WO2005002757A1 - Verfahren zum betrieb einer bandgiessmaschine für die erzeugung eines metallbandes - Google Patents

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Heinrich Marti
Jacques Barbé
Hans Streubel
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • 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
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    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/0648—Casting surfaces
    • B22D11/066—Side dams

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a strip casting machine for producing a metal strip according to the preamble of claim 1.
  • the present invention is based on the object of proposing a method of the type mentioned at the outset which enables a significant reduction in wear. According to the invention, this object is achieved by a method having the features of claim 1.
  • the contact force of the sealing plates against the end faces of the casting rollers or the holding time of the sealing plates in the setting position can advantageously be varied and the method accordingly adapted to the specific casting conditions.
  • the holding time is advantageously held at least twice as long and a maximum of 300 times as long as the switching on time.
  • the longer service lives due to the lower wear lead to significantly lower costs for the sealing plates per ton of steel, to longer casting sequences and to a higher output, which significantly improves the economy of the process.
  • Figure 1 in vertical longitudinal section an embodiment of a side seal with a sealing plate for a band casting machine.
  • FIG. 2 shows a section along line II-II in FIG. 1.
  • a side seal 10 is shown for a roller band casting machine, which is provided for the lateral sealing of a casting gap formed between two casting rolls.
  • Two side seals 10 also called narrow side parts
  • the casting rolls are indicated by dash-dotted lines in FIG. 2 and denoted by 1, 2.
  • the side seal 10 comprises a sealing plate 11, which is accommodated in a holding frame 12 which is operatively connected to an adjusting device 13.
  • the holding frame 12 together with the sealing plate 11 can be adjusted in the longitudinal direction of the casting rolls 1, 2, and thereby the sealing plate 11 with its sealing side 11a can be adjusted or pressed against the end faces of the casting rolls 1, 2.
  • the adjusting device 13 is known per se; a similar adjusting device is described in detail, for example, in the aforementioned WO-A-01/23122. Therefore, only the essential elements of the adjusting device 13 are mentioned in the following, reference being made to the above-mentioned publication for the possible exact structure.
  • the side seals 10 are laterally fed to or away from the casting rolls by means of a manipulator (not shown in the drawing).
  • the adjusting device 13 comprises a connecting plate 50 shown in FIG. 1, which is connected in a manner not shown to a carrier element of the manipulator or is floatingly mounted on the latter.
  • the holding frame 12 receiving the sealing plate 11 is mounted on the connecting plate 50 via articulated connections, which are formed by an approximately horizontal articulated lever 51 and a vertical articulated lever 52.
  • the articulated levers 51, 52 are each at one end on the holding frame 12 and at the other end spherically supported on the connecting plate 50.
  • the holding frame 12 is permanently pressed onto the pistons of three adjusting cylinders 55 via an elastic connection, for example an adjustable tension spring 53 with an anchor between it and the connecting plate 50, which, in the manner of a three-point support, has a controllable contact pressure on the respective one via the holding frame 12 Apply sealing plate 1 1.
  • the actuating cylinders 55 are activated after the side seals 10 have been fed into the position on the side of the casting rolls 1, 2 and centered.
  • the sealing plate 11 is accommodated in a container-shaped part (containment) 16 of the holding frame 12 which rests on a steel support 17 of the holding frame 12 and is connected to it, for example welded.
  • the steel support 17 is in turn connected, preferably welded, to a rear frame part 18 and on the other hand to the side part 20 enclosing the container-shaped part 16 and positioning it in its position.
  • Both the rear frame part 18 and the side part 20 of the holding frame 12 are provided with cooling channels 22, 23 for a cooling medium, preferably cooling water.
  • the cooling water inlet is indicated in FIGS. 1 and 2 by arrow E, the cooling water outlet is designated by arrows A in FIG. 2.
  • the sealing plate 1 1 is preferably made of an inexpensive material, which can be a graphite-containing carbon or a mixture of SiO 2 , Al 2 O 3 , zirconium oxide and graphite - similar to today's cast pipes.
  • On the sealing side 11 a it is coated with a material which has good sliding and abrasion properties, such as, for example, boron nitride, SiALON or the Abradables known as sealing material in gas turbines. The coating is done by application. The thickness of the layer is 0.1 to 2 mm.
  • the sealing side 11 a can be coated with the same material over its entire surface. However, it can also be, for example, a different coating in the wetted area, for example with low wettability, with good insulation properties and wear values etc.
  • the sealing plate 1 1 is supported in the container-shaped part 16 with its surface facing away from the sealing side 1 1 a on three hard supports 28 and is preferably positioned by means of holding elements 29 arranged on its circumference (this type of fastening enables the sealing plate 1 1 to be easily inserted and pressed out into the holding frame 12, ie quick replacement of the sealing plate 1 1).
  • An insulation 30 is present between the sealing plate 11 and the container-shaped part 16. 2, the hard pads 28 are assigned to the corner regions of the essentially triangular sealing plate 11.
  • the distribution cylinders 55 are equally distributed.
  • the adjusting device 13 described above which allows a three-dimensional movement of the side seal 10 when the respective sealing plate 11 is pressed on or pressed on, enables a very precise support on the end faces of the casting rolls 1, 2 even in the heated operating state, as a result of which the wear is kept as small as possible becomes.
  • the sealing plates 11 are first pressed against the end faces of the casting rollers 1, 2 for a comparatively short time and then relieved of the contact pressure and held in position before the stop and go adjustment of the sealing plates is carried out.
  • the time for holding the position can be significantly longer than the time for the line-on with a predetermined force, namely after every 5 revolutions, whereby this can also take place after every 500 revolutions.
  • the length of the setting time depends on the diameter of the casting rolls 1, 2, on the casting roll material, on the size of the contact pressure or contact force, on the casting speed, on the steel quality, on the material of the sealing plates 1 1 and / or on other factors.
  • the response time is 1 to 30 seconds.
  • the contact pressure is usually between 0.05 and 1 .00 N / mm 2 .
  • the side seals 10 can be shifted or pivoted in the vertical and / or horizontal direction before the respective renewed engagement in order to avoid or reduce uneven wear.
  • the setting of the sealing plates 11 with a predetermined force, which takes place at specific time intervals, is controlled by means of a monitoring and control system.

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  • Steering Controls (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zum Betrieb einer Bandgiessmaschine für die Erzeugung eines Metallbandes wird zwischen zwei einen Giessspalt bildende Giessrollen (1, 2) kontinuierlich Metallschmelze eingegossen. Zur seitlichen Begrenzung des Giessspaltes sind mit Dichtplatten (11) versehene Seitenabdichtungen (10) vorgesehen, wobei die Dichtplatten (11) mit einer vorgegebenen, in ihrer Grösse einstellbaren Anstell- bzw. Anpresskraft gegen die Stirnflächen der Giessrollen (1, 2) angestellt bzw. angepresst werden. Die Dichtplatten (11) werden in wiederholbaren Stop- and Go-Schritten mit einer vorgegebenen Kraft und Zeit gegen die Stirnflächen der Giessrollen (1, 2) angestellt und in der Anstellposition für eine vorgegebene Zeit gehalten. Damit kann der Verschleiss der Dichtplatten sowie der Giessrollen-Stirnseiten deutlich verringert werden.

Description

Verfahren zum Betrieb einer Bandgiessmaschine für die Erzeugung eines Metalibandes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Bandgiessmaschine für die Erzeugung eines Metallbandes gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es ist beispielsweise aus der WO-A-01/23122 bekannt, mit Dichtplatten versehene Seitenabdichtungen zur Begrenzung eines zwischen zwei Giessrollen gebildeten Giessspaltes während der gesamten Giessdauer gegen die Stirnseiten der Giessrollen mit einer vorgegebenen Kraft anzustellen bzw. anzupressen, um die erforderliche Dichtheit zu gewährlei- sten. Ein Uberwachungs- und Regelungssystem sorgt für die genaue Auflage der Dichtplatten an den Stirnseiten der Giessrollen und für die kontinuierliche Regelung des Anpressdruckes. Bekannt sind auch Band- giessmaschinen, bei denen die Seitenabdichtungen zusätzlich in horizontaler oder vertikaler Richtung verschoben oder oszilliernd bewegt werden, um den ungleichmässigen Verschleiss der Dichtplatten zu vermindern. Dennoch kann auch bei dieser Art der Dichtplatten-Anstellung der hohe Verschleiss sowohl der Dichtplatten als auch der Rollenstirnseiten nicht verhindert werden, wodurch die Giesszeit begrenzt ist und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wegen der hohen Kosten für die Dichtplatten und wegen der grossen Ausbringungsverluste in Frage gestellt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das eine deutliche Ver- schleissverminderung ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Verfahrens bilden den Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren, die Dichtplatten in wiederholbaren „Stop- and Go-„ Schritten mit einer vorgegebenen Kraft und Zeit gegen die Stirnflächen der Giessrollen Dichtplatten anzustellen und in der Anstellposition für eine vorgegebene Zeit zu halten, wird der Verschleiss der Dichtplatten sowie der Giessrollen-Stirnseiten deutlich verringert.
Vorteilhaft kann die Anstellkraft der Dichtplatten gegen die Stirnflächen der Giessrollen bzw. die Haltezeit der Dichtplatten in der Anstellposition variiert und demnach das Verfahren den spezifischen Giessverhältnissen angepasst werden.
Mit Vorteil wird die Haltezeit mindestens doppelt so lang und maximal 300 mal so lang wie die Anstellzeit gehalten. Die durch den geringeren Verschleiss bedingten, längeren Standzeiten führen zu deutlich geringe- ren Kosten der Dichtplatten pro Tonne Stahl, zu längeren Giesssequen- zen und zu einer höheren Ausbringung, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wesentlich verbessert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 im vertikalen Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel einer Seitenabdichtung mit einer Dichtplatte für eine Bandgiessmaschine;
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie ll-ll in Fig. 1. In FigJ und Fig.2 ist eine Seitenabdichtung 10 für eine Rollen- Bandgiessmaschine gezeigt, die zur seitlichen Abdichtung eines zwischen zwei Giessrollen gebildeten Giessspaltes vorgesehen ist. Zwei zu beiden Stirnseiten der Giessrollen angeordnete Seitenabdichtungen 10 (auch Schmalseitenteile genannt) begrenzen den Giessspalt in seiner Länge. Die Giessrollen sind in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet und mit 1 , 2 bezeichnet.
Die Seitenabdichtung 10 umfasst gemäss Fig. 1 eine Dichtplatte 1 1 , die in einem mit einer Anstellvorrichtung 13 wirkverbundenen Halterahmen 12 untergebracht ist. Mittels der Anstellvorrichtung 13 ist der Halterahmen 12 mitsamt der Dichtplatte 1 1 in Längsrichtung der Giessrollen 1 , 2 verstellbar und dadurch die Dichtplatte 11 mit ihrer Abdichtseite 11 a an Stirnseiten der Giessrollen 1 , 2 anstellbar bzw. anpressbar.
Die Anstellvorrichtung 13 ist an sich bekannt; eine ähnliche Anstellvorrichtung ist beispielsweise in der bereits erwähnten WO-A-01/23122 ausführlich beschrieben. Im folgenden werden daher nur die wesentlichen Elemente der Anstellvorrichtung 13 erwähnt, wobei für den möglichen genauen Aufbau auf die vorstehend erwähnte Druckschrift verwie- sen wird.
Die Seitenabdichtungen 10 werden mittels eines in der Zeichnung nicht näher dargestellten Manipulators seitlich zu den Giessrollen zu- bzw. von diesen weggeführt. Die Anstellvorrichtung 13 umfasst eine aus Fig. 1 er- sichtliche Verbindungsplatte 50, die in nicht dargestellter Weise mit einem Trägerelement des Manipulators verbunden bzw. am letzteren schwimmend gelagert ist. Der die Dichtplatte 11 aufnehmende Halterahmen 12 ist über Gelenkverbindungen an der Verbindungsplatte 50 gelagert, die durch einen annähernd horizontalen Gelenkhebel 51 und einen vertikalen Gelenkhebel 52 gebildet sind. Die Gelenkhebel 51 , 52 sind jeweils mit einem Ende am Halterahmen 12 und mit dem anderen Ende an der Verbindungsplatte 50 sphärisch gelagert. Der Halterahmen 12 ist über eine elastische Verbindung, beispielsweise eine einstellbare Zugfeder 53 mit Anker zwischen ihm und der Verbindungsplatte 50, permanent an Kolben von drei Anstellzylindern 55 angedrückt, welche in der Art einer Dreipunktauflage über den Halterahmen 12 einen steuerbaren An- pressdruck auf die jeweilige Dichtplatte 1 1 ausüben. Die Anstelizylinder 55 werden - nachdem die Seitenabdichtungen 10 in die Stellung seitlich der Giessrollen 1 , 2 zugeführt und zentriert worden sind - aktiviert.
Die Dichtplatte 11 ist in einem behälterförmigen Teil (Containment) 16 des Halterahmens 12 untergebracht, der auf einer Stahlauflage 17 des Halterahmens 12 aufliegt und mit dieser verbunden, beispielsweise verschweisst ist. Die Stahlauflage 17 ist wiederum einerseits mit einem hinteren Rahmenteil 18 und anderseits mit den behälterförmigen Teil 16 umschliessenden und in seiner Lage positionierenden Seitenteil 20 ver- bunden, vorzugsweise verschweisst. Sowohl der hintere Rahmenteil 18 als auch das Seitenteil 20 des Halterahmens 12 sind mit Kühlkanälen 22, 23 für ein Kühlmedium, vorzugsweise Kühlwasser, versehen. Der Kühlwasser-Zulauf ist in Fig. 1 und 2 mit Pfeil E angedeutet, der Kühlwasser- Ablauf ist in Fig. 2 mit Pfeilen A bezeichnet.
Die Dichtplatte 1 1 besteht vorzugsweise aus einem preiswerten Material, wobei es sich um einen graphithaltigen Kohlenstoff oder um eine Mischung aus SiO2, AI2O3, Zirkonoxyd und Graphit - ähnlich wie bei heutigen Giessrohren - handeln kann. Auf der Abdichtseite 11 a ist sie mit ei- nem Material beschichtet, welches gute Gleit- und Abriebeigenschaften aufweist, wie z.B. mit Bornitrid, SiALON oder dem als Dichtungsmaterial bei Gasturbinen bekannten Abradables. Die Beschichtung erfolgt durch ein Auftragen. Die Dicke der Schicht beträgt 0, 1 bis 2 mm. Die Abdichtseite 11 a kann über ihre ganze Fläche mit dem gleichen Material be- schichtet sein. Es kann sich aber auch beispielsweise im benetzten Bereich um eine unterschiedliche Beschichtung handeln, zum Beispiel mit niedriger Benetzbarkeit, mit guten Isolationseigenschaften und Abnutzungswerten etc.
Die Dichtplatte 1 1 ist im behälterförmigen Teil 16 mit ihrer der Abdichtseite 1 1 a abgewandten Fläche auf drei Hartauflagen 28 abgestützt und vorzugsweise mittels an ihrem Umfang angeordneter Halteelemente 29 positioniert (diese Befestigungsart ermöglicht leichtes Einlegen und Herausdrücken der Dichtplatte 1 1 in den Halterahmen 12, d.h. ein rasches Auswechseln der Dichtplatte 1 1 ). Zwischen der Dichtplatte 1 1 und dem behälterförmigen Teil 16 ist eine Isolation 30 vorhanden. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Hartauflagen 28 den Eckbereichen der im wesentlichen dreieckförmigen Dichtplatte 1 1 zugeordnet. Gleich verteilt sind auch die Anstelizylinder 55.
Die vorstehend beschriebene Anstellvorrichtung 13, die eine dreidimen- sionale Bewegung der Seitenabdichtung 10 beim Anstellen bzw. Anpressen der jeweiligen Dichtplatte 11 erlaubt, ermöglicht eine sehr genaue Auflage an den Stirnseiten der Giessrollen 1 , 2 auch im erwärmten Betriebszustand, wodurch der Verschleiss möglichst klein gehalten wird.
Damit dieser Verschleiss noch weiter reduziert werden kann, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, nach dem beim Angiessen durchgeführten Einschleifen der Dichtplatten 11 , welches durch Anpressen der Dichtplatten 1 1 mit einer vorgegebenen Kraft an die Stirnseiten der Giessrollen 1 , 2 erfolgt, den Anpressdruck während des nachfolgenden Giessbe- triebs nicht konstant aufrechtzuerhalten, d.h. die Dichtplatten 11 nicht kontinuierlich anzustellen, sondern die Anstellung in einem sogenannten „Stop and Go"- Verfahren durchzuführen, bei dem in wiederholbaren „Stop- and Go-„Schritten während einer bestimmten Dauer, einer Haltezeit, die Position der Dichtplatten unverändert gehalten wird, bevor wie- der das Anstellen mit einer vorgegebenen Kraft während einer vorgegebenen Zeit erfolgt. Sowohl diese Anstellkraft als auch die Haltezeit kann hierbei variierbar gehalten werden. Dies wird insbesondere dem Abdichtungsverhalten der Dichtplatten 1 1 angepasst.
In der Angiessphase werden die Dichtplatten 1 1 zunächst während einer vergleichsweise kurzen Zeit an die Stirnflächen der Giessrollen 1 , 2 an- gepresst und anschliessend von der Anpresskraft entlastet und in Position gehalten, bevor die „Stop and Go"-Anstellung der Dichtplatten vorgenommen wird.
Dabei kann die Zeit für das Halten der Position, die Haltezeit, wesentlich länger sein als die Zeit für das Anstellen mit einer vorgegebenen Kraft, und zwar jeweils nach 5 Umdrehungen, wobei dies bis auch jeweils nach 500 Umdrehungen erfolgen kann. Die Länge der Anstellzeit hängt vom Durchmesser der Giessrollen 1 , 2, vom Giessrollen-Material, von der Grosse der Anpress- bzw. Anstellkraft, von der Giessgeschwindigkeit, von der Stahlqualität, vom Material der Dichtplatten 1 1 und/oder von anderen Faktoren ab. In Grössenordnung handelt es sich um eine Anstellzeit von 1 bis 30 Sekunden. Der Anpressdruck beträgt in der Regel zwischen 0.05 und 1 .00 N/mm2.
In einer besonders bevorzugten Weise können die Seitenabdichtungen 10 vor dem jeweiligen erneuten Anstellen in vertikaler und/oder horizontaler Richtung verschoben oder verschwenkt werden, um einen ungleichmässigen Verschleiss zu vermeiden bzw. zu vermindern.
Das in bestimmten Zeitabständen stattfindende Anstellen der Dichtplatten 1 1 mit einer vorgegebenen Kraft wird mittels eines Überwachungsund Steuerungssystems gesteuert.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren zum Betrieb einer Band- giessmaschine, das durch längere Haltezeiten zwischen einzelnen Anstellzeiten charakterisiert ist, wird der Verschleiss der Dichtplatten 1 1 sowie der Giessrollen-Stirnseiten deutlich verringert. Die durch den geringeren Verschleiss bedingten, längeren Standzeiten führen zu deutlich geringeren Kosten für die Dichtplatten pro Tonne Stahl, zu längeren Giesssequenzen und zu einer höheren Ausbringung, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wesentlich verbessert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Verfahren zum Betrieb einer Bandgiessmaschine für die Erzeugung eines Metallbandes durch einen kontinuierlichen Einguss von Metallschmelze zwischen zwei einen Giessspalt bildende Giessrollen (1 , 2), wobei zur seitlichen Begrenzung des Giessspaltes mit Dichtplatten (1 1 ) versehene Seitenabdichtungen (10) vorgesehen sind, welche Dichtplatten (1 1 ) mit einer vorgegebenen, in ihrer Grosse einstellbaren Anstell- bzw. Anpresskraft gegen die Stirnflächen der Giessrollen (1 , 2) angestellt bzw. angepresst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatten (1 1 ) in wiederholbaren Stop- and Go-Schritten mit einer vorgegebenen Kraft und Zeit gegen die Stirnflächen der Giessrollen (1 , 2) Dichtplatten (11 ) angestellt und in der Anstellposition für eine vorgegebene Zeit gehalten werden.
2. Anstellverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anstellkraft der Dichtplatten (11 ) gegen die Stirnflächen der Giessrollen (1 , 2) gegebenenfalls periodisch variiert wird.
3. Anstellverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltezeit der Dichtplatten (11 ) in der Anstellposition variiert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dadurch gekennzeichnet, dass die Anstellkraft und die Anstellzeit während der Giesszeit dem Abdichtungsverhalten der Dichtplatten (1 ,2) angepasst wird.
5. Anstellverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüchel bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltezeit deutlich länger als die Anstellzeit ist.
6. Anstellverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatten (1 1 ) in der Angiessphase zunächst während einer vergleichsweise kurzen Zeit an die Stirnflächen der Giessrollen (1 , 2) angepresst und anschliessend von der Anpresskraft entlastet und in Position gehalten werden, bevor die „Stop and Go"- Anstellung der Dichtplatten vorgenommen wird.
7. Anstellverfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltezeit mindestens doppelt so lang wie die Anstellzeit ist.
8. Anstellverfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltezeit maximal 300 mal so lang wie die Anstellzeit ist.
9. Anstellverfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Anstellzeit abhängig vom Durchmesser der Giessrollen (1 , 2), vom Material der Giessrollen-Stirnseiten, von der Grosse der Anpress- bzw. Anstellkraft, von der Giessgeschwindig- keit, von der Stahlqualität, vom Material der Dichtplatten (1 1 ) und/oder von anderen Faktoren eingestellt wird.
10. Anstellverfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Anstellzeit zwischen 1 und 30 s beträgt.
1 1. Anstellverfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Dichtplatten (11 ) aufnehmenden Seitenabdichtungen (10) vor dem jeweiligen Anstellen in vertikaler und/oder horizontaler Richtung verschoben oder verschwenkt werden.
12. Anstellverfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anstellen mit einem Anpressdruck zwischen 0,05 und 1 ,00 N/mm2 erfolgt.
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