DE102008025548A1

DE102008025548A1 - Strangführung, insbesondere für eine Stahlbrammen-Stranggießanlage

Info

Publication number: DE102008025548A1
Application number: DE102008025548A
Authority: DE
Inventors: Axel Stavenow; Axel Weyer
Original assignee: SMS Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2008-05-28
Filing date: 2008-05-28
Publication date: 2009-12-03
Also published as: WO2009144001A1; US8302664B2; KR20100126581A; UA97752C2; EP2285511A1; CN102046309A; CA2722086A1; JP2011520622A; CA2722086C; RU2453396C1; TW201014663A; US20110056803A1; ZA201007030B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strangführung (1), insbesondere für eine Stahlbrammen-Stranggießanlage, mit einer Anzahl von Segmenten (2), die einen Strang (3) an zwei einander gegenüberliegenden Seiten (4, 5) mit Stützelementen (6, 7) stützen, wobei die Stützelemente (6, 7) in einem unteren Rahmen (8) und einem oberen Rahmen (9) angeordnet sind, wodurch die Rahmen (8, 9) zur Führung des Strangs (3) in eine Förderrichtung (F) ausgebildet sind. Um die Strangunterstützung optimal einstellen zu können und das Wechseln von Segmentrahmen zu erleichtern, sieht die Erfindung vor, dass Mittel (10) vorhanden sind, mit denen der obere und der untere Rahmen (8, 9) relativ zueinander in Förderrichtung (F) verstellt werden können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Strangführung, insbesondere für eine Stahlbrammen-Stranggießanlage, mit einer Anzahl von Segmenten, die einen Strang an zwei einander gegenüberliegenden Seiten mit Stützelementen stützen, wobei die Stützelemente in einem unteren Rahmen und einem oberen Rahmen angeordnet sind, wodurch die Rahmen zur Führung des Strangs in eine Förderrichtung ausgebildet sind.
Eine Strangführung für eine Stranggießanlage der gattungsgemäßen Art ist aus der EP 0 963 263 B1 bekannt. Die Strangführung weist eine Anzahl Stützsegmente auf, die einen Gießbogen bilden, die gegenüberliegende Reihen von Führungs- und Treibrollen haben. Die Rollen sind dabei in einem oberen und einem unteren Rahmen gelagert. An einem Ende eines Rahmens sind mit gleichem Abstand zur Mittenachse zwei Lenker angeordnet. Diese Verbundlenker-Konzeption der Segmente wird in Stranggießanlagen also zur Strangführung eingesetzt. Die Verbundlenker werden als Führungsmittel des Oberrahmens innerhalb eines Segmentes auf jeder Seite des Segments angeordnet.
Eine solche Lösung ist in den 2 und 3 zu sehen, die ein Segment der Strangführung in der Draufsicht bzw. in der Seitenansicht zeigen. Das Segment 2 der Strangführung weist einen Unterrahmen 8 und einen Oberrahmen 9 auf, die jeweils mit Stützelementen in Form von Rollen 6 und 7 versehen sind. Die im Unterrahmen 8 angeordneten Rollen 6 führen die untere Seite 4 des Gießstranges 3; die im Oberrahmen 9 angeordneten Rollen 7 führen entsprechend die obere Seite 5 des Strangs 3. Der Oberrahmen 9 ist mit dem Unterrahmen 8 mittels zweier Lenker 11 und 12 verbunden, die den Oberrahmen 9 relativ zum Unterrahmen 8 führen.
Eine ähnliche Lösung zeigt die DE 102 25 924 C2 . Die Rahmen sind auch hier über Verbindungsmittel miteinander verbunden, die hier als Federband ausgebildet sein können. Eine weitere ähnliche Lösung offenbart die DE-AS 1 171 119 .
Nachteilig ist bei den vorbekannten Lösungen beim Einsatz der Verbundlenker, dass die Unterstützung des Strangs durch die Rollen nach der Montage des Segments unveränderbar festliegt, was mit Blick auf die Verteilung der Strangstützung durch die Rollen bzw. der Biegepunkte oder Richtpunkte in Abhängigkeit des Gießdickenformats ungünstig ist. Ferner kann sich leicht ein sog. Bulging-Effekt im Gießspiegel ergeben, der durch eine gegebene Strangführungsrückwirkung bei fest eingestellten Rollenabständen und Rollenpositionen des Oberrahmens möglich ist.
Ein weiterer negativer Umstand bei den vorbekannten Anlagen ist, dass der Einbau und Ausbau eines Segments der Strangführung mitunter problematisch ist, da aufgrund der Raumverhältnisse nur wenig Platz für die Entnahme bzw. die Zuführung eines Rahmens vorliegt.
Schließlich ist es nachteilig, dass nach der Montage eines Segments die genaue Ausrichtung zwischen Oberrahmen und Unterrahmen festliegt. Änderungen dieser Ausrichtung, wie sie manchmal wünschenswert sind, sind nur schwer zu bewerkstelligen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Strangführung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass die genannten Nachteile abgestellt bzw. vermindert werden. Es soll also eine verbesserte Verteilung der Strangstützung durch die Rollen ermöglicht werden, um eine verbesserte Stütz-, Biege- bzw. Richtsituation zu erreichen. Ferner soll der Bulging-Effekt vermindert werden. Die Aus- und Einbausituation von Segmenten soll ebenfalls verbessert werden können. Schließlich soll die Möglichkeit bestehen, in einfacher Weise auf die genaue Ausrichtung zwischen Ober- und Unterrahmen Einfluss nehmen zu können.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, mit denen der obere und der untere Rahmen relativ zueinander in Förderrichtung verstellt werden können.
Diese Mittel umfassen gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mindestens zwei stabförmige Lenker, die jeweils am unteren und am oberen Rahmen befestigt sind, wobei die Lenker jeweils einen Aktuator zur Veränderung der wirksamen Länge des Lenkers aufweisen. Dabei kann der Aktuator zwischen den beiden Enden des Lenkers im Lenker integriert angeordnet sein. Es ist alternativ aber auch möglich, dass der Aktuator im Bereich einer Befestigungsstelle des Lenkers an dem Rahmen angeordnet ist.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Aktuator als hydraulisches Kolben-Zylinder-System ausgebildet. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass der Aktuator als mechanisches Längenverstellelement ausgebildet ist. In diesem Falle ist vor allem daran gedacht, dass der Aktuator ein von einem Elektromotor angetriebenes Gewindespindelsystem aufweist.
Die mindestens zwei Aktuatoren in den mindestens zwei Lenkern können mit Steuer- oder Regelungsmittel zur unabhängigen Ansteuerung eines Aktuators in Verbindung stehen. Damit ist neben einer bevorzugten symmetrischen Betätigung der Aktuatoren auch eine unsymmetrische Betätigung möglich, mit der spezielle Einstellungen des Oberrahmens relativ zum Unterrahmen vorgenommen werden können.
Die Stützelemente sind mit Vorteil als angetriebene oder nicht angetriebene Rollen ausgebildet, die im Rahmen drehbar gelagert sind. Die Segmente bilden bevorzugt einen Gießbogen. Sie können aber auch im senkrechten oder horizontalen Strangführungsbereich eingesetzt werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird erreicht, dass die sonst über die vorgegebene Länge der Lenker vorgegebene Position der Oberrollen zu den Unterrollen variabel gegeneinander verschiebbar ist. Hierdurch ergeben sich folgende einfach realisierbare Möglichkeiten der Einflussnahme auf die Strangführungssegmente:
Es ist eine variable Verschiebung der Strangstützungspunkte der Oberrollen zu den Unterrollen möglich. Dies bewirkt eine gewünschte Verteilung oder Verschiebung der Strangstützung der Rollen, u. a. der Biegepunkte oder der Richtpunkte in Abhängigkeit beispielsweise des Gießdickenformats. Es kann somit eine verbesserte Stütz-, Biege- oder Richtsituation erreicht werden.
Der sog. Bulging-Effekt im Gießspiegel kann vermindert werden, der durch eine gegebene Strangführungsrückwirkung mit sonst fest eingestellten Rollenabständen und Rollenpositionen des Oberrahmens stattfinden kann. Durch die Verstellbarkeit der Länge der Lenker und der damit veränderlichen Strangführungsgeometrie können die Rollenbahnen bzw. Rollenpositionen verstellt werden. Dies führt bei einer entsprechenden Einstellung und einer damit verbundenen Verminderung des Bulging-Effekts im Gießspiegel zu einem stabileren Gießbetrieb.
Die Einbau- und Ausbausituation von Segmenten bzw. deren Rahmen kann wesentlich verbessert werden. Der Oberrahmen der Nachbarsegmente, d. h. die Oberrahmen der Segmente vor bzw. hinter einem einzubauenden bzw. auszubauenden Segment, können über eine Veränderung der Lenkerlänge dieser Segmente verschoben werden, und zwar in eine solche Stellung, dass für die Entnahme bzw. Zuführung eines Rahmens des zwischen den beiden Nachbarsegmenten liegenden Segments mehr Platz ist. Dies macht sich insbesondere bei Biege-, Bogen- und Richtsegmenten sehr vorteilhaft bemerkbar.
Es ist schließlich auch möglich, die Veränderung der einzelnen Lenkerlängen eines Segments vorzunehmen, d. h. die beiden seitlich angeordneten Lenker werden nicht gleichmäßig, sondern etwas verschieden in der Länge eingestellt. Dadurch kann die Grundausrichtung des Oberrahmens relativ zum Unterrahmen über die Länge der Lenker verändert werden. Damit können Ausrichtfehler der Rahmen in einfacher Weise und im fertig montierten Segment eliminiert werden. Es ist hierdurch andererseits aber auch möglich, eine gezielte gewünschte ungleiche Einstellung der Rahmen zueinander vorzunehmen, beispielsweise ein gewünschter nicht zentrischer Lauf des Oberrahmens.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 schematisch den Gießbogen einer Strangführung einer Stranggießmaschine in der Seitenansicht,
2 in der Draufsicht ein Segment der Strangführung gemäß dem Stand der Technik,
3 in der Seitenansicht das Segment der Strangführung gemäß 2, d. h. gemäß dem Stand der Technik,
4 in der Darstellung gemäß 3 ein Segment der Strangführung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
5a und 5b das Segment gemäß 4 in der Grundstellung der Segment-Rahmen zueinander (5a) und in einer verschobenen Stellung des Oberrahmens relativ zum Unterrahmen (5b), wobei die Segmente fluchtend untereinander dargestellt sind,
6a und 6b drei benachbarte Segmente der Strangführung in der Grundstellung der Segment-Rahmen zueinander (6a) und in einer Einbau- bzw. Ausbaustellung (6b), wobei die Segmente fluchtend untereinander dargestellt sind.
In 1 ist der Gießbogen einer Strangführung 1 einer Stranggießmaschine zu sehen. In bekannter Weise besteht der Gießbogen aus einer Anzahl Segmenten 2, die so relativ zueinander positioniert sind, dass sich ein bogenförmiger Verlauf für den (hier nicht dargestellten) Gießstrang ergibt, um ihn hinter einer Kokille von der Vertikalen in die Horizontale umzulenken. Jedes Segment 2 weist als wesentliche Bauteile zwei Rahmen 8 und 9, nämlich einen Unterrahmen 8 und einen Oberrahmen 9 auf, in die Stützelemente 6, 7 in Form von Rollen montiert sind. Die Rollen 6, 7 können dabei angetrieben oder nicht angetrieben sein, wobei ein Rahmen 8, 9 Rollen beider Arten aufweisen kann. Damit wird für den Gießstrang ein Weg in Förderrichtung F definiert.
Der Aufbau eines Segments 2 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus 4. Wieder ist vorgesehen, dass der Oberrahmen 9 relativ zum Unterrahmen 8 durch zwei seitlich angeordnete Lenker 11 und 12 geführt wird, wozu auf die obigen Ausführungen zu 2 und 3 Bezug genommen wird.
Im Unterschied zu der vorbekannten Lösung gemäß 3 ist nunmehr jedoch vorgesehen, dass Mittel 10 vorhanden sind, mit denen der obere und der untere Rahmen 8, 9 relativ zueinander in Förderrichtung F verstellt werden können. Realisiert ist dies im Ausführungsbeispiel durch je einen Aktuator 13, der in die stabförmigen Lenker 11 und 12 integriert ist. Angedeutet ist dies hier durch eine Kolben-Zylinder-Einheit die sich im Lenker 11, 12 befindet.
Die Lenker 11, 12 haben eine wirksame Länge L, die den Abstand der beiden Enden 14 und 15 der Lenker 11, 12 definiert, an denen diese an den Rahmen 8, 9 gelenkig angeordnet sind.
Wie sich aus 5 ergibt, kann damit eine gezielte Verstellung vorgenommen werden: In 5a ist das Segment in der Grundstellung zu sehen, d. h. der Oberrahmen 9 befindet sich relativ zum Unterrahmen 8 in einer Ausgangsstellung, d. h. vorliegend sind die Rahmen 8, 9 fluchtend übereinander positioniert.
Werden die Aktuatoren 13 betätigt, kann indes die verschobene Position eingestellt werden, wie sie sich aus 5b ergibt. Die wirksame Länge der Lenker 11, 12 wurde im Verhältnis zu 5a hier vergrößert, was zur Folge hat, dass der Oberrahmen 9 relativ zum Unterrahmen 8 um eine Verschiebung x in Förderrichtung F (bei gleich gebliebener Dicke des Strangs 3) versetzt ist. Dargestellt ist, dass die Verschiebung x des Oberrahmens 9 in Förderrichtung F erfolgte (in 5b nach rechts); genauso kann natürlich durch Verkürzung der wirksamen Länge der Lenker 11, 12 eine Verschiebung des Oberrahmens 9 gegen die Förderrichtung F (in 5b nach links) erfolgen.
Eine mögliche Nutzung dieses Effekts ist in den 6a und 6b illustriert. Hier sind drei benachbarte Segmente 2 in der Grundstellung (6a) und in einer Ausbau- bzw. Einbaustellung (6b) skizziert. Zum Einbau bzw. Ausbau eines Segments bzw. eines Teils desselben wird der Oberrahmen 9 des vorausgehenden (linken) Segments 2 entgegen der Förderrichtung F verschoben, d. h. der Oberrahmen 9 dieses Segments 2 wird nach links um den Verschiebweg x bewegt, wozu die Lenker 11, 12 mittels der Aktuatoren 13 verkürzt werden. Entsprechend wird der Oberrahmen 9 des nachfolgenden (rechten) Segments 2 in Förderrichtung F verschoben, d. h. der Oberrahmen 9 dieses Segments 2 wird nach rechts um den Verschiebeweg x bewegt, wozu die Lenker 11, 12 mittels der Aktuatoren 13 verlängert werden. Folglich wird der obere Rahmen 9 des linken Segments 2 um eine Verschiebung 16 nach links bewegt, während der obere Rahmen 9 des rechten Segments 2 um eine Verschiebung 17 nach rechts bewegt wird. Zwischen dem linken und rechten Segment 2 ergibt sich mithin für das mittlere Segment 2 ein vergrößerter Ein- bzw. Ausbauraum (der Größe 2×). Während das rechte und das linke Segment nach der vorgenommenen Verschiebung 16, 17 in der Stranggießanlage verbleiben, kann das mittlere Segment in einfacherer Weise als bislang aus- bzw. eingebaut werden.
Die Integration der Längenverstellbarkeit der Lenker 11, 12 schafft damit die oben genannten Vorteile. Die Verstellung der Länge L der Lenker 11, 12 kann dabei an jeder Seite des Segments 2 unabhängig voneinander erfolgen, d. h. insbesondere auch unterschiedlich, so dass eine seitenspezifische Ausrichtung des Oberrahmens 9 zum Unterrahmen 8 vorgenommen werden kann.
Für die Verstellung des Aktuators 13 können beliebige Systeme eingesetzt werden. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein hydraulisches Kolben-Zylinder-System vorgesehen. Es ist aber auch genauso möglich, ein elektrisches System einzusetzen, d. h. beispielsweise eine Gewindespindel oder ein anderes mechanisches Getriebe und ein Elektromotor zu deren bzw. dessen Antrieb.
Die Anordnung des Aktuators 13 in den Lenkern 11, 12 kann – wie im Ausführungsbeispiel dargestellt – zwischen den beiden Enden 14 und 15 des Lenkers erfolgen. Es ist aber genauso auch möglich, den Aktuator 13 in einem endseitigen Bereich des Lenkers 11, 12, d. h. im Bereich der Ankopplung des Lenkers 11, 12 am jeweiligen Rahmen 8, 9 vorzusehen.
Die Verstellung der Länge L der Lenker 11, 12 bewirkt eine (parallele) Verschiebung der Rollenbahn des oberen Rahmens 9 zur Rollenbahn des unteren Rahmens 8. Die Verschiebung erfolgt dabei, wie bereits oben erwähnt, in Gießrichtung oder entgegen derselben. Die Verstellung kann jedoch auch (bei unsymmetrischer Betätigung der beiden Aktuatoren 13 der beiden Lenker 11 und 12) zu einer seitenspezifischen Ausrichtung des Oberrahmens 9 zum Unterrahmens 8 genutzt werden.
Die Einstellung der effektiven Länge L des Lenkers 11, 12 mittels des Aktuators 13 kann mittels einer Steuerung oder einer Regelung erfolgen. Bei einer hydraulischen Ausgestaltung des Aktuators 13 kann eine Positionsregelung des Hydraulikzylinders, ein Hydraulikzylinder mit internen oder externen Anschlägen, ein vorgespannter Hydraulikzylinder (z. B. mit Tellerfedern) und/oder ein Hydraulik-Plunger-Zylinder vorgesehen werden.
Der Erfindungsvorschlag kommt besonders bevorzugt bei Vertikal-, Biege-, Bogen-, Richt- und Horizontalsegmenten von Brammen- und Dünnbrammenstranggießanlagen zum Einsatz.

1: Strangführung
2: Segment
3: Strang
4: Seite des Strangs
5: Seite des Strangs
6: Stützelement (Rolle)
7: Stützelement (Rolle)
8: unterer Rahmen
9: oberer Rahmen
10: Mittel zum Verstellen
11: stabförmiger Lenker
12: stabförmiger Lenker
13: Aktuator
14: Ende des Lenkers
15: Ende des Lenkers
16: Verschiebung
17: Verschiebung
F: Förderrichtung
L: wirksame Länge des Lenkers
x: Verschiebeweg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0963263 B1 [0002]
- DE 10225924 C2 [0004]
- DE 1171119 [0004]

Claims

Strangführung (1), insbesondere für eine Stahlbrammen-Stranggießanlage, mit einer Anzahl von Segmenten (2), die einen Strang (3) an zwei einander gegenüberliegenden Seiten (4, 5) mit Stützelementen (6, 7) stützen, wobei die Stützelemente (6, 7) in einem unteren Rahmen (8) und einem oberen Rahmen (9) angeordnet sind, wodurch die Rahmen (8, 9) zur Führung des Strangs (3) in eine Förderrichtung (F) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (10) vorhanden sind, mit denen der obere und der untere Rahmen (8, 9) relativ zueinander in Förderrichtung (F) verstellt werden können.
Strangführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (2) einen Gießbogen bilden.
Strangführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (10) mindestens zwei stabförmige Lenker (11, 12) umfassen, die jeweils am unteren und am oberen Rahmen (8, 9) befestigt sind, wobei die Lenker (11, 12) jeweils einen Aktuator (13) zur Veränderung der wirksamen Länge (L) des Lenkers (11, 12) aufweisen.
Strangführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (13) zwischen den beiden Enden (14, 15) des Lenkers (11, 12) im Lenker (11, 12) integriert angeordnet ist.
Strangführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (13) im Bereich einer Befestigungsstelle des Lenkers (11, 12) an dem Rahmen (8, 9) angeordnet ist.
Strangführung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (13) als hydraulisches Kolben-Zylinder-System ausgebildet ist.
Strangführung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (13) als mechanisches Längenverstellelement ausgebildet ist.
Strangführung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (13) ein von einem Elektromotor angetriebenes Gewindespindelsystem aufweist.
Strangführung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Aktuatoren (13) in den mindestens zwei Lenkern (11, 12) mit Steuer- oder Regelungsmittel zur unabhängigen Ansteuerung eines Aktuators (13) in Verbindung stehen.
Strangführung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (6, 7) als angetriebene oder nicht angetriebene Rollen ausgebildet sind, die im Rahmen (8, 9) drehbar gelagert sind.