[0001] Die Erfindung betrifft eine CSP-Stranggießmaschine für die kontinuierliche Herstellung
von Dünnbrammen aus Stahl, mit einer für spannungsfreies Erstarren des Gußstranges
ausgelegten trichterförmigen CSP-Kokille, deren Austrittsöffnung ein Quetschrollenpaar
zugeordnet ist, wobei die Quetschrollen in einer horizontalen Ebene mittels hydraulischen
Stellvorrichtungen zustellbare Lagerungen aufweisen und die erstarrten Schalen des
Gußstranges aufeinanderquetschen.
[0002] In einer öffentlichen Druckschrift der Anmelderin mit dem Titel "CSP-Anlage Nucor
Steel in Crawfordsville", No: 2500/1/92 LD ist eine CSP-Gießmaschine für eine kontinuierliche
Warmbandherstellung beschrieben. In der bekannten Anlage werden Dünnbrammen mit einer
Dicke von 40 oder 50 mm und einer Breite von 900 bis 1350 mm stranggegossen und im
anschließenden Walzwerk zu Warmband ausgewalzt. Die CSP-Gießmaschine entspricht in
ihrem prinzipiellen Aufbau einer konventionellen Stranggießanlage. Aufgrund der reduzierten
Gießdicke ist die Strangführung jedoch kürzer und wesentlich kleiner dimensioniert.
[0003] über ein Schattenrohr, einen Zwischenbehälter und ein Tauchrohr wird Flüssigstahl
in die Kokille gegossen. Die Kokille ist im oberen Bereich trichterförmig aufgeweitet,
um das Tauchrohr aufzunehmen und den Flüssigstahl in den vorgesehenen Querschnitt
der Dünnbramme zu leiten. Während des Gießvorganges wird die Füllstandshöhe in der
Kokille automatisch geregelt. Durch exakte Führung und angepaßte Hubfrequenz des Kokillenhubtisches
werden unter Zugabe von Gießpulvern Dünnbrammen mit hoher Oberflächenqualität erzeugt.
[0004] Wegen einer vergleichsweise schnellen Durcherstarrung der Dünnbramme ist bei einer
maximalen Gießgeschwindigkeit von ca. 6 m/min nur eine Strangstützlänge von annähernd
5 m erforderlich, wogegen diese bei herkömmlichen Brammenanlagen zwischen 25 und 35
m beträgt.
[0005] Der Austrittsöffnung der Kokille sind ein Paar Quetschrollen unmittelbar nachgeordnet.
Diese weisen in einer horizontalen Ebene mittels hydraulischen Stellvorrichtungen
zustellbare Lagerungen auf und quetschen die erstarrten Schalen des Gußstrangs aufeinander.
Sie verhindern damit eine Deformierung des vorgesehenen Querschnitts der Dünnbramme
sowie ein Ausbrechen von Flüssigstahl aus dem noch nicht erstarrten Kern der entstehenden
Dünnbramme.
[0006] Sowohl die Breite der Kokille als auch der Quetschspalt zwischen den Quetschrollen
sind während des Gießvorganges vom Steuerpult aus veränderlich einstellbar. Dabei
ist es außerordentlich wichtig, daß der Austrittsspalt der Kokille und der Quetschspalt
der Quetschrollen versatzfrei miteinander übereinstimmen. Bisher erforderte diese
exakte Einstellung ein hohes Maß an regeltechnischen Vorrichtungen, weil die Quetschrollen
mit ihren Lagerungen in horizontalen Schlittenführungen geführt und durch von außen
wirkende hydraulische Stellvorrichtungen zugestellt wurden.
[0007] Darüberhinaus erforderte diese Ausführung eine vergleichsweise hohe Qualität der
mechanischen Führungselemente , um den Quetschrollenpalt äußerst exakt in eine kongruente
Position zum Auslaßspalt der Kokille einzustellen. Zudem waren diese Führungen infolge
Anfall von Verunreinigungen durch Gießpulver, Staub sowie von Stahlansätzen durch
gelegentliche Ausbrüche störanfällig und wartungsbedürftig.
[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte und vereinfachte Ausführung
der Quetschrollenanordnung einschließlich ihrer Lagerungen und hydraulischen Stellvorrichtungen
anzugeben, durch welche die bisher vorhandenen Schwierigkeiten überwunden werden und
eine problemlos kongruente Zuordnung von Quetschrollenspalt und Austrittsöffnung der
Kokille mit einfachen Mitteln verwirklichbar ist.
[0009] Zur Lösung der Aufgabe wird bei einer CSP-Stranggießmaschine der eingangs genannten
Art mit der Erfindung vorgeschlagen, daß die Lagerungen der Quetschrollen an Quertraversen
zweier mit seitlichen Schenkeln U-förmig ausgebildeter Rahmenteile angeordnet sind,
deren Schenkel zu beiden Seiten der Kokille in Pendellagern aufgehängt sind, wobei
die hydraulischen Stellvorrichtungen jeweils zwischen den Traversen angeordnet und
mit diesen gelenkig verbunden sind.
[0010] Infolge der hängenden Anordnung in Pendellagern stellt sich unter Einwirkung der
Schwerkraft selbsttätig eine Position der an den U-förmigen Rahmenteilen gelagerten
Quetschrollen ein, bei welcher eine exakte Übereinstimmung zwischen der Auslaßöffnung
der Kokille und dem Quetschspalt der Quetschrollen vorhanden ist.
[0011] Hierfür bedarf es dann keiner aufwendigen und/oder störanfälligen Regeleinrichtungen
und/oder Führungen. Weiterhin ist die Gesamtanordnung gegenüber den herkömmlichen
Schlittenführungen mit wesentlich einfacheren Mitteln realisierbar und besitzt den
weiteren Vorteil, daß eine Funktionsbeeinträchtigung durch Ansätze von Staub, Schmutz
oder Stahlspritzern, die bisher bei Schlittenführungen zu Störungen und aufwendigen
Wartungsarbeiten führten, mit der erfindungsgemäßen Bauweise vermieden wird.
[0012] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen.
Die Erfindung wird in Zeichnungen in bevorzugten Ausführungsformen gezeigt, wobei
aus den Zeichnungen weitere vorteilhafte Einzelheiten entnehmbar sind.
[0013] Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht der CSP-Gießmaschine;
- Fig. 2
- eine Seitenansicht der Kokille mit Anordnung der Quetschrollen;
- Fig. 3
- eine Draufsicht auf die Quetschrollenanordnung bei weggelassener Kokille;
- Fig. 4
- eine stirnseitige Ansicht der Kokille mit unterschiedlicher Anordnung der Pendellager
für die U-förmigen Rahmenteile.
[0014] Figur 1 zeigt die wesentlichen Elemente einer CSP-Stranggießmaschine. Flüssiger Stahl
wird aus einer nicht dargestellten Pfanne durch einen Ausguß (43) in einen Zwischenbehälter
(44) bis zu einer vorgegebenen Badspiegelhöhe eingegossen und aus diesem über ein
den Füllstand (vgl. Fig. 2, Ziffer 5) in der Kokille (1) einregelndes Verschlußsystem
(45) und das Tauchrohr (46) in konstantem Fluß in die Kokille (1) aufgegeben. In der
Kokille (1) wird in bekannter Weise der Warmstrang (2) geformt und tritt mit einer
erstarrten aber noch plastisch verformbaren Schale und einem flüssigen Kern aus dem
Mundstück (vg. Fig. 2, Ziffer 6) der Kokille (1) aus. Unmittelbar danach wird der
Warmstrang durch den Quetschspalt der Quetschrollen (10, 11) hindurchgeführt. Durch
gleichzeitig einsetzende intensive Kühlung wird infolge der geringen Dicke eine vergleichsweise
schnelle Durcherstarrung des Gußstranges (2) herbeigeführt. Im danach erstarrten aber
noch plastischen Zustand wird der Strang (2) durch die unterhalb der Quetschrollen
(10, 11) angeordneten Preßrollen (47) geführt und von diesen bei Temperaturen dicht
unterhalb des Erstarrungspunktes in seiner Querschnittsform vergleichmäßigt. In der
darunterliegenden Strangführung (48) wird die Dünnbramme (2) aus der vertikalen Gießrichtung
in die horizontale Walzebene umgelenkt.
[0015] In den Figuren 2 bis 4 ist die Anordnung der Quetschrollen (10, 11) und ihrer Lagerungen
(14, 15) in den Lagergehäusen (17, 18) gezeigt. Hieraus ist ersichtlich, daß die Lagerungen
(14) bzw. (15) der Quetschrollen (10) bzw. (11) an Quertraversen (25) bzw. (26) zweier
mit seitlichen Schenkeln (23) bzw. (24) U-förmig ausgebildeter Rahmenteile (20) bzw.
(21) angeordnet sind. Die Schenkel (23) bzw. (24) sind zu beiden Seiten der Kokille
(1) in Pendellagern (40/40) bzw. (41/41; 42/42) aufgehängt, wobei die hydraulischen
Stellvorrichtungen (30) bzw. (31) jeweils zwischen den Traversen (25) bzw. (26) angeordnet
und mit diesen gelenkig verbunden sind, wie dies aus der Draufsicht der Figur 3 deutlich
hervorgeht. Aus den Figuren 2 und 4 ist im übrigen die Lage und Zuordnung der Quetschrollen
(10, 11) zur Auslaßöffnung (6) der Kokille (1) erkennbar. Die Kokille (1) ist in besonderer
Weise für spannungsarmes Erstarren der Stranghaut ausgelegt, wodurch erreicht wird,
daß der Warmstrang (2) mit erstarrter Schale aber noch flüssigem Kern aus der Auslaßöffnung
(6) der Kokille (1) austritt. Die Figur 2 zeigt andeutungsweise den Flüssigstahl-Füllstand
(5) in der Kokille (1) sowie die Anordnung des Tauchrohres (4) und den aus der Auslaßöffnung
(6) austretenden Warmstrang (2).
[0016] In der Figur 4 ist gezeigt, daß jeweils einem Paar von Schenkeln (23) bzw. (24) eines
U-förmig ausgebildeten Rahmenteils (20) bzw. (21) zwei je paarweise angeordnete Pendellager
(41/41) bzw. (42/42) zugeordnet sind. Diese Anordnung erfordert infolge der Anzahl
von vier Pendellagern (41/41; 42/42) einen etwas größeren Aufwand, andererseits aber
können dadurch die Traversen (25, 26) jeweils um das Maß der Breite eines Schenkels
(23, 24) verkürzt werden. Eine gleichwertige Alternativ-Ausführung sieht vor, daß
jeweils zwei Paaren von Schenkeln (23/23) bzw. (24/24) der beiden Traversen (25) bzw.
(26) ein diese gemeinsam aufnehmendes Paar von Pendellagern (40/40) zugeordnet ist.
Eine solche Zuordnung ist in den Figuren 2 und 3 in Seitenansicht und Draufsicht gezeigt.
In der Figur 4 sind beide alternativen Anordnungen rein schematisch angedeutet. Aus
der Figur 2 geht weiterhin hervor, daß die Pendellager (40) etwa in der Höhe des Füllstandes
(5) seitlich neben der Kokille (1) am Kokillenhubtisch (3) angeordnet sind.
[0017] Eine sehr zweckmäßige Ausgestaltung der Traversen (25) bzw. (26) ist in der Figur
4 im Schnitt gezeigt. Sie sind als dickwandige Rohre ausgebildete horizontale Träger.
Diese Ausführung vereinigt vorteilhaft ein Höchstmaß an Widerstandsmoment gegenüber
Durchbiegung mit vergleichsweise geringem Konstruktionsgewicht. In Fig. 4 ist weiterhin
dargestellt, daß die Lagergehäuse (17) bzw. (18) der Quetschrollenlager mit in Betriebsstellung
angestellten Quetschrollen (10) bzw. (11) so an den Traversen (25) bzw. (26) angeordnet
sind, daß sie mit diesen horizontale Ebenen (x-x) aufspannen. Die Anordnung der Quetschrollenlager
(14) bzw. (15) ist im übrigen aus der Draufsicht der Figur 3 deutlich erkennbar.
[0018] Die erfindungsgemäße Anordnung bzw. Aufhängung der Quetschrollen (10, 11) ergibt
eine Anzahl signifikanter
Vorteile:
[0019]
1. Die Quetschrollen (10, 11) befinden sich in einer selbstzentrierenden Position
unter dem Einfluß ihrer Schwerkraft, weshalb für die Zentrierung des Quetschrollenspaltes
unterhalb der Auslaßöffnung (6) der Kokille (1) keine Kontrollmittel erforderlich
sind. Hierdurch werden nicht nur Kosten gespart, sondern es wird ein absolut störungsfreier
Betrieb mit verringertem Aufwand an Wartung bei der Warmstrangproduktion gewährleistet.
2. Die hydraulischen Anstellvorrichtungen für die Quetschrollen (10, 11) benötigen
insgesamt nur zwei Hydraulikzylinder (30, 31) in gelenkiger Anordnung, wodurch eine
erhebliche Vereinfachung und ein Höchstmaß an Verfügbarkeit bei geringem Wartungsaufwand
erzielt wird.
3. Die bisher üblichen waagerechten Führungen fallen weg. Diese bildeten einen erheblichen
Störungsfaktor infolge ihrer Verschmutzungsanfälligkeit, hervorgerufen beispielsweise
durch Niederschlag von Gießpulver, Staub oder Anbackungen von Metall bei gelegentlichen
Durchbrüchen. Mit der hängenden Anordnung der Quetschrollen (10, 11) wird dagegen
ein störungsfreier Betrieb verwirklicht, der gegenüber Verschmutzungen durch Gußpulver
oder Durchbrüche völlig unempfindlich ist.
4. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist ein ungehindertes seitliches Ablaufen eines
Durchbruchs möglich, wobei die in einem solchen Falle bisher eintretenden Störungen
vermieden werden.
5. Infolge Anordnung der Pendellager (40, 41) und der U-förmigen Rahmen (20, 21) am
Kokillenrahmen kann die gesamte Anordnung der Quetschrollen (10, 11) gemeinsam mit
der Kokille (1) ausgebaut werden, indem sich beispielsweise die Kokille (1) auf die
Quertraversen (25, 26) setzt.
[0020] Diese gravierenden Vorteile erfordern nur einen vergleichsweise unerheblichen Aufwand
durch die Quertraversen (25, 26) zur Anordnung der Lagergehäuse (17, 18) für die Rollenlager
(14, 15), weil deren Anordnung links und rechts im Abstand von der Kokille erfolgen
muß. Weiterhin erfordert die Zu- und Abführung der Hydraulikschläuche für die Hydraulikzylinder
(30 und 31) einen geringfügig höheren Aufwand, als dieser bei der bisher bekannten
Anordnung erforderlich war. Insgesamt überwiegen die mit der Erfindung erreichten
betrieblichen und wirtschaftlichen Vorteile bei weitem die zur Ausführung der erfindungsgemäßen
Quetschrollenlagerung und deren Anordnung erforderlichen Mittel und Aufwendungen.
1. CSP-Sranggießmaschine für die kontinuierliche Herstellung von Dünnbrammen aus Stahl,
mit einer für spannungsfreies Erstarren des Gußstranges ausgelegten trichterförmigen
CSP-Kokille, deren Austrittsöffnung ein Quetschrollenpaar zugeordnet ist, wobei die
Quetschrollen in einer horizontalen Ebene mittels hydraulischen Stellvorrichtungen
zustellbare Lagerungen aufweisen und auf die erstarrte Schale des Gußstranges eine
dem Füssigkeitsdruck im Kern des Stranges entgegenwirkende Quetschkraft ausüben, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerungen (14) bzw. (15) der Quetschrollen (10) bzw. (11) an Quertraversen
(25) bzw. (26) zweier mit seitlichen Schenkeln (23) bzw. (24) U-förmig ausgebildeter
Rahmenteile (20) bzw. (21) angeordnet sind, deren Schenkel (23) bzw. (24) zu beiden
Seiten der Kokille (1) in Pendellagern (40) bzw. (41, 42) aufgehängt sind, wobei die
hydraulischen Stellvorrichtungen (30) bzw. (31) jeweils zwischen den Traversen (25)
bzw. (26) angeordnet und mit diesen gelenkig verbunden sind.
2. CSP-Stranggießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einem Paar von Schenkeln (23/23) bzw. (24/24) einer Traverse (25) bzw.
(26) zwei je paarweise angeordnete Pendellager (41/41) bzw. (42/42) zugeordnet sind.
3. CSP-Stranggießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Paaren von Schenkeln (23/23) bzw. (24/24) der beiden Traversen (25) bzw.
(26) je ein diese gemeinsam aufnehmendes Paar von Pendellagern (40/40) zugeordnet
ist.
4. CSP-Stranggießmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendellager (40 bzw. 41/42) etwa in Höhe des Flüssigmetall-Füllstandes (5)
seitlich neben der Kokille (1) am Kokillenhubtisch (3) angeordnet sind.
5. CSP-Stranggießmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Traversen (25) bzw. (26) als dickwandige Rohre ausgebildete horizontale
Träger sind.
6. CSP-Stranggießmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagergehäuse (17) bzw. (18) der Quetschrollenlager (14) bzw. (15) mit in
Betriebsstellung angestellten Quetschrollen (10) bzw. (11) so an den Traversen (25)
bzw. (26) angeordnet sind, daß sie miteinander horizontale Ebenen (x-x) aufspannen.