Verfahren zum Betreiben einer Stauchpresse

Abstract

 Bei einer Stauchpresse zur Verringerung der Breite einer in einer Stranggießanlage gegossenen heißen Bramme durch seitliches Pressen der Bramme zwischen den von einem Hubexzenter aufeinander zu und voneinander weg bewegbaren Preßwerkzeugen in der Stauchpresse, währenddessen die Bramme auf einem Rollgang durch die Stauchpresse bewegt wird, wird zur Produktionssteigerung vorgeschlagen, die Stauchpresse so zu betreiben, daß die Bramme in der Zeitphase, in der die Preßwerkzeuge mit der Brammenkante keinen Kontakt haben, aus der vorgegebenen Durchlaufgeschwindigkeit beschleunigt wird und anschließend auf die ursprüngliche Durchlaufgeschwindigkeit wieder verzögert wird, wobei zuvor die Stauchabnahme gegebenenfalls vermindert wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Stauchpresse zur Verringerung der Breite einer in einer Stranggießanlag gegossenen heißen Bramme durch seitliches Pressen der Bramme zwischen den von einem Hubexzenter aufeinander zu und voneinander weg bewegbaren Preßwerkzeugen der Stauchpresse, währenddessen die Bramme auf einem Rollgang durch die Stauchpresse bewegt wird.

[0002] Stauchpressen zur Verringerung der Breite von heißen stranggegossenen Brammen sind bekannt. Sie werden eingesetzt, um mit möglichst wenigen Brammenbreiten ein möglichst umfangreiches Walzprogramm durchführen zu können. Es hatte sich gezeigt, daß das Anpassen von verstellbaren Kokillen in Stranggießanlagen zum Herstellen von Brammen unterschiedlicher Breite zu langsam erfolgt und zu aufwendig ist. Ferner hatte sich gezeigt, daß das seitliche Stauchen einer heißen stranggegossenen Bramme zwischen den Walzen eines schweren Vertikalgerüstes in vielen Fällen nicht den erwarteten Erfolg gebracht hat, da aus technologischen Gründen das Brammenmaterial sich beim Stauchwalzen im Kantenbereich der Bramme aufwölbte und sich beim Flachwalzen am Vorderende des gewalzten Bandes zungenartige Bereiche und am Ende des gewalzten Bandes fischschwanzartige Bereiche ausbildeten.

[0003] Das seitliche Stauchen einer heißen Bramme zwischen den Preßwerkzeugen einer Stauchpresse hat den Vorteil, daß das Brammenmaterial bis weit zur Brammenmitte gestaucht wird, wodurch die beim Stauchwalzen aufgetretenen Kantenwülste fast vollständig entfallen und insbesondere die Fischschwanzbildung an den Brammenenden und damit auch an den Enden des warmgewalzten Bandes deutlich geringer ist als beim Stauchwalzen in einem Vertikalgerüst. Die von der Stauchpresse angestauchten Brammen haben im Ergebnis einen nahezu rechteckigen Querschnitt. Durch die gut ausgebildeten Brammenenden und durch den gut ausgebildeten Brammenquerschnitt fällt in der nachfolgenden Walzstraße weniger Schopfschrott als bisher an, was das Ausbringen der gesamten Walzanlage erhöht. Außerdem werden durch das Stauchpressen infolge der relativ großen Eingriffslänge der Preßwerkzeuge optimal ausgebildete Brammenkanten gewährleistet. So konnte bspw. mit einer aus der europäischen Patentanmeldung 0 400 385 A2 bekannten Stauchpresse in nur einem Durchlauf eine heiße stranggegossene Bramme in der Breite um bis zu 300 mm reduziert werden, d.h. die Stauchpresse stellt eine hochwirksame Umformstufe vor dem Warmwalzwerk dar.

[0004] Die Stauchpresse zur Reduktion der Breite von Walzgut, insbesondere der Brammenbreite in Warmbreitband-Vorstraßen gemäß der europäischen Patentanmeldung 0 400 385 A2 (Fig. 1) hat beidseitig zur Brammenkante angeordnete, die aufeinander zu weisenden Preßwerkzeuge 1 aufnehmende Werkzeugträger 2. Als Reduktionsantrieb für jedes Preßwerkzeug ist ein von einem Kurbeltrieb 3 betätigtes Lenkersystem 4 vorgesehen, welches im wesentlichen in Richtung der Reduktion bewegbar ist. Der Kurbeltrieb ist in einem Kurbelgehäuse 5 angeordnet, welches in einem Pressenrahmen 6 in bezug auf die Brammenbreite anstellbar angeordnet ist. An dem das Preßwerkzeug aufnehmenden Werkzeugträger greift ein im wesentlichen in Richtung des Brammentransports 8 wirkender Vorschubantrieb 9 an. Der Vorschubantrieb ist als eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet, die nach einer Weg/Zeit-Funktion verfahrbar ist, und die abhängig von der gewünschten Vorschubgröße die Synchronisation des Preßwerkzeugs mit der bewegten Bramme ermöglicht. D.h., daß die Vorschubgröße der Preßwerkzeuge der kontinuierlichen Durchlaufgeschwindigkeit der Bramme durch die Presse optimal angepaßt wird. Bei Vorwahl der Vorschubgeschwindigkeit 0 geht die Stauchpresse automatisch zum Stop-and-Go-Betrieb über. Für den Stop-and-Go-Betrieb entfällt der Vorschub, d.h. während des Stauchpressens ruht die Bramme auf dem Rollgang. Sie wird erst bei der Zurückbewegung der Preßwerkzeuge von der Brammenkante weitertransportiert.

[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Betriebsweise einer solchen Stauchpresse zu erweitern, insbesondere die Produktion bzw. den Durchsatz von zu stauchenden Brammen mit einfachen Mitteln zu erhöhen, ohne daß der Hauptantrieb für den die Preßwerkzeuge betätigenden Kurbeltrieb oder der hydraulische Vorschubantrieb für den Preßwerkzeugträger in seiner Leistung angehoben werden muß. Diese Aufgabe wird mit den Maßnahmen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Patentansprüche 2 bis 4 zeigen jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Maßnahmen nach Anspruch 1.

[0006] Gemäß den Maßnahmen nach Anspruch 1 wird die Bramme in der Zeitphase, in der die Preßwerkzeuge mit der Brammenkante keinen Kontakt haben, aus der vorgegebenen Durchlaufgeschwindigkeit beschleunigt und auf diese vorgegebene Durchlaufgeschwindigkeit wieder verzögert, wobei zuvor die Stauchabnahme gegebenenfalls vermindert wird; letzteres insbesondere dann, wenn die maximale Stauchkraft in Einzelfällen überschritten werden würde, bspw. aus Gründen des Verformungswiederstandes (Werkstoff, Temperatur, Brammendicke usw.). Mit diesen Maßnahmen kann in überraschend einfacher Weise die Durchsatzleistung der Stauchpresse bzw. die Produktion gestauchter Brammen unmittelbar bis zu 50% gesteigert werden, ohne daß die vorhandene Konstruktion der Stauchpresse geändert werden muß und ohne daß die Antriebsleistung für den Hauptantrieb des Hubexzenters, d.h. des Kurbeltriebs, von dem die Werkzeugträger samt Preßwerkzeuge bewegt werden, in seiner Leistung angehoben werden muß und ohne daß die Leistung der an dem Werkzeugträger angreifenden Kolben-Zylinder-Einheit verändert werden muß.

[0007] Zur Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Bramme etwa im Drehwinkel von 0° bis 180° des Stauchhubexzenters von antreibbaren Rollgangsrollen mit der vorgegebenen Durchlaufgeschwindigkeit bewegt wird und daß die Bramme etwa im Drehwinkel von 180° bis 360° von Treiberrollen hochbeschleunigt wird und wieder verzögert wird. Zweckmäßig ist dabei, daß die Bramme im Drehwinkel von etwa 180° bis 360° des Stauchhubexzenters auf ungefähr das Zweifache bis Vierfache der vorgegebenen Durchlaufgeschwindigkeit beschleunigt und anschließend auf diese verzögert wird. Das heißt, daß im Anschluß an die Stauchphase, während der die Preßwerkzeuge an der Brammenkante anliegen und mit der Durchlaufgeschwindigkeit der Bramme synchronisiert sind, in der Leerphase - das ist die Zeitphase, wo die Preßwerkzeuge mit der Brammenkante keinen Kontakt haben - die Bramme mit Hilfe der Treiberrollen kurzfristig auf eine hohe Durchlaufgeschwindigkeit beschleunigt wird und sofort auf die ursprüngliche Durchlaufgeschwindigkeit abgebremst wird.

[0008] Es ist aus der DE-OS 25 31 591 eine Stauchpresse für das seitliche Stauchen von stranggegossenen Brammen bekannt, wobei die Bramme in der Stauchpresse wiederholt mit gegeneinander bewegten Druckwerkzeugen bearbeitet wird und jedes Werkzeug stets an einer bestimmten Stelle der Brammenlänge angesetzt wird und wobei das Werkzeug dem kontinuierlichen Vorschub der Bramme frei folgen kann. Die Werkzeuge werden bei dieser vorbekannten Stauchpresse so betätigt, daß sie einen verhältnismäßig langsamen Arbeitsgang und einen verhältnismäßig schnellen Leergang ausführen. Eine solche intermittierende Bewegung der Preßwerkzeuge wird als bekannt vorausgesetzt,um die Durchsatzleistung der Stauchpresse in gewissen Grenzen flexibel zu halten. Eine deutliche, rampenartige Erhöhung der Durchsatzleistung einer Stauchpresse ist hierdurch nicht zu erreichen, es sei denn, die Antriebsleistungen werden entsprechend gesteigert.

[0009] Bei einer anderen Brammenstauchpresse gemäß der DE-OS 39 00 668 werden von Exzenterwellen gegenläufig angetriebene Stauchwerkzeuge in verschiebbar im Pressenrahmen geführten Preßwerkzeugträgern angeordnet. Der Pressenrahmen ist in zwei klappsymmetrisch zum Werkzeug angeordnete Pressenrahmenhälften aufgeteilt, die über vier parallel zueinander und in Stauchrichtung verlaufende Säulen miteinander verbunden sind. An den Säulen sind Einrichtungen zum schrittweisen Vorschieben des Werkstücks zwischen den Stauchschritten und zum Halten des Werkstückes beim Stauchvorgang angeordnet. Diese Stauchpresse soll also im Stop-and-Go-Betrieb arbeiten, wobei der Vorschubweg des Werkstücks durch Veränderung der Kolbenwege der Druckmittelzylinder der Einrichtungen zum schrittweisen Vorschieben des Werkzeugs einstellbar ist. Mit welchen Maßnahmen die Durchsatzleistung dieser Stauchpresse ohne Veränderung der Antriebsleistung gesteigert werden kann, wird in dieser Druckschrift nicht angesprochen.

[0010] Ein völlig anderes Verfahren zur Herstellung einer bestimmten Brammenform in einer Stauchpresse wird in der europäischen Patentschrift 0 157 575 vorgeschlagen: Wenn die Preßwerkzeuge der Stauchpresse sich nahe dem hinteren Ende der Bramme befinden, wird die Bramme zur Vorformung des hinteren Endes der Bramme durch die schrägen Ausgangsbereiche der Preßwerkzeuge vorgeschoben, anschließend wird die Bramme zurückgezogen und der verbleibende Bereich der Bramme wird durch die schrägen Eintrittsbereiche des Preßwerkzeugs gepreßt. Hierdurch entsteht an dem hinteren Ende der Bramme eine Art Zunge, wodurch die Fischschwanzbildung am hinteren Ende der Bramme vermieden werden soll. Von einer Produktionssteigerung der Stauchpresse ist in diesem Zusammenhang keine Rede.

[0011] Gemäß einer weiteren europäischen Patentanmeldung 0 270 245 A2 soll mit einer Stauchpresse in einem Stop-and-Go-Betrieb eine Brammenform hergestellt werden, die sowohl am vorderen Ende als auch am hinteren Ende eine zungenartige Erweiterung hat. Wenn die so geformte Bramme anschließend in dem Warmwalzwerk zu Walzband ausgewalzt wird, soll der Anfang und das Ende des Bandes unmittelbar auf ein Coil aufgewickelt werden können, ohne daß ein Schopfen mit entsprechendem Materialverlust erforderlich ist. Maßnahmen, auf welche möglichst einfache Art und Weise die Durchsatzleistung einer Stauchpresse gesteigert werden kann, sind in dieser Druckschrift nicht enthalten.

[0012] Zurückkommend auf die vorliegende Erfindung zur möglichst einfachen Leistungssteigerung einer Stauchpresse wird, die Erfindung weiterbildend vorgeschlagen, daß die im Drehwinkel von etwa 180° bis 360° des Stauchhubexzenters einen größeren Durchlaufweg vorzugsweise die zweifache Wegstrecke zurücklegt wie (in der gleichen Zeiteinheit) im Stauchwinkel bis 180°.

[0013] Die Erfindung soll anhand eines Diagramms (Figur 2) für die Durchlaufgeschwindigkeit einer Bramme durch die Stauchpresse erläutert werden.

[0014] Auf der Ordinate des Diagramms ist die Durchlaufgeschwindigkeit8 von der Bramme angezeigt, bezogen auf eine 360° Winkelumdrehung des Hubexzenters des Kurbeltriebs, von dem die Preßwerkzeuge seitlich gegen die Brammenkante und in das Brammenmaterial hineingedrückt werden. In der Zeitphase, in der die Preßwerkzeuge mit der Bramme in Kontakt stehen, und zwar während eines Drehwinkels von etwa 90° innerhalb eines Durchlaufwinkels von 0° bis 180° des Hubexzenters des Kurbeltriebs, wird die Bramme mit der vorgegebenen Durchlaufgeschwindigkeit 1 y auf dem Rollgang der Stauchpresse transportiert. Dann wird die Bramme in der Zeitphase, in der die Preßwerkzeuge mit der Brammenkante keinen Kontakt haben, d.h. im Drehwinkel von etwa 180° bis 360° des Hubexzenters des Kurbeltriebs mit Hilfe von Treiberrollen 10 (Figur 1) kurzfristig auf die dreifache Durchlaufgeschwindigkeit 3 x hochbeschleunigt und nach Erreichen der maximalen Geschwindigkeit sofort wieder abgebremst bis am Ende des 360°-Drehwinkels die ursprünglich vorgegebene Durchlaufgeschwindigkeit 1 der Bramme wieder erreicht ist. Der in der Beschleunigungs-und Verzögerungsphase von der Bramme zurückgelegte Weg ist in dieser sogenannten "Leerphase" etwa doppelt so groß (2 x) wie derjenige Weg (1 x), den die Bramme in der gleichen Zeiteinheit in der sogenannten "Stauchphase" zurücklegt, innerhalb der die Bramme von den von dem Exzenter des Kurbeltriebs bewegten Preßwerkzeugen gestaucht wird.

[0015] Wird die Bramme also im Sinne der Erfindung in der Zeitphase, in der die Preßwerkzeuge mit der Brammenkante keinen Kontakt haben, aus der vorgegebenen Durchlaufgeschwindigkeit hochbeschleunigt und auf die ursprüngliche Durchlaufgeschwindigkeit wieder verzögert, wobei zuvor die Stauchabnahme gegebenenfalls vermindert wird, wird eine sofortige Produktionssteigerung erreichbar, ohne daß konstruktive Maßnahmen an der Stauchpresse vorgenommen werden müssen und ohne daß die Leistung des Hauptantriebs für den Kurbeltrieb der Stauchpresse oder für deren hydraulischen Vorschubantrieb erhöht werden muß. Die im Diagramm dargestellte Beschleunigung und Verzögerung der Bramme in der sogenannten "Leerphase" kann auch einen anderen Verlauf annehmen, der auf die jeweilig vorliegenden Betriebsbedingungen optimiert sein kann.

Ansprüche

1. Verfahren zum Betreiben einer Stauchpresse zur Verringerung der Breite einer in einer Stranggießanlage gegossenen heißen Bramme durch seitliches Pressen der Bramme zwischen den von einem Hubexzenter aufeinander zu und voneinander weg bewegbaren Preßwerkzeugen der Stauchpresse, währenddessen die Bramme auf einem Rollgang durch die Stauchpresse gegebenenfalls bewegt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bramme in der Zeitphase, in der die Preßwerkzeuge mit der Brammenkante keinen Kontakt haben, aus der vorgegebenen Durchlaufgeschwindigkeit beschleunigt und auf diese wieder verzögert wird, wobei zuvor die Stauchabnahme vermindert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bramme im Drehwinkel von 0° bis 180° des Stauchhubexzenters mit Hilfe von antreibbaren Rollgangsrollen mit der vorgegebenen Durchlaufgeschwindigkeit bewegt wird und daß die Bramme im Drehwinkel von 180° bis 360° von Treiberrollen hochbeschleunigt wird und wieder verzögert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bramme im Drehwinkel von etwa 180° bis 360° des Stauchhubexzenters ungefähr auf das Zweifache bis Vierfache der vorgegebenen Durchlaufgeschwindigkeit beschleunigt und anschließend auf diese verzögert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bramme im Drehwinkel von etwa 180° bis 360° des Stauchhubexzenters einen größeren Durchlaufweg, vorzugsweise die zweifache Wegstrecke zurücklegt wie im Stauchwinkel bis 180°.

Zeichnung