EP2598270A2 - Spritzdüsen-verstelleinrichtung - Google Patents

Spritzdüsen-verstelleinrichtung

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EP2598270A2
EP2598270A2 EP11732425.1A EP11732425A EP2598270A2 EP 2598270 A2 EP2598270 A2 EP 2598270A2 EP 11732425 A EP11732425 A EP 11732425A EP 2598270 A2 EP2598270 A2 EP 2598270A2
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EP
European Patent Office
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spray nozzle
strand
drive body
tube
injection nozzle
Prior art date
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Granted
Application number
EP11732425.1A
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English (en)
French (fr)
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EP2598270B1 (de
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Kurt Dittenberger
Helmut Fitzel
Josef Guttenbrunner
Joachim Hammerl
Klemens Hauser
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Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
SIEMENS VAI METALS TECHNOLOGIES GmbH
Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
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Publication date
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Application filed by SIEMENS VAI METALS TECHNOLOGIES GmbH, Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria filed Critical SIEMENS VAI METALS TECHNOLOGIES GmbH
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Publication of EP2598270A2 publication Critical patent/EP2598270A2/de
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    • 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
    • B22D11/1246—Nozzles; Spray heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • 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

  • Spray nozzle adjusting device 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 a
  • the invention relates to a spray nozzle adjustment device for positioning at least one
  • Spray nozzle with respect to a strand in a strand guide of a slab continuous casting machine comprising
  • a displacement device comprising a drive body and an actuating piston, for displacing the actuating piston relative to the fixed drive body;
  • a spray nozzle holder for holding at least one spray nozzle, the spray nozzle for spraying
  • Spray nozzle holder is connected to the actuating piston.
  • Such a device is known, for example, from EP 2 010 347 B1.
  • 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.
  • Hose line must be performed and on the other hand, due to the fact that the actuator piston and thus the spray nozzle against the sliding device rotatable are formed, that the spray nozzle holder must be performed separately.
  • Guiding the spray nozzle holder also increases the footprint of the spray nozzle adjusting device, so that installation in existing strand guide segments is difficult and costly.
  • the displacement device can be passed to the spray nozzle;
  • existing strand guide segments should also be retrofitted with the spray nozzle adjustment device.
  • At least one telescopic telescopic tube comprising a feststehdendes and at least one displaceable tube, wherein the fixed tube with the drive body
  • Spray nozzle holder is provided so that the spray nozzle is torsionally rigidly connected to the drive body;
  • the coolant by means of a telescopic tube very reliable and above all without maintenance-intensive hose lines from a stationary part of the strand guide, for example, the drive body of the displacement device to the spray nozzle
  • the telescopic tube can basically be designed in one or more stages.
  • a single-stage design is a telescopic tube
  • both tubes being coaxially aligned and the displaceable tube having a smaller diameter than the fixed tube
  • a multi-stage telescopic tube at least two tubes are slidably formed, so that an even more compact
  • Telescopic tubes do not necessarily have to lie in one plane, to guide to the spray nozzle holder. Due to the compact construction of the device according to the invention, existing strand guide segments can also be provided with a spray nozzle adjustment device (for example on the inner arc).
  • Telescopic tube provided for conducting air, wherein the Longitudinal axes of the actuating piston, the first telescopic tube and the second telescopic tube are aligned parallel.
  • Displacement device directed to the spray nozzle holder.
  • 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.
  • the bellows is an air supply, preferably the second
  • Telescope tube assigned, whereby the bellows can be kept under a relation to the atmosphere increased pressure.
  • the increased pressure effectively prevents the penetration of dusty dirt particles.
  • Displacement device 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 due to the high operating temperatures in the vicinity of
  • the drive body and a fixed tube of at least one telescopic tube have a common housing. But it is also possible that the
  • a plurality of pressure medium cylinders is a hydraulic or
  • At least one, preferably each, spray nozzle is exactly one spray nozzle holder and the
  • Spray nozzle holder exactly one displacement device
  • 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.
  • Speed sensor associated with a gear motor, and associated with a control or a regulating device, so that the position of a plurality of spray nozzles, the
  • Pressure medium cylinders are assigned synchronously can be adjusted.
  • Speed sensor detected and regulated by means of the control device. Although the position of the spray nozzles is not
  • 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 producing steel slabs of different
  • Strand width, at least one spray nozzle adjusting device according to one of claims 1 to 10 comprises.
  • 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.
  • Figure 1 is a perspective, partially cut
  • Figures 2 and 3 a front view and a sectioned
  • Spray nozzle adjusting devices 5a and 5b show a partially sectioned view and an uncut view of the spray nozzle adjusting device according to FIG. 4 in a perspective view, FIGS. 6a and 6b, two hydraulic diagrams for synchronous movement
  • FIG. 8 shows a variant of FIG. 4.
  • FIGS. 1 to 3 show a strand guide segment 15 of a strand guide of a continuous casting machine for producing steel slabs in several views.
  • Strand guide rollers 16a, 16b each one
  • Form strand guide segment 15 is
  • 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
  • Subframes 20 are connected by means of four uprights 17. Too much cooling (a so-called subcooling)
  • a plurality of spray nozzles 2, each with associated spray nozzle adjustment devices 1 are arranged both on the top and on the underside of the strand. Everybody is here
  • Spray nozzle 2 assigned exactly one spray nozzle adjustment devices 1, so that the position of the spray nozzle is individually adjustable to the strand width. 1 and 2, two positions of the spray nozzle 2 are shown at several spray nozzle adjustment devices 1, wherein the
  • dashed representation of the position of the spray nozzle 2 at a maximum width of the strand 3 corresponds.
  • FIG. 4 shows in detail a spray nozzle adjusting device 1 according to the invention for positioning a spray nozzle 2.
  • the spray nozzle adjusting device 1 comprises a displacement device 6, a spray nozzle holder 4 and a spray nozzle 2, wherein the displacement device 6 as a hydraulic linear drive, concretely as a
  • 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.
  • Spray nozzle holder 4 is supplied by means of two telescopic, single-stage telescopic tubes 7a, 7b with the coolant water and air, wherein the telescopic tubes 7a, 7b also an anti-rotation of the spray nozzle holder 4 and
  • Telescope tube 7a, 7b led 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.
  • the telescopic tubes 7a, 7b simple, are the
  • Displacement device 6 or the telescopic tubes and in particular to avoid its seals, is between the drive body 21 and the spray nozzle holder 4 a
  • the bellows 9 is associated with an air supply 10, which as a nozzle 23 with low
  • Opening cross section is formed in the telescopic tube 7b.
  • air from the telescopic tube 7b flows into a space bounded by the bellows 9, so that this space is kept under a slight overpressure from the environment, thereby preventing the ingress of dust under the bellows.
  • the displacement device 6 is shown in FIG 4 as a double-acting hydraulic cylinder
  • Displacement device 6 with a plunger cylinder i.e., as a single-acting hydraulic cylinder, for example
  • Drive body 21 three chambers, wherein the first, centrally arranged, chamber serves as a cavity for the pressure cylinder 11, and each one outer chamber is used as a retreat for the displaceable tube 30 of a telescopic tube 7a, 7b.
  • the two outer chambers also each have one
  • FIGS. 5a and 5b show two further views of FIG.
  • FIGS. 6a and 6b show two hydraulic diagrams for one spray nozzle adjusting device 1 each.
  • Displacement devices 6 by means of a hydraulic
  • FIGS. 6a and 6b are hydraulic diagrams, for the sake of clarity, only the displacement devices 6 of the spray nozzle adjustment devices 1 have been illustrated.
  • FIG. 7 shows a control diagram for a spray nozzle adjustment device 1 for positioning a single spray nozzle 2.
  • the pressure cylinder 11 of the displacement device 6 is as double-acting
  • Hydraulic cylinder is designed and equipped with a
  • Hydraulic valve 24 which is designed as a 4-3-way valve connected.
  • the spray nozzle holder 4 is provided with a
  • Path measuring device 13 which reports the actual position 26 to a control device 14.
  • 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 a gain, the hydraulic valve 24 is supplied.
  • FIG. 8 shows a variant of FIG. 4.
  • the drive body 21 of the displacement device 6 and the fixed tubes 29 of the telescopic tubes 7a, 7b each have separate housings, which, however - to secure the spray nozzle holder 4 against rotation relative to the drive body 21 - are connected to each other via connecting elements 31.
  • the separate embodiment of the housings has the advantage that e.g. a worn telescopic tube 7a, 7b can be changed without replacement of the displacement device 6.
  • the spray nozzle 2 need not be designed as a multi-component nozzle, so that e.g. For a so-called "water only" nozzle, only a single telescopic tube is necessary
  • the drive body 21 has a chamber which serves as a hollow space for the
  • Pressure medium cylinder 11 is used; the fixed tubes 29 of the telescopic tubes 7a, 7b each have a chamber which, as Treatment for a movable tube 39 is used.

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-Versteileinrichtung (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-Versteileinrichtung (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), umfassend ein feststehdendes und zumindest ein verschiebliches Rohr, wobei das feststehende Rohr mit dem Antriebskörper (21) verbunden ist, zur Leitung des Kühlmittels 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

Beschreibung
Spritzdüsen-VerStelleinrichtung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzdüsen- Versteileinrichtung 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- Versteileinrichtung 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 Bl 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-Versteileinrichtung, 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-Versteileinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der das Kühlmittel betriebssicher,
insbesondere ohne den Einsatz von Schlauchleitungen, von einem stillstehenden Anlagenteil der Strangführung,
beispielsweise der Verschiebeeinrichtung, zur Spritzdüse geleitet werden kann; insbesondere sollen auch existierenden Strangführungssegmente mit der Spritzdüsen- Versteileinrichtung nachgerüstet werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine eingangs genannte Vorrichtung gelöst, bei der
zumindest ein teleskopierbares Teleskoprohr, umfassend ein feststehdendes und zumindest ein verschiebliches Rohr, wobei das feststehende Rohr mit dem Antriebskörper
verbunden ist, zur Leitung des Kühlmittels 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 von einem stillstehenden Anlagenteil der Strangführung, beispielsweise dem 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- Versteileinrichtung (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-Versteileinrichtung ist es vorteilhaft, wenn der Antriebskörper und ein feststehendes Rohr zumindest eines Teleskoprohrs ein gemeinsames Gehäuse aufweisen. Es ist aber ebenso möglich, dass der
Antriebskörper und ein feststehendes Rohr jeweils separate Gehäuse aufweisen, die z.B. mittels Verbindungselemente miteinander verbunden sind. 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-Versteileinrichtung 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-Versteileinrichtung ist es vorteilhaft, die Spritzdüsen-Versteileinrichtung 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-Versteileinrichtung nach Fig 4 in perspektivischer Darstellung Fig 6a und 6b zwei Hydraulikschemen zur synchronen
Ansteuerung mehrerer Spritzdüsen-Versteileinrichtungen
Fig 7 ein Regelschema für eine Spritzdüsen- Verstelleinrichtung
Fig 8 eine Variante zu Fig 4 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- Versteileinrichtungen 1 angeordnet. Dabei ist jeder
Spritzdüse 2 genau eine Spritzdüsen-Versteileinrichtungen 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- Versteileinrichtung 1 zur Positionierung einer Spritzdüse 2 näher dargestellt. Die Spritzdüsen-Versteileinrichtung 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. Wie dargestellt weist der
Antriebskörper 21 drei Kammern auf, wobei die erste, zentral angeordnete, Kammer als Hohlraum für den Druckmittelzylinder 11 dient, und je eine außen angeordnete Kammer als Rückzug für das verschiebliche Rohr 30 eines Teleskoprohrs 7a, 7b dient. Die beiden äußeren Kammern weisen zudem je eine
Medieneinführung 22 auf.
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-Versteileinrichtungen 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-Versteileinrichtungen 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 .
In Fig 8 ist eine Variante zu Fig 4 dargestellt. Dabei weisen der Antriebskörper 21 der Verschiebeeinrichtung 6 und die feststehenden Rohre 29 der Teleskoprohre 7a, 7b jeweils getrennte Gehäuse auf, die jedoch - um den Spritzdüsenhalter 4 gegenüber dem Antriebskörper 21 gegen Verdrehung zu sichern - miteinander über Verbindungselemente 31 verbunden sind. Die getrennte Ausführung der Gehäuse hat den Vorteil, dass z.B. ein verschlissenes Teleskoprohr 7a, 7b ohne einen Austausch der Verschiebeeinrichtung 6 gewechselt werden kann. Natürlich muss die Spritzdüse 2 auch bei dieser Variante keinesfalls als eine Mehrstoffdüse ausgebildet sein, sodass z.B. für eine sogenannte „water only" Düse nur ein einziges Teleskoprohr notwendig ist. Bei dieser Variante weist der Antriebskörper 21 eine Kammern auf, die als Hohlraum für den
Druckmittelzylinder 11 dient; die feststehenden Rohre 29 der Teleskoprohre 7a, 7b weisen je eine Kammer auf, die als Rückzug für ein verschiebliches Rohr 39 dient.
Liste der Bezugszeichen
1 Spritzdüsen-VerStelleinrichtung
2 Spritzdüse
3 Strang
4 Spritzdüsenhalter
5 Stellkolben
6 Verschiebeeinrichtung
7a, 7b Teleskoprohr
8 Längsachse
9 Faltbalg
10 Luft ersorgung
11 Druckmittel zylinder
12 Mengenteiler
13 Wegmesseinrichtung
14 Regeleinrichtung
15 Strangführungssegment
16a, 16b Strangführungsrolle
17 Steher
18 Ansteil zylinder
19 Oberrahmen
20 Unterrahmen
21 Antriebskörper
22 Medieneinführung
23 Düse
24 Hydraulikventil
25 Soll-Position
26 Ist-Position
27 Regelabweichung
28 Stellgröße
29 feststehendes Rohr
30 verschiebliches Rohr
31 Verbindungselement

Claims

Patentansprüche
1. Spritzdüsen-Versteileinrichtung (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) , umfassend ein feststehdendes Rohr (29) und zumindest ein verschiebliches Rohr (30), wobei das feststehende Rohr (29) mit dem Antriebskörper (21) verbunden ist, zur Leitung des
Kühlmittels 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 5, 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
feststehendes Rohr (29) 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- Versteileinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst .
12. Verwendung der Spritzdüsen-Versteileinrichtung (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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