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EP1029616B1 - Vorrichtung zum Oszillieren einer Stranggiesskokille - Google Patents

Vorrichtung zum Oszillieren einer Stranggiesskokille Download PDF

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Publication number
EP1029616B1
EP1029616B1 EP00101546A EP00101546A EP1029616B1 EP 1029616 B1 EP1029616 B1 EP 1029616B1 EP 00101546 A EP00101546 A EP 00101546A EP 00101546 A EP00101546 A EP 00101546A EP 1029616 B1 EP1029616 B1 EP 1029616B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
continuous casting
mold
lifting table
base frame
lifting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP00101546A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1029616A1 (de
Inventor
Hans-Peter Kaiser
Axel Stavenow
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Demag AG filed Critical SMS Demag AG
Publication of EP1029616A1 publication Critical patent/EP1029616A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1029616B1 publication Critical patent/EP1029616B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B22D11/053—Means for oscillating the moulds

Definitions

  • the invention relates to a device for oscillating a continuous casting mold, in particular for the continuous casting of thin slabs of steel, comprising a oscillating continuous casting mold, the lifting table of which has a fixed base frame articulated handlebar is guided, and their oscillation drive formed with hydraulic units arranged on a stationary base frame is and the axes of the joints on the hydraulic units, and the axes the joints on the links are aligned parallel to each other.
  • the mold In continuous casting, the mold is set in a periodic oscillation movement, to reduce the friction through a relative movement between the strand and the mold between the mold and the strand. This will make an undesirably high Friction of the strand on the mold wall is reduced. Furthermore, on the bathroom surface Granular to powdery casting powder in the mold after melting drawn into the gap between the mold and the strand as a lubricant.
  • the alternating upsetting or stretching process of the strand shell causes in particular with a sinusoidal oscillation an oscillating excitation of the whole Strand. If this is in an unfavorable, for example harmonious Frequency range, it may. a. to swing the pouring level in the mold come. Such a disadvantageous operating state can be particularly avoid by a non-sinusoidal movement of the mold, whereby a periodic bath level fluctuation is successfully dampened becomes.
  • Hydraulic oscillation drives for lifting tables are state of the art known from continuous casting, which a Kokillenoszillation with any Allow speed curves, for example corresponding to an asymmetrical one Sinusoid.
  • the positive and negative strip time can be divided into optimal areas, which is beneficial on the oscillation marks, their depth and shape affects and an improvement of the Surface quality causes.
  • document DE 37 04 793 C2 describes a mold lifting device with two on a lifting table for the continuous casting mold, or directly on this articulated, rotatably drivable eccentric shaft. Between rotary drive and the eccentric shafts, at least one drive shaft is used, in which the joint head facing away from the eccentric shaft is arranged such that it can be changed in position and the rod ends are rotatable against each other.
  • a non-sinusoidal sequence of movements the mold is used in this device through conscious use a gimbal error that occurs when a propeller shaft is not is used in alignment between the waves. By changing height and lateral displacement of the rotary drive are different, non-sinusoidal Movements of the mold can be realized.
  • Document EP 0 121 622 B1 describes a continuous caster using a mold mounted in a frame, which is controlled by an electro-hydraulic Servo device is vibrated.
  • the generation of vibrations is preselected according to one generated by a function generator Vibration ampute signal operated at a frequency higher than that Natural frequency of the vibration device is.
  • the as yet unpublished patent application 198 17 701.1 discloses a device for continuous casting of steel, consisting of an oscillating in the casting direction, continuous casting mold held in a lifting table and at least one oscillating drive acting on the lifting table.
  • the lifting table is below his Guide plane extending guide blocks, between which a stationary clamping block is arranged.
  • the oscillation drive consists of four hydraulic cylinders, two on each Chill side are arranged and with one end on the guide blocks and are attached at their other end to a stationary support frame.
  • An oscillation device described in document EP 0 732 978 B1 uses two clamped clamps on each side of the mold Leaf spring packages.
  • a hydraulic cylinder is arranged centrally under the mold on each side.
  • Document DE 195 41 164 A1 discloses an oscillation device for a Continuous casting mold, the guided on a support frame in the casting direction Continuous casting mold by means of servo hydraulic cylinders arranged on the support frame is moved oscillating.
  • the oscillation device shows that the servo hydraulic cylinder on the bottom via an elastic fastening element on the Support frame attached and their piston rods are connected to the mold.
  • the object of the invention based on further improving known oscillation drives, and in particular a uncomplicated and compact device for decoupling the linear Relationship between casting speed and the oscillation parameters Specify the stroke / frequency, in particular an undesirable influence avoids the speed curve by a guide with spring characteristics and any setting of the ratio of stroke and frequency in one Realized device of the lowest possible height.
  • Lift table units 4, 5, 6, 7, 8, 9 arranged continuous casting mold 1 has an oscillation drive with two, four in total on a stationary Base frame 3 by means of joints 7, 7 'arranged hydraulic units 4, 4'.
  • Each lifting table support 5, 5 ' is articulated with the upper part of the hydraulic unit 4,4 ', and its lower end is articulated to the base frame 3.
  • the lifting table 2 is from the planes x-x; x'-x 'parallel planes between Base frame 3 and lifting table support 5, 5 'articulated in a horizontal position Handlebars 9.9 'out.
  • the device described enables in a particularly uncomplicated and compact construction a decoupling of the linear relationship between Casting speed and the oscillation parameter stroke / frequency.
  • the device is free from resonance frequencies and has good guiding properties in all levels.
  • the links 9, 9 ' are arranged on the narrow sides 10, 10' of the mold 1.
  • the guidance of the lifting tables 2 is designed with a double-link arrangement.
  • An essential feature of the claimed device is that the Hydraulic units 4,4 'in parallel to the narrow sides 10,10' of the mold 1 Levels are arranged laterally at a distance from the lifting table 2 and that the Hydraulic units 4,4 'are double-acting servo cylinders.

Landscapes

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

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Oszillieren einer Stranggießkokille, insbesondere für das Stranggießen von Dünnbrammen aus Stahl, umfassend eine oszillierbare Stranggießkokille, deren Hubtisch über mit einem ortsfesten Grundrahmen gelenkig verbundene Lenker geführt ist, und deren Oszillationsantrieb mit an einem ortsfesten Grundrahmen angeordneten Hydraulikaggregaten ausgebildet ist und die Achsen der Gelenke an den Hydraulikaggregaten, und die Achsen der Gelenke an den Lenkem parallel zueinander ausgerichtet sind.
Beim Stranggießen wird die Kokille in eine periodische Oszillationsbewegung versetzt, um durch eine Relativbewegung zwischen Strang und Kokille die Reibung zwischen Kokille und Strang zu verringern. Dadurch wird eine unerwünscht hohe Reibung des Stranges an der Kokillenwand vermindert. Ferner wird auf der Badoberfläche in der Kokille befindliches körniges bis pulvriges Gießpulver nach Aufschmelzen als Gleitmittel in den Spalt zwischen Kokille und Strang eingezogen.
Bei vertikal reziprozierender Bewegungen in Gießrichtung bzw. in Gegenrichtung sind Hub und Frequenz der Oszillation nach Maßgabe der Gießgeschwindigkeit einstellbare Parameter.
Während eines Oszillationzyklus wechselt beim Vorbeigleiten der Kokille am Strang die Art der Reibung:
Bei relativ zum Strang voreilender Geschwindigkeit der Kokille, dem Negativstrip, sowie nach Richtungsumkehr zum Positivstrip, liegt Gleitreibung vor. Während der Gleitreibung werden von der Kokille abwechselnd Zug- und Druckspannungen auf die Strangschale übertragen.
Bei annähernd gleicher Geschwindigkeit zwischen Kokille und Strang, im Bereich der Richtungsumkehr von Negativstrip zum Positivstrip, liegt Haftreibung vor, bei der sich die resultierenden Zug- und Druckspannungen annähernd ausgleichen. Bei Erhöhung oder Erniedrigung der relativen Kokillengeschwindigkeit reißt sich die Kokille vom Strang los. Dies führt zum Stauchen und damit zu einer Geschwindigkeitserhöhung der Strangschale, wenn sich die Kokille auf ihrem Weg nach unten befindet, und umgekehrt zu einer Dehnung und damit zu einer Geschwindigkeitsreduzierung der Strangschale, wenn sich die Kokille auf ihrem Weg nach oben befindet.
Der abwechselnde Stauch- bzw. Dehnvorgang der Strangschale bewirkt insbesondere bei einer sinusförmigen Schwingung eine oszillierende Anregung des gesamten Stranges. Wenn diese in einem ungünstigen, beispielsweise harmonischen Frequenzbereich liegt, kann es u. a. zum Aufschwingen des Gießspiegels in der Kokille kommen. Ein derartiger nachteiliger Betriebszustand läßt sich insbesondere durch einen nicht-sinusförmigen Bewegungsablauf der Kokille vermeiden, wodurch eine periodisch auftretende Badspiegelschwankung erfolgreich gedampft wird.
Aus dem Stand der Technik sind hydraulische Oszillationsantriebe für Hubtische von Stranggießeinrichtungen bekannt, die eine Kokillenoszillation mit beliebigen Geschwindigkeitskurven zulassen, beispielsweise entsprechend einer asymmetrisch Sinuskurve. Durch eine entsprechende Kurvenform kann die positive und negative Stripzeit in optimale Bereiche aufgeteilt werden, was sich vorteilhaft auf die Oszillationsmarken, deren Tiefe und Form auswirkt und eine Verbesserung der Oberflächenqualität bewirkt.
Beispielsweise beschreibt das Dokument DE 37 04 793 C2 eine Kokillen-Hubvorrichtung mit zwei an einem Hubtisch für die Stranggießkokille, oder direkt an dieser angelenkten, drehbar antreibaren Exenterwellen. Zwischen Drehantrieb und den Exenterwellen ist mindestens eine Gelenkwelle eingesetzt, bei welcher der von der Exenterwelle abgewandte Gelenkkopf lageveränderbar angeordnet ist und die Gelenkköpfe gegeneinander verdrehbar sind. Ein nicht-sinusförmiger Bewegungsablauf der Kokille wird bei dieser Vorrichtung durch den bewußten Gebrauch eines Kardanfehlers erzeugt, welcher auftritt, wenn eine Gelenkwelle nicht fluchtend zwischen den Wellen eingesetzt wird. Durch Veränderung von Höhe und seitliche Verschiebung des Drehantriebes sind unterschiedliche, nichtsinusförmige Bewegungsabläufe der Kokille realisierbar.
Das Dokument EP 0 121 622 B1 beschreibt eine Stranggießanlage unter Verwendung einer in einem Rahmen gelagerten Kokille, welche durch eine elektrohydraulische Servoeinrichtung in Schwingungen versetzt wird. Die Schwingungserzeugung wird gemäß einem von einem Funktionsgenerator erzeugten vorgewählten Schwingungs-Ampitutensignal bei einer Frequenz betrieben, welche höher als die Eigenfrequenz der Schwingungsvorrichtung ist.
Die noch unveröffentlichte Patentanmeldung 198 17 701.1 offenbart eine Einrichtung zum Stranggießen von Stahl, bestehend aus einer in Gießrichtung oszillierenden, in einem Hubtisch gehaltenen Stranggießkokille und mindestens einem auf den Hubtisch wirkenden Oszillationsantrieb. Der Hubtisch ist mit unterhalb seiner Tischebene verlaufenden Führungsblöcken ausgebildet, zwischen welchen ein stationärer Spannblock angeordnet ist. Entlang der Kokillenschmalseiten sind unterhalb der Tischebene zu beiden Seiten des Spannblocks jeweils zwischen bzw. in diesem und dem zu ihm benachbarten Führungsblock im Abstand übereinander mindestens zwei einzelne, nachgiebig weiche Blattfedern in zueinander sowie in Bezug auf die jeweiligen an der gegenüberliegenden Kokillenschmalseite angelenschmalseite angeordneten Blattfedern paralleler Lage eingespannt. Der Oszillationsantrieb besteht aus vier Hydraulikzylindem, von denen jeweils zwei an jeder Kokillenseite angeordnet sind und mit ihrem einen Ende an den Führungsblöcken und mit ihrem anderen Ende an einem ortsfesten Tragrahmen befestigt sind.
Eine in dem Dokument EP 0 732 978 B1 beschriebene Oszillationsvorrichtung benutzt als Führung je Kokillenseite zwei übereinanderliegend eingespannte Blattfederpakete. Hier ist je Seite ein Hydraulikzylinder mittig unter der Kokille angeordnet. Bei dieser Lösung wurde auf den Hubrahmen verzichtet - es wurde die Kokille unmittelbar auf den Blattfedem gelagert.
Nachteil bei einer Führung mit eingespannten Blattfedem ist die Begrenzung der Hubhöhe, die Aufnahme nur begrenzter Kräfte in Querrichtung der Blattfedem und die Federsteifigkeit der Führungsfeder, welche sich bei nicht-sinusförmigen Kokillengeschwindigkeiten negativ auf die Führungseigenschaft auswirkt.
Das Dokument DE 195 41 164 A1 offenbart eine Oszillationseinrichtung für eine Stranggießkokille, wobei die an einem Tragrahmen in Gießrichtung geführte Stranggießkokille durch am Tragrahmen angeordnete Servo-Hydraulikzylinder oszillierend bewegt wird. Die Oszillationseinrichtung zeigt, dass die Servo-Hydraulikzylinder bodenseitig über ein elastisches Befestigungselement auf dem Tragrahmen befestigt und ihre Kolbenstangen mit der Kokille verbunden sind.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bekannte Oszillationsantriebe weiter zu verbessern und dabei eine besonders unkomplizierte und kompakte Vorrichtung zur Entkoppelung der linearen Beziehung zwischen Gießgeschwindigkeit und den Oszillations-Parametern Hub/Frequenz anzugeben, die insbesondere eine unerwünschte Beeinflussung der Geschwindigkeitskurve durch eine Führung mit Federcharakteristik vermeidet und eine beliebige Einstellung des Verhältnisses von Hub und Frequenz in einer Vorrichtung von möglichst niedriger Bauhöhe verwirklicht.
Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Erfinderische Ausgestaltungen des dabei verwendeten Konstruktionsprinzips sind in den Unteransprüchen angegeben.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.
Es zeigen:
Figur 1
eine Vorrichtung zum Oszillieren einer Stranggießkokille in Seitenansicht,
Figur 2
die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Draufsicht.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Vorrichtung zum Oszillieren einer Stranggießkokille 1, insbesondere zum Stranggießen von Dünnbrammen aus Stahl, umfassend die in Gießrichtungen bzw. Gegenrichtung oszillierbare, auf zwei einzelnen Hubtisch-Einheiten 4, 5, 6, 7, 8, 9 angeordnete Stranggießkokille 1, besitzt einen Oszillationsantrieb mit jeweils zwei, insgesamt vier an einem ortsfesten Grundrahmen 3 mittels Gelenken 7, 7' angeordneten Hydraulikaggregaten 4, 4'. Jeder Hubtischträger 5, 5' ist gelenkig mit dem oberen Teil des Hydraulikaggregates 4,4', und dessen unteres Ende ist mit dem Grundrahmen 3 gelenkig verbunden. Der Hubtisch 2 ist von zu den Ebenen x-x; x'-x' parallelen Ebenen zwischen Grundrahmen 3 und Hubtischträger 5, 5' in horizontaler Lage gelenkig verbundenen Lenkern 9.9' geführt. Die Achsen sowohl der Gelenke 6,6' sowie 7,7' an den Hydraulikaggregaten 4,4', als auch der Gelenke 8,8' an den Lenkern 9,9' sind zu den Ebenen x-x; x'-x' senkrecht ausgerichtet.
Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht in einer besonders unkomplizierten und kompakten Konstruktion eine Entkoppelung der linearen Beziehung zwischen Gießgeschwindigkeit und den Oszillations-Parameter Hub/Frequenz. Insbesondere wird durch die Anordnung einer schwingungsneutralen Führung durch die Lenker 9,9' eine unerwünschte Beeinflussung der Geschwindigkeitskurven vermieden und eine beliebige Einstellung der Verhältnisse von Hub und Frequenz verwirklicht. Die Vorrichtung ist frei von Resonanzfrequenzen und besitzt gute Führungseigenschaften in allen Ebenen.
Ein seitliches Verkanten der Vorrichtung wird dadurch verhindert, daß die Lenker 9, 9' verwindungssteife und mit hoher Quersteifigkeit ausgebildete Stahlprofile besitzen.
Wie hierzu aus Figur 2 ersichtlich ist, sind die Lenker 9,9' an den Schmalseiten 10,10' der Kokille 1 angeordnet.
In alternativer Ausgestaltung der Vorrichtung kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Führung der Hubtische 2 mit je einer Doppel-Lenker-Anordnung ausgebildet ist.
Ein wesentliches Merkmal der beanspruchten Vorrichtung besteht darin, daß die Hydraulikaggregate 4,4' in zu den Schmalseiten 10,10' der Kokille 1 parallelen Ebenen seitlich im Abstand neben dem Hubtisch 2 angeordnet sind und daß die Hydraulikaggregate 4,4' doppelt wirkende Servozylinder sind.
Bezugszeichenliste
1.
Stranggießkokille
2.
Hubrahmen
3.
Grundrahmen
4.
Hydraulikaggregat
5.
Hubtischträger
6.
Gelenk oben
7.
Gelenk unten
8.
Gelenk
9.
Lenker
10.
Schmalseite

Claims (5)

  1. Vorrichtung zum Oszillieren einer Stranggießkokille (1), insbesondere für das Stranggießen von Dünnbrammen aus Stahl, umfassend eine oszillierbare Stranggießkokille (1), deren Hubtisch (2) über mit einem ortsfesten Grundrahmen (3) gelenkig (Gelenke 8, 8') verbundene Lenker (9,9') geführt ist, und deren Oszillationsantrieb mit an dem Grundrahmen (3) angeordneten Hydraulikaggregaten (4,4') ausgebildet ist, und die Achsen der Gelenke (6,6') sowie der Gelenke (7,7') an den Hydraulikaggregaten (4,4'), und die Achsen der Gelenke (8,8') an den Lenkern (9,9') parallel zueinander ausgerichtet sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Stranggießkokille (1) auf vier einzelnen Hubträgem (5, 5') angeordnet ist,
    daß der Hubtisch (2) über die Hubtischträger (5, 5') mit dem oberen Teil (6) eines jeden von vier Hydraulikaggregaten (4,4') gelenkig, und dessen jeweils unteres Teil mit dem Grundrahmen (3) gelenkig verbunden ist, und
    daß die vier Hydraulikaggregate (4, 4') in zu den Schmalseiten (10, 10') der Kokille (1) parallelen Ebenen (x - x; x' - x') neben dem Hubtisch (2) angeordnet sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (9, 9')Stahlprofile besitzen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (9, 9') unter den Schmalseiten (10, 10') der Kokille (1) angeordnet sind.
  4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Führung der Hubtischträger (5, 5') mit je einer Doppel-Lenker-Anordnung ausgebildet ist.
  5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikaggregate (4,4') doppelt wirkende Servozylinder sind.
EP00101546A 1999-02-19 2000-01-27 Vorrichtung zum Oszillieren einer Stranggiesskokille Expired - Lifetime EP1029616B1 (de)

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DE19906886 1999-02-19

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EP1029616A1 EP1029616A1 (de) 2000-08-23
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