Die Erfindung bezieht sich auf eine Bandgiessmaschine zur Erzeugung eines Metallbandes, mit zwei nebeneinander angeordneten, einen Giessspalt bildenden Giessrollen sowie mit Seltenabdichtungen, die beidseits der Giessrollen je eine stimseitig an die Giessrollen anrückbare Dichtplatte aufweisen, wobei die jeweilige Dichtplatte derart an die beiden Stirnselten der Giessrollen anrückbar ist, dass mit ihr eine im erwärmten Betriebszustand sehr genaue Auflage an den Stirnseiten der Giessrollen ermöglicht wird, wobei die an die Giessrollen anstellbare oder anpressbare Dichtplatte in dreidimensionaler Bewegungsrichtung schwimmend auf Kolben gelagert ist.
Bei einer gattungsmässigen Bandgiessmaschine nach der EP-A-0714 716 besteht die Einrichtung für die Seitenabdichtung der Giessrollen aus feuerfesten Dichtplatten, die jeweils gegen zwei auf der gleichen Seite befindlichen Stirnseiten der Giessrollen angepresst werden und mlt ihnen hierbei verhindert wird, dass die zwischen die Giessrollen eingefüllte Stahlschmelze seitlich wegfliessen kann, sondern wie in einer herkömmlichen Kokille ein Metallbad entsteht. Diese Dichtplatten sind während der Anpressung aufgrund der drehenden Giessrollen einem Reibungsverschleiss ausgesetzt und dies bei einervom Metallbad entstehenden starken Hitzebelastung. Die Dichtplatten sind mit einer Anpresseinrichtung verbunden, die so konstruiert ist, dass zwangsläufig ein nachteiliges Verschleissbild an den Dichtplatten entsteht. Es bleibt somit eines der Hauptprobleme bei einer solchen Giessmaschine ungelöst, dass die Seitenabdichtungen während der gesamten Giessdauer eine sichere Abdichtung bieten müssen.
Bei kleineren Giessrollen-Durchmessem zwischen ca. 500 und 800 Millimetern sind entsprechend kleinere Schmalseitenabdichtungen vorzusehen. Aufgrund des kleinen Metallbactvolumens entstehen jedoch unruhige Badspiegeloberflächen. Demgegenüber sind bei Giessrollen mit grösserem Durchmesser, bei ca. 1500 Millimetern, die Badspiegeloberflächen aufgrund des voluminöseren Bades ruhiger, was vorteilhaft ist. Dagegen sind grössere und aufwendigere Seitenabdichtungen erforderlich. Durch Fertigungs- und Montagetoleranzen und unterschiedliche Erwärmung der Giessrollen durch mögliche Ablagerungen ist es möglich, dass die Dichtkanten bzw. Dichtflächen der Rollen zueinander nicht genau in Linie stehen.
Aus der japanischen Offenlegungsschrift JP 4-224052 A ist bei einer Bandgiessmaschine mit zwei Giessrollen bekannt, die Reibungskräfte zwischen einer Dichtplatte und den Stimwänden der Giessrollen zu messen und hiemach die Anpresskräfte auf die Dichtplatte zu ändern. Hierdurch soll unsymmetrischer Verschleiss an der Dichtplatte vermindert werden und die Gefahr von Leckagen von geschmolzenem Metall verhindert werden. Die Anpresskräfte werden über drei Hydraulikzylinder auf die Dichtplatte übertragen. Die Dichtplatte ist starr in einer axialen Richtung in einer Führungshülse geführt, was nachteilig ist.
In dem Dokument EP 0 806 997 wird eine Zweiwalzen-Giessanlage beschrieben. Die Dichtplatte für die zwei Giesswalzen besteht aus einem oberen und einem unteren Teil. Der untere Dichtplattenteil wird mit erheblich höherem Druck gegen den Zwickel der Stimseite der beiden Giesswalzen gepresst als der obere Teil. Der obere Dichtplattenteil wird mittels dreier Zylinder gegen die Walzen gedrückt. Der aufgebrachte Zylinderdruck ist gleichmässig auf alle Zylinder verteilt. Das Verschleissbild der Dichtplatte ist zwangsläufig ungleichmäßig, auch wenn eine sogenannte Federrückführung für den einzelnen Druckzylinder als Rückstellkraft vorgesehen ist. Die Gefahr von Leckagen durch frühzeitigen Verschleiss der Dichtplatten bleibt hoch.
Das Dokument EP 0 692 330 B1 befasst sich mit dem Bandgiessen zwischen zwei Giesswalzen, deren Stirnseiten mittels Verschlusswänden abgedichtet sind. Zur permanenten Ermittlung des Berührungszustandes zwischen den Stirnseiten der Walzen und den Verschlusswänden werden die Reibungsbedingungen gemessen und mit vorgegebenen Einstellwerten verglichen. Mit den Vergleichsergebnissen wird wenigstens ein Giessparameter gesteuert. Auch kann die Stellung der Verschlusswand mittels der Grösse der Reibungsbedingungen gesteuert werden. Hierzu ist die Verschlusswand von einer Anordnung gehalten, die an einem in Walzenrichtung verschiebbaren Hauptschlitten und einem Sekundärschlitten besteht, der waagerecht am Hauptschlitten geführt ist. Damit kann die Verschlusswand in zwei Ebenen justiert werden, um den Druck bzw. die Kräfte auf die Verschlusswand in vertikaler und horizontaler Richtung zu messen. Diese Messanordnung beseitigt jedoch nicht die Gefahr von Undichtigkeiten der Verschlusswände infolge ungleichmässlgen Verschleisses.
in einem weiteren Dokument EP 0 698 433 B1 ist eine Doppelroll-Stranggiessmaschine mit angedrückten Seitenwänden zum Stranggiessen dünner Metallbänder beschrieben. Die Seitenwände sind mit einer Druckplatte und einer Tragplatte verbunden, so dass die Seitenwände in axialer Richtung zu den Giesswalzen und senkrecht zu dieser Richtung beweglich sind. Zwischen Druckplatte und Tragplatte sind mehrere Druckfedern eingefügt, die auf die Seitenwände einwirken. Jede Seitenwand ist von einem gekühlten Ring umgeben. Die Druckplatte wird von einem Wagen getragen, der in axialer Richtung beweglich ist. Auf dem Wagen befindet sich ein Verstellzylinder, der an der Druckplatte angreift. Diese vorbekannte Konstruktion ist jedoch nicht in der Lage, eine ungleichmässige Abnutzung der Seitenwände nachhaltig zu verhindern und die erforderliche Dichtigkeit zwischen Giesswalzen und Seitenwänden über mehrere Giesssequenzen zu gewährleisten.
Das Dokument WO 00/32 332 zeigt eine Zweirollengießeinrichlung zur Erzeugung eines Metallbandes, bei der an die Stirnseiten der Gießrollen Dichtplatten angestellt werden. Die dreierkförmigen Dichtplatten werden von drei Anstellzylindern druckbeaufschlagt, die jeweils an den Eckpunkten angreifen. Die Anstellzylinder stützen sich dabei gegen einen stationären Rahmen ab. Diese Maßnahmen ermöglichen zwar eine räumliche Bewegung der Dichtplatten, verhindern aber nicht eine ungleichmäßige Druckausübung mit der Folge einer unerwünschten schnellen Abnutzung der Dichtflächen der Dichtplatten.
Das Dokument WO 96/20800 offenbart eine Bandgießmaschine zur Erzeugung eines Metallbandes, mit zwei nebeneinander angeordneten, einen Gießspalt bildenden Gießrollen sowie mit Seitenabdichtungen, die beidseits der Gießrollen je eine stimseitig an die Gießrollen andrückbare Dichtplatte aufweisen, wobei die Dichtplatte derart an die beiden Stirnseiten der Gießrollen andrückbar ist, dass die Dichtplatte in dreidimensionaler Bewegungsrichtung schwimmend auf Kolben gelagert ist.
[0010] Ausgehend von diesen Voraussetzungen wurde der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde gelegt, eine Bandgiessmaschine nach der eingangs erwähnten Gattung derart weiter zu entwickeln, dass mit Ihr eine während der gesamten Giessdauer erforderliche Dichtheit bei den Seitenabdichtungen ermöglicht wird und dies bei einem Einsatz eines optimalen Giessrollendurchmessers. Ferner soll mit ihr eine schnelle Zustellung und nach erfolgter Auswechslung eine betriebssichere Fahrweise mit diesen Seitenabdichtungen erzielt werden.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der die Dichtplatte aufnehmende Tragrahmen über Gelenkverbindungen an einer Verbindungsplatte gelagert ist, die am Trägerelement schwimmend gehalten ist, wobei der Tragrahmen über eine elastische Verbindung zwischen ihm und der Verbindungsplatte permanent an die Kolben angedrückt ist. Hierdurch wird eine auch im erwärmten Betriebszustand sehr genaue Auflage an den Stirnseiten der Giessrollen ermöglicht und der Verschlelss der Dichtplatte auf ein Minimum reduziert.
Bei einer sehr vorteilhaften Ausführung ist wenigstens eine der Giessrollen zur möglichst planen Ausrichtung ihrer Stirnseiten zueinander, insbesondere axial ausrichtbar und die Ausrichteinrichtung wenigstens eine an einem Ende einer Giessrolle angreifende, bspw. als Hydraulikzylinder oder als Spindeltrieb ausgebildete, Verstelleinrichtung und eine am anderen Ende der Giessrolle angreifende bspw. als Plunger ausgebildete Druckeinrichtung umfasst.
Mit dieser erfindungsgemässen Bandgiessmaschine ergibt sich eine optimale Seitenabdichtung der Giessrollen, die auch eine einwandfreie und über die gesamte Giesszeit dauerhafte Funktionstüchtigkeit bei grossen Giessrollen im Durchmesserbereich von über einem Meter bietet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie weitere Vorteile derselben sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig.1 zeigt eine Bandgiessmaschine 20 eines in einem kontinuierlichen Giessverfahren erzeugbaren Metallbandes 15, insbesondere eines Stahlbandes. Diese Bandgiessmaschine 20 steht auf einer angedeuteten Stahlstruktur 12 und wird von einem über ihr stehenden Verteilergefäss mit Metallschmelze versorgt, wie dies bei an sich herkömmlichen Stranggiessanlagen bekannt ist. Zweckmässigerweise weist das Verteilergeläss eine mit einem Stopfen oder dergleichen verschliessbare Ausgussöffnung auf, durch welches die Schmelze abfliessen kann.
Zur Hauptsache hat diese Bandgiessmaschine 20 zwei im wesentlichen parallel nebeneinander angeordnete Giessrollen 22, 24 mit annähernd horizontalem Drehachsenverlauf, wobei an beiden Stirnseiten je eine Seitenabdichtung 25 anpressbar ist, wodurch eine rundum geschlossene Öffnung mit einem nach unten hin offenen Giessspalt gebildet ist. Die Giessrollen 22, 24 sind beidseits auf je einem Maschinenständer 32 drehbar gelagert und von je einem Motor gesteuert angetrieben. Die auf einer angedeuteten Stahlstruktur 12 oder dergleichen stehende Bandgiessmaschine 20 ist hierbei von einem Gehäuse 30 umschlossen, so dass dieses Bandgiessen mit einem Schutzgas, von der Luft abgedichtet, erfolgen kann. Auf der Oberseite des Gehäuses 30 sind zu dessen Öffnung bzw. Schliessung Schiebetüren 35 vorhanden.
Diese Seitenabdichtungen 25 weisen jeweils eine von einem Anpressmittel stirnseitig an die Giessrollen 22, 24 andrückbare Dichtplatte 61 auf, die eine mechanische Abdichtung erzeugen. Diese dreieckförmigen, aus einem feuerfesten Material bestehenden Dichtplatten 61 decken annähernd den oberen Teil der Stirnseiten 22', 24' der Giessrollen ab.
Erfindungsgemäss ist die jeweilige Dichtplatte 61 derart an die beiden gleichseitigen Stirnseiten 22', 24' anpressbar, dass mit ihr eine im erwärmten Betriebszustand sehr genaue Auflage an den Stirnseiten der Giessrollen ermöglicht ist.
Gemäss Fig.2 und Fig.3 ist die jeweilige Dichtplatte 61 zu diesem Zwekke von dem Anpressmittel gegen die Giessrollen-Stirnseiten 22', 24' verschiebbar angeordnet und ausserdem über ein Gelenkmittel, vorliegend über ein Kugelgelenk 81, schwimmend gelagert, um einen konstant bleibenden Anpressdruck und eine genaue parallele Anordnung ihrer Dichtfläche 61' zu den beiden in einer Ebene verlaufenden Stirnseiten der Giessrollen zu erzielen.
Das Anpressmittel weist wenigstens eine, vorzugsweise drei annähernd rechtwinklig zur Dichtplatte 61 verstellbare Anpresszylinder 71 mit je einem Kolben 72 auf, welche in der Art einer Dreipunktauflage über einen Tragrahmen 64, 65 einen annähernd konstanten steuerbaren Anpressdruck auf die jeweilige Dichtplatte 61 ausüben, wobei diese Anpresszylinder 71 zweckmässigerweise die aufgrund der Anordnung der Giessrollen annähernd dreieckförmige Dichtplatte 61 jeweils in je einem ihrer Eckbereiche beaufschlagen.
Der die Dichtplatte 61 aufnehmende Tragrahmen 64, 65 ist über Gelenkverbindungen 66, 67 an einer Verbindungsplatte 80 gelagert, die ihrerseits durch das Kugelgelenk 81 am Trägerelement 41, 41' schwimmend gehalten ist, wobei derTragrahmen 64, 65 über eine elastische Verbindung, namentlich eine einstellbare Zugfeder 68 mit Anker, zwischen ihm und der Verbindungsplatte 80 permanent an die Kolben 72 der Anpressmittel angedrückt ist. Die Gelenkverbindungen sind von je einem annähernd horizontal und einem vertikal angeordneten Gelenkhebel 66, 67 gebildet, wobei diese Gelenkhebel 66, 67 am einen Ende am Tragrahmen 64 und am anderen Ende an der Verbindungsplatte 80 ebenfalls sphärisch gelagert sind, so dass sich die Dichtplatte 61 parallel zur Verbindungsplatte 80 in drei Bewegungsrichtungen bewegen lässt. Mit dieser optimalen Lagerung der Dichtplatte 61 kann auf jeden Fall ein Klemmen oder Sperren derselben auch im erwärmten Zustand der gesamten Seitenabdichtung dauerhaft ausgeschlossen werden.
Ausserdem ist beim Kugelgelenk 81 ein vorstehender Zentrierzapfen 82 vorgesehen, mittels dem eine Zentrierung des Trägerelementes 41 zu der Einrichtung 86 bewerkstelligt werden kann. Ein Exzenter 83 oder dergleichen ermöglicht eine Vertikalzentrierung der Seitenabdichtung 25 zum Tragarm 41. Ein flexibles Halteelement 84 ist zwischen der Verbindungsplatte 80 und dem Kopfteil 41' des Trägerelementes 41 vorgesehen. Eine Anschlagschraube 86 an diesem Kopfteil 41' begrenzt den Schwenkbereich der Platte 80.
In Fig.1 ist ferner noch verdeutlicht, dass das die Seitenabdichtungen 25 haltende Trägerelement 41 einem Manipulator 40 zugehört, mittels dem die jeweilige Seitenabdichtung seitlich zu den Giessrollen 22, 24 zu- bzw. weggeführtwerden kann. Die Seitenabdichtungen 25 werden, nachdem sie vom Manipulator 40 in die Stellung seitlich der Giessrollen 22, 24 zugeführt worden sind, von einer am Maschinenständer 32 der Giessrollen angeordneten Einrichtung 85 zentriert und deren Zylinder 71 mit einem jeweiligen Antriebsorgan verbunden, im umgekehrten Sinne können die Seitenabdichtungen 25 nach dem Lösen der Einrichtung 85 vom Manipulator für die Wartung weggeführt werden. Die Einrichtung 85 ist in dem Ständer 32 angeordnet; sie könnte aber auch am Manipulator vorhanden sein.
Ein Überwachungs- und Regelungssystem bei diesen Seitenabdichtungen 25 ermöglicht eine optimale Einstellung der auf die Dichtplatte 61 drückenden Anpressmittel und eine präventive Überwachung und Früherkennung von Störungen, Leckagen oder ähnlichem mit einer on-line Störungsbehebung insbesondere bei der Dichtplatte.
In Fig. 4 ist eine Vorrichtung zum axialen Verschieben und Ausrichten der abzudichtenden Stirnseiten 22' der Giessrollen 22 zueinander dargestellt. Die Giessrolle 22 besteht aus einer stillstehenden Achse 1 mit Achsenzapfen 2, der seinerseits auf einem Ständer 3 abgestützt ist. Die Giessrolle 22 umfasst ein ringförmiges Stützelement 4, welches mit dem zylinderförmigen Mantel 5 mittels einer Keilverspannung 6 verbunden ist. Der Mantel 5 ist an seinem Umfang mit axial verlaufenden Kühlbohrungen 7 versehen, welche mit weiteren Kühlmittel zu- und abführenden Bohrungen 9, 10, 11 im Stützelement 4, in der Achse 1 und im Ständer 3 in Verbindung stehen. Der Mantel 5 und das Stützelement 4 sind mit den Lagern 8 auf der Achse 1 drehbar gehalten und werden von einer nicht näher dargestellten Motor/Getriebe-Einrichtung angetrieben. Zwecks ebenflächiger Ausrichtung der Stirnflächen 22' der Giessrolle 22 zu den Stirnflächen der anderen, nicht dargestellten, Giessrolle ist der Mantel 5 zusammen mit dem Stützelement 4 auf der stillstehenden Achse 1 verschiebbar angeordnet. Die Verschiebung erfolgt mit einer ringförmigen, doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-einheit 13, die sowohl dem Stützelement 4 als auch der Achse 1 zugeordnet ist und am Ende der Giessrolle 22 eingebaut ist. Ein Kolbenring 14 am Stützelement 4 greift mit Abstand in eine umlaufende Nut 16 der Achse 1 ein, so dass beidseits des Kolbenringes 14 Zylinderkammern 17 entstehen, die jeweils mit einem Druckmedium über Druckleitungen mit Drücken p1 und p2 beaufschlagt werden. Mit Hilfe eines Druckunterschiedes ± Δp wird eine axiale Verschiebung des Stützelementes 4 und damit der Stirnseite 22' der Giessrolle 22 um bspw. 8 mm jeweils zur einen oder anderen Seite bewirkt. Eine ggfs. zweite Verschiebeeinrichtung oder eine Druckeinrichtung kann auch am anderen Gießrollenende angeordnet sein.
Eine alternative Ausbildung einer Verstelleinrichtung 13 ist in Fig. 5 dargestellt. Auf der stillstehenden Rollenachse 1 ist der zylindrische gekühlte Mantel 5 gezeigt mit seinen Kühlbohrungen 7. Der Mantel 5 ist über Stützelemente 4 auf der Achse 1 abgestützt. Das eine Stützelement 4' ist mit dem Mantel 5 verbunden und ist bspw. mittels eines Radiallagers 18 auf der Achse 1, drehbar gehalten. Das andere Stützelement 4" ist mit der Achse 1 verbunden, wobei der Zylindermantel 5 bspw. mittels eines Axiallagers 19 drehbar auf dem Stützelement 4" abgestützt ist. Zwischen den Stützelementen 4' und 4" ist auf der Achse 1 eine elektromagnetische Bremse 21 angeordnet. Zwecks ebenflächiger Ausrichtung der Stirnseiten 22' der Giessrolle 22 zu den Stirnseiten der anderen -nicht dargestellten- Giessrolle wird die Achse 1 zusammen mit dem Zylinder 5 in axialer Richtung verschoben. Hierzu greift an der einen Seite der Achse 1 eine bspw. als Kolben-Zylinder-Einheit 27 mit Rückstellfeder 28 ausgebildete Verstelleinrichtung 26 an. Auf der anderen Seite der Achse 1 befindet sich eine Druckeinrichtung 29, die bspw. als doppelt wirkender Plunger 33 ausgebildet ist. Die Verstelleinrichtung kann gleichwirkend als Spindelantrieb ausgebildet sein, wobei die Druckeinrichtung eventuelles mechanisches Spiel minimiert.
Die Erfindung ist mit den oben erläuterten Ausführungsbeispielen ausreichend dargetan. Sie liesse sich jedoch noch in anderen Varianten darstellen. So könnte eine Seitenabdichtung 25 vorgesehen sein, die eine mechanische Anstellung und/oder eine magnetische Abdichtung beinhaltet.