[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Oszillieren einer Stranggießkokille,
insbesondere für das Stranggießen von Dünnbrammen aus Stahl, umfassend eine oszillierbare
Stranggießkokille, deren Oszillationsantrieb mit an einem ortsfesten Grundrahmen angeordneten
Hydraulikaggregaten ausgebildet ist.
[0002] Beim Stranggießen wird die Kokille in eine periodische Oszillationsbewegung versetzt,
um durch eine Relativbewegung zwischen Strang und Kokille die Reibung zwischen Kokille
und Strang zu verringern. Dadurch wird eine unerwünscht hohe Reibung des Stranges
an der Kokillenwand vermindert. Ferner wird auf der Badoberfläche in der Kokille befindliches
körniges bis pulvriges Gießpulver nach Aufschmelzen als Gleitmittel in den Spalt zwischen
Kokille und Strang eingezogen.
[0003] Bei vertikal reziprozierender Bewegungen in Gießrichtung bzw. in Gegenrichtung sind
Hub und Frequenz der Oszillation nach Maßgabe der Gießgeschwindigkeit einstellbare
Parameter.
[0004] Während eines Oszillationzyklus wechselt beim Vorbeigleiten der Kokille am Strang
die Art der Reibung:
[0005] Bei relativ zum Strang voreilender Geschwindigkeit der Kokille, dem Negativstrip,
sowie nach Richtungsumkehr zum Positivstrip, liegt Gleitreibung vor. Während der Gleitreibung
werden von der Kokille abwechselnd Zug- und Druckspannungen auf die Strangschale übertragen.
Bei annähernd gleicher Geschwindigkeit zwischen Kokille und Strang, im Bereich der
Richtungsumkehr von Negativstrip zum Positivstrip, liegt Haftreibung vor, bei der
sich die resultierenden Zug- und Druckspannungen annähernd ausgleichen. Bei Erhöhung
oder Erniedrigung der relativen Kokillengeschwindigkeit reißt sich die Kokille vom
Strang los. Dies führt zum Stauchen und damit zu einer Geschwindigkeitserhöhung der
Strangschale, wenn sich die Kokille auf ihrem Weg nach unten befindet, und umgekehrt
zu einer Dehnung und damit zu einer Geschwindigkeitsreduzierung der Strangschale,
wenn sich die Kokille auf ihrem Weg nach oben befindet.
[0006] Der abwechselnde Stauch- bzw. Dehnvorgang der Strangschale bewirkt insbesondere bei
einer sinusförmigen Schwingung eine oszillierende Anregung des gesamten Stranges.
Wenn diese in einem ungünstigen, beispielsweise harmonischen Frequenzbereich liegt,
kann es u. a. zum Aufschwingen des Gießspiegels in der Kokille kommen. Ein derartiger
nachteiliger Betriebszustand läßt sich insbesondere durch einen nicht-sinusförmigen
Bewegungsablauf der Kokille vermeiden, wodurch eine periodisch auftretende Badspiegelschwankung
erfolgreich gedampft wird.
[0007] Aus dem Stand der Technik sind hydraulische Oszillationsantriebe für Hubtische von
Stranggießeinrichtungen bekannt, die eine Kokillenoszillation mit beliebigen Geschwindigkeitskurven
zulassen, beispielsweise entsprechend einer asymmetrisch Sinuskurve. Durch eine entsprechende
Kurvenform kann die positive und negative Stripzeit in optimale Bereiche aufgeteilt
werden, was sich vorteilhaft auf die Oszillationsmarken, deren Tiefe und Form auswirkt
und eine Verbesserung der Oberflächenqualität bewirkt.
[0008] Beispielsweise beschreibt das Dokument DE 37 04 793 C2 eine Kokillen-Hubvorrichtung
mit zwei an einem Hubtisch für die Stranggießkokille, oder direkt an dieser angelenkten,
drehbar antreibaren Exenterwellen. Zwischen Drehantrieb und den Exenterwellen ist
mindestens eine Gelenkwelle eingesetzt, bei welcher der von der Exenterwelle abgewandte
Gelenkkopf lageveränderbar angeordnet ist und die Gelenkköpfe gegeneinander verdrehbar
sind. Ein nicht-sinusförmiger Bewegungsablauf der Kokille wird bei dieser Vorrichtung
durch den bewußten Gebrauch eines Kardanfehlers erzeugt, welcher auftritt, wenn eine
Gelenkwelle nicht fluchtend zwischen den Wellen eingesetzt wird. Durch Veränderung
von Höhe und seitliche Verschiebung des Drehantriebes sind unterschiedliche, nichtsinusförmige
Bewegungsabläufe der Kokille realisierbar.
[0009] Das Dokument EP 0 121 622 B1 beschreibt eine Stranggießanlage unter Verwendung einer
in einem Rahmen gelagerten Kokille, welche durch eine elektrohydraulische Servoeinrichtung
in Schwingungen versetzt wird. Die Schwingungserzeugung wird gemäß einem von einem
Funktionsgenerator erzeugten vorgewählten Schwingungs-Ampitutensignal bei einer Frequenz
betrieben, welche höher als die Eigenfrequenz der Schwingungsvorrichtung ist.
[0010] Die noch unveröffentlichte Patentanmeldung 198 17 701.1 offenbart eine Einrichtung
zum Stranggießen von Stahl, bestehend aus einer in Gießrichtung oszillierenden, in
einem Hubtisch gehaltenen Stranggießkokille und mindestens einem auf den Hubtisch
wirkenden Oszillationsantrieb. Der Hubtisch ist mit unterhalb seiner Tischebene verlaufenden
Führungsblöcken ausgebildet, zwischen welchen ein stationärer Spannblock angeordnet
ist. Entlang der Kokillenschmalseiten sind unterhalb der Tischebene zu beiden Seiten
des Spannblocks jeweils zwischen bzw. in diesem und dem zu ihm benachbarten Führungsblock
im Abstand übereinander mindestens zwei einzelne, nachgiebig weiche Blattfedern in
zueinander sowie in Bezug auf die jeweiligen an der gegenüberliegenden Kokillenschmalseite
angeordneten Blattfedern paralleler Lage eingespannt. Der Oszillationsantrieb besteht
aus vier Hydraulikzylindern, von denen jeweils zwei an jeder Kokillenseite angeordnet
sind und mit ihrem einen Ende an den Führungsblöcken und mit ihrem anderen Ende an
einem ortsfesten Tragrahmen befestigt sind.
[0011] Eine in dem Dokument EP 0 732 978 B1 beschriebene Oszillationsvorrichtung benutzt
als Führung je Kokillenseite zwei übereinanderliegend eingespannte Blattfederpakete.
Hier ist je Seite ein Hydraulikzylinder mittig unter der Kokille angeordnet. Bei dieser
Lösung wurde auf den Hubtisch verzichtet - es wurde die Kokille unmittelbar auf den
Blattfedern gelagert.
[0012] Nachteil bei einer Führung mit eingespannten Blattfedern ist die Begrenzung der Hubhöhe,
die Aufnahme nur begrenzter Kräfte in Querrichtung der Blattfedern und die Federsteifigkeit
der Führungsfeder, welche sich bei nicht-sinusförmigen Kokillengeschwindigkeiten negativ
auf die Führungseigenschaft auswirkt.
[0013] Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
bekannte Oszillationsantriebe weiter zu verbessern und dabei eine besonders unkomplizierte
und kompakte Vorrichtung zur Entkoppelung der linearen Beziehung zwischen Gießgeschwindigkeit
und den Oszillations-Parametern Hub/Frequenz anzugeben, die insbesondere eine unerwünschte
Beeinflussung der Geschwindigkeitskurve durch eine Führung mit Federcharakteristik
vermeidet und eine beliebige Einstellung des Verhältnisses von Hub und Frequenz in
einer Vorrichtung von möglichst niedriger Bauhöhe verwirklicht.
[0014] Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten
Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Erfinderische
Ausgestaltungen des dabei verwendeten Konstruktionsprinzips sind in den Unteransprüchen
angegeben.
[0015] Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.
Es zeigen:
- Figur 1
- eine Vorrichtung zum Oszillieren einer Stranggießkokille in Seitenansicht,
- Figur 2
- die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Draufsicht,
- Figur 3
- die Vorrichtung in Frontansicht.
[0016] Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Vorrichtung zum Oszillieren einer Stranggießkokille
1, insbesondere zum Stranggießen von Dünnbrammen aus Stahl, umfassend die in Gießrichtungen
bzw. Gegenrichtung oszillierbare, auf zwei einzelnen Hubtisch-Einheiten angeordnete
Stranggießkokille 1, besitzt einen Oszillationsantrieb mit jeweils zwei, insgesamt
vier an einem ortsfesten Grundrahmen 3 mittels Gelenken 7, 7' angeordneten Hydraulikaggregaten
4, 4'.
Jeder Hubtisch 2 ist gelenkig mit dem oberen Teil des Hydraulikaggregates 4,4', und
dessen unteres Ende ist mit dem Grundrahmen 3 gelenkig verbunden. Jeder Hubtisch 2
ist von zu den Ebenen x-x; x'-x' parallelen Ebenen zwischen Grundrahmen 3 und Hubtisch
2 in horizontaler Lage gelenkig verbundenen Lenkern 9.9' geführt. Die Achsen sowohl
der Gelenke 6,6' sowie 7,7' an den Hydraulikaggregaten 4,4', als auch der Gelenke
8,8' an den Lenkern 9,9' sind zu den Ebenen x-x; x'-x' senkrecht ausgerichtet.
[0017] Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht in einer besonders unkomplizierten und kompakten
Konstruktion eine Entkoppelung der linearen Beziehung zwischen Gießgeschwindigkeit
und den Oszillations-Parameter Hub/Frequenz. Insbesondere wird durch die Anordnung
einer schwingungsneutralen Führung durch die Lenker 9,9' eine unerwünschte Beeinflussung
der Geschwindigkeitskurven vermieden und eine beliebige Einstellung der Verhältnisse
von Hub und Frequenz verwirklicht. Die Vorrichtung ist frei von Resonanzfrequenzen
und besitzt gute Führungseigenschaften in allen Ebenen.
[0018] Ein seitliches Verkanten der Vorrichtung wird dadurch verhindert, daß die Lenker
9, 9' verwindungssteife und mit hoher Quersteifigkeit ausgebildete Stahlprofile besitzen.
[0019] Wie hierzu aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich, sind die Lenker 9,9' an den Schmalseiten
10,10' der Kokille 1 angeordnet.
In alternativer Ausgestaltung der Vorrichtung kann beispielsweise vorgesehen sein,
daß die Führung der Hubtische 2 mit je einer Doppel-Lenker-Anordnung ausgebildet ist.
[0020] Ein wesentliches Merkmal der beanspruchten Vorrichtung besteht darin, daß die Hydraulikaggregate
4,4' in zu den Schmalseiten 10,10' der Kokille 1 parallelen Ebenen seitlich im Abstand
neben dem Hubtisch 2 angeordnet sind und daß die Hydraulikaggregate 4,4' doppelt wirkende
Servozylinder sind.
[0021] Die perspektivische Frontansicht der Vorrichtung in Figur 3 zeigt die Anordnung zweier
einzelner Hubtische je rechts und links unter der Kokille 1, welche vergleichsweise
kleine und kompakte Einheiten ausbilden. In deren dadurch entstehendem Zwischenraum
ergibt sich eine optimale Zugänglichkeit zu den einzelnen Konstruktionselementen 3
bis 9. Diese ermöglicht mit Vorteil einen schnellen Zugang zu diesen Elementen zwecks
Ein- und/oder Ausbau z. B. für Wartungsarbeiten oder Überprüfung der Wasseranschlüsse
der Kokillenkühlung bzw. beim Aufsetzen der Vorrichtung auf den Grundrahmen 3.
Bezugszeichenliste
[0022]
- 1.
- Stranggießkokille
- 2.
- Hubtisch
- 3.
- Grundrahmen
- 4.
- Hydraulikaggregat
- 5.
- Ausleger
- 6.
- Gelenk oben
- 7.
- Gelenk unten
- 8.
- Gelenk
- 9.
- Lenker
- 10.
- Schmalseite
1. Vorrichtung zum Oszillieren einer Stranggießkokille (1), insbesondere für das Stranggießen
von Dünnbrammen aus Stahl, umfassend eine oszillierbare Stranggießkokille (1), deren
Oszillationsantrieb mit an einem ortsfesten Grundrahmen (3) angeordneten Hydraulikaggregaten
(4,4') ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Stranggießkokille (1) auf zwei einzelnen Hubtischen angeordnet ist,
- daß der Hubtisch (2) mit dem oberen Teil (6) jedes Hydraulikaggregates (4,4') gelenkig,
und dessen unteres Teil mit dem Grundrahmen (3) gelenkig verbunden ist,
- daß der Hubtisch (2) mit dem Grundrahmen (3) mittels gelenkig verbundenen Lenkern
(9,9') geführt ist, und
- daß die Achsen der Gelenke (6,6') sowie der Gelenke (7,7') an den Hydraulikaggregaten
(4,4'), und die Achsen der Gelenke (8,8') an den Lenkern (9,9') parallel zueinander
ausgerichtet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lenker (9, 9') verwindungssteife und mit hoher Quersteifigkeit ausgebildete
Stahlprofile besitzen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lenker (9, 9') unter den Schmalseiten (10, 10') der Kokille (1) angeordnet
sind.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Führung der Hubtische (2) mit je einer Doppel-Lenker-Anordnung ausgebildet
ist.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß vier Hydraulikaggregate (4, 4') in zu den Schmalseiten (10, 10') der Kokille (1)
parallelen Ebenen (x - x; x' - x') unter dem Hubtisch (2) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hydraulikaggregate (4,4') doppelt wirkende Servozylinder sind.