Verteilerfüllung die Zeitspanne überbrückt werden, die für den Wechsel der Pfannen notwendig ist. Gelingt der Wechsel der Pfannen innerhalb dieser Zeitspanne nicht, so läuft die Kokille leer und das Stranggießverfahren ist unterbrochen. Zum Wiederanfahren der Produktion ist es notwendig, einen neuen Strang stromabwärts der Kokille aufzubauen, was sehr zeitaufwendig und aufgrund der in einem Stahlwerk vorherrschenden Umstände äußerst anstrengend ist.
  • Zur Sicherstellung einer kontinuierlichen Beschickung des Verteilers ist der Einsatz eines Gießsystems mit zwei Pfannen bekannt. Das System weist unter anderem einen vertikalen Drehturm auf mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Tragarmen. An den Tragarmen hängen die beiden Pfannen, von denen eine in Gießposition über den Verteiler gebracht ist und die andere sich in Wartestellung befindet. Nach Entleerung der ersten Gießpfanne wird durch Rotation des Drehturmes um 180° die andere Pfanne in Gießposition geschwenkt, wobei gleichzeitig die leere Gießpfanne in Wartestellung gelangt. Aus der Wartestellung wird die leere Pfanne mittels eines Kranes abgehängt und durch eine neue ersetzt, die sich dann in Wartestellung befindet. Ein dementsprechender Pfannendrehturm, allerdings mit nur einer Gießpfanne, ist in der DE 31 22 215 A1 beschrieben.
  • Ein ähnliches System zum Stranggießen ist aus Patent Abstracts of Japan JP 10085911 A bekannt. Dort ist ein Pfannendrehturm offenbart, dessen Turmkopf als Drehlager ausgebildet ist. Auf dem Drehlager sitzt ein Pfannenstuhl mit sich diametral gegenüberliegenden Aufnahmen für die Gießpfannen, die durch Rotation um die Turmachse wechselseitig in Gießposition gefahren werden können. Um den Pfannenstuhl für Gießpfannen unterschiedlicher Art und Größe nutzen zu können, ist dort ein Mechanismus offenbart, mit dem die Aufnahmen an die Größe und Geometrie unterschiedlicher Pfannen angepasst werden.
  • Diese Vorgehensweisen ermöglichen einen raschen Wechsel der Pfannen, haben jedoch den Nachteil, dass infolge der Abmessungen des Drehturmes und der Rotationsbewegungen der Pfannen um den Turm herum ein verhältnismäßig großer Platzbedarf besteht. Vor allem bei bestehenden Stranggießanlagen, die mit einem effektiveren Pfannenwechselsystem nachgerüstet werden sollen, ist dieser Raum oftmals nicht vorhanden. Ein weiterer Nachteil von Drehtürmen ergibt sich aus dem asymmetrischen Lastzustand, der sich beim Pfannenwechsel stets einstellt. Ein asymmetrischer Lastzustand entsteht immer dann, wenn gleichzeitig eine befüllte und leere Pfanne an den Tragarmen hängen. Diese Belastung führt zu hohen Biegebeanspruchungen im Turm und Spitzenbelastungen im Drehlager, die konstruktiv nur mit einem entsprechendem Aufwand zu berücksichtigen sind.
  • Daneben sind auch linear arbeitende Systeme bekannt, bei denen die Pfannen zum Wechseln auf schienengebundenen Wagen zur Seite gefahren werden. Falls der Wagen dabei nur eine Pfanne aufnehmen kann, ist um einen möglichst kurzen Pfannenwechsel auszuführen, der Einsatz zweier Krane unverzichtbar. Dabei hebt der eine Kran die leere Pfanne aus dem Wagen, während der andere Kran die gefüllte Pfanne zum Einsetzen in den Wagen bereit hält. In diesem Fall stellt sich die Notwendigkeit eines zusätzlichen Krans als nachteilig heraus, da dieser für andere Arbeitsvorgänge blockiert ist. Darüber hinaus dauert ein so durchgeführter Pfannenwechsel in Folge der notwendigen Kranspiele verhältnismäßig lang, so dass hier die Gefahr einer Unterbrechung des Stranggießens mit den damit verbundenen Nachteilen besonders hoch ist.
  • Vor diesem Hintergrund stellt sich der Erfindung die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Wechseln der Pfannen beim Stranggießen anzugeben, mit der ein Pfannenwechsel in möglichst kurzer Zeit und mit möglichst geringem Platzbedarf durchgeführt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Ein erster Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Pfannen dank der Erfindung sehr nahe an die Drehachse und damit auch zueinander angeordnet werden können, da ein konstruktiv einzuhaltender Mindestabstand, beispielsweise bedingt durch einen zentralen Turm, entfällt. Die dadurch erzielbare platzsparende Pfannenanordnung ermöglicht den Einsatz dieses Systems auch unter beengten Verhältnissen, wie sie zum Beispiel bei nachträglichen baulichen Erweiterungen bestehender Anlagen regelmäßig vorkommen.
  • Die enge Anordnung der Pfannen an der Drehachse führt zudem dazu, dass die Gießpfannen bei ihrer Rotation im Zuge des Pfannenwechsels nur kurze Wege zurücklegen. Auf diese Weise kann der Pfannenwechsel schneller durchgeführt werden.
  • Das während der Rotationsbewegung des Pfannenstuhls benötigte Lichtraumprofil verändert sich nur unwesentlich, so dass sich daraus kaum Störungen für den übrigen Betriebsablauf im Stahlwerk ergeben. Auch ist dadurch das Unfallrisiko für das Personal, ausgehend von sich im Raum bewegenden Teilen, weitestgehend reduziert.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus dem freien Bereich unterhalb der Gießpfannen und dem Verteiler. Dadurch kann die aus dem Verteiler ausfließende Schlacke ungehindert dem Schlackekübel zugeführt werden.
  • Die Lagerung des Pfannenstuhls am umfangsseitigen Rand und die Belastung innerhalb dieser Lagerung führt dazu, dass die Lastabtragung in den Untergrund im wesentlichen mittels Druckkräften erfolgt. Eine Zugbeanspruchung infolge von Momenten, wie sie zum Beispiel bei Drehtürmen auftreten, entfällt. Auf diese Weise kann die Tragkonstruktion einfacher und sicherer ausgebildet werden.
  • Durch die Möglichkeit, zwei Pfannen in den Pfannenstuhl einzusetzen, genügt für den Pfannenwechsel nunmehr nur noch ein einziger Kran. Weitere, in einem Stahlwerk vorhandene Kräne werden für den Pfannenwechsel nicht benötigt, da der Pfannenwechsel während der Befüllphase des Verteilers erfolgen kann und somit keine anderen Betriebsabläufe mehr blockiert werden. Ein mit der Erfindung ausgestattetes Stahlwerk ist daher in der Lage effektiver zu arbeiten. Die dadurch möglichen Kosteneinsparungen gegenüber konventionellen Anlagen sind angesichts der bestehenden Wettbewerbssituation für die Betreiber von Stranggießanlagen von großer Bedeutung.
  • Zur Ausführung der Drehbewegung des Pfannenstuhls gegenüber dem Lagerring wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Rollenbahn verwendet, die eine Rotation mit geringst möglichem Widerstand ermöglicht und daher nur geringe Antriebskräfte erforderlich macht. Vorzugsweise sind dabei die Rollen am Pfannenstuhl angeordnet, während der Lagerring die Laufbahn für die Rollen bietet. Durch die Ausbildung einer nach außen geneigten Laufbahn und dementsprechend konisch ausgebildeten Rollen ist die Ausführung einer schlupffreien und damit weitestgehend verschleißfreien Ausführung der Rotationsbewegung trotz der großen Kräfte gewährleistet. Zusätzlich findet dadurch eine stetige Zentrierung des Pfannenstuhls bezüglich der Drehachse statt. Der Einsatz von zylindrischen Rollen auf planer Laufbahn liegt jedoch ebenso im Rahmen der Erfindung.
  • Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist der Lagerring über einen Teil seiner Umfangslänge unterbrochen. Dies hat den Vorteil, dass beim Ausheben einer Pfanne aus dem Pfannenstuhl während des Pfannenwechsels die Pfanne nicht über den Lagerring hinweggehoben werden braucht, was einen entsprechenden freien Raum nach oben voraussetzt. Diese Ausführungsform eignet sich somit vorzugsweise unter beengten Platzverhältnissen. Um die mit der Öffnung des Lagerrings einhergehende Verschlechterung des Tragverhaltens des Lagerrings aufzufangen, ist erfindungsgemäß die Möglichkeit vorgesehen, in die Unterbrechung ein Passstück einzusetzen, um die ursprüngliche Tragfähigkeit des Lagerrings zu erhalten.
  • Der Lagerring selbst ist vorzugsweise aus einer Vielzahl von Segmenten gebildet, was zunächst Vorteile beim Aufbauen des Lagerrings bringt. Dadurch ist aber auch die Möglichkeit gegeben, nachträglich Segmente auszutauschen, falls diese im Laufe der Zeit infolge Verschleiß unbrauchbar werden. Eine Verbindung der Segmente untereinander kann beispielsweise durch Flanschverbindungen hergestellt werden.
  • Der Pfannenstuhl besitzt vorteilhafterweise eine tellerförmige Gestalt mit einem Durchmesser, der dem des Lagerrings entspricht. Um den Pfannenstuhl möglichst leicht auszubilden, ohne dabei dessen Tragverhalten zu schmälern, wird eine Ausbildung des Pfannenstuhls in Form eines Tragrostes mit Mittelrippe und Nebenrippen bevorzugt.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung der wesentlichen Teile einer Stranggießanlage,
    Fig. 2
    eine Schrägansicht von oben auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
    Fig. 3
    eine Draufsicht auf die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung,
    Fig. 4
    eine Seitenansicht der in den Fig. 2 und 3 dargestellte Vorrichtung entlang der in Fig. 3 eingetragenen Linie IV-IV,
    Fig. 5
    eine Seitenansicht der in den Fig. 2 und 3 dargestellte Vorrichtung entlang der in Fig. 3 eingetragenen Linie V-V,
    Fig. 6
    eine Schrägansicht eines Lagerring,
    Fig. 7
    eine Schrägansicht eines Pfannenstuhl mit Lagerring,
    Fig. 8
    eine Schrägansicht eines Pfannenstuhl mit Lagerring und eingesetzten Pfannen und
    Fig. 9
    eine Detaildarstellung im Bereich zwischen Lagerring und Pfannenstuhl.
  • In Fig. 1 sind die wesentlichen Funktionskomponenten einer Stranggießanlage schematisch dargestellt. Man sieht einen ortsfesten, auf Fundamenten 1 gründenden Unterbau 2, der sich im wesentlichen aus einem Tragrahmen 3 und den Stützen 4 zusammensetzt. Die Stützen 4 sind im Kreis angeordnet und tragen mit ihrem oberen Ende einen Lagerring 5. Der Lagerring 5 bildet das Auflager für einen um eine vertikale Achse 6 drehbaren Pfannenstuhl 7, der die beiden Pfannen 8 und 9 trägt. Fig. 1 zeigt einen Zustand, bei dem sich die Pfanne 8 in Warteposition und die Pfanne 9 in Gießposition befindet. Die Unterseite der Pfannen 8 und 9 weist Standfüße 10 sowie jeweils einen Ausgießer 11 auf.
  • Unterhalb der sich in Gießposition befindenden Pfanne 9 sieht man einen senkrecht zur Darstellungsebene verlaufenden, ortsfest zum Tragrahmen 3 angeordneten, trogförmigen Verteiler 12, in den der Ausgießer 11 der Pfanne 9 hineinreicht. Am oberen Rand des Verteilers 12 sieht man einen Auslauf 13, um die Schlacke aus dem flüssigen Stahl zu entfernen. Der unterhalb des Auslaufs 13 befindliche Teil des Unterbaus 2 ist als Auffangwanne und Ableitung zum Schlackenkübel ausgebildet. An der Unterseite des Verteilers 12 ist wiederum ein Ausgießer 14 angeordnet, durch welchen der flüssige Stahl abfließen kann.
  • Direkt unterhalb des Verteilers 12 wird eine Kokille 15 derart vom Tragrahmen 3 gehalten, dass der Ausgießer 14 des Verteilers 12 gerade noch in die Kokille 15 hineinreicht. Die Kokille 15 besitzt im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen rechteckförmigen Querschnitt und ist im übrigen wassergekühlt. Über den Ausgießer 14 gelangt der flüssige Stahl in die Kokille 15 und erfährt dort aufgrund der Abkühlung eine Anfangsverfestigung, wodurch ein Strang 16 mit bereits erstarrter Schale aber noch flüssigem Kern entsteht. Der Strang 16 wird über seitliche Rollenführungen 17 zum Austrag und im weiteren zum Kühlbett geleitet.
  • Beim Pfannenwechsel während des Stranggießens ist es erforderlich, die volle Pfanne 8 in Gießposition zu bringen um die leere Pfanne 9 zu ersetzen. Die für diese Aufgabe geeignete erfindungsgemäße Pfannenwechselvorrichtung ist in den Fig. 2 bis 9 näher dargestellt. Als Basiselement hierfür dient der Lagerring 5, dessen Aufbau vor allem aus Fig. 6 ersichtlich ist. Der Lagerring 5 besteht aus einer Vielzahl von Kreisbogensegmenten 18, die an ihren Stirnseiten über Flansche 19 zur Bildung eines Rings miteinander verbunden sind. Im vorliegenden Beispiel ist der Lagerring 5 nicht geschlossen, sondern weist umfangsseitig eine Öffnung 20 auf. Die Öffnung 20 dient zur Erleichterung beim Herausheben einer Pfanne 8 oder 9, da ein Anheben der Pfanne 8 oder 9 über den Lagerring 5 nicht notwendig ist. Aus statischen Gründen kann es jedoch erforderlich sein, den Lagerring 5 geschlossen auszubilden, was ebenfalls von der Erfindung umfasst ist. In Abhängigkeit der vorherrschenden statischen Verhältnisse kann der Lagerring 5 auch über einen Teil seines Umfangs eine geringere Höhe aufweisen, was den Vorteil bringt, dass die Kokille 12 näher zur in Gießposition befindlichen Pfanne 9 positioniert werden kann.
  • Während der Lagerring 5 mit seiner Unterseite starr mit den Stützen 4 verbunden ist, ist die Oberseite des Lagerrings 5 als Laufbahn 21 ausgebildet. Wie insbesondere aus Fig. 9 ersichtlich, ist die Laufbahn 21 quer zur Laufrichtung nach außen geneigt.
  • Koaxial zum Lagerring 5 ist auf diesem ein tellerförmiger Pfannenstuhl 22 angeordnet. Der genaue Aufbau des Pfannenstuhls 7 ist vor allem aus den Fig. 2 bis 5 und insbesondere aus Fig. 7 ersichtlich. In der Draufsicht auf den Pfannenstuhl 7 (Fig. 2, 3, 7) erkennt man dessen im wesentlichen tellerförmige Gestalt mit randseitigen, punktsymmetrisch zur Achse 6 angeordneten Ausnehmungen 23, die zur Aufnahme der Pfannen 8 und 9 gedacht sind. Umfangsseitig wird der Pfannenstuhl 7 von einem auf dem Kopf stehenden U-Profil 24 eingefasst. Auf der Oberseite steift eine durch den Mittelpunkt verlaufende und die sich gegenüberliegenden U-Profile 24 verbindende Mittelrippe 25 den Pfannenstuhl 7 aus und unterteilt ihn dadurch zwei Felder. Die beiden Felder werden durch die punktsymmetrische Anordnung von Nebenrippen 26, die sich von der Mittelrippe 25 zu dem U-Profil 24 erstrecken, verstärkt.
  • Die die Ausnehmungen 23 seitlich einfassenden Nebenrippen 26 bilden Aufnahmen für die Pfannen 8 und 9. Dazu weisen diese Nebenrippen 26 an ihrer Oberseite mittels Hydraulikzylinder 22 betätigbare Hubbacken 27 zum Heben und Senken der Pfannen 8 und 9 auf. Die Hubbacken 27 besitzen Aufstandsflächen 28, auf denen die Pfannen 8 und 9 aufliegen sowie hintere Anschlagsflächen 29, die zur Zentrierung der Pfannen 8 und 9 beim Einheben in die Aufnahmen 23 dienen.
  • Die Lagerung des Pfannenstuhls 7 auf dem Lagerring 5 erfolgt über eine Vielzahl von Rollen 30. Die Rollen 30 werden zum größten Teil von dem U-Profil 24 aufgenommen (Fig. 9), das zu diesem Zweck eine entsprechende Anzahl horizontaler Achslager 31 besitzt. Lediglich die Abrollfläche der Rollen 30 steht über den unteren Rand des U-Profils 24 über und liegt auf der Laufbahn 21 des Lagerrings 5 auf. Die Abrollfläche der Rollen 30 weist dabei die gleiche Querneigung auf wie die Laufbahn 21 des Lagerrings 5. Auf diese Weise wird ein Schlupf zwischen der Laufbahn 21 und der Abrollfläche der Rollen 30 verhindert.
  • Der Antrieb zur Ausführung einer Drehbewegung des Pfannenstuhls 7 gegenüber dem Lagerring 5 ist in den Zeichnungen nicht dargestellt. Eine bevorzugte Lösung sieht vor, einen Zahnkranz innen oder außen am Lagerring 5 in der Nähe des Pfannenstuhls 7 zu befestigen. Am Pfannenstuhl 7 sind ein oder mehrere angetriebene Zahnräder vorgesehen, deren Zähne mit den Zähnen des Zahnkranzes kämmen. Die Zähne von Zahnkranz und Zahnrad sind dabei sehr groß dimensioniert, um die Betriebssicherheit des Antriebs zu gewährleisten.
  • Ein alternativer Antrieb besteht aus mehreren, direkt angetriebenen Rollen 30 zur Übertragung einer Drehbewegung auf den Pfannenstuhl 7 oder einem Ketten- oder Seilantrieb, der direkt auf den Pfannenstuhl 7 wirkt.
  • Erfindungsgemäß wird ein Hin- und Herdrehen des Pfannenstuhls 7 auf dem Lagerring 5 um jeweils 180° bevorzugt. Dies entspricht einer Drehbewegung mit wechselndem Drehsinn. Ebenso wäre eine Drehbewegung mit gleichbleibendem Drehsinn um jeweils 180° denkbar.
  • Die Fig. 2 bis 5 und die Fig. 8 zeigen einen Pfannenstuhl 7 mit eingesetzten Pfannen 8 und 9. Die Pfannen 8 und 9 bestehen im wesentlichen aus zylindrischen Behältnissen zur Aufnahme des flüssigen Stahls und können dabei leicht ein Gewicht von 70 to erreichen. Der obere Rand der Pfannen 8, 9 besitzt einen Schlackenauslauf 32. Seitlich an der Behälterwandung sind an sich diametral gegenüberliegenden Punkten Aufhängeelemente 33 vorgesehen, die gelenkig mit der Wandung der Pfannen 8, 9 verbunden sind. Die Aufhängeelemente 33 bilden zum einen obere Einhängepunkte 34 für den Kranhaken sowie untere Lagerpunkte 35, mit denen sie auf den Hubbacken 27 der Aufnahmen 23 des Pfannenstuhls 7 aufliegen. Der Boden der Pfannen 8 und 9 weist wie schon unter Fig. 1 beschrieben Standfüße 10 zum Abstellen der Pfannen 8 und 9 sowie einen Ausgießer 11 auf, durch welchen der flüssige Stahl in den Verteiler 12 gelangt.
  • Der Vorgang des Pfannenwechsels erfolgt wie nachstehend beschrieben. In der Ausgangsposition für den Pfannenwechsel ruht die mit flüssigem Stahl volle Pfanne 8 in der Aufnahme 23 des Pfannenstuhls 7 bei abgesenkten Hubbacken 27, was der Warteposition entspricht. Die in Gießposition befindliche Pfanne 9 hat ihren Inhalt soeben vollständig in den Verteiler 12 entleert, der seinerseits nun die maximale Füllhöhe erreicht hat.
  • In einem ersten Schritt werden beide Pfannen 8 und 9 durch Ausfahren der Hubbacken 27 angehoben, wobei der Ausgießer 11 der Pfanne 9 aus dem Verteiler 12 gezogen wird. Nachfolgend wird der Pfannenstuhl 7 um 180° gedreht, wodurch die volle Pfanne 8 in Gießposition und die leere Pfanne 9 in Warteposition gelangt. Anschließend wird die Pfanne 9 durch Einfahren der Hubbacken 27 abgesenkt, so dass der Ausgießer 11 der Pfanne 8 in den Verteiler 12 eintaucht. Anschließend erfolgt die Beschickung des Verteilers 12 mit flüssigem Stahl aus der Pfanne 9. Dieser Vorgang muss abgeschlossen sein, bevor der Verteiler 12 leer läuft, da ansonsten eine Unterbrechung des Stranges 16 eintritt. Die in Warteposition befindliche leere Pfanne 9 wird nun mittels eines Kranes aus dem Pfannenstuhl 22 gehoben. Anschließend kann eine mit flüssigem Stahl befüllte Pfanne, die für den Pfannenwechsel bereits vorgehalten wird, in den Pfannenstuhl 7 eingehoben werden. Nach Absenken der neuen Pfanne durch Einfahren der Hubbacken 27 ist die Warteposition für den nächsten Pfannenwechsel erreicht.

Claims (17)

  1. Vorrichtung zum Wechseln der Pfannen (8, 9) bei Stranggießanlagen, mit einem Pfannenstuhl (7), der Aufnahmen für die Pfannen (8, 9) besitzt, wobei die Pfannen (8, 9) durch Rotation des Pfannenstuhls (7) wechselweise in eine Gießposition gebracht werden, in der der flüssige Stahl zur kontinuierlichen Formgebung und Anfangsverfestigung über einen Verteiler (12) in eine Kokille (15) geleitet wird, gekennzeichnet durch einen Lagerring (5) zum Tragen des Pfannenstuhls (7), wobei Pfannenstuhl (7) und Lagerring (5) koaxial zueinander angeordnet sind, die Pfannen (8, 9) innerhalb der axialen Projektion des Lagerings (5) liegen und der Pfannenstuhl (7) unter Abstützung auf dem Lagerring (5) um die gemeinsame Achse (6) gegenüber dem Lagerring (5) verdrehbar ist, um jeweils eine der beiden Pfannen (8, 9) in Gießposition zu bringen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Pfannenstuhl (7) und Lagerring (5) eine kreisförmige Rollenbahn zum Drehen des Pfannenstuhls (7) bilden.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (30) am Pfannenstuhl (7) und die Laufbahn (21) an dem Lagerring (5) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahn (21) der Rollenbahn nach außen geneigt ist und die Rollen (30) eine sich nach außen konisch erweiternde Abrollfläche aufweisen.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (5) über einen Teil seiner Umfangslänge unterbrochen ist, wobei die Unterbrechung (20) an den Durchmesser der Pfannen (8, 9) angepasst ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechung (20) durch ein Passstück (18) schließbar ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (5) aus einer Vielzahl von Segmenten (18), vorzugsweise aus zwölf Segmenten (18) zusammengesetzt ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (18) des Lagerrings (5) mittels Flanschverbindungen (19) miteinander verbunden sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Pfannenstuhl (7) tellerförmige Gestalt besitzt und im Durchmesser im wesentlichen dem Durchmesser des Lagerrings (5) entspricht.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Pfannenstuhl (7) nach Art eines Tragrostes (25, 26) ausgebildet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Pfannenstuhl (7) umfangseitige Ausnehmungen (23) aufweist, die in der Breite dem Durchmesser der Pfannen (8, 9) angepasst sind.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (23) für die Pfannen (8, 9) diametral zur Drehachse (6) angeordnet sind.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (23) für die Pfannen (8, 9) heb- und senkbar im Pfannenstuhl (7) angeordnet sind.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch einen Antrieb zur Ausführung der Drehbewegung des Pfannenstuhls (7) gegenüber dem Lagerring (5).
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb einen am Lagerring (5) angeordneten Zahnkranz umfasst, der mit einem angetriebenen Kettenrad zusammenwirkt.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb mindestens einen Teil der Rollen (30) der Rollenbahn umfasst, die unmittelbar angetrieben sind.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb eine mit dem Pfannenstuhl (7) zusammenwirkende angetriebene Kette oder Seil umfasst.
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