EP1817125A2 - Verfahren und rollensegment zum bestimmen der kernerstarrung und/oder der sumpfspitze beim stranggiessen von metallen, insbesondere von stahlwerkstoffen - Google Patents

Verfahren und rollensegment zum bestimmen der kernerstarrung und/oder der sumpfspitze beim stranggiessen von metallen, insbesondere von stahlwerkstoffen

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EP1817125A2
EP1817125A2 EP20050790096 EP05790096A EP1817125A2 EP 1817125 A2 EP1817125 A2 EP 1817125A2 EP 20050790096 EP20050790096 EP 20050790096 EP 05790096 A EP05790096 A EP 05790096A EP 1817125 A2 EP1817125 A2 EP 1817125A2
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    • B22D11/16Controlling or regulating processes or operations

Abstract

Ein Verfahren und ein Rollensegment (1) zum Bestimmen der Kernerstarrung und / oder der Sumpfspitze beim Stranggießen von Metallen, insbesondere von Stahlwerkstoffen, innerhalb eines Rollensegmentes (1) eines Stützrollengerüs­tes (2), dessen Oberrollen (4) tragender Oberrahmen (3) über in den Ecken (5a­5d) eines Polygons angeordnete hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten (6) gegen die Unterrollen (8) eines Unterrahmens (7) auf die jeweilige Strangdicke antriebsmäßig eingestellt werden, arbeiten genauer, wenn über ein unabhängi­ges Paar (14) aus Kolben-Zylinder-Einheiten (6) mit externer oder innerer Messeinrichtung (1 3a, 13) für das Anstellen einer drehangetriebenen, einzelnen Oberrolle (4) die Messwerte beim Positions- oder Kraftregeln zum Feststellen der Lage der Kernerstarrung und / oder der Sumpfspitze im Gießstrang berück­sichtigt werden.

Description

Verfahren und Rollensegment zum Bestimmen der Kemerstarrung und / oder der Sumpfspitze beim Stranggießen von Metallen, insbesondere von Stahl- Werkstoffen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Rollensegment zum Bestimmen der Kernerstarrung und / oder der Sumpfspitze beim Stranggießen von Metallen, insbesondere von Stahlwerkstoffen, innerhalb eines Rollensegmentes eines Stützrollengerüstes, dessen die Oberrollen tragenden Oberrahmen über in den Ecken eines Polygons angeordnete hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten gegen die Unterrollen eines Unterrahmens auf die jeweilige Strangdicke antriebsmäßig eingestellt werden.
Aus der EP 0 908256 B1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Brammen in einer Stranggießanlage bekannt, deren Strangführung aus der Stranggießkokille nachgeordneten Rollensegmenten besteht. Jeder Segment- rahmen ist zweigeteilt und die Rahmenteile sind mittels hydraulischen Kolben- Zylinder-Einheiten miteinander verspannt. Jedes Rollensegment weist hierzu vier Hydraulikzylinder auf, die paarweise einander gegenüberliegende Rollen zur Stützung und zur Förderung des erstarrenden Gießstranges verspannen. Zumindest eine dieser Rollen wird als Antriebsrolle zur Übertragung der Strang- förderkräfte mit einer definierten Anstellkraft gegen den Gießstrang gedrückt. Dabei wird der Rollenspalt zwischen der Rollenbahn der Festseite und der Rol¬ lenbahn der Losseite über Hydraulikzylinder mit integrierten elektronischen Weggebern bzw. Positionsgebern zueinander festgestellt, gemessen und erfor¬ derlichenfalls geregelt. Eine Feststellung der Lage der Sumpfspitze im Inneren des Gießstrangs erfolgt über die Bewegung des gesamten Oberrahmens und / oder eine Auswertung der vier Positionswerte in Verbindung mit den resultie¬ renden Kraftwerten der vier Hydraulikzylinder. Es hat sich gezeigt, dass diese Methode der Ermittlung der Sumpfspitze und der vorhergehenden Bereiche nicht ausreichend genau ist. Außerdem ist der Aufwand für nicht positionsgeregelte Rollensegmente sehr hoch.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass über ein un- abhängiges Paar aus Kolben-Zylinder-Einheiten mit externer Messeinrichtung oder innerer Messeinrichtung für das Anstellen einer drehangetriebenen, ein¬ zelnen Oberrolle die Messwerte beim Positions- oder Kraftregeln zum Feststel¬ len der Lage der Kernerstarrung und / oder der Sumpfspitze im Gießstrang be¬ rücksichtigt werden. Die gewonnenen Messergebnisse dienen vorteilhafterwei- se als Grundlage für erweiterte verfahrenstechnische Abläufe und Funktionen für den Betrieb und die Optimierung der Einstellparameter des Stranggießens und der Stranggießanlage. Die Vorgabe eines Positionswertes mit anschlie¬ ßender Auswertung der resultierenden Kraft oder die Vorgabe der Kraftwerte mit anschließender Auswertung der resultierenden Position kann als verfah- renstechnische Rückführung der Strangbeschaffenheit bzw. die Lage der Sumpfspitze verwendet werden. Die Feststellung der genauen Lage der Sumpfspitze kann hierbei im Gegensatz zur bisher bekannten Vorgehensweise, den gesamten Oberrahmen zur Messung heranzuziehen, in der Genauigkeit verbessert werden. Die Anwendung bezieht sich auf positionsgeregelte Seg- mente und eine unabhängige Installation für Segmente ohne Positionsregelung. Dabei wird die Ausrüstung kostengünstiger gestaltet.
Eine Voreinstellung einer erhöhten Genauigkeit kann nach weiteren Merkmalen dadurch erfolgen, dass die Messwerte an mehreren (ausgewählten) Rollen- Segmenten mit zumindest jeweils einem Paar aus unabhängigen Kolben- Zylinder-Einheiten gleichzeitig gemessen und alle Messdaten zu einem Mittel¬ wert verarbeitet werden.
Die mechanische Lösung der Erfindungsaufgabe wird dadurch erzielt, dass im Oberrahmen eine unabhängige, zur Befestigung einer externen Messeeinrich¬ tung oder zumindest einem Paar aus hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten dienenden Traverse mit einer drehangetriebenen, einzelnen Oberrolle zur Mes¬ sung der Daten für die Kaltstrang- oder die Warmstrangkraft vorgesehen ist. Die Traverse kann mit einem oder zwei hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten ausgeführt sein. Die Kolben-Zylinder-Einheiten werden in ihrer Position gere¬ gelt. Hierzu werden Positionsgeber in die Zylinder integriert oder eine externe Messeinrichtung an der Traverse angebracht. Ein Regelsystem übernimmt die festgestellten Positionswerte und regelt die Zylinder-Sollposition über ein hyd¬ raulisches Ventil. In gleicher Weise kann die einzelne Rolle in der Anstellkraft geregelt werden. Hierzu werden Drucksensoren in den Hydraulikzylindern (in beiden Zylinderkammern) oder in Verbindungsleitungen (zwischen Regelventil und Zylinder) eingebaut. Die Zylindersollkräfte werden über das hydraulische Regelventil geregelt.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass bei einer insgesamt ungeraden Anzahl von Oberrollen und Unterrollen zumindest eine mittlere Oberrolle und die gegenü- berliegende Unterrolle angetrieben sind.
Vorteilhaft ist sodann eine Anordnung des Rollensegmentes mit den erfin¬ dungsgemäßen Merkmalen in Gießrichtung als letztes Rollensegment des Stützrollengerüstes. Bei einem solchen Einsatz der positionsgeregelten Traver- se als letztes Gerüst eines Stützrollengerüstes ist eine Optimierung der Gie߬ geschwindigkeit bei maximaler Ausnutzung der Stranggießanlage und maxima¬ lem Durchsatz möglich. Eine Gefährdung, bedingt durch Ausbauchung des Stranges hinter der Stranggießvorrichtung bei zu hoch eingestellter Gießge¬ schwindigkeit, bei der der flüssige Sumpf die Strangführung verlässt, wird da- durch vermieden.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt, die nachstehend näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 ein oberes Rollensegment perspektivisch in einer Explosionsdar¬ stellung und Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Einheit aus Oberrahmen und
Unterrahmen, die in Mehrfachanordnung hintereinander ein Stütz¬ rollengerüst bildet.
Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Rollensegment 1 und Fig. 2 das Rollensegment 1 im eingebauten Zustand in einem Teil des Stützrollengerüstes 2. Ein Oberrahmen 3 trägt die Oberrollen 4. In den Ecken 5a, 5b, 5c, 5d eines Polygons sind hyd¬ raulische Kolben-Zylinder-Einheiten 6 montiert und mit einem Unterrahmen 7 über die Kolben verbunden. Der Unterrahmen 7 trägt die Unterrolle 8. Für das Anstellen der Oberrollen 4 gegen die jeweils zugehörige Unterrolle 8 ist der O- berrahmen 3 an seitlichen Ständern 9a und 9b in Führungen 10 gleitend gela¬ gert, so dass der Oberrahmen 3 mit seinen Oberrollen 4 entsprechende Bewe¬ gungen bei Änderung der Gießstrangdicke ( bspw. Ausbauchungen) ausführen kann.
Die Oberrollen 4 sind in Teillängen 4a, 4b und die Unterrollen 8 in Teillängen 8a, 8b ausgeführt und jeweils mittels Innenlagern 11 und Außenlagern 12 dreh¬ gelagert und innen gekühlt.
Das Verfahren zum Bestimmen der Kernerstarrung und / oder der Lage der Sumpfspitze beim Stranggießen von Metallen, insbesondere von Stahlwerkstof¬ fen, wird derart ausgeübt, dass über ein von den Oberrollen 4 und Unterrollen 8 unabhängige, externe Messeinrichtung 13 oder zumindest einem von den übri¬ gen Kolben-Zylinder-Einheiten 6 unabhängigen Paar 14 aus weiteren Kolben- Zylinder-Einheiten 14a, 14b mit einer inneren Messeinrichtung 13a für das An¬ stellen einer drehangetriebenen, einzelnen Oberrolle 4 die Messwerte beim Po- sitions- oder Kraftregeln zur Feststellung der Lage der Kernerstarrung und / o- der der Lage der Sumpfspitze im Gießstrang berücksichtigt werden. Die dreh¬ angetriebene einzelne Oberrolle 4 weist einen oberen Wellenstumpf 15 auf und die gegenüberliegende nicht anstellbare Unterrolle 8 einen unteren Wellen¬ stumpf 16, an die jeweilige Drehantriebe (nicht gezeigt) angeschlossen sind. Es können verfahrensbedingt auch die Messwerte an mehreren Rollensegmen¬ ten 1 mit zumindest jeweils einem Paar 14 aus unabhängigen Kolben-Zylinder- Einheiten 14a, 14b gleichzeitig gemessen und alle Messdaten zu einem Mittel¬ wert verarbeitet werden.
Gemäß Fig. 2 (vgl. auch Fig. 1) trägt der Oberrahmen 3 außer den polygonalen Kolben-Zylinder-Einheiten 6 auf der Losseite 17 (dem Oberrahmen 3 entspricht auf der Festseite 18 der fest angeordnete Unterrahmen 7) zwischen paarweisen Querwänden 19 eine Traverse 20, an der die einzelne, angetriebene Oberrolle 4 befestigt und drehgelagert ist. Die Traverse 20 ist mit Kranösen 21 ausgestat¬ tet, so dass eine Baueinheit bestehend aus der einzelnen Oberrolle 4 , dem unabhängigen Paar 14 aus Kolben-Zylinder-Einheiten 6 und der Messeinrich¬ tung 13 mit einem Kran herausgehoben oder eingesetzt werden kann. Das Paar 14 aus den beiden Kolben-Zylinder-Einheiten 6 ist über Gelenke 22 verbunden.
Im Ausführungsbeispiel ist bei einer insgesamt ungeraden Anzahl von Oberrol¬ len 4 und Unterrollen 8 zumindest die mittlere Oberrolle 4 über den Wellen¬ stumpf 15 angetrieben. Die gegenüberliegende Unterrolle 8 ist ebenfalls ange¬ trieben, wobei der untere Wellenstumpf 16 eine Antriebskraft synchron weiter- leitet.
Bezugszeichenliste
1 Rollensegment
2 Stützrollengerüst
3 Oberrahmen
4 Oberrolle
4a Teillänge
4b Teillänge
5a Ecke eines Polygons
5b Ecke eines Polygons
5c Ecke eines Polygons
5d Ecke eines Polygons
6 Kolben-Zylinder-Einheit
7 Unterrahmen
8 Unterrolle
8a Teillänge
8b Teillänge
9a Ständerbauteil
9b Ständerbauteil
10 Führung
11 Innenlager
12 Außenlager
13 Messeinrichtung
13a innere Messeinrichtung
14 unabhängiges Paar aus Kolben-Zylinder-Einheiten
14a Kolben-Zylinder-Einheit
14b Kolben-Zylinder-Einheit
15 oberer Wellenstumpf
16 unterer Wellenstumpf
17 Losseite Festseite
Querwand
Traverse
Kranöse
Gelenk

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen der Kernerstarrung und / oder der Sumpfspitze beim Stranggiessen von Metallen, insbesondere von Stahl, in einem Rollensegment (1) eines Stützrollengerüstes (2), dessen die Oberrollen (4) tragenden Oberrahmen (3) über in den Ecken (6a, 6b, 6c, 6d ) eines
Polygons angeordnete hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten (6) gegen die Unterrollen (8) eines Unterrahmens (7) auf die jeweilige Strangdicke antriebsmässig eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass über ein unabhängiges Paar (14) aus Kolben-Zylinder-Einheiten (6) mit externer Messeinrichtung (13) oder innerer Messeinrichtung (13a) für das Anstellen einer drehangetriebenen, einzelnen Oberrolle (4) die Messwerte beim Positionsoder Kraftregeln zum Feststellen der Lage der Kernerstarrung und / oder der Sumpfspitze im Giessstrang berücksichtigt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte an mehreren Rollensegmenten (1) mit zumindest jeweils einem Paar (14) aus unabhängigen Kolben-Zylinder-Einheiten
(14a, 14b) gleichzeitig gemessen und alle Messdaten zu einem Mittelwert verarbeitet werden.
3. Rollensegment (1 ) für ein Stützund Treibrollengerüst (2) in Stranggiess- Vorrichtungen für Metalle, insbesondere für Stahlwerkstoffe, mit polygonal paarweise angeordneten, hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten (6), bei dem die Rollenabstände der jeweiligen Strangdicke angepasst an der Losseite (17) eines anstellbaren, die Oberrollen (4) tragenden Ober-rahmens (3) zu den Unterrollen (8) des die Festseite (18) bildenden Unterrahmens (7) angestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass im Oberrahmen (3) eine unabhängige zur Befestigung einer externen Messeinrichtung (13) oder zumindest einem Paar (14) aus hydraulisehen Kolben-Zylinder-Einheiten (14a, 14b) dienenden Traverse (20) mit einer drehangetriebenen, einzelnen Oberrolle (4) zur Messung der Daten für die Kaltstrangoder die Warmstrangkraft vorgesehen ist.
4. Rollensegment nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass bei einer insgesamt ungeraden Anzahl von Oberrollen (4) und Unterrollen (8) zumindest eine mittlere Oberrolle (4) und die gegenüberliegende Unterrolle (8) angetrieben sind.
5. Rollensegment nach einem der Ansprüche 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine Anordnung in Giessrichtung als letztes Rollensegment (1) des Stützrollengerüstes (2).
EP20050790096 2004-10-06 2005-09-29 Verfahren und rollensegment zum bestimmen der kernerstarrung und/oder der sumpfspitze beim stranggiessen von metallen, insbesondere von stahlwerkstoffen Withdrawn EP1817125A2 (de)

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