-
1. Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung der Kanten von Gießsträngen, umfassend je ein spanabhebendes Werkzeug, welches in Kontakt mit einer Längskante des Gießstrangs bringbar ist, sowie wenigstens eine Führung zur senkrechten Anstellung der spanabhebenden Werkzeuge an die Längskanten. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein System aus einem Gießstrang, vorzugsweise einem kontinuierlich vergossenen Gießstrang, und einer solchen Vorrichtung. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur spanabhebenden Bearbeitung der Kanten von Gießsträngen mittels einer dafür vorgesehenen Vorrichtung.
-
2. Stand der Technik
-
Bisherige Kantenhobel zur Bearbeitung der Längskanten von gegossenen Heißbarren bearbeiten mit einer Schnittgeschwindigkeit, die nicht beeinflussbar, sondern von der Gießgeschwindigkeit des Gießstrangs abhängig ist, zur Anfasung die Längskanten des Gießstrangs. Die Anstellung der Meißel gegenüber den Längskanten erfolgt dabei üblicherweise über zwei linear geführte, pneumatisch vorgespannte, Schlitten. Eine solche Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik ist unten in 1 wiedergegeben.
-
Nachteilig an diesen Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik ist, dass die Schnittgeschwindigkeit der Meißel durch die Gießgeschwindigkeit des Gießstrangs begrenzt und vorgegeben ist. Dabei ergeben sich Fließspäne, die zu Qualitätsproblemen führen. Diese Fließspäne gelangen gegebenenfalls in das nachgelagerte Walzwerk und führen zu Qualitätsproblemen im fertigen Produkt. Weiter kommt es bei den linear- und pneumatisch vorgespannten Führungen häufig zu Problemen, wie folgt. Die Führungen haben die Aufgabe, die Querbewegungen des Barrens zu kompensieren und somit die Spantiefe konstant zu halten. Durch Verschmutzen und auch sogenannte Schubladeneffekte ist die Lösung gemäß dem Stand der Technik fehlerbehaftet.
-
Der bisherige Kantenhobel hatten keine Möglichkeit, die Schnittgeschwindigkeit zu dem kontinuierlich gegossenen Gießstrang zu beeinflussen und ist somit abhängig von dessen Gießgeschwindigkeit. Die Gießgeschwindigkeit reicht jedoch nicht aus, um die geforderte und für einen Span hochnotwendige Schnittgeschwindigkeit zu erreichen. Dadurch entstehen Fließspäne, die zu Qualitätsproblemen in dem nachgelagerten Walzprozess führen und eine unzureichende Qualität des Endprodukts bewirken. Die entstehenden Fließspäne können nicht in einen Auffangbehälter problemlos abgeführt werden und verhindern einen störungsfreien Betrieb. Die Fließspäne bringen die Notwendigkeit mit sich, zeitweise händisch in den Prozess einzugreifen. Die Anstellung der spanabhebenden Werkzeuge, vorzugsweise der vier Meißel, erfolgt über zwei linear geführte, pneumatisch vorgespannte, Schlitten. Es liegen vorzugsweise ein auf der Antriebsseite und ein auf der Bedienerseite des Gießstrangs angeordneter Schlitten mit jeweils zwei Meißeln vor, um alle vier Kanten anzufasen. Der Gießstrang kann prozessbedingt eine seitliche Auslenkung aufweisen, die durch die linear geführte Anstellung kompensiert werden soll. Die Gießereiumgebung (z. B. Hitze, Schmutz und Wasser) kann jedoch dazu führen, dass in kürzester Zeit eine störungsfreie Funktion der Führung nicht mehr gegeben ist. Die seitliche Gießstrangbewegung kann somit nicht mehr ausreichend kompensiert werden und führt zu unterschiedlichen Spantiefen, die sich im Endprodukt wiederspiegeln.
-
3. Aufgabe der Erfindung
-
Es war daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels dem die Spanabnahme an den vier Langskanten eines kontinuierlich gegossenen Gießstrangs verbessert werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung, umfassend die Merkmale des Anspruchs 1, einem System, umfassend die Merkmale des Anspruchs 11, sowie mittels eines Verfahrens, umfassend die Merkmale des Anspruchs 12, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung niedergelegt.
-
4. Detaillierte Darstellung der Erfindung
-
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung der Kanten von Gießsträngen je ein spanabhebendes Werkzeug auf, welches in Kontakt mit einer Längskante des Gießstrangs bringbar ist, sowie wenigstens eine Führung zur senkrechten Anstellung der spanabhebenden Werkzeuge an den Längskanten des Gießstrangs. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Bewegung der spanabhebenden Werkzeuge parallel zu den Längskanten der Gießstränge vorgesehen sind, um die Relativgeschwindigkeit zwischen den Längskanten und den spanabhebenden Werkzeugen zu verändern. Die spanabhebenden Werkzeuge werden hierdurch relativ zur Gießstranggeschwindigkeit in Bewegung gesetzt, um somit sicherzustellen, dass die Bearbeitung der Längskanten des Gießstrangs nicht ausschließlich von der Gießgeschwindigkeit des Gießstrangs abhängig ist. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass Fließspäne sicher vermieden werden können und der Bearbeitungsprozess störungsfrei und insbesondere ohne schädliche Beeinflussung des fertigen Produkts durchführbar ist.
-
Vorzugsweise ist der Gießstrang eine Bramme oder eine Tafel, insbesondere ein kontinuierlich vergossener Gießstrang.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das spanabhebende Werkzeug ein Meißel, vorzugsweise ein Kantenhobel.
-
Bevorzugt wird, wenn die senkrechte Führung für die spanabhebenden Werkzeuge in Bezug auf die Längskanten des Gießstrangs einen Schlitten umfasst, vorzugsweise mit Mitteln zur pneumatischen oder hydrostatischen Beaufschlagung der spanabhebenden Werkzeuge mit Kraft.
-
Bevorzugt wird überdies, wenn der Schlitten mit Rollen verbunden ist, die in Kontakt mit wenigstens einer Oberfläche, vorzugsweise zwei gegenüberliegenden Oberflächen, des Gießstrangs bringbar sind, um ein seitliches Nachführen des Schlittens in Bezug auf Veränderungen der Lage des Gießstrangs innerhalb der Vorrichtung zu ermöglichen. Besonders bevorzugt wird überdies, wenn der Schlitten auf wenigstens einer vertikal angeordneten Säule, vorzugsweise zwei vertikal angeordneten Säulen, horizontal gleitend gelagert ist. Das seitliche Auslenken des Gießstrangs wird durch diese Anordnung des Schlittens innerhalb der Vorrichtung sicher kompensiert. Die Einstellung erfolgt vorzugsweise über einen Pneumatikzylinder mit entsprechender Parametereinstellung. Einstellungen der Spantiefe können vorzugsweise relativ zum Schlitten eingestellt werden. Die Einhaltung einer konstanten Spantiefe wird über die Rollenführung sichergestellt.
-
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist durch das Mittel zur parallelen Bewegung eine oszillierende Bewegung des Werkzeugs relativ zur Längskante bewirkbar. Überaus bevorzugt wird, wenn das Mittel zur parallelen Bewegung einen Exzenterantrieb, vorzugsweise einen Exzentermotor, umfasst, über den eine oszillierende Bewegung des spanabhebenden Werkzeugs, vorzugsweise jedes spanabhebenden Werkzeugs, relativ zur Längskante des Gießstrangs bewirkbar ist. Durch den motorischen Exzenterantrieb wird die rotatorische Bewegung des Exzenters in eine translatorische Bewegung des spanabhebenden Werkzeugs in Bezug auf die Längskante des Gießstrangs bewirkt. Hierdurch wird mit besonders einfachen und leicht beherrschbaren Mitteln eine periodische Relativbewegung eines jeden Werkzeugs in Bezug auf die Längskante des Gießstrangs bewirkt, wobei in einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung die Drehzahl und/oder die Exzentrizität des Exzenterantriebs variabel einstellbar sind. Durch einen derartigen Exzenterantrieb verändert sich die Relativgeschwindigkeit des spanabhebenden Werkzeugs in Bezug auf die zu bearbeitende Längskante des Gießstrangs regelmäßig und periodisch, wodurch ein sicherer Spanabbruch gewährleistet ist.
-
Durch die Oszillation und eine damit einhergehende Richtungsänderung der spanabhebenden Werkzeuge ergibt sich ein gezielter Spanabbruch und dadurch ein definierter Spanparameter. Die Späne können hierdurch störungsfrei in die Späne-Auffangwanne abgeleitet werden, die Gefahr von eingewalzten Spänen im nachfolgenden Walzwerk wird hierdurch minimiert. Die Spantiefe wird vorzugsweise durch eine angepasste Führung optimiert, wodurch sich eine höhere Gießstrangqualität und letztendlich eine höhere Qualität des schlussendlich zu produzierenden Produkts ergibt. Ein zusätzlicher händischer Eingriff durch das Bedienpersonal wird vermieden.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Schnittgeschwindigkeit über eine Rückmeldung der Gießgeschwindigkeit an ein Regelmodul nachgeregelt, wodurch zu jeder Zeit optimale Zerspanungsbedingungen sichergestellt werden können.
-
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Abnutzung der Werkzeuge, insbesondere der Meißel, über Parameter des motorischen Antriebs, vorzugsweise des Exzenterabtriebs, ausgewertet werden. Überaus bevorzugt wird dabei, wenn Überschreitungen von Parameter-Grenzwerten von einer dafür vorgesehenen Software ausgewertet werden, wobei vorzugsweise diese Software nach der Auswertung die Überschreitung der Grenzwerte signalisiert und somit einen ungeplanten Stillstand der Maschine insgesamt vermieden werden kann. Durch ein so vorgenommenes Condition Monitoring wird eine höhere Verfügbarkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewährleistet.
-
Figurenliste
-
- 1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht auf einen Kantenhobel für einen kontinuierlich gegossenen Strang gemäß dem Stand der Technik,
- 2 zeigt eine geschnittene Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, und
- 3 zeigt eine Seitenansicht auf eine Vorrichtung gemäß der Erfindung.
-
1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht durch eine Vorrichtung 1 zur spanabhebenden Bearbeitung der Kanten von Gießsträngen 2 gemäß dem Stand der Technik. Der Gießstrang 2 wird in Gießgeschwindigkeit durch die Vorrichtung 1 von links nach rechts hindurchgeführt und passiert dabei vier (nicht dargestellte) Kantenhobel, die mittels linearer Anstellungen 4 auf die Längskanten des Gießstrangs 2 zugestellt werden. Ein Mittel zum Verändern der Relativgeschwindigkeit zwischen den (nicht dargestellten) Kantenhobeln und den Längskanten des Gießstrangs 2 ist nicht vorgesehen, die Geschwindigkeit der Kantenbearbeitung ist allein durch die Geschwindigkeit des Gießstrangs 2 durch die Vorrichtung 1 hindurch vorgegeben.
-
2 zeigt eine Ansicht von oben auf eine Vorrichtung 1 in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung. Ein (nicht dargestellter) Gießstrang verläuft in der figürlichen Darstellung von links unten nach rechts oben durch die Vorrichtung 1 hindurch und passiert dabei vier Meißel 3, die einerseits mittels einer pneumatischen Anstellung senkrecht auf den (nicht dargestellten) Strang zugestellt werden und andererseits eine oszillierende Bewegung in Orientierung und Amplitude der dargestellten Bewegungspfeile 11 ausführen. Hierdurch wird eine regelmäßige Veränderung der Relativgeschwindigkeit zwischen den Meißeln 3 und den Längskanten des (nicht dargestellten) Gießstrangs bewirkt. Der (nicht dargestellte) Gießstrang passiert beim Eintritt in die Vorrichtung 1 Rollen 10, die in Kontakt mit dem (nicht dargestellten) Gießstrang treten und somit einer Seitwärtsbewegung des (nicht dargestellten) Gießstrangs folgen können. Die Rollen 10 wiederum sind mit dem Schlitten 8 so verbunden, dass eine Bewegung jeder Rolle 10 auf den (nicht dargestellten) Gießstrang hin oder von diesem weg sich direkt auf den Schlitten 8 überträgt. Dieser Schlitten 8 wiederum ist an der Strangaustrittsseite des Schlittens 8 um einen Festpunkt schwenkbar gelagert, wodurch sichergestellt wird, dass der Schlitten 8 und die darin geführten Meißel 3 permanent und gleichmäßig an den (nicht dargestellten) Gießstrang angestellt sind. Eine vertikale Säulenführung 6 schließlich ermöglicht das horizontale Gleiten des Schlittens 8 in der Ebene, in der der (nicht dargestellte) Gießstrang durch die Vorrichtung 1 hindurchläuft.
-
3 zeigt eine Seitenansicht durch eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, in der der Exzenterantrieb 7 gezeigt ist, über den eine periodisch wirkende Auslenkung des Schlittens 8 relativ zur Bewegungsrichtung des (nicht dargestellten) Gießstrangs durch die Vorrichtung 1 bewirkt wird. Der Exzenterantrieb 7 gibt eine von seiner Drehzahl abhängige Schwingung und von seiner Exzentrizität abhängige Schwingungsamplitude auf den Schlitten 8 auf, der eine schwingende Bewegung nach links und rechts in der Figur ausführt. Der Schlitten 8 wiederum ist zwischen zwei Blattfedern 9 gelagert, mittels derer die vom Exzenterantrieb 7 auf den Schlitten 8 aufgegebene Schwingungsbewegung in gewünschter Weiser gedämpft und abgefedert verläuft.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Vorrichtung
- 2
- Gießstränge
- 3
- Werkzeuge
- 4
- senkrechte Führung
- 5
- Mittel zur parallelen Bewegung
- 6
- vertikale Säule
- 7
- Exzenterantrieb
- 8
- blattfedergeführter Schlitten
- 9
- Feder/Blattfeder
- 10
- Rollenführung
- 11
- Bewegungspfeile
