EP3626364B1 - Leitungsabschnitt und kokilleneinrichtung mit dem leitungsabschnitt - Google Patents

Leitungsabschnitt und kokilleneinrichtung mit dem leitungsabschnitt Download PDF

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EP3626364B1
EP3626364B1 EP19197890.7A EP19197890A EP3626364B1 EP 3626364 B1 EP3626364 B1 EP 3626364B1 EP 19197890 A EP19197890 A EP 19197890A EP 3626364 B1 EP3626364 B1 EP 3626364B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
consumer
inflow
mould
conduit
conduit section
Prior art date
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Active
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EP19197890.7A
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English (en)
French (fr)
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EP3626364A1 (de
Inventor
Jörn HOFFMEISTER
Michael Dreis
Ulrich Snadny
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Publication date
Family has litigation
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Priority claimed from DE102018220203.6A external-priority patent/DE102018220203A1/de
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/05—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds into moulds having adjustable walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/055—Cooling the moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/057—Manufacturing or calibrating the moulds

Definitions

  • the invention relates to a mold device with a line section for the passage of a fluid, in particular water.
  • the invention relates to a method for converting a mold device from a previous to a different casting width.
  • Line sections for the passage of a fluid also with several degrees of freedom are in the prior art, for. B. from the DE 10 2006 057 242 B4 and the US 6164570 basically known. These patents disclose in particular a ball joint for a sanitary outlet fitting.
  • EP2321075 A1 describes a continuous casting mold for the continuous casting of a metal strand, in particular a steel strand, with broad side walls and narrow side walls lying opposite one another, at least the broad side walls being equipped with cooling channels.
  • the invention relates to the field of continuous casting technology and in particular to a continuous casting mold for casting liquid metal to form a cast strand, as is shown, for example, in FIG Figure 3 is shown.
  • Figure 3 a mold device 400 known from the prior art with two opposite mold broadside plates 410 and two opposite broadside water tanks 420, each for supporting the mold broadside plates 410.
  • At least one of the broadside water tanks is connected via a line section 100 to a water supply device (not shown).
  • the other broadside water tank is either also connected to the water supply device via an analog line section or it is fluidly connected to the one broadside water tank.
  • the mold device shown can be set to different casting formats, ie to different cross-sections of the casting cavity 440 formed by the mold broad side plates 410 and the mold narrow side plates.
  • the latitudinal water tanks are traditionally first in the casting thickness direction D spread apart.
  • the narrow side support devices 432 preferably with the mold narrow side plates 410 mounted thereon, are exchanged for other narrow side support devices with a mold narrow side plate defining a different casting thickness d2.
  • the broad-side water tanks 420 are then moved towards the narrow-side support devices 432 with the now changed casting thickness d2; In this way, a new casting cavity 440 is created with a changed casting thickness.
  • the aforementioned opening and closing process of the broadside water tanks in the casting thickness direction D when converting the mold device 400 to a different casting thickness is accompanied by a lateral offset (lateral offset) of the inlet-side and the consumer-side end of the line section for supplying the broadside water tanks with water from the water supply device.
  • the invention is based on the object of developing a known mold device with a line section and a known method for converting the mold device from a previous to a different casting width in such a way that the line section of the mold device is designed to compensate for larger lateral offsets and thereby the conversion of the mold device to a different casting width to be significantly simplified and made more cost-effective.
  • the line section for the passage of a fluid has a line element with an inlet-side end and a consumer-side end and an inlet device for the fluid.
  • the line section has an inlet-side ball joint arranged at the inlet-side end of the line element with a through-channel for the articulated and fluid-conducting connection of the inlet-side end of the line element with the inlet device for the fluid, with a consumer-side ball joint arranged at the consumer-side end of the line element with a through-channel for articulating and fluid-conducting connection of the consumer-side end of the line element is formed with a consumer.
  • the inlet device corresponds to a pipe section which leads to the water supply device and the consumer corresponds to at least one of the broadside water tanks.
  • corresponding ball joints each with a passage channel, are thus arranged at both ends of the line element of the mold device.
  • These two ball joints basically allow the fluid to be deflected within the line section in almost any direction, even if the consumer is laterally offset relative to an inlet device. This applies at least when the inlet device and the distance between the consumers can be varied in the event of a lateral offset.
  • the line section of the mold device is characterized by an inlet-side sliding pipe which fluidly connects the inlet-side end of the line element to the inlet device and in which the inlet-side ball bearing is axially displaceable.
  • a sliding tube on the consumer side can also be provided which connects the consumer-side end of the line element to the consumer in a fluid-conducting manner and in which the consumer-side ball bearing is axially displaceable.
  • a protective device for example in the form of a cuff or in the form of a rubber bar, can be slipped over the ball joints to protect them from external influences, in particular dust or dirt, in order to maintain their functionality.
  • the above-mentioned object is also achieved by the method according to claim 13.
  • This method is characterized in that the mold device is designed with a line section according to one of claims 1 to 12 and that the line section, which connects at least one of the broad-side water tanks to the water supply device, during all process steps according to claim 13, in a fluid-conducting manner with the at least one broad-side water tank and preferably also remains connected to the water supply system.
  • the claimed configuration of the mold device with the line section according to the invention can advantageously significantly shorten the assembly and set-up times when converting the mold device to a different casting format. In particular, line connections no longer have to be rebuilt or relocated with the aid of compensators; the assembly work previously associated with this can be saved.
  • a ball joint 140 also referred to as a consumer-side ball joint, is arranged at the consumer-side end 114 of the line element 110. It is also equipped with a through channel for the articulated and fluid-conducting connection of the consumer-side end of the fluid line element 110 to a consumer 200 (in Figure 1 Not shown).
  • Both the inlet-side and the consumer-side ball joint 120, 140 each have an annular dome 122 with a spherical outer contour.
  • the spherical cap is rotatably embedded in a spherical cavity which is spanned by two annular bearing half-shells 126, 126 'that can be braced against one another.
  • the outside of the spherical cap 122 is sealed with the aid of (further) sealing elements 128, preferably with respect to each of the two bearing half-shells 126, 126 '.
  • the domes 122 are pushed onto the inlet-side end 112 and onto the consumer-side end 114 of the line element 110 and are preferably firmly connected to the line element.
  • the calottes therefore perform a rotary or pivoting movement of the line element relative to the cavities in which they are mounted.
  • the bearing half-shells 126, 126 'spanning the cavities are on the other hand non-rotatable - but not necessarily fixed in a translatory manner - on the bend or on the consumer or a pipe or on a displacement element which is in a Sliding tube is slidably mounted, attached.
  • the bearing half-shells can also be designed as the sliding element themselves.
  • the domes 122 could also be arranged on the elbow or on the displacement element within the displacement tube; however, the associated bearing half-shells would then have to be connected to the line element.
  • the inlet-side bearing shell 126 is non-rotatably screwed to the inlet device 130, here designed with the 90 ° elbow only as an example.
  • a first half of the bearing half-shell 126 of the entire bearing shell is screwed to the manifold, while the associated second bearing half-shell 126 'is or is displaced from the line element 110 outwards against the first bearing half-shell 126 and is braced or screwed to it.
  • a first bearing half-shell 126 for the spherical cap 122 is designed and arranged on the consumer side of the line element 110 as a displacement element for displacement within the displacement tube.
  • a second bearing half-shell 126 ′ of the entire bearing shell is pushed from the side of the line element against the first bearing half-shell 126 and braced or screwed to it in order to span a cavity for the rotatable, articulated accommodation of the consumer-side dome 122.
  • the said Ball joints are preferably each protected against contamination by a protective device 170.
  • the protective device 170 can be, for example, a cuff or a rubber bar, which is slipped over the ball joints and is fastened on both sides of these joints, for example with clamps.
  • the line element 110 is typically a piece of pipe.
  • the line section 100 according to the invention is used in particular to transfer a fluid, for example water, from a water supply device (not shown) to a consumer 200.
  • the Figures 2a and 2b show a particular application in which the line section 100 according to the invention is used for supplying water to a mold device 400 in a continuous casting plant for casting liquid metal into a cast strand.
  • the one inlet device 130 which is arranged on the inlet side of the line section 100, can be designed in the form of a pipe section which, for example, leads to a water supply device.
  • the consumer 200 connected to the consumer-side end 114 of the line section 100 is then at least one broad-side water tank 420 for cooling the mold.
  • the configuration of the line section according to the invention makes it possible to convert the mold device to a different casting width while performing the steps a) to d) mentioned the water tanks 420 can advantageously remain connected to the water supply device in a fluid-conducting manner. This saves the operator of the mold device both a lot of time and a lot of money in contrast to traditional retrofitting of the mold device, because many otherwise necessary work steps and pipe components can be saved with the design of the line section according to the invention.
  • the displacement tube 150 enables compensation for the lateral displacement increasing direct distance between the at least one broadside water tank 420 and the supply device 130 by allowing an axial displacement of the consumer-side end of the line element by a distance x in the displacement pipe 150; please refer Figure 1b .
  • the broadside water tanks 420 initially opened in accordance with method step a) are again moved or pushed together in the opposite casting thickness direction D to the now changed casting width. Because the casting thickness d2 is now different, ie it can be greater or smaller than the previous casting thickness d1, the broadside water tanks 420 are in any case no longer brought together to the original casting thickness d1 in step d). Rather, the line element 110 is now pivoted back in the direction of the starting direction by an angle deviating from the angle ⁇ with the aid of the ball joints 120, 140 during method step d) and pushed back again in the displacement tube by a path deviating from the path x.
  • the deviating angle is smaller than the angle ⁇ and the deviating path is smaller than the path x according to method step a).
  • the deviating angle is greater than the angle ⁇ and the deviating path x in the sliding tube 150 is greater than the path x.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Joints Allowing Movement (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kokilleneinrichtung mit einem Leitungsabschnitt zum Durchleiten von einem Fluid, insbesondere von Wasser. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Umbauen einer Kokilleneinrichtung von einer bisherigen auf eine andere Gießbreite.
  • Leitungsabschnitte zum Durchleiten eines Fluids auch mit mehreren Freiheitsgraden sind im Stand der Technik, z. B. aus der DE 10 2006 057 242 B4 und der US 6164570 grundsätzlich bekannt. Diese Patentschriften offenbaren insbesondere ein Kugelgelenk für eine sanitäre Auslaufarmatur. EP2321075 A1 beschreibt eine Stranggießkokille zum kontinuierlichen Gießen eines Metallstrangs, insbesondere eines Stahlstrangs, mit jeweils einander gegenüberliegenden Breitseitenwänden und Schmalseitenwänden, wobei wenigstens die Breitseitenwände mit Kühlkanälen ausgestattet sind.
  • Die Erfindung betrifft als besonderen Anwendungsfall das Gebiet der Stranggußtechnik und insbesondere eine Stranggießkokille zum Gießen von flüssigem Metall zu einem Gießstrang, wie sie beispielsweise in Figur 3 dargestellt ist. Konkret zeigt Figur 3 eine aus dem Stand der Technik bekannte Kokilleneinrichtung 400 mit zwei gegenüberliegenden Kokillenbreitseitenplatten 410 und zwei gegenüberliegenden Breitseitenwasserkästen 420, jeweils zum Tragen der Kokillenbreitseitenplatten 410. Zumindest einer der Breitseitenwasserkästen ist über einen Leitungsabschnitt 100 an eine Wasserversorgungseinrichtung angeschlossen (nicht gezeigt). Der andere Breitseitenwasserkasten wird entweder über einen analogen Leitungsabschnitt ebenfalls mit der Wasserversorgungseinrichtung verbunden oder er ist fluidleitend mit dem einen Breitseitenwasserkasten verbunden.
  • Die in Figur 3 gezeigte Kokilleneinrichtung kann auf unterschiedliche Gießformate, d. h. auf unterschiedliche Querschnitte des von den Kokillenbreitseitenplatten 410 und den Kokillenschmalseitenplatten gebildeten Gießhohlraums 440 eingestellt werden. Zur Veränderung der Gießdicke d1 werden traditionell die Breitenseitenwasserkästen in Gießdickenrichtung D zunächst auseinandergefahren. Sodann werden die Schmalseitenträgereinrichtungen 432, vorzugsweise mit den daran anmontierten Kokillenschmalseitenplatten 410 gegen andere Schmalseitenträgereinrichtungen mit einer eine andere Gießdicke d2 definierenden Kokillenschmalseitenplatten ausgetauscht. Anschließend werden die Breitseitenwasserkästen 420 auf die Schmalseitenträgereinrichtungen 432 mit der jetzt geänderten Gießdicke d2 zugefahren; auf diese Weise entsteht ein neuer Gießhohlraum 440 mit einer veränderten Gießdicke.
  • Das besagte Auf- und Zuverfahren der Breitseitenwasserkästen in Gießdickenrichtung D beim Umrüsten der Kokilleneinrichtung 400 auf eine andere Gießdicke geht mit einem Lateralversatz (seitlichen Versatz) des zulaufseitigen und des verbraucherseitigen Endes des Leitungsabschnittes zur Versorgung der Breitseitenwasserkästen mit Wasser aus der Wasserversorgungseinrichtung einher.
  • Traditionelle Leitungsabschnitte und insbesondere traditionelle Anschlüsse zwischen dem Leitungsabschnitt und den Breitseitenwasserkästen konnten diese auftretenden Lateralversätze nicht bzw. zumindest nicht in ausreichendem Maße kompensieren. Traditionell handelte es sich bei diesen Leitungsabschnitten um starre Rohrverbindungen mit O-Ringen, welche zwar kleinere Winkelauslenkungen aufnehmen und auch kleinere Verschiebungen in Axialrichtungen bei auftretendem Lateralversatz kompensieren konnten, aber zum Kompensieren der in der Realität tatsächlich auftretenden größeren Lateralversätze sind die traditionell verwendeten Rohrverbindungen und Kompensatoren nicht geeignet bzw. nicht ausreichend. Es müssen deshalb traditionell Adapterstücke montiert oder mehrere formatabhängige Teile eingebaut werden. Das gesamte Verfahren der Gießdickenumrüstung kostet traditionell viel Geld und Zeit (Rüstzeit) für den Betreiber, denn er muss entsprechend viel Werkstattpersonal und eine entsprechende Ausrüstung bereitstellen.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Kokilleneinrichtung mit einem Leitungsabschnitt sowie ein bekanntes Verfahren zum Umbauen der Kokilleneinrichtung von einer bisherigen auf eine andere Gießbreite dahingehend weiterzubilden, dass der Leitungsabschnitt der Kokilleneinrichtung ausgebildet ist, auch größere Lateralversätze zu kompensieren und dadurch das Umrüsten der Kokilleneinrichtung auf eine andere Gießbreite deutlich zu vereinfachen und kostengünstiger zu gestalten.
  • Diese Aufgabe wird bezüglich der erfindungsgemäßen Kokilleneinrichtung mit einem Leitungsabschnitt durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Dieser ist dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt zum Durchleiten von einem Fluid ein Leitungselement mit einem zulaufseitigen Ende und einem verbraucherseitigen Ende und eine Zulaufeinrichtung für das Fluid aufweist. Der Leitungsabschnitt weist ein an dem zulaufseitigen Ende des Leitungselementes angeordnetes zulaufseitiges Kugelgelenk mit einem Durchgangskanal zum gelenkigen und fluidleitenden Verbinden des zulaufseitigen Endes des Leitungselementes mit der Zulaufeinrichtung für das Fluid auf, wobei ein an dem verbraucherseitigen Ende des Leitungselementes angeordnetes verbraucherseitiges Kugelgelenk mit einem Durchgangskanal zum gelenkigen und fluidleitenden Verbinden des verbraucherseitigen Endes des Leitungselementes mit einem Verbraucher ausgebildet ist. Die Zulaufeinrichtung entspricht einem Rohrstück, welches zu der Wasserversorgungseinrichtung führt und der Verbraucher entspricht mindestens einem der Breitseitenwasserkästen.
  • Gemäß dem Anspruch 1 sind damit an beiden Enden des Leitungselementes der Kokilleneinrichtung entsprechende Kugelgelenke mit jeweils einem Durchgangskanal angeordnet. Diese beiden Kugelgelenke ermöglichen grundsätzlich ein Umlenken des Fluids innerhalb des Leitungsabschnittes in eine nahezu beliebige Richtung, auch bei einem Lateralversatz des Verbrauchers relativ zu einer Zulaufeinrichtung. Dies gilt zumindest dann, wenn die Zulaufeinrichtung und der Verbraucher bei einem Lateralversatz in ihrem Abstand zueinander variabel sind.
  • Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist der erfindungsgemäße Leitungsabschnitt der Kokilleneinrichtung gekennzeichnet durch ein das zulaufseitige Ende des Leitungselementes mit der Zulaufeinrichtung fluidleitend verbindendes zulaufseitiges Verschieberohr, in welchem das zulaufseitige Kugellager axial verschiebbar gelagert ist. Zusätzlich oder alternativ kann auch ein verbraucherseitiges Verschieberohr vorgesehen sein, welches das verbraucherseitige Ende des Leitungselementes mit dem Verbraucher fluidleitend verbindet und in welchem das verbraucherseitige Kugellager axial verschiebbar gelagert ist. Das Vorsehen eines solchen Verschieberohres an dem zulaufseitigen oder dem verbraucherseitigen Ende des Leitungsabschnittes ermöglicht vorteilhafterweise eine hinreichende Kompensationsfähigkeit des Leitungsabschnittes auch dann, wenn sich in Folge eines Lateralversatzes zwischen der Zulaufeinrichtung und dem Verbraucher der direkte Abstand zwischen der Zulaufeinrichtung und dem Verbraucher verändert.
  • Zur Erläuterung: Bei einer reinen Schwenkbewegung des Leitungselementes gegenüber der Zulaufeinrichtung mit Hilfe des dazwischen befindlichen Kugelelementes bewegt sich das gegenüberliegende verbraucherseitige Ende des Leitungselementes mit dem daran angeordneten verbraucherseitigen Kugelgelenk auf einer Kreisbahn. Dabei bewegt sich das verbraucherseitige Ende immer weiter von dem Verbraucher fort. Die dadurch zu dem Verbraucher entstehende sich ändernde Distanz wird durch das zusätzlich beanspruchte Verschieberohr kompensiert.
  • Für die besagte Kompensation genügt es typischerweise, wenn ein solches Verschieberohr entweder an dem zulaufseitigen oder dem verbraucherseitigen Ende des Leitungselementes vorgesehen ist. Lediglich in besonderen Einzelfällen, beispielsweise, wenn besonders große Abstände zu überbrücken sind, kann es sinnvoll sein, ein solches Verschieberohr an beiden Enden des Leitungselementes vorzusehen.
  • Zum Abdichten der Kugellager gegenüber den Verschieberohren sind vorteilhafterweise ringförmige Dichtelemente vorzusehen.
  • Eine Schutzvorrichtung beispielsweise in Form einer Manschette oder in Form eines Gummibalks kann über die Kugelgelenke gestülpt sein zum Schutz derselben vor äußeren Einflüssen, insbesondere Staub oder Schmutz, um deren Funktionsfähigkeit zu erhalten.
  • Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kokilleneinrichtung mit einem Leitungsabschnitt ausgebildet ist nach einem der Ansprüch 1 bis 12 und dass der Leitungsabschnitt, welcher mindestens einen der Breitseitenwasserkästen mit der Wasserversorgungseinrichtung verbindet, während aller Verfahrensschritte nach Anspruch 13 fluidleitend mit dem mindestens einen Breitenseitenwasserkasten und vorzugsweise auch mit der Wasserversorgungseinrichtung verbunden bleibt. Durch die beanspruchte Ausgestaltung der Kokilleneinrichtung mit dem erfindungsgemäßen Leitungsabschnitt können vorteilhafterweise die Montage- und Rüstzeiten bei der Umrüstung der Kokilleneinrichtung auf ein anderes Gießformat deutlich verkürzt werden. Insbesondere müssen deshalb nicht mehr Leitungsanschlüsse umgebaut oder mit Hilfe von Kompensatoren versetzt werden; die damit bisher verbundenen Montagearbeiten können eingespart werden. Außerdem können vorteilhafterweise unerwünschte Rückstellkräfte bzw. aus elastischen Verformungen, wie sie z. B. bei Edelstahllateralkompensatoren auftreten, vorteilhafterweise vermieden werden. Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Kokilleneinrichtung kann deren Umrüstung auf neue Gießdicken stufenlos erfolgen, ohne dass dafür die Fluidverbindung zwischen dem Wasserkasten und dem Leitungsabschnitt bzw. dem Leitungsabschnitt und dem Verbraucher geöffnet werden müsste und ohne dass eventuelle Schraubverbindungen gelöst werden müssten. Mit dem erfindungsgemäßen Leitungsabschnitt und dessen Einbau zwischen eine Wasserversorgungseinrichtung und eine Kokilleneinrichtung können laterale Versätze von beispielsweise bis zu 450 mm in kurzer Zeit überbrückt werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kokilleneinrichtung mit einem Leitungsabschnitt, insbesondere der Kugelgelenke, sowie des beanspruchten erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Der Beschreibung sind insgesamt 3 Figuren beigefügt, wobei
    • Figur 1a
    den erfindungsgemäßen Leitungsabschnitt in einer Seitenansicht;
    Figur 1b
    den erfindungsgemäßen Leitungsabschnitt in einer Draufsicht;
    Figur 2a
    die erfindungsgemäße Kokilleneinrichtung in einer perspektivischen Ansicht mit einer schmalen Schmalseite für eine kleine Gießdicke;
    Figur 2b
    die Kokilleneinrichtung mit einer breiteren Schmalseite für eine größere Gießdicke; und
    Figur 3
    die Kokilleneinrichtung gemäß dem Stand der Technik in einer perspektivischen Ansicht
    zeigt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren 1 und 2 in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Figur 1a zeigt den erfindungsgemäßen Leitungsabschnitt 100 zum Durchleiten von einem Fluid, insbesondere von Wasser, weiter insbesondere von Kühlwasser in einer Seitenansicht. Er umfasst ein Leitungselement 110 mit einem zulaufseitigen Ende 112 und einem verbraucherseitigen Ende 114. An dem zulaufseitigen Ende 112 des Leitungselementes 110 ist ein zulaufseitiges Kugelgelenk 120 angeordnet mit einem Durchgangskanal zum gelenkigen und fluidleitenden Verbinden des zulaufseitigen Endes des Leitungselements mit einer Zulaufeinrichtung 130, in Figur 1a beispielsweise ausgebildet als α = 90°-Krümmer. An dem verbraucherseitigen Ende 114 des Leitungselementes 110 ist erfindungsgemäß ebenfalls ein Kugelgelenk 140, auch als verbraucherseitiges Kugelgelenk bezeichnet, angeordnet. Es ist ebenfalls mit einem Durchgangskanal ausgestattet zum gelenkigen und fluidleitenden Verbinden des verbraucherseitigen Endes des Fluidleitungselementes 110 mit einem Verbraucher 200 (in Figur 1 nicht gezeigt).
  • Gemäß Figur 1b weisen sowohl das zulaufseitige wie auch das verbraucherseitige Kugelgelenk 120, 140 jeweils eine ringförmige Kalotte 122 mit einer kugelförmigen Außenkontur auf. Die Kalotte ist drehbar eingebettet in einen kugelförmigen Hohlraum, der von zwei gegeneinander verspannbaren ringförmigen Lagerhalbschalen 126, 126' aufgespannt wird. Die Außenseite der Kalotte 122 ist mit Hilfe von (weiteren) Dichtelementen 128 gegenüber vorzugsweise jeder der beiden Lagerhalbschalen 126, 126' abgedichtet.
  • In Figur 1b sind die Kalotten 122 beispielhaft auf das zulaufseitige Ende 112 und auf das verbraucherseitige Ende 114 des Leitungselementes 110 aufgeschoben und vorzugsweise fest mit dem Leitungselement verbunden. Die Kalotten führen deshalb eine Dreh- oder Schwenkbewegung des Leitungselementes relativ zu den Hohlräumen, in denen sie gelagert sind, mit aus. Die die Hohlräume aufspannenden Lagerhalbschalen 126, 126' sind demgegenüber drehfest - aber nicht notwendigerweise translatorisch festgelegt - an dem Krümmer oder an dem Verbraucher bzw. einem Rohr oder an einem Verschiebeelement, welches in einem Verschieberohr verschiebbar gelagert ist, angebracht. Die Lagerhalbschalen können auch selber als das Verschiebeelement ausgebildet sind. Alternativ könnten die Kalotten 122 auch an dem Krümmer oder an dem Verschiebeelement innerhalb des Verschieberohres angeordnet sein; die zugehörigen Lagerhalbschalen müssten dann jedoch an dem Leitungselement angeschlossen sein.
  • Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, bei welchem die Kalotten 122 auf die Enden des Leitungselementes aufgesetzt sind, ist die zulaufseitige Lagerschale 126 drehfest an die Zulaufeinrichtung 130, hier nur beispielhaft ausgebildet mit dem 90°-Krümmer, angeschraubt. Konkret ist eine erste Hälfte der Lagerhalbschale 126 der gesamten Lagerschale an den Krümmer angeschraubt, während die zugehörige zweite Lagerhalbschale 126' von dem Leitungselement 110 aus nach außen gegen die erste Lagerhalbschale 126 verschoben wird bzw. ist und mit dieser verspannt bzw. verschraubt ist. Analog ist eine erste Lagerhalbschale 126 für die Kalotte 122 an der Verbraucherseite des Leitungselementes 110 als Verschiebeelement zum Verschieben innerhalb des Verschieberohres ausgebildet und angeordnet. Eine zweite Lagerhalbschale 126' der gesamten Lagerschale wird von Seiten des Leitungselementes her gegen die erste Lagerhalbschale 126 geschoben und mit dieser verspannt bzw. verschraubt zum Aufspannen eines Hohlraums zur drehbaren gelenkigen Aufnahme der verbraucherseitigen Kalotte 122.
  • Die inneren bzw. leitungselementseitigen Lagerhalbschalen 126' haben jeweils einen Ringdurchmesser, welcher kleiner ist als der Außendurchmesser der Kalotten 122. Deswegen können diese zweiten Lagerhalbschalen nach Montage der Kalotten nicht mehr in den Bereich des Leitungselementes zwischen den beiden Kalotten aufgeschoben werden. Diese beiden zweiten bzw. inneren Lagerhalbschalen 126' müssten deshalb bereits vor Montage der Letzten der beiden Kalotten 122 auf das Leitungselemente 110 aufgeschoben werden oder sie müssten jeweils mehrteilig, z. B. zweiteilig ausgebildet sein. In letzterem Fall bestehen die zweiten Lagerhalbschalen dann jeweils aus zwei Ringsegmenten. Die besagten Kugelgelenke sind vorzugsweise jeweils durch eine Schutzvorrichtung 170 gegen Verschmutzung geschützt. Bei der Schutzvorrichtung 170 kann es sich beispielsweise um eine Manschette oder einen Gummibalk handeln, welche bzw. welcher über die Kugelgelenke übergestülpt ist und beidseitig dieser Gelenke beispielsweise mit Schellen befestigt ist.
  • Bei dem Leitungselement 110 handelt es sich typischerweise um ein Rohrstück. Der erfindungsgemäße Leitungsabschnitt 100 dient insbesondere zum Überführen eines Fluids, beispielsweise Wasser, von einer Wasserversorgungseinrichtung (nicht gezeigt) an einen Verbraucher 200.
  • Die Figuren 2a und 2b zeigen einen besonderen Anwendungsfall, bei welchem der erfindungsgemäße Leitungsabschnitt 100 eingesetzt wird zur Wasserversorgung einer Kokilleneinrichtung 400 in einer Stranggießanlage zum Gießen von flüssigem Metall zu einem Gießstrang. Die eine Zulaufeinrichtung 130, welche an der Zulaufseite des Leitungsabschnittes 100 angeordnet ist, kann in Form eines Rohrstückes ausgebildet sein, welches beispielsweise zu einer Wasserversorgungseinrichtung führt. Bei dem mit dem verbraucherseitigen Ende 114 des Leitungsabschnittes 100 verbundenen Verbraucher 200 handelt es sich dann um mindestens einen Breitseitenwasserkasten 420 zum Kühlen der Kokille.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Leitungsabschnittes 100 ermöglicht vorteilhafterweise einen seitlichen Versatz zwischen der Zulaufeinrichtung 130 und einem Verbraucher 200 in Form des mindestens einen Breitseitenwasserkastens. Dies ist besonders vorteilhaft beim Umrüsten der Kokille auf eine geänderte Gießbreite gemäß dem nachfolgend beschriebenen Verfahren:
    Demnach erfordert der Umbau der Kokilleneinrichtung von einer bisherigen d1 auf eine andere Gießbreite d2 folgende Schritte:
    1. a) Auffahren der Breitseitenwasserkästen 420 in Gießdickenrichtung D;
    2. b) Ausbauen der bisherigen Schmalseitenträgereinrichtung 432 mit den die bisherige Gießdicke d1 definierenden bisherigen Kokillenschmalseitenplatten 430;
    3. c) Einbauen von Schmalseitenträgereinrichtungen 432 mit einer die andere Gießdicke d2 definierenden Kokillenschmalseitenplatten 430; und
    4. d) Zufahren der Breitseitenwasserkästen 420 in entgegengesetzter Gießdickenrichtung D auf die andere Gießbreite d2.
  • Wenn die Breitseitenwasserkästen 420 der Kokilleneinrichtung 400 über den erfindungsgemäßen Leitungsabschnitt 100 mit der Wasserversorgungseinrichtung (nicht gezeigt) verbunden sind, dann ermöglicht die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Leitungsabschnittes, dass während der Durchführung der genannten Schritte a) bis d) zum Umbauen der Kokilleneinrichtung auf eine andere Gießbreite die Wasserkästen 420 vorteilhafterweise fluidleitend mit der Wasserversorgungseinrichtung verbunden bleiben können. Das erspart dem Betreiber der Kokilleneinrichtung sowohl viel Zeit wie auch viel Geld im Unterschied zu einer traditionellen Umrüstung der Kokilleneinrichtung, weil mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Leitungsabschnittes viele ansonsten notwendige Arbeitsschritte und Rohrkomponenten eingespart werden können.
  • Bei der Durchführung des Verfahrensschrittes a) zur Umrüstung der Kokille kommt es zu einer seitlichen bzw. lateralen Verschiebung der Breitseitenwasserkästen 420 in Bezug auf die Zuleitungseinrichtung 130 unter Beibehaltung von deren lotrechtem Abstand zueinander. Der erfindungsgemäß ausgebildete Leitungsabschnitt ermöglicht eine Kompensation dieser besagten Lateralverschiebung, so dass eine Demontage des Leitungsabschnittes 100 von den Breitseitenwasserkästen 420 und/oder von der Zulaufeinrichtung 130 entbehrlich wird. Ermöglicht wird dies einerseits dadurch, dass die erfindungsgemäß vorgesehenen Kugelgelenke 120, 140 eine Schwenkung des Leitungselementes 110 um einen Winkel β gegenüber einer Ausgangsrichtung R zulassen bzw. ermöglichen. Darüber hinaus ermöglicht das Verschieberohr 150 eine Kompensation des durch die Lateralverschiebung größer werdenden direkten Abstandes zwischen dem mindestens einen Breitseitenwasserkasten 420 und der Zuleitungseinrichtung 130, indem eine axiale Verschiebung des verbraucherseitigen Endes des Leitungselementes um einen Weg x in dem Verschieberohr 150 zugelassen wird; siehe Figur 1b.
  • In dem Verfahrensschritt d) werden die gemäß Verfahrensschritt a) zunächst aufgefahrenen Breitseitenwasserkästen 420 wieder in entgegengesetzter Gießdickenrichtung D auf die jetzt geänderte Gießbreite zugefahren bzw. zusammengeschoben. Weil die Gießdicke d2 nun anders ist, d. h. sie kann größer oder auch kleiner sein als die vorherige Gießdicke d1, werden die Breitseitenwasserkästen 420 in Schritt d) jedenfalls nicht mehr auf die ursprüngliche Gießdicke d1 zusammengefahren. Vielmehr wird das Leitungselement 110 nunmehr während des Verfahrensschritte d) mit Hilfe der Kugelgelenke 120, 140 um einen von dem Winkel β abweichenden Winkel wieder in Richtung der Ausgangsrichtung zurückgeschwenkt und um einen von dem Weg x abweichenden Weg in dem Verschieberohr wieder zurückgeschoben. In dem Fall, dass die bisherige Gießdicke d1 kleiner war als die neue geänderte Gießdicke d2, ist der abweichende Winkel kleiner als der Winkel β und der abweichende Weg kleiner als der Weg x gemäß Verfahrensschritt a). Für den Fall, dass die neue Gießdicke d2 größer sein sollte als die bisherige Dicke d1, ist der abweichende Winkel größer als der Winkel β und der abweichende Weg x in dem Verschieberohr 150 größer als der Weg x.
    • Bezugszeichenliste
    • 100
    Leitungsabschnitt
    110
    Leitungselement
    112
    zulaufseitiges Ende des Leitungselementes
    114
    verbraucherseitiges Ende des Leitungselementes
    120
    zulaufseitiges Kugelgelenkt
    122
    ringförmige Kalotte
    125
    ringförmiges Dichtelement
    126, 126'
    ringförmige Lagerhalbschalen
    128
    weiteres Dichtelement
    130
    Zulaufeinrichtung
    140
    verbraucherseitiges Kugelgelenk
    160
    verbraucherseitiges Verschieberohr
    170
    Schutzvorrichtung
    200
    Verbraucher
    400
    Kokilleneinrichtung
    410
    Kokillenbreitseitenplatten
    420
    Breitseitenwasserkästen
    430
    Kokillenschmalseitenplatten
    432
    Schmalseitenträgereinrichtung
    440
    Gießhohlraum
    D
    Gießdickenrichtung
    R
    Ausgangsrichtung
    β
    Winkel
    x
    Verschiebewegstrecke

Claims (15)

  1. Kokilleneinrichtung (400) in einer Stranggießanlage zum Gießen von flüssigem Metall zu einem Gießstrang; aufweisend:
    - zwei gegenüberliegende Kokillenbreitseitenplatten (410);
    - zwei gegenüberliegende Breitseitenwasserkästen (420) jeweils zum Tragen einer der Kokillenbreitseitenplatten (410), wobei mindestens einer der Breitseitenwasserkästen über einen Leitungsabschnitt (100) an eine Wasserversorgungseinrichtung angeschlossen ist;
    - zwei zwischen den Kokillenbreitseiten (410) und einander gegenüberliegend angeordnete Kokillenschmalseitenplatten (430); und zwei Schmalseitenträgereinrichtungen (432) zum Tragen der Kokillenschmalseitenplatten (430),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Leitungsabschnitt (100) zum Durchleiten von einem Fluid, aufweisend: ein Leitungselement (110) mit einem zulaufseitigen Ende (112) und einem verbraucherseitigen Ende (114); eine Zulaufeinrichtung (130) für das Fluid; ein an dem zulaufseitigen Ende (112) des Leitungselementes (110) angeordnetes zulaufseitiges Kugelgelenk (120) mit einem Durchgangskanal zum gelenkigen und fluidleitenden Verbinden des zulaufseitigen Endes des Leitungselementes mit der Zulaufeinrichtung (130) für das Fluid, wobei ein an dem verbraucherseitigen Ende (114) des Leitungselementes (110) angeordnetes verbraucherseitiges Kugelgelenk (140) mit einem Durchgangskanal zum gelenkigen und fluidleitenden Verbinden des verbraucherseitigen Endes des Leitungselementes mit einem Verbraucher (200) ausgebildet ist, wobei die Zulaufeinrichtung (130) einem Rohrstück entspricht, welches zu der Wasserversorgungseinrichtung führt und der Verbraucher (200) mindestens einem der Breitseitenwasserkästen (420) entspricht.
  2. Kokilleneinrichtung (400) mit Leitungsabschnitt (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
    - ein das zulaufseitige Ende (112) des Leitungselementes (110) mit der Zulaufeinrichtung (130) fluidleitend verbindendes zulaufseitiges Verschieberohr, in welchem das zulaufseitige Kugellager (120) axial verschiebbar gelagert ist; und / oder ein verbraucherseitiges Verschieberohr (160), in welchem das verbraucherseitige Kugellager (140) axial verschiebbar gelagert ist.
  3. Kokilleneinrichtung (400) mit Leitungsabschnitt (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    gekennzeichnet durch
    - mindestens ein ringförmiges Dichtelement (125) zum Abdichten von dem zulaufseitigen Kugellager (120) gegenüber dem zulaufseitigen Verschieberohr (150); und/oder
    - mindestens ein ringförmiges Dichtelement zum Abdichten von dem verbraucherseitigen Kugellager gegenüber dem verbraucherseitigen Verschieberohr.
  4. Kokilleneinrichtung (400) mit Leitungsabschnitt (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - das zulaufseitige und/oder das verbraucherseitige Kugelgelenk (120, 140) jeweils aufweisen:
    i. eine ringförmige Kalotte (122) mit kugelförmiger Außenkontur; und
    ii. zwei gegeneinander verspannbare ringförmige Lagerhalbschalen (126, 126'), welche zusammen einen Hohlraum aufspannen zur gelenkigen Aufnahme der Kalotte (122).
  5. Kokilleneinrichtung (400) mit Leitungsabschnitt (100) nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mindestens ein weiteres Dichtelement (128) vorgesehen ist zum Abdichten der Kalotte (122) gegenüber vorzugsweise jeder der beiden Lagerhalbschalen (126, 126').
  6. Kokilleneinrichtung (400) mit Leitungsabschnitt (100) nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die ringförmige Kalotte (122) des zulaufseitigen Kugelgelenkes (120) an dem zulaufseitigen Ende (112) des Leitungselementes (110) oder an der Zulaufeinrichtung (130) angebracht ist; und
    - eine der Lagerhalbschalen (126) des zulaufseitigen Kugelgelenks (120) vorzugsweise lösbar an das zulaufseitige Ende (112) des Leitungselementes (110) oder an die Zulaufeinrichtung (130) angeschlossen ist; und
    - die andere der beiden Lagerhalbschalen (126') des zulaufseitigen Kugelgelenks (120) gegen die angeschlossene Lagerhalbschale (126) verspannt ist unter Einschluss der Kalotte (122) in dem Hohlraum.
  7. Kokilleneinrichtung (400) mit Leitungsabschnitt (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die ringförmige Kalotte (122) des verbraucherseitigen Kugelgelenkes (140) an dem verbraucherseitigen Ende (114) des Leitungselementes (110) oder an dem Verbraucher (200) angebracht ist; und
    - eine der beiden Lagerhalbschalen des verbraucherseitigen Kugelgelenks (140) vorzugsweise lösbar an das verbraucherseitige Ende (114) des Leitungselementes (110) oder an den Verbraucher (200) angeschlossen ist; und
    - die andere der beiden Lagerhalbschalen des verbraucherseitigen Kugelgelenks (140) gegen die angeschlossene Lagerhalbschale verspannt ist unter Einschluss der Kalotte (122) in dem Hohlraum.
  8. Kokilleneinrichtung (400) mit Leitungsabschnitt (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mindestens eine der Lagerhalbschalen (126, 126') in Form von mindestens zwei Ringsegmenten ausgebildet ist.
  9. Kokilleneinrichtung (400) mit Leitungsabschnitt (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Schutzvorrichtung (170) beispielsweise in Form einer Manschette oder einem Gummibalk vorgesehen ist zum Überstülpen über zumindest eines der Kugelgelenke (120, 140).
  10. Kokilleneinrichtung (400) mit Leitungsabschnitt (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - es sich bei dem Fluid um Wasser handelt; und
    - es sich bei der Zulaufeinrichtung (130) um ein Rohrstück, beispielsweise das zulaufseitige Verschieberohr, handelt, welches an seinem dem Leitungsabschnitt (110) abgewandten Ende direkt oder indirekt an eine Wasserversorgungseinrichtung angeschlossen ist;
    und
    - es sich bei dem Verbraucher (200) um einen Wasserkasten einer Kokilleneinrichtung (400) einer Stranggießanlage handelt.
  11. Kokilleneinrichtung (400) mit Leitungsabschnitt (100) nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Rohrstück in Form eines Krümmers ausgebildet ist zum Umlenken des Wassers von der Wasserversorgungseinrichtung um einen Winkel a, beispielsweise a = 90°, in das Leitungselement (110).
  12. Kokilleneinrichtung (400) mit Leitungsabschnitt (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Leitungselement (110) als ein Rohrstück ausgebildet ist.
  13. Verfahren zum Umbauen einer Kokilleneinrichtung (400) von einer bisherigen auf eine andere Gießbreite; aufweisend folgende Schritte:
    a) Auffahren der Breitseitenwasserkästen (420) in Gießdickenrichtung (D);
    b) Ausbauen der bisherigen Schmalseitenträgereinrichtungen (432) mit den die bisherige Gießdicke (d1) definierenden bisherigen Kokillenschmalseitenplatten (430);
    c) Einbauen von Schmalseitenträgereinrichtungen (432) mit die andere Gießdicke (d2) definierenden Kokillenschmalseitenplatten (410); und
    d) Zufahren der Breitseitenwasserkästen (420) in entgegengesetzter Gießdickenrichtung (D) auf die andere Gießbreite (d2);
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Kokilleneinrichtung (400) ausgebildet ist nach einem der Ansprüche 1 bis 12; und
    - der Leitungsabschnitt (100), welcher mindestens einen der Breitseitenwasserkästen (420) mit der Wasserversorgungseinrichtung verbindet, während aller Schritte a) bis d) fluidleitend mit dem mindestens einen Breitseitenwasserkasten (420) und vorzugsweise auch mit der Wasserversorgungseinrichtung verbunden bleibt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Leitungselement (110) während des Verfahrensschrittes a) mit Hilfe der Kugelgelenke (120, 140) um einen Winkel β gegenüber einer Ausgangsrichtung (R) geschwenkt und in dem Verschieberohr (150) um einen Weg x verschoben wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Leitungselement (110) während des Verfahrensschrittes d) mit Hilfe der Kugelgelenke (120, 140) um einen von dem Winkel β abweichenden Winkel wieder in Richtung der Ausgangsrichtung (R) zurückgeschwenkt und um einen von dem Weg x abweichenden Weg in dem Verschieberohr (150) wieder zurückgeschoben wird.
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