Bogenstranggiessanlage für Knüppelstränge

Abstract

 Bei Bogenstranggiessanlagen für Knüppel-, Vorblock- und Platinenstränge, die zum Angiessen einen starren Anfahr­strang (10) verwenden, sollen auch bei kleinen Bogenra­dien, z.B. ≦ 3 m, Gefüge- und/oder Oberflächenfehler, wie Risse am gegossenen Strang (12), vermieden werden. Zu die­sem Zweck wird unterhalb der Führungsbahn (17) für den kreisbogenförmigen Anfahrstrang (10) zwischen einem auf einer kreisbogenförmigen Strangbahn angeordneten Treibrol­lenpaar (6, 6′) und der Entkupplungsstelle (15) eine oval­bogenförmige Richtstrecke (18) mit Biegereaktionsrollen (8) für den gegossenen Strang (12) vorgesehen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Bogenstranggiessanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

[0002] Um bei Stahlstranggiessanlagen eine niedrige Bauhöhe zu erreichen, werden Kokillen mit gebogenem Formhohlraum verwendet. Durch Verkleinerung der Bogenradien solcher Kokillen konnte die Bauhöhe weiter reduziert werden. Mit kleiner werdenden Kokillenradien vergrössert sich aber beim Richten des Stranges die Dehnung in der Strangkruste in der Richtmaschine. Es ist deshalb vorgeschlagen worden, Kreisbogenkokillen mit oval-bogenförmigen Strangführungen zu kombinieren. Solche Anlagen erfordern zum Angiessen ei­nen flexiblen Anfahrstrang, der in der Regel aus gelenkig verbundenen Gliedern besteht.

[0003] Für kleinere Formate, insbesondere für Knüppelanlagen, werden bei Kreisbogenstranggiessanlagen anstelle von flexi­blen Anfahrsträngen mit Vorteil sogenannte starre, kreisbo­genförmige Anfahrstränge verwendet.In der DE-OS 2'629'453, die den Oberbegriff bildet, wird eine Bogenstranggiessan­lage für Knüppel oder Vorblockstränge mit einem starren Anfahrstrang beschrieben. Die Länge des Anfahrstranges ist so bemessen, dass gleichzeitig das Kopfende in der Bogenko­kille eingeführt ist und das Fussende in der Treibrichtma­schine im Eingriff steht. Im Tangentpunkt ist ein Treibrol­lenpaar der Treibrichtmaschine angeordnet. Eine Richtrol­le, die gleichzeitig auch eine Entkupplung zwischen Anfahr­ strang und gegossenem Strang durchführt, richtet den kreis­bogenförmigen Strang im Tangentpunkt nach dem Einpunkt-­Richtverfahren. Nach der Entkupplung wird der starre An­fahrstrang mittels einem Antrieb in eine Parkvorrichtung oberhalb der horizontalen Ausförderstrecke gebracht. Bei entsprechend grossen Kreisbogen, beispielsweise zwischen 4 und 8 m Radius, eignen sich solche Anlagen auch für rissem­pfindliche Stähle oder grössere Strangformate, weil die Dehnung beim Richten mit zunehmendem Kreisbogenradius klei­ner wird. Wird ein Radius des Kreisbogens von 3 m oder kleiner vorgesehen, so vergrössert sich die Dehnung beim Richten im Tangentpunkt. Auch die Distanz zwischen dem Treibrollenpaar im Tangentpunkt und der Entkupplungs- und Richtrolle wird kürzer. Dies führt zu Gefüge- und/oder Oberflächenfehlern an den gegossenen Strängen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bogenstrang­giessanlage mit starrem Anfahrstrang zu schaffen, die ei­nerseits eine geringe Bauhöhe mit einem Bogenradius von beispielsweise R ≦ 3 m aufweist und gleichzeitig Gefüge- und/oder Oberflächenfehler, wie Risse etc. am gegossenen Strang vermeidet.

[0005] Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Bogen­stranggiessanlage gemäss der Summe der Merkmale von An­spruch 1 vor.

[0006] Die erfindungsgemässe Bogenstranggiessanlage erlaubt es, einen starren, kreisbogenförmigen Anfahrstrang durch einen oval-bogenförmigen Strangführungsteil hindurchzuführen, oh­ne dass radiale Biegekräfte auf den Anfahrstrang wirken. Im weiteren ermöglicht das erfindungsgemässe Grundkonzept, einen Teil der kreisbogenförmigen Strangführungsbahn durch die oval-bogenförmige Richtstrecke zu ersetzen, wodurch frühzeitig, z.B. vor Erreichen des Tangentpunktes, der ge­gossene bogenförmige Strang in zwei oder mehr Teilstufen sanft aufgebogen werden kann. Die Biegereaktionsrolle (n) stellen sicher, dass der Strang, unabhängig von seiner eventuell unregelmässigen Temperatur, insbesondere während der Angiessperiode, genau definierten Dehnungsänderungen entlang der Richtstrecke ausgesetzt ist. Im Gegensatz zum erfindungsgemässen Richtkonzept wird beim bekannten Ein­punktrichten der Strang unkontrolliert in einer Stufe gerichtet. Dabei wird der Strang nicht entlang einer Kur­ve, sondern entsprechend seinem momentanen örtlichen Biege­widerstand gerichtet. Gemäss der Erfindung können deshalb sperrige Bogenstranggiessanlagen mit starrem Anfahrstrang erstmals ohne Nachteile für den gegossenen Strang in ihrem Aufbau wesentlich verkleinert werden, was sich sowohl auf die Bauhöhe der Anlage als auch auf die Länge der Parkein­richtung für den starren Anfahrstrang positiv auswirkt.

[0007] Die oval-bogenförmige Richtstrecke kann in Stranglaufrich­tung gesehen z.B. beim einen vertikalen Radienstrahl begin­nen und die an die Richtstreecke anschliessende Ausförder­strecke für gegossene Stränge kann leicht ansteigen oder waagrecht angeordnet sein. Eine vorteilhafte Ausführungs­form ergibt sich, wenn das Treibrollenpaar auf einem Radi­enstrahl angeordnet ist, der in Stranglaufrichtung vor dem vertikalen Radienstrahl liegt und zwischen beiden Radien­strahlen ein Winkel bis 30 Grad, vorzugsweise zwischen 5 - 20 Grad, vorgesehen ist. Als weitere Alternativlösung wird vorgeschlagen, auf dem vertikalen Radienstrahl eine Biege­reaktionsrolle der oval-bogenförmigen Richtstrecke anzuord­nen.

[0008] Der Beginn des Biegeprozesses entlang der Strangführung kann je nach der Grösse des vorgesehenen Giessformates, Stahlqualität etc. durch eine Plazierung des Treibrollen­paares frei gewählt werden. Das Konstruktionsprinzip ermög­licht auch eine freie Gestaltung der Richtstufenzahl zwi­schen dem Treibrollenpaar und der Richtrolle. Gemäss einem weiteren Lösungsvorschlag kann die in Strangförderrichtung nach dem vertikalen Radienstrahl angeordnete Richtrolle den gegossenen Strang an der Entkupplungsstelle gleichzeitig vom Anfahrstrang trennen und in mindestens zwei Richtstu­fen vom Kreisbogen über einen Ovalbogen in eine Gerade überführen. Zwischen dem Treibrollenpaar und der Richtrol­le kann entlang der Aussenseite der oval-bogenförmigen Richtstrecke eine beliebige Anzahl von Biegereaktionsrol­len angeordnet werden.

[0009] Es liegt im Ermessen des Fachmannes, die format- und stahl­qualitätspezifischen Dehnungen an der Strangoberfläche auf Biegestrecken vor und nach dem vertikalen Radienstrahl zu verteilen. Im Sinne einer zusätzlichen Alternativlösung wird vorgeschlagen, dass die auf dem vertikalen Radien­strahl angeordnete Biegereaktionsrolle in ihrer Lage so festgelegt wird, dass die Richtstrecke in zwei Teilricht­strecken mit im wesentlichen gleichen Teildehnungen an der Strangoberfläche unterteilt ist. Die Dehnungsänderung ent­lang der Richtstrecke an der Strangoberfläche bei einer Strangdicke von beispielsweise 100 mm kann dabei mit Vor­teil auf maximal 0,002 %/mm eingestellt werden.

[0010] Der Anfahrkopf mit dem Kupplungsglied für den gegossenen Strang kann direkt am starren Anfahrstrang befestigt sein. Es sind auch Varianten bekannt, die zwischen dem Anfahr­kopf und dem starren Anfahrstrang ein zusätzliches Kupp­lungselement vorsehen, das eine Trennung zwischen dem gegossenen Strang und dem Anfahrstrang bei jedem Giesszy­klus sicherstellt. Bei einer besonders vorteilhaften Aus­führungsform besitzt der starre Anfahrstrang ein schwenkba­res Anfahrkopfglied mit einer Schwenkachse parallel zur Verschwenkachse des Anfahrstranges. Die Rolle zum Entkup­peln des Anfahrstranges vom gegossenen Strang übt dabei eine im wesentlichen radial zur kreisbogenförmigen Strang­bahn gerichtete Kraft auf dieses Anfahrkopfglied aus. Da­bei wird eine Entkupplung eingeleitet, bevor der gegossene Strang die Richt- und Entkupplungsrolle erreicht. Ein sol­cher Anfahrstrang kann zusätzlich auch dann störungsfrei in die Kokille eingefahren werden, wenn der Anfahrstrang bzw. die Strangführung durch Verschleiss gewisse Masstole­ranzen zum Sollmass aufweisen. Der Anfahrkopf kann dabei beim Einfahren durch die Kokille leicht verschwenkt und dabei zentriert werden. Moderne Dichtungsmethoden, die beim Einfahren gleichzeitig eine Dichtung einklemmen, wie beispielsweise in EP-PS 0'114'309 beschrieben, sind bei solchen Anlagen ebenfalls anwendbar.

[0011] Die Präzision der Einführung des Anfahrstranges kann wei­ter erhöht werden, wenn der Anfahrstrang an seinem dem Anfahrkopf gegenüberliegenden Ende mittels eines im Kreis­bogenzentrum angelenkten Schwenkhebels geführt ist.

[0012] Im nachfolgenden werden anhand von Figuren Ausführungsbei­spiele der Erfindung beschrieben.

[0013] Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine schematisch darge­stellte Bogenstranggiessanlage und

Fig. 2 eine Seitenansicht auf eine oval-bogenförmige Richtstrecke.

[0014] In Fig. 1 ist eine Bogenstranggiessanlage mit einer Bogen­kokille 3, einer Oszillationseinrichtung 4 und einer Sekun­därkühleinrichtung 5 dargestellt. Das Zentrum des Kreisbo­gens ist mit 9 bezeichnet. Eine Treibrichtmaschine ist aus einem Treibrollenpaar 6, 6′, einer Richtrolle 7 und einer Biegereaktionsrolle 8 aufgebaut. Ein kreisbogenförmiger, starrer Anfahrstrang 10, der von einem im Kreisbogenzen­trum 9 angelenkten Schwenkhebel 11 während der Bewegung gehalten und geführt wird, ist in einer Entkupplungsposi­tion von einem gegossenen Strang 12 dargestellt. Eine Stutze 13 stellt einen Teil einer Parkvorrichtung dar. Der Schwenkhebel 11, welcher fest oder kuppelbar mit dem An­fahrstrang 10 verbunden sein kann, besitzt einen nicht dargestellten, an sich bekannten Schwenkantrieb.

[0015] Er kann den Anfahrstrang um das Kreisbogenzentrum 9 ver­schwenken und in das Treibrollenpaar 6, 6′ einführen bzw. aus diesem herausführen. Ein Pfeil 15 zeigt auf eine Ent­kupplungsstelle, an welcher die Richtrolle 7 den gegosse­nen Strang 12 vom Anfahrstrang 10 trennt bzw. entkuppelt. Unterhalb der Führungsbahn 17 für den kreisbogenförmigen Anfahrstrang 10 ist zwischen dem Treibrollenpaar 6, 6′ und der Entkupplungsstelle 15 eine oval-bogenförmige Richt­strecke 18 mit der Biegereaktionsrolle 8 für den gegosse­nen Strang vorgesehen. Das Teibrollenpaar 6, 6′ liegt auf dem Kreisbogen, der beispielsweise einen Radius von 2,5 m aufweist. Die Biegereaktionsrolle 8 ist so positioniert, dass sich ein erster Aufbiegeradius von z.B. 4,5 m ergibt. Eine nachfolgende Rolle 20 ist bereits in der horizontalen Ebene eines Kühlbettes angeordnet. Mit 7′ ist strichpunk­tiert die Rolle 7 in einer Position nach der Entkupplung dargestellt. Sie hat in dieser Position die Funktion einer Richtrolle.

[0016] Die Rollen 20 gehören zur Ausförderstrecke, die waagrecht oder leicht geneigt angeordnet sein kann. Das Treibrollen­paar 6, 6′ liegt auf einem Radienstrahl 21, der im Mittel­punkt 9 der Führungsbahn 17 des kreisbogenförmigen Anfahr­stranges 10 beginnt. Dieser Radienstrahl 21 liegt in Stranglaufrichtung 22 vor einem vertikalen Radienstrahl 23. Zwischen beiden Radienstrahlen 21, 23 ist ein Winkel Alpha von beispielsweise bis 30 Grad, vorzugsweise zwi­schen 5 - 20 Grad vorgesehen.

[0017] Auf dem vertikalen Radienstrahl 23 ist auch die Biegereak­tionsrolle 8 der oval-bogenförmigen Richtstrecke 18 ange­ordnet. Sie liegt unterhalb der Führungsbahn 17 des kreis­bogenförmigen Anfahrstranges 10, etwa in der Mitte der oval-bogenförmigen Richtstrecke 18. Zwischen den Rollen 6, 6′ und dieser Biegereaktionsrolle 8 wird der Strang in einem ersten Schritt aufgebogen. In Strangförderrichtung 22 nach dem vertikalen Radienstrahl 23 trennt an der Ent­ kupplungsstelle 15 die Richtrolle 7 den gegossenen Strang vom Anfahrstrang und biegt den gegossenen Strang in den genannten zwei Richtstufen vom Kreisbogen über einen Oval­bogen in eine Gerade. Die Lage der Biegereaktionsrolle 8 bzw. der Radius des ersten Biegeschrittes kann so berech­net werden, dass sich entlang der Richtstrecke 18 zwei Teilrichtstrecken mit im wesentlichen gleichen Dehnungen an der Strangoberfläche ergeben. Es sind beispielsweise bei einem 100 mm dicken Strang, einem Bogenradius von 2500 mm, einer Länge der Richtstrecke von mindestens 1000 mm Dehnungsänderungen Epsilon in %/mm an der Strang­oberfläche von maximal 0,002 leicht realisierbar.

[0018] In Fig. 2 werden für gleiche Teile gleiche Bezugsziffern wie in Fig. 1 verwendet. Der starre Anfahrstrang 10 ist mit einem schwenkbaren Anfahrkopfglied 25 mit einer Schwenkachse 26 parallel zur Verschwenkachse im Kreisbogen­zentrum 9 (Fig. 1) des Anfahrstranges 10 versehen. Die Rolle 7 zum Entkuppeln des Anfahrstranges 10 vom gegosse­nen Strang 12 übt eine im wesentlichen radial zur kreisbo­genförmigen Strangbahn gerichtete Kraft auf das Anfahrkopf­glied 25 aus. Die Entkupplung kann bei diesem Beispiel früher eingeleitet und das Fussende des Stranges 12 kann dadurch besser gerichtet werden. Das Anfahrkopfglied 25 ist mit Mitteln versehen, die ein Rückkippen des Gliedes 25 in die Bogenform des Anfahrstranges 10 sicherstellen.

[0019] Neben der Rolle 8 ist in diesem Beispiel eine weitere Biegereaktionsrolle 8′ enthalten, die eine zusätzliche Richtstufe ergibt. Der gegossene Strang 12 wird in diesem Beispiel mittels der Rolle 7 gleichzeitig in drei Richtstu­fen gerichtet. Strichpunktiert ist die kreisbogenförmige Führungsbahn 17 des Anfahrstranges 10 dargestellt.

Ansprüche

1. Bogenstranggiessanlage für Knüppel-, Vorblock- und Pla­tinenstränge mit einer Bogenkokille (3), einer Sekundär­kühleinrichtung (5), einer Treibrichtmaschine mit Treib- (6) und Richtrollen (7, 8) und einem kreisbogenförmi­gen, starren Anfahrstrang (10) mit einer Antriebs- (11) und einer Parkvorrichtung (13), wobei der Anfahrstrang (10) an einer Entkupplungsstelle (15) mittels der Richt­rolle (7) vom gegossenen Strang (12) trennbar ist, da­durch gekennzeichnet, dass unterhalb der Führungsbahn (17) für den kreisbogenförmigen Anfahrstrang (10) zwi­schen einem auf einer kreisbogenförmigen Strangbahn angeordneten Treibrollenpaar (6, 6′) und der Entkupp­lungsstelle (15) eine oval-bogenförmige Richtstrecke (18) mit Biegereaktionsrollen (8) für den gegossenen Strang (12) vorgesehen ist.

2. Bogenstranggiessanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, dass für die gerichteten Stränge eine im we­sentlichen waagrechte Ausförderstrecke (20, 20′) vorge­sehen ist und dass das Treibrollenpaar (6, 6′) auf ei­nem Radienstrahl (21) angeordnet ist, der in Stranglauf­richtung vor dem vertikalen Radienstrahl (23) liegt und zwischen beiden Radienstrahlen (21, 23) ein Winkel (Alpha) bis 30 Grad, vorzugsweise zwischen 5 - 20 Grad, vorgesehen ist.

3. Bogenstranggiessanlage nach Anspruch 2, dadurch gekenn­zeichnet, dass auf dem vertikalen Radienstrahl (23) ei­ne Biegereaktionsrolle (8) der oval-bogenförmigen Richt­strecke (18) angeordnet ist.

4. Bogenstranggiessanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in Strangförderrichtung (22) nach dem vertikalen Radienstrahl (23) angeordnete Richt­rolle (7) den gegossenen Strang (12) an der Entkupp­ lungsstelle (15) gleichzeitig vom Anfahrstrang (10) trennt und in mindestens zwei Richtstufen vom Kreisbo­gen über einen Ovalbogen in eine Gerade überführt.

5. Bogenstranggiessanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem vertikalen Radien­strahl (23) angeordnete Biegereaktionsrolle (8) die Richtstrecke (18) in zwei Teilrichtstrecken mit im wesentlichen gleichen Teildehnungen an der Strangober­fläche unterteilt ist.

6. Bogenstranggiessanlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Dehnungsänderung Epsilon entlang der Richtstrecke (18) an der Strangoberfläche bei einer Strangdicke von 100 mm auf maximal 0,002 %/mm gerechnet ist.

7. Bogenstranggiessanlage nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass der starre Anfahrstrang (10) ein schwenkbares Anfahrkopfglied (25) mit einer Schwenkachse (26) parallel zur Verschwenkachse (9) des Anfahrstranges (10) aufweist und dass die Rolle (7) zum Entkuppeln des Anfahrstranges (10) vom gegossenen Strang (12) eine im wesentlichen radial zur kreisbogen­förmigen Strangbahn (17) gerichtete Kraft auf das An­fahrkopfglied (25) ausübt.

8. Bogenstranggiessanlage nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anfahrstrang (10) an seinem dem Anfahrkopf (25) gegenüberliegenden Ende mit­tels einem im Kreisbogenzentrum (9) angelenkten Schwenk­hebel (11) geführt ist.

Zeichnung