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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Führung einer oszillierend bewegten Stranggiesskokille bei einer Stranggiessanlage mit gebogener Strangbahnachse und mindestens zwei kurzen, einem
Gelenkmechanismus zugeordneten Führungshebeln für die Kokille, die einerseits gelenkig mit der Kokille verbunden sind und anderseits an am ortsfesten Gerüst angebrachten Drehpunkten gelagert sind.
Es ist beim Vergiessen von Stahl bekannt, Stranggiesskokillen mit kreisbogenförmigem Formhohlraum um eine Mittellage zu oszillieren, indem die Kokille an einem kurzen Hebel und zusätzlich an einem weiteren kurzen
Hebel oder einer Führungseinrichtung geführt wird. Der kurze Hebel ist dabei einerseits mit der Kokille und anderseits mit dem ortsfesten Gerüst verbunden und erstreckt sich von der Kokille in Richtung des Zentrums des
Kreisbogens, der die Mittellinie des Formhohlraumes bildet, wodurch der Kreisbogen und die Bewegungsbahn des mit der Kokille verbundenen Hebelendes auf die gleiche Seite gekrümmt sind. Die Länge der Hebel ist dabei geringer als der Radius der gebogenen Strangbahnachse, und die Verlängerung der Hebelachse soll die
Verbindungsgrade vom Kokillenhohlraummittelpunkt zum Zentrum des Kreisbogens in einem vorbestimmten
Punkt schneiden.
Es ist auch bekannt, bei Kokillen mit geradem Formhohlraum und anschliessender gebogener Strangbahn, an Stelle der Hebel Führungen in Form von Gleitsteinen und Rollen zu verwenden. Dabei werden diese
Führungen so angeordnet, dass die geraden Kokillenwände während der Hubbewegung in beliebigen Punkten jeweils Tangenten an den Kreisbogen des Stranges bilden. Dadurch bewegt sich die Kokille auf einem
Kreisbogen, dessen Zentrum mit dem Zentrum des Strangbahnbogens identisch ist.
Bei diesen bekannten Lösungen wurde vorausgesetzt, dass die Bewegungsbahn der Kokille möglichst genau mit der gewünschten Strangbahnachse übereinstimmt, d. h. dass die Bewegungsbahn der Kokille und der Bogen des Stranges auf die gleiche Seite gekrümmt ist, damit die durch den kleineren Bogen der Oszillationsbewegung bedingten Abweichungen keine metallurgischen Nachteile für das gegossene Produkt ergeben. Diese
Vorrichtungen verursachen aber erhebliche Schwierigkeiten.
Bei der Lösung mit mindestens einem kurzen Hebel, der sich in Richtung des Zentrums des Kreisbogens, der die Mittellinie des Formhohlraumes bildet, erstreckt, sind die Lagerstelle sowie der Antriebsmechanismus der
Oszillationsbewegung im inneren Bereich dieses Kreises anzuordnen. Bei kleinen Radien ist der im innern Bereich des Bogens zur Verfügung stehende Raum sehr beschränkt, weshalb der Einbau der Oszillationsaggregate oftmals erhebliche Schwierigkeiten bereitet. Zudem kann die vom vergossenen Strang anfallende Wärme am Innenbogen bedeutend schlechter als am Aussenbogen abgeführt werden, was zu grösseren Abweichungen der Hebellagerstellen infolge Wärmedehnung führt. Dadurch ergeben sich zwischen Kokille und nachfolgender Strangbahn
Verschiebungen, die zu den bekannten Nachteilen, wie z. B. Bildung von Rissen am vergossenen Strang führen.
Bei Anlagen mit verstellbaren Kokillen treten noch weitere Schwierigkeiten dazu, da im Normalfall die gegen das
Zentrum des Strangbogens gerichtete Kokillenwand verschiebbar ist. Bei solchen Anlagen ist auch die an die
Kokille anschliessende Strangführung verstellbar. Die zur Verstellung notwendigen Mittel sind ebenfalls auf der gegen das Zentrum des Strangbogens gerichteten Seite der Strangführung angeordnet. Das Anbringen der Verstellorgane für die Kokille und die Strangführung und des Oszillationsmechanismus auf der gleichen Seite der Strangbahn führt zu konstruktiven Schwierigkeiten, die nur schwer lösbar sind.
Das Führen der Kokille mittels Gleitsteinen und Rollen hat den Nachteil, dass, infolge der grossen Horizontalkräfte, diese Führungen sehr rasch verschleissen, wodurch die Kokille nicht mehr der gewünschten Bahn folgt. Dieser Nachteil kann nur durch einen unverhältnismässig grossen Aufwand an Unterhalt und Zeit zum Nachstellen dieser Führungen behoben werden. In der Praxis hat sich auch gezeigt, dass das Führen der Kokille in der Weise, dass die geraden Kokillenwände in jedem Punkt der Oszillationsbewegung Tangenten an die gewünschte Strangbahn bilden, keine befriedigenden Giessresultate bringt.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zu schaffen, die das Oszillieren der Kokille mittels Kurzhebeln ermöglicht, ohne Nachteile in der Qualität des vergossenen Produktes in Kauf nehmen zu müssen.
Zudem sollen andere Teile der Anlage nicht behindert, und eine bessere Zugänglichkeit zu den Verstelleinrichtungen soll ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Bewegungsbahnen der mit der Kokille verbundenen Hebelenden entgegengesetzt zur Strangbahnachse gekrümmt sind.
Diese Vorrichtung erlaubt es, die Oszillationshebel und den Oszillationsantrieb auf der Aussenseite der gebogenen Strangbahnachse anzuordnen, wodurch die Oszillationseinrichtung in einen Bereich verbracht werden kann, der geringeren Wärmebelastungen ausgesetzt ist und die Verstellbarkeit der Verstellkokille nicht mehr behindert wird. Zusätzlich wird die Zugänglichkeit zum obersten Teil der Strangführung erheblich verbessert und die Wartung der Oszillationseinrichtungen wesentlich erleichtert, da auf der Aussenseite mehr Raum zur Verfügung steht.
Für die Beschreibung der Richtung der Oszillationsbewegung in bezug auf die Strangbahnachse sind als Bezugspunkte die Schnittpunkte der Form- und Führungshohlraumachse mit der oberen Endfläche des Kokillenhohlraumes und der unteren Endfläche des oszillierenden Bereiches sowie die Umkehrpunkte der Oszillationsbewegung dieser beiden Endflächen zu wählen. Unter den Umkehrpunkten der Oszillationsbewegung sind dabei der obere und der untere Totpunkt der Kokillenbewegung zu verstehen.
Die Kokille wird so bewegt,
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dass die Schnittpunkte der Achse mit der oberen Endfläche des Kokillenhohlraumes und der unteren Endfläche des oszillierenden Bereiches in den Umkehrstellen der Oszillationsbewegung der Kokille auf je einer Tangente zur
Strangbahnachse liegen und der Schnittpunkt in der unteren Umkehrstelle zugleich Berührungspunkt einer der
Tangenten an die Strangbahnachse ist. Wird nur die Kokille oszilliert, so ist die unteryEndfläche des oszillierenden Bereiches mit der Endfläche des Kokillenhohlraumes identisch. Wenn jedoch der Kokille nachgeordnete Führungsorgane ebenfalls mitoszillieren, so endet der oszillierende Bereich erst mit einer rechtwinkelig zur Strangbahnachse stehenden Fläche, die direkt an das unterste oszillierende Führungsmittel anschliesst.
Durch diese Anordnung ist gewährleistet, dass der aus dem oszillierenden Bereich austretende Strang mit möglichst geringer Abweichung in die nachfolgende, mit der Struktur verbundene, Strangführung eintritt, wodurch die Gefahr von Durchbrüchen oder andern Beschädigungen der Strangoberfläche vermindert wird.
Es ist auch möglich, dass nur einer der beiden Schnittpunkte auf einer Tangente liegt. Dies kann dann vorteilhaft sein, wenn mittels der relativen Kokillenbewegung rechtwinkelig zur Strangbahnachse die
Austrittsrichtung des Stranges aus der Kokille beeinflusst werden soll, was unter Umständen eine gleichmässigere
Verteilung der Wärmeabfuhr auf die Kokillenwände ermöglicht.
Weitere Vorteile können dadurch erzielt werden, dass die Führungshebel, welche die Verbindungsglieder zwischen den Gelenken an der Kokille und den Lagerstellen an der Struktur bilden, parallel laufen. Eine solche Ausführungsform erleichtert das Ausrichten der Hebel und damit der Oszillationsbewegung in einfachster Weise, wodurch Zeit eingespart werden kann.
Werden die Führungshebel ungleich lang ausgebildet, so ergeben sich weitere Vorteile, indem die Krümmung der Bewegungsbahn der beiden Gelenkpunkte an der Kokille nach den Erfordernissen der gewünschten Kokillenbewegung gewählt werden kann.
Konstruktive Schwierigkeiten können erfordern, dass ein Verbindungsglied an Stelle des Führungshebels durch eine Führungsbahn gebildet wird. Diese Lösung ermöglicht eine Kombination des kurzen Führungshebels mit einer Führungsbahn ohne die erwähnten Nachteile von Führungsbahnen, beispielsweise unzulässige Abnutzung während des Betriebes, aufzuweisen.
In vorteilhafter Weise werden die Abweichungen der Bewegungsbahnen der beiden Schnittpunkte der Form- und Führungshohlraumachse mit der oberen Endfläche des Kokillenhohlraumes und der unteren Endfläche des oszillierenden Bereiches von der Strangbahnachse auf beide Seiten dieser Strangbahnachse gleichmässig verteilt. Dadurch kann der relative Fehler, d. h. die Abweichung von der gewünschten Strangbahnachse auf die Hälfte reduziert werden. Die beiden Schnittpunkte können mit den Gelenken zwischen Kokille und Führungshebeln zusammenfallen, wobei dann die Gelenke und die Schnittpunkte die gleichen Bewegungsbahnen beschreiben.
Im nachfolgenden werden Erfindungsbeispiele mit Hilfe der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen : Fig. l einen Teilschnitt durch den obersten Teil einer Stranggiessanlage mit gebogener Strangbahnachse, Kokille, Oszillationsvorrichtung und oberstem Führungsbereich, Fig. 2 den schematisch gezeichneten Bewegungsablauf für den Schnittpunkt der Form- und Führungshohlraumachse mit der unteren Endfläche des oszillierenden Führungsbereiches und Fig. 3 eine Führungsvorrichtung mit durch eine Führungsbahn ersetztem Hebel.
In Fig. l wird von einer Kokille --1-- ein Formhohlraum --3-- umschlossen, der im Endbereich auch Führungshohlraum sein kann. Mit der Kokille --3-- verbunden ist eine erste Führungszone-2--, die einen Führungshohlraum --4-- umschliesst und der eine Strangführung nachgeordnet ist, deren oberstes Segment mit - bezeichnet ist. Kokille erste Führungszone --2-- und Strangführung sind Teile einer gebogenen Strangbahn mit zugeordneter Strangbahnachse-15--. Mit der Kokille-l-und der ersten Führungszone--2--sind über Gelenkpunkte--11--zwei Führungshebel--8 und 9--verbunden, die an Lagerstellen --10-- gelagert sind.
Die Lagerstellen --10-- sind an einem ortsfesten Gerüst-7-befestigt, wobei an diesem Gerüst-7-, in bekannter Weise, auch noch ein Oszillationsantrieb sowie Übertragungsvorrichtungen angeordnet sind, die jedoch zur Wahrung der Übersichtlichkeit nicht gezeichnet sind. Sollen die Kokille--l--und mit ihr verbundene Teile, wie die erste Führungszone--2--, während des
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-11-- verbundenen Hebel --8Kreisbahnen--17 und 18-u. zw. mit Radien--34 und 35--.
Die Kreisbahnen--17, 18-sind dabei entgegengesetzt zur Strangbahnachse --15-- gekrümmt. Üblicherweise sind die Hebel-8 und 9-paarweise angeordnet, um die Kokille--l--auch seitlich zu führen ; es ist jedoch auch möglich, nur je einen Hebel--8 und 9-zu verwenden und die Kokille-l--dafür mit Gleitflächen oder Rollen gegen horizontale Abweichungen rechtwinkelig zu den Hebeln-8 und 9-abzustützen.
Da das oberste Segment --22-- der Strangführung und damit die gesamte Strangführung nicht oszilliert
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Strangbahnachse--15--nicht überschreiten. Diese Abweichung beträgt bis etwa 0, 2 mm, wobei die maximale Abweichung von der metallurgischen Qualität des vergossenen Stahles abhängig ist. Die Abweichung muss im untersten Punkt der Oszillationsbewegung am geringsten sein, da dort auch die Distanz zwischen einer gedachten Endfläche --26-- des oszillierenden Bereiches und dem nächsten festen Führungsteil des Strangführungssegmentes--22--am geringsten ist.
Fig. 2 stellt den schematischen Bewegungszustand eines Bezugspunktes --28-- im unteren und im oberen Totpunkt der Oszillationsbewegung dar. Der Bezugspunkt --28-- wird dabei durch den Schnittpunkt der Form- und Führungshohlraumachse --16-- mit der unteren Endfläche --26-- des oszillierenden Führungsbereiches gebildet. Einen zweiten Bezugspunkt bildet die Achse--16--mit der oberen Endfläche --25-- des Formhohlraumes--3--, nämlich den Schnittpunkt --27- (Fig. l). Im unteren Totpunkt der Oszillationsbewegung fällt die Achse --16-- mit der Strangbahnachse --15-- und der Schnittpunkt - 28-- mit dem Berührungspunkt --31-- einer Tangente --32-- zur Strangbahnachse --15-zusammen.
Im oberen Totpunkt liegt der Punkt --28'-- ebenfalls auf der Tangente--32--. Die Endfläche --26-- hat sich dabei um den Oszillationshub in die mit --26'-- bezeichnete Lage verschoben. Liegen die Punkte--28 und 28'-- auf der Tangente--32--, so ergibt sich ein besonders gleichmässiger Übergang von
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gewählt werden, dass der Punkt-28-gleichmässig auf beide Seiten der Strangbahnachse --15-- ausgelenkt wird, wodurch sich die Abweichungen--38 und 39-von der Strangbahnachse--15--auf die Hälfte reduzieren.
Bei den herkömmlichen Oszillationsvorrichtungen liegt die gesamte Auslenkung auf der gleichen Seite der Strangbahnachse
Abhängig von der Krümmung der Strangbahnachse --15-- und der Anordnung der Gelenkpunkte --11-- und der Kokille-l-kann es vorteilhaft sein, wenn die Hebel-8 und 9-nicht gleich lang sind, indem sich dadurch die Bewegung der mit den Enden der Hebel-8 und 9-verbundenen Punkte --11-- besser an die Strangbahn--15--anpassen lässt.
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werden.
Liegen die Bewegungsendpunkte des oberen in Fig. l gezeichneten Schnittpunktes--27--nicht auf der gleichen Tangente zur Strangbahnachse--15--, so können dadurch der vertikalen Oszillationsbewegung der Kokille--l--horizontale Bewegungen überlagert werden, die eine Anpassung der Kokillenbewegung an die Erfordernisse des im Formhohlraum --3-- entstehenden Stranges ermöglichen.
Es ist auch möglich, nur dem Punkt--27--Bewegungsendpunkte auf der gleichen Tangente zur Strangbahnachse--15--zuzuordnen und dem Punkt--28--Bewegungsendpunkte, die nicht auf der gleichen Tangente liegen.
Eine weitere Lösung ist in Fig. 3 gezeigt, wo der Hebel--8--der das Verbindungsglied zwischen dem Gelenk--11--an der Kokille--l--und dem Gestell--10--darstellt, durch eine Führungsbahn --41-ersetzt wird. Diese Führungsbahn --41-- kann dabei durch eine Gleit- oder eine Rollenbahn gebildet werden, deren Achse --44-- jedoch ebenfalls entgegengesetzt zur Strangbahnachse --15-- gekrümmt ist. Der mit der Kokille --1-- verbundene Gleitstein --42-- wird mit Hilfe der Führungen-43-, welche mit dem ortsfesten Gerüst--7--verbunden sind, auf der Achse--44--geführt. Diese Achse --44-- entspricht der
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ersetzt werden.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die gezeigten Vorrichtungsbeispiele, sondern es sind durch Veränderung der einzelnen Bauteile noch weitere Ausführungsformen denkbar.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Führung einer oszillierend bewegten Stranggiesskokille bei einer Stranggiessanlage mit gebogener Strangbahnachse und mindestens zwei kurzen, einem Gelenkmechanismus zugeordneten Führungshebeln für die Kokille, die einerseits gelenkig mit der Kokille verbunden und anderseits an am ortsfesten
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(17, 18) der mit der Kokille (1) verbundenen Hebelenden entgegengesetzt zur Strangbahnachse (15) gekrümmt sind.