EP3013499B1

EP3013499B1 - Zweidimensionale oszillation einer stranggiesskokille, verfahren sowie vorrichtung

Info

Publication number: EP3013499B1
Application number: EP14731938.8A
Authority: EP
Inventors: Guenter Leitner; Martin MUEHLBACHLER; Josef Watzinger
Original assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Current assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2017-08-09
Anticipated expiration: 2034-06-13
Also published as: AT514495B1; WO2014206761A3; AT514495A1; KR102195755B1; EP3013499A2; CN105517729A; WO2014206761A2; KR20160027047A

Description

Gebiet der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Oszillieren einer Kokille einer Stranggießmaschine (auch Stranggießkokille genannt).
Einerseits betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Oszillieren einer Kokille einer Stranggießmaschine, wobei die Kokille zwei Schmalseiten- und zwei Breitseitenplatten umfasst, und die Kokille in vertikaler Richtung gegenüber einer ortsfesten Stützkonstruktion mit einer ersten Frequenz f_V oszilliert.
Andererseits betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Oszillieren einer Kokille einer Stranggießmaschine, aufweisend

die Kokille mit einem im Wesentlichen rechteckigen Formhohlraum, wobei die Kokille zwei Schmalseitenplatten und zwei Breitseitenplatten umfasst; und
eine erste Oszillationseinrichtung zur Oszillation der Kokille gegenüber einer ortsfesten Stützkonstruktion in vertikaler Richtung.

Stand der Technik

Beim Stranggießen ist es seit langem bekannt, eine Kokille eindimensional in vertikaler Richtung gegenüber einer ortsfesten Stützkonstruktion zu oszillieren. Einerseits wird der sich in der Kokille ausbildende Strang durch das auf den flüssigen Stahl aufgegebene Gießpulver geschmiert; andererseits wird das Anhaften des Strangs an eine Kupferplatte der Kokille verhindert. Durch die eindimensionale Oszillation der Kokille weist der Strang sogenannte Oszillationsmarken auf, die die Strangqualität aufgrund von Querrissen, Gießpulvereinzug, lokal veränderter Wärmeabfuhr oder ungünstigem Gefüge negativ beeinflussen. Es ist weiters bekannt, dass der Stranggießprozess bzw. die Qualität des Strangs durch den Einsatz optimierter Gießpulver bzw. durch optimierte Parameter der Kokillenoszillation (Amplitude, Frequenz, sinus- oder nicht-sinusförmige Kurvenform) verbessert werden kann.
Aus der JP 2000042691 A ist es außerdem bekannt, eine Breitseitenplatte einer Brammenkokille in eine kreisförmige oder elliptische Schwingung zu versetzen. Nachteilig daran ist, dass die Breitseitenplatte mit einer relativ hohen Frequenz (gleich der Frequenz der Oszillation in vertikaler Richtung) oszilliert, und dass bei der kreisförmigen Schwingung die Amplituden für die vertikale und die horizontale Oszillation gleich hoch sein müssen. Weiters ist die Länge der Ortskurve relativ kurz. Bedingt durch die hohe Komplexität ist das Verfahren bzw. die Vorrichtung in der Praxis schwer einsetzbar.
Die US 5579824 A zeigt ein Verfahren zum Oszillieren einer Kokille einer Stranggießmaschine, wobei die Breitseitenplatten 1 im weitesten Sinne auch in horizontaler Richtung oszillieren.
Aus der WO2005/009638 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Magnesiumbands bekannt. Die dabei eingesetzte Kokille oszilliert in vertikaler und horizontaler Richtung.
Schließlich ist aus der DE 19718235 A1 eine Kokille mit einer Breitseitenwand bekannt, bei der der obere Bereich der Breitseitenwand oszillierend angetrieben werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Oszillieren einer Kokille einer Stranggießmaschine darzustellen, mit denen der Strang durch das Gießpulver besser geschmiert wird und der Strang weniger Oszillationsmarken aufweist. Außerdem soll die Vorrichtung gemäß der Erfindung einfacher als bekannte Vorrichtungen für eine zweidimensionale Oszillation sein.
Diese Aufgabe wird beim eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dass zumindest eine Breitseitenplatte (bevorzugt beide Breitseitenplatten) der Kokille horizontal in Breitenrichtung der Breitseitenplatte mit einer zweiten Frequenz f_H oszilliert, wobei gilt f_V ≠ f_H, und dass für alle Punkte der Ortskurve der Breitseitenplatte der Betrag | v | der Geschwindigkeit größer 0 ist.
Bei der Beurteilung zweidimensionaler Oszillationsmuster (Ortskurven) hat sich überraschend herausgestellt, dass es besonders günstig ist, wenn die Frequenzen für die Schwingungen in der vertikalen und der horizontalen Richtung unterschiedlich sind. Dadurch wird die Länge der Ortskurve bei einem Oszillationszyklus verlängert, was sich sehr positiv auf die Schmierwirkung des Gießpulvers auswirkt. Zudem werden der Strang und die Breitseitenplatte sehr gleichmäßig belastet. Außerdem ist es sehr günstig, wenn die Ortskurve der Breitseitenplatte der Kokille keine Totpunkte (d.h. Punkte für die der Betrag der Geschwindigkeit gleich Null ist, d.h. l v l ≡ 0) aufweist. Dadurch wird eine Richtungsumkehr der Breitseitenplatte verhindert.
Bei einer zweidimensionalen Oszillation berechnet sich der Betrag der Geschwindigkeit v mit den Geschwindigkeitskomponenten v _H in horizontaler Richtung und v _V in vertikaler Richtung durch $|\vec{v}| = \sqrt{v_{H}^{2} + v_{V}^{2}} .$
Eine einfache Synchronisation zwischen den Schwingungen in horizontaler und vertikaler Richtung ist möglich, wenn gilt

die erste Frequenz f_V ist ein ganzzahliges Vielfaches der zweiten Frequenz f_H, f_V = n. f_H mit n ∈ {2,3,4,5...} oder
die zweite Frequenz f_H ist ein ganzzahliges Vielfaches der erste Frequenz f_V, f_H = n . f_V mit n ∈ {2,3,4, 5...}.

Dabei wird eine Breitseitenplatte der Kokille in vertikaler Richtung mit der ersten Frequenz f_V oszilliert, die entweder ein ganzzahliges Vielfaches der zweiten Frequenz der horizontalen Oszillation f_H beträgt (z.B. zwei-, drei-, vierfach etc.), oder bei der die zweite Frequenz f_H ein ganzzahliges Vielfaches der ersten Frequenz der vertikalen Oszillation f_V beträgt.
Eine möglichst große Länge der Ortskurve während eines Oszillationszyklus wird erreicht, wenn gilt

die erste Frequenz f_V ist kein ganzzahliges Vielfaches der zweiten Frequenz f_H, f_V ≠ n. f_H mit n ∈ {2,3,4,5...}, oder
die zweite Frequenz f_H ist kein ganzzahliges Vielfaches der ersten Frequenz f_V, f_H ≠ n. f_V mit n ∈ {2,3,4,5...}.

Zusätzlich zur Oszillation der gesamten Kokille (einschließlich der Breitseitenplatten) in vertikaler Richtung wird erfindungsgemäß zumindest eine Breitseitenplatte, vorzugsweise beide Breitseitenplatten, der Kokille horizontal in Breitenrichtung der Breitseitenplatte (d.h. in Breitenrichtung des Strangs, wobei die Breitenrichtung normal zur Gießrichtung und Dickenrichtung steht) oszilliert. Durch die Einschränkung, dass für alle Punkte der Ortskurve der Breitseitenplatte der Betrag der Geschwindigkeit > 0 ist, | v | > 0, wird sichergestellt, dass die Bewegungsbahn der Breitseitenplatte glatt ist und keine Totpunkte aufweist. Dadurch wird die für die Schmierung des Strangs besonders belastende Richtungsumkehr der Kokille vermieden. Somit kann bei gleicher Qualität des Gießpulvers, eine effizientere Schmierung des Strangs erreicht werden. Andererseits kann beim erfindungsgemäßen Verfahren bei gleicher Schmierwirkung die Gießgeschwindigkeit - und dadurch die Produktivität - gesteigert werden.
Da die Frequenz der Oszillation kubisch in den Energieverbrauch eingeht, ist der Energieverbrauch für die horizontale Oszillation besonders niedrig, wenn die erste Frequenz f_V größer als die zweite Frequenz f_H ist, d.h. f_V > f_H.
Zusätzlich oder alternativ dazu ist es günstig, wenn die Amplitude der vertikalen Oszillation größer oder gleich als die Amplitude der horizontalen Oszillation ist. Auch dadurch kann der Energieverbrauch für die horizontale Oszillation gesenkt werden.
Um ein "Taumeln" der Kokille zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn die beiden Breitseitenplatten der Kokille gegenläufig oszillieren, d.h. einen Phasenunterschied von im Wesentlichen 180° aufweisen. Aufgrund der entgegengesetzten Bewegungen wird der Massenausgleich der Kokille verbessert.
Natürlich ist es ebenfalls möglich, dass die beiden Breitseitenplatten der Kokille gleichläufig oszillieren, d.h. einen Phasenunterschied von im Wesentlichen 0° aufweisen.
Grundsätzlich spielt es keine Rolle, ob das erfindungsgemäße Verfahren bei einer geraden oder einer gebogenen Kokille eingesetzt wird. Weiters ist das Verfahren nicht auf vertikal oszillierende Kokillen beschränkt; es könnte vielmehr auch für horizontal oszillierende Kokillen (sog. Horizontalanlagen) eingesetzt werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch die eingangs genannte Vorrichtung gelöst, wobei eine zweite Oszillationseinrichtung zur Oszillation zumindest einer Breitseitenplatte der Kokille gegenüber den angrenzenden Schmalseitenplatten in horizontaler Richtung vorgesehen ist, und die Breitseitenplatte verschiebbar gegenüber den angrenzenden Schmalseitenplatten ausgebildet ist.
Da die Ableitung einer harmonischen Schwingung wieder eine harmonische Schwingung darstellt wird eine glatte Ortskurve für die Breitseitenplatte dann erreicht, wenn die Breitseitenplatte horizontal in Breitenrichtung der Breitseitenplatte harmonisch oszilliert. Besonders bevorzugt ist, wenn die vertikale Oszillation ebenfalls harmonisch ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zusätzlich zur ersten Oszillationseinrichtung für die Oszillation der Kokille in vertikaler Richtung zumindest eine zweite Oszillationseinrichtung zur horizontalen Oszillation zumindest einer Breitseitenplatte der Kokille gegenüber den angrenzenden Schmalseitenplatten in Breitenrichtung der Breitseitenplatte auf. Durch die Oszillation der Kokille in vertikaler und horizontaler Richtung wird bei gleicher Gießgeschwindigkeit die Schmierwirkung des Gießpulvers auf den Strang verbessert.
Vorteilhaft ist es, wenn jeder der beiden Breitseitenplatten eine eigene zweite Oszillationseinrichtung zur horizontalen Oszillation in Breitenrichtung zugeordnet ist. Dadurch kann der Massenausgleich der Kokille verbessert werden.
Um den Energieverbrauch für die Oszillation der Kokille in vertikaler Richtung zu senken, ist es vorteilhaft, wenn die erste Oszillationseinrichtung zumindest ein erstes elastisches Element und einen ersten Oszillationsantrieb aufweist, wobei das erste elastische Element und der erste Oszillationsantrieb jeweils mit der Kokille und der ortsfesten Stützkonstruktion verbunden sind.
Eine einfache Konstruktion für die zweite Oszillationseinrichtung ergibt sich, wenn die Kokille einen Kokillenrahmen und die zweite Oszillationseinrichtung einen zweiten Oszillationsantrieb umfasst, wobei der zweite Oszillationsantrieb einerseits mit dem in vertikaler Richtung schwingenden Kokillenrahmen und der Breitseitenplatte verbunden ist.
Der Energieverbrauch für die horizontale Oszillation der Breitseitenplatten kann verringert werden, wenn ein zweites elastisches Element zwischen dem Kokillenrahmen und der Breitseitenplatte angeordnet ist, und die Breitseitenplatte durch den zweiten Oszillationsantrieb gegenüber dem in vertikaler Richtung schwingenden Kokillenrahmen in eine horizontale Oszillation in Breitenrichtung versetzt werden kann.
Hierbei ist es zweckmäßig, wenn das zweite elastische Element ein Federband oder eine Schraubenfeder ist.
Insbesondere für kleinere Strangformate (Knüppel- oder Vorblockformate) ist es vorteilhaft, wenn ein erster und/oder ein zweiter Oszillationsantrieb ein elektrischer Linearmotor ist. Aufgrund der hohen Kraftdichte ist es vorteilhaft, wenn der elektrische Linearmotor ein Piezoaktuator ist.
Für größere Formate ist es zweckmäßig, wenn ein erster und/oder ein zweiter Oszillationsantrieb ein hydraulischer Linearmotor, wie ein Hydraulikzylinder, ist.
Um die Reibung und somit den Energieverbrauch für die horizontale Oszillation niedrig zu halten, ist es vorteilhaft, wenn die Breitseiten- und die angrenzenden Schmalseitenplatten Gleitflächen, vorzugsweise aus Sintermetall, aufweisen, die eine Relativbewegung zulassen.
Die Reibung und der Energieverbrauch für die horizontale Oszillation können außerdem niedrig gehalten werden, wenn die erste Breitseitenplatte mit der Festseite und die zweite Breitseitenplatte mit der Losseite des Kokillenrahmens verbunden sind, wobei die Losseite über eine hydraulische Klemmeinheit mit der Festseite verbunden ist, und vorzugsweise die Klemmkraft der Klemmeinheit, besonders bevorzugt hydraulisch, einstellbar ist. Hierbei kann die Klemmkraft z.B. hydraulisch mittels der Beaufschlagung der Klemmeinheit durch unterschiedlich hohe Hydraulikdrücke, einfach eingestellt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele. Die Figuren zeigen:

Fig 1 eine Darstellung einer nicht erfindungsgemäßen Bewegungsbahn einer Breitseitenplatte bei einer eindimensionalen (1 D) Oszillation
Fig 2a,2b je eine Darstellung einer nicht erfindungsgemäßen Bewegungsbahn einer Breitseitenplatte bei einer zweidimensionalen Oszillation
Fig 3-4 je eine Darstellung einer Variante der erfindungsgemäßen Bewegungsbahn einer Breitseitenplatte bei einer zweidimensionalen Oszillation
Fig 5-8 verschiedene perspektivische Darstellungen (Fig 5 von schräg oben; Fig 6 von schräg unten; Fig 7 ohne die Losseite des Kokillenrahmens; und Fig 8 mit einer Detailansicht der Oszillationseinrichtung für eine Breitseite der Kokille) einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur zweidimensionalen Oszillation der Kokille.

Beschreibung der Ausführungsformen

In Fig 1 ist eine Ortskurve (auch Bewegungsbahn genannt) für eine Breitseite einer vertikal oszillierenden Kokille nach dem Stand der Technik bei einer eindimensionalen Oszillation dargestellt. Aus der Ortskurve geht unmittelbar hervor, dass sich die Bewegungsrichtung der Kokille - und somit auch der Breitseitenplatte - jeweils im oberen Totpunkt OT und im unteren Totpunkt UT umkehrt; weiters gilt für die Geschwindigkeit v der Kokille in den beiden Totpunkten OT und UT v ≡ 0. Außerdem weist die Beschleunigung der Kokille in den Totpunkten OT und UT gerade ein Maximum auf (wenn z.B. für den Weg s in vertikaler y-Richtung gilt s = A. sin(ω. t) gilt für die Geschwindigkeit v und die Beschleunigung a ν = ṡ = A. ω. cos(ω. t) und a = s̈ = - A. ω ². sin (ω.t). Bedingt durch die hohe Beschleunigung a mit |a| = A.ω² und die damit verbundenen hohen Reibungskräften in den Totpunkten OT und UT wird die Strangschale bzw. auch das Gießpulver, das eine ausreichende Schmierung des Strangs in der Kokille sicherstellen soll, in diesen Punkten besonders hoch belastet.
Die Fig 2a, 2b zeigen eine nicht erfindungsgemäße Bewegungsbahn einer zweidimensional oszillierenden Breitseitenplatte (vertikale Oszillation und horizontale Oszillation in Breitenrichtung der Breitseitenplatte) einer Kokille. Die Fig 2a zeigt die zeitliche Abfolge der Oszillation (Abszisse in Sekunden); die Fig 2b zeigt die Ortskurve der Bewegungsbahn. Für die Bewegungsbahn in vertikaler V- und horizontaler H-Richtung (jeweils in mm) gilt: $H = A_{H} . \sin (2. π . f_{H} . t - Ø) = 2. \sin (2. π . \frac{200}{60} . t - 90 °)$
$V = A_{V} . \sin (2. π . f_{V} . t) = 4. \sin (2. π . \frac{100}{60} . t)$
Die Ortskurve in Fig 2b weist zwei ausgeprägte Totpunkte OT, UT auf, sodass der Strang in diesen Punkten hoch belastet wird.
Die Fig 3a, 3b zeigen die Bewegungsbahn und die Ortskurve einer Breitseite einer Kokille für Brammenquerschnitte, die gemäß der Erfindung zweidimensional oszilliert (d.h. vertikal und horizontal in Breitenrichtung der Breitseitenplatte) wird. Die Parameter der Oszillationen betragen f_H = 33,3/60 Hz, f_V = 100/60 Hz, A_H = 2 mm, A_V = 4 mm und 0̸ = 90°. Aus der Ortskurve geht hervor, dass die Bewegungsbahn keine Totpunkte aufweist und daher günstig ist.
Die Fig 4a, 4b zeigen eine weitere erfindungsgemäße Bewegungsbahn für eine Breitseitenplatte einer Kokille. Die Parameter der Oszillationen betragen f_H= 170/60 Hz, f_v = 100/60 Hz, A_H = 2 mm, A_V = 4 mm und Ø = 90°. Auch aus dieser Ortskurve geht hervor, dass die Bewegungsbahn keine Totpunkte aufweist und im Vergleich zu den Fig 3a, 3b deutlich länger ist (weder f_H/f_V noch f_V/f_H ist ein ganzzahliges Vielfaches). Sie ist daher äußerst günstig ist.
Aus den Fig 3 und 4 geht hervor, dass die erfindungsgemäßen Bewegungsbahnen der Breitseitenplatten der Kokille wesentlich glatter sind als bei der vertikalen, eindimensionalen Oszillation, bei der die Kokille sowohl im oberen als auch im unteren Totpunkt die Bewegungsrichtung umkehrt. Weiters weisen die erfindungsgemäßen Bewegungsbahnen keine ausgeprägten Totpunkte mit Richtungsumkehr auf. Durch die glattere Bewegungsbahn wird die Schmierwirkung des Gießpulvers verbessert bzw. die Reibung zwischen der Kokille und dem Strang reduziert.
In der Fig 5 ist eine Kokille 1 einer Stranggießmaschine für Brammenformate schematisch dargestellt. Im Sinne einer einfachen Darstellung wurde die Oszillationseinrichtung für die vertikale Oszillation der Kokille (inkl. der stationären Stützkonstruktion, den Federbändern zwischen der Stützkonstruktion und dem Kokillenrahmen 6 und dem ersten Oszillationsantrieb für die vertikale Oszillation der Kokille 1) nicht dargestellt. Dem Fachmann ist das Konzept der vertikalen Kokillenoszillation bereits seit 1921 (Van Ranst) bekannt; hydraulische Oszillationseinrichtungen sind seit 1962 (Koopers) bekannt. Weiters sind die Einrichtungen für die vertikale Oszillation der Kokille auch aus der Literatur bekannt, z.B. aus

The Making, Shaping and Treating of Steel (MSTS), Casting Volume, Kap. 15 (insbes. 15.6.8.1-15.6.8.4), AISE, 2003.

In Fig 8 ist die zweite Oszillationseinrichtung 5 näher dargestellt. Ein rechteckiger, die beiden Breitseiten- 3, 3a, 3b und Schmalseitenplatten 2 der Kokille 1 umschließender Kokillenrahmen 6 wird durch die nicht dargestellte erste Oszillationseinrichtung in eine vertikale Oszillation V gebracht. Die beiden Schmalseitenplatten 2 und die beiden Breitseitenplatten 3 bilden den rechteckigen Formhohlraum 4 aus (für die Erfindung spielt es keine Rolle, ob der Formhohlraum 4 quadratisch ist oder nicht; insbesondere muss eine Breitseitenplatte auch nicht länger sein als eine Schmalseitenplatte). Durch je eine zweite Oszillationseinrichtung 5a, 5b wird eine Breitseite 3a, 3b gegenüber dem in vertikaler Richtung V schwingenden Kokillenrahmen 6 horizontal in Breitenrichtung H (d.h. in Breitenrichtung des Strangs) der Breitseitenplatte 3a, 3b oszilliert. Gemäß Fig 7 stützt sich der zweite Oszillationsantrieb 7, der als Hydraulikzylinder 9 ausgebildet ist, am Kokillenrahmen 6 ab und beaufschlagt ein als Federband ausgeprägtes zweites elastisches Element 8. Über das Federband wird die Breitseitenplatte 3 gemeinsam mit der Stützplatte 10 und dem Wasserkasten 11 der Kokille 1 in eine horizontale Oszillation H quer zur Dickenrichtung des Strangs gebracht. Die an die Breitseitenplatte 3 angrenzenden Schmalseitenplatten 2 werden nicht in horizontaler Richtung oszilliert, oszillieren aber gemeinsam mit dem Kokillenrahmen 6 in vertikaler Richtung V. Um die Reibung zwischen den Breit- und Schmalseitenplatten 3, 2 niedrig zu halten, weisen die Platten jeweils Gleitflächen 12 aus Sintermetall auf. Die Klemmeinheit 15 inkl. des nicht detailliert dargestellten hydraulischen Klemmzylinders stellt sicher, dass der Formhohlraum 4 fluiddicht abgedichtet ist, ohne dass es jedoch zu einer übermäßig hohen Reibung zwischen den Platten kommt.
Obwohl bei den Figuren 5 und 8 jeder Breitseitenplatte 3a, 3b eine eigene zweite Oszillationseinrichtung 5 zugeordnet ist (und somit die beiden Breitseitenplatten gegenläufig zueinander bewegt werden können), wäre es ebenfalls möglich, die horizontale Oszillationsbewegung für beide Breitseitenplatte 3a, 3b über nur einen einzigen zweiten Oszillationsantrieb 5 zu bewerkstelligen. Außerdem könnte je ein zweiter Oszillationsantrieb 5 in Breitenrichtung beiderseits der Breitseitenplatte 3 angeordnet werden.
Um übermäßige Reibung zwischen dem Wasserkasten 11, der über die Stützplatte 10 mit der Breitseitenplatte 3a oder 3b verbunden ist, und der Fest- 13 bzw. Losseite 14 des Kokillenrahmens 6 zu vermeiden, liegt der Wasserkasten 11 entweder nicht an der Stützkonstruktion 6 auf (z.B. kann zwischen ein Spalt zwischen dem Wasserkasten 11 und der Stützkonstruktion 6 vorgesehen sein), oder es sind Gleitflächen 12 zwischen dem Wasserkasten und der Stützkonstruktion vorgesehen.
In der Fig 6 ist die Kokille 1 von schräg unten dargestellt, wobei der sich in der Kokille 1 ausbildende, nicht dargestellte, Strang durch mehrere Fußrollen 16 gestützt wird.
Die Fig 7 zeigt eine Darstellung der Kokille 1 ohne der Losseite 14 (siehe Fig 6) des Kokillenrahmens 6. Die Losseite 14 der Kokille 1 wird über die beiden Klemmeinheiten 15 mit der Festseite 13 verspannt. Hierbei ist die Klemmkraft hydraulisch einstellbar.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1: Kokille
2: Schmalseitenplatte
3, 3a, 3b: Breitseitenplatte
4: Formhohlraum
5, 5a, 5b: zweite Oszillationseinrichtung
6: Kokillenrahmen
7: zweiter Oszillationsantrieb
8: zweites elastisches Element
9: Hydraulikzylinder
10: Stützplatte
11: Wasserkasten
12: Gleitfläche
13: Festseite
14: Losseite
15: Klemmeinheit
16: Fußrollen

f: Frequenz
H: horizontale Breitenrichtung
OT: Oberer Totpunkt
UT: Unterer Totpunkt
V: vertikale Richtung

Claims

Verfahren zum Oszillieren einer Kokille (1) einer Stranggießmaschine, wobei die Kokille (1) zwei Schmalseiten-(2) und zwei Breitseitenplatten (3, 3a, 3b) umfasst, und die Kokille (1) in vertikaler Richtung (V) gegenüber einer ortsfesten Stützkonstruktion mit einer ersten Frequenz f_V oszilliert, dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine Breitseitenplatte (3, 3a, 3b) der Kokille (1) horizontal in Breitenrichtung (H) der Breitseitenplatte (3,3a,3b) mit einer zweiten Frequenz f_H oszilliert, wobei gilt f_V ≠ f_H , und
dass für alle Punkte der Ortskurve der Breitseitenplatte (3) der Betrag der Geschwindigkeit l v | größer 0 ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
- die erste Frequenz f_V ein ganzzahliges Vielfaches der zweiten Frequenz f_H ist, f_V = n . f_H mit n ∈ {2,3,4,5...}, oder

- die zweite Frequenz f_H ein ganzzahliges Vielfaches der ersten Frequenz f_V ist, f_H = n . f_V mit n ∈ {2,3,4, 5 ... }.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
- die erste Frequenz f_V kein ganzzahliges Vielfaches der zweiten Frequenz f_H ist, f_V ≠ n. f_H mit n ∈ {2,3,4,5...}, oder

- die zweite Frequenz f_H kein ganzzahliges Vielfaches der ersten Frequenz f_V ist, f_H ≠ n . f_V mit n ∈ {2,3,4,5...}.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Frequenz größer der zweiten Frequenz ist, f_V > f_H .
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude der vertikalen Oszillation größer oder gleich als die Amplitude der horizontalen Oszillation ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Breitseitenplatten (3, 3a, 3b) der Kokille (1) in horizontaler Richtung (H) gegenläufig oszillieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Breitseitenplatten (3, 3a, 3b) der Kokille (1) in horizontaler Richtung (H) gleichläufig oszillieren.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breitseitenplatte (3, 3a, 3b) horizontal in Breitenrichtung (H) der Breitseitenplatte harmonisch oszilliert.
Vorrichtung zum Oszillieren einer Kokille (1) einer Stranggießmaschine, aufweisend
- die Kokille (1) mit einem im Wesentlichen rechteckigen Formhohlraum (5), wobei die Kokille (1) zwei Schmalseiten-(2) und zwei Breitseitenplatten (3, 3a, 3b) umfasst;

- eine erste Oszillationseinrichtung zur Oszillation der Kokille (1) gegenüber einer ortsfesten Stützkonstruktion in vertikaler Richtung (V);
gekennzeichnet durch
- eine zweite Oszillationseinrichtung (5) zur horizontalen Oszillation zumindest einer Breitseitenplatte (3, 3a, 3b) der Kokille (1) gegenüber den angrenzenden Schmalseitenplatten (2) in Breitenrichtung (H) der Breitseitenplatte (3, 3a, 3b), wobei die Breitseitenplatte (3, 3a, 3b) verschieblich gegenüber den angrenzenden Schmalseitenplatten (2) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zwei zweite Oszillationseinrichtungen (5a,5b) umfasst, wobei jede zweite Oszillationseinrichtung zur horizontalen Oszillation einer Breitseite (3, 3a, 3b) der Kokille (1) in Breitenrichtung (H) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille (1) eine Kokillenrahmen (6) und die zweite Oszillationseinrichtung (5, 5a, 5b) einen zweiten Oszillationsantrieb (7) umfasst, wobei der zweite Oszillationsantrieb (7) einerseits mit dem in vertikaler Richtung (V) schwingenden Kokillenrahmen (6) und der Breitseitenplatte (3) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Oszillationseinrichtung (5, 5a, 5b) ein zweites elastisches Element (8) umfasst, das zwischen dem Kokillenrahmen (6) und der Breitseitenplatte (3, 3a, 3b) angeordnet ist, wobei die Breitseitenplatte (3, 3a, 3b) durch den zweiten Oszillationsantrieb (7) gegenüber dem in vertikaler Richtung (V) schwingenden Kokillenrahmen (6) in eine horizontale Oszillation in Breitenrichtung (H) der Breitseitenplatte (3, 3a, 3b) versetzt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite elastische Element (8) ein Federband ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Oszillationsantrieb (7) ein Linearmotor ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearmotor ein hydraulischer Linearmotor, vorzugsweise ein Hydraulikzylinder (9), oder ein elektrische Linearmotor, vorzugsweise ein Piezoaktuator, ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Breitseitenplatte (3, 3a, 3b) und dem Kokillenrahmen (6) eine Stützplatte (10) und ein Wasserkasten (11) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Breitseitenplatte (3, 3a, 3b) und die angrenzenden Schmalseitenplatten (2) Gleitflächen (12), vorzugsweise aus Sintermetall, aufweisen, die eine Relativbewegung zulassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Breitseitenplatte (3a) mit der Festseite (13) und die zweite Breitseitenplatte (3b) mit der Losseite (14) des Kokillenrahmens (6) verbunden ist, wobei die Losseite (14) über eine Klemmeinheit (15) mit der Festseite (13) verbunden ist, wobei vorzugsweise die Klemmkraft der Klemmeinheit (15) hydraulisch einstellbar ist.