EP4282556A1 - Zentriereinheit zur zentrierung eines metalliscen strangs - Google Patents

Zentriereinheit zur zentrierung eines metalliscen strangs Download PDF

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EP4282556A1
EP4282556A1 EP23172608.4A EP23172608A EP4282556A1 EP 4282556 A1 EP4282556 A1 EP 4282556A1 EP 23172608 A EP23172608 A EP 23172608A EP 4282556 A1 EP4282556 A1 EP 4282556A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
strand
centering unit
unit according
strand guide
joint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23172608.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ronald Mayrhofer
Reinhard Simon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Primetals Technologies Austria GmbH filed Critical Primetals Technologies Austria GmbH
Publication of EP4282556A1 publication Critical patent/EP4282556A1/de
Pending legal-status Critical Current

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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
    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
    • B22D11/1284—Horizontal removing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/08—Accessories for starting the casting procedure
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    • B22D11/1287—Rolls; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
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    • B22D11/20—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock
    • B22D11/208—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock for aligning the guide rolls

Definitions

  • the present invention relates to the technical. Field of continuous casting in which a metallic strand, e.g. made of a steel or aluminum material, is cast into a strand in a continuous casting plant. During continuous casting, molten metal is poured into a mold to form a partially solidified strand, which is typically continuously pulled out of the mold. The strand is supported, guided and further cooled in the strand guide following the mold.
  • a metallic strand e.g. made of a steel or aluminum material
  • the invention relates to a centering unit for centering a metallic strand, preferably with a billet or billet cross-section, in a strand guide of a continuous casting machine.
  • the strand is guided centrally through the strand guide by the at least one centering unit.
  • the strand can be as in Fig 1 represented by laterally arranged plates held on a central path. It is also common to use the strand as in Fig 2 represented by strand guide rollers arranged laterally fixed in the width direction of the strand.
  • the object of the invention is to improve an existing centering unit, in particular for a billet or billet continuous casting system, so that the above-mentioned requirements are achieved.
  • strands with varying strand widths should also be centered automatically; the centering unit should center the strand exactly with an accuracy of 1 to 2 mm; the centering unit should be space-saving so that it can be installed at different locations in the curved strand guide or in the horizontal outlet area of the continuous casting system; the centering unit should be heat, dirt and water resistant; the centering unit should be inexpensive; and finally, the centering unit should be easy to automate.
  • the centering unit is supported by a console, which is preferably designed as a welded sheet metal construction.
  • the console has at least two first joints, preferably on the left and right below the strand, with an adjusting lever - preferably C-shaped - connected to each first joint.
  • the adjusting levers each point at least two joints, namely a second and a third joint.
  • a roll holder is connected to the second joint of an adjusting lever, which rotatably supports at least one strand guide roll.
  • a tie rod is connected to the third joint of the adjusting lever, which connects the adjusting lever and a sliding block to one another in an articulated manner.
  • a hydraulic cylinder with a piston rod which is arranged either between the strand and the slide block or vertically below the slide block, can displace the slide block in the vertical direction.
  • the first ends of the tie rods are also moved, which leads to a rotation of the adjusting levers around the first joints.
  • the first ends of the two tie rods are each articulated to the sliding block.
  • the reel holders are moved either towards the strand or away from the strand.
  • the second joints between the adjusting levers and the roller holders ensure that the running surfaces of the strand guide rollers always rest on the side surfaces of the strand, even if the strand has different widths.
  • strands of different widths can be precisely centered in the strand guide using a single hydraulic cylinder.
  • the centering unit with the console saves space and can be installed at different points in the strand guide. Since there is only one actuator - namely the hydraulic cylinder - the potentially complex synchronization between the left and right side guide of the strand is eliminated.
  • the centering unit can therefore be automated very easily by controlling or regulating the position of the hydraulic cylinder.
  • the console, the adjusting levers, the reel holders with the strand guide rollers, the pull rods, the vertically movable sliding block and the hydraulic cylinder are robust elements that are well protected against heat, dirt and water.
  • the strand guide rollers, the roller holders, the adjusting levers, the tie rods and the sliding block are arranged symmetrically to a vertical plane of symmetry that passes centrally through the middle of the strand.
  • the adjusting lever arranged on the left side of the strand is designed symmetrically to the adjusting lever arranged on the right side.
  • a strand guide roller is mounted several times on the roller holder. As a result, the strand guiding forces of a strand guiding roll are introduced into the roll holder and further into the centering unit via several bearing points.
  • the console can be designed cost-effectively as a welded sheet metal construction.
  • the hydraulic cylinder can be a single-acting or double-acting hydraulic cylinder, which is preferably attached to the console.
  • Single-acting hydraulic cylinders are also known as plungers.
  • the sliding block is designed to be displaceable by two sliding rails on the console, with at least one sliding strip preferably being arranged between a sliding rail and the sliding block.
  • the slide rail is typically made of the same material (usually steel) as the console;
  • the sliding strip can preferably be made of a “self-lubricating” material such as bronze, gray cast iron or plastic.
  • a first end of the tie rod is articulated to the sliding block by a fourth joint. It can also be advantageous if the piston rod is connected to the sliding block in an articulated manner by a fifth joint.
  • a, preferably water-cooled, heat protection panel is arranged in the vertical direction between the strand and the hydraulic cylinder.
  • the hydraulic cylinder is relatively heat-resistant due to the hydraulic medium, it is advantageous to shield a position measuring system of the hydraulic cylinder from heat by the heat protection panel.
  • the bearing of the strand guide rollers is water-cooled and preferably the lateral surfaces of the strand guide rollers are also water-cooled. This prevents the strand guide rollers from overheating.
  • the hydraulic cylinder In order to enable position control or regulation of the centering unit, it is advantageous for the hydraulic cylinder to have a position measuring device.
  • the hydraulic cylinder In order to enable force control or regulation of the centering unit, it is advantageous for the hydraulic cylinder to have a force measuring device for measuring the force F.
  • the contact pressure of the strand guide rollers on the strand can be easily limited by supplying the hydraulic cylinder with a pressure medium from a hydraulic supply, whereby the contact pressure of a strand guide roller on the strand can be limited via a pressure limitation or adjusted via a pressure setting of the pressure medium.
  • a flexible control or regulation of the contact force and/or the position of the strand guide rollers can be carried out by a control or regulating device, in which the contact force of a strand guide roller on the strand is set as a function of the (measured) force F and/or a position of the piston rod is adjusted depending on the (measured) position s.
  • a control or regulating device in which the contact force of a strand guide roller on the strand is set as a function of the (measured) force F and/or a position of the piston rod is adjusted depending on the (measured) position s.
  • the first case it is a position control or regulation; in the second case it involves force control or regulation.
  • the Fig 1 shows a strand guide of a continuous casting system according to the prior art with two laterally arranged fixed plates 20.
  • the strand not shown, is guided by each several strand guide rollers 7 are supported and guided above and below the strand. Any eccentric position of the strand is limited by the plates 20.
  • Fig 2 Another strand guide for a billet or billet continuous casting system is shown according to the prior art.
  • the strand S is centered by two fixedly arranged strand guide rollers 25, that is to say they cannot be moved in the width direction of the strand S.
  • the fixed strand guide rollers 25 can be rotatably mounted or not.
  • the disadvantage of these solutions is that the plates 20 or the strand guide rollers 25 are fixed and strands of different widths can either not be centered at all or can only be centered to a limited extent.
  • the continuous casting system must be shut down in order to manually set up the plates 20 or the strand guide rollers 25.
  • the Fig 3a and 3b each show an elevation of a centering unit according to the invention for centering a wide ( Fig 3a ) and a narrow strand S ( Fig 3b ).
  • a sliding block 10 is displaced vertically.
  • the hydraulic cylinder 8 is connected in an articulated manner to the console 1 and to the sliding block via the fifth joint 15.
  • Two tie rods 11 are attached to the sliding block 10 via two fourth joints 14, which transmit the vertical displacement of the sliding block 10 to the adjusting levers 3 via third joints 5.
  • the adjusting levers 3 are connected to the console 1 via first joints 2.
  • the roll holders 6 either move away from each other or towards each other.
  • a roll holder 6 is connected to the adjusting lever 3 via a second joint 4.
  • One or more strand guide rollers 7 are rotatably mounted on each roll holder 6.
  • the hydraulic cylinder 8 can be used to center strands S of different widths.
  • the two strand guide rollers 7 are synchronously positioned on the strand or moved away from it. The synchronization takes place mechanically, without the need for regulation on both sides.
  • FIGs 4 and 5 A floor plan and a cross plan of the centering unit according to the invention are shown. It can be seen from both views that the centering unit is very space-saving and can therefore be installed at different locations in the strand guide.
  • the Fig 6 shows a perspective view of the centering unit Fig 3a , ie to center the opposite the Fig 3b wider strand S.
  • the Fig 7 finally shows schematically a cooling circuit for cooling the heat protection panel 16 and the two strand guide rollers 7, the heat protection panel being arranged in the vertical direction between the strand guide rollers 7 and the top of the hydraulic cylinder 8 is.
  • a cooling medium here cooling water
  • the cooling medium is supplied to the strand guide rollers 7 and the heat protection panel 16 via the two water inlets A1, A2. After cooling, the cooling medium is discharged via the two water outlets B1, B2.
  • the water pump and other additional units such as filters, coolers, etc. are not shown.
  • the flow directions of the cooling medium are indicated by arrows.
  • the centering unit according to the invention is not limited to polygonal strands, but can also center round or elliptical strands S (see image d) or beam blanks, see image e).
  • the Fig 9 shows the centering unit Fig 6 with a heat protection panel 16.
  • the Figs 10a and 10b show the sliding block 10 and the vertically displaceable guide of the sliding block in an elevation and a sectional view along the line AA.
  • the sliding block 10 is guided by two slide rails 12, which are here part of the console made of a steel material.
  • two first slide strips 13a are connected to the slide block 10 and two second slide strips 13b are connected to the slide rails.
  • the slide rails can be made of metal or a plastic, for example. It is not necessary that the slide rails extend the entire length of the slide block. It is also conceivable that the slide rails are segmented with a first segment in the lower region and a second segment in the upper region of the sliding block 10.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zentriereinheit zur Zentrierung eines metallischen Strangs (S), vorzugsweise mit Knüppel- oder Vorblock-Querschnitt, in einer Strangführung einer Stranggießmaschine. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine existierende Zentriereinheit zu verbessern, dass auch Stränge (S) mit variierenden Strangbreiten automatisch zentriert werden. Diese Aufgabe wird durch eine Zentriereinheit nach Anspruch 1 gelöst.

Description

    Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das techn. Gebiet des Stranggießens, bei der ein metallischer Strang, z.B. aus einem Stahl- oder Aluminiumwerkstoff, in einer Stranggießanlage zu einem Strang gegossen wird. Beim Stranggießen wird Metallschmelze in eine Kokille zu einem teilerstarrten Strang vergossen, der typischerweise kontinuierlich aus der Kokille ausgezogen wird. Der Strang wird in der der Kokille nachfolgenden Strangführung gestützt, geführt und weiter abgekühlt.
  • Konkret betrifft die Erfindung eine Zentriereinheit zur Zentrierung eines metallischen Strangs, vorzugsweise mit Knüppel- oder Vorblock-Querschnitt, in einer Strangführung einer Stranggießmaschine. Durch die zumindest eine Zentriereinheit wird der Strang zentrisch durch die Strangführung geführt.
    • Stand der Technik
  • Bedingt durch eine ungleichmäßige Kühlung des warmen Strangs (Warmstrang), nicht korrekt ausgerichtete Strangführungsrollen, eine nicht zentrische Aufbringung von Strangricht- und/oder Reduktionskräften etc. kommt es bei Stranggießanlagen nach dem Stand der Technik immer wieder vor, dass der Strang aus der Strangmitte verläuft. Dadurch kann es zu Beschädigungen an der Stranggießanlage, Qualitätseinbußen beim Gießprodukt und Gießabbrüchen kommen.
  • Für Knüppel- oder Vorblock-Stranggießanlagen (engl. bloom / billet continuous casting machines) sind unterschiedliche Zentriereinheiten zur Zentrierung des Strangs bekannt. Beispielsweise kann der Strang wie in Fig 1 dargestellt durch seitlich angeordnete Platten auf einer zentrischen Bahn gehalten werden. Üblich ist es auch, den Strang wie in Fig 2 dargestellt durch in Breitenrichtung des Strangs seitlich fix angeordnete Strangführungsrollen zu zentrieren.
  • Wie die Zentrierung eines Strangs in der Strangführung verbessert werden kann und insbesondere folgende Anforderungen erreicht werden können
    1. 1) Automatische Anstellung der Strangführungsrollen auf unterschiedliche Gießbreiten
    2. 2) der Strang muss auf 1 bis 2 mm exakt um die Strangmitte zentriert sein
    3. 3) Geringer Platzbedarf, um überall in der Strangführung und im Auslaufrollgang eingebaut werden zu können
    4. 4) Schutz vor Hitze, Schmutz und Wasser
    5. 5) Geringe Kosten
    6. 6) Geringer Automatisierungsaufwand und Komponenteneinsatz
    geht aus dem Stand der Technik nicht hervor. Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine existierende Zentriereinheit, insbesondere für eine Knüppel- oder Vorblock-Stranggießanlage, so zu verbessern, dass die oben genannten Anforderungen erreicht werden. Insbesondere sollen auch Stränge mit variierenden Strangbreiten automatisch zentriert werden; die Zentriereinheit soll den Strang mit einer Genauigkeit von 1 bis 2 mm exakt zentrieren; die Zentriereinheit soll platzsparend sein, sodass diese an unterschiedlichen Stellen in der bogenförmigen Strangführung oder im horizontalen Auslaufbereich der Stranggießanlage installiert werden kann; die Zentriereinheit soll hitze-, schmutz- und wasserbeständig sein; die Zentriereinheit soll kostengünstig sein; und schließlich soll sich die Zentriereinheit einfach automatisieren lassen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Zentriereinheit nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Konkret erfolgt die Lösung durch eine Zentriereinheit zur Zentrierung eines metallischen Strangs, vorzugsweise mit Knüppel- oder Vorblock-Querschnitt, in einer Strangführung einer Stranggießmaschine, umfassend:
    • eine Konsole mit zwei ersten Gelenken, wobei die Konsole an der Strangführung befestigt werden kann,
    • zwei Anstellhebel mit je einem zweiten und einem dritten Gelenk, wobei ein Anstellhebel durch ein erstes Gelenk mit der Konsole gelenkig verbunden ist,
    • zwei Rollenhalter, wobei ein Rollenhalter durch ein zweites Gelenk mit einem Anstellhebel verbunden ist,
    • zwei Strangführungsrollen zur seitlichen Zentrierung des Strangs, wobei eine Strangführungsrolle auf einem Rollenhalter drehbar gelagert ist,
    • einen Hydraulikzylinder mit einer Kolbenstange,
    • einen Gleitblock, wobei der Gleitblock durch die Kolbenstange in vertikaler Richtung verschieblich ausgebildet ist,
    • zwei Zugstangen, wobei ein erstes Ende einer Zugstange - vorzugsweise gelenkig - mit dem Gleitblock und ein zweites Ende der Zugstange durch ein drittes Gelenk gelenkig mit einem Anstellhebel verbunden ist.
  • Die Zentriereinheit wird von einer Konsole, die vorzugsweise als Blech-Schweißkonstruktion ausgeführt ist, getragen. Die Konsole weist zumindest zwei erste Gelenke, vorzugsweise links und rechts unterhalb des Strangs auf, wobei mit jedem ersten Gelenk ein - vorzugsweise C-förmig ausgebildeter - Anstellhebel verbunden ist. Die Anstellhebel weisen jeweils zumindest zwei Gelenke auf, nämlich ein zweites und ein drittes Gelenk. Mit dem zweiten Gelenk eines Anstellhebels ist ein Rollenhalter verbunden, der zumindest eine Strangführungsrolle drehbar lagert. Mit dem dritten Gelenk des Anstellhebels ist eine Zugstange verbunden, die den Anstellhebel und einen Gleitblock miteinander gelenkig verbindet. Ein Hydraulikzylinder mit einer Kolbenstange, der entweder zwischen dem Strang und dem Gleitblock oder vertikal unterhalb des Gleitblocks angeordnet ist, kann den Gleitblock in vertikaler Richtung verschieben. Durch das Verschieben des Gleitblocks werden die ersten Enden der Zugstangen ebenfalls verschoben, was zu einer Verdrehung der Anstellhebel um die ersten Gelenke führt. Die ersten Enden der beiden Zugstangen sind jeweils gelenkig mit dem Gleitblock verbunden. Durch die Verdrehung der Anstellhebel werden die Rollenhalter entweder zum Strang hin oder vom Strang weg bewegt. Durch die zweiten Gelenke zwischen den Anstellhebeln und den Rollenhaltern ist sichergestellt, dass die Laufflächen der Strangführungsrollen stets an den Seitenflächen des Strangs anliegen, auch wenn der Strang unterschiedliche Breiten aufweist.
  • Durch diese Ausführungsform können mittels eines einzigen Hydraulikzylinders unterschiedlich breite Stränge in der Strangführung exakt zentriert werden. Die Zentriereinheit mit der Konsole ist platzsparend und kann an unterschiedlichen Stellen in der Strangführung eingebaut werden. Da nur ein Stellglied - nämlich der Hydraulikzylinder - vorhanden ist, fällt die ggf. aufwändige Synchronisation zwischen der linken und rechten Seitenführung des Strangs weg. Somit kann die Zentriereinheit über die Ansteuerung bzw. die Regelung der Position des Hydraulikzylinders sehr einfach automatisiert werden. Die Konsole, die Anstellhebel, die Rollenhalter mit den Strangführungsrollen, die Zugstangen, der vertikal verschiebliche Gleitblock und der Hydraulikzylinder sind robuste Elemente, die gut gegen Hitze, Schmutz und Wasser geschützt sind.
  • Bevorzugt ist es, wenn die Strangführungsrollen, die Rollenhalter, die Anstellhebel, die Zugstangen und der Gleitblock symmetrisch zu einer vertikalen Symmetrieebene, die zentrisch durch die Strangmitte geht, angeordnet sind. Mit anderen Worten ist z.B. der auf der linken Seite des Strangs angeordnete Anstellhebel symmetrisch zum dem auf der rechten Seite angeordneten Anstellhebel ausgeführt.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Strangführungsrolle mehrfach am Rollenhalter gelagert. Dadurch werden die Strangführungskräfte einer Strangführungsrolle über mehrere Lagerstellen in den Rollenhalter und weiter in die Zentriereinheit eingeleitet.
  • Die Konsole kann kostengünstig als Blech-Schweißkonstruktion ausgeführt sein.
  • Der Hydraulikzylinder kann ein einfach- oder doppelwirkender Hydraulikzylinder sein, der vorzugsweise an der Konsole befestigt ist. Einseitig wirkende Hydraulikzylinder werden auch als Plunger(zylinder) bezeichnet.
  • Der Gleitblock ist bei einer einfachen Ausführungsform durch zwei Gleitschienen auf der Konsole verschieblich ausgebildet, wobei vorzugsweise zwischen einer Gleitschiene und dem Gleitblock zumindest eine Gleitleiste angeordnet ist. Dabei ist die Gleitschiene typischerweise aus demselben Material (meist Stahl) wie die Konsole; die Gleitleiste kann vorzugsweise aus einem "selbstschmierenden" Material wie Bronze, Grauguss oder Kunststoff sein.
  • Bei größeren Kolbenhüben des Hydraulikzylinders ist es günstig, wenn ein erstes Ende der Zugstange durch ein viertes Gelenk mit dem Gleitblock gelenkig verbunden ist. Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn die Kolbenstange durch ein fünftes Gelenk mit dem Gleitblock gelenkig verbunden ist.
  • Um den Hitzeschutz der Zentriereinheit, insbesondere des Hydraulikzylinders bzw. der Gleitleisten, zu verbessern, ist es günstig, wenn in vertikaler Richtung zwischen dem Strang und dem Hydraulikzylinder ein, vorzugsweise wassergekühltes, Hitzeschutzpanel angeordnet ist. Obwohl der Hydraulikzylinder durch das Hydraulikmedium relativ hitzebeständig ist, ist es vorteilhaft, ein Wegmesssystem des Hydraulikzylinders durch das Hitzeschutzpanel vor Hitze abzuschirmen.
  • Insbesondere bei hohen Strangtemperaturen und/oder niedrigen Gießgeschwindigkeiten ist es vorteilhaft, wenn die Lagerung der Strangführungsrollen wassergekühlt ist und vorzugsweise die Mantelflächen der Strangführungsrollen ebenfalls wassergekühlt sind. Dadurch wird eine Überhitzung der Strangführungsrollen verhindert.
  • Zweckmäßig ist es, die Anstellhebel C-förmig auszubilden und die zweiten Gelenke der Anstellhebel im Endbereich eines ersten Schenkels und die dritten Gelenke der Anstellhebel im Endbereich eines zweiten Schenkels der Anstellhebel anzuordnen.
  • Um eine Positionssteuerung bzw. -regelung der Zentriereinheit zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, dass der Hydraulikzylinder eine Wegmesseinrichtung aufweist.
  • Um eine Kraftsteuerung bzw. -regelung der Zentriereinheit zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, dass der Hydraulikzylinder eine Kraftmesseinrichtung zur Messung der Kraft F aufweist.
  • Die Anpresskraft der Strangführungsrollen an den Strang kann einfach begrenzt werden, indem der Hydraulikzylinder von einer Hydraulikversorgung mit einem Druckmedium versorgt wird, wobei die Anpresskraft einer Strangführungsrolle an den Strang über eine Druckbegrenzung begrenzt oder über eine Druckeinstellung des Druckmediums eingestellt werden kann.
  • Eine flexible Steuerung bzw. Regelung der Anstellkraft und/oder der Position der Strangführungsrollen kann durch eine Steuer- oder Regeleinrichtung erfolgen, bei der die Anstellkraft einer Strangführungsrolle an den Strang in Abhängigkeit der (gemessenen) Kraft F eingestellt und/oder eine Position der Kolbenstange in Abhängigkeit der (gemessenen) Position s eingestellt wird. Im ersten Fall handelt es sich um eine Positions-Steuerung oder -Regelung; im zweiten Fall um eine Kraft-Steuerung oder -Regelung.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Dabei zeigen:
    • Fig 1 eine Strangführung mit seitlich fix angeordneten Platten nach dem Stand der Technik,
    • Fig 2 eine Strangführung mit seitlich fix angeordneten Strangführungsrollen nach dem Stand der Technik,
    • Fig 3a und Fig 3b je ein Aufriss einer erfindungsgemäßen Zentriereinheit zur Zentrierung eines breiten und eines schmalen Strangs,
    • Fig 4 ein Grundriss der Zentriereinheit der Fig 3a und 3b,
    • Fig 5 ein Kreuzriss der Zentriereinheit der Fig 3a und 3b,
    • Fig 6 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Zentriereinheit nach den Fig 3a, 4 und 5,
    • Fig 7 ein Kühlschema zur Kühlung der Strangführungsrollen und des Hitzeschutzpanels der Zentriereinheit,
    • Fig 8 Strangführungsrollen der Zentriereinheit zur Zentrierung unterschiedlicher Strangformen,
    • Fig 9 die Zentriereinheit nach Fig 6 mit einem Hitzeschutzpanel, und
    • Fig 10a und Fig 10b eine Detaildarstellung eines Gleitblocks als Aufriss und ein Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A.
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • Die Fig 1 zeigt eine Strangführung einer Stranggießanlage nach dem Stand der Technik mit zwei seitlich angeordneten fixen Platten 20. Der nicht dargestellte Strang wird durch jeweils mehrere Strangführungsrollen 7 oberhalb und unterhalb des Strangs gestützt und geführt. Eine etwaige exzentrische Lage des Strangs wird durch die Platten 20 begrenzt.
  • In Fig 2 ist eine weitere Strangführung für eine Knüppel- oder Vorblock-Stranggießanlage nach dem Stand der Technik dargestellt. Hier wird der Strang S durch zwei fix angeordnete, d.h. in Breitenrichtung des Strangs S nicht verfahrbare, Strangführungsrollen 25 zentriert. Die fixen Strangführungsrollen 25 können drehbar gelagert sein oder auch nicht.
  • Nachteilig an diesen Lösungen ist, dass die Platten 20 bzw. die Strangführungsrollen 25 fix sind und unterschiedlich breite Stränge entweder gar nicht oder nur begrenzt zentriert werden können. Außerdem muss die Stranggießanlage abgestellt werden, um manuell die Platten 20 bzw. die Strangführungsrollen 25 neu einzurichten.
  • Die Fig 3a und 3b zeigen jeweils einen Aufriss einer erfindungsgemäßen Zentriereinheit zur Zentrierung eines breiten (Fig 3a) und eines schmalen Strangs S (Fig 3b). Durch das Aus- bzw. Einfahren der Kolbenstange 9 eines Hydraulikzylinders 8 wird ein Gleitblock 10 vertikal verschoben. Der Hydraulikzylinder 8 ist jeweils gelenkig mit der Konsole 1 und über das fünfte Gelenk 15 mit dem Gleitblock verbunden. An dem Gleitblock 10 sind über zwei vierte Gelenke 14 zwei Zugstangen 11 befestigt, die die vertikale Verschiebung des Gleitblocks 10 über dritte Gelenke 5 auf die Anstellhebel 3 übertragen. Die Anstellhebel 3 sind über erste Gelenke 2 mit der Konsole 1 verbunden. Durch das Verdrehen der Anstellhebel 3 bewegen sich die Rollenhalter 6 entweder voneinander weg oder zueinander. Ein Rollenhalter 6 ist über ein zweites Gelenk 4 mit dem Anstellhebel 3 verbunden. Auf jedem Rollenhalter 6 ist eine oder mehrere Strangführungsrollen 7 drehbar gelagert.
  • Durch den Hydraulikzylinder 8 können unterschiedlich breite Stränge S zentriert werden. Dabei werden die beiden Strangführungsrollen 7 synchron an den Strang angestellt bzw. von diesem wegbewegt. Die Synchronisation erfolgt mechanisch, ohne dass es eine Regelung der beiden Seiten bedarf.
  • In den Fig 4 und 5 ist jeweils ein Grundriss und ein Kreuzriss der erfindungsgemäßen Zentriereinheit dargestellt. Aus beiden Ansichten ist ersichtlich, dass die Zentriereinheit sehr platzsparend ist und daher an unterschiedlichen Orten in der Strangführung eingebaut werden kann.
  • Die Fig 6 zeigt eine perspektivische Darstellung der Zentriereinheit aus Fig 3a, d.h. zur Zentrierung des gegenüber der Fig 3b breiteren Strangs S.
  • Die Fig 7 zeigt schließlich schematisch einen Kühlkreislauf zur Kühlung des Hitzeschutzpanels 16 und der beiden Strangführungsrollen 7, wobei das Hitzeschutzpanel in vertikaler Richtung zwischen den Strangführungsrollen 7 und der Oberseite des Hydraulikzylinders 8 angeordnet ist. Über die beiden Wassereinlässe A1, A2 wird ein Kühlmedium, hier Kühlwasser, zu den Strangführungsrollen 7 und dem Hitzeschutzpanel 16 zugeführt. Das Kühlmedium wird nach dem Kühlen über die beiden Wasserauslässe B1, B2 abgeführt. Die Wasserpumpe sowie weitere Zusatzaggregate, wie Filter, Kühler etc., sind nicht dargestellt. Die Durchflussrichtungen des Kühlmediums sind durch Pfeile angegeben.
  • Aus der Fig 8 ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Zentriereinheit nicht auf polygonale Stränge eingeschränkt ist, sondern auch runde oder elliptische Stränge S (siehe Bild d) oder Vorprofile (engl. beam blank, siehe Bild e) zentrieren kann.
  • Die Fig 9 zeigt die Zentriereinheit aus Fig 6 mit einem Hitzeschutzpanel 16.
  • Die Fig 10a und 10b zeigen den Gleitblock 10 sowie die vertikal verschiebliche Führung des Gleitblocks in einer Aufriss- und einer geschnittenen Darstellung entlang der Linie A-A. Der Gleitbock 10 wird durch zwei Gleitschienen 12, die hier Teil der Konsole aus einem Stahlwerkstoff sind, geführt. Zur gleitarmen Führung sind zwei erste Gleitleisten 13a mit der Gleitblock 10 und zwei zweite Gleitleisten 13b mit den Gleitschienen verbunden. Die Gleitschienen können z.B. aus Metall oder einem Kunststoff sein. Es ist nicht notwendig, dass sich die Gleitschienen über die gesamte Länge des Gleitblocks erstrecken. Denkbar ist auch, dass die Gleitschienen segmentiert sind mit einem ersten Segment im unteren Bereich und einem zweiten Segment im oberen Bereich des Gleitblocks 10.
  • 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
    Konsole
    2
    erstes Gelenk
    3
    Anstellhebel
    4
    zweites Genk
    5
    drittes Gelenk
    6
    Rollenhalter
    7
    Strangführungsrolle
    8
    Hydraulikzylinder
    9
    Kolbenstange
    10
    Gleitblock
    11
    Zugstange
    12
    Gleitschiene
    13a, 13b
    Gleitleiste
    14
    viertes Gelenk
    15
    fünftes Gelenk
    16
    Hitzeschutzpanel
    20
    Platte
    25
    fixe Strangführungsrolle
    A1, A2
    Wassereinlass
    B1, B2
    Wasserauslass
    F
    Kraft
    s
    Position
    S
    Strang

Claims (14)

  1. Zentriereinheit zur Zentrierung eines metallischen Strangs (S), vorzugsweise mit Knüppel- oder Vorblock-Querschnitt, in einer Strangführung einer Stranggießmaschine, umfassend:
    - eine Konsole (1) mit zwei ersten Gelenken (2), wobei die Konsole (1) an der Strangführung befestigt werden kann,
    - zwei Anstellhebel (3) mit je einem zweiten und einem dritten Gelenk (4, 5), wobei ein Anstellhebel (3) durch ein erstes Gelenk (2) mit der Konsole (1) gelenkig verbunden ist,
    - zwei Rollenhalter (6), wobei ein Rollenhalter (6) durch ein zweites Gelenk (4) mit einem Anstellhebel (3) verbunden ist,
    - zwei Strangführungsrollen (7) zur seitlichen Zentrierung des Strangs (S), wobei eine Strangführungsrolle (7) auf einem Rollenhalter (6) drehbar gelagert ist,
    - einen Hydraulikzylinder (8) mit einer Kolbenstange (9),
    - einen Gleitblock (10), wobei der Gleitblock (10) durch die Kolbenstange (9) in vertikaler Richtung verschieblich ausgebildet ist,
    - zwei Zugstangen (11), wobei ein erstes Ende der Zugstange (11) mit dem Gleitblock (10) und ein zweites Ende der Zugstange (11) durch ein drittes Gelenk (5) gelenkig mit einem Anstellhebel (3) verbunden ist.
  2. Zentriereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strangführungsrolle (7) einfach oder vorzugsweise mehrfach am Rollenhalter (6) gelagert ist.
  3. Zentriereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (1) als Blech-Schweißkonstruktion ausgeführt ist.
  4. Zentriereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (8) ein einfach- oder doppelwirkender Hydraulikzylinder (8) ist, der vorzugsweise an der Konsole (1) befestigt ist.
  5. Zentriereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitblock (10) durch zwei Gleitschienen (12) auf der Konsole (1) verschieblich ausgebildet ist und vorzugsweise zwischen einer Gleitschiene (12) und dem Gleitblock (1) zumindest eine Gleitleiste (13) angeordnet ist.
  6. Zentriereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ende der Zugstange (11) durch ein viertes Gelenk (14) mit dem Gleitblock (10) gelenkig verbunden ist.
  7. Zentriereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (9) durch ein fünftes Gelenk (15) mit dem Gleitblock (10) gelenkig verbunden ist.
  8. Zentriereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in vertikaler Richtung zwischen dem Strang (S) und dem Hydraulikzylinder (8) ein, vorzugsweise wassergekühltes, Hitzeschutzpanel (16) angeordnet ist.
  9. Zentriereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung der Strangführungsrolle (7) wassergekühlt ist und vorzugsweise eine Mantelfläche Strangführungsrolle (7) ebenfalls wassergekühlt ist.
  10. Zentriereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anstellhebel (3) C-förmig ausgebildet ist und ein zweites Gelenk (4) des Anstellhebels (3) im Endbereich eines ersten Schenkels und ein drittes Gelenk des Anstellhebels (3) im Endbereich eines zweiten Schenkels des Anstellhebels (3) angeordnet sind.
  11. Zentriereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (8) eine Wegmesseinrichtung zur Messung der Position s der Kolbenstange (9) aufweist.
  12. Zentriereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (8) eine Kraftmesseinrichtung zur Messung der Kraft F aufweist.
  13. Zentriereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (8) von einer Hydraulikversorgung mit einem Druckmedium versorgt wird, wobei die Anpresskraft einer Strangführungsrolle (7) an den Strang (S) über eine Druckbegrenzung begrenzt oder über eine Druckeinstellung des Druckmediums eingestellt werden kann.
  14. Zentriereinheit nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- oder Regeleinrichtung eine Anstellkraft einer Strangführungsrolle (7) an den Strang (S) in Abhängigkeit der Kraft F einstellt und/oder eine Position der Kolbenstange (9) in Abhängigkeit der Position s einstellt.
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