SK281772B6 - Zariadenie na nesenie bočnej steny dvojvalcového zariadenia na kontinuálne liatie kovových pásov - Google Patents

Abstract

Zariadenie na nesenie bočnej steny (2) dvojvalcového zariadenia na kontinuálne liatie tenkých kovových výrobkov typu zahrnujúceho dva chladené valce (1) s vodorovnými osami, dve bočné steny (2) dotláčané na boky (3) týchto valcov (1). Nosné zariadenie zahrnuje podvozok (5), ktorý je riadene pohyblivý v smere rovnobežnom s osami valcov (1), prítlačné zariadenie (6) nesené uvedeným podvozkom (5) a dosku (4), integrálnu s bočnou stenou (2), spojenú s uvedeným prítlačným zariadením (6) pomocou prítlačnej dosky (8) a tlačných prvkov (9, 9', 9'', 9'''), opierajúcich sa o uvedenú prítlačnú dosku (8) a dosku (4). Uvedená doska (4) pritom zahrnuje aspoň jedno ťahadlo (11, 11') prechádzajúce prítlačnou doskou (8), ktorého koniec je vybavený zarážkou (13, 13'), ktorá môže dosadať na zadnú stranu (14) uvedenej prítlačnej dosky.ŕ

Description

Vynález sa týka kontinuálneho liatia kovov. Predovšetkým sa však týka zariadenia na bočné vymedzenie roztaveného kovu v kokilách zariadení na kontinuálne liatie tenkých pásov, ktorých lejací priestor je vymedzený vzájomne priliehajúcimi povrchmi dvoch valcov, ktoré majú vodorovné osi, sú vnútorne chladené a otáčajú sa vo vzájomne opačných smeroch.

Doterajší stav techniky

Pri tomto type zariadenia na kontinuálne liatie, známeho ako dvojvalcové kontinuálne liatie, ktorého priemyselné využitie na liatie oceľových pásov s hrúbkou približne 2 až 10 mm sa práve skúma, je bočné udržovanie tekutého kovu v lejacom priestore vymedzenom valcami zabezpečované, pomocou dosiek, ktoré sú vhodnými prostriedkami priložené na rovinné konce týchto valcov, t. j. na ich strany. Tieto dosky sú obvykle označované ako bočné steny. Stredová časť týchto bočných stien, ktorá prichádza do kontaktu s roztaveným kovom je vyrobená zo žiaruvzdorného materiálu, pričom všeobecne ich okrajová oblasť, ktorá je v trecom kontakte s lejacími valcami sa takto trením postupne opotrebováva. Dôležité je, aby tieto bočné steny boli v čo najtesnejšom kontakte s valcami, lebo infiltrácia tekutého kovu do ich kontaktnej plochy by mala katastrofálny vplyv na kvalitu hrán odlievaného pásu. Hrany pásu by potom boli ryhované a boli by nadmerne krehké. Vzniklo by tak nebezpečenstvo ich oddelenia od zvyšku pásu a následného zachytenia na valcoch. Ak by sa takto zachytené častice hrán udržali na valci počas celej jeho otáčky a ak by potom časti hrán prenikli do lejacieho priestoru, mohlo by to viesť k vážnemu poškodeniu plôch valcov. V najhoršom prípade by tieto častice mohli dosiahnuť až mimo lejacieho zariadenia, čo by si vynútilo okamžité zastavenie procesu liatia.

Poruchy tesnosti lejacieho priestoru môžu mať mnoho príčin, z ktorých je potrebné uviesť predovšetkým:

- deformácie valcov a bočných stien spôsobené mechanickým a tepelným namáhaním, ktorému sú vystavené predovšetkým na úplnom začiatku odlievania, keď sú vystavené silnému tepelnému zaťaženiu;

- postupné opotrebovanie bočných stien alebo valcov, ktoré nie je vždy rovnomerné v celej ploche ich vzájomného kontaktu;

- okamžité opotrebovanie bočných stien spôsobené prechodom infiltrovaného stuhnutého kovu.

Problém so zabezpečením tesnosti lejacieho priestoru sa navrhoval riešiť vyvolaním riadeného opotrebenia bočných stien pomocou prostriedkov, ktoré ovládajú ich kontakt s lejacími valcami. Týmto spôsobom sú kontaktné plochy bočných stien neustále obnovované ich pokiaľ možno čo najrýchlejším prispôsobením sa všetkým zmenám v tvare tých častí valcov, na ktoré dosadajú. V tejto súvislosti je potrebné uviesť dokument EP-A-546206, ktorý opisuje jednak silné natlačenie bočných stien na otáčajúce sa valce pred zahájením odlievania tak, aby sa tieto prispôsobili presnej počiatočnej konfigurácii bokov valcov. Následne je tento tlak mierne znížený a potom je zahájené odlievanie, pričom v priebehu liatia je potom na bočné steny dočasne vyvodzovaný vysoký tlak tak, že dôjde k úmyselnému opotrebeniu bočnej steny, ktoré túto bočnú stenu prispôsobí bokom valcov. V priebehu liatia sú bočné steny dotláčané na valce a ich opotrebenie je kompenzované prísunom týchto bočných stien, ktorý prebieha vopred stanovenou nízkou rýchlosťou. Takto sa dosiahne riadené opotrebova nie, ktoré neustále obnovuje kontaktné plochy medzi bočnými stenami a valcami.

Francúzska patentová prihláška FR 94 08 319 opisuje zdokonalenie tohto spôsobu a spôsobov z neho odvodených vytvorením prostriedkov, ktoré umožňujú miernu deformáciu bočných stien pomocou zmien tlaku, pôsobiaceho na ich rôzne častí. Týmto spôsobom sú zohľadnené dočasné alebo trvalé nerovnomemosti v namáhaní, ktorým lejacie valce pôsobia na rôzne časti bočných stien. Uvedené nerovnomemosti môžu vzniknúť napríklad v prípade nežiaduceho tuhnutia kovu, ktorý prenikol medzi bočnú stenu a valec, alebo v prípade, že oba boky valcov, na ktoré bočná stena dosadá, nie sú presne v jednej rovine a kolmé na osi valcov.

Tieto známe spôsoby majú však nevýhodu v tom, že vyžadujú, aby každá bočná stena bola pri trecom kontakte vystavená opotrebeniu, ktoré môže byť nepochybne merané pomocou rýchlosti posunu bočnej steny, ale ktoré sa nedá ľahkým spôsobom ovládať. Opotrebenie bočnej steny potom môže v prípade, že lejací proces prebieha bez problémov, dosiahnuť zbytočne veľké hodnoty.

Cieľom tohto vynálezu je preto vytvoriť zariadenie s prostriedkami, ktoré vyvolajú také opotrebenie bočných stien, ktoré by nebolo väčšie než je presne potrebné na uspokojivý priebeh lejacieho procesu.

Podstata vynálezu

S týmto cieľom bolo podľa vynálezu vytvorené zariadenie na nesenie bočnej steny zariadenia na dvojvalcové kontinuálne liatie tenkých kovových výrobkov typu zahrnujúceho dva chladené valce s vodorovnými osami, dve bočné steny dotláčané na boky týchto valcov, kde uvedené nosné zariadenie zahrnuje podvozok, ktorý je riadene pohyblivý v smere rovnobežnom s osami valcov, prítlačné zariadenie, nesené uvedeným podvozkom, a dosku, integrálnu s bočnou stenou a spojenú s uvedeným prítlačným zariadením pomocou prítlačnej dosky a tlačných prvkov, opierajúcich sa o uvedenú prítlačnú dosku a uvedenú dosku. Podstata vynálezu pritom spočíva v tom, že uvedená doska zahrnuje aspoň jedno ťahadlo prechádzajúce prítlačnou doskou, ktorého voľný koniec je vybavený zarážkou, ktorá môže dosadať na zadnú stranu uvedenej prítlačnej dosky.

Je zrejmé, že v zariadení podľa vynálezu je doska nesúca bočnú stenu vybavená jedným alebo viac ťahadlami, prechádzajúcimi prítlačnou doskou, ktorých voľné konce môžu dosadať na zadnú stranu tejto prítlačnej dosky. Pôsobenie tlačných prvkov, ktoré majú normálne snahu vzďaľovať uvedenú dosku od prítlačnej dosky, pritlačovať tak bočnú stenu na valce a spôsobovať jej opotrebenie, je týmto spôsobom obmedzené v okamihu, keď opotrebenie bočnej dosky dosiahne dostatočnú veľkosť na dosadnutie uvedených zarážok. Od tohto okamihu dochádza len k minimálnemu treciemu kontaktu bočnej steny a valcov, a k opotrebeniu bočnej steny tak prakticky nedochádza.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude ďalej vysvetlený v nasledujúcom opise odkazujúcom na priložené výkresy, na ktorých: obr. 1 zobrazuje schematicky zariadenie podľa vynálezu s jedným z lejacích valcov, na ktorý je jedna z bočných stien dvojvalcového lejacieho zariadenia dotláčaná, pri ktorom sú ťahadlá v polohe umožňujúcej postupné zväčšovanie vzdialenosti medzi doskou a prítlačnou doskou;

obr. 2 zobrazuje to isté zariadenie, avšak s ťahadlami dosadajúcimi na zadnú stranu prítlačnej dosky.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Obr. 1 zobrazuje bočnú časť zariadenia na liatie medzi dva priliehajúce valce, ktoré majú vodorovné osi a ktoré sú vnútorne chladené, pričom iba jeden z týchto valcov 1 je na obr. 1 vidno. Druhá bočná časť lejacieho zariadenia na opačnej strane valcov 1 je vytvorená obdobne. Lejací priestor vymedzený medzi týmito dvoma valcami je z bočných strán uzatvorený bočnou stenou 2, vyrobenou zo žiaruvzdorného materiálu, ktorej čelo je dotláčané na boky 3 valcov 1. Bočná stena 2 je upevnená svojou zadnou stranou k doske 4, ktorá je vyrobená z materiálu, ako je napríklad kovový materiál. Aby sa zabránilo pôsobeniu deformácií vyvolaných teplom je táto doska 4 výhodne vybavená chladením.

Posuvy bočnej steny 2 a sila, ktorou pôsobí na valce 1 je ovládaná jednotkou, pôsobiacou na dosku 4, ktorá bude ďalej opísaná podrobnejšie. Táto jednotka, ako je už známe, zahrnuje podvozok 5, ktorý je riadene pohyblivý v smere rovnobežnom s osami valcov 1. Na tomto podvozku 5 je pripevnené prítlačné zariadenie 6, ako je napríklad piest (alebo súprava piestov), zahrnujúce tyč 7, ktorá sa môže riadene posúvať taktiež v smere rovnobežnom s osami lejacích valcov 1. Podobne ako pri uvedenej francúzskej patentovej prihláške FR 94 08 319 pôsobí táto tyč 7 na prítlačnú dosku 8, ktorá sama nesie sadu tlačných prvkov 9, 9’, 9, 9', ako sú pružiny alebo ovládateľné piesty, ktoré potom vyvodzujú svoju silu na zadnú stranu 10 dosky 4. Tieto tlačné prvky sú rozmiestnené v oblasti, ktorej tvar výhodne zodpovedá tvaru bočnej steny 2. Ich normálna funkcia spočíva v silnom dotlačovaní bočnej steny 2 na boky valcov 1 prostredníctvom dosky 4. Zároveň však umožňujú aj mierne oddialenie aspoň tej časti bočnej steny 2, ktorá je umiestnená v ich predĺžení v prípade, že medzi ňu a valce vnikol nežiaduci stuhnutý kov. Kontakt medzi zostávajúcimi časťami bočnej steny 2 a valcami 1 pritom nie je príliš ovplyvnený. Pre podrobnejší opis odkazujeme na text spomenutej francúzskej patentovej prihlášky.

V uskutočnení vynálezu, ktoré je zobrazené na obr. 1 a obr. 2 je k zadnej strane dosky 4 ďalej pripevnené množstvo ťahadiel 11, 11', ktoré sú orientované v podstate kolmo na túto dosku 4. Tieto ťahadlá 11, 11' prechádzajú cez priechody 12,12' vytvorené na tento účel v prítlačnej doske 8, pričom ich voľné konce sú vybavené zarážkami 13,13', ktorých rozmer je väčší než rozmer priechodov 12, 12'. DÍžka ťahadiel 11, 11' sa volí tak, aby zarážky 13, 13' mohli dosadnúť na zadnú stranu 14 prítlačnej dosky 8 pred tým, než tlačné prvky 9, 9', 9, 9* dosiahnu svoje maximálne natiahnutie. Materiál, z ktorého sú ťahadlá 11, 11' vyrobené, musí mať dobrú pevnosť a rozmerovú stálosť pri teplotách, ktoré sú v tejto oblasti lejacieho zariadenia. Odporúča sa, aby boli vyrobené napríklad z nehrdzavejúcej ocele s nízkym koeficientom rozťažnosti.

Obr. 1 zobrazuje nosné zariadenie v jeho počiatočnej konfigurácii pri zahájení liatia, kde bočná stena 2 má hrúbku (e). V počiatočnej polohe prítlačného zariadenia 6 sú pružiny, ktoré tvoria pri tomto príkladnom uskutočnení vynálezu tlačné prvky 9, 9', 9, 9', v stlačenom stave, ktorému zodpovedá vzdialenosť (d) medzi doskou 4 a prítlačnou doskou 8. Zarážky 13, 13' ťahadiel 11, 11' sa nachádzajú v tejto počiatočnej polohe vo vzdialenosti (ď) od zadnej strany 14 prítlačnej dosky 8.

Obr. 2 zobrazuje to isté nosné zariadenie v okamihu, keď už prebieha liatie. V medziľahlom časovom intervale nedošlo ku zmene polohy prítlačného zariadenia 6, ale došlo, v dôsledku trecieho kontaktu bočnej steny 2 s bokmi valcov 1, k jej postupnému opotrebeniu. Toto opotrebenie spôsobilo postupné zväčšovanie vzdialenosti oddeľujúcej prítlačnú dosku 8 od dosky 4, a to pôsobením pružín 9, 9', 9, 9', konkrétne relaxáciou ich stlačení. Túto vzdialenosť, alebo aspoň jej zmenu, možno stanoviť napríklad pomocou posuvu snímačov včlenených do tlačných prvkov 9, 9', 9, 9'. Ak dosiahlo opotrebenie takú veľkosť, že bočná stena 2 má hrúbku rovnú (e-ď), má vzdialenosť medzi prítlačnou doskou 8 a doskou 4 veľkosť (d+ď) a zarážky 13, 13' ťahadiel 11, 11' dosadajú na zadnú stranu 14 prítlačnej dosky 8. Tým dôjde k prerušeniu posunu dosky 4 smerom k valcom 1. V tomto okamihu je pri normálnom chode lejacieho zariadenia bočná stena 2 dotlačovaná na boky valcov 1 iba veľmi malou silou zaručujúcou medzi týmito dielmi len minimálny trecí kontakt, ktorý je práve dostačujúci na utesnenie lejacieho priestoru. Tento minimálny trecí kontakt umožňuje dosiahnuť veľmi malé opotrebenie bočnej steny 2 a tým zvýšenie jej životnosti.

Proces liatia pri tomto zariadení podľa vynálezu potom môže prebiehať nasledovne. Pred zahájením vlastného liatia je zariadenie upravené do opísanej a na obr. 1 zobrazenej konfigurácie. Následne je zahájené liatie a ako dôsledok postupného opotrebenia bočnej steny 2 je dosiahnutá konfigurácia zobrazená na obr. 2, pri ktorej sa zarážky 13,13' ťahadiel 11,11' opierajú o zadnú stranu 14 prítlačnej dosky

8. Okamih, keď k tomuto stavu dôjde, možno stanoviť napríklad pomocou posunu snímačov včlenených do tlačných prvkov 9, 9', 9, 9'. Ak sa stuhnutý kov dostane medzi bočnú stenu 2 a jeden z valcov 1, je zostava bočnej steny 2 a dosky 4 aspoň miestne oddialená, pričom toto oddialenie je lokálne obmedzené v prípade, že zostava má určitý stupeň pružnosti a ak je použitý veľký počet tlačných prvkov

9, 9', 9, 9'. V tomto okamihu zarážky 13,13' jedného alebo viac ťahadiel 11,11' už nie sú v kontakte s prítlačnou doskou 8 a tlačný prvok alebo prvky 9, 9', 9, 9', ktoré sú najbližšie oblasti, kde došlo k infiltrácii stuhnutého kovu, obnovia svoju funkciu a opäť silne dotlačujú bočnú stenu 2 na valce 1. Toto trvá dokým nedôjde k eliminácii infiltrovaného kovu, ak je iba dočasná alebo, ak infiltrácia trvá po určitý čas, dokým miestne opotrebenie bočnej dosky 2 nedosiahne takú hodnotu, že sa obnoví kontakt medzi zarážkou či zarážkami 13,13' a prítlačnou doskou 8.

Na periodické obnovovanie povrchu bočnej steny 2, ktoiý je v kontakte s valcami 1, a tým na vylúčenie prílišného miestneho opotrebenia ohrozujúceho tesnosť lejacieho priestoru, je tyč 7 prítlačného zariadenia 6 periodicky uvádzaná do pohybu v smere osi valcov 1. Prítlačná doska 8 je tým prisunutá bližšie k valcom 1, čím dôjde k oddialeniu zarážok 13,13' všetkých ťahadiel 11,11' od prítlačnej dosky 8 a k opätovnému zahájeniu silného dotlačovania bočnej steny 2 na valce 1 pomocou tlačných prvkov 9, 9', 9, 9'. Toto silné dotlačovanie pokračuje, dokým opotrebenie bočnej steny 2 opäť nedosiahne takú mieru, že je obnovený kontakt medzi zarážkami 13, 13' a prítlačnou doskou 8, a teda, dokým nedôjde k obnoveniu minimálneho trecieho kontaktu. Tento účinok sa dosahuje uvedením prítlačnej dosky 8 do posuvného pohybu priemernou rýchlosťou v rozmedzí od 1 do 10 mm/h. Rýchlosť posuvu pritom zodpovedá požadovanej rýchlosti opotrebenia bočnej steny 2 pri neprítomnosti infiltrovaného stuhnutého kovu. Táto rýchlosť je v riešeniach podľa vynálezu výrazne nižšia, ako je v obvyklých zariadeniach na dotlačovanie bočných stien na valce, v ktorých sa pohybuje rádovo v desiatkach mm/h.

Podľa uváženia je možné pridať k týmto periodickým systematickým posuvom tyče 7 i väčšie občasné posuvy v okamihoch stanovených operátorom alebo robotom udržujúcim chod lejacieho zariadenia. K tomu môže dôjsť v prípade, keď sú napríklad zistené oddialenia relatívne veľkej veľkosti na časti alebo na celej bočnej stene 2, znamenajúce prítomnosť infiltrovaného stuhnutého kovu medzi bočnou stenou 2 a valcami 1, ktorá by nadmerne zvýšila opotrebenie bočnej steny 2. V takomto prípade je žiaduce dosiahnuť rýchle obnovenie kontaktnej plochy medzi bočnou stenou 2 a valcami 1.

V princípe je na dosiahnutie žiaduceho účinku vynálezu dostačujúca prítomnosť jediného ťahadla, umiestneného napríklad v stredovej oblasti dosky 4, nesúcej bočnú stenu

2. Výhodné však je zariadenie vybaviť množstvom ťahadiel 11,11' (napríklad tromi) rozmiestnenými na doske 4 v oblasti majúcej tvar zodpovedajúci tvaru bočnej steny 2. Týmto spôsobom, najmä ak má zostava bočnej steny 2 a dosky 4 určitý stupeň pružnosti alebo možnosti pohybu v troch dimenziách, je možno lepšie zohľadniť miestne oddialenie bočnej steny 2 a vzájomne tak vyrovnať vady bokov valcov 1. Na prestavenie ťahadiel 11, 11', ktoré nemá byť obmedzované počas pohybu dosky 4, ktorý nemusí byť resne rovnobežný s osami valcov 1, je nevyhnutné zaistiť dostatočnú vôľu medzi ťahadlami 11, 11' a stenami priechodov 12, 12', vytvorených pre tieto ťahadlá v prítlačnej doske.

Vynález je okrem toho celkom kompatibilný i so zariadeniami používajúcimi bočné steny 2, ktoré sú, ako bolo už opísané, uvádzané do oscilačného pohybu v rovine čiel valcov 1, ľ. Zariadenie podľa tohto vynálezu je možné doplniť jedným alebo viac polohovými snímačmi stanovujúcimi hodnotu udávajúcu, aspoň v danom okamihu, vzdialenosť medzi bočnou stenou 2 a valcami 1. Tieto snímače umožňujú zabezpečiť, že i v priebehu tých fáz lejacieho procesu, keď je opotrebenie bočnej steny 2 nízke, dochádza ku skutočnému kontaktu bočnej steny 2 a valcov 1. Ďalej môže byť požadované, ak zariadenie pracuje normálne, aby nedochádzalo k priamemu kontaktu bočnej steny 2 a valcov 1 a aby sa medzi bočnou stenou 2 a valcami 1 udržovala stála vôľa 0,1 až 0,2 mm. Takto stanovená vôľa je dostatočne malá, aby nedochádzalo k úniku tekutého kovu, ale umožňuje pritom eliminovať opotrebenie bočnej steny 2 trecím kontaktom. Korózia roztaveným kovom potom zostáva v podstate jediným zdrojom opotrebenia bočnej dosky 2. Výhodné je začleniť tieto snímače (napríklad kapacitného typu) do zarážok 13,13' ťahadiel 11,11', aby merali vzdialenosť od prítlačnej dosky 8. V prípade, že možno dĺžku tlačných prvkov 9,9', 9, 9' riadene nastavovať (ak sú týmito prvkami napríklad ovládateľné piesty), je možné, potom čo zarážky 13, 13' dosiahnu kontakt s prítlačnou doskou 8, vyvolať oddialenie bočnej steny 2 zmenšením dĺžky tlačných prvkov 9, 9', 9, 9' o hodnotu zodpovedajúcu tejto vôli.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (8)

1. Zariadenie na nesenie bočnej steny (2) dvojvalcového zariadenia na kontinuálne liatie tenkých kovových výrobkov typu zahrnujúceho dva chladené valce (1) s vodorovnými osami, dve bočné steny (2) dotláčané na boky (3) týchto valcov (1), kde uvedené nosné zariadenie zahrnuje podvozok (5), ktorý je riadene pohyblivý v smere rovnobežnom s osami valcov (1), prítlačné zariadenie (6) nesené uvedeným podvozkom (5) a dosku (4), integrálnu s bočnou stenou (2), spojenú s uvedeným prítlačným zariadením (6) pomocou prostriedkov prítlačnej dosky (8) a tlačných prvkov (9, 9', 9, 9'), opierajúcich sa o uvedenú prítlačnú dosku (8) a uvedenú dosku (4), vyznačujúce sa t ý m , že uvedená doska (4) zahrnuje aspoň jedno ťahadlo (11, 11’) prechádzajúce prítlačnou doskou (8), ktorého voľný koniec je vybavený zarážkou (13, 13'), ktorá môže dosadať na zadnú stranu (14) uvedenej prítlačnej dosky (8).

2. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa t ý m , že uvedená doska (4) zahrnuje tri ťahadlá (11, lľ).

3. Zariadenie podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúce sa t ý m , že uvedené ťahadlá (11, 1 ľ) sú rozmiestnené v oblasti s tvarom zodpovedajúcim tvaru bočnej steny (2).

4. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúce sa tým, že uvedené tlačné prvky (9, 9', 9, 9') sú pružiny.

5. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúce sa tým, že uvedené tlačné prvky (9,9', 9, 9') sú ovládateľné piesty.

6. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5, vyznačujúce sa tým, že zahrnuje jeden alebo viac polohových snímačov stanovujúcich hodnotu, ktorá aspoň v danom okamihu, predstavuje vzdialenosť medzi bočnou stenou (2) a valcami (1).

7. Zariadenie podľa nároku 6, vyznačujúce sa t ý m , že uvedený polohový snímač alebo snímače sú upravené na meranie vzdialenosti medzi zarážkami (13, 13’) ťahadiel (11,11') a prítlačnou doskou (8).

8. Zariadenie podľa nároku 6 alebo 7, vyznačujúce sa tým, že uvedený polohový snímač alebo snímače je/sú kapacitného typu.

2 výkresy