WO2005105342A1 - Vorrichtung für die aufnahme einer stranggiesskokille auf einem hubtisch zum giessen von flüssigen metallen, insbesondere von flüssigen stahlwerkstoffen - Google Patents

Vorrichtung für die aufnahme einer stranggiesskokille auf einem hubtisch zum giessen von flüssigen metallen, insbesondere von flüssigen stahlwerkstoffen Download PDF

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lifting table
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Jürgen Müller
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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 accommodating a continuous casting mold on a lifting table for casting liquid metals, in particular liquid steel materials, which is set in vibration by means of several hydraulic oscillation drives when the partially rigid casting strand is pulled out, the frequency and the amplitude depending on the respective strand cross section, such as slab, thin strand, bloom, pre-profile or billet strand cross-section as well as the respective casting material and / or the casting parameters (casting speed) and guide elements for an optimal oscillation curve connect the lifting table with a local linkage.
  • liquid metals in particular liquid steel materials
  • the device described at the outset is known from EP 1 029 616 A1.
  • This device is used in particular for casting thin strands of steel. It comprises an oscillating continuous casting mold placed on two lifting tables arranged on both sides of the casting strand.
  • the oscillation drive is designed in the form of servo cylinders by means of piston-cylinder units arranged on a stationary base frame. Each side of the lift table is articulated to the head of the piston-cylinder unit.
  • the base of the piston-cylinder unit is articulated to the base frame.
  • Each lift table side is guided on the base frame via articulated handlebars.
  • the axes of the joints and the joints on the heads of the piston-cylinder units and the axes of the joints on the links are aligned parallel to one another.
  • the periodic oscillation movements of the continuous casting mold cause friction between the continuous casting mold and the casting strand or its Strand shell that can be reduced by melting lubricant.
  • an oscillating excitation of the entire casting strand and / or the bath level in the continuous casting mold takes place, particularly in the case of sinusoidal vibrations, which is undesirable.
  • Such oscillations can be damped by oscillation curves that deviate from the shape of the sinusoid.
  • Such deviating curve shapes also have an advantageous effect on the oscillation marks, their depth and shape in the strand surface and improve the surface quality.
  • the prerequisite for the generation and transmission of suitable oscillation curves is the structure and the system of the device itself which receives the continuous casting mold.
  • the oscillation generation (for example described in EP 0 121 622 B1) is operated according to a preselected oscillation amplitude signal generated by a function generator at a frequency which is higher than the natural frequency of the device.
  • the invention has for its object to provide a combination of lifting table and continuous casting mold to which functional vibrations can be transferred with high accuracy.
  • the lifting table is made in the form of a frame and in one piece and forms an interior space which is free for the passage of the casting strand and is dimensioned accordingly, and that the oscillation drives are arranged in the corners within the frame surface and are distributed in pairs on an arcuate or together can be controlled fully synchronized for a vertical, straight pull-out movement.
  • Practical experience has shown that a full Synchronization of two or more hydraulic drives can be achieved. A contribution to this is made, for example, by an overall lower overall height of the device. It is also advantageous to retrofit existing devices to the new design.
  • One embodiment provides that the continuous casting mold with its cooling units is placed directly on the frame-shaped lifting table.
  • the frame-shaped lifting table offers sufficient contact areas for this.
  • a further development consists in that the frame-shaped lifting table is provided with cooling channels which are connected to a cooling medium network.
  • the advantage is a narrow interior that runs around the casting strand cross-section at a small distance. With a low cooling capacity, the distance to the hot cast strand can also be kept larger. In addition, a certain cooling capacity is provided by the spray cooling, which is already present.
  • the fixed articulation of the guide elements consists of leaf springs mounted in an articulated manner on the lifting table and on a fixed base frame in package form.
  • the device for accommodating a continuous casting mold 1 with a water box 1a and narrow side 1b has, as is known from the prior art shown, two individual lifting tables 2 and 2 for casting liquid metals, in particular liquid steel materials.
  • the lifting tables 2, 2 are set in vibration there by means of several hydraulic oscillation drives 3 when the partially solidified casting strand 4 is pulled out.
  • the frequency and the Amplitudes are matched to the respective strand cross-section 5, such as slab, thin-strand, bloom, pre-profile or billet strand cross-section 5, as well as to the respective casting material.
  • guide elements 6 are provided which connect the lifting tables 2, 2 to a fixed linkage 7 for an optimal oscillation curve.
  • the invention changes the known system in such a way that the lifting table 8 is designed in the form of a frame and in one piece.
  • the lifting table 8 therefore has an interior space 8a which is kept free for the passage of the casting strand 4 and is dimensioned accordingly.
  • the oscillation drives 3 as piston-cylinder units 3a and these as servo-cylinder units 3b are arranged in the corners 8b within the frame surface 8c and are distributed in pairs on a side in an arcuate manner or can be controlled together for a vertical, straight pull-out movement 9.
  • the synchronization of two or more hydraulic drives has been practically proven with this design and is therefore possible. There were deviations of a few hundredths of a millimeter between the two sides of the lift table.
  • the lifting table 8 thus created directly receives the continuous casting mold 1 with all its cooling units 10 and is therefore simply placed on the frame-shaped lifting table 8.
  • Protection against the radiant heat of the casting strand 4 can be provided in such a way that the frame-shaped lifting table 8 is provided with cooling channels which are connected to a cooling medium network.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung für die Aufnahme einer Stranggiesskokille (1) auf einem Hubtisch zum Giessen von flüssige Metallen, insbesondere von flüssigen Stahlwerk­stoffen, mit mehreren hydraulischen Oszillationsantrieben (3), die den Hubtisch in Schwingungen versetzen, wird abgeändert von zwei selbständigen Hubtisch­-Seiten derart ausgebildet, dass der Hubtisch (8) rahmenförmig und einstückig ausgebildet ist und einen für den Durchtritt des Giessstrangs (4) freigehaltenen und entsprechend bemessenen Innenraum (8a) bildet und die Oszillation­santriebe (3) in den Ecken (8b) innerhalb der Rahmenfläche (8c) angeordnet sind und seitenversetzt paarweise auf eine bogenförmige oder zusammen für eine senkrechte, gerade Ausziehbewegung (9) voll synchronisiert ansteuerbar sind.

Description

Vorrichtung für die Aufnahme einer Stranggießkokille auf einem Hubtisch zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von flüssigen Stahlwerkstoffen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Aufnahme einer Stranggießkokille auf einem Hubtisch zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von flüssigen Stahlwerkstoffen, der mittels mehrerer hydraulischer Oszillationsantriebe beim Ausziehen des teilerstarrten Gießstrangs in Schwingungen versetzt wird, wobei die Frequenz und die Amplitude auf den jeweiligen Strangquerschnitt, wie bspw. Brammen-, Dünnstrang-, Vorblock-, Vorprofil- oder Knüppel- Strangquerschnitt sowie auf den jeweiligen Gießwerkstoff und / oder die Gießparameter (Gießgeschwindigkeit) abgestimmt sind und Führungselemente für eine optimale Oszillationskurve den Hubtisch mit einer örtlichen Anlenkung verbinden.
Die eingangs bezeichnete Vorrichtung ist aus der EP 1 029 616 A1 bekannt. Diese Vorrichtung dient insbesondere zum Gießen von Dünnsträngen aus Stahl. Sie umfasst eine oszillierende, auf zwei beidseitig zum Gießstrang angeordnete Hubtische aufgesetzte Stranggießkokille. Der Oszillationsantrieb ist mittels an einem ortsfesten Grundrahmen angeordneten Kolben-Zylinder- Einheiten in Form von Servozylindern ausgebildet. Jede Hubtisch-Seite ist mit dem Kopf der Kolben-Zylinder-Einheit gelenkig verbunden. Der Fuß der Kolben- Zylinder-Einheit ist jeweils mit dem Grundrahmen gelenkig verbunden. Jede Hubtisch-Seite ist an dem Grundrahmen über gelenkig verbundene Lenker geführt. Die Achse der Gelenke sowie der Gelenke an den Köpfen der Kolben- Zylinder-Einheiten und die Achsen der Gelenke an den Lenkern sind parallel zueinander ausgerichtet.
Die periodischen Oszillationsbewegungen der Stranggießkokille verursachen Reibung zwischen der Stranggießkokille und dem Gießstrang bzw. dessen Strangschale, die durch schmelzendes Gleitmittel vermindert werden kann. Bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten zwischen der Stranggießkokille und der Gießgeschwindigkeit findet besonders bei sinusförmigen Schwingungen eine oszillierende Anregung des gesamten Gießstrangs und / oder des Badspiegels in der Stranggießkokille statt, die unerwünscht ist. Eine Dämpfung solcher Schwingungen kann durch von der Sinuskurvenform abweichende Oszillationskurven erzielt werden. Solche abweichenden Kurvenformen wirken sich vorteilhaft auch auf die Oszillationsmarken, deren Tiefe und Form in der Strangoberfläche aus und verbessern die Oberflächenqualität.
Voraussetzung für die Erzeugung und Übertragung geeigneter Oszillationskurven ist allerdings der Aufbau und das System der Vorrichtung selbst, die die Stranggießkokille aufnimmt. Die Schwingungserzeugung (bspw. in der EP 0 121 622 B1 beschrieben) wird gemäß einem von einem Funktionsgenerator erzeugten vorgewählten Schwingungs-Amplitudensignal bei einer Frequenz betrieben, die höher als die Eigenfrequenz der Vorrichtung ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kombination aus Hubtisch und Stranggießkokille zu schaffen, auf die funktionsgerechte Schwingungen mit hoher Genauigkeit übertragen werden können.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Hubtisch rahmenformig und einstückig hergestellt ist und einen für den Durchtritt des Gießstrangs freigehaltenen und danach bemessenen Innenraum bildet und dass die Oszillationsantriebe in den Ecken innerhalb der Rahmenfläche ange- ordnet sind und seitenverteilt paarweise auf eine bogenförmige oder zusammen für eine senkrechte, gerade Ausziehbewegung voll synchronisiert ansteuerbar sind. Dadurch wird eine erhöhte Steifigkeit der Vorrichtung erzielt, so dass der Einfluss der Vorrichtung auf das Schwingungsverhalten der Stranggießkokille in einer Weise geändert wird, dass kritische Frequenzen nicht mehr erreicht wer- den und vorgegebene Frequenzen und Amplituden sicher und genau eingestellt werden können. Die praktischen Erfahrungen haben gezeigt, dass eine volle Synchronisation von zwei oder mehreren hydraulischen Antrieben erreichbar ist. Einen Beitrag dazu leistet bspw. eine insgesamt niedrigere Bauhöhe der Vorrichtung. Vorteilhaft ist außerdem eine nachträgliche Umrüstungsmöglichkeit bestehender Vorrichtungen auf die neue Bauart.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Stranggießkokille mit ihren Kühlaggregaten unmittelbar auf den rahmenförmigen Hubtisch aufgesetzt ist. Der rahmen- förmige Hubtisch bietet dafür ausreichend Auflageflächen.
Eine Weiterbildung besteht darin, dass der rahmenförmige Hubtisch mit Kühl- kanälen versehen ist, die an ein Kühlmedium-Netz angeschlossene sind. Der Vorteil ist ein enger Innenraum der rings um den Gießstrangquerschnitt mit geringem Abstand verläuft. Bei geringer Kühlleistung kann der Abstand zum heißen Gießstrang auch größer gehalten sein. Außerdem wird eine gewisse Kühlleistung durch die ohnehin vorhandene Spritzkühlung erbracht.
Eine andere Verbesserung ist dadurch gegeben, dass die ortsfeste Anlenkung der Führungselemente aus gelenkig am Hubtisch und an einem ortsfesten Grundrahmen gelagerten Blattfedern in Paketform besteht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das nachstehend näher beschrieben ist.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in perspektivischer Darstellung die Kombination Stranggießkokille / Hubtisch, die auf den Grundrahmen gestützt ist.
Die Vorrichtung für die Aufnahme einer Stranggießkokille 1 mit Wasserkasten 1a und Schmalseite 1b besitzt, wie nach dem aufgezeigten Stand der Technik bekannt ist, zwei einzelne Hubtische 2 und 2 zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von flüssigen Stahlwerkstoffen. Die Hubtische 2, 2 werden dort mittels mehrerer hydraulischer Oszillationsantriebe 3 beim Ausziehen des teilerstarrten Gießstrangs 4 in Schwingungen versetzt. Die Frequenz und die Amplitude werden auf den jeweiligen Strangquerschnitt 5, wie bspw. Brammen-, Dünnstrang-, Vorblock-, Vorprofil- oder Knüppelstrang-Querschnitt 5 sowie auf den jeweiligen Gießwerkstoff, abgestimmt. Außerdem sind Führungselemente 6 vorgesehen, die für eine optimale Oszillationskurve die Hubtische 2, 2 mit einer ortsfesten Anlenkung 7 verbinden.
Die Erfindung ändert das bekannte System dahingehend, dass der Hubtisch 8 rahmenformig und einstückig ausgebildet ist. Der Hubtisch 8 weist deshalb einen für den Durchtritt des Gießstrangs 4 freigehaltenen und danach bemessenen Innenraum 8a auf. Die Oszillationsantriebe 3 als Kolben-Zylinder-Einheiten 3a und diese als Servo-Zylinder-Einheiten 3b sind in den Ecken 8b innerhalb der Rahmenfläche 8c angeordnet und seitenverteilt paarweise auf eine bogenförmige oder zusammen für eine senkrechte, gerade Ausziehbewegung 9 ansteuerbar geschaltet. Die Synchronisation von zwei oder mehr hydraulischen Antrieben ist bei dieser Bauweise praktisch nachgewiesen worden und daher möglich. Es wurden Abweichungen zwischen den beiden Hubtisch-Seiten von wenigen Hundertstel mm erreicht.
Der damit geschaffene Hubtisch 8 nimmt die Stranggießkokille 1 mit all ihren Kühlaggregaten 10 unmittelbar auf und ist deshalb auf den rahmenförmigen Hubtisch 8 einfach aufgesetzt.
Ein Schutz vor der Strahlungswärme des Gießstrangs 4 kann derart erfolgen, dass der rahmenförmige Hubtisch 8 mit Kühlkanälen versehen ist, die an ein Kühlmedium-Netz angeschlossen sind.
Aus mehreren möglichen Ausführungsformen der Führung des Hubtisches 8 ist eine vorteilhafte Gestaltung vorgesehen, wonach die ortsfeste Anlenkung 7 der Führungselemente 8 aus gelenkig am Hubtisch 8 und an einem ortsfesten Grundrahmen 11 gelagerten Blattfedern 7a in Paketform 7b bestehen. Bezugszeichenliste
1 Stranggießkokille
1a Wasserkasten
1b Schmalseite
(2, 2 bekannte Hubtische)
3 Oszillationsantrieb
3a Kolben-Zylinder-Einheit
3b Servo-Zylinder-Einheit
4 (teilerstarrter) Gießstrang
5 Strangquerschnitt
6 Führungselement
7 ortsfeste Anlenkung
7a Blattfedern
7b Paketform
8 rahmenförmiger, einteiliger Hubtisch
8a Innenraum
8b Ecken
8c Rahmenfläche
9 Ausziehbewegung 10 Kühlaggregate 11 Grundrahmen

Claims

Patentansprüche:
1. Vorrichtung für die Aufnahme einer Stranggießkokille (1 ) auf einem Hubtisch (2) zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von flüssigen Stahlwerkstoffen, der mittels mehrerer hydraulischer Oszillationsantriebe (3) beim Ausziehen des teilerstarrten Gießstrangs (4) in Schwingungen versetzt wird, wobei die Frequenz und die Amplitude auf den jeweiligen Strangquerschnitt (5), wie bspw. Brammen-, Dünnstrang-, Vorblock-, Vorprofil- oder Knüppel-Strangquerschnitte (5) sowie auf den jeweiligen Gießwerkstoff und / oder die Gießparameter, wie bspw. Gießgeschwindigkeit, abgestimmt sind und Führungselemente (6) für eine optimale Oszillationskurve den Hubtisch (2) mit einer ortsfesten Anlenkung (7) verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubtisch (8) rahmenformig und einstückig ausgebildet ist und einen für den Durchtritt des Gießstrangs (4) freigehaltenen und danach bemessenen Innenraum (8a) bildet und dass die Oszillationsantriebe (3) in den Ecken (8b) innerhalb der Rahmenfläche (8c) angeordnet sind und sei- tenverteilt paarweise auf eine bogenförmige oder zusammen für eine senkrechte, gerade Ausziehbewegung (9) voll synchronisiert ansteuerbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stranggießkokille (1 ) mit ihren Kühlaggregaten (1a) unmittelbar auf den rahmenförmigen Hubtisch (8) aufgesetzt ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der rahmenförmige Hubtisch (8) mit Kühlkanälen versehen ist, die an ein Kühlmedium-Netz angeschlossen sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsfeste Anlenkung (7) der Führungselemente (6) aus gelenkig am Hubtisch (8) und an einem ortsfesten Grundrahmen (11) gelagerten Blattfedern (7a) in Paketform (7b) besteht.
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