EP2275216B1 - Mittel zum Oszillieren einer Stanggiesskolille - Google Patents

Mittel zum Oszillieren einer Stanggiesskolille Download PDF

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EP2275216B1
EP2275216B1 EP20100450075 EP10450075A EP2275216B1 EP 2275216 B1 EP2275216 B1 EP 2275216B1 EP 20100450075 EP20100450075 EP 20100450075 EP 10450075 A EP10450075 A EP 10450075A EP 2275216 B1 EP2275216 B1 EP 2275216B1
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EP
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clamping element
die
base frame
mold
element pairs
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Heinz Rumpler
Leonhard Paar
Helmut Riegelnegg
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TBR CASTING TECHNOLOGIES GmbH
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TBR CASTING TECHNOLOGIES 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
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/053—Means for oscillating the moulds

Definitions

  • the invention relates to a means for oscillating a continuous casting mold in a plant for a continuous casting of metals, comprising essentially a stationary holding part and a with this means axmaschinen directed clamping element pairs held perpendicular to the strand axis, movable by an oscillating mold mold.
  • Continuous casting plants or facilities for continuous casting of steel have one or more oscillating continuous casting mold (s) connected to oscillating frames, which (according to the prior art) are held by springs or clamping elements extending transversely to the casting direction on both sides.
  • the continuous casting mold or the oscillating frame is in two planes respectively opposite to the clamping elements, also called springs, fixed in one point, wherein the free ends of the elements or springs are in communication with a support frame.
  • Such Oszillationssysteme are known for continuous casting-Abblegeanlagen and continuous casting sheet systems and have mechanical or hydraulic oscillating drives.
  • An oscillating frame of a continuous casting plant can also be formed in a plant-specific embodiment variant by two synchronously movable mold saddles, with which the supports of the Kolkillenhalterung are connected.
  • Clamping elements for a continuous casting mold oscillation may essentially be designed as flat springs or as membrane springs and consist of metal or fiber-reinforced plastics.
  • the leaf springs or clamping elements are each connected at half the length with the vibrating frame or mold saddles carrying the mold, the ends of which are articulated or clamped on the stationary holding part or base frame.
  • flat and wide clamping elements have the disadvantages that they can not be subjected to a bias voltage in the transverse direction and can twist.
  • a tumbling of the mold is in a transverse movement of the same to the casting direction, ie, that the four corners of the mold do not reach their upper or lower end position of the oscillation simultaneously.
  • WO 2007/096389 A1 is an oscillating device for continuous casting molds consisting of a stationary holding part, which carries a mold with cooling plates, known, wherein substantially the mold with elastic parts is guided transversely to the casting direction and having an oscillation drive for a vertical movement, wherein the mold in two parallel planes through elastic rods is held.
  • a liquid - cooled mold for the continuous casting of metals the construction of which aims in particular at a reduction of the mass to be moved in order to be able to set higher vibration numbers with the least possible force requirement, is known from US Pat EP 468 607 A1 known.
  • the invention is an object of the invention to provide a means for oscillation of a continuous casting mold in a plant for the continuous casting of metals, which increases the stability of the oscillatory motion of the mold-carrying swing frame or the Kokillensattel and prevents any tumbling motion of the mold.
  • any cross-sectional shapes for an advantageous design of the leading clamping elements can be provided in order to achieve, for example, a long service life and low risk of breakage.
  • the clamping element pairs with the same longitudinal extent are the same size and have the same material properties.
  • the articulation point on the oscillating frame or mold saddle remains exactly in the casting direction even with a bias of the elements in the course of an oscillatory movement.
  • the advantage of this embodiment consists essentially in that a distancing of the clamping elements of the cast strand reduces heat input of these elements and space for the strand guide and the spray cooling creates and conveniently a compound of Oszillationsantriebes with the base frame and the swing frame with respect to a precise oscillation movement promotes.
  • Fig. 1 schematically shows a part of a continuous casting with an oscillatable mold 3 and a strand 4.
  • a base frame 10, 1,1 ' is designed as a stationary holding part and connected to anchored in a foundation, supporting equipment parts.
  • a mold 3 is connected on both sides with a respective Kokillensattel 2, 2 ', through which also a cooling water supply can take place.
  • Each Kokillensattel 2, 2 ' has a substantially vertical movement 21, 21' , which passes through a base frame 1,1 ' and at the lower end with an oscillating drive 5 , 5' cooperates.
  • clamping elements 6,6', 6 ", 6 '" transverse to the casting axmaschinen aligned, which elements each in its half length with a moving position 21, 21' of the Kokillensattels 2, 2 ' are and thus result in pairs of clamping elements.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a base frame 10, 1, 1 'shown with a movement 21 of a Kokillensattels. Centrally in a base frame 1, a moving part 21 is positioned, which is moved by a Oszillatloristell 5.
  • Leading clamping element pairs 6, 6 ', 6 ", 6'” are ax Hughes aligned, arranged in two planes in the base frame 1 and halfway with the moving part 21 (Koklliensattel is not shown).
  • FIG. 3 an oscillating part of a continuous casting device without mold is shown schematically.
  • Two base frames 1, 1 ' are connected via frame members 10 and placed on a stationary investment cell.
  • the Kokillens expeditel 2, 2 ' carry a mold (not darga Inc), which saddles are moved by oscillating drives 3, 3' simultaneously.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Casting Devices For Molds (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Mittel zum Oszillieren einer Stranggießkokille in einer Anlage für ein kontinuierliches Gießen von Metallen, im Wesentlichen umfassend ein ortsfestes Halteteil und eine mit diesem mittels axgleich gerichteten Spannelementpaaren senkrecht zur Strangachse gehaltene, durch einen Oszillationsantrieb bewegbare Kokille.
  • Stranggießanlagen bzw. Einrichtungen zum Stranggießen von Stahl haben eine oder mehrere oszillierende Stranggießkokille(n) verbunden mit Schwingrahmen, welcher (welche) dem Stand der Technik gemäß durch quer zur Gießrichtung sich erstreckende beidseitig eingespannte Federn bzw. Spannelemente gehalten ist (sind). Dabei ist die Stranggießkokille bzw. der Schwingrahmen in zwei Ebenen jeweils gegenüberliegend an den Spannelementen, auch Federn genannt, in einem Punkt befestigt, wobei die freien Enden der Elemente oder Federn mit einem Tragrahmen in Verbindung stehen. Derartige Oszillationssysteme sind für Stranggieß-Abblegeanlagen sowie Stranggieß-Bogenanlagen bekannt und haben mechanische oder hydraulische Oszillationsantriebe.
  • Ein Schwingrahmen einer Stranggießanlage kann auch in einer anlagentechnischen Ausführungsvariante durch zwei synchron bewegbare Kokillensättel gebildet sein, mit welchen die Auflagen der Kolkillenhalterung verbunden sind.
  • Spannelemente für eine Stranggieß-Kokillenoszillation können im Wesentlichen als Flachfedern oder als Membranfedern ausgebildet sein und aus Metall oder faserverstärkten Kunststoffen bestehen.
  • Die Blattfedern oder Spannelemente sind jeweils in halber Länge mit dem die Kokille tragenden Schwingrahmen oder Kokillensättel verbunden, wobei deren Enden am ortsfesten Halteteil oder Grundrahmen angelenkt bzw. eingespannt sind.
  • Es können jedoch auch Einzelfedern bzw. dergleichen Spannelemente verwendet werden, wobei jedoch wesentlich ist, dass diese Teile paarweise angeordnet sowie axgleich gerichtet sind und eine gleiche Länge und eine gleiche Dehnungscharakteristik haben.
  • Gleiche und in ihrer Längserstreckung gleich gerichtete Flachfedern oder flache Spannelemente vermitteln der Kokille aufgrund hoher elastischer Spannungen quer zur Gießrichtung in Federlängsrichtung eine hohe Führungsstabllität bei einer Oszillationsbewegung. Normal zur Längsrichtung der Elemente quer zur Gießaxe bewirkt auch die Breite, also das Biegewiderstandsmoment, In Breitenrichtung der Spannelemente die Stabilität der gerichteten Oszillation der Kokille.
  • Flache und breite Spannelemente haben jedoch die Nachteile, dass diese in Querrichtung nicht mit einer Vorspannung beaufschlagbar sind und sich verwinden können.
  • Es ist möglich, dass während des Gießens zwischen Teilen der Kokillenwände und dem Gießstrang unterschiedlich große Reibungskräfte auftreten, welche sich auf die Oszillationsbewegung des Schwingrahmens auswirken können. Es kann in ungünstigen Fällen zu einem sogenannten Taumeln der Kokille, welche Bewegung sich gegebenenfalls verstärken oder aufschaukeln kann, kommen.
  • Ein Taumeln der Kokille liegt bei einer Querbewegung derselben zur Gießrichtung vor, dh., dass die vier Eckpunkte der Kokille nicht gleichzeitig ihre obere oder untere Endstellung der Oszillation erreichen.
  • Aus der WO 2007/096389 A1 ist eine Oszillationseinrichtung für Stranggießkokillen bestehend aus einem ortsfesten Halteteil, der eine Kokille mit Kühlplatten trägt, bekannt, wobei im Wesentlichen die Kokille mit elastischen Teilen quer zur Gussrichtung geführt ist und einen Oszillationsantrieb für eine vertikale Bewegung aufweist, wobei die Kokille in zwei parallelen Ebenen durch elastische Stäbe gehalten ist.
  • Einen oszillierenden Tisch für eine Stranggießkokille bestehend aus einem bewegbaren Teil in einem tragenden Stützteil, wobei der bewegbare Teil mit der Kokille durch elastische Elemente geführt ist, offenbart die WO 2007/096421 A1 .
  • Eine flüssigkeitsgekühlte Kokille für das Stranggießen von Metallen, deren Aufbau insbesondere auf eine Verringerung der zu bewegenden Masse abzielt, um höhere Schwingungszahlen bei geringst möglichem" Kraftbedarf einstellen zu können, ist aus der EP 468 607 A1 bekannt geworden.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Mittel zur Oszillation einer Stranggießkokille in einer Anlage zum kontinuierlichen Gießen von Metallen zu schaffen, welches die Stabilität der Oszillationsbewegung des die Kokille tragenden Schwingrahmens oder der Kokillensättel erhöht und jegliche Taumelbewegung der Kokille unterbindet.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das ortfeste Halteteil aus zwei Grundrahmen, die mittels Rahmenelementes verbunden sind, gebildet ist und in den Grundrahmen in Strangachsrichtung jeweils ein Bewegungsteil der Kokillensättel oder eines Kokillenrahmens positioniert ist, welche Bewegungsteile jeweils einerseits mit einem im Grundrahmen festgelegten Oszillationsantrieb zusammenwirken und die Bewegungsteile andererseits mittels führender Spannelementpaare quer zur Gießrichtungin zwei vertikal beabstandeten,: horizontalen Ebenen Je Grundrahmen gehalten sind, wobei je Halteebene mindestens zwei Spannelementpaare gleich ausgerichtet sind und mindestens ein weiteres Spannelementpaar je Ebene der Halterungen zu den vorgenannten Spannelementpaaren mit einem Winkel von 90° Gedreht positioniert ist.
  • Mit einer erfindungsgemäßen zu den übrigen Elementen um 90° gedrehten Ausrichtung von zumindest einem Paar der Spannelemente wird, wie gefunden wurde, die Stabilität der Bewegung der Sättel oder des Schwingrahmens in Gießrichtung wesentlich erhöht.
  • Dabei können jegliche Querschnittsformen für eine vorteilhafte Gestaltung der führenden Spannelemente vorgesehen werden, um beispielsweise eine hohe Lebensdauer und geringe Bruchgefahr zu erreichen.
  • Durch diese Anordnung der Spannelemente nach der Erfindung ist eine besonders exakte Führung des Schwingrahmens oder der Kokillensättel möglich, wobei auch unterschiedliche Reibungskräfte zwischen Strangoberfläche und Kokillenwand, beispielsweise bei Störungen der Gießmittelzuführung oder beim Gießen von legierten Stählen, keine Querbewegungen der Kokille zur Gleßrichtung bewirken.
  • Wenn in günstiger Weise ein Spannelementpaar aus vier oder sechs Einzelteilen gebildet ist, kann einerseits eine wirtschaftliche Lagerhaltung erreicht werden und andererseits ist derart eine vorteilhafte Krafteinleitung in den Schwingrahmen bzw. in die Kokillensättel und den ortsfesten Grundrahmen möglich.
  • Mit Vorteil sind die Spannelementpaare mit gleicher Längserstreckung gleich dimensioniert und weisen gleiche Werkstoffeigenschaften auf. Derart verbleibt der Anlenkpunkt am Schwingrahmen oder Kokillensattel auch bei einer Vorspannung der Elemente im Verlauf einer Oszillationsbewegung genau in Gießrichtung.
  • Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht im Wesentlichen darin, dass eine Distanzierung der Spannelemente vom Gießstrang eine Wärmebeaufschlagung dieser Elemente verringert sowie Raum für die Strangführung und die Spritzkühlung schafft und in günstiger Weise eine Verbindung des Oszillationsantriebes mit dem Grundrahmen und dem Schwingrahmen im Hinblick auf eine genaue Oszillationsbewegung fördert.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigen in perspektivischer Darstellung:
    • Fig. 1 Teil einer Stranggießanlage mit Kokille
    • Fig. 2 Grundrahmen
    • Fig. 3 Grundrahmen mit Kokillensättel
  • Vorerst soll darauf verwiesen werden, dass Stranggießanlagen mit einem ortsfesten Halteteil oder Grundrahmen und einem eine Kokille tragenden Schwingrahmen auch zweiteilig durch Kokillensättel ausgebildet sein kann.
    • Bezugszeichenilste:
    • 10, 1, 1'
    Grundrahmen
    2, 2'
    Kokillensattel
    21, 21'
    Bewegungstell
    3
    Kokille
    5, 5'
    Oszillationsantrieb
    6, 6', 6", 6'"
    Spannelementpaar axgleich ausgerichtet
    7, 7', 7", 7'"
    Spannelementpaar ungleich ausgerichtet
  • Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil einer Stranggießanlage mit einer oszillierbaren Kokille 3 und einem Strang 4. Ein Grundrahmen 10, 1,1' ist als ortsfester Halteteil ausgebildet und mit in einem Fundament verankerten, tragenden Anlagenteilen verbunden.
  • Eine Kokille 3 ist beiderseits mit je einem Kokillensattel 2, 2', durch welche auch eine Kühlwasseranspeisung erfolgen kann, verbunden.
  • Jeder Kokillensattel 2, 2' weist ein Im Wesentlichen senkrechtes Bewegungstell 21, 21' auf, welches einen Grundrahmen 1,1' durchsetzt und am unteren Ende mit einem Oszillationsantrieb 5, 5' zusammenwirkt.
  • Im Grundrahmen 1,1' sind in zwei Ebenen Spannelemente 6,6',6",6'" quer zur Gießrichtung axgleich ausgerichtet angeordnet, welche Elemente jeweils in deren halben Länge mit einem Bewegungstell 21, 21' des Kokillensattels 2, 2' verbunden sind und derart Spannelementpaare ergeben.
  • Senkrecht zur axgleichen Ausrichtung der Spannelementpaare 6, 6', 6", 6"' sind in zwei Ebenen weitere Spannelementpaare 7, 7', 7", 7'" angeordnet, welche eine Oszillation der Bewegungsteile 21, 21' der Kokillensättel 2, 2' stabilisieren.
  • In Fig. 2 ist schematisch in perspektivischer Darstellung ein Grundrahmen 10, 1, 1' mit einem Bewegungstell 21 eines Kokillensattels dargestellt. Zentrisch in einem Grundrahmen 1 ist ein Bewegungsteil 21 positioniert, welches von einem Oszillatloristell 5 bewegt wird.
  • Führende Spannelementpaare 6, 6', 6", 6'" sind axgleich ausgerichtet, in zwei Ebenen im Grundrahmen 1 angeordnet und in halber Länge mit dem Bewegungsteil 21 verbunden (Koklliensattel ist nicht dargestellt).
  • Quer zur Gießrichtung bzw. quer zur Axrichtung des Bewegungstelles 21, jedoch in der Befestigungsebene versetzt, sind um einen Winkel von 90° zu den Spannelementpaaren 6, 6', 6", 6'" gedreht, weitere Spannelementpaare 7, 7', 7", 7'" im Grundrahmen positioniert und mittig am Bewegungsteil 21 angelenkt.
  • In Fig. 3 ist ein Oszillationsteil einer Stranggießeinrichtung ohne Kokille schematisch dargestellt. Zwei Grundrahmen 1, 1' sind über Rahmenelemente 10 verbunden und auf einem ortsfesten Anlagetell aufgesetzt.
  • Die Kokillensättel 2, 2' tragen eine Kokille (nicht dargastellt), welche Sättel durch Oszillationsantriebe 3, 3' gleichzeitig bewegt werden.
  • Quer zur Gießrichtung sind jeweils einerseits Spannelementpaare 6, 6', 6", 6'" axgleich gerichtet angeordnet und andererseits Spannelementpaare 7, 7',7", 7'" in einer um 90° gedrehten Richtung vorgesehen.

Claims (3)

  1. Mittel zum Oszillieren einer Stranggusskokille (3) in einer Anlage für ein kontinuierliches Gießen von Metallen, im Wesentlichen umfassend ein ortsfestes Halteteil und eine mit diesem mittels axgleich gerichteten Spannelementpaaren (6, 6', 6", 6"'), senkrecht zur Strangachse gehaltene, durch einen Oszillationsantrieb bewegbare Kokille wobei die Kokille durch Schwingrahmen oder Kokillensättel (2, 2') getragen wird, wobei das ortsfeste Halteteil aus zwei Grundrahmen (1, 1')die mittels Rahmenelement (10) verbunden sind, gebildet ist und in den Grundrahmen (1, 1') in Strangachsrichtung jeweils ein Bewegungsteil (21, 21') der Kokillensättel (2, 2') oder eines Kokilienrahmens positioniert ist, welche Bewegungsteile (21, 21') jeweils einerseits mit einem im Grundrahmen (1, 1') festgelegten Oszillationsantrieb (5, 5') zusammenwirken und die Bewegungsteile (21, 21') andererseits mittels führender Spannelementpaare quer zur Gießrichtung in zwei vertikal beabstandeten, horizontalen Ebenen je Grundrahmen (1, 1') gehalten sind, wobei je Halteebene mindestens zwei Spannelementpaare (6, 6', 8", 6'") gleich ausgerichtet sind und mindestens ein weiteres Spannelementpaar (7, 7', 7", 7"') je Ebene der Halterungen zu den vorgenannten Spannelementpaaren (6, 6', 6", 6"') mit einem Winkel von 90° gedreht positioniert ist.
  2. Mittel nach Anspruch 1, wobei ein Spannelementpaar (6, 6', 6", 6"') aus vier oder sechs Einzelelementen gebildet ist.
  3. Mittel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Spannelementpaare zwischen Bewegungsteil (21, 21') und Grundrahmen (1, 1) mit gleicher Längserstreckung, gleicher Dimension und gleichen Werkstoffeigenschaften gebildet sind.
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