WO1995015232A1 - Einrichtung zum stranggiessen von stahl - Google Patents

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Horst Von Wyhl
Hans-Joachim Paris
Hans Siemer
Jens Weber
Gerhard Böcher
Otto Alexander Schmidt
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/053—Means for oscillating the moulds

Definitions

  • the invention relates to a device for the continuous casting of steel according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is known from DE-OS 22 48 066.
  • the device consists of a continuous casting mold designed as a block mold, so that in particular in the case of slab molds it is not possible to adjust the slab width. This makes warehousing very complex since a special mold is required for each strand format.
  • the springs carrying the mold and the drive units for the oscillation must be dimensioned very large, since the entire mold, that is to say the actual shaping walls, including the cooling system, must be carried and moved.
  • the invention has for its object to achieve a further simplification and improvement of the oscillation of the mold.
  • Fig. 1 is a perspective view of the invention
  • Fig. 2 shows the device according to the invention in longitudinal section and Fig. 3 is a side view of the device according to the invention.
  • Fig. 4 is a sketch of the kinematics of the device according to the invention.
  • FIG. 1 to 3 show a supporting frame 1, for a continuous casting mold consisting of broad side plates 10 and side plates 11. With 13 compensators for broadside cooling are designated.
  • the narrow side plates 11 are held in their position between the broad side plates 10 by means of tensioning devices (not shown). They are on a mounting block 12 for water tanks and narrow side adjustment devices 20 Width adjustment attached.
  • the mounting block 12 is connected to springs 8 via clamping means 9.
  • the springs 8 extend above and below the fastening block 12 and are each fastened with their free ends in a clamping block 7.
  • the clamping blocks 7 are arranged on mounting blocks 6, which are part of the support frame 1. Hydraulic cylinders 3 are fastened with their piston rods 4 under the mounting blocks 12.
  • the hydraulic cylinders 3 are fixed on brackets 2 of the support frame 1.
  • the upper, on the mounting blocks 12 engaging end of the piston rod 4 is designed as a spring element 5, so that in molds with a curved longitudinal axis and accordingly a Kokillenoszil lationsterrorism on an arc and a tangential movement of the piston rod 4 deflections of the point of attack of the piston rod 4 by the arcuate mold movement are absorbed by the spring elements 5 and thus the functionality of the hydraulic cylinders 3 is not impaired.
  • the upper and lower springs 8 are arranged inclined relative to one another in such a way that their alignment lines lie in one through the center of curvature 15 cut the straight line or the longitudinal axis of the mold.
  • the mounting block 12 on the springs 8 by means of the clamping means 9 is not articulated in the middle between the clamping blocks 7 of a spring, but is arranged somewhat eccentrically to the center of curvature 15.
  • the curved longitudinal section plane 14 is placed in the outside of the mold broad side 10 ', which thus corresponds to the outside of the rear strand edge and the system reference plane.
  • the intersection 16 of the lower springs 8 with the longitudinal section plane 14 is thus the point of attachment of the piston rod 4 to the mold.
  • the Solid lines represent the position of the mold in the assembly position. After assembly, the mold or springs are lowered statically, this position not being sketched out. However, it lies between the "operating positions" of the mold (dashed lines), the position of the mold at the top dead center of an oscillation stroke being 17 and the bottom reversal point being 18

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Casting Devices For Molds (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Stranggießen von Stahl, bestehend aus einer in Gießrichtung oszillierenden Stranggießkokille, die an quer zur Gießrichtung sich erstreckenden, beidendig eingespannten Federn gelagert und mit einem hydraulischen Oszillationsantrieb verbunden ist. Die Einrichtung ist erfingungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Oszillationsantriebe als Servo-Hydraulikzylinder ausgebildet sind, die Servo-Hydraulikzylinder (3) in einer durch die Stranggießkokille gelegten Längsschnittebene seitlich neben der Stranggießkokille angeordnet sind, die Servo-Hydraulikzylinder (3) mit einem Tragrahmen (1) und mit der Stranggießkokille spielfrei fest verbunden sind.

Description

Einrichtung zum Stranggießen von Stahl
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Stranggießen von Stahl gemäß Gattungsbegriff des Anspruches 1.
Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-OS 22 48 066 bekannt. Die Einrichtung besteht aus einer als Blockkokille ausgebildeten Stranggießkokille, so daß insbesondere bei Brammenkokillen keine Verstellung der Brammenbreite möglich ist. Dadurch wird die Lagerhaltung sehr aufwendig, da für jedes Strangformat eine besondere Kokille erforderlich ist. Außerdem müssen die die Kokille tragenden Federn und die Antriebsaggregate für die Oszillation sehr groß dimensioniert v/erden, da die gesamte Kokille, also die eigentlichen formgebenden Wände einschließlich des Kühlsystems getragen und bewegt werden müssen.
Aus der EP 0468 607 AI ist es bereits bekannt, die formgebenden Wände von dem gekühlten Halterahmen zu trennen, um eine Entlastung des Antriebes und möglichst gering dimensionierte Federelemente zu verwirklichen. Andererseits ist aus der DE 35 43 790 C2 bereits ein gesteuertes hydraulisches AntriebsSystem für Stranggießkokillen bekannt, mit dem eine verkantungsfreie Führung der Kokille gegenüber dem gegossenen Strang angestrebt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Vereinfachung und Verbesserung der Oszillation der Kokille zu erreichen.
Die Aufgabe wird bei einer Stranggießkokille der gattungsgemäßen Art gelöst mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1. Erfinderische Ausgestaltungen des Lösungsprinzips sind in den Unteransprüchen angegeben.
Anhand der Zeichnungen, die das Prinzip der Erfindung wiedergeben, soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen
Einrichtung, Fig. 2 die erfindungsgemäße Einrichtung im Längsschnitt und Fig. 3 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung. Fig. 4 eine Skizze der Kinematik der erfindungsgemäßen Einrichtung.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen einen Tragrahmen 1, für eine aus Breitseitenplatten 10 und Sch alseittenplatten 11 bestehende Stranggießkokille. Mit 13 sind Kompensatoren für die Breitseiten- Kühlung bezeichnet. Die Schmalseitenplatten 11 sind zwischen den Breitseitenplatten 10 über Spanneinrichtungen (nicht dargestellt) in ihrer Lage gehalten. Sie sind an einem Befestigungsblock 12 für Wasserkästen und Schmalseitenverstelleinrichtungen 20 zur Breitenverstellung befestigt. Der Befestigungsblock 12 ist mit Federn 8 über Klemm-Mittel 9 verbunden. Die Federn 8 erstrecken sich oberhalb und unterhalb des Befestigungsblockes 12 und sind jeweils mit ihren freien Enden in einem Spannblock 7 befestigt. Die Spannblöcke 7 sind auf Befestigungsböcken 6 angeordnet, die Bestandteil des Tragrahmens 1 sind. Unter den Befestigungsblöcken 12 sind Hydraulikzylinder 3 mit ihren Kolbenstangen 4 befestigt. Die Hydraulikzylinder 3 sind auf Konsolen 2 des Tragrahmens 1 fest angeordnet. Das obere, an den Befestigungsblöcken 12 angreifende Ende der Kolbenstange 4 ist als Federelement 5 ausgebildet, so daß bei Kokillen mit gekrümmter Längsachse und dementsprechend einer Kokillenoszil lationsbewegung auf einem Bogen und einer tangentialen Bewegung der Kolbenstange 4 Auslenkungen des Angriffspunktes der Kolbenstange 4 durch die bogenförmige Kokillenbewegung von den Federelementen 5 aufgenommen werden und damit die Funktionstüchtigkeit der Hydraulikzylinder 3 nicht beeinträchtigt wird.
Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, wobei die Darstellung der Fig. 4 zur Verdeutlichung der Situation in einem verzerrten Maßstab erfolgt ist, sind die oberen und unteren Federn 8 derart gegeneinander geneigt angeordnet, daß sich ihre Fluchtlinien in einer durch den Krümmungsmittelpunkt 15 der Kokille bzw. der Kokillenlängsachse gelegten Geraden schneiden. Insbesondere in Fig. 4 wird deutlich, daß der Befestigungsblock 12 an den Federn 8 mittels der Klemm-Mittel 9 nicht in der Mitte zwischen den Spannblöcken 7 einer Feder angelenkt ist, sondern etwas außermittig zum Krümmungsmittelpunkt 15 hin verschoben angeordnet ist. In Fig. 4 ist die gekrümmte Längsschnittebene 14 in die bogenäußere Kokillenbreitseite 10' gelegt, die also gleichzeitig der bogenäußeren, hinteren Strangkante und der Anlagenbezugsebene entspricht. Der Schnittpunkt 16 der unteren Federn 8 mit der Längsschnittebene 14 ist also der Befestigungspunkt der Kolbenstange 4 an der Kokille. Die durchgezogenen Linien stellen die Lage der Kokille in der Montageposition dar. Nach der Montage ergibt sich eine statische Durchsenkung der Kokille bzw. der Federn, wobei diese Lage nicht einskizziert ist. Sie liegt jedoch zwischen den "Betriebslagen" der Kokille (gestrichelte Linien), wobei die Lage der Kokille am oberen Totpunkt eines Oszillationshubes mit 17 und der untere Umkehrpunkt mit 18 bezeichnet
Es ist also offensichtlich, daß es sich im vorbezeich¬ neten Fall um eine Einrichtung handelt, bei der die Federstarke auf die Masse der Kokille derart abgestimmt ist, daß die Einrichtung im Resonanzbereicht schwingt. Derartige, sogenannte Resonanzkokillen , oszillieren also bauartbedingt um die Lage ihrer statischen Durch¬ senkung. Dabei bewegen sich die kokillenseitigen Schnittpunkte naherungsweise auf Geraden, die Tangenten an den Gießbogen im Schnittpunkt mit den Federachsen bilden. Der dadurch, insbesondere bei mittiger Anlenkung der Kokille an die Federn entstehende Führungsfehler wachst mit zunehmender statischer Durchsenkung, größer werdenden Hubamplituden sowie abnehmendem Gießradius. Nach der in Fig. 4 dargestellten Lösung, die gleichzeitig die bevorzugte Ausführungslösung zur Minimierung dieses "Führungsfehlers" darstellt, wird durch die vorbeschriebene Verschiebung der Schnittpunkte 16 auf den Krümmungsmittelpunkt 15 hin erreicht, daß eine resultierende Bewegung der Schnittpunkte eine Bahnkurve ergibt, die praktisch mit dem Gießradius identisch ist. Wenn auch bereits die im Hauptanspruch beschriebene Erfindung zu hervorragenden Oberflächengüten des Stranges führt, insbesondere durch Verringerung der Tiefe der sogenannten Hubmarken, wird diese verbesserte Oberfläche bei der bevorzugten Ausführungsform auch bei Anlagen erreicht, die mit kleinen Gießradien, großen Hubhöhen und hoher Frequenz der Oszillation betrieben werden.
Bezugszeichenliste
1 Tragrahmen
2 Konsole
3 Hydraulikzylinder
4 Kolbenstange ' Achse der Kolbenstange
5 Federelement Befestigungsbock
7 Spannblock Federn
9 Klemm-Mittel
10 Breitseitenplatten
10' bogenäußere Breitseitenplatten
11 Schmalseitenplatten
12 Befestigungsblock für Wasserkästen und Versteileinrichtung 20 für die Schmalseitenplatten
13 Kompensatoren für Breitseitenkühlung
14 gekrümmte Längsschnittebene
15 Krümmungsmittelpunkt
16 Schnittpunkt
17 oberer Tot- oder Umkehrpunkt der Oszillation
18 unterer Tot- oder Umkehrpunkt der Oszillation
19 Biegelinien
20 Sch alseitenverstelleinrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Einrichtung zum Stranggießen von Stahl, bestehend aus einer in Gießrichtung oszillierenden Stranggie߬ kokille, die an quer zur Gießrichtung sich erstreckenden, beidendig eingespannten Federn gelagert und mit einem an einem Tragrahmen fest verbundenen, als Servo-
Hydraulikzylinder ausgebildeten Oszillatlonsantneb verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Servo-Hydraulikzylinder (3) in einer durch die Stranggießkokille gelegten Längsschnittebene seitlich neben der Stranggießkokille angeordnet mit dem Tragrahmen (1) spielfrei fest verbunden sind, daß die Stranggießkokille an den Federn (8) in einem
Punkt befestigt ist und die freien Enden der Federn
(8) mit dem Tragrahmen (1) in fester Verbindung stehen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stranggießkokille einer Kokille vom Bogentyp mit gekrümmter Längsachse ist und die die Stranggie߬ kokille tragenden Federn (8) im Bereich der Oberkante und der Unterkante der Stranggießkokille angeordnet und in ihrer Längserstreckung auf eine durch den Krümmungsmittelpnkt (15) der Längsachse gelegten, zur Längsschnittebene (14) parallelen Geraden aus¬ gerichtet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Punkt, an dem die Stranggießkokille an den Federn befestigt ist, in Richtung auf den Krümmungsmittelpunkt (15) der gekrümmten Längsachse aus der Mitte zwischen den rahmenseitigen Schnitt¬ punkten der Federn (8) verschoben ist und die Kolben¬ stangen (4) der Servo-Hydraulikzylinder (3) an der Unterkante der Kokille in deren Hubrichtung befestigt sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein oberer, an den Federn (8) befestigter Teil der Kolbenstange (4) als Federelement (5) ausgebildet ist .
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer aus Breitseitenplatten (10) und Schmal¬ seitenplatten (11) gebildeten Stranggießkokille, bei der die Schmalseitenplatten (11) zwischen den Breitseitenplatten (10) über auf die Breitseitenplatten (10) wirkenden Spanneinrichtungen (13) geklemmt und an Befestigungsblöcken (12) befestigt sind, die Servo- Hydraulikzylinder (3) an Konsolen (2) des Tragrahmens (1) und die Federelemente (5) der Kolbenstange (4) auf der Unterseite der Befestigungsblöcke (12) befestigt sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (8) über Klemm-Mittel (9) an der Ober- und Unterseite der Befestigungsblöcke (12) befestigt sind und die Federn (8) beidendig in Spannblöcken (7) und die Spannblöcke (7) von am Tragrahmen (1) angeordneten Befestigungsblöcken (6) gehalten sind.
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