[0001] The invention relates to the continuous casting of steel and other metals and, more
particularly, to an improved rotary wheel-type casting machine for continuous casting
of billets, blooms, slabs, bars, rods and the like.
[0002] In the prior art of vertical continuous casting wheels, peripheral closure of the
casting mold channel generally is accomplished by either a moving, endless metal belt
pressed against the wheel rim by rollers to realize closure and synchronous peripheral
motion with the wheel, or by multiple closure segments, or clamshell-style molds,
spaced in abutting sectors around the entire wheel circumference and rotating with
it, which are closed proximate the point of pouring steam entry, and reopened at bar
exit from the casting sector during each revolution of the wheel. Known technology
also includes a stationary closure belt, pressed in frictional contact against the
wheel periphery spanning the casting arc.
[0003] Disadvantages of the endless belt include: heat from the casting warps the belt,
also imparting a wrinkled and warped surface to the cast stock on the belt side of
the section; return rollers are bulky and occupy useful space; a closed and sealed
collector and conduit for spent belt-cooling water is difficult, if not impossible,
to realize; belts require a regular schedule of replacement through wear and warpage;
belts do not maintain uniform contact and pressure to hold the casting firmly against
the wheel as the casting proceeds around the wheel; and maximum width of cast stock
is very limited due to belt flexure and warpage. Despite these disadvantages, most
commercial production machines employ a moving endless flexible metal belt to effect
mold closure.
[0004] Disadvantages of segmented molds include mechanical complexity with inherently very
large number of cooperating parts and components; difficulty in maintaining necessary
close tolerances between large number of interacting wheel sectors usually 24 or 36,
each sector including a clam-shell mold pair, inlet-outlet water piping, mechanical
hinging and actuation; problems with metal and slag splashes interfering with mold
closure and mold-mold interfaces; and additional tundish pouring clearance necessary
to accommodate individual mold sector height above metal meniscus.
[0005] Disadvantages of the static closure are incidence of sticking between the moving
surface of the initially solidified stock and the stationary surface of the closure,
resulting in possible skin ruptures and the like; also wear and operating problems
associated with contact friction between wheel perimeter surface and the closure surface.
[0006] Casting wheels having an oscillating closure have also been proposed, for example,
as described by patent publication JP-A-58205660, 30 November, 1983, in which a guide
mold is oscillated in contrast with the casting wheel, but lacking provision for maintaining
a constant controlled clearance with the wheel rim. High inertia is another common
characteristic of prior art devices, making rapid oscillation difficult. A low-inertia
closure assembly allowing rapid oscillation, in combination with close clearance control,
is lacking in the prior art. Further, the prior art lacks means for precise positioning
of containment rollers relative to the wheel rim, along with control of the containment
roller pressure against the cast section below the mold, together with capture and
disposal of spent coolant, as an integral part of the wheel assembly, rather than
of a bulky external structure without coolant capture. Practical means for changing
the width of cast slab sections, without changing molds, is also not evident in the
prior art of rotary wheel casters.
[0007] It is a principal object of this invention to provide a rotary wheel continuous casting
machine which does not have the disadvantages cited above for prior art casting wheels.
[0008] Another object is to provide a casting machine which realizes a much higher output
per strand of equivalent cross-section than do conventional vertical, curved or horizontal
casting machines, and thereby can involve less cost and complexity for equivalent
output.
[0009] A further object is to provide, in various embodiments, a casting machine capable
of casting billet and bloom type sections for rolling into rod, bar and tubing sections
and, in a modified embodiment, flat slab sections suitable for subsequent rolling
into plate, sheet and strip products, with the invention particularly suitable for
casting near net shape products such as thin slabs and beam blanks. Varying the width
of slab section without changing the wheel channel is a related object.
[0010] An additional object is to provide a casting machine in which the principal force
and pressure propelling the cast section forward is inherently effected at the location
of the cross section being cast, rather than by the pulling force and tension created
by the withdrawal pinch rollers following exit from the casting mold and containment
spray chamber area, thus eliminating the main source of skin stresses and tears, with
associated substantial increase in casting rate.
[0011] A still further object is to provide a casting machine capable of casting product
with very good surface and internal metallurgical quality.
[0012] According to the present invention there is provided a continuous casting machine
according to claim 1 (first aspect of the present invention) or claim 14 (second aspect
of the present invention).
[0013] The dependent claims set out advantageous further developments and features for these
two aspects of the present invention.
[0014] The present invention comprises basic features in common with the prior art, namely
a rotary wheel continuous casting machine comprising a rotary wheel incorporating
a circumferential inner-radius mold wall with two parallel annular inner mold-wall
edges, integral to the wheel rim; a non-rotating casting mold-sector comprising at
least one rigid mold segment, incorporating an outer-radius mold wall having two outer
mold-wall edges which are parallel to, and interface with, said inner mold-wall edges,
forming a casting mold envelope between said inner and outer-radius mold walls; molten
metal pouring means adapted for introducing molten metal proximate the entry end of
said mold envelope to pass through in the casting direction of circular wheel rotation
and at least partially solidify a cast metal section for exit from the exit end of
said mold envelope; external support means of said segment adapted to maintain it
in a substantially fixed angular position in relation to said wheel; reciprocal oscillation
means connected to said segment adapted to effect relative annular oscillation movement
of said outer radius mold wall alternately in said casting and reverse directions
in relation to said support means and thereby between said outer-radius mold wall
and said solidifying cast section, the invention comprising combination of these with:
at least one annular outer-radius mold-wall edge guide track integral to said rotary
wheel proximate the wheel rim and which is parallel to said parallel mold-wall edges;
and at least one guide track follower fixed to said non-rotating segment which is
maintained in contact with said guide track during rotation of said wheel, adapted
to maintain a substantially constant dimensional clearance between said inner-radius
and outer-radius mold-wall edges.
[0015] A preferred embodiment includes two of said guide tracks, one located on either side
of the central plane of rotation of said inner-radius mold wall, and at least two
of said followers for each of said guide tracks, and said followers comprise cam roller
followers which run in contact with said track and incorporate means of restraining
relative movement in the axial as well as radial direction of said cam roller followers
relative to said track and thereby between said inner and outer mold-wall edges during
wheel rotation.
[0016] The radially guiding surfaces of each said guide track typically face radially outwards
from the rotation axis of said wheel, and said cam follower rollers ride on these
surfaces and thereby do not restrain said casting-mold segments from movement in the
radially outward direction. In one embodiment, the wheel carries another annular balancing
guide track with faces directed radially inwards, complementary to each outward-facing
track, against which rides at least one balancing cam follower attached to said non-rotating
casting-mold segment thereby maintaining contact between said guide track followers
and said guide track by radially restraining movement of said casting mold segment
in the direction radially outwards from said wheel. In another embodiment, the casting
mold segments also carry a supplementary guide track against which fluid-pressure
loaded balancing cam followers maintain continuous pressure and contact of the guide
track followers against the wheel rim, with the balancing followers in turn, being
supported and positioned from a fixed support of the machine housing, or the like.
The supplementary track preferably includes a reverse capturing flange for the balancing
follower, enabling the casting segments to be lifed off the wheel and held in suspension
during inspection or maintenance.
[0017] Mold segments most suitably comprises a rigid, semicircular enclosure having two
box side walls, a box outer cover wall and a box inner wall carrying said outer-radius
mold wall on its face, in which said external support means and said oscillation means
are attached to the segment, thereby being adapted to oscillate said outer-radius
mold wall back and forth in the circumferential direction about a substantially fixed
angular location on the casting wheel periphery. Spray nozzles are suitably contained
within said enclosure directed radially inwards, to spray coolant directly against
said outer-radius mold walls and spent coolant is confined within the enclosure and
discharged via an appropriate outlet duct. Alternatively, the enclosure may form a
pressurized water jacket, internally baffled to provide an annulus for flow of pressurized
coolant against the outside of mold-wall. Appropriately, there are four studded cam
roller track followers, with two mounted to project outwardly from each box side wall
of segment, and two balancing cam roller assemblies, one mounted on the outside of
each side wall of segment intermediate between said track followers including means
for applying a continuous controlled pressure of the balancing rollers against the
tracks, sufficient to maintain the guide track followers in continuous contact with
the outward-facing guide tracks.
[0018] Another embodiment of the invention provides a containment-roller sector adjoining
the mold envelope exit end, similar to the casting mold sector but carrying transverse
containment idler rollers journalled in bearings supported by the segment side walls,
with faces positioned and adapted to press radially inwards against the outer face
of the section being cast to maintain the inner face of the section pressed against
the inner-radius mold wall, the tangential component of this pressure acting to exert
a circumferential forward propelling force on the section in the casting direction.
Means are provided for controlling the radial movement and pressure of these rollers
against the face of the section being cast.
[0019] Other embodiments of the invention include apparatus for positioning of movable side-dam
bars (44) adapted for varying the width of the metal section being cast; a tangential
departure of the outer mold-wall at the entry end of the mold envelope to provide
improved access for introducing liquid metal; a mold closure guiding arrangement applicable
to spray-cooled solid-block copper casting wheel mold rings; and a universal hinge
coupling assembly connecting adjoining segments which allows each individual to track
independently on the wheel rim, without coupling backlash.
[0020] Various other objects, features and advantages of the process and apparatus of this
invention will become apparent from the following detailed description and claims,
and by referring to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is an illustrative side view of a rotary wheel casting machine embodiment according
to the invention, including a wheel sector illustrated in section, along the plane
of rotation intersecting the mold center line;
Fig. 2 is a section view along plane 2-2 of Fig. 1 incorporating a mold cavity of
general shape suitable for the casting of blooms, billets, bars and rods applicable
to production of long products;
Fig. 3 is a section view along plane 3-3 of Fig. 1;
Fig. 4 is a side view of the apparatus illustrated in Fig. 3; and
Fig. 5 is a corresponding section view to that illustrated in Fig. 2 incorporating
a mold cavity of general shape suitable for casting slabs, plates, sheets and strip,
as applicable to the production of flat-rolled products;
Fig. 6 is a partial front elevation view of a mold-width adjustment mechanism adapted
for casting various flat-roiled product widths without changing the wheel mold;
Fig. 7 is a sectional view along plane 7-7 of Fig. 6;
Fig. 8 is an illustrative partial sectional view of an alternative embodiment substituting
containment idler rollers in place of the outer mold wall in the lower portion of
the non-rotating casting sector;
Fig. 9 is a partial top view along plane 9-9 of Fig. 8
Figs. 10, and 11 illustrate two variations for containment idler roller bearing support,
positioning and pressure application;
Fig. 12 is a corresponding section view of that illustrated in Figs. 2 and 5, incorporating
a mold cavity adapted for the near net shape casting of structural sections and the
like;
Fig. 13 is a split cross-section illustration of a containment roller segment embodiment;
Fig. 14 is a partial side view of the roller segment of Fig. 13;
Fig. 15 is a side elevation view of an entry mold segment assembly;
Fig. 16 is a section view along plane 16-16 of Fig. 15;
Fig. 17A is a section view along plane 17A of Fig. 15;
Fig. 17B is a section view along plane 17B of Fig. 15;
Fig. 18 is a section view along plane 18-18 of Fig. 16;
Fig. 19 is a side elevation general arrangement view of an embodiment incorporating
mold and roller segment balancing devices supported directly from the fixed machine
frame;
Figs. 20, 21 and 22 illustrate details of the externally supported balancing assemblies
as shown in Fig. 19;
Fig. 23 is a section view of a suitable segment oscillator assembly;
Fig. 24 is a section view along plane 24-24 of Fig. 23;
Fig. 25 is a side elevation view of a containment roller segment embodiment;
Fig. 26 is a section view along plane 26-26 of Fig. 25;
Fig. 27 is a section view along plane 27-27 of Fig. 25;
Fig. 28 is a section view along plane 28-28 of Fig. 25; and
Fig. 29 is a section view along plane 29-29 of Fig. 27.
[0021] Referring to the drawings, wheel hub assembly 1, is journalled upon bearings mounted
on fixed supports and the rotated by an appropriate electro-mechanical or hydraulic
drive unit, preferably at variable and controlled speed. In the embodiment illustrated,
the rotary wheel structure comprises a solid-disc body 2 with radial stiffener ribs
19 spanning between hub 1 and U-shaped wheel rim 24, also defining cooling water jacket
annulus 4. A typical wheel size would be 2-4 meters in diameter, although a wide range
of sizes are possible. It is to be appreciated that a substantial part of the drawings
are diagrammatic only, particularly regarding aspects known in the art. Wheel mold
cooling water is introduced, and spent water discharged, via appropriate rotary union
assemblies incorporated into hub assembly 1, supplied to and returned from wheel rim
24 via appropriate wheel mounted water pipes 35. The details of this aspect and numerous
other features of the wheel casting machine are not shown or described herein, being
well known in the art, and with many known and obvious options as to selection and
configuration available.
[0022] Casting wheel rim 24 carries annular inner radius mold-wall support rings 3 and also
two outer-radius mold-wall edge guide tracks 5, 6 comprising cylindrical radial surfaces,
directed radially outward, one on either side of axial central plane of rotation 7
of the inner radius mold wall, in the embodiment illustrated. The inner radius mold-wall
8 may also include side faces 18 extending radially outwards, as in the embodiment
illustrated for casting of a square cross section, approximately at right angles to
the inside face of mold wall 8. The mold wall usually of copper or copper alloy, is
fastened to support rings 3 such as by screws spaced around the wheel rim periphery.
On most casting wheels, side faces 18 are tapered to diverge transversely outwards,
for example, at a slope of 1 or 2 per cent, thereby assuring clearance for tangential
discharge of the cast metal section at exit 20, without edge friction or binding between
the section and side faces 18.
[0023] Non-rotating casting mold sector 11 incorporates outer radius mold-wall 12 as its
inner face thereby forming a casting mold envelope 43 between said inner 8 and outer
12 mold walls. Sector 11 may comprise a single rigid circumferential mold segment
or be made up in multiple mold segments 10. In the embodiment illustrated, sector
11 comprises three rigid semicircular mold segments 10 having the abutting ends of
segment side walls 13 interleaved and connected together by hinge pins 14. Each segment
10, in turn, has four cam track followers 15 mounted on side walls 13 as two opposite
pairs, positioned to run in contact with guide tracks 5,6. Appropriately, the roller
mounting studs incorporate eccentric bushings 16, to enable easy adjustment of the
clearance 17 between the interfacing inner 9, and outer 21, parallel annular mold-wall
edges. Adjustment of these clearances, in the embodiment illustrated, may be effected
manually using an Allen wrench applied to a hexagonal socket in the stud end of cam
roller 15, whilst measuring the clearances with feeler gauges. Clearances down to
the 25 micron area can be accomplished without any contact across the interface, thus
emulating a continuous mold wall whilst avoiding wear and galling of these mating
surfaces. At typical casting temperatures approaching the liquidus, the combined parameters
of surface tension, viscosity and transient solidification in the presence of cold,
high-conductivity mold wall material, generally then preclude entry of metal between
the mold-edge faces proximate the meniscus. The rollers 15 are also provided with
flanges 22 to ride against circumferential transverse alignment guide surfaces 23,
incorporated into guide tracks 5,6 to maintain transverse (side-to-side) outer mold-wall
alignment. Segment-mounted radially-slidable brackets, or the like, of course may
be employed to augment, or as alternatives to, the eccentric bushings 16 for adjustment
of track follower position and thereby clearance 17. Outer-radius mold wall 12 may
be transversely contoured, for example, recessed between the edges to provide a rounded
billet comer and eliminate the sharp right-angled comer at 17 characteristic of a
flat plate shoe, a source of possible rolling mill difficulty.
[0024] In order to hold each mold segment 10 in place and assure continuous contact of cam
rollers 15 with guide tracks 5, 6 during the course of rotation and application of
pressure from the section being cast, the inner mold-wall support rings 3 also include
a second set of annular balancing guide tracks 25 directed radially inwards, against
which ride balancing cam followers 27. In the embodiment illustrated, there is one
set comprising two of these rollers 27 applied to each hinged mold segment 10, each
set counteracting the corresponding two sets of rollers 15, leveraged to apply approximately
equal force to each set. The rollers 27 are mounted on balancing slide arm 29, guided
for movement in the radial direction only within support ring side bracket 30, and
stroked by balancing cylinder 31. Such balancing actuators can be powered by any appropriate
fluid, but compressible gases such as air have a clear advantage when in a pressure-control
mode of this application, by compensating for wheel and track eccentricity and irregularity
displacements without use of supplementary proportional or servo control valves or
the like to meter fluids back and forth. Oscillation of segment 10 along the path
defined by cam rollers 15 along tracks 5,6 is effected, such as by hydraulic oscillator
32 acting between rotatable bracket 33 fixed to segment 10 and externally fixed support
bracket 34. A wide range of forms of hydraulic and electro-mechanical oscillators
as well as casting control systems, are known in the art of continuous casting.
[0025] The inner mold walls are appropriately force water-cooled with water supplied and
returned via at least one set of wheel-mounted water pipes 35. Each segment 10 is
supplied with coolant, usually water, via an inlet through box side walls 13 or outer
cover wall 143 into enclosed header pipe 37 feeding coolant spray nozzles 38 which
direct the coolant spray 39 to impinge on the exterior surface of outer radius mold-wall
12. Spent coolant flows by gravity through outlets 40 into appropriate hosing to a
sump or the like, usually for recirculation. Ease of coolant enclosure, as compared
to flexible belt casters, is also to be noted. Removable cover plates 41 incorporated
into segments 10 provide access to the sprays for maintenance and the like, as well
as rotation adjustment of cam roller eccentric bushings 16. These preferably include
quick-release fasteners and seals.
[0026] Start-up and operation are conducted in essentially the same manner as a conventional
flexible-belt machine, molten metal being poured from tundish 36 into the entry end
42 of mold envelope 43 and the cast metal section withdrawn from the exit end 20 by
means of powered withdrawal rolls 26, details omitted as well-known.
[0027] Fig. 5 illustrates an embodiment adapted for casting of thin slab products. Except
for the shape and size of the mold envelope, it will be seen that the basic machine
features are essentially the same as those for casting billets and blooms, as illustrated
by Figs. 2 and 3.
[0028] Figs. 6 and 7 illustrate a supplementary apparatus to facilitate the casting of various
slab widths without major equipment modifications or substitutions. Rather than confinement
of the cast section between side faces 18 of the inner radius mold wall 8, the side
faces 89 of partially solidified thin slab 61 are confined between the two movable
mold side-dam bars 44, also fabricated and machined on an arc to a clearance fit between
inner 8 and outer 12 mold wall faces. Bars 44 are confined transversely between side
alignment brackets 47 of movable carriage 46, and circumferentially by the interaction
between pin 50, as fixed to carriage 46 by bracket 48, and mold side-dam oscillator
bracket 49. Carriage 46 is carried on two pairs of vee-guide rollers 53 which run
on transverse guide track 51, providing linear guided movement only in the transverse
direction. Track 51, in turn, is fastened to track support bracket 52 attached to
segment 10, and thereby transmits the corresponding circumferential oscillation movement
of the outer mold wall to mold side-dam bars 44. Rollers 53 are preferably mounted
on eccentric bushings 62, providing for easy and accurate adjustment of alignment
and clearance with guide track 51. By providing a close fit between side brackets
47 and bar 44, these bushings also facilitate precise adjustment of the transverse
slope of bars 44.
[0029] Carriages 46 are fixed transversely by threaded take-up nuts 59 riding on support
bracket 60, variably positioned axially by rotation of opposite-hand threaded carriage
drive screws 58, as driven by centrally located hydraulic traverse motor 54. As illustrated,
this is a hollow-shaft motor mounted on splined drive shaft 64, as carried between
flange bearings 56 of motor support bracket 55, in turn fixed to the outer wall of
box enclosure 10. Torque couple-arms 66 act against torque pins 63 to prevent motor
body rotation. Shaft 64, in turn, is connected at either end to drive screws 58 by
couplings 57. Mold side-dam bar 44 appropriately comprises a rectangular tube of copper
alloy, blanked off at both ends, with coolant provided via flexible hoses connected
into coolant inlet and outlet connections 45, one of which is internally piped to
the bottom extremity of side-dam bar 44. The faces of bar 44 may also be drilled for
lubricant ducts and outlets, to provide face lubrication, such as by rapeseed oil
during operation.
[0030] During casting, it is well known that the stock cross-section progressively shrinks
with cooling and solidification during its descent within the mold, and also that
the outer layer of "skin" of the casting is effectively self-sealing once a continuous
surface has been formed around the casting perimeter, unless stresses are present
sufficient to create a rupture and associated "break-out" of molten metal. In conventional
oscillating mold casters, substantially all of the withdrawal force is usually applied
following discharge from a roller spray chamber, or as assisted by a selected few
driven rollers within the spray chamber containment area. The forces are thus applied
at a remote point from the solidifying section at mold exit, or a limited number of
selected points along the casting length, relying on bar skin tension/compression
strength between these points to maintain casting integrity. Because of the stresses
this creates, a relatively thick frozen skin is necessary at mold exit, substantially
limiting the maximum casting speed, to allow sufficient time for formation of this
skin.
[0031] Within the mold envelope, a taper can be added to the outer-radius mold walls 12
by graduating the portion of the face of outer-radius mold walls 12 within sides 18.
In addition, Fig. 8 shows a variation including a containment roller wheel sector
28 incorporating containment roller segments 90 which carry containment idler rollers
69, in place of outer radius mold-wall 12, with coolant sprays 39 thereby impinging
directly upon the surface of the cast metal section. Along the arc of wheel sector
28, the withdrawal forces can then be applied directly by the rollers 69 at the cross
section being cast, by maintaining static frictional contact and pressure between
the stock skin surface and the inner radius mold walls 8, as they move and propel
the casting along at essentially identical surface speed. Tensional casting stress
is thereby nearly eliminated, allowing a very substantial increase in practical casting
speed for similar effective mold lengths. Since the casting wheel rotation is furnishing
the propulsive force, the powered withdrawal rollers 26 are also usually superfluous.
For casting wide slab sections, rollers 69 may also be split into multiple lengths
incorporating intermediate segment-supported bearings.
[0032] It is obvious that minor leakage of spent cooling water can take place via clearances
17, in the absence of sealed contact between side walls 13 and inner mold-wall edges
9. A supplementary seal may be added to minimize this leakage (not illustrated). Suitable
practice could provide on the order of a meter of wheel arc, e.g. one box enclosure
10 at the top, as illustrated, incorporating outer mold walls 12 and the two bottom
segments 90 be equipped with rollers 69. It will also be obvious that only the top
sector 11 need be oscillated, as an option. One or more of the containment rollers
69 may also be applied to effect thickness reduction of the cast metal section by
increasing the roller pressure, optionally including liquid core reduction when the
section is only partially solidified. These rollers may be undriven idlers or, alternatively,
powered so as to rotate the roller surface at a rate synchronized with the surface
speed of the cast metal section.
[0033] For starting of casting, a starter block or starter bar is usually inserted into
the mold cavity, designed to move in unison with the wheel once casting commences.
When the block can be confined between the wheel rim and containment rollers, only
a relatively short starter bar is required or, alternatively, a short starter block
head having a longer, flexible elastomer bar attached, which can be hollow and contoured
to fit snugly in the wheel groove, in order to assist with section guidance following
exit from the machine. The block characteristically includes a protruding top hook
or claw designed to hold the starter block and freshly cast metal together in one
piece until they are separated following exit.
[0034] One practical difficulty in the casting of thin slab product is the desired narrow
slab thickness in relation to the dimensions of submerged-entry nozzles. Figs. 8 and
9 illustrate means to mitigate this problem by a funnel-shaped departure on only the
outer-radius mold wall at the nozzle 65, wherein wall 12 is extended vertically and
tangentially upwards, as at 67, at right angles to the wheel horizontal center line
80 in the plane of rotation of the wheel, at the transverse location of submerged
entry nozzle 65, on either side of which mold-wall 12 is graduated into the straight-sided
cylindrical wall, in the form of a half funnel-segment 68 with maximum width at the
location of molten metal entry 42. In the embodiment illustrated, where the thickness
of nozzle 65 is nearly equal to the casting thickness, it may be seen that adequate
insertion is obtained, including good wall clearance, by vertical insertion of nozzle
65 parallel to this vertical funnel wall.
[0035] Fig. 10 illustrates a containment roller positioning and pressure-adjustment assembly
127 for transverse containment rollers 69 against the outer section surface. The roller
shafts 71 are journalled within sealed cartridge bearings 72, riding in guided chocks
73, as recessed in the structure of side-walls 13 of segment 90. The chocks 73 and
thereby rollers 69 are loaded and retracted by air or hydraulic cylinders 70, through
which the position or force of each roller against the cast metal section surface
104 can be adjusted.
[0036] Fig. 11 illustrates another embodiment of positioning and pressure-adjustment assembly
127 for rollers 69, whereby the outer race of bearings 72, mounted on roll shaft 83,
are carried within an eccentric bushing 76. Rotating means for bushing 76, such as
a pivotally mounted cylinder or rotary actuator (not shown) actuating lever arm 77
of the bushing, can effect both controlled pressure and controlled position of roller
69. Cooling water can also be supplied via rotary union 78 through internal ducting
within shaft 83 to roll water cooling annulus 79. The bearings 72 can also be located
outside of wall 13 in other embodiments, such as by extension of shafts 71, 83 shown
in Fig. 10 or Fig. 11.
[0037] Fig. 12 illustrates an embodiment in which the mold envelope is in the form of a
near net shape structural beam blank. It will be evident that a variety of such mold
shapes and sizes can be applied as variations on the basic features of the apparatus
of the invention.
[0038] Figs. 13 and 14 illustrate a containment roller segment variation, in conjunction
with a wheel in which a spray-cooled copper block mold ring 93 comprises the wheel
rim, combining the functions of inner mold wall 8 and annular outer radius mold wall
edge guide track 6. Cam roller track followers 15 ride directly on the mold rim, (guide
track 5,6) with flanges 22 riding against bevelled edge surface 94 of mold ring 93.
Balancing rollers in this case may more conveniently be mounted to act between the
roller segment and a fixed support attached to the machine base, backing frame or
the like, rather than the rotating wheel. Mold ring 93 is appropriately cooled by
means of inside coolant sprays 159 and side sprays 160. Roll shaft 84 is fixed, except
for rotation together with externally eccentric bushings 85 keyed or otherwise fixed
to shaft 84, and also concentrically supports the inner race of bearing cartridge
72 carrying roller 69 on the outer races. Pneumatic or hydraulic cylinders 91 function
similarly to rotary actuators by stroking eccentric lever arm 92 to control position
and pressure of containment rollers 95 against the outer surface 104 of the solidifying
cast metal section. This arrangement facilitates close control of the face position
of roller 69 in relation to surface 104, such as by precise positioning of cylinder
91, for example, employing position sensors for the rod of a hydraulically operated
cylinder, including a transducer to accomplish remote electronic automatic position
control, to maintain set-point positions. In a case where roller pressure control
only is deemed required, the rollers could be directly and individually supported
with reference to the machine base or backing plate only, eliminating rollers 15,22
and allowing radial roller position to follow the variations in position of casting
surface 104 as the wheel rotates, cylinder 91 being operated pneumatically. Lever
arms 92 of adjacent rollers may also be linked together providing for actuation of
two or more rollers 69 with one cylinder, but with the potential disadvantage of unequal
roller pressures or stock-to-roller clearances occurring. In order to allow adjustable
roll positioning, in combination with a full retraction away from the wheel for maintenance
and the like, a three-position duplex cylinder or equivalent could be employed in
place of single cylinder 91.
[0039] Figs. 15, 16, 17A & 17B and 18 illustrate additional or alternative embodiments of
the mold segment apparatus 10. This includes a pressurized water-filled inlet chamber
106 separated from outlet chamber 107 by dividing wall 108, incorporating baffle plate
109, as held in position by draw-bolts 110, to assure high-velocity water flow within
annulus 11I for cooling of outer radius mold wall shoe 112. Draw-bolts 110 are sealed
by way of an appropriate O-ring gland 113. The outer radius mold wall shoes 112 are
sealed by an elastomer-coated metal gasket 130 and fastened in position by screws
131. Among other features illustrated is a cental mold overflow channel 149 at mold
entry, to reduce the risk of molten metal jamming the entry junction between wheel
and outer mold wall, should overflow conditions occur during casting. The balancing
assembly is based upon an external support frame, to locate and control the force
of flanged rollers 114 against balancing track 115. Rollers 114, in turn, are mounted
with clearance but captured within retention flange 116, thus providing for retracting
the segments radially outward and off the wheel to hold them in essentially fixed
position when desired for mold inspection, maintenance, changing of wheels and the
like.
[0040] This segment embodiment includes substantial radial adjustment of track followers
15, in view of the much lower cost of re-machining used outer radius mold wall shoes
112 after use; in comparison with replacement with new ones. Adjusting screw 122 effects
adjustment of pillow blocks 121, to be held in position by locking screws 123. In
order to avoid potential axial segment yawing and vibration, one of the followers
15 of each opposing pair is spring-preloaded transversely by way of compression spring
124 acting between cap 125 and the face of linear bushing 126, thus maintaining continuous
running contact between flanges 22 and inner mold edges 94. Side-guide follower rollers,
having one of each pair spring or fluid pre-loaded is a more elaborate alternative
not illustrated. A single universal hinge-coupling assembly 120 connects adjacent
segments together, comprising opposed spherical plain thrust bearings 117, thrusting
against end flanges 82 of segments 90 confined by bolt-and-nut assembly 118 and at
an adjustable distance of separation between flanges 82, and also incorporating pre-load
spring 119 with spring rate force sufficient to eliminate clearances and any backlash,
whilst allowing both transverse and angular misalignment between segments. As applied
to mold segments 10, in order to accommodate mold shoe thermal expansion in the event
that adjacent mold shoe ends are closely butted together at start-up, Belleville spring-washers
are appropriately inserted between the nuts and bearings 117, designed to balance
the opposing force of spring 119, and with additional travel sufficient to accommodate
the expansion after start-up.
[0041] Fig. 17B also illustrates the variation of a contoured transverse profile of outer-radius
mold wall 112, in which side faces 18 are extended past clearance 17 into a recess
of outer mold wall shoe 112. This eliminates the acute angle at the section comer
entering into gap 17 and also allows a rounded corner 227 of the cast metal section.
As otherwise illustrated to be flat, any metal flash into clearance 17 between shoe
and wheel occurs at the section comer, rendering it difficult to hot roll or extrude
without introducing lap surface defects or the like, whereby wheel-and-band casters
usually mill off the corner flash prior to hot working. Contouring of the outer mold
shoe face also extends the range of shapes and sizes which can be cast.
[0042] Flexible band closure casting wheels commonly used for casting copper and aluminum
billets and rods normally utilize a much larger sector of the wheel than those for
steel, that is, most commonly, entry is at 1-2 o'clock and exit at 9-10 o'clock position,
rather than 3 and 6 o'clock. Fig. 19 illustrates the invention as applied to such
a wheel, and with segment balancing effected by an air cylinder 145 mounted within
a square tube 146, the extension of which carries the segment balancing rollers 114,
and guided by sliding bearing pads 144 riding against the inner walls of another square
tube 147 fixed to machine frame 148. Oscillator crank arm 99 transmits oscillating
motion to mold segments 10, as generated by escillator drive assembly 156, which is
also supported by fixed machine frame 148. Figs. 20, 21 and 22 illustrate details
of the segment balancing units as appropriately cantilevered out from a backing frame
also supporting the main casting wheel hub and bearings. Please note that piping and
wiring and the like is omitted from Figs. 15-22 for clarity.
[0043] Fast casting speeds require rapid mold closure oscillation, towards maintaining sufficient
negative strip with minimal surface oscillation marks. Figs. 23 and 24 illustrate
a suitable oscillator, in which housing 95 carries bearings 96 for rotation of drive
shaft 97 by means of adjustable speed hydraulic motor 98 as an alternative to air
motor 74 with gear box and belt drive 75, as illustrated in Fig. 19. Eccentric crank
extension 99 revolves around the center axis of shaft 97 carrying connecting rod drive
bearing 105. In order to adjust the stroke length as indicated by the graduated index
155, location ring 154 of cantilevered stub shaft 150 is rotated by nut 151 and locked
at the desired stroke length by bolted locking plate 152. Crank 99 may be connected
directly to mold segment wrist pin 153. Thus, a sinusoidal reciprocating oscillation,
of selected adjustable stroke length, is transmitted to the mold segments.
[0044] Figs. 25, 26, 27; 28 and 29 illustrate additional or alternative embodiments of the
roller segment apparatus 90. The containment roller positioning and pressure-adjustment
assembly 127 comprises drive eccentric disk 137 and driven eccentric disk 138 which
are equally eccentric to roller shaft 84 and keyed to it by parallel cross keys 134
and 135, as fixed by dowels 136, thus comprising a rigid assembly to maintain parallel
rotation of the shaft 84 axis about the axis of disks 137, 138. Containment idler
roller 69, as supported by bearings 72, is then rotatable about shaft 84 by frictional
contact with the moving face of the cast metal section. Concentric disks 137, 138
rotate within concentric bushings 161 mounted within axially aligned circular apertures
in opposite box side walls 13, and the rotation of drive eccentric disk 137 is effected
by a rotary actuator assembly. In the embodiment illustrated, this comprises a shaft
162 journalled within bearings 163 of housing 164, which is bolted to side walls 13
with axis concentric to disks 137, 138. Pneumatic or hydraulic cylinder 91, via crank
arm 165, rotates shaft 162, which transmits essentially pure torsion force to disk
137 by way of splined or square shaft end 166 or the like. The extension stroke of
cylinder 91 is limited by abutment of the roller 69 shoulders against wheel rim tracks
5,6. The retraction stroke limit, as shown, is adjustable by stop-screw 169, as carried
on bracket 168 attached to housing 164, against pin 167 which rotates integrally with
shaft 162. Operated pneumatically, this provides for pressure control of roller 69
against cast metal section surface 104 during stroke extension, providing for section
movements, dimensional and surface irregularities whilst maintaining effectively constant
roller force. Alternatively, operating with cylinder retracted or zero extension air
pressure, provides for positional containment only, even allowing the cast section
to release from the wheel, according to the setting of stop-screw 169. The roller
segment assembly 90 is adapted to provide combined air-water cooling via air manifold
139 and water manifold 140 feeding spray block 141 into air-most nozzles 142, as well
as spray water only, onto rollers 69 via water nozzles 144. As shown, these segments
are not enclosed, although they could be so arranged if desired. Segment-to-segment
hinging and segment balancing assemblies are analogous to those of the mold segments
10, as illustrated.
[0045] It will be appreciated that a rotary wheel casting machine has been described and
illustrated and that modifications and variations may be made by those skilled in
the art, without departing from the scope of the invention defined in the appended
claims.
1. A continuous casting machine comprising a rotary wheel incorporating a circumferential
inner-radius mold wall (8) with two parallel annular inner mold-wall edges (9), integral
with the wheel rim;
a non-rotating casting-mold sector (11) comprising at least one rigid mold segment
(10) incorporating an outer-radius mold wall (12) having two outer mold-wall edges
(21)which are parallel to, and interface with, said inner mold-wall edges (9), forming
a casting mold envelope (43) between said-inner (8) and outer radius (12) mold walls;
molten metal pouring means adapted for introducing molten metal proximate the entry
end (42) of said mold envelope (43) to pass through in the casting direction of circular
wheel rotation and at least partially solidify a cast metal section for exit from
the exit end (20) of said mold envelope (43);
external support means of said segment (10) adapted to maintain it in a substantially
fixed angular position in relation to said wheel;
reciprocal oscillation means connected to said segment (10) adapted to effect relative
annular oscillation movement of said outer radius mold wall (12) alternately in said
casting and reverse directions in relation to said support means and thereby between
said outer-radius mold wall (12) and said solidifying cast metal section, in combination
with:
at least one annular outer-radius mold-wall edge guide track (5,6) integral with said
rotary wheel proximate the wheel rim and which is parallel to said parallel mold-wall
edges (9,21); and
at least one guide track follower (15) fixed to said segment (10) which is maintained
in contact with said guide track (5,6) during rotation of said wheel, adapted to maintain
a substantially constant dimensional clearance between said inner-radius (9) and outer-radius
(21) mold-wall edges.
2. A continuous casting machine according to claim 1 which includes two of said edge
guide tracks (5,6), one located on either side of the central plane of rotation of
said inner-radius mold wall (8), and also including at least two of said guide track
followers (15) for each of said guide tracks (5,6), and wherein said followers comprise
cam roller followers (15) adapted to run in contact with said tracks (5,6).
3. A continuous casting machine according to claim 1 which includes two of said guide
tracks (5,6), one located on either side of the central plane of rotation of said
inner-radius mold wall (8), and also including at least two of said followers (15)
for each of said guide tracks (5,6), and wherein said followers comprise cam follower
rollers (15) which run in contact with said tracks (5,6) and incorporate means of
restraining relative movement in the axial as well as radial direction of said rollers
(15) relative to said track and thereby between said inner (9) and outer (12) mold-wall
edges during wheel rotation and in which the radial guide surfaces of each said guide
tracks (5,6) face radially outwards from the rotation axis of said wheel, and said
cam follower rollers (15) ride on these surfaces and thereby do not restrain said
segment (10) from movement in the radially outward direction, wherein said wheel carries
another annular balancing guide track (25) with faces directed radially inwards complementary
to each outward-facing track (5,6), against which rides at least one balancing cam
follower (27) attached to said segment (10), thereby maintaining contact between said
guide track followers (15) and said guide track (5,6) by radially restraining movement
of said segment (10) in the direction radially outwards from said wheel.
4. A continuous casting machine according to claim 1 wherein said mold segment (10) comprises
a rigid, semicircular box enclosure having two side walls (13), an outer cover wall
(143), a top entry-end wall and a bottom exit-end wall, and an inner wall carrying
said outer-radius mold wall (12) on its inner radius; coolant spray nozzles (38) contained
within said enclosure directed radially inwards, and means for pressurized fluid coolant
supply to said nozzles (38), thereby being adapted to direct coolant sprays (39) directly
against said outer-radius mold wall (12); and
a coolant exit duct (40) proximate said bottom exit-end wall adapted for draining
spent coolant from within said enclosure by gravity.
5. A continuous casting machine according to claim 1 wherein said inner radius mold wall
(8) is integral with an annular casting wheel mold ring (93) and said guide track
(5,6) comprises the annular rim of said mold ring (93).
6. A continuous casting machine according to claim 1 wherein said inner radius mold wall
(8) is integral with an annular casting wheel mold ring (93) and said guide track
(5,6) comprises the annular rim of said mold ring (93), which includes coolant sprays
(159) directed to impinge radially outwards against the inside surface of said ring,
adapted for removal of heat conducted radially inward through the body of said mold
ring (93).
7. A continuous casting machine according to claim 1 which includes two of said guide
tracks (5,6), one located on either side of the central plane of rotation of said
inner-radius mold wall (8), and also including at least two of said followers (15)
for each of said guide tracks (5,6), and wherein said followers (15) comprise cam
follower rollers (15) which run in contact with said track (5,6) and incorporate means
of restraining relative movement in the axial as well as radial direction of said
rollers (15) relative to said track and thereby between said inner (9) and outer mold-wall
edges (21) during wheel rotation and in which the radial guide surfaces of each of
said guide tracks (5,6) radially outwards from the rotation axis of said wheel, and
said cam follower rollers (15) ride on these surfaces and thereby do not restrain
said mold segment (10) from movement in the radially outward direction, which also
includes a balancing assembly for said segment (10) comprising:
a support frame (147) mounted on a fixed external support (148);
a movable carriage (146) guided from said support frame (148) carrying at least one
balancing cam roller (114) positioned to exert pressure radially inwards against an
annular track (115) integral to said segment (10) and thereby maintain each of said
guide track followers (15) pressed radially against said guide track (5,6) during
rotation of said wheel; and
controlled radial pressure actuation means (145) for said carriage (147) adapted to
adjust and maintain a controlled radial force of said balancing cam roller (114) against
said track (115) during operation whilst allowing reciprocating annular oscillation
of said segment (10).
8. A continuous casting machine according to claim 5 or claim 6 which includes two of
said edge guide tracks (5,6), each of which comprise opposite edges of said mold ring
(93), one located on either side of the central plane of rotation of said inner-radius
mold wall (8), and also including at least two of said guide track followers (15)
for each of said guide tracks (5,6).
9. A continuous casting machine according to claim 5 or claim 6, which includes two of
said edge guide tracks (5,6), each of which comprise opposite edges of said mold ring
(93), one located on either side of the central plane of rotation of said inner-radius
mold wall, and also including at least two of said followers (15) for each of said
guide tracks, and wherein said followers comprise cam follower rollers (15) which
run in contact with said track (5,6) and incorporate means of restraining relative
movement in the axial as well as radial direction of said rollers (15) relative to
said track and thereby between said inner (9) and outer (21) mold-wall edges during
wheel rotation and in which the radial guide surfaces of each said guide track (5,6)
face radially outwards from the rotation axis of said wheel, and said cam follower
rollers ride on these surfaces and thereby do not restrain said mold segments (10)
from movement in the radially outward direction, in combination with:
external radial balancing means acting from a fixed support external to said wheel,
adapted to maintain contact between said guide track followers (15) and said guide
track (5,6) by radially restraining movement of said casting mold segment (10) in
the direction radially outwards from said wheel.
10. A continuous casting machine according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, or claim 7, wherein
said mold segment (10) comprises a rigid, semicircular enclosure having two side walls
(13), an outer cover wall (143) and an inner wall carrying said outer-radius mold
wall (12) on its inner radius, and in which said external support means and said oscillation
means is attached to said enclosure (10) by way of said oscillation means, which is
thereby adapted to oscillate said outer-radius mold wall (12) back and forth in the
circumferential direction about a substantially fixed angular location on the casting
wheel periphery.
11. A continuous casting machine according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or claim 7, which
also includes a non-rotating containment-roller sector (28) comprising at least one
roller segment (90) adjoining said exit end of said mold envelope (43), from which
exits the partially solidified cast metal section, said roller segment (90) comprising
two side walls (13) with inner edges parallel and adjacent to said wheel rim, with
inner wall open into the casting mold envelope (43) bounded by said inner-radius mold
wall (8) and side faces (18), a plurality of guide track followers (15) mounted on
said side-walls (13), and maintained in contact with said edge guide tracks (5,6),
adapted to maintain a substantially constant dimensional clearance between said inner
edges of said side walls (13) and the wheel rim;
transverse containment idler rollers (69) journalled in bearings (72) supported by
said side walls (13), with faces positioned and adapted to press radially inwards
against the outer face of said cast metal section to maintain the inner face of said
section pressed against said inner-radius mold wall (8), the tangential component
of this pressure acting to exert a circumferential forward propelling force on said
section in said casting direction; and
fluid cooling means for the outer face of said cast metal section.
12. A continuous casting machine according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, or claim 7, in which
said entry end (42) and exit end (20) of said mold envelope (43) are respectively
above and below the horizontal center line (80) in the plane of rotation of said wheel,
wherein a portion of said outer-radius mold wall (12) extends substantially tangentially
and vertically upwards from a point proximate said horizontal center line (80) extending
to said entry end (42), creating a funnel-shaped entrance into said mold envelope
(43), adapted to provide increased clearance for the vertical insertion, juxtaposed
with said outer-radius mold wall (12), of a submerged entry nozzle (65) from a position
above said non-rotating casting mold sector (11).
13. A continuous casting machine according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, or claim 7, in which
said casting mold envelope (43) has a rectangular cross section with longitudinal
axis parallel to the axis of said rotary wheel adapted for casting of metal slab sections,
which also includes two semicircular side-dam bars (44) inserted into said mold envelope
(43) from said entry end (42), spanning between said inner (8) and outer-radius (12)
mold walls, adapted to transversely confine the sides of said molten metal and partially
solidified cast metal section within said mold envelope (43); also including means
for width-adjustment of the transverse distance of separation between said side-dam
bars (44) and thereby the width of said metal section.
14. A continuous casting machine comprising a rotary wheel incorporating a circumferential
inner-radius mold wall (8) with two parallel annular inner mold-wall edges (9), integral
to the wheel rim;
a non-rotating casting-mold sector (11) comprising at least one rigid mold segment
(10) incorporating an outer-radius mold wall (12) having two outer mold-wall edges
(21) which are parallel to, and interface with, said inner mold-wall edges (9), forming
a casting mold envelope (43) confined between said-inner (8) and outer radius (12)
mold walls;
molten metal pouring means adapted for introducing molten metal proximate the entry
end (42) of said mold envelope (43) to pass through in die casting direction of circular
wheel rotation and at least partially solidify a cast metal section for exit from
the exit end (20) of said mold envelope (43);
at least two annular guide tracks (5,6) mounted proximate the wheel rim and rotating
with the wheel, one track located on either side of the plane of rotation of said
inner-radius mold wall (8);
a non-rotating containment-roller sector (28) comprising at least one roller segment
(90) adjoining said exit end (20) of said mold envelope (43), from which exits the
partially solidified cast metal section, said roller segment (28) comprising at least
one rigid semi-circular containment-roller segment (90) having two side walls (13)
with inner edges parallel and adjacent to said wheel rim, with inner wall open into
the casting mold envelope (43) bounded by said inner-radius mold wall (8) and side
faces (18);
a plurality of guide track followers (15) mounted on each of said side-walls (13),
which run in contact with said guide tracks (5,6), adapted to hold said containment
roller segment (28) in a substantially fixed radial position relative to said wheel
rim and maintain a substantially constant dimensional clearance between said inner
edges of said box side walls (13) and the rotating wheel rim;
transverse containment rollers (69) supported by said side walls (13), with faces
positioned and adapted to press radially inwards against the outer face of said cast
metal section;
containment roller positioning and pressure-adjustment assembly (127) adapted to move
said rollers (69) in direction towards and away from contact with said outer face
of said sections and effect controlled adjustment of the amount of force exerted by
said containment rollers (69) against said cast metal section upon contact with said
section, as required to maintain non-sliding frictional contact between the inner
face of said section pressed against said inner-radius mold wall (8), the tangential
component of this pressure acting to exert a circumferential forward propelling force
upon said section in the casting direction.
15. A continuous casting machine according to claim 14, wherein said containment idler
rollers (69) are fixed to a shaft (83) coaxial with said rollers (69), said shaft
(83) carrying bearings (72) journalled within circular bushings (76) journalled, in
turn, within each of said side walls (13), with a common axis of said bushings (76)
eccentric to the axis of said shaft (83), and wherein said positioning means comprises
actuator means adapted for rotary angular displacement of said bushings (76).
16. A continuous casting machine according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or claim 7 wherein
said entry end (42) of said mold envelope (43) includes a metal overflow channel (149)
proximate the axial plane of said wheel having the entry invert of said channel at
an elevation lower than the highest junction between the entry ends (42) of said inner-radius
(8) and outer-radius (12) mold walls.
17. A continuous casting machine according to claim 1,2, 3, 4, 5, 6, 11, 12 or 13 which
comprises at least two segments (10, 90) wherein adjacent segments are connected together
by a universal hinge coupling assembly (120) proximate the central plane of said wheel,
said assembly (120) comprising:
two externally-restraining spherical thrust bearings (117) abutting flanges (82) carried
by each respective enclosure (10, 90) thereby limiting separation distance between
said flanges (82);
and adjustable length bolt assembly (118) limiting separation distance between said
thrust bearings (117); and
a compression pre-loading spring (119) between said flanges (82) adapted for maintaining
pressurized contact between the mating faces of said thrust bearing (117) and between
said bearing (117) and said flanges (82) during operation.
18. A continuous casting machine according to claim 2, 3, 4, 5, 6, or claim 7, which includes
two of said edge guide tracks (5,6), one located on either side of the central plane
of rotation of said inner-radius mold wall (8), and also including at least four cam
follower rollers (15) mounted in axially opposite pairs and adapted to press axially
against said guide tracks (5, 6), which includes an axial spring means axially pre-loading
one roller of each pair of said followers (15), thereby being adapted to eliminate
axial clearance and prevent yawing or vibration of segments (10) during oscillation.
19. A continuous casting machine according to claim 7, wherein said non-rotating sector
(11) includes at least one capture member of said balancing follower roller (114)
limiting its free movement radially outwards; and radial withdrawal means of said
carriage (146) and thereby of said segment (11) for holding in a position clear of
said wheel adapted for carrying out inspection and maintenance.
20. A continuous casting machine according to claim 10, having fluid coolant spray nozzles
(38) contained within said enclosure directed radially inwards, there being means
for supply of pressurized coolant to said nozzles adapted to direct coolant sprays
(39) directly against said outer-radius mold walls.
21. A continuous casting machine according to claim 1, carrying a radially outward-facing
edge guide track (5, 6), and a radially inward-facing balancing guide track (25) on
either side axially of said wheel rim, each parallel to said annular mold wall edges
(9, 21), and wherein the mold segment (10) comprises a rigid enclosure having two
side walls (13), an outer cover wall (143) carrying said outer-radius mold wall (12)
on its inner radius;
four studded cam roller track followers (15), two of which are mounted to project
outwardly from one enclosure side wall, one on either side of the transverse center
line of said mold segment (10), and with two corresponding roller followers (15) mounted
on the opposite side wall, to run in contact with said outwardly-facing guide tracks
(5) and (6) respectively, two balancing cam roller assemblies, one mounted on the
outside of each of said enclosure sidewalls, intermediate between said track followers
(15), comprising a follower roller (27) supported from said box enclosure and rigid
in contact with said inward-facing track (25), with means for applying a continuous
controlled pressure of said balancing follower roller (27) against the track (25),
sufficient to maintain the four cam roller track followers (15) in continuous contact
with said outward-facing guide track (5, 6) during wheel rotation.
22. A continuous casting machine according to claim 21, wherein said means for applying
a continuous controlled pressure of said balancing follower roller (27) against said
balancing guide track (25) comprise a fluid-pressurized cylinder (31) mounted on a
bracket (30) projecting axially from the side wall of the enclosure, having the cylinder
rod projecting radially inwards and the cylinder rod end carrying said balancing follower
roller (27) with its axis at right angles to the cylinder axis, thereby being adapted
to apply a continuous and controlled force of said balancing roller (27) against said
inward-facing balancing guide track (25).
23. A continuous casting machine according to claim 21, wherein said cam roller guide
track followers (15) include a circumferential radially-projecting flange (22) adapted
to abut a circumferential transverse alignment guide surface integral said wheel rim
and also parallel to said mold-wall edges (9, 21), thereby maintaining substantially
constant transverse alignment between said enclosure and said wheel rim.
24. A continuous casting machine according to claim 21, wherein said non-rotating casting
mold sector (11) comprises a plurality of said mold segments (10) abutting end-wise,
hinged together to present a substantially continuous outer mold wall (12) from said
entry end (42) to said exit end (20).
25. A continuous casting machine according to any of claims 1 to 7, which also includes
a non-rotating containment-roller sector (28) comprising at least one roller segment
(90) adjoining said exit end (20) of said mold envelope (43), from which exits the
partially solidified cast metal section, said roller segment (90) comprising two side
walls with inner edges parallel and adjacent to said wheel rim, with inner wall open
into the casting mold envelope (43) bounded by said inner-radius mold wall (8) and
side faces (18),
a plurality of guide track followers (15) mounted on said side-walls (13), and maintained
in contact with said edge guide tracks (5, 6) adapted to maintain a substantially
constant dimensional clearance between said inner edges of said side walls (13) and
said wheel rim;
transverse containment idler rollers (69) journalled in bearings (72) supported by
said side walls of the roller segment (90) with faces positioned and adapted to press
radially inwards against the outer face of said cast metal section to maintain the
inner face of said section pressed against said inner-radius mold wall (18), the tangential
component of this pressure acting to exert a circumferential forward propelling force
on that section in the casting direction;
an outside cover wall (143) of said containment roller segment (90);
coolant spray nozzles (38) contained within said cover-wall directed radially inwards,
and means for pressurized liquid coolant supply to said nozzles (38), adapted to direct
liquid coolant sprays (39) directly against said outer face of said cast metal section;
and at least one discharge duct (40) for spent coolant from within the roller box
enclosure (90) proximate its lower extremity.
26. A continuous casting machine according to any of claims 1 to 7, which also includes
a sector (28) comprising at least one roller segment (90) adjoining said exit end
(20) of said mold envelope (43), from which exits the partially solidified cast metal
section, said roller segment (90) comprising two side walls (13) with inner edges
parallel and adjacent to said wheel rim, with inner wall open into the casting mold
envelope (43) bounded by the inner-radius mold wall (8) and side faces (18),
a plurality of guide track followers (15) mounted on said side-walls, and maintained
in contact with said edge guide tracks (5, 6), adapted to maintain a substantially
constant dimensional clearance between said inner edges of said side-walls and the
wheel rim;
transverse containment idler rollers (69) journalled in bearings (72) supported by
said side walls (13), with faces positioned and adapted to press radially inwards
against the outer face of said cast metal section;
containment roller positioning means adapted to move said containment idler rollers
(69) in direction towards and away from contact with said outer face of said section;
and containment roller pressure-adjustment means adapted for controlled adjustment
of the amount of force exerted by said containment rollers (69) against said cast
metal section upon contact with said section, as required to maintain non-sliding
frictional contact between the inner face of said section pressed against said inner-radius
mold wall (8), the tangential component of this pressure acting to exert a circumferential
forward propelling force upon said section in the casting direction.
27. A continuous casting machine according to claim 1, in which said casting mold envelope
(43) has a rectangular cross section with longitudinal axis parallel to the axis of
said rotary wheel adapted for casting of metal slab sections, which also includes
two semicircular side-dam bars (44) inserted into said mold envelope (43) from said
entry end (42), spanning between said inner (18) and outer-radius (12) mold walls,
adapted to transversely confine the sides of the molten metal and partially solidified
cast metal section within said mold envelope (43); also including means for adjustment
of the transverse distance of separation between said side-dam (44) and thereby the
width of the cast metal section, which includes:
a transverse guide track fixed (51) to said non-rotating casting mold segment (11;
two movable carriages (46) supported on guide followers (53) which run on said transverse
guide track (51);
support means for said side-dam bars (44) upon each of said carriages (46) proximate
said entry end (42) of said mold envelope; and
means for transverse positioning of said carriages (46) along said guide track (51),
thereby being adapted for adjusting the distance of separation between said two side-dam
bars (44) according to the required width of said cast metal section.
28. A continuous casting machine according to claim 14, wherein said support means for
said side-dam bar (44) comprise side alignment brackets (47) between which the side
faces of said side-dam bars (44) are slidably confined;
a slotted hinge connection (48, 49, 50) incorporating a slot allowing bracket self-centering
movement in the radial direction, whilst preventing relative movement between said
carriage (46) and side-dam bar (44) in the circumferential direction, thereby being
adapted to oscillate each of said side-bars (44) circumferentially in unison with
said carriage (46) and non-rotating casting mold segment (11), whilst allowing for
radial self-alignment of said side-dam bar (44) within said mold envelope.
29. A continuous casting machine according to claim 14 also comprising an outside cover
wall (143) of said containment segment (90);
coolant spray nozzles (38) contained within said cover-wall (143) directed radially
inwards, and means for pressurized liquid coolant supply to said nozzles (38), adapted
to spray liquid coolant directly against said outer face of said cast metal section;
and
at least one discharge duct for spent coolant from within said roller box enclosure
proximate its lower extremity (40).
30. A continuous casting machine according to claim 14, wherein said containment idler
rollers (69) are mounted on bearings (72) adapted for rotation about a shaft (84)
co-axial with said rollers (69), said shaft (84) carrying rotationally fixed circular
bushings (85) journalled within each of said side walls (13), with a common axis of
said bushings (85) eccentric to the axis of said shaft (84); said positioning means
comprises an actuator adapted for rotary angular displacement of said shaft (84);
and said pressure-adjustment means comprising actuator means (91) adapted for controlling
the torque affecting angular displacement of said shaft (84).
31. A continuous casting machine according to claim 14, wherein said containment idler
rollers (69) are mounted on bearings (72) for rotation about a shaft (84) co-axial
with said rollers (69), said bearings (72) being carried by chocks (73) adapted for
movement in the radial direction within parallel surfaces integral to said segment
side walls (13), and wherein said positioning means comprising fluid pressurized cylinders
(70) with the rods connected to said chocks (73) to stroke in the radial direction,
said cylinders (70) being integrally mounted upon said segment (90); and
said pressure-adjustment assembly includes controlled changing of the fluid pressure
within said cylinders (70).
1. Stranggießmaschine, umfassend:
ein rotierendes Rad, das am Rand eine Innenradius-Formwand (8) mit zwei parallelen
ringförmigen inneren Formwandkanten (9) umfasst, die in einem Stück mit dem Radrand
ausgebildet ist;
einen nicht rotierenden Gießformsektor (11), der mindestens einen festen Formabschnitt
(10) enthält, der eine Außenradius-Formwand (12) aufweist, die zwei äußere Formwandkanten
(21) besitzt, die parallel zu den inneren Formwandkanten (9) sind und an diese angrenzen,
so dass eine Gießformhülle (43) zwischen der Innenradius-Formwand (8) und der Außenradius-Formwand
(12) ausgebildet wird;
eine Vergießvorrichtung für geschmolzenes Metall, eingerichtet zum Einbringen von
geschmolzenem Metall nahe an der Eintrittsseite (42) der Formhülle (43), so dass es
in der Gießrichtung, d. h. in der Drehrichtung des kreisförmigen Rads hindurchgeht
und zumindest teilweise zu einem Gießmetallabschnitt erstarrt, der aus der Austrittsseite
(20) der Formhülle (43) austritt;
eine äußere Haltevorrichtung für den Abschnitt (10), die so gestaltet ist, dass sie
den Abschnitt in einer im Wesentlichen festen Winkellage gegen das Rad hält;
eine hin- und hergehende Schwingungsvorrichtung, die mit dem Abschnitt (10) verbunden
und so beschaffen ist, dass sie eine relative ringförmige Schwingungsbewegung der
Außenradius-Formwand (12) abwechselnd in Gießrichtung und dagegen bezüglich der Haltevorrichtung
bewirkt, und damit zwischen der Außenradius-Formwand (12) und dem erstarrenden Gießmetallabschnitt,
und zwar zusammen mit:
mindestens einer ringförmigen Außenradius-Formwand-Kantenführungsbahn (5, 6), die
nahe am Radrand in einem Stück mit dem rotierenden Rad ausgebildet ist, und die parallel
zu den parallelen Formwandkanten (9, 21) ist; und
mindestens einen am Abschnitt (10) befestigten Führungsbahnfolger (15), der während
der Raddrehung in Berührung mit der Führungsbahn (5, 6) gehalten wird und so gestaltet
ist, dass ein im Wesentlichen konstanter Maßabstand zwischen der Innenradius-Formwandkante
(9) und der Außenradius-Formwandkante (21) erhalten bleibt.
2. Stranggießmaschine nach Anspruch 1, die zwei der Kantenführungsbahnen (5, 6) enthält,
wobei jeweils eine Bahn an einer Seite der zentralen Drehebene der Innenradius-Formwand
(8) angeordnet ist, und die auch mindestens zwei der Führungsbahnfolger (15) für jede
Führungsbahn (5, 6) umfasst, und die Folger Kurvenrollenfolger (15) enthalten, die
so angepasst sind, dass sie in Berührung mit den Bahnen (5, 6) laufen.
3. Stranggießmaschine nach Anspruch 1, die zwei der Führungsbahnen (5, 6) enthält, wobei
jeweils eine Bahn an einer Seite der zentralen Drehebene der Innenradius-Formwand
(8) angeordnet ist, und die auch mindestens zwei der Folger (15) für jede Führungsbahn
(5, 6) umfasst, und die Folger Kurvenfolgerrollen (15) enthalten, die in Berührung
mit den Bahnen (5, 6) laufen und Mittel enthalten, die während der Raddrehung eine
Relativbewegung sowohl in axialer als auch in radialer Richtung der Rollen (15) relativ
zur Bahn begrenzen und damit zwischen der inneren Formwandkante (9) und der äußeren
Formwandkante (12), und in der die radialen Führungsflächen einer jeden Führungsbahn
(5, 6) von der Raddrehachse radial nach außen zeigen, und die Kurvenfolgerrollen (15)
auf diesen Flächen laufen und dadurch den Abschnitt (10) nicht an einer Bewegung in
radialer Richtung nach außen hintern, und das Rad eine weitere ringförmige Ausgleichsführungsbahn
(25) trägt, die komplementär zu jeder nach außen zeigenden Bahn (5, 6) radial nach
innen zeigt, und auf der mindestens ein am Abschnitt (10) befestigter Ausgleichskurvenfolger
(27) läuft, der dadurch die Berührung zwischen den Führungsbahnfolgern (15) und der
Führungsbahn (5, 6) beibehält, indem er die Bewegung des Abschnitts (10) radial in
der Richtung vom Rad radial nach außen begrenzt.
4. Stranggießmaschine nach Anspruch 1, wobei der Gießabschnitt (10) enthält:
eine steife halbkreisförmige Kasteneinfassung, die zwei Seitenwände (13), eine äußere
Abdeckwand (143), eine obere eintrittsseitige Wand und eine untere austrittsseitige
Wand und eine Innenwand umfasst, die die Außenradius-Formwand (12) an ihrem inneren
Radius trägt;
Kühlmittel-Sprühdüsen (38), die in der Einfassung enthalten sind und radial nach innen
zeigen, und eine Vorrichtung, die den Düsen (38) unter Druck stehendes Kühlfluid zuführt,
die dadurch so eingerichtet sind, dass sie Kühlmittel-Sprühnebel (39) direkt auf die
Außenradius-Formwand (12) richten; und
eine Kühlmittel-Austrittsleitung (40) nahe an der unteren austrittsseitigen Wand,
die mit Hilfe der Schwerkraft verbrauchtes Kühlmittel aus dem Inneren der Einfassung
abführt.
5. Stranggießmaschine nach Anspruch 1, wobei die Innenradius-Formwand (8) in einem Stück
mit einem ringförmigen Gießrad-Formring (93) ausgeführt ist und die Führungsbahn (5,
6) den ringförmigen Rand des Formrings (93) trägt.
6. Stranggießmaschine nach Anspruch 1, wobei die Innenradius-Formwand (8) in einem Stück
mit einem ringförmigen Gießrad-Formring (93) ausgeführt ist und die Führungsbahn (5,
6) den ringförmigen Rand des Formrings (93) trägt, der Kühlmittel-Sprühnebel (159)
enthält, die so gerichtet sind, dass sie radial nach außen auf die Innenfläche des
Rings prallen, und der Abfuhr von Wärme dienen, die über den Körper des Formrings
(93) radial nach innen geleitet wird.
7. Stranggießmaschine nach Anspruch 1, die zwei der Führungsbahnen (5, 6) enthält, wobei
jeweils eine Bahn an einer Seite der zentralen Drehebene der Innenradius-Formwand
(8) angeordnet ist, und die auch mindestens zwei der Folger (15) für jede Führungsbahn
(5, 6) umfasst, und die Folger Kurvenfolgerrollen (15) enthalten, die in Berührung
mit den Bahnen (5, 6) laufen und Mittel enthalten, die während der Raddrehung eine
Relativbewegung sowohl in axialer als auch in radialer Richtung der Rollen (15) relativ
zur Bahn begrenzen und damit zwischen der inneren Formwandkante (9) und der äußeren
Formwandkante (21), und in der die radialen Führungsflächen einer jeden Führungsbahn
(5, 6) von der Raddrehachse radial nach außen zeigen, und die Kurvenfolgerrollen (15)
auf diesen Flächen laufen und dadurch den Formabschnitt (10) nicht an einer Bewegung
in radialer Richtung nach außen hintern, und die auch eine Ausgleichsbaugruppe für
den Abschnitt (10) enthält, umfassend:
einen Trägerrahmen (147), der an einer festen äußeren Halterung (148) montiert ist;
einen beweglichen Schlitten (146), der von dem Trägerrahmen (148) geführt wird und
mindestens eine Ausgleichs-Kurvenrolle (114) trägt, die so angeordnet ist, dass sie
einen Druck radial nach innen gegen eine ringförmige Bahn (115) ausübt, die ein Teil
des Abschnitts (10) ist, und dadurch während der Raddrehung jeden Führungsbahnfolger
(15) radial gegen die Führungsbahn (5, 6) gedrückt hält; und
eine geregelte Radialdruck-Stellvorrichtung (145) für den Schlitten (147), eingerichtet
zum Einstellen und Beibehalten einer geregelten Radialkraft der Ausgleichs-Kurvenrolle
(114) auf die Bahn (115) während des Betriebs, wobei eine Hin und Her gehende ringförmige
Schwingung des Abschnitts (10) möglich ist.
8. Stranggießmaschine nach Anspruch 5 oder 6, die zwei der Kantenführungsbahnen (5, 6)
enthält, wobei jede gegenüberliegende Kanten des Formrings (93) enthält, und zwar
jeweils einen auf einer Seite der zentralen Drehebene der Innenradius-Formwand (8),
und die auch mindestens zwei der Führungsbahnfolger (15) für jede Führungsbahn (5,
6) enthält.
9. Stranggießmaschine nach Anspruch 5 oder 6, die zwei der Kantenführungsbahnen (5, 6)
enthält, wobei jede gegenüberliegende Kanten des Formrings (93) enthält, und zwar
jeweils einen auf einer Seite der zentralen Drehebene der Innenradius-Formwand, und
die auch mindestens zwei der Folger (15) für jede Führungsbahn enthält, wobei die
Folger Kurvenfolgerrollen (15) enthalten, die in Berührung mit den Bahnen (5, 6) laufen:und
Mittel enthalten, die während der Raddrehung eine Relativbewegung sowohl in axialer
als auch in radialer Richtung der Rollen (15) relativ zur Bahn begrenzen und damit
zwischen der inneren Formwandkante (9) und der äußeren Formwandkante (21), und in
der die radialen Führungsflächen einer jeden Führungsbahn (5, 6) von der Raddrehachse
radial nach außen zeigen, und die Kurvenfolgerrollen auf diesen Flächen laufen und
dadurch die Formabschnitte (10) nicht an einer Bewegung in radialer Richtung nach
außen hintern, und zwar zusammen mit:
äußeren radialen Ausgleichsvorrichtungen, die von einer festen Halterung außerhalb
des Rads aus wirken, so gestaltet, dass die Berührung zwischen den Führungsbahnfolgern
(15) und der Führungsbahn (5, 6) erhalten bleibt, indem sie die Bewegung des Gießformabschnitts
(10) in radialer Richtung vom Rad nach außen radial beschränkt.
10. Stranggießmaschine nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, wobei der Formabschnitt
(10) eine steife halbkreisförmige Einfassung hat, die umfasst: zwei Seitenwände (13),
eine äußere Abdeckwand (143) und eine Innenwand, die die Außenradius-Formwand (12)
auf ihrem inneren Radius trägt, und bei der die äußere Haltevorrichtung und die Schwingungsvorrichtung
an der Einfassung (10) mit Hilfe der Schwingungsvorrichtung befestigt sind, die dadurch
so beschaffen ist, dass sie die Außenradius-Formwand (12) in Umfangsrichtung vor und
zurück schwingt, und zwar um einen im Wesentlichen festen Winkelpunkt am Rand des
Gießrads.
11. Stranggießmaschine nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, die enthält:
auch einen nicht rotierenden Einschlussrollensektor (28), der mindestens einen Rollenabschnitt
(90) umfasst, der an die Austrittsseite der Formhülle (43) angrenzt, aus der der teilweise
erstarrte Gießmetallabschnitt austritt, wobei der Rollenabschnitt (90) enthält: zwei
Seitenwände (13), deren Innenkanten nahe am Radrand parallel zu diesem verlaufen,
und sich die Innenwand in die Gießformhülle (43) öffnet, die durch die Innenradius-Formwand
(8) und die Seitenflächen (18) begrenzt ist, eine Anzahl Führungsbahnfolger (15),
die an den Seitenwänden (13) montiert sind und in Berührung mit den Kantenführungsbahnen
(5, 6) gehalten werden, so gestaltet, dass ein im Wesentlichen konstanter Maßabstand
zwischen den Innenkanten der Seitenwände (13) und dem Radrand beibehalten wird;
Quereinschluss-Freilaufrollen (69), die in Lagern (72) aufgenommen sind, die von den
Seitenwänden (13) gehalten werden, und deren Flächen so angeordnet und beschaffen
sind, dass sie radial nach innen gegen die Außenseite des Gießmetallabschnitts drücken,
damit die Innenfläche des Abschnitts gegen die Innenradius-Formwand (8) gedrückt bleibt,
wobei die Tangentialkomponente dieses Drucks so wirkt, dass sie am Umfang eine vorwärts
treibende Kraft auf den Abschnitt in Gießrichtung ausübt; und
eine Fluidkühlvorrichtung für die Außenseite des Gießmetallabschnitts.
12. Stranggießmaschine nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, wobei die Eintrittsseite
(42) und die Austrittsseite (20) der Formhülle (43) über bzw. unter der waagrechten
Mittellinie (80) in der Drehebene des Rads liegen, ein Teil der Außenradius-Formwand
(12) im Wesentlichen tangential und senkrecht nach oben verläuft, und zwar von einem
Punkt nahe an der waagrechten Mittellinie (80), und sich zur Eintrittsseite (42) erstreckt,
und einen trichterförmigen Einlass in die Formhülle (43) erzeugt, der so gestaltet
ist, dass neben der Außenradius-Formwand (12) ein vergrößerter Abstand für die senkrechte
Füllung bereitgestellt wird, und zwar einer untergetauchten Einlassdüse (65) aus einer
Position über dem nicht rotierenden Gießformsektor (11).
13. Stranggießmaschine nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, wobei die Gießformhülle
(43) einen rechteckigen Querschnitt hat, bei dem die Längsachse parallel zur Achse
des Drehrads ist, eingerichtet zum Gießen von Metallbrammenabschnitten, und die auch
zwei halbkreisförmige Seitenabsperrstangen (44) enthält, die von der Eintrittsseite
(42) in die Formhülle (43) eingesetzt werden und sich zwischen der Innenradius-Formwand
(8) und der Außenradius-Formwand (12) erstrecken, so gestaltet, dass sie in Querrichtung
die Seiten des geschmolzenen Metalls und des teilweise erstarrten Gießmetallabschnitts
innerhalb der Formhülle (43) begrenzen; und auch Mittel für die Breiteneinstellung
des trennenden Querabstands zwischen den Seitenabsperrstangen (44) und damit der Breite
des Metallabschnitts enthalten sind.
14. Stranggießmaschine, umfassend:
ein rotierendes Rad, das am Rand eine Innenradius-Formwand (8) mit zwei parallelen
ringförmigen inneren Formwandkanten (9) umfasst, die in einem Stück mit dem Radrand
ausgebildet ist;
einen nicht rotierenden Gießformsektor (11), der mindestens einen festen Formabschnitt
(10) enthält, der eine Außenradius-Formwand (12) aufweist, die zwei äußere Formwandkanten
(21) besitzt, die parallel zu den inneren Formwandkanten (9) sind und an diese angrenzen,
so dass eine Gießformhülle (43) ausgebildet wird, die zwischen der Innenradius-Formwand
(8) und der Außenradius-Formwand (12) begrenzt ist;
eine Vergießvorrichtung für geschmolzenes Metall, eingerichtet zum Einbringen des
geschmolzenen Metalls nahe an der Eintrittsseite (42) der Formhülle (43), so dass
es in der Gießrichtung, d. h. der Drehrichtung des kreisförmigen Rads hindurchgeht
und zumindest teilweise zu einem Gießmetallabschnitt erstarrt, der aus der Austrittsseite
(20) der Formhülle (43) austritt;
mindestens zwei ringförmige Führungsbahnen (5, 6), die nahe am Radrand montiert sind
und sich mit dem Rad drehen, wobei sich eine Bahn jeweils auf einer Seite der Drehebene
der Innenradius-Formwand (8) befindet;
einen nicht rotierenden Einschlussrollensektor (28), der mindestens einen Rollenabschnitt
(90) umfasst, der an die Austrittsseite (20) der Formhülle (43) angrenzt, aus der
der teilweise erstarrte Gießmetallabschnitt austritt, wobei der Rollensektor (28)
mindestens einen steifen halbkreisförmigen Einschlussrollenabschnitt (90) aufweist,
der zwei Seitenwände (13) hat, deren Innenkanten nahe am Radrand parallel zu diesem
verlaufen, und sich die Innenwand in die Gießformhülle (43) öffnet, die durch die
Innenradius-Formwand (8) und die Seitenflächen (18) begrenzt ist;
eine Anzahl an jeder Seitenwand (13) montierte Führungsbahnfolger (15), die in Berührung
mit der Führungsbahn (5, 6) laufen und so beschaffen sind, dass sie den Einschlussrollensektor
(28) in einer im Wesentlichen festen radialen Position bezüglich des Radrands halten
und einen im Wesentlichen konstanten Maßabstand zwischen den Innenkanten der Kastenseitenwände
(13) und dem rotierenden Radrand beibehalten;
von den Seitenwänden (13) gehaltenen Quereinschlussrollen (69), deren Flächen so angeordnet
und gestaltet sind, dass sie radial nach innen gegen die Außenflächen des Gießmetallabschnitts
drücken;
eine Positionier- und Druckeinstellbaugruppe (127) für die Einschlussrollen, eingerichtet
zum Bewegen der Rollen (69) in einer Richtung hin zur Berührung mit der Außenseite
der Abschnitte und davon weg, und zum Bewirken der geregelten Einstellung der Krafthöhe,
die die Einschlussrollen (69) auf den Gießmetallabschnitt bei Berührung mit dem Abschnitt
ausüben, wie es nötig ist, damit ein nicht gleitender Reibungskontakt zwischen der
Innenseite des Abschnitts und der Innenradius-Formwand (8) beibehalten wird, gegen
die er gedrückt wird, wobei die Tangentialkomponente dieses Drucks am Umfang eine
vorwärts treibende Kraft auf den Abschnitt in Gießrichtung ausübt.
15. Stranggießmaschine nach Anspruch 14, wobei die Einschlussfreilaufrollen (69) an einer
Welle (83) befestigt sind, die koaxial zu den Rollen (69) ist, und die Welle (83)
Lager (72) trägt, die in kreisförmigen Buchsen (76) aufgenommen sind, die ihrerseits
in je einer der Seitenwände (13) aufgenommen sind, und eine gemeinsame Achse der Buchsen
(76) exzentrisch zu der Achse der Welle (83) verläuft, und die Positioniervorrichtung
ein Stellglied umfasst, geeignet für eine drehende Winkelverschiebung der Buchsen
(76).
16. Stranggießmaschine nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, wobei die Eintrittsseite
(42) der Formhülle (43) einen Metallüberlaufkanal (149) nahe an der Axialebene des
Rads enthält, und sich der Eintritt an der anderen Seite des Kanals auf einer Höhe
befindet, die niedriger ist als die höchste Verbindung zwischen den Eintrittsseiten
(42) der Innenradius-Formwand (8) und der Außenradius-Formwand (12).
17. Stranggießmaschine nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 11, 12 oder 13, die mindestens
zwei Abschnitte (10, 90) umfasst, wobei benachbarte Abschnitte über eine Universalgelenk-Verbindungsbaugruppe
(120) nahe an der Mittenebene des Rads verbunden sind, und die Baugruppe (120) enthält:
zwei nach außen dämpfende sphärische Drucklager (117), die gegen Flansche (82) stoßen,
die von jeder entsprechenden Einfassung (10, 90) getragen werden, und dadurch den
Trennabstand zwischen den Flanschen (82) begrenzen;
eine Schraubenbaugruppe (118) mit einstellbarer Länge, die den Trennabstand zwischen
den Drucklagern (117) begrenzt; und
eine Vorbelastungs-Kompressionsfeder (119) zwischen den Flanschen (82), eingerichtet
zum Beibehalten einer Druckberührung zwischen den zusammengehörenden Flächen des Drucklagers
(117) und zwischen dem Lager (117) und den Flanschen (82) bei Betrieb.
18. Stranggießmaschine nach Anspruch 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, die zwei Kantenführungsbahnen
(5, 6) enthält, wobei sich jeweils eine auf einer Seite der zentralen Drehebene der
Innenradius-Formwand (8) befindet, und die auch mindestens vier Kurvenfolgerrollen
(15) enthält, die in axial gegenüberliegenden Paaren montiert und so gestaltet sind,
dass sie axial gegen die Führungsbahnen (5, 6) drücken, und die eine axiale Federvorrichtung
enthält, die eine Rolle aus jedem Paar der Folger (15) axial vorbelastet, die dadurch
so eingerichtet sind, dass ein axialer Abstand verschwindet und dass ein Pendeln oder
Rütteln von Abschnitten (10) während der Schwingungen verhindert wird.
19. Stranggießmaschine nach Anspruch 7, wobei der nicht rotierende Sektor (11) mindestens
ein Fangglied der Ausgleichsfolgerrolle (114) enthält, das seine freie Bewegung radial
nach außen begrenzt; und eine radiale Zurückziehvorrichtung für den Schlitten (146)
und damit den Abschnitt (11), die ihn in einer Lage mit Abstand zum Rand hält, die
der Durchführung von Wartungs- und Inspektionsarbeiten dient.
20. Stranggießmaschine nach Anspruch 10, die in der Einfassung enthaltene Kühlmittel-Sprühdüsen
(38) aufweist, die radial nach innen zeigen, wobei Vorrichtungen vorhanden sind, die
den Düsen ein unter Druck stehendes Kühlmittel zuführen, so dass diese Kühlmittel-Sprühnebel
(39) direkt auf die Außenradius-Formwände richten.
21. Stranggießmaschine nach Anspruch 1, die eine radial nach außen zeigende Führungsbahn
(5, 6) und eine radial nach innen zeigende Ausgleichsführungsbahn (25) auf beiden
axialen Seiten des Radrands trägt, die jeweils parallel zu den ringförmigen Formwandkanten
(9, 21) sind, wobei der Formabschnitt (10) eine steife Einfassung umfasst, die aufweist:
zwei.Seitenwände (13), eine äußere Abdeckwand (143), die die Außenradius-Formwand
(12) auf ihrem inneren Radius trägt, vier genoppte Kurvenrollen-Bahnfolger (15), von
denen zwei so montiert sind, dass sie aus einer Einfassungsseitenwand herausragen,
und zwar jeweils einer auf einer Seite der Quermittellinie des Formabschnitts (10),
und von denen zwei zugehörige Rollenfolger (15) an der gegenüberliegenden Seitenwand
montiert sind, so dass sie in Berührung mit den nach außen zeigenden Führungsbahnen
(5) bzw. (6) laufen, zwei Ausgleichskurvenrollen-Baugruppen, von denen eine an der
Außenseite einer jeden Einfassungsseitenwand zwischen den Bahnfolgern (15) montiert
ist, enthaltend eine Folgerrolle (27), die von der Kasteneinfassung gehalten wird
und die nach innen zeigende Bahn (25) kräftig berührt, und zwar mit Einrichtungen,
die fortlaufend einen geregelten Druck der Ausgleichsfolgerrollen (27) auf die Bahn
(25) ausüben, der dazu ausreicht, die vier Kurvenrollen-Bahnfolger (15) während der
Raddrehung in andauernder Berührung mit der nach außen zeigenden Führungsbahn (5,
6) zu halten.
22. Stranggießmaschine nach Anspruch 21, wobei die Vorrichtung, die fortlaufend einen
geregelten Druck der Ausgleichsfolgerrollen (27) auf die Ausgleichsführungsbahn (25)
ausübt, einen unter Fluiddruck stehenden Zylinder (31) umfasst, der an einem Träger
(30) montiert ist, der axial aus der Seitenwand der Einfassung herausragt, wobei die
Zylinderstange radial nach innen hervorsteht und das Ende der Zylinderstange die Ausgleichsfolgerrolle
(27) trägt, deren Achse senkrecht zur Zylinderachse verläuft, und dadurch so beschaffen
ist, dass sie eine andauernde und geregelte Kraft der Ausgleichsfolgerrolle (27) auf
die nach innen zeigende Ausgleichsführungsbahn (25) ausübt.
23. Stranggießmaschine nach Anspruch 21, worin die Kurvenrollen-Führungsbahnfolger (15)
am Umfang einen radial vorstehenden Flansch (22) enthalten, der so gestaltet ist,
dass er am Umfang gegen eine Querausricht-Führungsfläche stößt, die in einem Stück
mit dem Radrand ausgebildet und auch parallel zu den Formwandkanten (9, 21) ist, und
dadurch eine im Wesentlichen konstante Querausrichtung zwischen der Einfassung und
dem Radrand beibehält.
24. Stranggießmaschine nach Anspruch 21, worin der nicht rotierende Gießformsektor (11)
zahlreiche Formabschnitte (10) enthält, die mit den Enden aneinander stoßen und gelenkig
verbunden sind, so dass sie von der Eintrittsseite (42) bis zur Austrittsseite (20)
eine im Wesentlichen fortlaufende äußere Formwand (12) bieten.
25. Stranggießmaschine nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, die enthält:
auch einen nicht rotierenden Einschlussrollensektor (28), der mindestens einen Rollenabschnitt
(90) umfasst, der an die Austrittsseite (20) der Formhülle (43) grenzt, aus der der
teilweise erstarrte Gießmetallabschnitt austritt, wobei der Rollenabschnitt (90) zwei
Seitenwände (13) enthält, deren Innenkanten nahe am Radrand parallel zu diesem verlaufen,
und sich die Innenwand in die Gießformhülle (43) öffnet, die durch die Innenradius-Formwand
(8) und die Seitenflächen (18) begrenzt ist,
eine Anzahl Führungsbahnfolger (15), die an den Seitenwänden (13) montiert sind und
in Berührung mit den Kantenführungsbahnen (5, 6) gehalten werden, so gestaltet, dass
ein im Wesentlichen konstanter Maßabstand zwischen den Innenkanten der Seitenwände
(13) und dem Radrand beibehalten wird;
Quereinschluss-Freilaufrollen (69), die in Lagern (72) aufgenommen sind, die von den
Seitenwänden (13) des Rollenabschnitts (90) gehalten werden, und deren Flächen so
angeordnet und beschaffen sind, dass sie radial nach innen gegen die Außenseite des
Gießmetallabschnitts drücken, damit die Innenfläche des Abschnitts gegen die Innenradius-Formwand
(18) gedrückt bleibt, wobei die Tangentialkomponente dieses Drucks so wirkt, dass
sie am Umfang eine vorwärts treibende Kraft auf den Abschnitt in Gießrichtung ausübt;
eine äußere Abdeckwand (143) des Einschlussrollenabschnitts (90) ;
Kühlmittel-Sprühdüsen (38), die in der Abdeckwand enthalten sind und radial nach innen
zeigen, und Vorrichtungen, die den Düsen (38) ein unter Druck stehendes flüssiges
Kühlmittel zuführen, dazu eingerichtet, flüssige Kühlmittel-Sprühnebel (39) direkt
auf die Außenseite des Gießmetallabschnitts zu richten; und
mindestens eine Abführleitung (40) für verbrauchtes Kühlmittel vom Inneren der Rollenkasteneinfassung
(90) in der Nähe seines tiefsten Punkts.
26. Stranggießmaschine nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, die auch enthält:
einen Sektor (28), der mindestens einen Rollenabschnitt (90) umfasst, der an die Austrittsseite
(20) der Formhülle (43) grenzt, aus der der teilweise erstarrte Gießmetallabschnitt
austritt, wobei der Rollenabschnitt (90) zwei Seitenwände (13) enthält, deren Innenkanten
nahe am Radrand parallel zu diesem verlaufen, und sich die Innenwand in die Gießformhülle
(43) öffnet, die durch die Innenradius-Formwand (8) und die Seitenflächen (18) begrenzt
ist,
eine Anzahl Führungsbahnfolger (15), die an den Seitenwänden montiert sind und in
Berührung mit den Kantenführungsbahnen (5, 6) gehalten werden, so gestaltet, dass
ein im Wesentlichen konstanter Maßabstand zwischen den Innenkanten der Seitenwände
und dem Radrand beibehalten wird;
Quereinschluss-Freilaufrollen (69), die in Lagern (72) aufgenommen sind, die von den
Seitenwänden gehalten werden, und deren Flächen so angeordnet und beschaffen sind,
dass sie radial nach innen gegen die Außenseite des Gießmetallabschnitts drücken;
Einschlussrollen-Positioniervorrichtungen, so ausgelegt, dass sie die Einschlussleerlaufrollen
(69) in die Richtung hin zur Berührung mit der Außenseite des Abschnitts und davon
weg bewegen; und
Einschlussrollen-Druckeinstellvorrichtungen, eingerichtet zum geregelten Einstellen
der Krafthöhe, die die Einschlussrollen (69) auf den Gießmetallabschnitt bei Berührung
mit dem Abschnitt ausüben, wie es nötig ist, damit ein nicht gleitender Reibungskontakt
zwischen der Innenseite des Abschnitts und der Innenradius-Formwand (8) beibehalten
wird, gegen die er gedrückt wird, wobei die Tangentialkomponente dieses Drucks am
Umfang eine vorwärts treibende Kraft auf den Abschnitt in Gießrichtung ausübt.
27. Stranggießmaschine nach Anspruch 1, wobei die Gießformhülle (43) einen rechteckigen
Querschnitt hat, bei dem die Längsachse parallel zur Achse des Drehrads ist, eingerichtet
zum Gießen von Metallbrammenabschnitten, und die auch zwei halbkreisförmige Seitenabsperrstangen
(44) enthält, die von der Eintrittsseite (42) in die Formhülle (43) eingesetzt werden
und sich zwischen der Innenradius-Formwand (18) und der Außenradius-Formwand (12)
erstrecken, so gestaltet, dass sie in Querrichtung die Seiten des geschmolzenen Metalls
und des teilweise erstarrten Gießmetallabschnitts innerhalb der Formhülle (43) begrenzen;
und auch Mittel für die Einstellung des trennenden Querabstands zwischen den Seitenabsperrstangen
(44) und damit der Breite des Gießmetallabschnitts, der enthält:
eine Querführungsbahn (51), die am nicht rotierenden Gießformabschnitt (11) befestigt
ist;
zwei bewegliche Schlitten (46), die in Führungsfolgern (53) aufgenommen sind, die
auf der Querführungsbahn (51) laufen;
Trägervorrichtungen für die Seitenabsperrstangen (44) auf jedem Schlitten (46) nahe
an der Eintrittsseite (42) der Formhülle; und
Mittel für die seitliche Anordnung der Schlitten (46) entlang der Führungsbahn (51),
dadurch eingerichtet für das Einstellen des Trennabstands zwischen den beiden Seitenabsperrstangen
(44) gemäß der erforderlichen Breite des Gießmetallabschnitts.
28. Stranggießmaschine nach Anspruch 14, worin die Trägervorrichtungen für die Seitenabsperrstange
(44) Seitenausrichtarme (47) umfassen, zwischen denen die Seitenflächen der Seitenabsperrstangen
(44) gleitfähig eingeschlossen sind; und
eine geschlitzte Gelenkverbindung (48, 59, 50), die einen Schlitz enthält, der
eine Selbstzentrierbewegung des Arms in radialer Richtung erlaubt und zugleich eine
Relativbewegung zwischen dem Schlitten (46) und der Seitenabsperrstange (44) in Umfangsrichtung
verhindert, dadurch dafür eingerichtet, dass jede Seitenstange (44) in Umfangsrichtung
im Einklang mit dem Schlitten (46) und dem nicht rotierenden Gießformabschnitt (11)
schwingt, wogegen eine radiale Selbstausrichtung der Seitenabsperrstange (44) in der
Formhülle möglich ist.
29. Stranggießmaschine nach Anspruch 14, auch enthaltend:
eine äußere Abdeckwand (143) des Einschlussabschnitts (90);
in der Abdeckwand (143) enthaltene Kühlmittel-Sprühdüsen (38), die radial nach innen
zeigen, und Vorrichtungen, die den Düsen (38) ein unter Druck stehendes flüssiges
Kühlmittel zuführen, dazu eingerichtet, flüssiges Kühlmittel direkt auf die Außenseite
des Gießmetallabschnitts zu sprühen; und
mindestens eine Abführleitung für verbrauchtes Kühlmittel vom Inneren der Rollenkasteneinfassung
in der Nähe seines tiefsten Punkts (40).
30. Stranggießmaschine nach Anspruch 14, worin:
die Einschlussfreilaufrollen (69) an Lagern (72) montiert sind, die für eine Drehung
um eine Welle (84) ausgelegt sind, die koaxial zu den Rollen (69) ist, und die Welle
(84) drehend befestigte kreisförmige Buchsen (85) trägt, die in jeder Seitenwand (13)
aufgenommen sind, wobei eine gemeinsame Achse der Buchsen (85) exzentrisch zur Achse
der Welle (84) verläuft;
die Positioniervorrichtung ein Stellglied umfasst, das für eine drehende Winkelverschiebung
der Welle (84) eingerichtet ist; und
die Druckeinstellvorrichtung eine Stellgliedvorrichtung (91) umfasst, die für das
Regeln des Drehmoments eingerichtet ist, das die Winkelverschiebung der Welle (84)
beeinflusst.
31. Stranggießmaschine nach Anspruch 14, worin:
die Einschlussfreilaufrollen (69) an Lagern (72) montiert sind, und zwar für eine
Drehung um eine Welle (84), die koaxial zu den Rollen (69) ist, und die Lager (72)
von Klötzen (73) getragen werden, die für eine Bewegung in radialer Richtung innerhalb
paralleler Flächen ausgebildet sind, die ein Stück mit den Abschnittsseitenwänden
(13) bilden, und worin die Positioniervorrichtung unter Fluiddruck stehende Zylinder
(70) umfasst, die Stangen mit den Klötzen (73) verbunden sind und in radiale Richtung
drücken, und die Zylinder (70) in einem Stück auf dem Abschnitt (90) montiert sind;
und
die Druckeinstellbaugruppe das geregelte Verändern des Fluiddrucks innerhalb der Zylinder
(70) enthält.
1. Machine de coulée continue comportant une roue rotative incorporant une paroi de moule
de rayon interne circonférentielle (8) avec deux bords de paroi de moule interne annulaires
parallèles (9), faisant partie intégrante du pourtour de la roue;
un secteur de moule de coulée non rotatif (11) comportant au moins un segment de moule
rigide (10) incorporant une paroi de moule de rayon externe (12) ayant deux bords
de paroi de moule externe (21) qui sont parallèles à et assurent l'interface avec
lesdits bords de paroi de moule interne (9), en formant une enveloppe de moule de
coulée (43) entre lesdites parois de moule de rayon interne (8) et externe (12) ;
des moyens de coulée de métal fondu prévus pour introduire du métal fondu près de
l'extrémité d'entrée (42) de ladite enveloppe de moule (43) afin de passer à travers
dans la direction de coulée de la rotation de roue circulaire et au moins solidifier
partiellement une section de métal coulé pour la sortie par l'extrémité de sortie
(20) de ladite enveloppe de moule (43);
des moyens de support externes dudit segment (10) prévus pour le maintenir dans une
position angulaire sensiblement fixe par rapport à ladite roue;
des moyens d'oscillation alternatifs reliés au dit segment (10) prévus pour effectuer
un mouvement d'oscillation annulaire relatif de ladite paroi de moule de rayon externe
(12) alternativement dans lesdites directions de coulée et inverse par rapport aux
dits moyens de support et ainsi entre ladite paroi de moule de rayon externe (12)
et ladite section de métal coulé en solidification, en combinaison avec :
au moins une piste de guidage de bord de paroi de moule de rayon externe annulaire
(5, 6) faisant partie intégrante de ladite roue rotative à proximité du pourtour de
roue et qui est parallèle aux dits bords de paroi de moule parallèles (9, 21); et
au moins un suiveur de piste de guidage (15) fixé sur ledit segment (10) qui est maintenu
en contact avec ladite piste de guidage (5, 6) pendant la rotation de ladite roue,
prévu pour maintenir un jeu dimensionnel sensiblement constant entre lesdits bords
de paroi de rayon interne (9) et de rayon externe (21).
2. Machine de coulée continue selon la revendication 1, qui comprend deux desdites pistes
de guidage de bord (5, 6), une située de chaque côté du plan central de rotation de
ladite paroi de moule de rayon interne (8), et comprenant également au moins deux
desdits suiveurs de piste de guidage (15) pour chacune desdites pistes de guidage
(5, 6), et dans laquelle lesdits suiveurs comportent des suiveurs à galet de came
(15) prévus pour se déplacer en contact avec lesdites pistes (5, 6).
3. Machine de coulée continue selon la revendication 1, qui comprend deux desdites pistes
de guidage (5, 6), une située de chaque côté dudit plan central de rotation de ladite
paroi de moule de rayon interne (8), et comprenant également au moins deux desdits
suiveurs (15) pour chacune desdites pistes de guidage (5, 6), et dans laquelle lesdits
suiveurs comportent des galets suiveurs de came (15) qui se déplacent en contact avec
lesdites pistes (5, 6) et incorporent des moyens de retenue de mouvement relatif dans
la direction axiale ainsi que radiale desdits galets (15) par rapport à ladite piste
et ainsi entre lesdits bords de paroi de moule interne (9) et externe (12) pendant
la rotation de roue et dans laquelle les surfaces de guidage radiales desdites pistes
de guidage (5, 6) se font radialement face vers l'extérieur depuis l'axe de rotation
de ladite roue, et lesdits galets suiveurs de came (15) se déplacent sur ces surfaces
et n'empêchent ainsi pas ledit segment (10) de se déplacer dans la direction radialement
vers l'extérieur, ladite roue portant une autre piste de guidage d'équilibrage annulaire
(25) qui est orientée directement radialement vers l'intérieur de façon complémentaire
à chaque piste orientée vers l'extérieur (5, 6), contre laquelle se déplace au moins
un suiveur de came d'équilibrage (27) fixé sur ledit segment (10), en maintenant ainsi
un contact entre lesdits suiveurs de piste de guidage (15) et ladite piste de guidage
(5, 6) en limitant radialement le mouvement dudit segment (10) dans la direction radialement
vers l'extérieur de ladite roue.
4. Machine de coulée continue selon la revendication 1, dans laquelle ledit segment de
moule (10) comporte une enceinte en forme de boîte semi-circulaire rigide ayant deux
parois latérales (13), une paroi de couvercle externe (143), une paroi d'extrémité
d'entrée supérieure et une paroi d'extrémité de sortie inférieure, et une paroi interne
portant ladite paroi de moule de rayon externe (12) sur son rayon interne; des buses
de pulvérisation d'agent de refroidissement (38) contenues à l'intérieur de ladite
enceinte orientées radialement vers l'intérieur, et des moyens destinés à délivrer
un agent de refroidissement fluide sous pression aux dites buses (38), en étant ainsi
prévues pour diriger des pulvérisations d'agent de refroidissement (39) directement
contre ladite paroi de moule de rayon externe (12); et
une conduite de sortie d'agent de refroidissement (40) à proximité de ladite paroi
d'extrémité de sortie inférieure prévue pour évacuer l'agent de refroidissement utilisé
de l'intérieur de ladite enceinte par gravité.
5. Machine de coulée continue selon la revendication 1, dans laquelle ladite paroi de
moule de rayon interne (8) fait partie intégrante d'une bague de moule à roue de coulée
annulaire (93) et ladite piste de guidage (5, 6) comprend le pourtour annulaire de
ladite bague de moule (93).
6. Machine de coulée continue selon la revendication 1, dans laquelle ladite paroi de
moule de rayon interne (8) fait partie intégrante d'une bague de moule à roue de coulée
annulaire (93) et ladite piste de guidage (5, 6) comporte le pourtour annulaire de
ladite bague de moule (93), qui comprend des pulvérisations d'agent de refroidissement
(159) orientées afin de frapper radialement vers l'extérieur contre la surface interne
de ladite bague, prévue pour l'évacuation de la chaleur conduite radialement vers
l'intérieur à travers le corps de ladite bague de moule (93).
7. Machine de coulée continue selon la revendication 1, qui comprend deux desdites pistes
de guidage (5, 6), une située de chaque côté du plan central de rotation de ladite
paroi de moule de rayon interne (8), et comprenant également au moins deux desdits
suiveurs (15) pour chacune desdites pistes de guidage (5, 6), et dans laquelle lesdits
suiveurs (15) comportent des galets suiveurs de came (15) qui se déplacent en contact
avec ladite piste (5, 6) et incorporent des moyens de limitation du mouvement relatif
dans la direction axiale ainsi que radiale desdits galets (15) par rapport à ladite
piste et ainsi entre lesdits bords de paroi de moule interne (9) et externe (21) pendant
la rotation de roue et dans laquelle les surfaces de guidage radiales de chacune desdites
pistes de guidage (5, 6) radialement vers l'extérieur de l'axe de rotation de ladite
roue, et lesdits galets suiveurs de came (15) se déplacent sur ces surfaces et n'empêche
ainsi pas ledit segment de moule (10) de se déplacer dans la direction radialement
vers l'extérieur, qui comprend également un ensemble d'équilibrage pour ledit segment
(10), comportant :
un bâti de support (147) monté sur un support externe fixe (148);
un chariot mobile (146) guidé depuis ledit bâti de support (148) portant au moins
un galet de came d'équilibrage (114) positionné afin d'exercer une pression radialement
vers l'intérieur contre une piste annulaire (115) faisant partie intégrante dudit
segment (10) et maintenir ainsi chacun desdits suiveurs de piste de guidage (15) pressé
radialement contre ladite piste de guidage (5, 6) pendant 1a rotation de ladite roue;
et
des moyens d'actionnement de pression radiale commandés (145) pour ledit chariot (147)
prévu pour ajuster et maintenir une force radiale commandée dudit galet de came d'équilibrage
(114) contre ladite piste (115) pendant le fonctionnement tout en permettant une oscillation
annulaire alternative dudit segment (10).
8. Machine de coulée continue selon la revendication 5 ou la revendication 6, qui comprend
deux desdites pistes de guidage de bord (5, 6), qui comportent chacune des bords opposés
de ladite bague de moule (93), une située de chaque côté du plan central de rotation
de ladite paroi de moule de rayon interne (8), et comprenant également au moins deux
desdits suiveurs de piste de guidage (15) pour chacune desdites pistes de guidage
(5, 6).
9. Machine de coulée continue selon la revendication 5 ou la revendication 6, qui comprend
deux desdites pistes de guidage de bord (5, 6), qui comportent chacune des bords opposés
de ladite bague de moule (93), une disposée de chaque côté du plan central de rotation
de ladite paroi de moule de rayon interne, et comprenant également au moins deux desdits
suiveurs (15) pour chacune desdites pistes de guidage, et dans laquelle lesdits suiveurs
comportent des galets suiveurs (15) qui se déplacent en contact avec ladite piste
(5, 6) et incorporent des moyens de retenue du mouvement relatif dans la direction
axiale ainsi que radiale desdits galets (15) par rapport à une piste et ainsi entre
lesdits bords de paroi de moule interne (9) et externe (21) pendant la rotation de
roue et dans laquelle les surfaces de guidage radiales de chaque dite piste de guidage
(5, 6) est orientée radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe de rotation de
ladite roue, et lesdits galets de suiveur de came se déplacent sur ces surfaces et
ne limitent ainsi pas le mouvement desdits segments de moule (10) dans la direction
radialement vers l'extérieur, en combinaison avec :
des moyens d'équilibrage radial externes agissant depuis un support fixe à l'extérieur
de ladite roue, prévus pour maintenir le contact entre lesdits suiveurs de piste de
guidage (15) et ladite piste de guidage (5, 6) en empêchant radialement le mouvement
dudit segment de moule de coulée (10) dans la direction radialement à l'extérieur
de ladite roue.
10. Machine de coulée continue selon la revendication 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou la revendication
7, dans laquelle ledit segment de moule (10) comporte une enceinte semi-circulaire
rigide ayant deux parois latérales (13), une paroi de couvercle externe (143) et une
paroi interne portant ladite paroi de moule de rayon externe (12) sur son rayon interne,
et dans laquelle lesdits moyens de support externes et lesdits moyens d'oscillation
sont fixés sur ladite enceinte (10) à l'aide desdits moyens d'oscillation, qui sont
ainsi prévus pour faire osciller ladite paroi de moule de rayon externe (12) en arrière
et en avant dans la direction circonférentielle autour d'un emplacement angulaire
sensiblement fixe sur la périphérie de roue de coulée.
11. Machine de coulée continue selon la revendication 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou la revendication
7, qui comprend également un secteur de galet de retenue non rotatif (28) comportant
au moins un segment de galet (90) adjacent à ladite extrémité de sortie de ladite
enveloppe de moule (43), par laquelle sort la section de métal coulé partiellement
solidifiée, ledit segment de galet (90) comportant deux parois latérales (13) avec
des bords internes parallèles et adjacents au dit pourtour de roue, avec la paroi
interne qui s'ouvre dans l'enveloppe de moule de coulée (43) délimitée par ladite
paroi de moule de rayon interne (8) et des faces latérales (18), plusieurs suiveurs
de piste de guidage (15) montés sur lesdites parois latérales (13), et maintenus en
contact avec lesdites pistes de guidage de bord (5, 6), prévus pour maintenir un jeu
dimensionnel sensiblement constant entre lesdits bords internes desdites parois latérales
(13) et le pourtour de roue;
des galets fous de retenue transversale (69) qui tourillonnent dans des paliers (72)
supportés par lesdites parois latérales (13), avec des faces positionnées et prévues
pour appuyer radialement vers l'intérieur contre la face externe de ladite section
de métal coulé de façon à maintenir la face interne de ladite section pressée contre
ladite paroi de moule de rayon interne (8), la composante tangentielle de cette pression
afin d'exercer une force de propulsion circonférentielle vers l'avant sur ladite section
dans ladite direction de coulée; et
des moyens de refroidissement à fluide pour la face externe de ladite section de métal
coulé.
12. Machine de coulée continue selon la revendication 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou la revendication
7, dans laquelle ladite extrémité d'entrée (42) et ladite extrémité de sortie (20)
de ladite enveloppe de moule (43) sont respectivement au-dessus et en dessous de l'axe
horizontal (80) dans le plan de rotation de ladite roue, une partie de ladite paroi
de moule de rayon externe (12) s'étendant sensiblement tangentiellement et verticalement
vers le haut depuis un point proche dudit axe horizontal (80) s'étendant jusqu'à ladite
extrémité d'entrée (42), en créant une entrée en forme d'entonnoir dans ladite enveloppe
de moule (43), prévue pour procurer un jeu accru pour l'insertion verticale, juxtaposée
avec ladite paroi de moule de rayon externe (12), d'une buse d'entrée immergée (65)
depuis une position au-dessus dudit secteur de moule de coulée non rotatif (11).
13. Machine de coulée continue selon la revendication 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou la revendication
7, dans laquelle ladite enveloppe de moule de coulée (43) a une section rectangulaire
avec un axe longitudinal parallèle à l'axe de ladite roue rotative prévue pour couler
des sections de barre métallique, qui comprend également deux barres de barrage latérales
semi-circulaires (44) insérées dans ladite enveloppe de moule (43) par ladite extrémité
d'entrée (42), s'étendant entre lesdites parois de moule de rayon interne (8) et externe
(12), prévues pour confiner transversalement les côtés dudit métal fondu et la section
de métal coulé partiellement solidifiée à l'intérieur de ladite enveloppe de moule
(43); comprenant également des moyens pour l'ajustement en largeur de la distance
transversale de séparation entre lesdites barres de barrage latérales (44) et ainsi
la largeur de ladite section métallique.
14. Machine de coulée continue comportant une roue rotative incorporant une paroi de moule
de rayon interne circonférentielle (8) avec deux bords de paroi de moule interne annulaires
parallèles (9), faisant partie intégrante du pourtour de roue;
un secteur de moule de coulée non rotatif (11) comportant au moins un segment de moule
rigide (10) incorporant une paroi de moule de rayon externe (12) ayant deux bords
de paroi de moule externe (21) qui sont parallèles à et assurent l'interface avec
lesdits bords de paroi de moule interne (9), en formant une enveloppe de moule de
coulée (43) confinée entre lesdites parois de moule de rayon interne (8) et externe
(12);
des moyens de coulée de métal fondu prévus pour l'introduction de métal fondu à proximité
de l'extrémité d'entrée (42) de ladite enveloppe de moule (43) afin de passer à travers
dans la direction de coulée de rotation de roue circulaire et au moins solidifier
partiellement une section de métal coulé pour sortie par l'extrémité de sortie (20)
de ladite enveloppe de moule (43);
au moins deux pistes de guidage annulaires (5, 6) montées à proximité du pourtour
de roue et tournant avec la roue, une piste située de chaque côté du plan de rotation
de ladite paroi de moule de rayon interne (8);
un secteur de galet de retenue non rotatif (28) comportant au moins un segment de
galet (90) adjacent à ladite extrémité de sortie (20) de ladite enveloppe de moule
(43), par laquelle sort la section de métal coulé partiellement solidifiée, ledit
segment de galet (28) comportant au moins un segment de galet de retenue semi-circulaire
(90) ayant deux parois latérales (13) avec des bords internes parallèles et adjacents
au dit pourtour de roue, avec une paroi interne ouverte dans l'enveloppe de moule
de coulée (43) délimitée par ladite paroi de moule de rayon interne (8) et lesdites
faces latérales (18);
plusieurs suiveurs de piste de guidage (15) montés sur chacune desdites parois latérales
(13), qui se déplacent en contact avec lesdites pistes de guidage (5, 6), prévus pour
maintenir ledit segment de galet (28) dans une position radiale sensiblement fixe
par rapport au dit pourtour de roue et maintenir un jeu dimensionnel sensiblement
constant entre lesdits bords internes desdites parois latérales de boîte (13) et le
pourtour de roue rotatif;
des galets de retenue transversale (69) supportés par lesdites parois latérales (13),
avec des faces positionnées et prévues pour presser radialement vers l'intérieur contre
la face externe de ladite section de métal coulé;
un ensemble de positionnement et d'ajustement de pression de galet de retenue (127)
prévu pour déplacer lesdits galets (69) dans une direction vers et à l'écart du contact
avec ladite face externe desdites sections et effectuer un ajustement commandé de
la valeur de force exercée par lesdits galets de retenue (69) contre ladite section
de métal coulé lors du contact avec ladite section, comme cela est exigé pour maintenir
un contact de friction sans glissement entre la face interne de ladite section pressée
contre ladite paroi de moule de rayon interne (8), la composante tangentielle de cette
pression agissant afin d'exercer une force de propulsion vers l'avant circonférentielle
sur ladite section dans la direction de coulée.
15. Machine de coulée continue selon la revendication 14, dans laquelle lesdits galets
fous de retenue (69) sont fixés sur un arbre (83) coaxial aux dits galets (69), ledit
arbre (83) portant des paliers (72) qui tourillonnent à l'intérieur de manchons circulaires
(76) qui tourillonnent à leur tour à l'intérieur de chacune desdites parois latérales
(13), avec un axe commun desdits manchons (76) excentré par rapport à l'axe dudit
arbre (83), et dans laquelle lesdits moyens de positionnement comportent des moyens
d'actionnement prévus pour un déplacement angulaire rotatif desdits manchons (76).
16. Machine de coulée continue selon la revendication 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou la revendication
7, dans laquelle ladite extrémité d'entrée (42) de ladite enveloppe de moule (43)
comporte un canal de débordement de métal (149) à proximité du plan axial de ladite
roue ayant l'entrée à l'inverse dudit canal à une hauteur inférieure à la jonction
la plus élevée entre les extrémités d'entrée (42) desdites parois de moule de rayon
interne (8) et de rayon externe (12).
17. Machine de coulée continue selon la revendication 1, 2, 3, 4, 5, 6, 11, 12, 13 qui
comporte au moins deux segments (10, 90), les segments adjacents étant reliés par
un ensemble d'accouplement à articulation universelle (120) à proximité du plan central
de ladite roue, ledit ensemble (120) comportant :
deux butées sphériques de retenue externe (117) butant contre des rebords (82) portés
par chaque segment enceinte respective (10, 90) en limitant ainsi la distance de séparation
entre lesdits rebords (82);
et un ensemble de boulon de longueur réglable (118) limitant la distance de séparation
entre lesdites butées (117); et
un ressort de pré-charge de compression (119) entre lesdits rebords (82) prévu pour
maintenir un contact de pression entre les faces correspondantes de ladite butée (117)
et entre ladite butée (117) et lesdits rebords (82) pendant le fonctionnement.
18. Machine de coulée continue selon la revendication 2, 3, 4, 5, 6 ou la revendication
7, qui comprend deux desdites pistes de guidage de bord (5, 6), une disposée de chaque
côté du plan central de rotation de ladite paroi de moule de rayon interne (8), et
comprenant également au moins quatre galets suiveurs de came (15) montés en paires
axialement opposées et prévus pour presser axialement contre lesdites pistes de guidage
(5, 6), qui comprend des moyens de ressort axial qui pré-chargent axialement un galet
de chaque paire desdits suiveurs (15), en étant ainsi prévus pour éliminer un jeu
axial et empêcher un mouvement de lacet ou une vibration des segments (10) pendant
l'oscillation.
19. Machine de coulée continue selon la revendication 7, dans laquelle ledit secteur non
rotatif (11) comprend au moins un élément de saisie dudit galet suiveur d'équilibrage
(114) limitant son mouvement libre radialement vers l'extérieur; et des moyens de
retrait radial dudit chariot (146) et ainsi dudit segment (11) pour le maintien dans
une position à l'écart de ladite roue prévue pour réaliser l'inspection et l'entretien.
20. Machine de coulée continue selon la revendication 10, ayant des buses de pulvérisation
d'agent de refroidissement fluide (38) contenues à l'intérieur de ladite enceinte
orientée radialement vers l'intérieur, des moyens pour l'alimentation en agent de
refroidissement sous pression vers lesdites buses étant prévus pour diriger des pulvérisations
d'agent de refroidissement (39) directement contre lesdites parois de moule de rayon
externe.
21. Machine de coulée continue selon la revendication 1, portant une piste de guidage
de bord orientée radialement vers l'extérieur (5, 6) et une piste de guidage d'équilibrage
orientée radialement vers l'intérieur (25) de chaque côté axialement dudit pourtour
de roue, chacune parallèle aux dits bords de paroi de moule annulaires (9, 21), et
dans laquelle le segment de moule (10) comprend une enceinte rigide ayant deux parois
latérales (13, une paroi de couvercle externe (143) portant ladite paroi de moule
de rayon externe (12) sur son rayon interne;
quatre suiveurs de piste à galet de came (15), dont deux sont montés afin de dépasser
à l'extérieur d'une paroi latérale d'enceinte, un de chaque côté de l'axe transversal
dudit segment de moule (10), et avec deux suiveurs à galet (15) correspondants montés
sur la paroi latérale opposée, afin de se déplacer en contact avec lesdites pistes
de guidage orientées vers l'extérieur (5) et (6) respectivement, deux ensembles de
galets de came d'équilibrage, un monté sur l'externe de chacune desdites parois latérales
d'enceinte, entre lesdits suiveurs de piste (15), comportant un galet suiveur (27)
supporté par ladite enceinte de boîte et en contact rigide avec ladite piste orientée
vers l'intérieur (25), avec des moyens destinés à appliquer une pression commandée
continue dudit galet suiveur d'équilibrage (27) contre la piste (25), suffisante pour
maintenir les quatre suiveurs de piste à galet de came (15) en contact continu avec
ladite piste de guidage orientée vers l'extérieur (5, 6) pendant la rotation de roue.
22. Machine de coulée continue selon la revendication 21, dans laquelle lesdits moyens
destinés à appliquer une pression commandée continue dudit suiveur de came d'équilibrage
(27) contre ladite piste de guidage d'équilibrage (25) comportent un cylindre à fluide
sous pression (31) monté sur un support (30) qui dépasse axialement de la paroi latérale
de l'enceinte, ayant la tige de cylindre qui dépasse radialement vers l'intérieur
et l'extrémité de tige de cylindre portant ledit suiveur de came d'équilibrage (27)
avec son axe à angle droit par rapport à l'axe de cylindre, en étant ainsi prévu pour
appliquer une force continue et commandée dudit galet d'équilibrage (27) contre ladite
piste de guidage d'équilibrage orientée vers l'intérieur (25).
23. Machine de coulée continue selon la revendication 21, dans laquelle lesdits suiveurs
de piste de guidage à galet de came (15) comprennent une bride dépassant radialement
circonférentielle (22) prévue pour buter contre une surface de guidage d'alignement
transversal circonférentielle faisant partie intégrante dudit pourtour de roue et
également parallèle aux dits bords de paroi de moule (9, 21), en maintenant ainsi
un alignement transversal sensiblement constant entre ladite enceinte et ledit pourtour
de roue.
24. Machine de coulée continue selon la revendication 21, dans laquelle ledit secteur
de moule de coulée non rotatif (11) comporte plusieurs desdits segments de moule (10)
qui butent en bout, articulés ensemble afin de présenter une paroi de moule externe
(12) sensiblement continue depuis ladite extrémité d'entrée (42) jusqu'à ladite extrémité
de sortie (20).
25. Machine de coulée continue selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, qui comprend
également un secteur de galet de retenue non rotatif (28) comportant au moins un segment
de galet (90) adjacent à ladite extrémité de sortie (20) de ladite enveloppe de moule
(43), de laquelle sort la section de métal coulé partiellement solidifiée, ledit segment
de galet (90) comportant deux parois latérales avec des bords internes parallèles
et adjacents au dit pourtour de roue, avec la paroi interne ouverte dans l'enveloppe
de moule de coulée (43) délimitée par ladite paroi de moule de rayon interne (8) et
les faces latérales (18),
plusieurs suiveurs de piste de guidage (15) montés sur lesdites parois latérales (13),
et maintenus en contact avec lesdites pistes de guidage de bord (5, 6) prévues pour
maintenir un jeu dimensionnel sensiblement constant entre lesdits bords internes desdites
parois latérales (13) et ledit pourtour de roue;
des galets fous de retenue transversale (69) qui tourillonnent dans des paliers (72)
supportés par lesdites parois latérales du segment de galet (90) avec des faces positionnées
et prévues pour presser radialement vers l'intérieur contre la face externe de ladite
section de métal coulé de façon à maintenir la face interne de ladite section pressée
contre ladite paroi de moule de rayon interne (18), la composante tangentielle de
cette pression agissant afin d'exercer une force de propulsion vers l'avant circonférentielle
sur cette section dans la direction de coulée;
une paroi de couvercle externe (143) dudit segment de galet de retenue (90);
des buses de pulvérisation d'agent de refroidissement (38) contenues à l'intérieur
de ladite paroi de couvercle orientées radialement vers l'intérieur, et des moyens
destinés à délivrer un agent de refroidissement liquide sous pression aux dites buses
(38), prévues pour diriger des pulvérisations d'agent de refroidissement (39) directement
contre ladite face externe de ladite section de métal coulé; et
au moins une conduite de sortie (40) destinée à évacuer de l'agent de refroidissement
de l'intérieur de l'enceinte de boîte de galet (90) à proximité de son extrémité inférieure.
26. Machine de coulée continue selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, qui comprend
également un secteur (28) comportant au moins un segment de galet (90) adjacent à
ladite extrémité de sortie (20) de ladite enveloppe de moule (43), de laquelle sort
la section de métal coulé partiellement solidifiée, ledit segment de galet (90) comportant
deux parois latérales (13) avec des bords internes parallèles et adjacents au dit
pourtour de roue, avec une paroi interne ouverte dans l'enveloppe de moule de coulée
(43) délimitée par la paroi de moule de rayon interne (8) et les faces latérales (18),
plusieurs suiveurs de piste de guidage (15) montés sur lesdites parois latérales,
et maintenus en contact avec lesdites pistes de guidage de bord (5, 6), prévus pour
maintenir un jeu dimensionnel sensiblement constant entre lesdits bords internes desdites
parois latérales et le pourtour de roue;
des galets fous de retenue transversale (69) qui tourillonnent dans des paliers (72)
supportés par lesdites parois latérales (13), avec des faces positionnées et prévues
pour passer radialement vers l'intérieur contre la face externe de ladite section
de métal coulé;
des moyens de positionnement de galet de retenue prévus pour déplacer lesdits galets
fous de retenue (69) dans une direction vers et à l'écart du contact avec ladite face
externe de ladite section; et des moyens d'ajustement de pression de galet de retenue
prévus pour un ajustement commandé de la valeur de force exercée par lesdits galets
de retenue (69) contre ladite section de métal coulé lors du contact avec ladite section,
comme cela est exigé afin de maintenir un contact de friction non glissant entre la
face interne de ladite section pressée contre ladite paroi de moule de rayon interne
(8), la composante tangentielle de cette pression agissant afin d'exercer une force
de propulsion vers l'avant circonférentielle sur ladite section dans la direction
de coulée.
27. Machine de coulée continue selon la revendication 1, dans laquelle ladite enveloppe
de moule de coulée (43) a une section rectangulaire avec un axe longitudinal parallèle
à l'axe de ladite roue rotative prévue pour couler des sections de barre métallique,
qui comprend également deux barres de barrage latérales semi-circulaires (44) insérées
dans ladite enveloppe de moule (43) depuis ladite extrémité d'entrée (42), s'étendant
entre lesdites parois de moule de rayon interne (18) et externe (12) prévues pour
confiner transversalement les côtés du métal fondu et la section de métal coulé partiellement
solidifiée à l'intérieur de ladite enveloppe de moule (43); comprenant également des
moyens pour l'ajustement de la distance transversale de séparation entre ledit barrage
latéral (44) et ainsi la largeur de la section du métal coulé, qui comprend :
une piste de guidage transversale (51) fixée sur ledit segment de moule de coulée
non rotatif (11) ;
deux chariots mobiles (46) supportés sur des suiveurs de guidage (53) qui se déplacent
sur ladite piste de guidage transversale (51);
des moyens de support pour lesdites barres de barrage latérales (44) sur chacun desdits
chariots (46) à proximité de ladite extrémité d'entrée (42) de ladite enveloppe de
moule; et
des moyens pour le positionnement transversal desdits chariots (46) le long de ladite
piste de guidage (51), en étant ainsi prévus pour ajuster la distance de séparation
entre lesdites deux barres de barrage latérales (44) en fonction de la largeur requise
de ladite section de métal coulé.
28. Machine de coulée continue selon la revendication 14, dans laquelle lesdits moyens
de support pour ladite barre de barrage latérale (44) comportent des supports d'alignement
latéral (47) entre lesquels les faces latérales desdites barres de barrage latérales
(44) sont confinées de façon coulissante;
une liaison d'articulation fendue (48, 49, 50) incorporant une fente permettant un
mouvement d'auto-centrage du support dans la direction radiale, tout en empêchant
un mouvement relatif entre ledit chariot (46) et ladite barre de barrage latérale
(44) dans la direction circonférentielle, en étant ainsi prévu pour faire osciller
chacune desdites barres latérales (44) de manière circonférentielle à l'unisson avec
ledit chariot (46), et le secteur de moule de coulée non rotatif (11), tout en permettant
un auto-alignement radial de ladite barre de barrage latérale (44) à l'intérieur de
ladite enveloppe de moule.
29. Machine de coulée continue selon la revendication 14, comportant également une paroi
de couvercle externe (143) dudit segment de retenue (90);
des buses de pulvérisation d'agent de refroidissement (38) contenues à l'intérieur
de ladite paroi de couvercle (143) orientée radialement vers l'intérieur, et des moyens
pour l'alimentation en agent de refroidissement liquide sous pression vers lesdites
buses (38), prévus pour pulvériser de l'agent de refroidissement liquide directement
contre ladite face externe de ladite section de métal coulée; et au moins une conduite
d'évacuation pour l'agent de refroidissement usagé de l'intérieur de ladite enceinte
de boîte de galet à proximité de son extrémité inférieure (40).
30. Machine de coulée continue selon la revendication 14, dans laquelle lesdits galets
fous de retenue (69) sont montés sur des paliers (72) pour rotation autour d'un arbre
(84) coaxial aux dits galets (69), ledit arbre (84) portant des manchons circulaires
fixes en rotation (85) qui tourillonnent à l'intérieur de chacune desdites parois
latérales (13), avec un axe commun desdits manchons (85) excentré par rapport à l'axe
dudit arbre (84); lesdits moyens de positionnement comportent un dispositif d'actionnement
prévu pour un déplacement angulaire rotatif dudit arbre (84);
et lesdits moyens d'ajustement de pression comportant des moyens d'actionnement (91)
prévus pour commander le couple qui affecte le déplacement angulaire dudit arbre (84).
31. Machine de coulée continue selon la revendication 14, dans laquelle lesdits galets
fous de retenue (69) sont montés sur des paliers (72) pour rotation autour d'un arbre
(84) coaxial aux dits galets (69), lesdits paliers (72) étant portés par des boîtes
(73) prévues pour un mouvement dans la direction radiale à l'intérieur des surfaces
parallèles faisant partie intégrante desdites parois latérales de segment (13), et
dans laquelle lesdits moyens de positionnement comportent des cylindres à fluide sous
pression (70) avec les tiges reliées aux dites boîtes (73) afin de se déplacer dans
la direction radiale, lesdits cylindres (70) étant montés intégralement sur ledit
segment (90); et
ledit ensemble d'ajustement de pression comprend un changement commandé de la pression
de fluide à l'intérieur desdits cylindres (70).