EP4489928A1 - Bogensegment einer strangführungseinrichtung - Google Patents

Bogensegment einer strangführungseinrichtung

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EP4489928A1
EP4489928A1 EP23703560.5A EP23703560A EP4489928A1 EP 4489928 A1 EP4489928 A1 EP 4489928A1 EP 23703560 A EP23703560 A EP 23703560A EP 4489928 A1 EP4489928 A1 EP 4489928A1
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EP
European Patent Office
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strand
strand guide
casting
guide rollers
rollers
Prior art date
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Application number
EP23703560.5A
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English (en)
French (fr)
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EP4489928B1 (de
Inventor
Axel Weyer
Christoph Tischner
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP4489928A1 publication Critical patent/EP4489928A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4489928B1 publication Critical patent/EP4489928B1/de
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
    • B22D11/1285—Segment changing devices for supporting or guiding frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • B22D11/14—Plants for continuous casting
    • B22D11/142—Plants for continuous casting for curved casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
    • B22D11/1246—Nozzles; Spray heads
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    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
    • B22D11/1282—Vertical casting and curving the cast stock to the horizontal
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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
    • B22D11/1287—Rolls; Lubricating, cooling or heating rolls while in use

Definitions

  • the invention relates to an arch segment in the arch area of a strand guide device for guiding and deflecting a cast metal strand into the horizontal after leaving a mold.
  • the invention also relates to a strand guiding device with such an arc segment.
  • Strand guide devices with arc segments are basically known in the prior art, for example from the German patent application DE 10 2008 009 136 A1.
  • This patent application teaches that each arch segment has an upper frame and a base on which a plurality of strand guide rollers are rotatably mounted.
  • the upper frame and the undertakings are connected to one another, in particular positioned against one another, in such a way that their respective strand guide rollers are spaced apart from one another and form an arcuate guide channel for guiding the casting strand through.
  • the individual strand guide rollers on the upper frame and the undertaking may or may not be rotationally driven.
  • the casting strand has a tendency to bulge, i.e. bulge, after leaving the mold, particularly due to a so-called ferrostatic pressure that prevails in the interior of the not yet solidified strand, especially where it is in the area the strand guide not e.g. B. is prevented from doing so by strand guide rollers, i.e. in particular in the spaces between two strand guide rollers adjacent in the casting direction.
  • the invention is based on the object of providing a known arch segment and a known strand guide with such an arch segment to further develop that a bulge of the casting strand in the curved area of the strand guide is reduced.
  • the arch segment according to the invention is characterized in that at least one of the strand guide rollers on the upper frame and/or the lower frame is designed in the form of an axle roller.
  • Strand guide rollers support the warm casting strand on its broad sides and are typically dimensioned so that they can accommodate predetermined loads or support loads for supporting the casting strand within the strand guide device and that required adjusting forces can be applied to the casting strand via the strand guide rollers.
  • the adjusting forces must be dimensioned large enough, particularly in the case of driven strand guide rollers, to convey the casting strand within the strand guide device.
  • the adjusting forces must be dimensioned in such a way that they can counteract the ferrostatic forces of the casting strand that has not yet solidified perpendicular to the surface of the casting strand and thus counteract any bulging of the casting strand.
  • the strand guide rollers must be designed or designed.
  • the claimed design of at least one of the strand guide rollers as axle rollers with a fixed axis offers the advantage that they can be built with a smaller outside diameter compared to the pin roller with a rotating axis that is common in the prior art for arch segments under the same load, see last paragraph.
  • the background is that the clamping point for the fixed axle on axle rollers can absorb loads better than the bearing point for the rotating axle on pin rollers.
  • the smaller roller diameter offers the advantage that the distances between two strand guide rollers adjacent in the casting direction on the upper frame and/or the lower frame can be reduced in the casting direction. This allows the number of strand guide rollers on the top and/or the undercarriage to be increased compared to the exclusive use of pin rollers.
  • the required load and support loads and adjusting forces of an entire segment area can then be distributed over the larger number of strand guide rollers with the advantage that each individual strand guide roller can be designed for a lower load.
  • the smaller (clear) roller spacing and the increased number of strand guide rollers lead to a reduced bulging of the casting strand, ie to a reduced elongation of the outer and especially the inner fibers (liquid - solid phase boundary) of the still warm casting strand in the area between two adjacent strand guide rollers. This enables improved surface and internal quality of the casting strand while at the same time increasing casting speed and thus higher productivity.
  • the object of the invention is further achieved by a strand guide device with at least one of the arch segments according to the invention and with preferably a cooling device for the strand guide rollers of the arch segment.
  • a strand guide device with at least one of the arch segments according to the invention and with preferably a cooling device for the strand guide rollers of the arch segment.
  • the invention can be used in casting systems in the form of arch systems and vertical bending systems alike. Corresponding solutions to the problem are specified in claims 14 and 15.
  • Arch systems typically have an arch-shaped mold to which arch segments are connected in the casting direction.
  • the strand routing exists Arch systems only consist of arch segments.
  • Vertical bending systems on the other hand, have a vertically aligned straight mold to which one or more vertical segments are connected in the casting direction before arc segments are connected to the vertical segments.
  • the strand guidance in vertical bending systems consists of both vertical segments and curved segments.
  • the present invention relates to the strand guides and the arch segments in arch systems and in vertical turning systems. The invention does not relate to the vertical segments mentioned.
  • the present invention and in particular the arch segment according to claim 1 applies equally to both undivided and divided strand guide rollers.
  • the strand guide rollers of the arch segments are divided into a plurality of partial rollers over their total bale length, with support bearings for the upper or lower frame being provided between the partial rollers.
  • total bale length includes not only the bale lengths of the partial rolls but also the width of the support bearings.
  • FIG. 1 shows a strand guiding device, in particular with arch segments according to the invention
  • FIG. 2 shows a detailed view of the arch segments according to FIG. 1; and Fig. 3 shows a comparison of pin rollers and axle rollers.
  • the invention will be described in detail below with reference to the figures mentioned. The same technical elements are designated with the same reference numerals in all figures.
  • Figure 1 shows a casting system 100 according to the invention.
  • a melt in particular a steel melt
  • an intermediate container 120 typically a so-called distribution channel
  • the melt is filled from the intermediate container into a mold 140 via an immersion tube 130.
  • the initially still liquid melt is primarily cooled, so that a so-called strand shell is formed on the walls of the mold.
  • the cast strand 200 which has been partially solidified in this way and has a solid strand shell but still a liquid core, is then pulled out of the mold 140 and deflected horizontally with the help of the segmented strand guide 150.
  • Figure 1 shows, using the example of a so-called curved system, that the strand guide in the casting direction G behind the mold 140 initially consists of an arcuate part 150-1 and then of a horizontal part 150-11. Both parts each consist of a plurality of so-called segments arranged one behind the other in the casting direction G in order to guide the casting strand.
  • Each segment consists of an upper frame 162 and a lower frame 164, on each of which a preferably identical plurality of strand guide rollers 170 is rotatably mounted.
  • the upper frame and the companies 162, 164 are connected to one another in such a way that their respective strand guide rollers 170 are spaced apart from one another and create a guide channel for guiding the casting strand 200 through.
  • the strand guide 150-1 is arcuate because the strand guide rollers 170 provide an arcuate guide channel for the cast strand 200 there.
  • the segments there are therefore also referred to as arc segments 160.
  • Fig. 2 illustrates two such arc segments 160 in detail. What can be seen in particular is the arcuate guide channel spanned by the arc segments 160, the outer radius r of which corresponds to the radius of the casting arc.
  • the arch segments 160 may have driven and/or non-driven strand guide rollers 170.
  • the arch segments are the subject of the present invention. In Figures 1 and 2, the white strand guide rollers symbolize that they are not driven, while the strand guide rollers marked by a cross symbolize driven rollers.
  • the rollers of the strand guide segments form a horizontal, straight guide channel.
  • the segments with a straight guide channel are not the subject of the present invention.
  • Figure 3 illustrates two different basic types of strand guide rollers, namely so-called pin rollers, as shown in the upper figure of Figure 3, and so-called axle rollers, or also called jacket rollers, as shown in the lower figure of Figure 3.
  • the difference between the two types of rollers is that in the journal roller the roller axis and the roller barrel are designed in one piece, while the axle roller is designed in several parts.
  • the axle roller typically has a fixed, i.e. non-rotating axle and a roller jacket is rotatably mounted on this axis of rotation via a roller bearing.
  • the pin roller is typically used as a drive roller because a drive torque acting on the pin of the pin roller is also transmitted directly to the ball of the pin roller.
  • the axle roller is typically not used as a driven roller because, as mentioned, its axle is typically clamped in a rotationally fixed manner.
  • At least one of the strand guide rollers on the upper frame 162 and / or the company 164 in the form of a Axis roller is formed.
  • the arch segment 160 has at least one driven and/or non-driven strand guide roller 170 on its upper frame 162.
  • the first exemplary embodiment provides for the respective driven strand guide rollers 170 to be designed in the form of a pin roller. At least some of the non-driven strand guide rollers 170, preferably at least three, more preferably at least five, more preferably all of them are designed in the form of axle rollers.
  • the design of the driven strand guide rollers in the form of pin rollers is still necessary in order to transmit the torque of a drive device via the pin of the roller to the bale of the pin roller.
  • non-driven strand guide rollers there is no need for a rotary drive and therefore, according to the present invention, they are designed in the form of axle rollers in order to be able to exploit the associated advantages described above, in particular the reduced roller distances a with two strand guide rollers next to one another in the casting direction.
  • the driven pin rollers may have a larger diameter than the non-driven axle rollers.
  • the radius r of the casting arc of the arc segment is less than or equal to 7m.
  • the casting arc is measured, as shown in Figure 2, from the center of the arc of the strand guide to the support surface for the casting strand within the strand guide device formed by the outer sides of the strand guide rollers of the subframe.
  • the clear distance d between the outer surfaces of 2 strand guide rollers 170 on the upper frame 162 and the undertaking 164, which face each other as a pair of rollers transversely to the casting direction G is less than or equal to 210 mm.
  • At least 6, preferably at least 7, more preferably at least 8 or more preferably at least 9 strand guide rollers are rotatably mounted on the upper frame and the undertaking.
  • the strand guide rollers of the arch segment according to the invention each have a total bale length transverse to the casting direction of up to 2,400 mm. This enables the arch segment according to the invention to be able to guide casting strands with widths of up to 2,350 mm, preferably up to 2,200 mm.
  • the strand guide device typically has a secondary cooling device for cooling the cast strand.
  • the nozzles of the secondary cooling device are then typically arranged between two strand guide rollers adjacent in the casting direction and aligned so that coolant sprays through the gap between the two adjacent strand guide rollers onto the casting strand guided in the strand guide device.
  • a minimum dimension is required for the clear distance a between two strand guide rollers adjacent in the casting direction, which is, for example, 40-50mm.
  • the clear distance a is a maximum of 50mm, preferably a maximum of 45mm.
  • these nozzles of the secondary cooling device can also be used to Cool strand guide rollers from the outside. Therefore, the present invention provides that the nozzles of the strand guide device are designed and aligned to spray coolant not only onto the casting strand, but also onto the strand guide rollers. In this way, the strand guide rollers are cooled from the outside.
  • this type of cooling can also be used for the driven strand guide rollers, which according to the invention are typically designed as pin rollers, regardless of whether the pin rollers are cooled internally or not. If necessary, both the internal cooling and the external cooling work together through the nozzles of the secondary cooling device.
  • the secondary cooling device is also not available for cooling the strand guide rollers.
  • the warm casting strand is cooled via contact with the strand guide rollers and the prevailing ambient temperature.
  • the (clear) distance a between two strand guide rollers adjacent in the casting direction can theoretically be reduced to a minimum of Omm on the fixed and loose sides of the arch segment.
  • the fixed side of the arch segment is typically formed on the outside of the arch by the companies 164, while the loose side is formed on the inside of the arch by the upper frames 162.
  • the strand guide rollers can also be cooled by the external cooling device, the nozzles of which are then arranged and designed in such a way that they direct coolant (only) onto the outer sides of the strand guide rollers 170 (and not directly onto the casting strand). This applies regardless of whether the strand guide rollers are driven or not.
  • the external cooling has an additional effect.
  • the cooling device if it is only provided - as described - for external cooling of the strand guide rollers, can be equipped with a smaller cooling capacity than the secondary cooling device, which is designed to cool the casting strand.
  • the external cooling only needs to be dimensioned so that it is sufficient to cool the strand guide rollers; it does not have to be designed for cooling the casting strand.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bogensegment (160) im Bogenbereich einer Strangführungseinrichtung (150) zum Führen und Umlenken eines gegossenen Gießstrangs (200) aus Metall nach Verlassen einer Kokille (140) in die Horizontale. Das Bogensegment weist einen Oberrahmen (162) und einen Unternahmen (164) auf, an denen jeweils eine Mehrzahl von Strangführungsrollen (170) drehbar gelagert sind. Der Oberrahmen und der Unternahmen sind derart miteinander verbunden, dass sich ihre jeweiligen Strangführungsrollen beabstandet einander gegenüberstehen und einen bogenförmigen Führungskanal aufspannen zum Durchleiten des Gießstrangs (200). Um Ausbauchungen des Gießstrangs im Bogenbereich (150-I) der Strangführung zu reduzieren, ist zumindest eine der Strangführungsrollen (170) an dem Oberrahmen und/oder dem Unternahmen in Form einer Achsenrolle ausgebildet.

Description

Bogensegment einer Strangführungseinrichtung
Die Erfindung betrifft ein Bogensegment im Bogenbereich einer Strangführungseinrichtung zum Führen und Umlenken eines gegossenen Gießstrangs aus Metall nach Verlassen einer Kokille in die Horizontale. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch eine Strangführungseinrichtung mit einem derartigen Bogensegment.
Strangführungseinrichtungen mit Bogensegmenten sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt, beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2008 009 136 A1. Diese Patentanmeldung lehrt, dass jedes Bogensegment einen Oberrahmen und einen Unternahmen aufweist, an dem jeweils eine Mehrzahl von Strangführungsrollen drehbar gelagert sind. Der Oberrahmen und der Unternahmen sind derart miteinander verbunden, insbesondere gegeneinander angestellt, dass sich ihre jeweiligen Strangführungsrollen beabstandet zueinander gegenüberstehen und einen bogenförmigen Führungskanal aufspannen zum Durchleiten des Gießstrangs. Die einzelnen Strangführungsrollen an dem Oberrahmen und dem Unternahmen können drehangetrieben sein oder nicht.
Weiterhin ist es im Stand der Technik des Stranggießens bekannt, dass der Gießstrang nach Verlassen der Kokille insbesondere aufgrund eines sogenannten ferrostatischen Druckes, der im Inneren des noch nicht durcherstarrten Stranges herrscht, die Tendenz hat auszubeulen, d.h. auszubauchen, insbesondere dort, wo er im Bereich der Strangführung nicht z. B. durch Strangführungsrollen daran gehindert wird, also insbesondere in den Zwischenräumen zwischen zwei in Gießrichtung benachbarten Strangführungsrollen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Bogensegment und eine bekannte Strangführung mit einem derartigen Bogensegment dahingehend i weiterzubilden, dass eine Ausbauchung des Gießstrangs im Bogenbereich der Strangführung reduziert wird.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Bogensegmentes für den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Demnach ist das erfindungsgemäße Bogensegment dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Strangführungsrollen an dem Oberrahmen und/oder dem Unterrahmen in Form einer Achsenrolle ausgebildet ist.
Strangführungsrollen stützen den warmen Gießstrang auf seinen Breitseiten und werden typischerweise so dimensioniert, dass sie vorbestimmte Trag- oder Stützlasten zum Tragen des Gießstrangs innerhalb der Strangführungseinrichtung aufnehmen können und dass erforderliche Anstellkräfte über die Strangführungsrollen auf den Gießstrang aufgebracht werden können. Die Anstellkräfte sind insbesondere bei angetriebenen Strangführungsrollen groß genug zu dimensionieren zum Fördern des Gießstrangs innerhalb der Strangführungseinrichtung. Darüber hinaus sind die Anstellkräfte so zu dimensionieren, dass sie den ferrostatischen Kräften des noch nicht durcherstarrten Gießstranges senkrecht zur Oberfläche des Gießstrangs und damit einer Ausbauchung des Gießstrangs entgegenwirken können. Für diese und mögliche weitere Belastungen, wie z.B. Liquid-Core-Reduction und/oder Softreduction, müssen die Strangführungsrollen jeweils konstruktiv ausgelegt werden bzw. sein.
Die beanspruchte Ausbildung von zumindest einer der Strangführungsrollen als Achsenrollen mit feststehender Achse bietet den Vorteil, dass sie im Vergleich zu der im Stand der Technik für Bogensegmente üblichen Zapfenrolle mit drehender Achse bei gleicher Belastung, siehe letzter Absatz, mit einem kleineren Außendurchmesser gebaut werden können. Hintergrund ist, dass die Einspannstelle für die feststehende Achse bei Achsenrollen besser Belastungen aufnehmen kann als die Lagerstelle für die drehende Achse bei Zapfenrollen. Der kleinere Rollendurchmesser wiederum bietet den Vorteil, dass die Abstände zwischen jeweils zwei in Gießrichtung benachbarten Strangführungsrollen an dem Oberrahmen und/oder dem Unterrahmen in Gießrichtung reduziert werden können. Dadurch kann die Anzahl von Strangführungsrollen an dem Ober- und/oder dem Unternahmen erhöht werden gegenüber einer ausschließlichen Verwendung von Zapfenrollen. Die erforderlichen Trag- und Stützlasten und Anstellkräfte eines gesamten Segmentbereiches können dann über die größere Anzahl von Strangführungsrollen verteilt werden mit dem Vorteil, dass jede einzelne der Strangführungsrolle für eine geringere Belastung ausgelegt werden kann. Der kleinere (lichte) Rollenabstand und die erhöhte Anzahl von Strangführungsrollen führen zu einer verringerten Ausbauchung des Gießstrangs, d. h. zu einer verringerten Dehnung der Außen- und insbesondere der Innenfasern (Phasengrenze flüssig - fest) des noch warmen Gießstrangs im Bereich zwischen zwei benachbarten Strangführungsrollen. Dies ermöglicht eine verbesserte Oberflächen- und Innenqualität des Gießstrangs bei gleichzeitig höherer Gießgeschwindigkeit und damit höherer Produktivität.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch eine Strangführungseinrichtung mit mindestens einem der erfindungsgemäßen Bogensegmente und mit vorzugsweise einer Kühleinrichtung für die Strangführungsrollen des Bogensegmentes gelöst. Die Vorteile dieser Strangführungseinrichtung entsprechen zunächst den oben mit Bezug auf das beanspruchte Bogensegment genannten Vorteilen.
Die Erfindung kann Anwendung finden in Gießanlagen in Form von Bogenanlagen und Senkrechtabbiegeanlagen gleichermaßen. Entsprechende Lösungen der Aufgabe sind in den Ansprüchen 14 und 15 angegeben.
Bogenanlagen besitzen typischerweise eine bogenförmige Kokille an die sich Bogensegmente in Gießrichtung anschließen. Die Strangführung besteht bei Bogenanlagen insofern nur aus Bogensegmenten. Senkrechtabbiegeanlagen haben dagegen eine vertikal ausgerichtete grade Kokille an die sich zunächst ein oder mehrere Vertikalsegmente in Gießrichtung anschließen, bevor sich an die Vertikalsegmente Bogensegmente anschließen. Die Strangführung bei Vertikalabbiegeanlagen besteht insofern sowohl aus Vertikalsegmenten wie auch aus Bogensegmenten. Die vorliegende Erfindung betrifft die Strangführungen und die Bogensegmente in Bogenanlagen und in Senkrechtabbiegeanlagen. Die Erfindung betrifft nicht die genannten Vertikalsegmente.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Bogensegmentes und der erfindungsgemäßen Strangführung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung und insbesondere das Bogensegment gemäß Anspruch 1 gilt sowohl für ungeteilte wie auch für geteilte Strangführungsrollen gleichermaßen. In letztem Fall sind die Strangführungsrollen der Bogensegmente über ihre Gesamtballenlänge in eine Mehrzahl von Teilrollen unterteilt, wobei zwischen den Teilrollen jeweils Stützlager zu dem Ober- oder Unterrahmen vorgesehen sind. Der Begriff „Gesamtballenlänge“ schließt neben den Ballenlängen der Teilrollen auch die Breite der Stützlager mit ein.
Der Beschreibung sind drei Figuren beigefügt, wobei
Fig. 1 eine Strangführungseinrichtung, insbesondere auch mit Bogensegmenten gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Detailansicht der Bogensegmente gemäß Fig. 1 ; und Fig. 3 Zapfenrollen und Achsenrollen im Vergleich zeigt. Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren detailliert beschreiben. Gleiche technische Elemente sind dabei in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Figur 1 zeigt eine Gießanlage 100 gemäß der Erfindung. Zu erkennen ist, dass eine Schmelze, insbesondere eine Stahlschmelze, typischerweise zunächst aus einer Gießpfanne 110 in einen Zwischenbehälter 120, typischerweise eine sogenannte Verteilerrinne, abgelassen wird, bevor die Schmelze aus dem Zwischenbehälter über ein Tauchrohr 130 in eine Kokille 140 gefüllt wird. In der Kokille 140 wird die zunächst noch flüssige Schmelze primär abgekühlt, so dass sich an den Wänden der Kokille eine sogenannte Strangschale ausbildet. Der auf diese Weise teilerstarrte Gießstrang 200 mit fester Strangschale aber noch flüssigem Kem wird sodann aus der Kokille 140 herausgezogen und mit Hilfe der segmentierten Strangführung 150 in die Horizontale umgelenkt. Figur 1 zeigt am Beispiel einer sogenannten Bogenanlage, dass die Strangführung in Gießrichtung G hinter der Kokille 140 zunächst aus einem bogenförmigen Teil 150-1 und daran anschließend aus einem horizontalen Teil 150-11 besteht. Beide Teile bestehen jeweils aus einer Mehrzahl von in Gießrichtung G hintereinander angeordneten sogenannten Segmenten, um den Gießstrang zu führen.
Jedes Segment besteht aus einem Oberrahmen 162 und einem Unterrahmen 164 an denen jeweils eine vorzugsweise gleiche Mehrzahl von Strangführungsrollen 170 drehbar gelagert ist. Der Oberrahmen und der Unternahmen 162, 164 sind derart miteinander verbunden, dass sich ihre jeweiligen Strangführungsrollen 170 beabstandet einander gegenüberstehen und einen Führungskanal aufspannen zum Durchleiten des Gießstrangs 200.
Im oberen Verlauf, d.h. in Gießrichtung G hinter der Kokille 140 ist die Strangführung 150-1 bogenförmig, weil die Strangführungsrollen 170 dort einen bogenförmigen Führungskanal für den Gießstrang 200 vorgeben. Die dortigen Segmente werden deshalb auch als Bogensegmente 160 bezeichnet. Fig. 2 veranschaulicht zwei solche Bogensegmente 160 im Detail. Zu erkennen ist insbesondere der von den Bogensegmenten 160 aufgespannte bogenförmige Führungskanal, dessen Außenradius r dem Radius des Gießbogens entspricht. Die Bogensegmente 160 können angetriebene und/oder nicht-angetriebene Strangführungsrollen 170 aufweisen. Die Bogensegmente sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung. In den Figuren 1 und 2 symbolisieren die weißen Strangführungsrollen, dass sie nicht angetrieben sind, während die durch ein Kreuz markierten Strangführungsrollen angetriebene Rollen symbolisieren.
Im Auslauf der Strangführung bilden die Rollen der Strangführungssegmente demgegenüber einen horizontalen geraden Führungskanal. Die Segmente mit geradem Führungskanal sind nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Figur 3 veranschaulicht zwei verschiedene Grundtypen von Strangführungsrollen, nämlich sogenannte Zapfenrollen, wie sie in der oberen Abbildung von Fig. 3 gezeigt sind, und sogenannte Achsenrollen, oder auch Mantelrollen genannt, wie sie in der unteren Abbildung von Fig. 3 gezeigt sind. Wie in Figur 3 zu erkennen ist, besteht der Unterschied zwischen den beiden Rollentypen darin, dass bei der Zapfenrolle die Rollenachse und der Rollenballen einstückig ausgebildet sind, während die Achsenrolle mehrteilig ausgebildet ist. Bei der Achsenrolle gibt es typischerweise eine feststehende, d.h. nicht-rotierende Achse und auf dieser Drehachse ist ein Rollenmantel über ein Rollenlager drehbar gelagert.
Die Zapfenrolle wird typischerweise als Antriebsrolle verwendet, weil ein an dem Zapfen der Zapfenrolle angreifendes Antriebsdrehmoment auch unmittelbar auf den Ballen der Zapfenrolle übertragen wird. Die Achsenrolle wird typischerweise nicht als angetriebene Rolle verwendet, weil ihre Achse, wie gesagt, typischerweise drehfest eingespannt ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest eine der Strangführungsrollen an dem Oberrahmen 162 und/oder dem Unternahmen 164 in Form einer Achsenrolle ausgebildet ist. Bezüglich der Vorteile dieser Erfindung wird auf die obigen Ausführungen im allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel weist das Bogensegment 160 an seinem Oberrahmen 162 jeweils mindestens eine angetriebene und/oder nichtangetriebene Strangführungsrolle 170 auf. Das gleiche gilt für den zugehörigen Unterrahmen 164. Für die jeweils angetriebenen Strangführungsrollen 170 sieht das erste Ausführungsbeispiel vor, diese jeweils in Form einer Zapfenrolle auszubilden. Von den nicht-angetriebenen Strangführungsrollen 170 sind zumindest einzelne, vorzugsweise mindestens drei, weiter vorzugsweise mindestens fünf, weiter vorzugsweise alle in Form von Achsenrollen ausgebildet. Die Ausbildung der angetriebenen Strangführungsrollen in Form von Zapfenrollen ist nach wie vor notwendig, um das Drehmoment einer Antriebseinrichtung über den Zapfen der Rolle auch auf den Ballen der Zapfenrolle zu übertragen. Bei den nicht-angetriebenen Strangführungsrollen entfällt das Erfordernis eines Drehantriebs und deshalb werden diese gemäß der vorliegenden Erfindung in Form Achsenrollen ausgebildet, um die damit verbundenen, zuvor beschriebenen Vorteile, insbesondere die reduzierten Rollenabstände a bei zwei in Gießrichtung nebeneinanderliegenden Strangführungsrollen auszunutzen zu können.
Die angetriebenen Zapfenrollen können einen größeren Durchmesser aufweisen als die nicht-angetriebenen Achsenrollen.
Weiterhin ist es im Hinblick auf eine geringe Bauhöhe der Strangführungseinrichtung vorteilhaft, wenn der Radius r des Gießbogens des Bogensegmentes kleiner oder gleich 7m ist. Der Gießbogen bemisst sich, wie in Figur 2 gezeigt, von dem Mittelpunkt des Bogens der Strangführung bis zu der von den Außenseiten der Strangführungsrollen des Unterrahmens gebildeten Auflagefläche für den Gießstrang innerhalb der Strangführungseinrichtung. Weiterhin ist der lichte Abstand d zwischen den äußeren Oberflächen von jeweils 2 sich quer zur Gießrichtung G als Rollenpaar gegenüberstehenden Strangführungsrollen 170 an dem Oberrahmen 162 und dem Unternahmen 164 kleiner gleich 210 mm.
Weiter vorteilhafterweise sind bei dem erfindungsgemäßen Bogensegment jeweils mindestens 6, vorzugweise mindestens 7, weiter vorzugsweise mindestens 8 oder weiter vorzugsweise mindestens 9 Strangführungsrollen an dem Oberrahmen und dem Unternahmen drehbar gelagert.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass die Strangführungsrollen des erfindungsgemäßen Bogensegmentes jeweils eine Gesamtballenlänge quer zur Gießrichtung von bis zu 2.400 mm aufweisen. Dadurch ist das erfindungsgemäße Bogensegment in die Lage versetzt, Gießstränge mit Breiten bis zu 2.350 mm, vorzugsweise bis zu 2.200 mm führen zu können.
Die Strangführungseinrichtung verfügt typischerweise über eine Sekundärkühlungseinrichtung zum Kühlen des Gießstrangs. Die Düsen der Sekundärkühlungseinrichtung sind dann typischerweise jeweils zwischen zwei in Gießrichtung benachbarten Strangführungsrollen angeordnet und so ausgerichtet, dass Kühlmittel durch den Spalt zwischen den beiden benachbarten Strangführungsrollen auf den in der Strangführungseinrichtung geführten Gießstrang spritzen. Durch die Einbringung der Düsen der Sekundärkühlung zwischen benachbarten Strangführungsrollen ist ein Mindestmaß für den lichten Abstand a zwischen zwei in Gießrichtung benachbarten Strangführungsrollen erforderlich, der beispielsweise 40-50mm beträgt. Auf der Festseite des erfindungsgemäßen Bogensegmentes beträgt der lichte Abstand a maximal 50mm, vorzugsweise maximal 45mm.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung können diese Düsen der Sekundärkühlungseinrichtung jedoch auch dazu verwendet werden, die Strangführungsrollen von außen zu kühlen. Deshalb sieht die vorliegende Erfindung vor, dass die Düsen der Strangführungseinrichtung ausgebildet und ausgerichtet sind, Kühlmittel nicht nur auf den Gießstrang, sondern auch auf die Strangführungsrollen zu spritzen. Die Strangführungsrollen werden auf diese Weise von außen gekühlt. Dies gilt primär für die vorzugsweise als Achsenrollen ausgebildeten nicht-angetriebenen Strangführungsrollen, weil diese typischerweise, aber nicht zwingend notwendig, keine innere Kühlung aufweisen. Gleichermaßen kann diese Art der Kühlung auch für die erfindungsgemäß typischerweise als Zapfenrollen ausgebildeten angetriebenen Strangführungsrollen verwendet werden, unabhängig davon, ob die Zapfenrollen intern gekühlt werden oder nicht. Gegebenenfalls wirken dann sowohl die interne Kühlung wie auch die externe Kühlung durch die Düsen der Sekundärkühlungseinrichtung zusammen.
In den Fällen, in denen die Strangführungseinrichtung keine Sekundärkühlungseinrichtung für den Gießstrang aufweist, steht die Sekundärkühlungseinrichtung auch nicht zur Kühlung der Strangführungsrollen zur Verfügung. In diesem Fall erfolgt die Kühlung des warmen Gießstrangs über den Kontakt zu den Strangführungsrollen und die herrschende Umgebungstemperatur. Hierdurch kann der (lichte) Abstand a zwischen zwei in Gießrichtung benachbarten Strangführungsrollen im Minimum theoretisch bis auf Omm auf der Fest- und der Losseite des Bogensegmentes reduziert werden. Das bedeutet vorteilhafterweise eine maximale Anzahl von Strangführungsrollen pro Bogensegment. Die Festseite des Bogensegmentes ist typischerweise auf der Bogenaußenseite gebildet durch die Unternahmen 164, während die Losseite auf der Bogeninnenseite durch die Oberrahmen 162 gebildet ist.
Insbesondere wenn keine Sekundärkühlung vorhanden ist, ist typischerweise eine Innenkühlung für die angetriebenen und/oder die nicht-angetriebenen Strangführungsrollen vorzusehen, d. h. unabhängig davon, ob es sich um Zapfenrollen oder Achsenrollen handelt. Alternativ oder zusätzlich zu der Innenkühlung - und insbesondere wenn keine Sekundärkühlungseinrichtung vorgesehen ist - können die Strangführungsrollen auch durch die äußere Kühleinrichtung gekühlt werden, deren Düsen dann so angeordnet und ausgebildet sind, dass sie Kühlmittel (nur) auf die Außenseiten der Strangführungsrollen 170 (und nicht direkt auf den Gießstrang) spritzen. Das gilt unabhängig davon, ob die Strangführungsrollen angetrieben sind oder nicht. Im Falle einer Innenkühlung wirkt die äußere Kühlung zusätzlich. Vorteilhafterweise kann die Kühleinrichtung, wenn sie lediglich - wie beschrieben - für eine äußere Kühlung der Strangführungsrollen vorgesehen ist, mit einer kleineren Kühlleistung ausgestattet sein als die Sekundärkühlungseinrichtung, die zum Kühlen des Gießstrangs ausgelegt ist. Die äußere Kühlung muss nur so dimensioniert werden, dass sie ausreicht, die Strangführungsrollen zu kühlen; sie muss nicht für eine Kühlung des Gießstrangs ausgelegt sein.
Bezugszeichenliste:
100 Gießanlage
1 10 Gießpfanne
120 Zwischenbehälter
130 Tauchrohr
140 Kokille
150 Strangführungseinrichtung
150-1 bogenförmiger Teil der Strangführung
150-11 horizontaler Teil der Strangführung
160 Bogensegment
162 Oberrahmen
164 Unterrahmen
170 Strangführungsrollen
200 Gießstrang a lichter Abstand zwischen zwei in Gießrichtung nebeneinanderliegenden Rollen d lichter Abstand von zwei quer zur Gießrichtung gegenüberliegenden
Rollen
G Gießrichtung r Radius des Gießbogens

Claims

Patentansprüche:
1 . Bogensegment (160) im Bogenbereich einer Strangführungseinrichtung (150) zum Führen und Umlenken eines gegossenen Gießstrangs (200) aus Metall nach Verlassen einer Kokille (140) in die Horizontale, aufweisend: einen Oberrahmen (162) an dem eine Mehrzahl von Strangführungsrollen (170) drehbar gelagert sind; und einen Unternahmen (164) an dem ebenfalls eine Mehrzahl von Strangführungsrollen (170) drehbar gelagert sind; wobei der Oberrahmen (162) und der Unternahmen (164) derart miteinander verbunden sind, dass sich ihre jeweiligen Strangführungsrollen (170) beabstandet einander gegenüberstehen und einen bogenförmigen Führungskanal aufspannen zum Durchleiten des Gießstrangs (200); dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Strangführungsrollen (170) an dem Oberrahmen (162) und/oder dem Unternahmen (164) in Form einer Achsenrolle ausgebildet ist.
2. Bogensegment (160) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bogensegment (160) an seinem Ober- oder Unternahmen (162, 164) jeweils mindestens eine angetriebene und/oder nicht-angetriebene Strangführungsrolle (170) aufweist; und dass die angetriebene Strangführungsrolle (170) in Form einer Zapfenrolle und zumindest einzelne, vorzugsweise mindestens 3, weiter vorzugsweise mindestens 5, weiter vorzugsweise alle der nicht-angetriebenen Strangführungsrollen (170) in Form von Achsenrollen ausgebildet sind.
3. Bogensegment (160) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die angetriebenen Zapfenrollen einen größeren Durchmesser aufweisen als die nicht-angetriebenen Achsenrollen. Bogensegment (160) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius des Gießbogens (r) des Bogensegmentes (160) kleiner oder gleich 7m ist. Bogensegment (160) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der lichte Abstand (d) zwischen den äußeren Oberflächen von zwei sich quer zur Gießrichtung (G) als Rollenpaar gegenüberstehenden Rollen an dem Ober- und dem Unterrahmen (162, 164) kleiner gleich 210mm beträgt. Bogensegment (160) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mindestens 6, vorzugsweise mindestens 7, weiter vorzugsweise mindestens 8 oder weiter vorzugsweise mindestens 9 Strangführungsrollen (170) an dem Ober- und dem Unternahmen (162, 164) drehbar gelagert sind. Bogensegment (160) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Strangführungsrollen (170) jeweils eine Gesamtballenlänge quer zur Gießrichtung (G) von bis zu 2400mm aufweisen. Strangführungseinrichtung (150) zum Führen und Umlenken eines gegossenen Gießstrangs (200) aus Metall nach Verlassen einer Kokille (140) in die Horizontale gekennzeichnet durch mindestens ein Bogensegment (160) nach einem der vorangegangenen Ansprüche; und vorzugsweise eine Kühleinrichtung für die Strangführungsrollen (170) des Bogensegmentes (160). Strangführungseinrichtung (150) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sekundärkühlungseinrichtung vorgesehen ist zum Kühlen des Gießstrangs (200); und dass die Kühleinrichtung für die angetriebenen und/oder nichtangetriebenen Strangführungsrollen (170) ausgebildet ist in Form der Sekundärkühlungseinrichtung, wobei die Düsen der Sekundärkühlungseinrichtung ausgebildet und ausgerichtet sind, Kühlmittel nicht nur auf den Gießstrang (200), sondern auch auf die Strangführungsrollen (170) zu spritzen. Strangführungseinrichtung (150) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der lichte Abstand (a) zwischen zwei in Gießrichtung (G) benachbarten Strangführungsrollen (170) mit dazwischen angeordneter Düse der Sekundärkühlungseinrichtung auf der Festseite des Bogensegmentes (160) maximal 50mm, vorzugsweise maximal 45mm beträgt. Strangführungseinrichtung (150) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass keine Sekundärkühleinrichtung in der Strangführungseinrichtung (150) vorgesehen ist; und dass die Kühleinrichtung für eine Innenkühlung der angetriebenen und/oder der nicht-angetriebenen Strangführungsrollen (170) ausgebildet ist. Strangführungseinrichtung (150) nach Anspruch 8 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass keine Sekundärkühleinrichtung in der Strangführungseinrichtung (150) vorgesehen ist; und dass die Kühleinrichtung für die angetriebenen und/oder nichtangetriebenen Strangführungsrollen (170) Düsen aufweist zum Bespritzen der Strangführungsrollen (170) mit einem Kühlmittel; und dass die Kühleinrichtung für eine Kühlleistung ausgelegt ist, die ausreichend ist zum Kühlen der Strangführungsrollen (150), nicht aber zum Kühlen des Gießstrangs (200). Strangführungseinrichtung (150) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der lichte Abstand (a) zwischen zwei in Gießrichtung (G) benachbarten Strangführungsrollen (170) auf der Festseite des Bogensegmentes (160) maximal 5mm, vorzugsweise maximal 3mm, weiter vorzugsweise maximal 1 mm beträgt. Gießanlage in Form einer Senkrechtabbiegeanlage zum Erzeugen eines Gießstrangs, aufweisend: eine vertikal ausgerichtete gerade Kokille; gekennzeichnet durch eine der Kokille nachgeordnete Strangführungseinrichtung (150) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei zwischen der Kokille und dem mindestens einen Bogensegment (160) mindestens ein Vertikalsegment angeordnet ist zum senkrechten Überführen des Gießstrangs (200) aus der Kokille in das Bogensement. Gießanlage in Form einer Bogenanlage zum Erzeugen eines Gießstrangs, aufweisend: eine gebogene Kokille; gekennzeichnet durch eine der Kokille nachgeordnete Strangführungseinrichtung (150) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13.
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