DE2304845C3 - Vorrichtung zur Führung einer oszillierend bewegten Stranggießkokille bei einer StranggieBanlage mit gebogener Strangbahnachse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Führen einer oszillierend bewegten Stranggießkokille bei einer Stranggießanlage mit gebogener Strangbahnachse mittels eines mindestens viergliedrigen Gelenkmechanismus, wovon ein Glied, mit je einem Gelenk an den Enden, durch die Kokille selbst bzw. deren Verlängerung und ein anderes als Gestell dienendes Glied durch einen Teil des ortsfesten Gerüsts der Anlaee gebildet wird.

Es ist eine oszillierbare Bogenkokille bekannt, die entlang einer bogenförmigen Schiene mittels Rollen geführt ist. Die Schiene definiert dabei eine zum bogenförmigen Formhohlraum parallele Führungsbahn. Beiderseits der Kokille sind Hebel zur Übertragung der Kokillenoszillationsbewegung angeordnet. Diese Hebel sind einerseits über Ausgieichsglieder gelenkig mit der Kokille und am starren Maschinenständer und andererseits an ihrem freien Ende mit einer hydraulischen ίο Kolbenzylindereinheit verbunden. Die Ausgleichsglieder sorgen dafür, daß die unterschiedliche Bewegungsbahn der Kokille mit derjenigen des Hebelgelenkes ausgeglichen wird. Die bogenförmige Schiene mit den entsprechenden Rollen stellt eine teure und wartungsfreundliche Oszillationsführung dar.

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 andererseits 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 Punkte schneiden. Es ist auch bekannt, bei Kokillen mit geradem Formhohlraum und anschließender gebogener Strangbahn, an Meile der Hebel Führungen in Form von Glei'steinen 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 inneren 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 geger, das Zentrum des Strangbogens gerichtete KokiK-.nwand verschiebbar ist. Bei solchen Anlagen ist auch die an die Kokille anschließende Strangführung verstellbar. Die zur Verstellung notwendigen Mittel sind ebenfalls adf der gegen das Zentrum des Strangbogens gerichteten Seite der Strangrührung angeordnet. Das Anbringen der Verstellorgane für die Kokille und die Strangführung ίο und des Oszillationsmechanismus auf der gleichen Seite der Strangbahn !ührt 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 nicJt 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 Gelenke an der Kokille 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 oer Oszillationseinrichtungen wesentlich erleichtert, da auf der Außenseite mehr Raum zur Verfügung steht.

Bei Anlagen, wo die Achse des Form- und Führungshohlraumes der Kokille und deren mitoszillierenden Verlängerung, im unteren Endpunkt der Oszillationsbahn mit der Strangbahnachse identisch ist und mit der oberen und unteren Endfläche des oszillierenden Form- und Führungshohlraumes Schnittpunkte bildet, ist es besonders vorteilhaft, wenn diese Schnittpunkte in den Endpunkten der Oszillationsbahn der Kokille auf einer Tangente zur Strangbahnachse liegen und der Punkt im unteren Endpunkt zugleich Berührungspunkt der Tangente an die Strangbahnachse ist.

Durch diese Ausführungsform ist gewährleistet, daß der aus dem oszillierenden Form- und Führungshohlraum austretende Strang mit möglichst geringer Abweichung in die nachfolgende, mit der Struktur verbundene, Strangführung eintritt, wodurch die Gefahr von Durchbrüchen oder anderen 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, rechtwinklig zur Sirangbahnachse, 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, die die Verbindungsglieder zwischen den Gelenken an der Kokille und dem Gestell darstellen, parallel laufen. Eine solche Ausführungsform erleichtert das Ausrichten der Hebel und damit der Oszillationsbewegung in einfachster Weise, wodurch Zeit eingespart werden kann.

Werden diese 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.

Konsiruktive Schwierigkeiten können erfordern, daß ein Verbindungsglied des Gelenkvierecks 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 Abnützung während des Betriebes, aufzuweisen.

In vorteilhafter Weise werden die Abweichungen der Bewegungsbahnen der Gelenke an der Kokille 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.

Im Nachfolgenden werden Erfindungsbeispiele mit Hilfe von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig.l einen Teilschnitt durch den obersten Teil einer Stranggießanlage mit gebogener Strangbahnachse, Kokille. Oszillationsvorrichtung und oberstem Führungsbereich,

F i g . 2 den schematisch gezeichneten Bewegungsablauf für den Schnittpunkt der Form- und Führungshohlraumachse mit der unteren Endfläche des oszillierenden Form- und Führungshohlraumes und

F i g. 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 Führungshohllaum 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 mii 22 bezeichnet ist. Kokille 1, erste Führungszone 2 und Strangführung sind Teile einer gebogenen Strangbahn mit zugeordneter Strangbahnachse 15. Mit der Kokille 1 und deren Verlängerung Γ sind über Gelenkpunkte 11, 12 zwei Führungshebel 8 und 9 verbunden, die an Lagerstellen iO gelagert sind. Die L3gerstellen 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 1 und mit ihr verbundene Teile, wie die erste Führungszone 2, während des Gießbetriebes oszillierend bewegt werden, so schwingen die mit der Kokille 1 in den Gelenkpunkten 11 verbundenen Hebel 8 und 9 um die Lagerstellen 10. Die beiden Lagerstellen 10, die Hebel 8 und 9 und die beiden Gelenkpunkte 11, 12 sowie die Kokille bilden dabei einen viergliedrigen Gelenkmechanismus. Die mit der Kokille 1 in den Punkten 11,12 verbundenen Enden

der Hebel 8 und 9 bewegen sich dabei auf Kreisbahnen 17 und 18, und zwar mil Radien 34 und 35. Die Kreisbahnen 17, 18 sind dabei enigegengesctzi zur Strangbahnachse 15 gekrümmt. Üblicherweise sind die Hebel 8 und 9 paarweise angeordnet, um die Kokille 1 auch seitlich zu führen; es ist jedoch auch möglich, nur je einen Hebel 8 und 9 zu verwenden und die Kokille 1 dafür mit Gleitflächen oder Rollen gegen horizontale Abweichungen rechtwinklig zu den Hebeln 8 und 9 abzustützen.

Da das oberste Segment 22 der Strangführung und damit die gesamte Sirangführung nicht oszilliert werden, sondern fest mit dem Gerüst 7 verbunden sind, ist es wichtig, daß die Kokille 1 und die erste Führungszone 2, die den oszillierenden Bereich bilden. eine bestimmte zulässige Abweichung von der 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. Wird nur die Kokille 1 oszilliert, so ist die untere Endfläche des oszillierenden Bereiches mit der Endfläche des Kokillenhohlraumes 3 identisch. Wenn jedoch der Kokille 1 nachgeordnete Führungsorgane 2 ebenfalls mit oszillieren, so endet der oszillierende Bereich erst mit einer rechtwinklig zur Strangbahnachse 15 stehenden Fläche, die direkt an das unterste oszillierende Führungsmittel 5, des Führungshohlraumes 4 anschließt.

F i g. 2 stellt den schematischen Bewegungszustand eines Bezugspunktes 28 im unteren und im oberen Endpunkt der Oszillationsbahn dar. Der Bezugspunkt 28 wird dabei durch den Schnittpunkt der Form- und Führungshohlraumachse 16 mit der unteren Endfläche 26 des oszillierenden Führungshohlraumes 4 gebildet. Einen zweiten Bezugspunkt bildet die Achse 16 mit der oberen Endfläche 25 des Formhohlraumes 3, nämlich den Schnittpunkt 27 ( F i g. 1). Im unteren Endpunkt der Oszillationsbahn 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 Endpunkt 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 den oszillierten Teilen zu der ortsfesten Strangführung. Die Verschiebung des Punktes 28 in die Lage 28' erfolgt entlang der Peripherie eines Kreisbogens J8 mit dem Radius 35, wobei der Kreisbogen 118 entgegengesetzt zum Bogen der Strangbahnachse 15 mit dem Radius 33 gekrümmt ist. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Radien 35 und 33 und die zugehörigen Zentren so gewählt werden, daß der Punkt 28 gleichmäßig auf beide Seiten der Strangbahnachse 15 ausgelenkt wird, wodurch sich die Abweichungen 38 oder 39 von der Strangbahnachse 15 auf die Hälfte reduzieren. Bei den herkömmlichen Oszillationsvorrichtungen liegt die gesamte Auslenkung auf der gleichen Seite der Strangbahnachse 15.

Abhängig von der Krümmung der Stiangbahnachse 15 und der Anordnung der Gclenkpunkte 11, 12 an der Kokille 1 bzw. deren Verlängerung 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 11,12 besser an die Strangbahn 15 anpassen läßt.

Das Ausrichten der Hebel 8 und 9 kann vereinfacht werden, indem diese parallel laufend angeordnet werden.

Liegt der obere in Fig. 1 gezeichnete Schnittpunkt 27 nicht auf einer Tangente zur Sirangbahnachse 15, so können dadurch der vertikalen Oszillationsbewegung der Kokille 1 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 einer Tangente zur Strangbahnachse 15 zuzuordnen und dem Punkt 28 Bewegungsendpunkte, die nicht auf einer Tangente 32 liegen.

Eine weitere Lösung ist in F i g. 3 gezeigt, wo der Hebel 8, der das Verbindungsglied zwischen dem Gelenk 11 an der Kokille 1 und dem Gestell 10 darstellt, durch eine Führungsbahn 41 ersetzt wird. Diese Führungsbahn 41 kann dabei durch eine Gleit- oder 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 in F i g. 1 mit 17 bezeichneten Bewegungsbahn des Hebels 8.

Es kann aber auch der Hebel 8 beibehalten und dafür der Hebel 9 durch eine Führungsbahn ersetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Führen einer oszillierend bewegten Stranggießkokille bei einer Stranggießanlage mit gebogener Strangbahnachse mittels eines mindestens viergliedrigen Gelenkmechanismus, wovon ein Glied, mit je einem Gelenk an den Enden, durch die Kokille selbst bzw. deren Verlängerung, und ein anderes als Gestell dienendes Glied durch einen Teil des ortsfesten Gerüsts der Anlage gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsbahnen (17,18) der Gelenke (11, 12) an der Kokille (1) entgegengesetzt zur Strangbahnachse (15) gekrümmt sind.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, wobei die Achse des Form- und Führungshohlraumes, der Kokille und deren mitosziilierenden Verlängerung, im unteren Endpunkt der Oszillationsbahn mit der Strangbahnachse identisch ist und mit der oberen und unteren Endfläche des oszillierenden Form- und Führungshohlraumes Schnittpunkte bildet, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schnittpunkte (27, 28) in den Endpunkten der Oszillationsbahn der Kokille (S) auf einer Tangente (32) zur Strangbahnachse (15) liegen und der Punkt (28) im unteren Endpunkt zugleich Berührungspunkt (31) der Tangente (32) an die Strangbahnachse (15) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Bewegungsendpunkte des einen der beiden Schnittpunkte (27, 28) auf einer Tangente liegen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Verbindungsglieder zwischen den Gelenken der Kokille und dem Gestell durch zwei Führungshebel gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß diese beiden Führungshebel (8, 9) parallel laufen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Verbindungsglieder zwischen den Gelenken an der Kokille und dem Gestell durch zwei Führungshebel gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß diese Führungshebel (8,9) nicht gleich lang sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungsglied zwischen Kokille und Gestell durch einen Führungshebel (9) und das andere Verbindungsglied durch eine Führungsbahn (41) gebildet wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichungen (38, 39) der Bewegungsbahnen (17, 18) der Gelenke (11, 12) an der Kokille (1) von der Strangbahnachse (15) auf beide Seiten der Strangbahnachse (15) gleichmäßig verteilt sind.