WO2012013450A1 - Stranggiesskokille - Google Patents

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WO2012013450A1
WO2012013450A1 PCT/EP2011/061191 EP2011061191W WO2012013450A1 WO 2012013450 A1 WO2012013450 A1 WO 2012013450A1 EP 2011061191 W EP2011061191 W EP 2011061191W WO 2012013450 A1 WO2012013450 A1 WO 2012013450A1
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actuators
mold according
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Michael Dreis
Jörn HOFFMEISTER
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Sms Siemag Ag
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D2/00—Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass
    • 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
    • B22D11/05—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds into moulds having adjustable walls
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    • 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
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/168—Controlling or regulating processes or operations for adjusting the mould size or mould taper

Definitions

  • the invention relates to a continuous casting mold with two oppositely arranged broad side walls and clamped between the broad side walls and displaceable for format width adjustment narrow side walls, between the broad side walls at least two hydraulic actuators are arranged with which the clear distance between the broad side walls can be adjusted.
  • the present invention has for its object to provide a continuous casting mold of the generic type, with a faster conversion of the mold is possible to a new casting format, so as to realize different casting thicknesses. It should be especially unnecessary to make the conversion in a workshop. The adjustment of the clamping force of the mold should be possible in a simpler way.
  • each hydraulic actuator is provided with a measuring element for measuring the actuation path of the actuator.
  • the measuring element is preferably connected to a control or regulating device, wherein the control or regulating device is designed to move the actuator around a defined actuation path.
  • the wide side walls and the actuators are preferably free from effective in the direction of the actuation path between the actuators and the broad side walls arranged spring means.
  • On the usual disk spring packages is thus preferably omitted in order to avoid the above-mentioned disadvantages.
  • the actuators are preferably designed as hydraulic piston-cylinder systems. They can be equipped with a pipe burst safety device to increase operational safety.
  • the pipe rupture protection may comprise a spring-biased check valve in a supply line of the actuator.
  • the actuator may further be provided with a clamping head for blocking an adjustment movement in the direction of the actuation path.
  • the actuator preferably has an actuation stroke of at least 50 mm.
  • the continuous casting mold is preferably free of an outer frame (so-called outer frameless mold).
  • the actuators can be arranged on or in a broadside water box.
  • the invention proposes a pressing and opening device for the Kokillenbreitrise by means of hydraulic cylinders, which allows a quick changeover between different casting thicknesses on continuous casting molds.
  • the hydraulic cylinders are preferably integrated into the broad side water boxes of an outer frameless slab mold or grown outside. These cylinders are capable of realizing a large opening stroke of more than 50 mm while compensating for approximately 15 to 20 mm of copper post-shift.
  • the cylinders can be arranged both on the fixed side or alternatively also on the loose side broadside water boxes.
  • the cylinders are preferably protected against unintentional opening of the mold by means of pipe rupture safeguards.
  • the cylinders can be provided with clamping heads.
  • the proposed measuring elements allow a defined and synchronous movement of the broad side walls or water tanks to each other.
  • FIG. 1 is a sectional side view of a continuous casting mold, wherein a first, narrow casting format is set,
  • FIG. 2 shows the illustration of FIG. 1, wherein now a second, wider
  • FIG. 3 shows a perspective view of an end region of the continuous casting mold.
  • a continuous casting mold 1 can be seen, which has two broad side walls 2 and 3.
  • the wide side wall 2 is a copper plate, which serves as a fixed side;
  • the broad side wall 3 is a copper plate, which represents the lot side.
  • Between the broad side walls 2, 3 narrow side walls are clamped in a known manner, in which case only one narrow side wall 4 can be seen.
  • the two broad side walls 2, 3 can be adjusted relative to one another with a number of actuators 5, 6 in the direction of an actuating travel s.
  • each hydraulic actuator 5, 6 is provided with a measuring element 7 for measuring the actuating travel s of the actuator 5, 6.
  • the measured value for the actuation travel s is fed to a control or regulating device 8, which in turn acts on the actuators 5, 6 designed as hydraulic piston-cylinder units, so that a desired value ssoii predetermined for the control or regulating device 8 is achieved for the actuation path s.
  • the achievement of the predetermined value for the actuation travel in the closed loop takes place.
  • the actuators 5, 6 are arranged on the broad side water boxes 9 and 10, respectively, connected to them in an effective manner.
  • a support frame To recognize is a support frame
  • a narrow side wall 4 is used with a first, relatively small width between the broad side walls 2 and 3.
  • a relatively small casting thickness is produced in the slab to be cast.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille (1) mit zwei gegenüberliegend angeordneten Breitseitenwänden (2, 3) und zwischen den Breitseitenwänden (2, 3) geklemmten und zur Formatbreitenverstellung verschiebbaren Schmalseitenwänden (4), wobei zwischen den Breitseitenwänden (2, 3) mindestens zwei hydraulische Aktuatoren (5, 6) angeordnet sind, mit denen der lichte Abstand zwischen den Breitseitenwänden (2, 3) eingestellt werden kann. Um den Umbau der Kokille auf ein anderes Gießformat zu vereinfachen, sieht die Erfindung vor, dass jeder hydraulische Aktuator (5, 6) mit einem Messelement (7) zur Messung des Betätigungsweges des Aktuators (5, 6) versehen ist.

Description

Stranggießkokille
Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille mit zwei gegenüberliegend angeordneten Breitseitenwänden und zwischen den Breitseitenwänden geklemmten und zur Formatbreitenverstellung verschiebbaren Schmalseitenwänden, wobei zwischen den Breitseitenwänden mindestens zwei hydraulische Aktuatoren angeordnet sind, mit denen der lichte Abstand zwischen den Breitseitenwänden eingestellt werden kann.
Stranggießkokillen dieser Art sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Beispielsweise die EP 0 417 504 A2 offenbart sine solche Kokille. Zur Verspan- nung der Schmalseitenwände, die zwischen den Breitseitenwänden angeordnet sind, sind hier mechanische Spannelemente vorgesehen, die mit hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten in Wirkverbindung stehen. Die Stützrahmen der Kokille sind dabei mit ihren Breitseitenwänden so in der Kokille angeordnet und mit den Spannelementen so verbunden, dass sie sowohl zueinander als auch voneinander verstellt werden können. Demgemäß können durch Beaufschlagen der Kolben-Zylinder-Einheiten die Spannelemente, die als federelastische Zugstange ausgebildet sein können, vorgespannt werden, so dass die Schmalseitenwände zwischen den Breitseitenwänden gespannt werden.
Ähnliche Lösungen zeigen die EP 1 057 556 B1 , die EP 1 021 261 B1 , die EP 0 920 937 B1 , die EP 1 558 413 B1 , die DE 38 33 014 C2, die EP 1 140 389 B1 und die WO 2009/144127 A1 .
In der Regel werden die Breitseiten von außenrahmenlosen Brammenkokillen mit H i lfe von Tel l erfederpa keten mechan isch gegen d ie Schmalseiten- Kupferplatte gedrückt; lediglich zum Öffnen und Entlasten wird ein separater Plungerzylinder eingesetzt, der gegen die Federkräfte wirkt. Das Kalibrieren der Anpressvorrichtung erfordert das Abnehmen von Schutzhauben und das Lösen sowie das kontrollierte Anziehen von Kontermuttern, was einen entsprechend hohen Montageaufwand bedeutet. Hierbei muss auf eine geschlossene Kokille geachtet werden, um Ungenauigkeiten bei der Ein- Stellung der Anpresskraft zu vermeiden . Die Tellerfedern weisen häufig in nachteiliger Weise Toleranzen hinsichtlich ihrer Kennlinie auf. Die Tellerfedersäulen bedürfen einer regelmäßigen Wartung und Schmierung. Weiterhin können Ungenauigkeiten durch Setzerscheinungen auftreten. Die entsprechenden Arbeiten beim Umbau der Kokille auf ein anderes Gießformat werden daher zumeist in einer Werkstatt vorgenommen, so dass entsprechend hohe Transport- bzw. Logistikkosten und Montagekosten anfallen.
Die Montage- und Rüstzeiten zur Vorbereitung der Kokillen für ein anderes Gießformat erfordern demgemäß nachteilig eine hohe Anzahl an Kokillen im betrieblichen Umlauf. Auch das Einstellen der Klemmkraft erfordert das Demontieren von Schutzhauben und das genannte Lösen und Anziehen von Muttern und Kontermuttern an verschiedenen Stellen der Kokille.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stranggießkokille der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, mit der ein schnellerer Umbau der Kokille auf ein neues Gießformat möglich ist, um so verschiedene Gießdicken zu realisieren. Dabei soll es insbesondere entbehrlich sein, den Umbau in einer Werkstatt vornehmen zu müssen. Auch die Einstellung der Klemmkraft der Kokille soll in einfacherer weise möglich werden.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder hydraulische Aktuator mit einem Messelement zur Messung des Betätigungsweges des Aktuators versehen ist. Das Messelement steht bevorzugt mit einer Steuer- bzw. Regeleinrichtung in Verbindung, wobei die Steuer- bzw. Regeleinrichtung ausgebildet ist, den Aktu- ator um einen definierten Betätigungsweg zu verfahren.
Die Breitseitenwände und die Aktuatoren sind bevorzugt frei von wirksam in Richtung des Betätigungsweges zwischen den Aktuatoren und den Breitseitenwänden angeordneten Federmitteln. Auf die üblichen Tellerfederpakete wird also bevorzugt verzichtet, um die oben genannten Nachteile zu vermeiden.
Die Aktuatoren sind bevorzugt als hydraulische Kolben-Zylinder-Systeme aus- gebildet. Sie können mit einer Rohrbruchsicherung ausgestattet sein, um die Betriebssicherheit zu erhöhen. Die Rohrbruchsicherung kann ein federvorgespanntes Rückschlagventil in einer Versorgungsleitung des Aktuators aufweisen. Der Aktuator kann weiterhin mit einem Klemmkopf zum Blockieren einer Verstellbewegung in Richtung des Betätigungsweges versehen sein.
Der Aktuator hat bevorzugt einen Betätigungshub von mindestens 50 mm. Die Stranggießkokille ist bevorzugt frei von einem Außenrahmen (sog. außenrahmenlose Kokille).
Die Aktuatoren können an oder in einem Breitseitenwasserkasten angeordnet sein.
Die Erfindung schlägt also eine Anpress- und Öffnungsvorrichtung für die Kokillenbreitseiten mittels Hydraulikzylindern vor, die ein schnelles Umrüsten zwischen verschiedenen Gießdicken an Stranggießkokillen ermöglicht. Durch eine vollhydraulische Kokillenbreitseiten-Anpress- und -Versteileinrichtung an einer außenrahmenlosen Kokille kann ein Gießdickenwechsel in kürzerer Zeit und unter bestimmten Voraussetzungen auch in der Stranggießanlage erfolgen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Stranggießkokille ist es möglich, sehr präzise einen Betätigungsweg der Aktuatoren vorzugeben und einzuhalten, so dass auf aufwändige Einstellarbeiten über Strecken hinweg verzichtet werden kann. Die Erfindung macht sich dabei den Umstand zunutze, dass die Einstellgenauigkeit moderner Aktuatoren sehr hoch ist, so dass im Vorfeld bestimmte Verschiebewege präzise gefahren werden können.
Die hydraulischen Zylinder werden bevorzugt in die Breitseitenwasserkästen einer außenrahmenlosen Brammenkokille integriert oder außen angebaut. Die- se Zylinder sind in der Lage, einen großen Öffnungshub von mehr als 50 mm zu realisieren und gleichzeitig ca. 15 bis 20 mm Kupfernacharbeits-Verschiebung zu kompensieren. Die Zylinder können dabei sowohl am festseitigen oder alternativ auch am losseitigen Breitseitenwasserkästen angeordnet sein. Die Zylinder werden bevorzugt mit Hilfe von Rohrbruchsicherungen gegen ein unbeab- sichtigtes Öffnen der Kokille abgesichert. Zusätzlich können die Zylinder mit Klemmköpfen versehen werden.
Die vorgeschlagenen Messelemente (Positionsmessgeräte) erlauben eine definierte und synchrone Bewegung der Breitseitenwände bzw. Wasserkästen zu- einander.
Es ist eine flexible Klemmkrafteinstellung und eine Variation derselben bei vermindertem Wartungsaufwand möglich. Mit der vorgeschlagenen Lösung wird es möglich, einen sehr schnellen Umbau der Kokille auf ein neues Gießformat und insbesondere auf verschiedene Gießdicken zu bewerkstelligen. Die Kokille muss dazu nicht zwingend in eine Werkstatt transportiert werden, insbesondere um die Klemmkraft der Kokille einzustellen. Es ist vielmehr eine direkte Einstellung der Klemmkraft in Abhängigkeit der Gießbreite möglich (sog. Direct Soft Clamping). In vorteilhafter Weise besteht mit der vorgeschlagenen Lösung weiterhin eine geringere Gefahr einer Fehlkalibrierung der Klemmkraft durch die Toleranzen der Federn, eine unzureichende Schmierung, von Setzerscheinungen bzw. von Fertigungsfehlern der Federaufnahmen. Somit ist der Wartungsaufwand sowie der Montageaufwand minimiert, was entsprechende wirtschaftliche Vorteile hat.
Schließlich ist keine Re-Kalibrierung der Klemmkraft in Abhängigkeit des Ab- standes der Wasserkästen z. B. bei der Kupfernacharbeit oder nach dem For- matwechsel erforderlich.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht einer Stranggießkokille, wobei ein erstes, schmales Gießformat eingestellt ist,
Fig. 2 die Darstellung gemäß Fig. 1 , wobei nunmehr ein zweites, breiteres
Gießformat eingestellt ist, und
Fig. 3 in perspektivischer Darstellung einen Endbereich der Stranggießkokille.
In Fig. 1 ist eine Stranggießkokille 1 zu sehen, die zwei Breitseitenwände 2 und 3 aufweist. Die Breitseitenwand 2 ist eine Kupferplatte, die als Festseite dient; die Breitseitenwand 3 ist eine Kupferplatte, die die Losseite darstellt. Zwischen die Breitseitenwände 2, 3 sind in bekannter Weise Schmalseitenwände eingeklemmt, wobei hier nur die eine Schmalseitenwand 4 zu sehen ist. Die beiden Breitseitenwände 2, 3 können mit einer Anzahl Aktuatoren 5, 6 in Richtung eines Betätigungsweges s relativ zueinander verstellt werden. In Fig.
I sind nur zwei der Aktuatoren 5, 6 zu sehen; in Richtung der Normale auf die Zeichenebene in Fig. 1 sind weitere Aktuatoren vorgesehen. Jeder hydraulischer Aktuator 5, 6 ist mit einem Messelement 7 zur Messung des Betätigungsweges s des Aktuators 5, 6 versehen. Der gemessene Wert für den Betätigungsweg s wird einer Steuer- bzw. Regeleinrichtung 8 zugeleitet, die wiederum auf die als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten ausgebildeten Aktuatoren 5, 6 einwirkt, so dass ein der Steuer- bzw. Regeleinrichtung 8 vorge- gebener Sollwert ssoii für den Betätigungsweg s erreicht wird. Bevorzugt erfolgt die Erreichung des vorgegebenen Wertes für den Betätigungsweg im geschlossenen Regelkreis.
Die Aktuatoren 5, 6 sind an den Breitseitenwasserkästen 9 bzw. 10 angeordnet bzw. mit diesen wirkungsgemäß verbunden. Zu erkennen ist ein Stützrahmen
I I der Breitseite, die als Losseite fungiert, sowie ein Stützrahmen 12 der Breitseite, die die Festseite darstellt.
In Fig. 1 ist eine Schmalseitenwand 4 mit einer ersten, relativ geringen Breite zwischen die Breitseitenwände 2 und 3 eingesetzt. Somit wird hiermit eine relativ geringe Gießdicke bei der zu gießenden Bramme erzeugt.
Demgegenüber ist in Fig. 2 vorgesehen, dass eine breitete Schmalseitenwand 4 zwischen die Breitseitenwände 2, 3 eingesetzt ist. Demgemäß wird hiermit eine größere Gießdicke bei der zu gießenden Brammen erzeugt.
Es verbleibt allerdings auch bei der breiteren Schmalseitenwand 4 noch ein genügender Hubweg, z. B. von 20 mm, der Kolben-Zylinder-Elemente 5, 6, um einen Resthub zum Öffnen der Kokille 1 zur Verfügung zu haben. Einige Details der dargestellten Lösung gehen aus Fig. 3 hervor. Hier ist zu erkennen, dass die hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten 5, 6 über Zugstangen 13 verfügen, die quasi ein in gewissem Maße elastisches Element darstellen. Die Zugstange 13 ist in einem Mitnehmergehäuse 14 verankert, das an der Losseite befestigt ist.
Bezugszeichenliste:
1 Stranggießkokille
2 Breitseitenwand (Kupferplatte Festseite)
3 Breitseitenwand (Kupferplatte Losseite)
4 Schmalseitenwand
5 Aktuator
6 Aktuator
7 Messelement
8 Steuer- bzw. Regeleinrichtung
9 Breitseitenwasserkasten
10 Breitseitenwasserkasten
1 1 Stützrahmen Breitseite (Losseite)
12 Stützrahmen Breitseite (Festseite)
13 Zugstange
14 Mitnehmergehäuse
S Betätigungsweg

Claims

Patentansprüche:
1 . Stranggießkokille (1 ) mit zwei gegenüberliegend angeordneten Breitsei- tenwänden (2, 3) und zwischen den Breitseitenwänden (2, 3) geklemmten und zur Formatbreitenverstellung verschiebbaren Schmalseitenwänden (4), wobei zwischen den Breitseitenwänden (2, 3) mindestens zwei hydraulische Aktuatoren (5, 6) angeordnet sind, mit denen der lichte Abstand zwischen den Breitseitenwänden (2, 3) eingestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass jeder hydraulische Aktuator (5, 6) mit einem Messelement (7) zur Messung des Betätigungsweges (s) des Aktuators (5, 6) versehen ist.
2. Stranggießkokille nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Messelement (7) mit einer Steuer- bzw. Regeleinrichtung (8) in Verbindung steht, wobei die Steuer- bzw. Regeleinrichtung (8) ausgebildet ist, den Aktuator (5, 6) um einen definierten Betätigungsweg (s) zu verfahren.
3. Stranggießkokille nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Breitseitenwände (2, 3) und die Aktuatoren (5, 6) frei sind von wirksam in Richtung des Betätigungsweges (s) zwischen den Aktuatoren (5, 6) und den Breitseitenwänden (2, 3) angeordneten Federmitteln.
Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aktuatoren (5, 6) als hydraulische Kolben-Zylinder-Systeme ausgebildet sind.
Stranggießkokille nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aktuatoren (5, 6) mit einer Rohrbruchsicherung ausgestattet sind.
Stranggießkokille nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rohrbruchsicherung ein federvorgespanntes Rückschlagventil in einer Versorgungsleitung des Aktuators (5, 6) aufweist.
Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aktuator (5, 6) mit einem Klemmkopf zum Blockieren einer Verstellbewegung in Richtung des Betätigungsweges (s) versehen ist.
Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aktuator (5, 6) einen Betätigungshub von mindestens 50 mm aufweist.
9. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie frei von einem Außenrahmen ist.
10. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aktuatoren (5, 6) an oder in einem Breitseitenwasserkasten (9, 10) angeordnet sind.
PCT/EP2011/061191 2010-07-28 2011-07-04 Stranggiesskokille WO2012013450A1 (de)

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