EP2412459A1 - Spritzdüsen-Verstelleinrichtung - Google Patents

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EP2412459A1
EP2412459A1 EP10171200A EP10171200A EP2412459A1 EP 2412459 A1 EP2412459 A1 EP 2412459A1 EP 10171200 A EP10171200 A EP 10171200A EP 10171200 A EP10171200 A EP 10171200A EP 2412459 A1 EP2412459 A1 EP 2412459A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spray nozzle
drive body
strand
telescopic tube
actuating piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10171200A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kurt Dittenberger
Helmut Fitzel
Josef Guttenbrunner
Joachim Hammerl
Klemens Hauser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=43128315&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2412459(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria filed Critical Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
Priority to EP10171200A priority Critical patent/EP2412459A1/de
Priority to EP11732425.1A priority patent/EP2598270B1/de
Priority to CN201180037195.1A priority patent/CN103108712B/zh
Priority to RU2013108768/02A priority patent/RU2574569C2/ru
Priority to PCT/EP2011/061573 priority patent/WO2012013474A2/de
Priority to KR1020137004673A priority patent/KR101842950B1/ko
Publication of EP2412459A1 publication Critical patent/EP2412459A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
    • B22D11/1246—Nozzles; Spray heads
    • 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
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/064—Accessories therefor for supplying molten metal
    • B22D11/0642—Nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D46/00—Controlling, supervising, not restricted to casting covered by a single main group, e.g. for safety reasons

Definitions

  • the present invention relates to a spray nozzle adjusting device for positioning at least one spray nozzle and a strand guide segment for guiding, supporting and cooling a strand in a strand guide of a slab continuous casting machine.
  • Such a device is for example from the EP 2 010 347 B1 known.
  • the position of one or more spray nozzles of a strand guide segment relative to the strand can be adjusted, wherein the spray nozzles are connected via a spray nozzle holder with a displaceable actuating piston.
  • a disadvantage of this device is that on the one hand the coolant must be guided by a fixed drive body of the displacement device to the displaceable spray nozzle holder by means of a hose and on the other hand, due to the fact that the control piston and thus the spray nozzle against sliding rotatable are formed, that the spray nozzle holder must be performed separately.
  • the hose line or the guidance of the spray nozzle holder also increases the space requirement of the spray nozzle adjustment device, so that installation in existing strand guide segments is difficult and costly.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a particularly compact spray nozzle adjustment device of the type mentioned, in which the coolant can be reliably, in particular without the use of hose lines, passed from the displacement device to the spray nozzle;
  • existing strand guide segments should also be retrofitted with the spray nozzle adjustment device.
  • a multi-stage telescopic tube at least two tubes are designed to be displaceable, so that an even more compact design is possible.
  • the fixed tube with the drive body and the sliding tube in a multi-stage version, the last sliding tube
  • the spray nozzle holder Due to the parallel orientation of the telescopic tube and the actuating piston, it is also possible, the coolant under certain circumstances by means of several telescopic tubes, the control piston and the telescopic tubes do not necessarily have to lie in one plane, to guide the spray nozzle holder. Due to the compact construction of the device according to the invention, existing strand guide segments can also be retrofitted with a spray nozzle adjustment device (for example on the inner arc).
  • a first telescopic tube for guiding water and a second telescopic tube for guiding air is provided, wherein the longitudinal axes of the actuating piston, the first telescopic tube and the second telescopic tube are aligned in parallel.
  • a bellows is connected to the drive body and the spray nozzle holder, whereby the ingress of dirt can be prevented.
  • the bellows prevent the ingress of dirt, e.g. Scale, below the bellows (e.g., in the region of the seals of the displacer or telescopic tube).
  • the bellows is associated with an air supply, preferably the second telescopic tube, whereby the bellows can be kept under a pressure which is increased in relation to the atmosphere.
  • the increased pressure effectively prevents the penetration of dusty dirt particles.
  • the displacement device comprises a hydraulic, pneumatic or electric linear drive.
  • the hydraulic or pneumatic linear drive is designed as a pressure medium cylinder.
  • the use of pressure cylinders is advantageous because of the high operating temperatures in the vicinity of the strand.
  • the drive body and a fixed part of at least one telescopic tube have a common housing.
  • a plurality of pressure medium cylinders, a hydraulic or pneumatic flow divider is assigned, so that the position of several spray nozzles can be controlled synchronously.
  • the flow divider is guaranteed that all Injection nozzles synchronized approach a desired position and - if this is not possible due to a blockade, for example - then non-blocked spray nozzles move synchronously controlled to a common position.
  • At least one, preferably each, spray nozzle is assigned exactly one spray nozzle holder and the spray nozzle holder has exactly one displacement device, whereby the spray nozzle can be positioned independently. This allows a completely independent positioning of the spray nozzles.
  • At least one spray nozzle is associated with a displacement measuring device and a control device, whereby the spray nozzle can be positioned in a regulated manner.
  • the spray nozzle can be positioned with high precision.
  • a plurality of pressure medium cylinders is a flow divider, which is formed by a plurality of speed-coupled gear motors, a speed sensor associated with a gear motor, and associated with a control or a control device, so that the position of a plurality of spray nozzles, which are associated with the pressure medium cylinders, synchronously can be adjusted.
  • the volume flow to the pressure-medium cylinders is detected via the speed sensor and regulated by means of the control device.
  • the position of the spray nozzles does not have to be detected conventionally by a displacement measuring device, nevertheless the spray nozzles can be positioned sufficiently accurately.
  • a strand guide segment for guiding, supporting and cooling a strand in a strand guide of a continuous casting machine, preferably a slab continuous casting machine for the production of steel slabs of different strand width, at least one spray nozzle adjustment according to any one of claims 1 to 10.
  • the device according to the invention is not limited to slab continuous casting machines nor to a strand guide in the form of a strand guide segment; It is also conceivable, for example, for use in large format bloom formats.
  • liquid steel is poured into a mold, not shown, whereby the steel cools and forms an at least partially solidified strand.
  • the strand is pulled out of the mold by means of driven strand guide rollers and in the subsequent strand guide, the arcuate in the figures - otherwise, of course, can also be formed vertically or horizontally, guided, supported and further cooled.
  • the two broad sides of the strand 3 are supported by a plurality of strand guide rollers 16a, 16b, wherein a plurality of subsequent strand guide rollers 16a, 16b each form a strand guide segment 15.
  • the strand guide segment 15 has a sub-frame 20 with fixed strand guide rollers 16b and an opposite upper frame 19 with engageable strand guide rollers 16a, wherein the strand guide rollers 16a of the upper frame 19 are adjustable by means of the Anstellzylinders 18 to the strand 3; the upper frame 19 and the lower frame 20 are connected by means of four uprights 17.
  • each spray nozzle 2 is assigned exactly one spray nozzle adjustment devices 1, so that the position of the spray nozzle is individually adjustable to the strand width.
  • Fig. 1 and 2 are at two spray nozzle adjustment 1 each two Positions of the spray nozzle 2 shown, wherein the dashed representation corresponds to the position of the spray nozzle 2 at a maximum width of the strand 3.
  • a spray nozzle adjustment device 1 for positioning a spray nozzle 2 is shown in more detail.
  • the spray nozzle adjustment device 1 comprises a displacement device 6, a spray nozzle holder 4 and a spray nozzle 2, wherein the displacement device 6 is designed as a hydraulic linear drive, concretely as a pressure medium cylinder 11, with a fixed drive body 21 and a displaceable actuating piston 5.
  • the spray nozzle 2 is designed as a two-fluid nozzle, so that a water-air mixture can be sprayed onto a strand, not shown.
  • the spray nozzle holder 4 is supplied with the coolant water and air by means of two telescoping, single-stage telescopic tubes 7a, 7b, wherein the telescopic tubes 7a, 7b also constitute an anti-rotation of the spray nozzle holder 4 and the spray nozzle 2.
  • each coolant is introduced by means of a frontal media inlet 22 in the drive body 21 and then passed over a telescopic tube 7a, 7b to the spray nozzle holder 4, wherein the air is mixed with the water in the spray nozzle holder 4 and further to the spray nozzle 2.
  • a bellows 9 is disposed between the drive body 21 and the spray nozzle holder 4, wherein the bellows substantially sealed the enclosed space dust-tight.
  • the bellows 9 is associated with an air supply 10, which is designed as a nozzle 23 with a small opening cross-section in the telescopic tube 7b.
  • the displacement device 6 is after Fig. 4 designed as a double-acting hydraulic cylinder; but would also be an embodiment of the displacement device 6 with a plunger cylinder (ie, as a single-acting hydraulic cylinder, for example. With a return spring) conceivable. For reasons of clarity, the pressure medium cylinder 11 associated oil connections were not shown.
  • FIGS. 5a and 5b are two more views of the spray nozzle adjustment device 1 according to the invention Fig. 4 shown.
  • a control scheme for a spray nozzle adjustment device 1 for positioning a single spray nozzle 2 is shown.
  • the pressure cylinder 11 of the displacement device 6 is designed as a double-acting hydraulic cylinder and is connected to a hydraulic valve 24, which is designed as a 4-3-way valve.
  • the spray nozzle holder 4 is connected to a displacement measuring device 13, which indicates the actual position 26 a control device 14 returns.
  • the control device 14 calculates, taking into account the desired position 25 and with the aid of a control algorithm from a control deviation 27, a manipulated variable 28 which, if necessary after amplification, is supplied to the hydraulic valve 24.
  • Spray nozzle shifting means 2 nozzle 3 strand 4 Spray nozzle holder 5 actuating piston 6 shifter 7a, 7b telescopic tube 8th longitudinal axis 9 bellows 10 air supply 11 Pressure cylinder 12 flow divider 13 displacement measuring system 14 control device 15 Strand guide segment 16a, 16b Strand guide roller 17 stayer 18 Adjusting cylinder 19 top frame 20 subframe 21 drive body 22 media introduction 23 jet 24 hydraulic valve 25 Nominal position 26 Actual position 27 deviation 28 manipulated variable

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Details Or Accessories Of Spraying Plant Or Apparatus (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spritzdüsen-Verstelleinrichtung (1) zur Positionierung zumindest einer Spritzdüse (2) gegenüber einem Strang (3) in einer Strangführung einer Brammen-Stranggießmaschine, aufweisend eine Verschiebeeinrichtung (6), umfassend einen Antriebskörper (21) und einen Stellkolben (5), zum Verschieben des Stellkolbens (5) gegenüber des feststehenden Antriebskörpers (21); und einen Spritzdüsenhalter (4) zum Haltern von zumindest einer Spritzdüse (2), wobei die Spritzdüse (2) zum Aufspritzen von Kühlmittel auf den Strang (3) ausgebildet und der Spritzdüsenhalter (4) mit dem Stellkolben (5) verbunden ist. Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine kompakte Spritzdüsen-Verstelleinrichtung (1) anzugeben, bei der das Kühlmittel betriebssicher, insbesondere ohne den Einsatz von Schlauchleitungen, von der Verschiebeeinrichtung (6) zur Spritzdüse (2) geleitet werden kann. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, bei der - zumindest ein teleskopierbares Teleskoprohr (7a, 7b) zur Leitung des Kühlmittels vom Antriebskörper (21) zum Spritzdüsenhalter (4) vorgesehen ist, sodass die Spritzdüse (2) drehsteif mit dem Antriebskörper (21) verbunden ist; und - die Längsachsen (8) des Stellkolbens (5) und des Teleskoprohrs (7a, 7b) parallel ausgerichtet sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzdüsen-Verstelleinrichtung zur Positionierung zumindest einer Spritzdüse und ein Strangführungssegment zum Führen, Stützen und Kühlen eines Strangs in einer Strangführung einer Brammen-Stranggießmaschine.
    • Gebiet der Technik
  • Konkret betrifft die Erfindung eine Spritzdüsen-Verstelleinrichtung zur Positionierung zumindest einer Spritzdüse gegenüber einem Strang in einer Strangführung einer Brammen-Stranggießmaschine, aufweisend
    • eine Verschiebeeinrichtung, umfassend einen Antriebskörper und einen Stellkolben, zum Verschieben des Stellkolbens gegenüber des feststehenden Antriebskörpers; und
    • einen Spritzdüsenhalter zum Haltern von zumindest einer Spritzdüse, wobei die Spritzdüse zum Aufspritzen von Kühlmittel auf den Strang ausgebildet und der Spritzdüsenhalter mit dem Stellkolben verbunden ist.
    Stand der Technik
  • Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP 2 010 347 B1 bekannt. Damit kann die Position einer oder mehrerer Spritzdüsen eines Strangführungssegments gegenüber dem Strang eingestellt werden, wobei die Spritzdüsen über einen Spritzdüsenhalter mit einem verschieblichen Stellkolben verbunden sind. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist allerdings, dass einerseits das Kühlmittel von einem feststehenden Antriebskörper der Verschiebeeinrichtung zum verschieblichen Spritzdüsenhalter mittels einer Schlauchleitung geführt werden muss und andererseits, aufgrund der Tatsache, dass der Stellkolben und somit auch die Spritzdüse gegenüber Verschiebeeinrichtung drehbar ausgebildet sind, dass der Spritzdüsenhalter gesondert geführt werden muss. Durch die Schlauchleitung bzw. die Führung des Spritzdüsenhalters erhöht sich außerdem der Platzbedarf der Spritzdüsen-Verstelleinrichtung, sodass der Einbau in existierende Strangführungssegmente schwierig und kostspielig ist.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und eine besonders kompakte Spritzdüsen-Verstelleinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der das Kühlmittel betriebssicher, insbesondere ohne den Einsatz von Schlauchleitungen, von der Verschiebeeinrichtung zur Spritzdüse geleitet werden kann; insbesondere sollen auch existierenden Strangführungssegmente mit der Spritzdüsen-Verstelleinrichtung nachgerüstet werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch eine eingangs genannte Vorrichtung gelöst, bei der
    • zumindest ein teleskopierbares Teleskoprohr zur Leitung des Kühlmittels vom Antriebskörper zum Spritzdüsenhalter vorgesehen ist, sodass die Spritzdüse drehsteif mit dem Antriebskörper verbunden ist; und
    • die Längsachsen des Stellkolbens und des Teleskoprohrs parallel ausgerichtet sind.
  • Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird zum Einen das Kühlmittel mittels eines Teleskoprohrs sehr betriebsicher und vor allem ohne wartungsintensive Schlauchleitungen vom Antriebskörper der Verschiebeeinrichtung zur Spritzdüse - die als eine Einstoff- oder eine Mehrstoffdüse ausgebildet sein kann - geleitet; zum Anderen wird der Spritzdüsenhalter und somit auch die Spritzdüse mittels des Teleskoprohrs drehsteif mit der Verschiebeeinrichtung verbunden, d.h. dass der Spritzdüsenhalter gegen eine Verdrehung gegenüber der Verschiebeeinrichtung gesichert wird. Das Teleskoprohr kann grundsätzlich ein- oder mehrstufig ausgeführt sein. Unter einer einstufigen Ausführung versteht man ein Teleskoprohr
    • mit einem feststehenden und einem verschieblichen Rohr, wobei beide Rohre koaxial ausgerichtet sind und das verschiebliche Rohr einen kleineren Durchmesser als das feststehende Rohr aufweist,
    • bei dem das verschiebliche Rohr gegenüber dem feststehenden Rohr abgedichtet ist, und
    • bei dem das verschiebliche Rohr verschieblich (auch als teleskopierend bezeichnet) gegenüber dem feststehenden Rohr ausgebildet ist, sodass das Teleskoprohr einerseits im eingefahrenen Zustand eine geringe Baulänge aufweist und andererseits, im ausgefahrenen Zustand eine große Baulänge gegeben ist.
  • Bei einem mehrstufigen Teleskoprohr sind zumindest zwei Rohre verschieblich ausgebildet, sodass eine noch kompaktere Bauweise möglich ist. Sowohl bei einem einstufigen als auch bei einem mehrstufigen Teleskoprohr sind das feststehende Rohr mit dem Antriebskörper und das verschiebliche Rohr (bei einer mehrstufigen Ausführung das letzte verschiebliche Rohr) mit dem Spritzdüsenhalter verbunden. Durch die parallele Ausrichtung des Teleskoprohrs und des Stellkolbens ist es zudem möglich, das Kühlmittels unter Umständen auch mittels mehrerer Teleskoprohre, wobei der Stellkolben und die Teleskoprohre nicht notwendigerweise in einer Ebene liegen müssen, zum Spritzdüsenhalter zu leiten. Durch die kompakte Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung können auch existierende Strangführungssegmente mit einer Spritzdüsen-Verstelleinrichtung (beispielsweise am Innenbogen) nachgerüstet werden.
  • Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein erstes Teleskoprohr zur Leitung von Wasser und ein zweites Teleskoprohr zur Leitung von Luft vorgesehen, wobei die Längsachsen des Stellkolbens, des ersten Teleskoprohrs und des zweiten Teleskoprohrs parallel ausgerichtet sind. Dadurch werden sämtliche Medien für eine Zweistoff-Spritzdüse betriebssicher und kompakt vom Antriebskörper der Verschiebeeinrichtung zum Spritzdüsenhalter geleitet.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform, ist ein Faltenbalg mit dem Antriebskörper und dem Spritzdüsenhalter verbunden, wodurch das Eindringen von Schmutz verhindert werden kann. Durch den Faltenbalg wird das Eindringen von Schmutz, z.B. Zunder, unterhalb des Faltenbalgs (z.B. im Bereich der Dichtungen der Verschiebeeinrichtung oder des Teleskoprohrs) verhindert.
  • Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist dem Faltenbalg eine Luftversorgung, vorzugsweise das zweite Teleskoprohr, zugeordnet, wodurch der Faltenbalg unter einem gegenüber der Atmosphäre erhöhten Druck gehalten werden kann. Durch den erhöhten Druck wird wirkungsvoll das Eindringen von staubförmigen Schmutzpartikeln verhindert.
  • Nach einer robusten Ausführungsform umfasst die Verschiebeeinrichtung einen hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Linearantrieb.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform ist der hydraulische oder pneumatische Linearantrieb als ein Druckmittelzylinder ausgebildet. Die Verwendung von Druckmittelzylindern ist aufgrund der hohen Betriebstemperaturen in der Nähe des Strangs vorteilhaft.
  • Für die Fertigung der Spritzdüsen-Verstelleinrichtung ist es vorteilhaft, wenn der Antriebskörper und ein feststehender Teil zumindest eines Teleskoprohrs ein gemeinsames Gehäuse aufweisen.
  • Nach einer besonders kostengünstigen Ausführungsform ist mehreren Druckmittelzylindern ein hydraulischer oder pneumatischer Mengenteiler zugeordnet, sodass die Position mehrerer Spritzdüsen synchron gesteuert werden kann. Mittels des Mengenteilers ist gewährleistet, dass sämtliche Spritzdüsen synchronisiert eine Soll-Position anfahren und - sollte dies z.B. aufgrund einer Blockade nicht möglich sein - so fahren dennoch die nicht blockierten Spritzdüsen synchron gesteuert eine gemeinsame Position an.
  • Nach einer Ausführungsform ist zumindest einer, bevorzugt jeder, Spritzdüse genau ein Spritzdüsenhalter und dem Spritzdüsenhalter genau eine Verschiebeeinrichtung zugeordnet, wodurch die Spritzdüse unabhängig positionierbar ist. Dadurch ist eine vollkommen unabhängige Positionierbarkeit der Spritzdüsen möglich.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform sind zumindest einer Spritzdüse eine Wegmesseinrichtung und eine Regeleinrichtung zugeordnet, wodurch die Spritzdüse geregelt positionierbar ist. Mittels dieser Ausführungsform ist die Spritzdüse hochgenau positionierbar.
  • Nach einer sehr kostengünstigen Ausführungsform ist mehreren Druckmittelzylindern ein Mengenteiler, der durch mehrere drehzahlgekoppelte Zahnradmotore gebildet wird, ein Drehzahlsensor der einem Zahnradmotor zugeordnet ist, und eine Steuer- bzw. eine Regeleinrichtung zugeordnet, sodass die Position mehrerer Spritzdüsen, die den Druckmittelzylindern zugeordnet sind, synchron eingestellt werden kann. Mittels dieser Ausführungsform wird der Volumenstrom zu den Druckmittelzylindern über den Drehzahlsensor erfasst und mittels der Regeleinrichtung geregelt. Obwohl die Position der Spritzdüsen nicht klassischerweise durch eine Wegmesseinrichtung erfasst werden muss, können dennoch die Spritzdüsen ausreichend genau positioniert werden.
  • Es ist zweckmäßig, dass ein Strangführungssegment zum Führen, Stützen und Kühlen eines Strangs in einer Strangführung einer Stranggießmaschine, bevorzugt eine Brammen-Stranggießmaschine zur Herstellung von Stahlbrammen unterschiedlicher Strangbreite, zumindest eine Spritzdüsen-Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist weder auf Brammen-Stranggießmaschinen noch auf eine Strangführung in Form eines Strangführungssegments beschränkt; denkbar ist bspw. auch der Einsatz bei großformatigen Bloom-Formaten.
  • Durch die besondere Kompaktheit und Langlebigkeit der erfindungsgemäßen Spritzdüsen-Verstelleinrichtung ist es vorteilhaft, die Spritzdüsen-Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder das Strangführungssegments nach Anspruch 10 in einer Stranggießmaschine zur Herstellung eines Strangs aus Stahl, bevorzugt einer Stahlbramme, zu verwenden.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die folgenden Figuren Bezug genommen wird, die Folgendes zeigen:
    • Fig 1 eine perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung eines Strangführungssegments mit mehreren Spritzdüsen-Verstelleinrichtungen
    • Fig 2 und 3 eine Vorderansicht und eine geschnittene Seitenansicht des Strangführungssegments nach Fig 1
    • Fig 4 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Spritzdüsen-Verstelleinrichtungen
    • Fig 5a und 5b eine teilweise geschnittene Ansicht und eine ungeschnittene Ansicht der Spritzdüsen-Verstelleinrichtung nach Fig 4 in perspektivischer Darstellung
    • Fig 6a und 6b zwei Hydraulikschemen zur synchronen Ansteuerung mehrerer Spritzdüsen-Verstelleinrichtungen Fig 7 ein Regelschema für eine Spritzdüsen-Verstelleinrichtung
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • In den Fig 1 bis 3 ist ein Strangführungssegment 15 einer Strangführung einer Stranggießmaschine zur Herstellung von Stahlbrammen in mehreren Ansichten dargestellt. In der Stranggießmaschine wird flüssiger Stahl in eine nicht dargestellte Kokille gegossen, wobei sich der Stahl abkühlt und sich dabei ein zumindest teilerstarrter Strang ausbildet. Anschließend wird der Strang aus der Kokille mittels angetriebener Strangführungsrollen ausgezogen und in der nachfolgenden Strangführung, die in den Figuren bogenförmig ausgeführt - andernfalls aber natürlich auch vertikal oder horizontal ausgebildet sein kann, geführt, gestützt und weiter abgekühlt. In der Strangführung werden die beiden Breitseiten des Strangs 3 von mehreren Strangführungsrollen 16a, 16b gestützt, wobei mehrere nachfolgende Strangführungsrollen 16a, 16b jeweils ein Strangführungssegment 15 ausbilden. Konkret weist das Strangführungssegment 15 einen Unterrahmen 20 mit feststehenden Strangführungsrollen 16b und einen gegenüberliegenden Oberrahmen 19 mit anstellbaren Strangführungsrollen 16a auf, wobei die Strangführungsrollen 16a des Oberrahmens 19 mittels des Anstellzylinders 18 an den Strang 3 anstellbar sind; der Oberrahmen 19 und der Unterrahmen 20 sind mittels vier Stehern 17 verbunden. Um eine zu starke Abkühlung (eine sog. Unterkühlung) insbesondere der Kantenbereiche auch bei unterschiedlichen Breiten des Strangs 3 zu verhindern, sind sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite des Strangs mehrere Spritzdüsen 2 mit jeweils zugeordneten Spritzdüsen-Verstelleinrichtungen 1 angeordnet. Dabei ist jeder Spritzdüse 2 genau eine Spritzdüsen-Verstelleinrichtungen 1 zugeordnet, sodass die Position der Spritzdüse individuell an die Strangbreite einstellbar ist. In den Fig 1 und 2 sind bei mehreren Spritzdüsen-Verstelleinrichtungen 1 jeweils zwei Stellungen der Spritzdüse 2 dargestellt, wobei die strichlierte Darstellung der Stellung der Spritzdüse 2 bei einer maximalen Breite des Strangs 3 entspricht.
  • In Fig 4 ist eine erfindungsgemäße Spritzdüsen-Verstelleinrichtung 1 zur Positionierung einer Spritzdüse 2 näher dargestellt. Die Spritzdüsen-Verstelleinrichtung 1 umfasst eine Verschiebeeinrichtung 6, einen Spritzdüsenhalter 4 und eine Spritzdüse 2, wobei die Verschiebeeinrichtung 6 als ein hydraulischer Linearantrieb, konkret als ein Druckmittelzylinder 11, mit einem feststehenden Antriebskörper 21 und einem verschieblichen Stellkolben 5 ausgebildet ist. Die Spritzdüse 2 ist als eine Zweistoffdüse ausgebildet, sodass ein Wasser-Luft-Gemisch auf einen nicht dargestellten Strang aufgespritzt werden kann. Der Spritzdüsenhalter 4 wird mittels zweier teleskopierbarer, einstufiger Teleskoprohre 7a, 7b mit den Kühlmitteln Wasser und Luft versorgt, wobei die Teleskoprohre 7a, 7b ebenfalls eine Verdrehsicherung des Spritzdüsenhalters 4 bzw. der Spritzdüse 2 darstellen. Konkret wird je ein Kühlmittel mittels einer stirnseitigen Medieneinführung 22 in den Antriebskörper 21 eingeführt und anschließend über ein Teleskoprohr 7a, 7b zum Spritzdüsenhalter 4 geführt, wobei die Luft mit dem Wasser im Spritzdüsenhalter 4 vermischt und weiter zur Spritzdüse 2 geführt wird. Um die Abdichtung der Teleskoprohre 7a, 7b einfach zu gestalten, sind die Längsachsen 8 des Stellkolbens 5 und der Teleskoprohre 7a, 7b parallel ausgerichtet. Um eine Verschmutzung der Verschiebeeinrichtung 6 bzw. der Teleskoprohre und insbesondere von dessen Dichtungen zu vermeiden, ist zwischen dem Antriebskörper 21 und dem Spritzdüsenhalter 4 ein Faltenbalg 9 angeordnet, wobei der Faltenbalg den eingeschlossenen Raum im Wesentlichen staubdicht abschließt. Um ein Eindringen von Staubpartikel fast vollständig zu verhindern, ist dem Faltenbalg 9 eine Luftversorgung 10 zugeordnet, wobei diese als eine Düse 23 mit geringem Öffnungsquerschnitt im Teleskoprohr 7b ausgebildet ist. Durch die Düse 23 strömt Luft aus dem Teleskoprohr 7b in einen Raum ein, der durch den Faltenbalg 9 begrenzt wird, sodass dieser Raum gegenüber der Umgebung unter einem geringen Überdruck gehalten wird, wodurch das Eindringen von Staub unter den Faltenbalg verhindert wird. Die Verschiebeeinrichtung 6 ist nach Fig 4 als ein doppelwirkender Hydraulikzylinder ausgebildet; ebenso wäre aber auch eine Ausbildung der Verschiebeeinrichtung 6 mit einem Plungerzylinder (d.h. als ein einfachwirkender Hydraulikzylinder bspw. mit einer Rückzugsfeder) denkbar. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden die dem Druckmittelzylinder 11 zugeordneten Ölanschlüsse nicht dargestellt.
  • In den Fig 5a und 5b sind zwei weitere Ansichten der erfindungsgemäßen Spritzdüsen-Verstelleinrichtung 1 gemäß Fig 4 dargestellt.
  • In den Fig 6a und 6b sind zwei Hydraulikschemen für je eine Spritzdüsen-Verstelleinrichtungen 1 dargestellt. In Fig 6a werden die Druckmittelzylinder 11 der zwei Verschiebeeinrichtungen 6 mittels eines hydraulischen Mengenteilers 12, der als Linearhub-Mengenteilers ausgebildet ist, im Vorlauf miteinander gekoppelt; in Fig 6b erfolgt die Koppelung der Druckmittelzylinder 11 der Verschiebeeinrichtungen 6 ebenfalls mittels eines hydraulischen Mengenteilers 12, der allerdings durch zwei drehzahlgekoppelte Zahnradmotore gebildet wird. Da es sich bei den Fig 6a und 6b um Hydraulikschemen handelt, wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit nur die Verschiebeeinrichtungen 6 der Spritzdüsen-Verstelleinrichtungen 1 dargestellt.
  • In Fig 7 ist ein Regelschema für eine Spritzdüsen-Verstelleinrichtung 1 zur Positionierung einer einzelnen Spritzdüse 2 dargestellt. Der Druckmittelzylinder 11 der Verschiebeeinrichtung 6 ist als doppeltwirkender Hydraulikzylinder ausgebildet und ist mit einem Hydraulikventil 24, das als 4-3-Wegeventil ausgebildet ist, verbunden. Der Spritzdüsenhalter 4 ist mit einer Wegmesseinrichtung 13 verbunden, die die Ist-Position 26 an eine Regeleinrichtung 14 rückmeldet. Die Regeleinrichtung 14 berechnet unter Berücksichtigung der Soll-Position 25 und unter Zuhilfenahme eines Regelalgorithmus aus einer Regelabweichung 27 eine Stellgröße 28 die, gegebenenfalls nach einer Verstärkung, dem Hydraulikventil 24 zugeführt wird. Liste der Bezugszeichen
    1 Spritzdüsen-Verstelleinrichtung
    2 Spritzdüse
    3 Strang
    4 Spritzdüsenhalter
    5 Stellkolben
    6 Verschiebeeinrichtung
    7a, 7b Teleskoprohr
    8 Längsachse
    9 Faltbalg
    10 Luftversorgung
    11 Druckmittelzylinder
    12 Mengenteiler
    13 Wegmesseinrichtung
    14 Regeleinrichtung
    15 Strangführungssegment
    16a, 16b Strangführungsrolle
    17 Steher
    18 Anstellzylinder
    19 Oberrahmen
    20 Unterrahmen
    21 Antriebskörper
    22 Medieneinführung
    23 Düse
    24 Hydraulikventil
    25 Soll-Position
    26 Ist-Position
    27 Regelabweichung
    28 Stellgröße

Claims (12)

  1. Spritzdüsen-Verstelleinrichtung (1) zur Positionierung zumindest einer Spritzdüse (2) gegenüber einem Strang (3) in einer Strangführung einer Brammen-Stranggießmaschine, aufweisend
    - eine Verschiebeeinrichtung (6), umfassend einen Antriebskörper (21) und einen Stellkolben (5), zum Verschieben des Stellkolbens (5) gegenüber dem feststehenden Antriebskörper (21); und
    - einen Spritzdüsenhalter (4) zum Haltern von zumindest einer Spritzdüse (2), wobei die Spritzdüse (2) zum Aufspritzen von Kühlmittel auf den Strang (3) ausgebildet und der Spritzdüsenhalter (4) mit dem Stellkolben (5) verbunden ist;
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest ein teleskopierbares Teleskoprohr (7a, 7b) zur Leitung des Kühlmittels vom Antriebskörper (21) zum Spritzdüsenhalter (4) vorgesehen ist, sodass die Spritzdüse (2) drehsteif mit dem Antriebskörper (21) verbunden ist; und dass die Längsachsen (8) des Stellkolbens (5) und des Teleskoprohrs (7a, 7b) parallel ausgerichtet sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Teleskoprohr (7a) zur Leitung von Wasser und ein zweites Teleskoprohr (7b) zur Leitung von Luft vorgesehen ist, wobei die Längsachsen (8) des Stellkolbens(5), des ersten Teleskoprohrs (7a) und des zweiten Teleskoprohrs (7b) parallel ausgerichtet sind.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Faltenbalg (9) mit dem Antriebskörper (21) und dem Spritzdüsenhalter (4) verbunden ist, wodurch das Eindringen von Schmutz verhindert werden kann.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Faltenbalg (9) eine Luftversorgung (10), vorzugsweise das zweite Teleskoprohr (7b), zugeordnet ist, wodurch der Faltenbalg (9) unter einem gegenüber der Atmosphäre erhöhten Druck gehalten werden kann.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeeinrichtung (6) einen hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Linearantrieb umfasst.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische oder pneumatische Linearantrieb als ein Druckmittelzylinder (11) ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskörper (21) und ein feststehender Teil zumindest eines Teleskoprohrs (7a, 7b) ein gemeinsames Gehäuse aufweisen.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehreren Druckmittelzylindern (11) ein hydraulischer oder pneumatischer Mengenteiler (12) zugeordnet ist, sodass die Position mehrerer Spritzdüsen (2) synchron gesteuert werden kann.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer Spritzdüse (2) genau ein Spritzdüsenhalter (4) und dem Spritzdüsenhalter (4) genau eine Verschiebeeinrichtung (6) zugeordnet ist, wodurch die Spritzdüse (2) unabhängig positionierbar ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer Spritzdüse (2) eine Wegmesseinrichtung (13) und eine Regeleinrichtung (14) zugeordnet sind, wodurch die Spritzdüse (2) geregelt positionierbar ist.
  11. Strangführungssegment (15) zum Führen, Stützen und Kühlen eines Strangs (3) in einer Strangführung einer Stranggießmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass das Strangführungssegment (15) zumindest eine Spritzdüsen-Verstelleinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst.
  12. Verwendung der Spritzdüsen-Verstelleinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder des Strangführungssegments (15) nach Anspruch 11 in einer Stranggießmaschine zur Herstellung eines Strangs (3) aus Stahl, bevorzugt einer Stahlbramme.
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