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Vorrichtung zur Zentrierung des Giessstrahles bei einer Stahl-Stranggiessanlage
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Zentrierung des Giessstrahles bei einer
Stahl-Stranggiessanlage mit einer Durchlaufkokille, dieser nachfolgende, den Strang auf kurzer Strecke führende sowie auf den Kokillenausgang zentrierende Führungen und nachgeordneter, gekrümmter Strangführung mit Kühleinrichtung. Solche Stranggiessanlagen werden als Bogenanlagen bezeichnet und weisen vertikal angeordnete, gekrümmte oder gerade Kokillen auf.
Es ist bekannt, dass die Strömung des Giessstrahles im flüssigen Kern die Ausbildung der erstarrenden Kruste beeinflusst, indem Erosionen auftreten können. Diese Erosionen schwächen die Kruste, so dass dieselbe dem hydrostatischen Druck nicht mehr widerstehen kann und die gefürchteten Durchbrüche auftreten.
Findet die Erosion im Bereich der Kokille statt, so erwärmt sich die Kokillenwand an dieser Stelle übermässig, was zur Beschädigung der Kokille führen kann. Erosionen begünstigen aber auch eine ungleichmässige Kristallisation und führen zu Spannungen und Gefügefehlern. Um diese Nachteile zu vermeiden, wird der Giessstrahl in bezug auf den Kokillenquerschnitt so eingestellt, dass die im Sumpf auftretende Strömung keine massgebenden Erosionen der Kruste verursachen kann.
Es ist für Einstranganlagen bekannt, die Lage des Giessstrahles durch Bewegen des als Zwischenbehälter ausgebildeten Giessgefässes auf die Kokille auszurichten, indem der Zwischenbehälter in zwei Richtungen quer zum Strahl einstellbar gelagert wird. Es ist aber konstruktiv aufwendig, solche schwere Gefässe innerhalb kleiner Grenzen in zwei Richtungen einstellbar zu lagern.
Beim Giessen von kleinen Querschnitten auf Mehrstranganlagen mit gemeinsamen Zwischenbehältern ist zwecks Vermeidung oben erwähnter Nachteile eine genaue Einstellung des Giessstrahles von besonderer Bedeutung. Bei solchen Zwischenbehältern ist jedoch beim Einsetzen der Düsen eine genaue Einstellung derselben schwierig. Ausserdem verzieht sich dieser Zwischenbehälter unter dem Einfluss der Hitze beim Anwärmen und während des Giessens, so dass sich die Düsenabstände verändern und die Giessstrahlen in Lagen gelangen können, bei welchen die vorher aufgezeigten Schwierigkeiten auftreten.
Beim Giessen eines Stranges, der unterhalb der Kokille in einer gebogenen Strangführung geführt wird, ist eine genaue Einstellung des Giessstrahles von besonderer Bedeutung, da die Tiefenwirkung desselben und der Einfallswinkel seiner Strömung auf die Kruste am äusseren Radius ein Erodieren begünstigen. Ein grösserer Abstand des Giessstrahles von dieser Kruste kann diese Gefahr vermindern.
Gemäss einer bekannten Giessstrahlzentrierung für eine Vertikalanlage sind die Kokille und der Kokillenthch mit der nachfolgenden Strangführung als Einheit um einen Drehpunkt schwenkbar gelagert. Der Drehpunkt liegt einerseits zwischen den Ausziehwalzen und anderseits auf der Verlängerung der Längsachse des Formhohlraumes. Da bei modernen Stranggiessanlagen die Kokillen oszillierbar gelagert sind, wird gemäss dieser Lösung der Oszillationsantrieb auf der schwenkbaren Einheit montiert, was eine aufwendige Konstruktion ergibt. Im weiteren ist eine kugelige Lagerung der Einheit Bedingung, was fertigungstechnisch unwirtschaftlich ist.
Durch die Befestigung der Strangführung am Kokillentisch wird die kugelig ausgebildete Lagerung sehr grossen Belastungen
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: Fig. 1Zwischenstück --12-- auf dem Hebel --9-- in Führungen --20,21-- in Richtung der Pfeile --22-- verschiebbar gelagert. Die Einstellung erfolgt über einen mit dem Zwischenstück--12-
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In Fig. 3 ist eine weitere Giess strahl-Zentriervorrichtung gezeigt, die vorteilhafterweise bei grösseren Strangquerschnitten Verwendung findet.
Eine gebogene Kokille --31-- ist um ein Lager - -32-- oszillierbar an einem Hebel --33-- befestigt, Durch Verschiebung eines Lagersupports - mittels einer Spindel --35-- in Richtung der pfeile --36-- wird der Giessstrahl in eine gewünschte Auftreffstelle --37-- gebracht. Eine an der Kokille befestigte Lasche --67-- ist in einer Geradführung --38-- eines Supports --39-- gehalten. Durch Verschieben des Supports --39-- in einer Führung --40-- mittels einer Spindel --41-- relativ zum Gerüst --42-- der Anlage wird eine Lageverstellung der Kokille --31-- und somit des Giessstrahles in der Richtung senkrecht zu den Pfeilen --36-- ermöglicht.
Dabei wird der Hebel-33-um ein Lager--43-- geschwenkt.
Unterhalb der Kokille sind wieder den Strang auf den Kokillenausgang zentrierende Führungen --45-- in From von Rollen --44- - mit der Kokille --31-- starr verbunden.
Zwischen den Führungen --45-- und einer Strangführung-46-ist ein als Stütze dienender, um den Strangumfang Rollen --47-- aufweisender Träger --48-- angeordnet. Der Träger ist auf Kugeln --49-- allseitig beweglich gelagert. Es ist auch möglich, den Träger nur in jenen Richtungen beweglich zu lagern, in welchen die Kokille verschiebbar angeordnet ist, d. h. in Richtung der Pfeile - und in einer dazu senkrechten Richtung. Ebenfalls sind andere bewegliche Lagerungen des Trägers-48-möglich, beispielsweise eine eine Schrägstellung des Trägers zulassende Aufhängung.
Die Anordnung eines solchen, die erstarrte, durch den hydrostatischen Druck des im Stranginneren noch flüssigen Metalles beanspruchte Schale --50-- des Stranges --51-- stützenden Trägers --48-- bezweckt die Verminderung der durch das Ausbauchen der Schale--50auftretenden schädlichen Wirkungen, wie Risse, Durchbrüche usw.
Es ist auch möglich, den Trägerin mehrere, untereinander angeordnete und ebenfalls beweglich gelagerte Einzelträger zu unterteilen. Auf diese Weise erfolgt die Abstützung der Strangschale gleichmässig auf der durch jede eingestellte Biegung des Stranges --51-- sich ergebenden Biegelinie.
Diese Biegung ist unter anderem abhängig von der durch die Giessstrahlzentrierung benötigten Verschiebung der Kokille --31--.
Die starr mit dem Gerüst der Anlage verbundene Strangführung --46-- entspricht in ihrer Funktion der in Fig. 1 dargestellten Strangführung.
Fig. 4 zeigt eine Anwendung der vorliegenden Giessstrahlzentrierung auf eine Bogen-Stranggiess- anlage mit einer geraden Durchlaufkokille-71--. Die Kokille--71--ist über Rollen--88-in Führungen --89-- oszillierbar gelagert. Der Oszillationsantrieb erfolgt in Richtung der Pfeile --85-- und wird über Hebel-86 und 87--auf die Kokille --71-- übertragen. Unterhalb der Kokille --71-- sind am Kokillentisch --72 gelagerte Führungen --73-- angeordnet, welche den Strang --75-- auf den Kokillenausgang zentrierende Rollen --74-- aufweisen.
Der Strang --75-- wird unterhalb der Kokille --71--, beispielsweise innerhalb der Führungen--73--, von einer geradlinigen in eine kurvenförmige Bahn gebogen. Die Kokille --71-- und die Führungen - werden zusammen durch eine Spindel --76-- mit Handrad --77-- in Richtung der Pfeile --84- verschoben.
Wird beispielsweise ein rechteckiges Format mit kleiner Breitseite vergossen, so erübrigt es sich, den Giessstrahl in zwei Richtungen zu verstellen, weil eine Zentrierung desselben in Richtung der Längsseite infolge fehlender Erosion in dieser Richtung unnötig ist. Deshalb ist die Kokille gemäss dem Beispiel nach Fig. 4 nur in Richtung der Pfeile --84-- verstellbar.
Um die auf den Strang --75-- wirkende Biegebeanspruchung auf ein Minimum zu reduzieren, ist eine Strangführung --79--, die Rollen --80-- aufweist, um eine Achse --81-- schwenkbar gelagert. Durch Federn-82, 83- wird die Strangführung --79-- auf die Mittelstellung des Durchgangsquerschnittes der Führungen --73-- zentriert. Dadurch wird eine bessere Verteilung des auf dem Strang --75-- wirkenden Biegemomentes erreicht, indem der Spitzenwert beim Eintritt in
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Kugelgelenk auszubilden, wenn zusätzlich eine Verschiebung der Kokille in einer Richtung senkrecht zur Richtung --84-- gewünscht wird.