DE1608340B - Vorrichtung und Verfahren zum Stützen eines Stranges in Stranggießanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stützen eines Stranges in Stranggießanlagen mit einem kurzen, zwischen der im wesentlichen vertikalen Kokille und einer nachgeordneten mit der Anlage starr verbundenen Strangführung angebrachten Träger mit am Strang gegenüberliegenden und ihre gegenseitig festgelegte Lage beibehaltenden Stützelementen und ein Verfahren zum Einstellen der Kühlung in der Vorrichtung.

Beim Stranggießen von Metall wird dieses in flüssigem Zustand in eine gekühlte Durchlaufkokille gegossen, der in der Kokille entstehende Strang ausgezogen und in der nachgeordneten Strangführung weitergekühlt. Der aus der Kokille austretende Strang weist eine noch dünne Kruste auf, die durch den im flüssigen Kern des Stranges wirkenden hydrostatischen Druck belastet wird. Um Ausbauchungen der Kruste auf ein Minimum zu reduzieren, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Strang zwischen Kokille und Strangführung durch Rollen oder Kühlplatten gesondert zu stützen.

Es ist bekannt, den Strang zwischen Kokille und der mit der Struktur der Anlage verbundenen Strangführung durch die Anordnung von an der Kokille befestigten, mit an den Seitenflächen des Stranges anliegenden und auf Trägern gelagerten Stütz- oder Leitwalzen zu stützen. Es hat sich gezeigt, daß die den Formhohlraum der Kokille begrenzenden Teile, wie z. B. der als Rohr ausgebildete Innenmantel oder die als Platten angeordneten Teile, sich infolge ihrer hohen unterschiedlichen thermischen Beanspruchungen während des Gießens verziehen und ihre Form ändern. Eine solche Formänderung bewirkt auch eine Bewegung der den Austrittsquerschnitt des Formhohlraumes der Kokille begrenzenden Partien quer zur Strangachse. Da aber der Rahmen der Kokille keinen hohen thermischen Belastungen ausgesetzt ist und sich demzufolge nicht bewegt, wird eine

ίο Relativbewegung zwischen den mit dem Rahmen der Kokille verbundenen Stützwalzen und dem Innenmantel auftreten. Eine solche Relativbewegung bewirkt ein ungleichmäßiges Andrücken des Stranges an den Innenmantel und damit ein ungleichmäßiges Anliegen über den Strangumfang. Durch dieses ungleichmäßige Anliegen und dadurch bedingtem ungleichmäßigem Kühlen des Stranges in der Kokille, und zwar in einem Bereich, in welchem die Strangkruste im Entstehen begriffen ist und die gebildete

ao Stranghaut noch wenig Festigkeit besitzt, können Risse, Durchbrüche und bei Knüppeln Rhombusbildungen entstehen. Im weiteren wird die Kokille ungleichmäßig abgenützt, was sich in einer kürzeren Standzeit auswirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das ungleichmäßige Kühlen des Stranges in der Kokille, das zu Rissen, Durchbrüchen, Rhombusbildung, übermäßiger Kokillenabnutzung usw. Anlaß gibt, auf ein Minimum zu reduzieren.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Träger während des Gießbetriebes in mindestens einer Richtung senkrecht zur Strangachse beweglich ist.

Durch die beschriebene, quer zur Stranglängsachse in mindestens einer Richtung beweglich angeordneten Abstützung des Stranges zwischen Kokille und Strangführung kann die Beanspruchung des noch eine dünne Kruste aufweisenden Stranges vermindert werden, weil die auftretenden Kräfte durch den größeren Abstand der starren Führungen (Kokille-Strangführung) reduziert werden. Dadurch kann die Strangqualität verbessert und der Kokillenverschleiß vermindert werden.

Damit sich der Träger auch bei Verdrehungen des Formhohlraumes entsprechend einstellen kann, ist, nach einem Merkmal der Erfindung, der Träger um eine Achse, die im Abstützbereich im-wesentlichen der Stranglängsachse entspricht, drehbar.

In vielen Fällen, besonders bei größeren Gießgeschwindigkeiten ist es vorteilhaft, den Träger mit der Kokille zu verbinden. Dabei ist es dienlich, den Träger und die Kokille unter Beibehaltung ihres Abstandes oszillieren zu lassen.
Nach einem Kennzeichen der Erfindung ist der Träger zwangläufig bewegbar, wenn er über einen Kolben senkrecht zur Stranglängsachse einstellbar ist.

Das Verfahren zur Einstellung der Vorrichtung der obengenannten Art mit einer aus mehreren Kühlkammern bestehenden Kokille besteht darin, daß die Kühlleistung der einzelnen Kühlkammern gemessen und der Strang in Richtung der geringeren Kühlleistung verschoben wird.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist bei gesteuerter Verschiebebewegung des Trägers ein gleichmäßiges oder ein vorbestimmtes Anliegen des Stranges an den Kokillenwänden einstellbar. Weitere Merkmale des Erfindungsgegenstandes

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gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von Aus- Strang die Gelegenheit, sich ohne Verlust der Stützführungsbeispielen hervor, die durch schematische wirkung ebenfalls in die Lage 34 zu bewegen. NachFiguren näher erläutert werden. Es zeigt dem der Strang den stützenden Träger 7 verlassen

F i g. 1 einen Schnitt durch eine vertikale Strang- hat, gelangt er in die auf den anfänglichen Kokillen-

gießanlage, 5 querschnitt ausgerichtete Strangführung 12. Da aber

F i g. 2 einen Schnitt durch den unterhalb der Ko- durch die zwischen Kokillenaustritt und Beginn der

kille angeordneten Träger entlang der Linie II-II der Strangführung 12 auftretende Kühlung, beispiels-

Fig. 1, weise durch nicht gezeichnete Sprührohre, der Strang

Fig. 3 einen gleichen Schnitt durch den Träger, nach Austritt aus dem Träger7 eine wesentlich grö-

aber mit an den Kanten des Stranges angeordneten io ßere Krustendicke und Festigkeit aufweist, wird er

Rollenpaaren, durch das Zurückbiegen in die Strangführung 12

F i g. 4 eine schematische Darstellung einer gerad- praktisch keinen Beschädigungen ausgesetzt sein,

linigen Bewegung des Trägers, F i g. 5 zeigt das ebenfalls mögliche Verdrehen

F i g. 5 eine Drehbewegung des Trägers, des Querschnittes 30 mit dem Zentrum 31, in Rich-

F i g. 6 eine Kombination einer geradlinigen und 15 tung 40 in die Endlage 41. Durch die Drehbarkeit

einer Drehbewegung des Trägers, des Trägers um eine Achse, die im wesentlichen der

F i g. 7 einen Schnitt durch eine Kreisbogenanlage Stranglängsachse entspricht, wird eine beanspru-

mit einem, unterhalb der Kokille angeordneten, ge- chungslose Stützung des Stranges ebenfalls möglich,

radlinig beweglichen Träger, Bei starrer Verbindung des Trägers 7 mit der Anlage

Fig. 8 einen Schnitt durch den oberen Teil der 20 würde dieser in der Lage 30 verharren, wodurch der

Stranggießanlage gemäß Fig.7 mit einem drehbar Strang relativ zur Kokille verdreht, und durch die

beweglichen Träger, ungleiche Kühlwirkung die Rhombusbildung des

F i g. 9 einen Schnitt durch den Träger entlang Stranges begünstigt würde,

der Linie IX-IX der F i g. 8 und F i g. 6 zeigt eine Kombination der in den F i g. 4

F i g. 10 einen Schnitt durch die Kokille entlang 25 und 5 dargestellten Bewegungen. Durch die Ver-

der Linie X-X der F i g. 8. Schiebung 50 kommt der Strang aus der ursprüngli-

Gemäß Fig. 1 wird flüssiges Metall, beispiels- chen Lage 30 in die neue Lage 52, wobei das Zenweise Stahl, aus einem Zwischenbehälter 1 in eine im trum des Stranges von 31 nach 51 verschoben wird, wesentlichen vertikale, oszillierbare Kokille 2 gegos- Hierauf erfolgt eine Verdrehung des Stranges in sen. Unter einer im wesentlichen vertikalen Kokille 30 Richtung 53, worauf der Strang eine endgültige Lage wird eine solche mit geradem oder gebogenem offe- 54 einnimmt. Die Beweglichkeit des Trägers 7 in jenen Formhohlraum 15 verstanden. Im gezeichneten der Richtung quer zur Stranglängsachse ermöglicht Beispiel handelt es sich um eine gerade Kokille. Ein immer noch ein einwandfreies Stützen, ohne daß der die Kokille verlassender, eine erstarrte Randzone 19 Strang durch die beschriebenen schädlichen Wirkunaufweisender Strang 11 wird von einem auf einem 35 gen beansprucht wird.

Träger7 angeordneten Stützelement8 gestützt, hier- In Fig.7 wird ein Strang 65 durch Rollen 67

auf in einer mit der Anlage fest verbundenen Strang- zwischen einer Strangführung 77 und einer einen

führung 12 geführt, durch nicht dargestellte Kühlele- kreisförmigen Formhohlraum aufweisenden Kokille

mente weiter gekühlt und mittels Ausziehwalzen 14 62, die an einem Hebel 80 oszilliert, gestützt. Die

ausgezogen. 40 Rollen 67 sind in einem quer zur Strangachse beweg-

Der Strang 11 wird zwischen Kokille 2 und der liehen Träger 66 unter Beibehaltung eines konstanaus allseitig um den Strangumfang angeordneten ten Rollenabstandes gelagert. Durch die Verbindung Führungsrollen 13 bestehenden Strangführung 12 des Trägers 66 mit der Kokille 62 mittels eines Zapdurch einen quer zur Stranglängsachse in jeder Rich- fens 85, einer Lasche 84 und Schrauben 83 einerseits tung beweglich gelagerten Träger 7 gestützt. Dadurch 45 und mittels eines Kolbens 68, einem Gehäuse 69 und wird die noch dünne Kruste gehalten und schädliche einem Support 88 andererseits oszillieren diese geAusbauchungen werden vermieden. Die Stützele- meinsam.

mente bestehen aus — wie in F i g. 1 und 2 gezeigt — Die Kokille 62 weist den Formhohlraum begrenan den Flächen des Stranges anliegenden Rollen 8 zende Platten 86, 87 auf, welche durch zwei ge- oder — wie in F i g. 3 dargestellt — an den Kanten 50 trennte Kühlkammern 89 und 91 gekühlt werden, des Stranges angeordnete, in einem beweglichen Trä- Das Kühlmittel tritt bei 63 bzw. 90 in die Kühlkamger 20 gelagerte Rollen 21. Die letztere Anordnung mern 89 bzw. 91 ein und bei 64 bzw. 92 daraus aus. ist besonders geeignet, die Rhombusbildung des Hebt der Strang infolge ungleicher Schrumpfung Stranges zu verhindern, da sie Diagonalen des nicht von allen Kokillenwänden gleichzeitig ab, wie Strangquerschnittes mit unerwünschter unterschiedli- 55 z.B. in Fig.7 von der Innenwand 87 bei 75 und von eher Länge nicht zuläßt. Die Lagerung des Trägers 7 der Innenwand 86 bei 74, so wird in der Kammer 89 durch Gleit- oder Walzlagerung, z. B. durch die Ku- infolge des längeren Anliegens mehr Wärme abgegeln9, die auf dem Ring 10 aufliegen, oder durch führt als in der Kammer 91. Durch Messen dieser eine Aufhängung erfolgen. Abweichungen und Auswerten der Meßsignale wird

In F i g. 4 ist mit 30 die Lage eines quadratischen 60 der Träger 66 mittels des Kolbens 68 quer zur Strang-Strangquerschnittes mit Zentrum 31 bei Gießbeginn achse bewegt, bis über den Umfang gleichmäßige bezeichnet. Während des Gießens kann sich beispiels- Kühlung vorhanden ist.

weise der Kokillenmantel verziehen und sich in Rieh- Da bei Bogenanlagen aus geometrischen Gründen

tung 32 bewegen. Die Lage des Querschnittes des ver- die beiden gekrümmten Seiten des Stranges ungleiche

schobenen Mantels bei Kokillenaustritt ist mit 34 be- 65 Kühlung aufweisen können, kann die Bewegung des

zeichnet. Die beiden Querschnitte 30 und 34 liegen Trägers so gesteuert werden, daß der Strang an eine

in der gleichen Ebene beim Kokillenaustritt. Durch Innenwand, beispielsweise an der Wand 87, mehr an-

den beweglich angeordneten Träger 7 erhält der liegt, wodurch die Kühlung an dieser Seite des Stran-

ges größer wird. Da die nachfolgende Sekundärkühlung auf der Innenseite in solchen Fällen kleiner ist, wird die ungleiche Erstarrung ausgeglichen.

An Hand von Fig. 8, 9 und 10 wird ein weiteres Beispiel zum Bewegen des stützenden Trägers beschrieben. Nach F i g. 8 wird flüssiges Metall in eine Kreisbogenkokille 198 gegossen. Zwischen der Kokille 198 und einer nicht gezeichneten Strangführung ist ein den Strang stützender Träger 193 drehbar auf Kugeln 195 in einem Käfig 196 gelagert. Der Kugelkäfig 196 ist ferner in den Richtungen des Pfeiles 209 gemäß F i g. 9 beweglich auf Kugeln 197 gelagert, die auf einer mit der Anlage fest verbundenen Führung 199 abgestützt sind. Im Träger 193 sind Stützrollen 194 angebracht. Die Kühlkammer 190 der Kokille 198 ist — wie F i g. 10 zeigt — in mehrere in Strangrichtung verlaufende und um den Strangumfang getrennt angeordnete Kühlmittelkanäle 211 bis 218 unterteilt.

Durch diese Lagerung des Trägers 193 ist eine gesteuerte Drehbewegung und nicht gesteuerte Verschiebebewegung möglich. Die Drehbewegung wird durch einen Kolben 202 über einen Zapfen 201 auf ίο den Träger 193 übertragen. Der Kolben 201 ist in einem Zylinder 208 gelagert, welcher mit der Struktur 207 der Anlage fest verbunden ist. Dies ermöglicht, entstehende Wärmedifferenzen durch Steuern des Kolbens 206 zu eliminieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Stützen eines Stranges in Stranggießanlagen mit einem kurzen, zwischen der im wesentlichen vertikalen Kokille und einer nachgeordneten mit der Anlage starr verbundenen Strangführung angebrachten Träger mit am Strang gegenüberliegenden und ihre gegenseitig festgelegte Lage beibehaltenden Stützelementen, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (7, 20, 66, 193) während des Gießbetriebes in mindestens einer Richtung senkrecht zur Strangachse beweglich gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (7, 20, 193) um eine Achse, die im Abstützungsbereich im wesentlichen der Stranglängsachse entspricht, drehbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (66) und die Kokille unter Beibehaltung ihres Abstandes oszillieren.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger über einen Kolben (68) senkrecht zur Stranglängsachse einstellbar ist.

5. Verfahren zum Einstellen der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei einer aus mehreren Kühlkammern bestehenden Kokille, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlleistungen der einzelnen Kammern gemessen werden und der Strang in Richtung auf die Kammer mit geringerer Kühlleistung verschoben wird.