DE1273138B - Vorrichtung zum Bewegen der Kokille einer Stranggiesseinrichtung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES ^S PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Amneldetag:
Auslegetag:

B22d

Deutsche KL: 31 b2 -11/04

P 12 73 138.3-24 (O 8371)

13. November 1961

18. Juli 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bewegen der Kokille einer Stranggießeinrichtung mittels einer oder mehreren Zylinder-Kolben-Einheiten, bei der die Bewegung der Kokille in Gießrichtung mittels der ganz oder teilweise vom Gewicht der Kokille und des oder der beweglichen Zylinderteile ausgeübten Kraft erzeugt wird.

Die Erfindung bezweckt, diejenigen konstruktiven und gießtechnischen Nachteile zu vermeiden, die bei den bekannten Vorrichtungen der vorliegenden Art nicht zu vermeiden sind.

Bei den bekannten Vorrichtungen ruht beispielsweise die Kokille auf einer nachgiebigen Unterlage auf, welche zuläßt, daß die Kokille den gegossenen Strang begleitet, wenn die Haftreibung zwischen letzterem und den Kokillenwänden größer ist als die Vorspannung der nachgiebigen Unterlage, und welche die Kokille dann entgegengesetzt zur Gießrichtung bewegt, wenn diese Haftreibung geringer wird als die Vorspannung der Unterlage. Daher wird auf die Strangkruste dauernd eine Zugkraft ausgeübt. Diese Zugkraft führt sehr leicht zu Rißbildungen in der Strangkruste und möglicherweise sogar zu deren teilweisen Abreißen. Dieser Gefahr könnte dadurch entgegengewirkt werden, daß die Kokille in der Endphase der normalen Bewegung in Gießrichtung eine stoßartige, schnellere Bewegung ausführt, um ein Ablösen der Strangkruste von den Kokillenwänden und ein Zusammendrücken der Strangkruste in Längsrichtung zu erzeugen. Der Nachteil einer Zugbeanspruchung der Strangkruste bleibt aber während mindestens eines Teils jedes Bewegungszyklus bestehen, ganz abgesehen von den negativen Auswirkungen eines Stauchens der Strangkruste auf die Oberflächengüte des gegossenen Produktes. Ist nämlich einmal ein Riß in der Strangkruste entstanden, durch den flüssiges Metall bis zur Kokillenwand gelangt ist, dann steigt der Reibungswiderstand an, wodurch eine Relativbewegung zwischen Strang und Kokille erschwert ist. Eine schnellere Bewegung der Kokille gegenüber dem Strang bringt den Nachteil mit sich, daß an den Kokillenwänden haftende Schweißperlen und/oder Schlackenpartikeln hinter die Strangkruste geschoben werden und Schmelze in den durch das Wegdrücken der Strangkruste von der Kokillenwand entstehenden Spalt eindringen kann. Diese Erscheinung ist auf der Strangoberfläche als Überlappung gut sichtbar.

Bei mechanischen Kokillenantrieben wird häufig mit einem Vorlauf der Kokille gegenüber der Strangbewegung in Gießrichtung gearbeitet, um die obenerwähnten Zugkräfte zu vermeiden und die Gefahr des Vorrichtung zum Bewegen der Kokille einer
Stranggießeinrichtung

Anmelder:

Erik Allan Olsson, Küsnacht (Schweiz)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Fincke, Dipl.-Ing. H. Bohr

und Dipl.-Ing. S. Staeger, Patentanwälte,

8000 München 5, Müllerstr. 31

Als Erfinder benannt:
Hans Bieri, Uster (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 13. Dezember 1960 (12 069)

Anklebens der Strangkruste an der Kokillenwand zu verringern. Ein genauer Gleichlauf zwischen den beiden letztgenannten Teilen ist nämlich wegen der veränderlichen Schrumpfung des Stranges zwischen der Kokille und dem Antriebsaggregat für die Strangbewegung nur schwer zu erreichen und aufrechtzuerhalten. Ein Vorlauf der Kokille ist daher in den meisten Fällen weniger gefährlich als ein Nachlauf, kann aber aus den obengenannten Gründen gegebenenfalls zu verschlechterten Strangoberflächen führen.

Nun ist es jedoch keinesfalls so, daß eine einzige Art der Kokillenbewegung für alle Metallsorten, Gießgeschwindigkeiten und Formate geeignet wäre. Oft kann zwar ein exakter Gleichlauf der Kokille mit dem Strang oder sogar ein geringer Nachlauf das Richtige sein, um glatte Strangoberflächen zu erzielen. In den weitaus meisten Fällen jedoch, besonders bei hohen Gießgeschwindigkeiten, wählt man einen kleinen Vorlauf, weil es bei den bisher bekannten Antriebsvorrichtungen für die Kokillenbewegung nicht möglich ist, eine leichte Umstellung von einer Bewegungsart zur anderen durchzuführen.

Der Zweck der Erfindung ist es daher, eine sofortige Umstellung der Bewegungsart der Kokille zu ermöglichen, die durch keine der bisher bekannten Vor-

809 570/441

richtungen für den Kokillenantrieb erreicht werden bunden. In jeder Leitung ist jeweils ein elektrisch bekann und die darin besteht, daß während der ge- tätigtes Ventil 28 und 29 angeordnet, durch welche samten Dauer der Kokillenbewegung in der Gießrich- die eben genannten Räume an der Unterseite des tung unter Aufrechterhaltung eines genauen Gleich- Kolbens 9 und an der Oberseite des Kolbens 18 entlauf s auf die Kruste ein Druck ausgeübt wird, wobei 5 weder mit dem Druckluftbehälter 25 oder mit der Atsowohl die erwähnten Zugkräfte als auch die Gefahr mosphäre jeweils über die Auslaßleitungen 30, 31 in eines Stauchens der Kruste und/oder eines Hinein- Verbindung gebracht werden. Die Ventile werden Schiebens von Schweißperlen und Schlacke zwischen durch Begrenzungsschalter 32, 33 gesteuert, welche Kruste und Kokillenwand vermieden sind. durch den Ringkolben 2 in den zwei Endstellungen

Um diese Zwecke der Erfindung zu erreichen, geht io betätigt werden können.

dieselbe von der eingangs genannten Vorrichtung aus Im Fall einer Verwendung der beschriebenen Vor-

und kennzeichnet sich im wesentlichen durch ein in richtung derart, daß die Bewegung der Kokille in den Kreislauf des Druckmediums für die Kokillenbe- Gießrichtung durch Reibung zwischen der Kokille wegung eingeschaltetes, derart einstellbares Ventil, und dem Gußstück gebremst wird, wird die Vorrichdaß es das Druckmedium erst nach Erreichen eines 15 tung auf die nachfolgend beschriebene Weise arbeiten, vorbestimmten Minimaldruckes aus dem oder den indem in der unteren Endstellung der Kokille, d. h. Zylinder-Kolben-Einheiten austreten läßt. in der in der Zeichnung dargestellten Stellung, begon-

Weitere Erfindungsmerkmale betreffen die Steue- nenwird.

rung und Betätigung des genannten einstellbaren Ven- In dieser Stellung betätigt der Ringkolben 2 den

tils und der Kokillenbewegung. ao Begrenzungsschalter 33, welcher einen Steuerstrom

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an auf die beiden Ventile 28,29 leitet, welche den Druck-Hand einer schematischen Zeichnung erläutert. luftbehälter 25 mit dem Raum unterhalb des KoI-Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen wird bens 9 und dem Raum oberhalb des Kolbens 18 in eine Kokille 1 durch einen Ringkolben 2 getragen, Verbindung bringen, wodurch dem Kolben 9 eine welcher mit einem entsprechenden ringförmigen Zy- 35 Aufwärtsbewegung verliehen wird und der Kolben 18 linder 3 zusammenwirkt, welcher in in der Zeichnung das Ventil 15 geschlossen hält. Bei einer Aufwärtsbenicht dargestellter Weise in die Struktur der Strang- wegung des Kolbens 9 öffnet das Öl das Ventil 7 gießanlage eingefügt ist. Der untere Abschnitt des gegen die Wirkung einer darauf einwirkenden Feder Zylinders 3 ist über eine Leitung 4 mit einer 34, tritt in die Kammer 5 ein und fließt von dort Kammer 5 in einem Gehäuse 6 verbunden, welche die 30 durch die Leitung 4 in den Zylinder 3, wodurch der für die Steuerung oder Verstellung der Kokillenbe- Ringkolben 2 und damit auch die Kokille 1 sich nach wegung erforderlichen Teile miteinander in Überein- oben bewegen. Durch Verstellung der Anschlagorstimmung bringt. Die Kammer 5 ist über ein Ventil 7 gane 24 kann der Öffnungshub des Ventils 7 und damit einem Zylinder 8 verbunden, in welchem ein KoI- durch die Geschwindigkeit, mit welcher die Kokille ben9 vorgesehen ist,^; dessen Kolbenstange 10 sich 35 nach oben bewegt wird, nach Wunsch verändert durch den Zylinderboden erstreckt; eine Feder 11 ist werden.

zwischen dem unterenEnde der Kolbenstange und dem Wenn die Kokille die obere Endstellung erreicht,

Zylinderboden eingefügt und dient dazu, den KoI- betätigt der Ringkolben 2 den zweiten Begrenzungsben 9 auf die untere Lage gemäß der Zeichnung hin schalter 32, welcher die Luftventile 28 und 29 umzu bewegen. Der Zylinder 8 ist gleichfalls über ein 40 steuert, so daß der Raum unterhalb des Kolbens 9 Ventil 12 mit einem Behälter 13 verbunden, der im und der Raum oberhalb des Kolbens 18 jeweils über Gehäuse 6 vorgesehen ist, um das notwendige Be- die Leitungen 30 und 31 mit der Atmosphäre in Vertriebsmedium, z. B. Öl, unterzubringen. Um das vom bindung gebracht werden. Hierdurch bewegt sich der Behälter 13 zum Zylinder 8 geförderte Öl zu reinigen, Kolben 9 unter der Wirkung der Feder 11 in seine ist vorzugsweise ein Sieb 14 vorgesehen. Zwischen der 45 unterste Stellung abwärts; auf Grund des über dem Kammer 5 und dem Behälter 13 ist weiterhin ein Kolben 9 entstehenden Unterdruckes öffnet das Ven-Ventil 15 vorgesehen, durch welches das Öl zum Be- til 12 und läßt Öl aus dem Behälter 13 in den Zylinhälter 13 während der Abwärtsbewegung der Ko- der strömen.

kille 1 und des Ringkolbens 2 zurückfließen kann. Die Kokille und der sie tragende Ringkolben haben

Dieses Ventil 15 wird durch eine Feder 16 beein- 50 die Tendenz, sich durch die Schwerkraft nach unten flußt, welche zwischen der Oberfläche des Ventils und zu bewegen und dabei das Öl aus dem Zylinder 3 einem Kolben 18 eingesetzt ist, der in einem weiteren durch das Ventil 15 in den Behälter 13 zu verdrängen. Zylinder 18 vorgesehen ist; die Feder 16 drückt das Dies ist nur dann möglich, wenn die aus dem Druck-Ventil 15 gegen die Schließstellung; in entgegenge- abfall des Ventils 15 entstehende Bremskraft geringer setzte Richtung wirkt auf das Ventil 15 eine zweite 55 ist als die Kraft, welche durch das Gewicht der Ko-Feder 19 über eine Ventilstange 20. Die Federkraft kille und des Ringkolbens abzüglich der Widerstände der zuletzt genannten Feder 19 ist mittels eines Ver- in den Kolbenführungen und der Reibungskraft stellknopfes 21 verstellbar, so daß die auf das Ventil zwischen dem Gußstück und der Kokille erzeugt wird. wirkende resultierende Kraft einstellbar ist. Das Die Kokille kann sich also dann im Synchronlauf mit Ventil 12 ist normalerweise durch die Wirkung einer 60 dem Gußstück bewegen, wenn bei jeder beliebigen relativ schwachen Feder 22 geschlossen gehalten. Um Geschwindigkeit die Bremskraft und die Reibung den Öffnungshub des Ventils 7 zu verstellen, ist ein zwischen der Kokille und dem Gußstück zusammen Anschlagorgan 24 vorgesehen, welches durch einen geringer sind als das Gewicht der bewegten Teile, z. B. Knopf 23 verstellbar ist. Kokille und Ringkolben, abzüglich sämtlicher Wider-

Der Raum an der Unterseite des Kolbens 9 und der 65 stände in Kolbenführungen u. dgl. Da die besagte Raum an der Oberseite des Kolbens 18 ist mit einer Bremskraft abhängig ist vom Druckgefälle im Ventil Druckluftquelle, z. B, einem Druckluftbehälter 25 je- 15 und dieses wiederum bestimmt wird durch die reweils über eine Leitung 26 und eine Leitung 27 ver- sultierende, auf das Ventil 15 einwirkende Kraft

beider Federn 16 und 19, ist der genannte Betriebszustand (Gleichlauf) mittels des Knopfes 21 einstellbar. Der maximale Hub des Ventils 15 ist außerdem mittels eines vom Knopf 35 betätigten Anschlags 36, der auf die Oberfläche des Kolbens 18 einwirkt, wählbar. Damit kann die maximale Geschwindigkeit der Kokille 1 in Gießrichtung für den Fall begrenzt werden, falls die Reibung zwischen dem Gußstück und der Kokille 1 nicht in Erscheinung treten sollte.

Wenn die Vorrichtung für eine Kokillenbewegung verwendet wird, die durch eine Reibung zwischen dem Gußstück und der Kokille gekennzeichnet ist, was zu einer Krafteinwirkung auf die Kokille in Gießrichtung führt, wird die resultierende Kraft der Federn 16 und 19, die auf das Ventil 15 einwirkt, mittels eines Knopfes 21 verstellt, so daß das kombinierte Gewicht der Kokille und des Ringkolbens (vermindert durch die Reibung in den Kolbenführungen) nicht in der Lage ist, einen ausreichenden Druck auf das öl auszuüben, um das Ventil 15 ohne Anwen- ao dung einer Zusatzkraft, d. h. der Reibungskraft zwischen dem Gußstück und der Form genügend zu öffnen.

Wenn die Vorrichtung für eine zwangläufige Steuerung Verwendung findet, wird die Geschwindigkeit des ölflusses aus dem Zylinder bis zu einer gewünschten Höhe in bezug auf die Gießgeschwindigkeit (Synchronbewegung oder vorbestimmter Vorschub) mittels eines besonderen Ventils oder des Ventils 15 gesteuert. Im letzteren Fall kann der Knopf 21 zweckmäßigerweise durch einen Hebel oder ein anderes geeignetes Organ ersetzt werden, welches entweder unmittelbar vom Hebel zum Regulieren der Gießgeschwindigkeit oder von anderen pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Vorrichtungen gesteuert wird, welche wiederum von einem Organ gesteuert werden, das von der Gießgeschwindigkeit, d. h. der Treibwalzen oder deren Antriebsvorrichtungen, abhängig ist.

Wie oben ausgeführt, schafft die Erfindung eine einfache und billige Antriebsvorrichtung, welche gleichfalls verschiedene Bewegungen der nach Bedarf zu währenden Kokille ermöglicht, um den Erfordernissen verschiedener Querschnitte und Materialien der Gußstücke gerecht zu werden. Um eine waagerechte Verschiebung der Zylinderkolbeneinheit und dadurch eine waagerechte Bewegung der Kokille 1 relativ zu den anderen Teilen der Maschine zu erhalten, was in manchen Fällen wünschenswert ist, kann das Rohr 4 durch eine flexible Leitung ersetzt werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Bewegen der Kokille einer Stranggießeinrichtung mittels einer oder mehrerer Zylinder-Kolben-Einheiten, bei der die Bewegung der Kokille in Gießrichtung mittels der ganz oder teilweise vom Gewicht der Kokille und des oder der beweglichen Zylinderteile ausgeübten Kraft erzeugt wird, gekennzeichnetdurcheinin den Kreislauf des Druckmediums für die Kokillenbewegung eingeschaltetes, derart einstellbares Ventil (15), daß es das Druckmedium erst nach Erreichen eines vorbestimmten Minimaldruckes aus dem oder den Zylinder-Kolben-Einheiten austreten läßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schließen des Ventils (15) während der Kokillenbewegung entgegen der Gießrichtung eine druckmittelbeaufschlagbare Zylinder-Kolben-Einheit (17, 18) und zum Öffnen des Ventils (15) ein in seiner Wirkung einstellbares federndes Element (16, 19) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auf das Ventil (15) wirkende federnde Element aus zwei Federn (16, 19) entgegengesetzter Kraftwirkung besteht, von denen die Kraft wenigstens der einen Feder (19) verstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verstellen einer oder beider Federn (16,19) eine oder mehrere Einstellschrauben (21) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Kolben (9) einer pneumatisch oder hydraulisch zu betätigenden Zylinder-Kolben-Einheit (8, 9) für die Förderung des Druckmediums zu dem oder den die Kokille (1) entgegen der Gießrichtung bewegenden Kolben (2).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch zwei Begrenzungsschalter (32, 33), die durch die Kokille (1) oder den oder die diese Kokille (1) bewegenden Kolben (2) abwechselnd betätigt werden, um die zum Schließen des Ventils (15) vorgesehene Zylinder-Kolben-Einheit (17, 18) ein- bzw. auszuschalten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 806 803.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 570/441 7.68 © Bundesdruckerei Berlin