[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stranggießen von Brammen
oder Blöcken in einer Stranggießanlage mit einer Soft-Reduction-Strecke, die einzeln
oder als Segment mittels Hydraulikzylinder gegeneinander anstellbare und mittels Spindeln
in ihrem lichten Abstand (Maulweite) zueinander stufenlos einstellbare Rollen aufweist.
[0002] Die in solchen Stranggießanlagen hergestellten Brammen oder Blöcke dienen als Ausgangsmaterial
für Walzwerksprodukte, wie insbesondere Brammen oder Dünnbrammen zur Erzeugung von
Blechen oder Bändern. Um beim Stranggießen Seigerungen im Strang zu verringern und
ein besseres Gefüge zu erzielen, wird in einer Soft-Reduction-Strecke der Stranggießanlage
im Bereich der Enderstarrung eine Dickenreduzierung zwischen 0,5 mm pro Meter und
3 mm pro Meter durchgeführt.
[0003] Beim Stranggießen von Brammen oder Blöcken, z.B. in einer Bogen-Stranggießanlage,
wird die Maulweite entsprechend dem Schrumpfverhalten des Stranges über die Maschinenlänge
eingestellt. In der Soft-Reduction-Strecke werden die Rollenpaare, einzeln oder zu
Segmenten zusammengefaßt, über das Schrumpfverhalten des Stranges hinausgehend enger
eingestellt, um im Bereich der Resterstarrung eine Verbesserung der Innenqualität
zu erreichen. Dabei müssen Traversen- und Rollendurchbiegungen, z.B. durch den Einsatz
geteilter Stranggießrollen, über die Strangbreite klein gehalten werden.
[0004] Bei in Segmenten gelagerten Rollen wird dabei das Oberjoch vom Einlauf in Richtung
zum Auslauf hin schräggestellt, so daß auslaufseitig eine kleinere Maulweite als einlaufseitig
vorhanden ist. Die Soft-Reduction führt allerdings dann zu keiner Verbesserung des
Innengefüges des gegossenen Stranges mehr, wenn der Strang vor Eintritt in die Soft-Reduction-Strecke
bereits durcherstarrt oder am Ende der Soft-Reduction-Strecke nicht durcherstarrt
ist. Der Strang sollte somit in diese Strecke mit gezielter Dickenabnahme mit einem
Restsumpf einlaufen und am Ende der Soft-Reduction-Strecke durcherstarrt sein. Das
scheitert jedoch häufig an den sich verändernden Gießparametern, wie insbesondere
der Gießgeschwindigkeit, der Stahltemperatur, der Stahlqualität sowie der Sekundärkühlung,
denn die in der Gießpause eingestellte Maulweite bzw. der lichte Abstand in der Soft-Reduction-Strecke
entspricht nur einem engen Gießgeschwindigkeitsbereich. Liegt die Resterstarrung nicht
in der Soft-Reduction-Strecke, wird keine Reduzierung der Seigerungen und keine Verdichtung
des Kerngefüges erreicht.
[0005] Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, den lichten Abstand bzw. die Maulweite
während des Gießens über Spindeln abhängig von den aktuellen Gießparametern zu verstellen.
Diese Lösung hat den Nachteil, daß die Spindeln und die Antriebselemente für eine
Verstellung unter Last ausgelegt werden müssen. Bei einer durcherstarrten Bramme kann
die Kraft auf die Spindeln der Zylinderkraft entsprechen. Ein anderer Vorschlag zur
Lösung des Problems, nämlich den lichten Abstand bzw. die Maulweite über Hydraulikzylinder
mit eingebauter induktiver Wegmessung und Servoventilen stufenlos einzustellen, ist
kostenintensiv und erfordert einen hohen Instandhaltungsaufwand. In beiden Fällen
ist eine rechnerische oder meßtechnische Ermittlung der Lage der Sumpfspitze erforderlich.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen,
die mit einfachen Mitteln eine dynamische Abstands- bzw. Maulweiteneinstellung auch
während des Gießbetriebes, d.h. unter Last ermöglichen, insbesondere in Anpassung
an die sich aufgrund wechselnder Gießparameter verändernde Lage der Soft-Reduction-Strecke.
[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spindeln lastreduziert
auf ein gewünschtes Maulweitenmaß verfahren werden. Die gewünschte Maulweite läßt
sich somit über die lastreduzierten Spindeln stufenlos einstellen. Zu diesem Zweck
lassen sich Druckmeßdosen, die eine kontinuierliche Kraftmessung ermöglichen, zwischen
den Spindeln im Segmentoberteil und dem Segmentunterteil anordnen. Aufgrund dieser
verblüffend einfachen Maßnahme des Druckentlastens läßt sich eine im wesentlichen
lastfreie, kostengünstige und betriebssichere Verstellung der Spindeln innerhalb und
außerhalb der Kühlkammer der Stranggießanlage erreichen. Ein weiterer erheblicher
Vorteil liegt darin, daß sich die Länge der Soft-Reduction-Strecke und die Dickenreduzierung
der Gießgeschwindigkeit anpassen lassen, d.h. bei geringerer Gießgeschwindigkeit werden
die Länge der Soft-Reduction-Strecke verkürzt und die Dickenabnahme in mm pro Meter
erhöht; bei größerer Geschwindigkeit wird hingegen die Länge der Soft-Reduction-Strecke
vergrößert. Schließlich ist es möglich, die Dickenabnahme innerhalb der Soft-Reduction-Strecke
unterschiedlich einzustellen und damit die Verbesserung der Innenqualität zu unterstützen.
[0008] Wenn vorteilhaft die Differenz zwischen der Zylinderkraft und der ferrostatischen
Last kontinuierlich gemessen wird, läßt sich einerseits während des Gießens der Hydraulikdruck
der Anstellzylinder so weit reduzieren, daß die auf die Spindel lastende Kraft nur
noch einen Bruchteil der Betriebskraft - die im Betrieb maximal auftretende Kraft
kann bis zu 100 t betragen, wenn z.B. der Strang durcherstarrt ist - entspricht, bspw.
lediglich noch 2 bis 3 t beträgt, so daß auf einfache Weise eine Maulweitenverstellung
möglich ist, für die es nur einer geringen Antriebsleistung bedarf. Andererseits läßt
sich ein Kraftüberschuß ermitteln und aus den auftretenden Kräften schließen, wo der
Strang noch einen Restsumpf aufweist bzw. wo er durcherstarrt ist und somit die Lage
der Soft-Reduction-Strecke bestimmen. Das ermöglicht eine schnelle Verfahrensoptimierung
in dem Sinne, daß sich die genaue Lage der Soft-Reduction-Strecke sowie die Dickenabnahme
als Funktion von im wesentlichen der Gießgeschwindigkeit, der Sekundärkühlung und
der Stahlqualität feststellen lassen.
[0009] Die Spindeln können sich gemäß einem Vorschlag der Erfindung auf Druckmeßdosen abstützen.
Diese zeigen sowohl den das Bestimmen der Soft-Reduction-Strecke ermöglichenden Kraftüberschuß
aus der Segment- bzw. Rollenzuhaltekraft als auch den entlasteten Hydraulikdruck an,
der es ermöglicht, die Spindeln während des Gießens lastreduziert zu verfahren.
[0010] Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung lassen sich die Spindeln gegen einen
hydraulischen Anschlag fahren, der mit einer die Zuhalte- bzw. Anstellkraft übersteigenden
Kraft beaufschlagt ist. Zum Verstellen der Rollen auf ein neues Maulweitenmaß bzw.
ein neues lichtes Abstandsmaß braucht in diesem Fall nur die Hydraulik drucklos geschaltet
zu werden, und die Spindeln lassen sich dann lastreduziert auf das neue Maß verfahren.
[0011] Es wird vorgeschlagen, daß jeweils zwischen einer Spindel und einer Auflage des Unterjoches
ein Plunger angeordnet ist, der in seinem Zylinderraum einen Festanschlag aufweist.
Im Gießbetrieb lassen sich die Plunger mit einem Kraftüberschuß gegen ihre Festanschläge
fahren, die die Spindeln mit einem den Anstelldruck übersteigenden Druck abstützen.
Um Verstellungen des Maulweiten- bzw. Abstandsmaßes während des Gießens vornehmen
zu können, ist es lediglich erforderlich, die Plunger drucklos zu schalten, die Spindeln
lassen sich dann lastreduziert auf das neue Maß verfahren. Nach der Verstellung werden
die Plunger wieder mit Druck beaufschlagt, bis sie mit ihren Kolben gegen die Festanschläge
zur Anlage kommen; in dieser Position nehmen die Rollen dann den gewünschten Abstand
voneinander ein.
[0012] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- Figur 1
- ein erfindungsgemäßes Strangführungssegment mit sich auf Druckmeßdosen abstützenden
Verstellspindeln in der Vorderansicht;
- Figur 2
- ein Strangführungssegment gemäß Fig. 1, allerdings mit sich auf Plungern abstützenden
Verstellspindeln;
- Figur 3
- ein Strangführungssegment gemäß den Fig. 1 und 2 in der Seitenansicht dargestellt;
und
- Figur 4
- eine Draufsicht des Strangführungssegmentes gemäß Fig. 3.
[0013] In einer nicht dargestellten Stranggießanlage zum Gießen von Brammen oder Blöcken
bilden zahlreiche, entweder einzeln oder in Strangführungssegmenten 1 angeordnete
Rollen 2 eine gegebenenfalls mit einer Dickenabnahme auf einen auszuziehenden Strang
3 (vgl. Fig. 3) einwirkende Führung. Die Rollen 2 sind auf das gewünschte Dickenmaß
4 mittels Hydraulikzylinder 5, deren Zylinderrohre 6 am Unterjoch 7 befestigt sind
und deren Kolbenstangen 8 am Oberjoch 9 des Strangführungssegmentes 1 angreifen, gegeneinander
anstellbar, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt wird. Jeweils am Ein- und Auslauf
11 bzw. 12 (vgl. Fig. 3) des Strangführungssegmentes 1 sind paarweise einander zugeordnete,
von einem Motor 13, einem Getriebe 14 und Antriebswellen 15 (vgl. Fig. 4) verstellbare
Druck- bzw. Verstellspindeln 16 angeordnet, die sich bei der Ausführung nach Fig.
1 auf Druckmeßdosen 17 und bei der Ausführung nach Fig. 2 auf Plunger 18 abstützen,
die auf einer Auflage 19 des Unterjoches 7 angeordnet sind. Die Zylindergehäuse 21
der Plunger 18 besitzen in ihrem Zylinderraum 22 einen Festanschlag 23, gegen die
sich die Plungerkolben 24 anlegen.
[0014] Sowohl mittels der Druckmeßdosen 17 als auch der Plunger 18 ist es möglich, die Druckspindeln
16 auch während des Gießens, d.h. dynamisch einzustellen, da sie nämlich eine Entlastung
der Druckspindeln 16 erlauben. Um das Dickenmaß bzw. den lichten Abstand 4 zwischen
zwei Rollen 2 oder bei in Strangführungssegmenten 1 gelagerten Rollen 2 die Maulweite
25 bzw. 26 (vgl. Fig. 3) zu verstellen, wird der in den Hydraulikzylindern 5 herrschende
Druck verringert, was durch die Druckmeßdosen 17 gemessen und angezeigt wird, so daß
sich die Druckspindeln 16 über den Antrieb (Motor 13, Getriebe 14, Antriebswellen
15) auf das neue Maß einstellen lassen. Derselbe Effekt, nämlich das lastreduzierte
Verstellen der Druckspindeln 16 während des Gießbetriebes wird bei der Ausführung
nach Fig. 2 mit Abstützung der Druckspindeln 16 auf Plunger 18 dadurch erreicht, daß
die Plunger 18 im Gießbetrieb mit Kraftüberschuß mit ihren Kolben 24 gegen die Festanschläge
23 im Zylinderraum 22 gefahren werden. Zum Verstellen während des Gießens werden die
Plunger 18 drucklos geschaltet, und die auf diese Weise entlasteten Druckspindeln
16 können auf das neue Maulweitenmaß 25, 26 bzw. 4 verfahren werden.
[0015] Das somit lastreduzierte Verstellen der Druckspindeln 16 ermöglicht es, bei einer
Stranggießanlage mit Soft-Reduction-Strecke die in dieser Zone enger als infolge des
Schrumpfes des Stranges erforderlich aufeinander zu gefahrenen Rollen auch während
des Betriebes an sich wechselnde Gießparameter anzupassen. Die Soft-Reduction-Strecke
befindet sich dort, wo im Strang 3 noch ein Restsumpf 27 vorhanden, nach dem Austritt
aus der Soft-Reduction-Strecke der Strang aber völlig durcherstarrt ist (vgl. Fig.
3); sie verschiebt sich - bezogen auf die Stranglaufrichtung - bei wechselnden Gießparametern
wie insbesondere unterschiedlichen Gießgeschwindigkeiten nach oben oder nach unten.
Mittels der Druckmeßdosen 17 werden kontinuierlich die Kräfte gemessen, und kann aus
voneinander abweichenden Meßwerten geschlossen werden, wo der Strang 3 noch einen
Restsumpf 27 aufweist bzw. wo er bereits durcherstarrt ist. Wird festgestellt, daß
sich die Lage der Soft-Reduction-Strecke verschoben hat, ist es nunmehr möglich, die
Strangführungsrollen 2 während des Gießbetriebes zu verstellen und an die Lage der
Soft-Reduction-Strecke anzupassen, d.h. dort enger als vom Schrumpf her erforderlich
anzustellen, da ja die Druckspindeln 16 lastreduziert verstellt werden können.
[0016] Sind die Strangführungsrollen 2 in einem Segment 1 gelagert, wie in Fig. 3 dargestellt,
wird aufgrund der Meßwerte das Oberjoch 9 in Richtung zum Auslauf 12 hin schräggestellt,
so daß sich eine am Einlauf 11 größere Maulweite 25 als am Auslauf 12 (vgl. die Maulweite
26 in Fig. 3) ergibt. Die Keiligkeit läßt sich entsprechend dem Restsumpf 27 so einstellen,
daß auf den Strang 3 innerhalb der Erstarrungsstrecke möglichst kurz vor dem Durcherstarrungspunkt
- vgl. in Fig. 3 die mit 28 bezifferte Sumpfspitze - eine Verformung mit einer Dickenabnahme
von z.B. 0,5 mm bis 3 mm pro Meter einstellt. Aufgrund der Feststellung der sich verändernden
Lage der Soft-Reduction-Strecke und der lastreduzierten Verstellung der Druckspindeln
16 während des Gießbetriebes lassen sich die Strangführungsrollen 2 - egal ob sie
einzeln oder als Segment gegeneinander anstellbar sind - stets an wechselnde Gießparameter
und/oder eine sich entsprechend verändernde Lage der Sumpfspitze 28 anpassen.
[0017] Damit sich bei in Strangführungssegmenten 1 gelagerten Führungsrollen 2 die in Fig.
3 zum Auslauf 12 hin dargestellte Keilform erreichen läßt, sind den Spindelverstellungen
noch Positionsgeber 29 (vgl. Fig. 4) zugeordnet, die - ausgehend von einem Eichwert,
der sich z.B. durch Absenken des Oberjoches 9 auf Festanschläge erreichen läßt - ein
mehr oder weniger weites Auffahren am Einlauf und Auslauf 11, 12 ermöglichen.
1. Verfahren zum Stranggießen von Brammen oder Blöcken in einer Stranggießanlage mit
Soft-Reduction-Strecke, die einzeln oder als Segment mittels Hydraulikzylinder gegeneinander
anstellbare und mittels Spindeln in ihrem lichten Abstand (Maulweite) zueinander stufenlos
einstellbare Rollen aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spindeln lastreduziert auf ein gewünschtes Maulweitenmaß verfahren werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Differenz zwischen Zylinderkraft und ferrostatischer Last kontinuierlich gemessen
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spindeln gegen einen hydraulischen Anschlag gefahren werden.
4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Spindeln (16) auf Druckmeßdosen (17) abstützen.
5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils zwischen einer Spindel (16) und einer Auflage (19) des Unterjoches (7)
ein Plunger (18) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Plunger (18) in ihrem Zylinderraum (21) einen Festanschlag (23) aufweisen.