EP2010347B1

EP2010347B1 - Spritzdüsen-verstelleinrichtung

Info

Publication number: EP2010347B1
Application number: EP07711678A
Authority: EP
Inventors: Kurt Fellinger; Horst Fuerhofer; Josef Guttenbrunner; Joachim Hammerl; Franz Josef HÖCHTEL; Othmar Kriegner; Johann Poeppl; Thomas Starrermair; Helmut Wahl; Guenter Ziegler
Original assignee: Siemens VAI Metals Technologies GmbH and Co; Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
Current assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2027-02-27
Also published as: ATE463311T1; AT503526A1; CN101432086B; UA95477C2; AT503526B1; KR20090010999A; RU2431542C2; PL2010347T3; ES2343380T3; DE502007003406D1; CN101432086A; EP2010347A1; WO2007121804A1; RU2008146398A

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzdüsen-Verstelleinrichtung in einer Strangführung einer Brammen-Stranggießanlage zur Herstellung von Metallsträngen unterschiedlicher Strangbreite, wobei die Strangführung in einem Gerüstrahmen abgestützte Strangführungsrollen umfasst, die eine Transportbahn für den Metallstrang bilden und dieser Transportbahn in einer normal zur Strangförderrichtung liegenden Ebene zwischen benachbarten, in Strangförderrichtung aufeinander folgenden, Strangführungsrollen mindestens zwei Spritzdüsen zugeordnet sind, mit denen fächerförmige Kühlmittelstrahlen auf eine Breitseitenfläche (1 a, 1 b) des Metallstranges aufgebracht werden und die jeweils mit einer Verstelleinrichtung zur Änderung des Abstandes der Spritzdüsen zueinander und zur Änderung des Normalabstandes der Spritzdüsen von der Transportbahn verbunden sind und jeder in einer normal zur Strangförderrichtung liegenden Ebene angeordnete Spritzdüse ein Spritzdüsenhalter zugeordnet ist.
In einer Stranggießanlage wird der die Stranggießkokille verlassende, zumindest teilerstarrte Strang in der nachgeordneten Strangführung, die zumeist von aufeinander abfolgenden Strangführungsabschnitten gebildet ist, einer intensiven Spritzkühlung unterworfen. Das Kühlmittel, zumeist zerstäubtes Wasser oder ein Wasser-Luft-Gemisch, wird mittels Sprühdüsen fächerförmig in einen Freiraum zwischen in Strangförderrichtung aufeinanderfolgende Strangführungsrollen gespritzt. Da in einer Stranggießanlage üblicherweise Metallstränge mit unterschiedlicher Strangbreite gegossen werden, ist es notwendig, die Spritzdüsen so zu positionieren, dass eine gleichmäßige Kühlmittelbeaufschlagung der Strangoberfläche in einer normal zur Strangtransportrichtung liegenden Ebene erreicht wird. Bei Strängen mit Brammenquerschnitten beschränkt sich diese Kühlung hierbei vorwiegend auf die Breitseitenflächen des gegossenen Stranges.
Bei Brammenquerschnitten sind mit zunehmender Brammenbreite zwei, gegebenenfalls drei Spritzdüsen nebeneinander angeordnet, um eine annähernd gleichmäßige Kühlmittelbeaufschlagung auf der Breitseitenfläche einer Bramme zu gewährleisten und eine möglichst gleichmäßige Kühlung des Metallstranges sicherzustellen. Eine ungleichmäßige Kühlung führt zu Rissbildungen an der Bramme speziell im Oberflächen- und Kantenbereich.
Zur Sicherstellung einer gleichmäßigen Kühlmittelaufbringung ist es daher bereits bekannt, Verstelleinrichtungen zur Veränderung des Abstandes von in einer Normalebene zur Strangtransportrichtung angeordneten Spritzdüsen zueinander und des Normalabstandes der Spritzdüsen von der Oberfläche des Metallstranges anzuordnen. Damit soll eine unerwünschte Überlappung der Spritzfächer benachbarter Sprühdüsen und ein Überspritzen der Brammenkanten vermieden werden.
Aus der DE 25 07 971 A1 ist bereits eine Düsenverstelleinrichtung bekannt, bei der mehrere Spritzdüsen an einem Hebelsystem, z.B. nach Art eines Parallellenkersystems angelenkt sind. Eine Verstellung dieses Hebelsystems bewirkt bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel mit drei in einer Ebene angeordneten Spritzdüsen die Ausbildung von drei Sprühfächern, die bei jeder gewählten Brammenbreite mit konstantem Überlappungsbereich und ohne Überspritzen der Brammenkanten von einer Betriebsposition in eine weitere Betriebsposition verstellbar sind. Hierzu wird ein Element des Hebelmechanismus mit einer Verstellspindel in die gewünschte Richtung verschoben.
Aus der DE 26 36 666 B1 ist ebenfalls eine Düsenverstelleinrichtung bekannt, die von mehreren gekoppelten Parallellenkersystemen gebildet wird, wobei jedes dieser Parallellenkersysteme eine Spritzdüse trägt und das Gesamtsystem mittels Handrad von einer Betriebsposition in eine weitere Betriebsposition entsprechend der gewählten Brammenbreite verstellbar ist.
Ähnliche Düsenverstelleinrichtungen für verschiedene Strangformate sind weiters aus der DE 30 39 443 A1 , der DE 32 07 668 A1 und der EP 0 028 686 A1 bereits bekannt.
Die Düsenverstelleinrichtungen arbeiten innerhalb der Strangführung im geringen Abstand zum heißen Metallstrang in einem thermisch hoch belasteten Bereich und unterliegen zusätzlich einer hohen Schmutzbelastung, sodass die Gelenkverbindungen dieser komplexen kinematischen Ketten in ihrer Funktionalität störungsanfällig sind. Zusätzlich befinden sich diese beweglichen Einbauten in den Strangführungselementen bzw. -segmenten in schwer zugänglichen Bereichen, wodurch Reparaturarbeiten schwer durchzuführen sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die zuvor beschriebenen Nachteile zu vermeiden und eine Spritzdüsenverstelleinrichtung vorzuschlagen, die sich durch besondere Wartungsfreundlichkeit und gute Zugänglichkeit auszeichnet.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Spritzdüsen-Verstelleinrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass der Spritzdüsenhalter an einem Stellkolben mindestens einer Verstelleinrichtung befestigt ist, wobei bei einer axialen Verstellbewegung des Stellkolbens eine zu dieser axialen Verstellbewegung parallele Verstellbewegung der Spritzdüsen erfolgt und die Verstelleinrichtung am Gerüstrahmen der Strangführung in einem von der Transportbahn entfernt liegenden, frei zugänglich äußeren Bereich der Strangführung befestigt ist. Damit sind alle Verstell- und Steuereinrichtungen in einem von thermischer Beeinflussung abgelegenen Bereich positioniert. Eine bei den gegebenen Betriebsbedingungen stabile Anordnung wird durch eine keine Relativbewegung zwischen Stellkolben und Spritzdüsenhalter zufassende Verbindung dieser beiden Bauteile sichergestellt.
Um bei allen möglichen Strangbreiten eine optimale Kühlmittelverteilung über die jeweils eingestellte Strangbreite sicherzustellen, ist es zweckmäßig, dass der Neigungswinkel des Stellkolbens der Verstelleinrichtung zur gedachten Oberfläche der Transportbahn in einer normal zur Strangförderrichtung liegenden Ebene dem Öffnungswinkel des aus der Spritzdüse austretenden Kühlmittelstrahles enspricht. Auch der Öffnungswinkel des Kühlmittelstrahles liegt in dieser Ebene. Hierbei ist der Öffnungswinkel des aus der Spritzdüse austretenden Kühlmittelstrahles und damit die Gestaltung der Spritzdüse so festzulegen, dass der vom Abstand der Sprühdüse von der Metallstrangoberfläche abhängige Sprühdruck des auf die Strangoberfläche auftreffenden Kühlmittelstrahles nicht zu stark variiert. Durch den Öffnungswinkel und den Abstand der Düsenöffnung von der Strangoberfläche wird die spezifische Kühlmittelaufbringung und damit die Kühlleistung an der Strangoberfläche beeinflusst.
Als Kühlmittel wird aufbereitetes Kühlwasser (Wasserkühlung) oder mit einem Zerstäubermittel, vorzugsweise Luft, zerstäubtes Kühlwasser (Air-Mist-Kühlung) verwendet.
Die Anzahl der notwendigen Verstelleinrichtungen entlang der Strangführung soll minimiert werden. Dies kann erreicht werden, indem in mehreren in Strangförderrichtung hintereinander liegenden Ebenen entlang der Transportbahn hintereinander angeordnete Spritzdüsen einem sich in Strangförderrichtung erstreckenden Spritzdüsenhalter zugeordnet und mit diesem synchron verstellbar sind.
Zur Vermeidung von Schwingungen am Spritzdüsenhalter und zu dessen generellen Stabilisierung ist der Spritzdüsenhalter mit mindestens einem Führungselement an der Verstelleinrichtung geführt. Zweckmäßig sind die Längsachse des Stellkolbens der Verstelleinrichtung und die Längsachsen des mindestens einem Führungselementes in einer Ebene angeordnet und der Stellkolben der Verstelleinrichtung ist vorzugsweise zwischen zwei Führungselementen angeordnet.
Die Verstelleinrichtung umfasst vorzugsweise einen hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Druckmittelzylinder.
Die Spritzdüse umfasst neben dem eigentlichen Düsenkörper, in dem die Zerstäubung des Spritzmittel und an dessen Austrittsöffnung die Ausbildung des Sprühfächers erfolgt, eine Kühlmittelleitung und eine Kühlmittel-Durchführung, wobei die Kühlmittel-Durchführung an den Spritzdüsenhalter angeschlossen ist, und die Kühlmittelleitung in einem Führungselement in einer normal zur Strangförderrichtung liegenden Ebene verschiebbar geführt ist und das Führungselement in einem Strangführungsrollen-Traggerüst am Gerüstrahmen dieses Strangführungsrollen-Traggerüstes befestigt ist. Die Kühlmittelleitung umfasst bei einer Zweistoffkühlung sowohl eine Leitung für das Kühlwasser als auch eine Leitung für das Zerstäubermittel.
Zur Gewährleistung einer leichten Montage und Demontage der Verstelleinrichtung und/oder der Spritzdüse ist das Führungselement für die Aufnahme der Kühlmittelleitung als Führungsgabel mit einem in einer normal zur Strangförderrichtung liegenden offenen Führungsschlitz ausgebildet. Das Führungselement kann einstellbar ausgebildet sein, um eine genaue Positionierung der Spritzdüsen zwischen aufeinanderfolgenden Strangführungsrollen zu ermöglichen.
Um auch im Anlagenbereich mit gebogenen Strangführungsrollen-Traggerüst mehrere in Strangförderrichtung hintereinander angeordnete Spritzdüsen an einem gemeinsamen Spritzdüsenhalter befestigen zu können und gleichzeitig eine eindeutige Positionierung des Sprühfächers zwischen den Strangführungsrollen sicher zu stellen, ist die Kühlmittel-Durchführung als Drehdurchführung ausgebildet, die eine Schwenkbewegung in einer parallel zur Strangförderrichtung liegenden Ebene zulässt.
Zur Vermeidung von Eigenschwingungen der langen Spritzdüsen und von Schwingungen, die durch Rückstoßkräfte des aus den Düsenöffnungen austretenden Kühlmittelstrahles hervorgerufen werden, ist die Kühlmittelleitung mit einem Stützblech in einer normal zur Strangförderrichtung liegenden Ebene verstärkt.
Bei überbreiten Brammen ist es zweckmäßig mehr als zwei Spritzdüsen nebeneinander anzuordnen. Bei der Anordnung von mindestens drei Spritzdüsen in einer normal zur Strangförderrichtung liegenden Ebene sind die Spritzdüsenhalter der außen liegenden Spritzdüsen mit einem Verbindungsgestänge verbunden und zwischen diesen außen liegenden Spritzdüsen angeordnete weitere Spritzdüsen sind mit ihren Spritzdüsenhaltern an diesem Verbindungsgestänge aufgehängt.
Eine konstruktiv einfache Ausführungsform besteht darin, dass bei Anordnung von mindestens 3 Spritzdüsen in einer normal zur Strangförderrichtung liegenden Ebene die innenliegenden Spritzdüsen an einem unverstellbar festgelegten Spritzdüsenhalter befestigt sind.
Zur automatischen Anpassung der Düsenpositionen an die aktuelle Brammenbreiten sind jeder Verstelleinrichtung Regel- und Steuereinrichtungen, insbesondere ein Weggeber und ein vorzugsweise hydraulisches Stellglied zur Positionsfestlegung des Stellkolbens, zugeordnet, die ihrerseits mit dem Anlagenleitsystem verbunden sind.
Vorzugsweise umfasst die Verstelleinrichtung zur Positionierung der Spritzdüsen ein hydraulisches Stellglied mit Schaltventilen, die über einen Dreipunktregler oder über einen pulsweitenmodulierten Regler angesteuert sind.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen wird, die folgendes zeigen:

Fig. 1: das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Spritzdüsen-Verstelleinrichtung für zwei unterschiedliche Strangbreiten an einer Seite eines gegossenen Stahlstranges in einer schematischen Darstellung in einer Schnittebene normal zur Strangtransportrichtung durch die Strangführung einer Stranggießanlage,
Fig. 2: das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Spritzdüsen-Verstelleinrichtung bei zwei unterschiedlichen Strangbreiten an einer Seite eines gegossenen Stahlstranges in einer schematischen Darstellung in einem Teillängsschnitt durch die Strangführung einer Stranggießanlage,
Fig. 3: Darstellung der geometrischen Lageveränderung einer Spritzdüse zwischen benachbarten Strangführungsrollen in einer gebogenen Strangführung,
Fig. 4: die Befestigung einer Spritzdüse an einem Spritzdüsenhalter nach einer ersten möglichen Ausführungsform,
Fig. 5: die Befestigung einer Spritzdüse an einem Spritzdüsenhalter nach einer zweiten möglichen Ausführungsform,
Fig. 6: eine Draufsicht auf eine Verstelleinrichtung mit Spritzdüsenhalter,
Fig. 7: eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzdüsen-Verstelleinrichtung mit 3 Spritzdüsen in einer Schnittebene normal zur Strangtransportrichtung durch die Strangführung einer Stranggießanlage.

In den Figuren 1 und 2 ist die Anordnung der erfindungsgemäßen Spritzdüsen-Verstelleinrichtung in der Strangführung einer Brammen-Stranggießanlage schematisch dargestellt. Fig. 2 veranschaulicht in einem Teillängsschnitt durch die Stranggießanlage den Übergangsbereich von einem gebogenen Abschnitt der Strangführung in einen geraden Abschnitt der Strangführung im Auslaufbereich einer Stranggießanlage, an Hand dem die wesentliche Komponenten der Spritzdüsen-Verstelleinrichtung und ihre Vorteile in diesen beiden geometrisch unterschiedlichen Positionen offensichtlich werden.
Ein in einer nicht dargestellten Stranggießkokille gegossener Metallstrang 1 wird nach dem Austritt aus der Stranggießkokille in einer Strangführung 2 von Strangführungsrollen 3 an den einander gegenüberliegenden Breitseitenflächen 1 a, 1 b gestützt und durch die Strangführung in Strangförderrichtung R von einer im Wesentliche vertikalen Gießrichtung in eine horizontale Transportrichtung umgelenkt. Zwischen in Strangförderrichtung aufeinanderfolgenden Strangführungsrollen 3a, 3b, 3c, 3d, 3e sind jeweils Spritzdüsen 4, 5, 6, 7, 8 angeordnet, wobei in einer Ebene normal zur Strangtransportrichtung, beispielsweise in einer Schnittebene im Bereich der Spritzdüse 5 zwei Spritzdüsen 5a, 5b angeordnet sind, mit denen fächerförmige Kühlmittelstrahlen 9a, 9b so auf eine Breitseitenfläche 1a des Metallstranges 1 aufgebracht werden, dass ein weitgehend gleichmäßiger Kühlmittelauftrag erfolgt. Wenn beispielsweise ein im Vergleich zum Metallstrang 1 breiterer Metallstrang 1' gegossen wird, so erfolgt eine Anpassung der Positionen der Spritzdüsen 5a, 5b entsprechend der durch die Bezugszeichen 5a' und 5b' strichliert dargestellt Positionen. Damit werden automatisch fächerförmige Kühlmittelstrahlen 9a'und 9b'eingestellt, mit denen wiederum die gesamte Strangbreite gleichmäßig gekühlt werden kann. Die benötigte Kühlmittelmenge kann beispielsweise durch einen erhöhten Spritzdruck an die nunmehr größere Strangbreite reguliert werden. Die in der Strangführung 2 in zwei Reihen, von denen nur eine Reihe dargestellt ist, angeordneten und im Gerüstrahmen 2a abgestützten Strangführungsrollen 3, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e bilden eine Transportbahn 1c für den gegossenen Metallstrang.
Jeder Spritzdüse 5a, 5b ist an einem Spritzdüsenhalter 10 angeschlossen, der seinerseits mit dem Stellkolben 11 einer Verstelleinrichtung 12, keine Relativbewegung zulassend, fest verbunden ist. In Fig. 2 ist die Verstelleinrichtung 12 mit dem Stellkolben 11 lediglich schematisch durch einen die gemeinsame Bewegungsmöglichkeit des Stellkolbens und des Spritzdüsenhaltes 10 veranschaulichenden Doppelpfeil angedeutet. Die Verstelleinrichtung 12 umfasst einen hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Druckmittelzylinder 40. Der Spritzdüsenhalter 10 wird beispielsweise bei einem Formatwechsel von einem Metallstrang 1 mit einer ersten Breiten zu einem Metallstranges 1' mit einer zweiten, beispielsweise größeren Breite durch Zurückziehen des Stellkolbens 11 der Verstelleinrichtung 12 in eine Position entsprechend dem Spritzdüsenhalter 10' gebracht, wodurch der für diese Gießbreite optimale Kühlmittelstrahl eingestellt wird. Die Verstelleinrichtung 12 ist an der Rahmenkonstruktion der Strangführung 2 in einem Bereich befestigt, der vom heißen Metallstrang möglichst weit entfernt ist, somit an einer Tragkonsole 13 an der vom heißen Metallstrang 1 abgelegenen Seite der Strangführungs-Rahmenkonstruktion.
Die Spritzdüsenhalter 10, 10' erstrecken sich im Wesentlichen in Strangförderrichtung über einen Längsbereich, der mehrere hintereinander angeordnete Sttrangführungsrollen 3a, 3b, 3c oder 3c, 3d, 3e, ... umfasst. Mehrere in diesen jeweiligen Bereich in Strangförderrichtung hintereinander angeordnete Spritzdüsen 4, 5, 6 oder 7, 8, sind an einem gemeinsamen Spritzdüsenhalter 10, 10' befestigt und können bei einer auf den Spritzdüsenhalter ausgeübten Verstellbewegung gemeinsam verstellt werden. Für den nicht näher dargestellten bei Stahlstranggießanlagen übliche Fall, dass die Strangführung aus mehreren Strangführungssegmenten aufgebaut ist, können alle in Strangförderrichtung hintereinander angeordnete und an einem sich über die Längserstreckung des Strangführungssegmentes erstreckenden Spritzdüsenhalter befestigten Spritzdüsen gemeinsam mit einer Verstellbewegung des Spritzdüsenhalters positioniert werden. Damit wird der Verrohrungsaufwand der Spritzkühlung für jedes Segment wesentlich vereinfacht und die Anzahl der notwendigen Verstelleinrichtungen auf zumeist zwei minimiert.
Bei besonders breiten Metallsträngen, speziell bei einer Strangbreite über 2,0 m, sind drei Verstelleinrichtungen für drei nebeneinander angeordnete Spritzdüsen notwendig, um über die Strangbreite einen gleichmäßigen Kühlmittelauftrag zu gewährleisten.
Bei einem geraden Strangführungsabschnitt, wie er in der rechten Bildhälfte der Figur 2 dargestellt ist, werden die Spritzdüsen 7, 8 zwischen benachbarten Strangführungsrollen 3c, 3d, 3e in einer Parallelbewegung gemeinsam von der Strangoberfläche weg oder zu ihr hin verschoben, wobei die mittige Ausrichtung der Spritzdüsen zwischen den Strangführungsrollen erhalten bleibt. Bei einem bogenförmigen Strangführungsabschnitt, wie er in der linken Bildhälfte der Figur 2 dargestellt ist, käme es durch die Parallelverlagerung der Spritzdüsen 4, 5 zum Verlust der mittigen Position zwischen den Strangführungsrollen in unterschiedlichem Ausmaß. Diese Verhältnisse sind in Figur 3 dargestellt. Durch die Parallelverschiebung würde der Kühlmittelstrahl plötzlich direkt auf eine der Strangführungsrollen auftreffen. Um die Spritzdüsen bei jeder beliebigen gießbreitenabhängigen Position des Spritzdüsenhalters mittig auf den Spalt zwischen benachbarten Strangführungsrollen einstellen zu können, ist jede Spritzdüse 4, 5, 6 innerhalb der bogenförmigen Strangführung mit einer Kühlmittel-Durchführung 15 schwenkbeweglich am Spritzdüsenhalter 10 befestigt. Gleichzeitig ist die lange Kühlmittelleitung 16, die sich zwischen der Kühlmittel-Durchführung 15 und dem Spritzdüsenkopf 17 quer durch die Rahmenkonstruktion der Strangführung erstreckt, in einem Führungselement 18 geführt, die an der Rahmenkonstruktion der Strangführung befestigt ist. Das Führungselement 18 ist als Führungsgabel 19 mit einer in einer normal zur Strangförderrichtung liegenden Ebene offenen Führungsschlitz 19a ausgebildet. In diesem Führungsschlitz 19a ist die Kühlmittelleitung 16 gleitend lagefixiert und ermöglicht eine Ausrichtung des Spritzdüsenkopfes 17 und damit des Kühlmittelstrahles 9 auf die Mitte zwischen benachbarten Strangführungsrollen 3a, 3b, .... Durch die schwenkbewegliche Befestigung der Kühlmittel-Durchführung 15 bzw. der Spritzdüse 4, 5, ... am Spritzdüsenhalter 10 wird ein Verbiegen der Spritzdüse im Bereich der Kühlmittelleitung vermieden. Die Führungselemente 18 sind an der nicht näher dargestellten Rahmenkonstruktion der Strangführung 2 befestigt.
Zur Vermeidung von Schwingbewegungen der Spritzdüsen sind im Bereich gekröpfter Kühlmittelleitungen 16 Stützbleche 20 angeordnet, die in einer normal zur Strangförderrichtung liegenden Ebene die Biege- bzw. Schwingungsstabilität der Kühlmittelleitungen verstärken (Fig. 1). Bei einer Zweistoffkühlung (Air Mist Kühlung) umfasst die Kühlmittelleitung eine Leitung für das eigentliche Kühlmittel und eine Leitung für das Zerstäubermittel. Die Mischung der beiden Komponenten und die Ausbildung des Kühlmittelstrahles 9 erfolgt im Spritzdüsenkopf 17.
Eine mögliche erste Ausführungsform für die konstruktive Gestaltung des Spritzdüsenhalters 10 und einer Befestigung der Spritzdüse 4 am Spritzdüsenhalter ist in Figur 4 dargestellt. Der Spritzdüsenhalter 10 umfasst zwei Profilrohre 22, 23 für die Zuleitung, Durchleitung und Verteilung eines Kühlmittels, wie aufbereitetes Kühlwasser, und eines Zerstäubermediums, wie vorzugsweise Luft, zu einer beliebigen Anzahl von Spritzdüsen 4. Die Profilrohre 22, 23 sind mit Verbindungslaschen 24, 25 zum schwingungsstabilen Spritzdüsenhalter verbunden. Den Profilrohren sind seitlich Montageleisten 26, 27 zugeordnet, die im Bereich von Durchtrittsöffnungen 28, 29 Montageflächen 30 für die dichte Befestigung der Kühlmittel-Durchführung 15 der Spritzdüse aufweisen. Die Durchtrittsöffnungen 28, 29 korrespondieren mit Medienleitungen in der Spritzdüse, die durch deren Mittellinien angedeutet sind. Die Durchtrittsöffnungen 28, 29 in den Montageleisten 26, 27 sind gegebenenfalls als Langlöcher 32 ausgebildet, um auch bei einer Schwenkbewegung der Spritzdüse keine Querschnittsverengung entstehen zu lassen. Die Spritzdüse ist mit einer Verbindungsschraube 31 am Spritzdüsenhalter 10 befestigt. Zur Gewährleistung einer dichten Verbindung der Bauteile bei gleichzeitiger Sicherstellung einer Verschwenkmöglichkeit der Spritzdüse können der Verbindungsschraube ein Federelement und den Durchgangsöffnungen Dichtelemente zugeordnet werden.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform für die konstruktive Gestaltung des Spritzdüsenhalters 10 und einer Befestigung der Spritzdüse 4 am Spritzdüsenhalter ist in Figur 5 veranschaulicht. Der Spritzdüsenhalter 10 umfasst wiederum zwei im Abstand zueinander fest verbundene Profilrohre 22, 23 für die Zuführung von Kühlmittel und Zerstäubermittel zu den Spritzdüsen. An und in die Profilrohre sind entsprechend der Anzahl der angeschlossenen Spritzdüsen Gleitbüchsen 33 für die drehbewegliche Aufnahme von Drehdurchführungen 34 eingeschweißt, durch die das Kühlmittel und das Zerstäubermittel durch Durchtrittsöffnungen 28, 29 in die Kühlmittel-Durchführung 15 der Spritzdüse 4 geleitet wird. Die Spritzdüse 4 ist mit ihrer Kühlmittel-Durchführung 15 an der Montagefläche 30 der Drehdurchführung 34 festgeschraubt und gemeinsam mit der Drehdurchführung schwenkbar und in Richtung der Schwenkachse 36 durch einen Stellring 37 axial begrenzt in den Gleitbüchsen 33 des Spritzdüsenhalters 10 abgestützt. Die Durchtrittsöffnungen 28, 29 sind im Übergangsbereich der Gleitbüchse zur Drehdurchführung durch mehrere Dichtringe 38 abgedichtet.
Der prinzipielle Aufbau der auf einer Tragkonsole 13 der Rahmenkonstruktion der Strangführung 2 befestigten Verstelleinrichtung 12 ist in Figur 6 näher veranschaulicht. Die Verstelleinrichtung 12 umfasst einen hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Druckmittelzylinder 40 mit einem Stellkolben 11, der mit dem Spritzdüsenhalter 10 starr verbunden ist. Der Spritzdüsenhalter trägt zwei von Führungsstangen gebildete Führungselemente 41, die beiderseits des Stellkolbens parallel zu diesem, in einer gemeinsamen Ebene mit dem Stellkolben 11 liegend, angeordnet sind. Die Führungselemente 41 durchsetzen den Grundrahmen 42 der Verstelleinrichtung und sind in diesem in Axialrichtung der Führungselemente gleitend verschiebbar und führen bei Betätigung des Druckmittelzylinders 40 eine mit dem Stellkolben 11 synchrone Bewegung durch. Die Führungselemente 41 dienen der Stabilisierung des Spritzdüsenhalters 10. Am Spritzdüsenhalter sind jeweils eine elastische Zuführleitungen 43, 44 für Kühlmittel und Zerstäubungsmittel zur Medienversorgung von sechs Spritzdüsen 4, 5, 6, 7 ... angeschlossen. Damit wird eine wesentliche Vereinfachung der Kühlmittelverrohrung in der baulich beengten Strangführung sichergestellt.
Fig. 7 zeigt die Anordnung von 3 Spritzdüsen 5a, 5b, 5c in einer normal zur Strangförderrichtung liegenden Ebene zwischen benachbarten Strangführungsrollen. Während die außenliegenden, die Randbereiche einer Bramme kühlenden Spritzdüsen 5a, 5b in der bereits unter Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Art an unterschiedliche Strangbreiten anpassbar angeordnet sind, ist die innenliegende, den Zentralbereich der Bramme kühlende Spritzdüse 5c in ihrer Lage unveränderbar. Sie ist an einem fest montierten Spritzdüsenhalter 10 angeordnet. Es ist allerdings auch möglich, dass der Spritzdüsenhalter dieser mittig angeordneten Spritzdüse mit dem Stellkolben einer strichliert dargestellten Verstelleinrichtung 12 verbunden ist und alle 3 Spritzdüsen mit aufeinander abgestimmten Verstellbewegungen an unterschiedlichen Strangbreiten angepaßt werden.
Jeder Verstelleinrichtung 12 sind Regel- und Steuereinrichtungen 45 zugeordnet, die mit dem Anlagenleitsystem 46 verbunden sind und die zumindest einen Weggeber und ein vorzugsweise hydraulisches Stellglied zur Positionsfestlegung der Spritzdüsen umfassen (Fig. 1). Im Anlagenleitsystem werden Grundeinstellungen der Stranggießanlage vorgenommen, die beispielsweise durch die Vorgabe eines Gießformates und der Stahlqualität vorgegeben sind und die die Position der Spritzdüsen in der Strangführung vorbestimmen. Diese Vorgabewerte für die Positionierung der Spritzdüsen werden von den Regel- und Steuereinrichtungen synchron angefahren.

Claims

Spritzdüsen-Verstelleinrichtung in einer Strangführung (2) einer Brammen-Stranggießanlage zur Herstellung von Metallsträngen unterschiedlicher Strangbreite, wobei die Strangführung in einem Gerüstrahmen (2a) abgestützte Strangführungsrollen (3, 3a, 3b, 3c, ...) umfasst, die eine Transportbahn (1c) für den Metallstrang bilden und dieser Transportbahn in einer normal zur Strangförderrichtung (R) liegenden Ebene zwischen benachbarten, in Strangförderrichtung aufeinander folgenden Strangführungsrollen mindestens zwei Spritzdüsen (5a, 5b) zugeordnet sind, mit denen fächerförmige Kühlmittelstrahlen auf eine Breitseitenfläche (1 a, 1 b) des Metallstranges aufgebracht werden und die jeweils mit einer Verstelleinrichtung (12) zur Änderung des Abstandes der Spritzdüsen zueinander und zur Änderung des Normalabstandes der Spritzdüsen von der Transportbahn verbunden sind und jeder in einer normal zur Strangförderrichtung liegenden Ebene angeordneten Spritzdüse (5a, 5b) ein Spritzdüsenhalter (10) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Spritzdüsenhalter an einem Stellkolben (11) mindestens einer Verstelleinrichtung (12) befestigt ist, wobei bei einer axialen Verstellbewegung des Stellkolbens eine zu dieser axialen Verstellbewegung parallele Verstellbewegung der Spritzdüsen erfolgt und die Verstelleinrichtung (12) am Gerüstrahmen (2a) der Strangführung (2) in einem von der Transportbahn (1 c) entfernt liegenden, frei zugänglichen äußeren Bereich der Strangführung befestigt ist.
Spritzdüsen-Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (α) des Stellkolbens (11) der Verstelleinrichtung (12) zur Transportbahn des Metallstranges in einer normal zur Strangförderrichtung liegenden Ebene dem Öffnungswinkel (β) des aus der Spritzdüse (5a, 5b) austretenden Kühlmittelstrahles (9) entspricht.
Spritzdüsen-Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mehreren in Strangförderrichtung hintereinander liegenden Ebenen entlang der Transportbahn hintereinander angeordnete Spritzdüsen (4, 5, 6, 7, 8) einem sich in Strangförderrichtung erstreckenden Spritzdüsenhalter (10) zugeordnet und mit diesem synchron verstellbar sind.
Spritzdüsen-Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spritzdüsenhalter (10) mit mindestens einem Führungselement (41) an der Verstelleinrichtung (12) geführt ist.
Spritzdüsen-Verstelleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des Stellkolbens (11) der Verstelleinrichtung (12) und die Längsachsen des mindestens einem Führungselementes (41) in einer Ebene angeordnet sind und der Stellkolben (11) der Verstelleinrichtung (12) zwischen zwei Führungselementen (41) angeordnet ist.
Spritzdüsen-Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (12) einen hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Druckmittelzylinder (40) umfasst.
Spritzdüsen-Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzdüse eine Kühlmittelleitung (16) und eine Kühlmittel-Durchführung (15) umfasst und die Kühlmittel-Durchführung an den Spritzdüsenhalter (10) angeschlossen ist, dass die Kühlmittelleitung (16) in einem Führungselement (18) in einer normal zur Strangförderrichtung liegenden Ebene verschiebbar geführt ist und dass das Führungselement (18) in einem Gerüstrahmen der Strangführung (2) befestigt ist.
Spritzdüsen-Verstelleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (18) für die Aufnahme der Kühlmittelleitung (16) als Führungsgabel (19) mit einem in einer normal zur Strangförderrichtung liegenden offenen Führungsschlitz (19a) ausgebildet ist.
Spritzdüsen-Verstelleinrichtung nach Anspruch 7 oder 8. dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittel-Durchführung (15) an eine Drehdurchführung (34) angeschlossen ist und eine Schwenkbewegung in einer parallel zur Strangförderrichtung liegenden Ebene zulässt.
Spritzdüsen-Verstelleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelleitung (16) mit einem Stützblech (20) in einer normal zur Strangförderrichtung liegenden Ebene verstärkt ist.
Spritzdüsen-Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Anordnung von mindestens drei Spritzdüsen (5a, 5b, 5c) in einer normal zur Strangförderrichtung liegenden Ebene die Spritzdüsenhalter (10) der außen liegenden Spritzdüsen (5a, 5b) mit einem Verbindungsgestänge verbunden sind und zwischen diesen außen liegenden Spritzdüsen (5a, 5b) angeordnete weitere Spritzdüsen (5c) mit ihren Spritzdüsenhaltern (10) an diesem Verbindungsgestänge aufgehängt sind.
Spritzdüsen-Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anordnung von mindestens drei Spritzdüsen (5a, 5b, 5c) in einer normal zur Strangförderrichtung liegenden Ebene die innen liegenden Spritzdüsen (5c) an einem unverstellbar festgelegten Spritzdüsenhalter (10) befestigt sind.
Spritzdüsen-Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verstelleinrichtung (12) Regel- und Steuereinrichtungen (45) zugeordnet sind, die mit dem Anlagenleitsystem (46) verbunden sind.
Spritzdüsen-Verstelleinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (12) zur Positionierung der Spritzdüsen (4) ein hydraulisches Stellglied mit Schaltventilen umfasst, die über einen Dreipunktregler oder über einen pulsweitenmodulierten Regler angesteuert sind.
Spritzdüsen-Verstelleinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel- und Steuereinrichtungen (45) als ein Weggeber und ein vorzugsweise hydraulisches Stellglied zur Positionsfestlegung des Stellkolbens ausgeführt sind.