DE2241032A1

DE2241032A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der auf einen gusstrang einwirkenden kraefte

Info

Publication number: DE2241032A1
Application number: DE2241032A
Authority: DE
Inventors: Francis Gallucci; Frank Slamar
Original assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Current assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Priority date: 1971-08-24
Filing date: 1972-08-21
Publication date: 1973-03-01
Also published as: US3752210A; FR2150420A1; IT964992B; FR2150420B1; YU215772A; DE2241032B2; ATA728272A; AR194006A1; AU4563072A; ZA725600B; BR7205766D0; NL172922B; NL172922C; GB1411638A; ES406048A1; JPS4828725A; CA957125A; BE787812A; AT329207B; RO60663A

Description

USS ENGINEERS AND CONSULTANTS, INC. PITTSBURGH, PENNSYLVANIEN 600 GRANT STREET,
V. St. A.

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der auf einen Gußstrang

einwirkenden Kräfte

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der auf einen im Stranggießverfahren hergestellten Gußstrang während seiner Verfestigung einwirkenden Kräfte.

Bei einem herkömmlichen Stranggießverfahren wird flüssiges Metall kontinuierlich in eine vertikal schwingende, wassergekühlte Kokille eingegossen, die entweder gerade oder gekrümmt sein kann. ι

Ein teilweise verfestigter Gußsitrang unbegrenzter Länge tritt dabei aus dem Boden der Kokille aus und wandert zwischen eine Reihe Walzen, die mit seinen entgegengesetzten Flächen in Berührung treten. Ist die Stranggießkokille beispielsweise gerade, so können diese Walzen ein gerades, vertikales FUhrungswalzengerüst aufweisen, das sich unmittelbar unterhalb der Kokille befindet, ferner unterhalb des FUhrungswalzengerüstes

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon, 281202 · Ttltgramm-Adrtiie: Lipatli/München Bayer. Vereinibank München, Zweigst. Oskar-von-Milltr-Ring, Klo.-Nr. 882 495 · Poiticheck-Konto: München Nr. 143397

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angetriebene Klemmwalzen und/oder Biegewalzen, ein gekrümmtes Walzengerüst, das die Bewegungsrichtung des Gußstrangs aus der Vertikalen in die Horizontale überführt, eine Geraderichtvorrichtung, wahlweise in einer Straße angeordnete Arbeitswalzgerüste und schließlich einen Auslauftisch, auf dem der Gußstrang in für die weitere Behandlung geeignete Längen zerschnitten wird. Ähnliche Teile lassen sich bei gebogenen Kokillen verwenden mit Ausnahme der Tatsache, daß dort weder ein gerades Führungswalzengerüst noch Biegewalzen vorgesehen sind, da der Gußstrang so gegossen wird, daß er eine Krümmung aufweist.

Wenn der Gußstrang die Kokille verläßt, hat sich nur eine dünne Haut auf der Außenseite verfestigt, während der Kern flüssig geblieben ist. Der Gußstrang wird intensiven Wasserstrahlen ausgesetzt, wenn er durch die verschiedenen Walzen läuft, ein Vorgang, der mit "Sekundärkühlung" bezeichnet wird, wodurch er sich bis zu dem Zeitpunkt, wo er zerschnitten wird, über seinen ganzen Querschnitt verfestigt. Solange wie der Kern flüssig ist, müssen die auf den Gußstrang einwirkenden Kräfte sorgfältig kontrolliert bzw. gesteuert werden, so daß sie in dem Endprodukt keine Fehler oder Schäden verursachen. Zu hohe auf den Gußstrang einwirkende Zugspannungen können dazu führen, daß der Gußstrang reißt, während übermäßige Druck· spannungen ein Ausbeulen oder Ausbauchen des Strangs verursachen können. In den USA-Patentschriften 3 550 674 und 3 566 951 sind einige dieser Probleme angesprochen, wobei jedoch die bisher verwendeten Verfahren und Mechanismen zur Begrenzung derartiger Spannungen nicht zu der präzisen und zwangsläufigen Steuerung geführt haben, die sich als wünschenswert erwiesen hat.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Stranggießverfahren und eine zugehörige Vorrichtung zu schaffen, bei denen die in Längsrichtung auf den sich verfestigenden Gußstrang einwirkenden Kräfte steuerbar sind, wodurch sich Fehler im Endprodukt vermeiden lassen. In diesem Zusammenhang sollen ein verbessertes Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zur Kraftsteuerung geschaffen werden, bei denen eine geschwindigkeitsregulierende Zugkraft auf den Gußstrang einer Stelle einwirkt, die derjenigen Stelle vorausgeht, an der die Anfahrstange abgetrennt wird, also beispielsweise an der Geraderichtvorrichtung, wobei die Geschwindigkeit regulierende Kraft auf einem vorherbestimmten Maximalwert gehalten wird und an anderen Stellen ge— steuerte_/hilfsweise Zugkräfte auf den Strang aufgebracht werden, um die in dem Gußstrang vorhandenen Spannungen auf ein Mindestmaß zu beschränken oder ganz zu beseitigen.

Des weiteren sollen in diesem Zusammenhang für eine Stranggießvorrichtung, die mit einer verhältnismäßig langen, flexiblen Anfahrstange arbeitet, ein Kraftsteuerverfahren sowie eine Steuervorrichtung geschaffen werden, bei denen auf den Gußstrang an einer in der Anlage vorgerückten Stelle ein Geschwindigkeitsregulierungsantrieb zur Einwirkung gebracht wird, »wie eine Reihe einstellbarer Hilfszugkräfte entlang der zwischen der Kokille und dem Geschwindigkeitsregulierungsantrieb vorhandenen Stranglänge, um dadurch die in Längsrichtung in dem Gußstrang wirkenden Kräfte auf irgendeinem gewünschten Wert zu halten oder die Zugspannung, wenn auch zugunsten einer Druckbeanspruchung, zu beseitigen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

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Fig. 1 eine teilweise schematische, senkrechte Schnittansicht einer Stranggießvorrichtung, die eine verhältnismäßig lange, flexible Anfahrstange verwendet und mit einer Ausführungsform des Kraftsteuermechanismus der hier zu beschreibenden Art ausgestattet ist, wobei die Teile in der Lage gezeigt sind, die sie kurz nach dem Anfahren der Stranggießvorrichtung einnehmen,

Fig. 2 eine Graphik, die einen typischen Zusammenhang

der auf einen Gußstrang in einer Vorrichtung der in Fig. i gezeigten Art einwirkenden Kräfte darstellt,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung, die sich zur Verwendung bei der in Fig. 1 gezeigten AusfUhrungsform des Kraftsteuermechanismus eignet,

Fig. k eine Blockschaltbild eines ähnlichen Schaltkreises, wobei jedoch eine Computersteuerung für automatischen Betrieb benutzt wird, und

Fig. 5 eine teilweise sehematische, senkrechte Schnittansicht einer Stranggießvorrichtung, die mit einer starren Anfahrstange arbeitet und mit einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftsteuermechanisraus ausgestattet ist, wobei die Teile in der Lage dargestellt sind, die sie einnehmen, nachdem der Gießvorgang fortgeschritten ist und , die Anfahrstange abgetrennt wurde.

Die in Fig. 1 gezeigte Stranggießvorrichtung weist eine von oben nach unten gerade verlaufende Kokille 10 auf, ferner ein gerades, vertikales Führungswalzengerüst 12, eine Biegewalzeneinheit 13t ein gebogenes Walzengeriist Ik, eine Geraderichtvorrichtung 15 und einen Auslauftisch i6. In die Kokille

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wird aus einem über ihr angeordneten Zwischengießgefäß i7 flüssiges Metall eingefüllt. Zu Beginn des GießVorgangs wird eine Anfahrstange 18 in das untere Ende der Kokille eingesetzt, die sich durch die Geraderichtvorrichtung 15 und über dies e hinaus erstreckt. Ein teilweise verfestigter Gußstrang S tritt aus dem unteren Ende der Kokille aus und wandert, der Anfahrstange zwischen den verschiedenen Walzenreihen folgend, abwärts. Nachdem das vordere Ende des Stranges S die Geraderichtvorrichtung 15 passiert hat, wird die Anfahrstange abgetrennt und für den nächsten Gießbeginn bereitgehalten.

Es sind natürlich zahlreiche Variationen in der Konstruktion der Gießvorrichtung möglich. Die in Pig. I dargestellte Vorrichtung verwendet eine verhältnismäßig lange, flexible Anfahrstange, die erst dann abgetrennt wird, wenn sie den Auslauftisch erreicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich aber auch in modifizierter Form für Stranggießmaschinen ver- < wenden, die eine Anfahrstange benutzen, und zwar entweder eine starre oder eine flexible, welche über den Biegewalzen abgetrennt wird, wie dies in Fig. 5 dargestellt und im folgenden beschrieben wird. Des weiteren eignet sie sich für eine Verwendung bei einer Stranggießmaschine, die eine gebogene Kokille hat oder einen sich ändernden Krümmungsradius in dem gebogenen Walzgerüst aufweist oder in der Walzstraße befindliche Arbeitswalzen besitzt, etc. Alle diese Stranggießvorrichtungsarten sind in diesem Zweig der Gießtechnik bekannt.

Gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist die Stranggießvorrichtung Reihen angetriebener Walzen 20 und 20a auf, die mit den entgegengesetzten Flächen zunächst der Anfahrstange 18 und später des Stranges S an einer vorgerückten Stelle Ln der Walzenstraße in Berührung treten und die hier als "Geschwindigkeitsregulierungsantrieb" 1*1-ζθlehnet werden. Diese Ausführungsform besitzt eine.erste Reihe

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hilfsweise angetriebener Walzen 21, die die entgegengesetzten Flächen des GußStrangs in der Nähe des Bodens der Kokille berühren und die hier als "Antrieb Nr. lⁿ bezeichnet werden. Zwischen dem Antrieb Nr. 1 und dem Geschwindigkeitsregulierungsantrieb ist die Stranggießvorrichtung mit in Längsrichtung mit Abstand getrennten Reihen hilfsweise angetriebener Walzen 22 und 23 versehen, die hier als "Antrieb Nr. 2^M und "Antrieb Nr. 3" bezeichnet werden. Alle anderen noch dargestellten Walzen können Leerlaufwalzen sein. Bei der dargestellten Vorrichtung befinden sich die Walzen 20 und 20a des Geschwindigkeitsregulierungsantriebs vor und hinter der Geraderichtvorrichtung 15. Der Antrieb Nr. 1 mit seinen Walzen 21 liegt zwischen dem Führungswalzengeriist 12 und den Biegewalzen 13. Die Antriebe Nr. 2 und Nr. 3 mit ihren Walzen 22 und 23 sind in der Mitte der Länge des gebogenen Walzengerüstes Ik angeordnet. Trotzdem versteht es sich, daß die genaue Lage und Anzahl dieser Antriebe variieren kann.

Am Antrieb Nr. 1 mit seinen Walzen 21 weist der Gußstrang S nur eine dünne Haut auf, die leicht brechen kann. Deshalb darf der Druck, den jede Walze dieses Antriebs auf den Gußstrang ausübt, nur verhältnismäßig klein sein. Um die notwendige Zugkraft auf den Gußstrang zu übertragen, ohne dabei an irgendeiner Stelle auf den Strang einen zu großen Druck auszuüben werden, wie dies im folgenden erläutert wird, mehrere eng nebeneinanderliegende Walzenpaare bei diesem Antrieb verwendet, und zwar sind in der Zeichnung vier Walzenpaare dargestellt. Bei den Antrieben Nr. 2 und Nr. 3 mit den Walzen 22 und 23 weist der Gußstrang Immer noch einen flüssigen Kern auf, seine Haut ist allerdings dicker. Aus demselben Grund werden deshalb auch bei diesen Antrieben raehroio Walzenpaare verwendet, wobei jedoch die Anzahl kleiner .sein kann. In (letze ichner Ischen Darstellung sind es je zwei Wa I ze ti paa ro. In

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gleicher Weise werden zwei Walzenpaare bei dem Geschwindigkeitsregulierungsantrieb benutzt, jedoch auf entgegengesetzten Seiten der Geraderichtvorrichtung angeordnet, wie dies bereits beschrieben ist.

Zu Beginn des Gießvorgangs, wenn die Anfahrstange 18 sich zwischen den einzelnen Walzenreihen erstreckt, wiikt der Geschwindigkeitsregulierungsantrieb 20, 20a wie eine Bremse, um die Anfahrstange beim unter ihrem Eigengewicht erfolgenden Abwärtswandern festzuhalten. Anfänglich werden die Hilfsantriebe bei der Stromeinstellung 0 betrieben, d.h. sie arbeiten zunächst im Leerlauf, werden also nicht angetrieben. Wenn der GießVorgang fortschreitet, läuft das vordere Ende des Gußstrangs S durch das Führungswalzengerüst 12, den Antrieb Nr. 1 "mit den Antriebswalzen 21, die zu diesem Zeitpunkt im Leerlauf arbeiten, und in die Biegewalzeneinheit 13 hinein. Sobald der Gußstrang sich zu biegen beginnt, wird eine gewisse Zugkraft benötigt, um ihn vorwärtszutreiben. Zunächst erzeugt der Geschwindigkeitsregulierungsantrieb 20, 20a diese Kraft. Je weiter der Gußstrang wandert, desto größer wird sein Bewegungswiderstand und desto größer wird damit auch die Zugkraft oder das Drehmoment, das erforderlich ist, um ihn mit einer bestimmten Geschwindigkeit vorwärtszutreiben.

Am besten können die Motoren für die verschiedenen Antriebe Gleichfeld-Gleichstrom-Motoren sein, deren Charakteristik sich dadurch kennzeichnet, daß die Antriebsmomente bei jeder Drehzahl direkt proportional der Stromstärke sind. Wenn der Strom für den Geschwindigkeitsregulierungsaiitrieb einen bestimmten Maximalwert erreicht oder diesen Maximalwert zu übersteige« beginnt, beispielsweise 10 A, wird die Stromstärke für den Antrieb Nr. i erhöht, um dadurch diesen Antrieb in die Lage

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zu versetzen, die sich vergrößernde Zugkraft zu liefern, die benötigt wird, um den Gußstrang vorwärtszutreiben, und danach wird der dem Geschwindigkeitsregulierungsantrieb zufließende Strom auf diesem Maximum gehalten. Wenn das vordere Ende des Gußstrangβ aufeinanderfolgend durch die Antriebe Nr. 2 und Nr. und deren Walzen 22 und 23 läuft, wird die Stromstärke für jeden dieser Antriebe vergrößert, um dadurch wiederum die sich erhöhende Zugkraft zu liefern, woraufhin die Stromstärke für den Geschwindigkeitsregulierungsantrieb und den Antrieb Nr. 1 konstant gehalten werden und danach auch die Stromstärke für den Antrieb Nr. 2, nachdem der Antrieb Nr. 3 zur Erzeugung der Vortriebskraft herangezogen worden ist. Nachdem der Gießvorgang voll angelaufen ist und der Gußstrang sich über die ganze Strecke von der Kokille 10 bis zum Auslauftisch 16 erstreckt, kann die dem Geschwindigkeitsregulierungsantrieb 20, 20a zugeführte Stromstärke auf dem hier beispielsweise angeführten Maximalwert von 10 A gehalten werden, während die Stromstärke für die Antriebe Nr. 1, 2 und 3 und deren Walzen 21, 22 und 23e auf 20,15 bzw. 10 A bleiben kann.

In Fig. 2 ist eine graphische Darstellung eines typischen Profils der auf den Gußstrang einwirkenden Kraft gezeigt, wenn das erfindungsgemäße Verfahren mit der in Fig. 1 dargestellten Stranggießvorrichtung angewendet wird. Die Abszisse gibt die Abstände vom Boden der Kokille 10 an. Die positiven Ordinatenwerte stellen die auf den Strang einwirkenden Zugkräfte dar, während die negativen Ordinatenwerte die Druckkräfte angeben. Die Kurve A gibt den Bewegungswiderstand der Walzenstraße beim Durchgang des Gußstrangs durch die Stranggießvorrichtung an. Die Kurve B stellt die Kraft dar, die bestrebt ist, den Gußstrang unter seinem Eigengewicht durch die Stranggieflvorrichtung zu bewegen. Die Kurve C gibt die Differenz zwischen den Kurven Λ und B oder die Zugkraft, die aufgebracht werden muß, um den Gußstrang zu bewegen.

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Die Kurve C gibt außerdem die Höhe der in dem Strang an verschiedenen Stellen entlang seiner Länge herrschenden Zugspannungen an, wenn der Geschwindigkeitsregulierungsantrieb 20 allein benutzt würde, um den Strang durch die Vorrichtung zu ' ziehen. Die Kurve D zeigt ein Beispiel für die Höhe der in dem Strang wirkenden Zugspannungen, wenn die erfindungsgemäße Verfahrensweise angewendet wird. Von der Kokille 10 bis zum Antrieb Nr. 1 stimmen die Kurven D und C überein. Am Antrieb Nr. 1 wird auf den Strang eine Zugkraft übertragen, wodurch er unter Druckspannung gesetzt wird. Nach dem Antrieb Nr. 1 steigt die Kurve D parallel zur Kurve C solange an, bis sie den Antrieb Nr. 2 erreicht, bei dem wieder eine Zugkraft auf den Strang übertragen wird, die erneut zu Druckspannungen im Strang führt. Der gleiche Zusammenhang besteht zwischen dem Antrieb Nr. 2 und dem Antrieb Nr. 3 und auch zwischen dem Antrieb Nr. 3 und dem Geschwindigkeitsregulierungsantrieb. Auf diese Weise bleibt der Gußstrang im wesentlichen während des ganzen Betriebs unter einer gering-en Druckspannung.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer typischen elektrischen Schaltung, die sich zur manuellen Steuerung der versohiedenen Antriebsmotoren verwenden läßt. Gleichfeld-Gleichstrom·« Motoren für die beiden Walzenreihen 20 und 20a des Gesohwindig— keitsregulierungsantriebs sind bei 26 bzw. 26a angedeutet· Diese Motoren werden durch einen eine geschlossene Schleife bildenden Drehzahlregulierungssohaltkreis 28 gespeist, der eine Spannungsquelle 29, einen Verstärker 30 und einen Tachometer 31 enthält. Die Drehzahl der Motoren 26 und 26a wird duroh einen Hauptregler 32 gesteuert, der sich entweder von Hand oder-über einen Flüssigkeitsspiegel-Steuermechanismus an de^fcokille einstellen läßt» wie dies beispielsweise in der USA-Patentschrift 3 300 820 beschrieben ist. Die beiden Motoren 26 und 26a laufen mit im wesentlichen konstanter Drehzahl, die nur bei Änderung der Gußstrangesohwindigkeit geändert

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wird. Ein Amperemeter 33 zeigt die Stromstärke an, die die Motoren benötigen, um diese Drehzahl aufrechtzuerhalten, und diese Stromstärke ist ein MaB für die Leistung der Motoren an der Antriebswelle.

Während des Gießvorgangs vergrößert sich die von den Motoren 26 und 26a benötigte Stromstärke kontinuierlich, da der Walzenstraßenwiderstand gegen die Bewegung des Guß» Strangs ansteigt, wie dies durch die Kurven C und D in Fig. dargestellt ist. Wenn diese Stromstärke einen festgelegten Höohstwert erreicht, beispielsweise 10 A, der durch das Amperemeter 33 angezeigt wird, wird der dem Antrieb Nr* 1 und seinen Walzen 21 zugeführte Strom erhöht. Dieser Antrieb weist einen Gleichfeld-Gleichspannungsmotor 36 auf, der über einen eine geschlossene Schleife bildenden Stromregulierungskreis 37 gespeist wird. Letzterer besitzt eine Spannungsquelle 38, einen Verstärker 39, eine manuelle Belastungseinstellung 40 und ein Amperemeter 41. Der Hauptregler 32 wird mit dem Verstärker 39 verbunden, wodurch der Motor 36 die Walzen des Antriebs Nr. 1 mit derselben Umfangsgeschwindigkeit antreibt wie die Walzen des Gesohwindigkeitsregulierungsantriebs 20, 20a. Der dem Motor 36 zugeführte Strom wird allmählich erhöht, und zwar in dem Maße, wie dies notwendig ist, um doi Strom für die Motoren 26 und 26« auf der festgelegten Höhe als Maximalwert zu halten. Auf diese Weise erzeugt der Antrieb Nr. 1 die wachsende Zugkraft, die erforderlich 1st, um den Gußstrang zu bewegen. Zu diesem Zeitpunkt hat das vordere Ende des Gußstrangs S den Antrieb Nr. 1 passiert und nähert sich dem Antrieb Nr. 2 und dessen Walzen 22.

Die Antriebe Nr. 2 und Nr. 3 alt ihren Walzen 22 bzw. 23 weisen geschlossene Schleifen bildende Stromregelkreise 44 und 45 auf, die dem Schaltkreis 37 des Antriebs Nr. 1 ähnlich sind. Naohdem das vorder« Ende des Gußstrangs den

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Antrieb Nr. 2 erreicht hat, wird der den beiden Motoren 26 und 26a des Geschwindigkeitsregulierungsantriebs sowie der Motor 36 des Antriebs iir. 1 auf konstanter Höhe gehalten und der dem Antrieb Nr. 2 zugeführte Strom verstärkt, um auf diese Weise die wachsende Zugkraft zu erzeugen, die erforderlich ist, um den Gußstrang zu bewegen. Nachdem das vordere Ende den Antrieb Nr. 3 erreicht hat, wird dieser Antrieb in derselben Weise dazu benutzt, den dem Antrieb Nr. 2 zufließenden Strom konstant.zu halten.

Fig. 4 zeigt in einem Blockschaltbild die Art und Weise, in der die im obigen erläuterten Einstellungen automatisch vorgenommen werden können. Ein Impulsgenerator 46 wird an den Motor 26a des Geschwindigkeitregulierungsantriebs angeschlossen, mit dem das vordere Ende des Stranges geführt bzw. verfolgt wird. Der Impulsgenerator 46 wird an einen digitalen Computer 47 angeschlossen, der wiederum mit den Steuerschaltkreisen 37, 44 und 45 für die Antriebe Nr. 1, 2 und 3 in Verbindung steht. Auf diese Weise stellt der Computer automatisch für jeden Antrieb den Strom so ein, daß dieselbe Wirkung erreicht wird wie bei der oben beschriebenen Hands teuerung.

Fig. 5 zeigt eine Stranggießvorrichtung, bei der die Anfahrstange 50 starr ist, und auf die sich die erfindungsgemäße Verfahrensweise in modifizierter Form anwenden läßt. Die Vorrichtung weist eine von oben nach unten gerade/verlaufende Kokille 51 auf, ferner ein geradegerichtetes, vertikales Führungswalzengerüst 52, angetriebene Klemmwalzen 53» ein gebogenes Walzengerüst 54, eine Geraderichtvorrichtung und ein horizontales Walzengerüst 56. Das gebogene Walzengerüst besitzt wenigstens einen Weichen-Abschnitt 571 in dem einige der Walzen geführt werden. Der Weichenabschnitt kann

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geöffnet sein, so daß die Anfahrstange 50 vertikal abwärts wandern kann, nachdem sie von dem vorderen Ende des GuJlstrangs abgetrennt worden ist, wie dies beispielsweise in der USA-Patentschrift 3 338 297 dargestellt ist.

Wenn das erfindungsgemäße Verfahren auf eine Stranggießvorrichtung angewendet wird, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, dann werden die Klemmwalzen 53 zu dem Geschwindigkeitregulierungsantrieb. Mehrere nahe nebeneinanderliegende Klemmwalzenpaare dienen dazu, die Kraft entlang dem Gußstrang zu verteilen, ähnlich wie dies bei dem Antrieb Nr. 1 von Fig. 1 der Fall ist. Zu Beginn des Gießvorgangs stehen die Klemmwalzen 53 mit der Anfahrstange in Eingriff und wirken als Bremse, um die Anfahrstange bei dem unter ihrem Eigengewicht erfolgenden Abwärtswandern zurückzuhalten. Nachdem die Anfahrstange abgetrennt worden ist und der Weichenabschnitt 57 geschlossen wurde, tritt der Strang S in das gebogene Walzengerüst 54 ein und erfordert zu seinem Vorwärtstrieb eine wachsende Zugkraft. An mit Abstand getrennten Stellen entlang des gebogenen Walzengerüstes sind Paare von Hilfsantriebsrollen 58, 59 und 60 vorgesehen, die auch hier wieder als Antriebe Nr. 1, Nr. 2 und Nr. 3 bezeichnet werden. Die Walzen in der Geradericlitvorrichtung 55 werden angetrieben, jedoch können alle anderen Walzen Leerlaufwalzen sein.

Zu Beginn des Gießvorgangs werden die Hilfsantriebswulzen 58, 59 und 60 in derselben Weise wie bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung als Leerlaufwalzen benutzt, also niolit angetrieben» Sobald das vordere Ende des Gußstrange durch den Antrieb Nr, 1 und dessen Walzen 58 liiui't, wird dor diesem Antrieb zugeführte Strom verstärkt, dami1 die eich vergrößernde Zugkraft geliefert wird, die benötigt wird, um den Gußfitrang vorwärtszutreiben, woraufhin der dom GeschwindigkeltrepulieruiiRs· antrieb, d.li. also den Klemmwalzen 53, zugeführte Strom

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gehalten wird. Wenn das vordere Ende des Strangs aufeinanderfolgend durch die Antriebe Nr, 2 und Nr. 3 bzw. deren Walzen 59 und 60 läuft und schließlich durch die Geraderichtvorrichtung 55» wird in der gleichen Weise wie bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung der jedem Antrieb zugeführte Strom erhöht, wobei die Stromstärke für die vorausgegangenen Antriebe konstant gehalten wird.

Aus dem obigen ergibt sich, daß das hier beschriebene Verfahren und die zugehörige Vorrichtung zu seiner Durchführung sicherstellen, daß ein sich verfestigender, in einem Stranggießverfahren hergestälter Gußstrang bei seiner Verfestigung von allen übermäßigen Längsspannungen entlastet wird. Vorzugsweise wird während des größten Teils des Betriebs, wie durch die Kurve D in Fig. 2 angedeutet, eine kleine Druckspannung aufrechterhalten. Bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zieht der Geschwindigkeitregulierungsantrieb den Gußstrang, während die Ililfsantriebe so wirken, daß sie zu starke auf den Strang einwirkende Druckspannungen, die den Strang möglicherweise ausbeulen oder ausbauchen können, entlasten. Auf diese Weise werden mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens Fehler und Schaden in dem Gußstrang vermieden, die durch Längsspannungen verursacht werden, und es wird eine größere Gießgeschwindigkeit für rißempfindliche Stahlsorten ermöglicht.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Steuerung der auf einen Gußstrang einwirkenden Kräfte, der aus dem unteren Ende einer Strangguß» kokille austritt und in einer Walzenstraße zwischen Walzenreihen wandert, die die entgegengesetzten Flächen des Gußstrangs berühren, wenn er sich in einem Stranggießprozeß verfestigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gußstrang mit einer geschwindigkeitregulierenden Zugkraft beaufschlagt wird, daß an mehreren mit Abstand von der geschwindigkeitregulierenden Zugkrafteinwirkungsstelle getrennten Stellen Hilfszugkräfte auf den Strang einwirken, daß die Größe der geschwindigkeitregulierenden Zugkraft auf einem im wesentlichen konstanten, vorherbestimmten Maximalwert gehalten wird, und daß die Größe der aufeinanderfolgend hilfsweise aufgebrachten Zugkräfte, wenn sich das vordere Ende des Strangs in der Walzenstraße vorwärtsbewegt, so eingestellt wird, daß die wachsende Kraft geliefert wird, die erforderlich ist, um den Strang vorwärtszutreiben, um dadurch die Längsspannungen im Strang auf ein Mindestmaß zu beschränken.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitregulierungskraft dem Strang an einer vorgerückten Steife in der Walzens traue erteilt wird und den Strang durch die Walzenstraße hindurchzieht, und daß die Hilfskräfte an Stellen auf den Strang einwirken, die der Einwirkungsstelle der Geschwindigkeitsregulierungskraft vorausgehen, wobei die Hilfskräfte so eingestellt sind, daß die^ll(lem Strang wirkenden Zugspannungen out Las tot werden,

'}, Vnrl'uhron nach Anspruch L, dadurch gektinn/o lehn« t, dal) dlo WalzmiH trußo »in gobogenon WnLzungoriii» t aulwoist, da;i

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die Bewegungsrichtung des Strangs aus der Vertikalen in die Horizontale überführt, sowie eine Geraderichtvorrichtung, die auf das gebogene Walzengerüst folgt, und daß die Geschwindig^ keitregulierungskraft an der Geraderichtvorrichtung auf den Strang übertragen wird,

k. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste der Hilfskräfte an einer Stelle in der Nähe der Kokille auf den Strang übertragen wird, und daß die anderen Hilfskräfte an Stellen zwischen der ersten Hilfskraft und der Geschwiiidigkeitregulierungskraft auf den Strang einwirken.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitregulierungskraft auf den Strang an einer Stelle in der Nähe der Kokille übertragen wird und den Strang durch die Walzenstraße hiiidurchschiebt, und daß die Hilfskräfte an Stellen zur Einwirkung gebracht werden, die auf die Geschwindigkeitregulierungskraft folgen und dabei so eingestellt sind, daß sie übermäßige Druckspannungen im Strang entlasten.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5» bei dem die in Längsrichtung auf einen Strang in einer Stranggießvorrichtung einwirkenden Kräfte gesteuei^t werden, wobei die Stranggießvorrichtung eine Kokille aufweist, an derera unteren Ende ein teilweise verfestigter Strang unbegrenzter Länge austritt, ferner eine Anfahretange und eine Reihe Walzen unterhalb der Kokille, die mit den entgegengesetzten Seiten der Anfahrstange und des Stranges In Berührung treten, wenn dieser sich verfestigt, gekennzeichnet durch β"inen Geschwindigkeitregulierungsantrieb (20, 20a; 53), durch den die Anfahrstange (18) und der Gußstrang (s) mit einer im wesentlichen auf einem bestimmten Maximalwert haltbaren Zugkraft an einer Stelle beaufschlagbar sind, die der Stelle vorausgeht, an der die Anfahrstango

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abgetrennt wird, ferner durch eine Hilfsantriebseinrichtung (21, 22, 23), mit der auf den Gußstrang (s) an von dem Geschwindigkeitregulierungsantrieb getrennten Stellen Zugkräfte übertragbar sind, und durch eine Vorrichtung (kh_t 45) zur aufeinanderfolgenden Einstellung der Hilfsantriebseinrichtung (22, 23, 2l), um dadurch die wachsende Zugkraft zu liefern, die benötigt wird, wenn sich das Vorderende eines Gußstranges durch die Stranggießvorrichtung vorwärtsbewegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitregulierungsantrieb (20, 20a;53) mit dem Gußstrang (s) an einer in bezug auf die Kokille (lO) vorgerückten Stelle in Berührung tritt und den Strang durch die Walzen zieht, und daß die Hilfsantriebsvorrichtung (22, 23) den Gußstrang an mehreren Stellen zwischen der Kokille (lO) und dem Geschwindigkeitregulierungsantrieb berührt, um dadurch die in dem Strang auftretenden Zugspannungen zu entlasten,

8» Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitregulierungeantrieb (20, 20a; 53) den Strang an einer Stelle in der Nähe der Kokille (lO) berührt und ihn durch die Walzen hindurchtreibt, und daß die Hilfsantriebsvorrichtung den Strang an mehreren auf den Geschwindigkeitregulierungsantrieb folgenden Stellen berührt, um die in dem Strang vorhandenen Druckspannungen zu entlasten·

9, Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Walzen unter der Kokille (10) aufeinanderfolgend ein Führungswalzengerüst (12), Biegewalzen (13), ein gebogenes Walzengerüst (14) und eine Geraderichtvorrichtung (15) gehören, daß die Anfahrstange (l8) flexibel ist, daß der Geschwindigkeitregulierungsantrieb (20, 20a) mit dem Gußstrang (S) an der Geraderichtvorrichtung (15) in Eingriff tritt und den Strang durch die Walzen hindurchzieht, und daß die Hilfsantriebsvorrichtung (a, 22, 23) mit dem Strang an mehreren

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Stelleu im Bereich der Walzen zwischen der Kokille (lO) und dem

Geschwindigkeitregulierungsantrieb (20, 20a) in Eingriff tritt, um die in dem Strang vorhandenen Zugspannungen zu entlasten.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Walzen unterhalb der Kokille (5l) ein Führungswalzengerüst (52), angetriebene Klemmwalzen (53)» Biegewalzen (58), ein gebogenes Walzengerüst (5^) und eine Geraderichtvorrichtung (55) gehören, daß die Anfahrstange (50) starr ist, daß die Klemmwalzen (53) als Geschwindigkeitregulierungsantrieb wirken und den Gußstrang (S) durch die folgenden Walzen hindurchschieben, und daß die Hilfsantriebsvorrichtung (58, 59» 60) den Gußstrang an mehreren Stellen berühren, die auf die Klemmwalzen (53) folgen, um dadurch die in ihm wirkenden Druckspannungen zu entlasten. -

Ho Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Computer (47)» der an den Geschwindigkeitregulierungsantrieb (20, 20a) und die Hilfsantriebsvorrichtung (21, 22, 23} angeschlossen ist, um letztere automatisch einzustellen.

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