(19)
(11) EP 3 661 671 B1

(12) EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45) Hinweis auf die Patenterteilung:
23.12.2020  Patentblatt  2020/52

(21) Anmeldenummer: 18733868.6

(22) Anmeldetag:  25.06.2018
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
B22D 11/128(2006.01)
(86) Internationale Anmeldenummer:
PCT/EP2018/066908
(87) Internationale Veröffentlichungsnummer:
WO 2019/025081 (07.02.2019 Gazette  2019/06)

(54)

LAGERUNG FÜR EIN SEGMENT IN EINER STRANGFÜHRUNG SOWIE STRANGFÜHRUNG

MOUNT FOR A SEGMENT IN A STRAND GUIDE AND STRAND GUIDE

PALIER POUR UN SEGMENT DANS UN CORSET DE GUIDAGE ET CORSET DE GUIDAGE


(84) Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

(30) Priorität: 04.08.2017 DE 102017213624
17.11.2017 DE 102017220637
04.12.2017 DE 102017221756

(43) Veröffentlichungstag der Anmeldung:
10.06.2020  Patentblatt  2020/24

(73) Patentinhaber: SMS Group GmbH
40237 Düsseldorf (DE)

(72) Erfinder:
  • KERP, Ulrich
    40237 Düsseldorf (DE)
  • STAVENOW, Axel
    40627 Düsseldorf (DE)

(74) Vertreter: Kross, Ulrich 
Hemmerich & Kollegen Patentanwälte Hammerstraße 2
57072 Siegen
57072 Siegen (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
EP-B1- 2 560 775
DE-A1- 2 602 935
EP-B1- 2 648 864
   
       
    Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft eine Lagerung für ein Segment in einer Strangführung unterhalb der Kokille einer Brammenstranggießanlage. Die Strangführung und deren Segmente dienen zum Führen eines Gießstrangs aus der Kokille in die Horizontale. Die Erfindung betrifft neben der Lagerung außerdem eine Strangführung mit der erfindungsgemäßen Lagerung. Die Erfindung findet Anwendung in Brammen- oder Dünnbrammenstranggießanlagen in den Ausführungsformen Bogenanlage, Vertikalabbiegeanlage oder Vertikalanlage.

    [0002] Im Stand der Technik sind Lagerungen für Segmente in einer Strangführung grundsätzlich bekannt. Insbesondere ist es bekannt, die Segmente jeweils mittels einstellbaren Anschlägen in der vertikalen und horizontalen Ebene in der Strangführung fest zu positionieren.

    [0003] Die Wärmeausdehnung eines Segmentes in der Stranggießanlage kann während des Gießbetriebes zu unerwünschten Spannungen führen, insbesondere wenn das Segment vollständig fest eingespannt ist. Um derartige Spannungen in Folge von Wärmeausdehnung zu vermeiden, ist es beispielsweise aus der internationalen Patentanmeldung WO 2011/131435 bekannt, die vier Auflagepunkte eines Segmentes auf einem Segmentträger einer Strangführung bezüglich Ihrer jeweiligen Freiheitsgrade unterschiedlich auszubilden. Konkret sieht die internationale Patentanmeldung vor, das Segment lediglich an einem ersten der Auflagepunkte fest zu verankern. Ein zweiter Auflagepunkt gestattet eine Verschiebung des Segmentes quer zur Gießrichtung und die beiden verbleibenden der vier Auflagepunkte gewährleisten eine Verschiebung des Segmentes in alle übrigen Richtungen. Das Segment selber ist damit grundsätzlich immer noch ortsfest an dem Segmentträger gelagert; gleichzeitig wird aber vorteilhafterweise einer thermischen Ausdehnung des Segmentes Rechnung getragen.

    [0004] Die Wärmeausdehnung nicht nur der Segmente, sondern auch der gesamten Stranggießanlage während des Gießbetriebs führt nachteiligerweise im Übergang von der Kokille zum Segment und im Übergang von benachbarten Segmenten zueinander zu Veränderungen der Positionen der Rollen der Segmente zu deren theoretisch-idealen Positionen im Rollenteppich. Diese Veränderungen verursachen Spannungen und Dehnungen an der Strangschale und führen zu unerwünschten Fehlern bei den produzierten Brammen. Aufgrund der Vielzahl variierender Einflussgrößen während des Gießbetriebs sind die Veränderungen im Rollenteppich nur näherungsweise kalkulierbar und messtechnisch nur mit sehr großem Aufwand erfassbar.

    [0005] Die EP 2 648 864 B1 offenbart sämtliche Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

    [0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Lagerung für ein Segment in einer Strangführung sowie eine bekannte entsprechende Strangführung dahingehend weiterzubilden, dass - insbesondere während des Gießbetriebs - der Einfluss der Wärmeausdehnung der Stranggießanlage auf die Übergänge noch weiter deutlich reduziert wird.
    Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 beanspruchte Lagerung gelöst. Demnach ist die erfindungsgemäße Lagerung dadurch gekennzeichnet, dass das Loslager ein Drehlager aufweist zum Schwenken des Segments um die y-Achse. Für die Definition der x-, y- und z-Richtung gilt das in der Figur angegebene Koordinatensystem. Dabei bezeichnet z die vertikale und x und y spannen eine Ebene in der Horizontalen auf. Insbesondere bezeichnet y die Breitenrichtung des Strangs und x die Richtung senkrecht zur breiten Oberfläche des Gießstrangs.

    [0007] Der Begriff "Segment" als Teil einer Strangführung meint einen Oberrahmen und einen Unterrahmen, an denen jeweils Strangführungsrollen drehbar gelagert sind. Der Oberrahmen und der Unterrahmen sind jeweils über typischerweise vier Zuganker oder Hydraulikzylinder miteinander verbunden. Die Strangführungsrollen des Oberrahmens und die Strangführungsrollen des Unterrahmens sind einander gegenüberliegend angeordnet und bilden einen Kanal zur Führung des Gießstrangs, wenn dieser aus der Kokille ausgezogen wird. In der Strangführung sind typischerweise eine Mehrzahl von Segmenten in Gießrichtung hintereinander angeordnet zum Führen des Gießstrangs.

    [0008] Die beanspruchte Festlegung des Segmentes in z- bzw. Gießrichtung stellt sicher, dass der frisch gegossene Strang kontinuierlich geführt wird, d. h. dass insbesondere keine unzulässig großen Abstände zwischen dem Ausgang der Kokille und dem ersten Segment oder zwischen benachbarten Segmenten in Gießrichtung entstehen, wo der Gießstrang nicht gestützt würde. Der weiterhin beanspruchte Freiheitsgrad in x- bzw. radialer Richtung gewährleistet vorteilhafterweise, dass sich das Segment aufgrund der gegebenenfalls in x-Richtung wirkenden Kräfte des Gießstrangs automatisch selber optimal positioniert, so dass die von dem Gießstrang auf das Segment wirkenden Kräfte möglichst minimal werden. Aufgrund des besagten Freiheitsgrades in x-Richtung verschiebt sich das Segment aufgrund der einwirkenden Kräfte des Gießstrangs jeweils automatisch so, dass der Übergang entweder an seiner Einlaufseite oder seiner Auslaufseite, d. h. zur Kokille oder zu einem benachbarten Segment sprungfrei bzw. glatt wird. Dadurch werden vorteilhafterweise Spannungen und Dehnungen an der Strangschale des Gießstrangs minimiert und die Produktqualität verbessert. Die Wärmeausdehnung der Stranggießanlage hat durch den beanspruchten Freiheitsgrad zumindest in x-Richtung keinen negativen Einfluss mehr auf die besagten Übergänge.

    [0009] Gemäß der Erfindung wird der Einfluss der Wärmeausdehnung der Stranggießanlage auf die Übergänge noch weiter deutlich reduziert, indem das erfindungsgemäße Loslager nicht nur einen Freiheitsgrad in x-Richtung, sondern zusätzlich auch einen rotatorischen Freiheitgrad gewährt. Zu diesem Zweck weist das erfindungsgemäße Loslager ein vorzugsweise integriertes Drehlager auf zum Schwenken des Segmentes um die y-Achse. Während mit der Gewährung des beanspruchten Freiheitsgrades in x-Richtung das Segment in der Regel entweder nur an seiner Eingangsseite zu der vorherigen Komponente (Kokille oder Segment) oder nur an seiner Ausgangsseite zu dem nachfolgenden Segment ausgerichtet werden kann, ermöglicht das zusätzlich beanspruchte Drehlager auch eine gleichzeitige Ausrichtung des Segmentes sowohl an seiner Eingangs- wie auch an seiner Ausgangsseite zu den jeweils benachbarten Komponenten der Stranggießanlage.

    [0010] Die gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel beanspruchte Lagerung des Segmentes auf Höhe ihres Schwerpunktes bietet den Vorteil, dass das so gelagerte Segment von sich aus nicht zu einer Kippbewegung innerhalb des Drehlagers neigt, sondern stattdessen in jeder Drehposition bzw. Winkellage kräftemäßig neutral gelagert ist. Deshalb entstehen, wie gesagt, keine Kippmomente des Segmentes um seine Drehachse, die ansonsten nachteiligerweise von dem Gießstrang kräftemäßig kompensiert werden müssten, um das Segment bezüglich seiner Übergänge optimal zu positionieren. Insofern wirkt sich auch die Lagerung des Segmentes in seinem Schwerpunkt vorteilhaft auf die Qualität des Gießstrangs aus.

    [0011] Eine noch weiter optimierte Lagerung kann dadurch gebildet werden, dass sie einen Freiheitsgrad nicht nur in x-Richtung und rotatorisch, sondern zusätzlich auch in y-Richtung, d. h. in Breitenrichtung des Gießstrangs gewährt. Die Selbstausrichtung des Segmentes funktioniert dann noch weiter verbessert.

    [0012] Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird bezüglich der Strangführung durch den Gegenstand des Anspruchs 6 gelöst. Die Vorteile dieser Lösung entsprechen den oben mit Bezug auf die beanspruchte Lagerung genannten Vorteilen. Weitere Ausführungsbeispiele der beanspruchten Lagerung und der beanspruchten Strangführung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

    [0013] Der Beschreibung ist eine Figur beigefügt, welche eine Stranggießeinrichtung mit der erfindungsgemäßen Lagerung zeigt. Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben.

    [0014] Die Figur zeigt die Stranggießeinrichtung 100. Sie umfasst eine Kokille 110 und eine der Kokille in Gießrichtung R nachgeordnete Strangführung 120. Die Strangführung 120 besteht aus einer Mehrzahl von Segmenten 25, welche in Gießrichtung R hintereinander angeordnet sind. Zwischen der Kokille 110 und dem ersten Segment können Fußrollen 115 angeordnet sein. Der Oberrahmen und der Unterrahmen eines Segmentes sind in der Figur beispielhaft über Hydraulikzylinder 23 miteinander verbunden. Das der Kokille - abgesehen von den Fußrollen 115 - nachgelagerte erste Segment ist über die erfindungsgemäße Lagerung 10 an der Festseite 28 der Strangführung 120 gelagert. Erfindungsgemäß ist diese Lagerung 10 als Loslager so ausgebildet, dass sie das Segment 25 in z-Richtung festlegt. Zumindest in x-Richtung ist das Segment 25 jedoch frei verschiebbar gelagert. Weiter vorzugsweise kann das Segment 25 auch rotatorisch um die y-Achse frei drehbar gelagert sein. Dazu ist dann in dem Loslager ein Drehlager integriert. Schließlich besteht weiterhin zusätzlich die Möglichkeit, dass das Loslager auch einen Freiheitsgrad in y-Richtung, d. h. in Breitenrichtung des Gießstrangs bzw. in Längsrichtung der Strangführungsrollen 123 gewährt. Je nach Anzahl der gewährten Freiheitsgrade ist das Loslager in Form eines Gleit-, Auf- oder Verschiebelagers ausgebildet, gegebenenfalls mit dem Drehlager integriert.

    [0015] Die erfindungsgemäße Lagerung kann grundsätzlich bei jedem beliebigen Segment, vorzugsweise auch bei einer Mehrzahl von Segmenten in der Strangführung zur Anwendung kommen. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung jedoch bei dem ersten Segment in der Strangführung hinter der Kokille, weil dann die Schale des Gießstrangs noch relativ dünn ist und der Gießstrang deshalb besonders empfindlich auf Sprünge im Übergang zwischen der Kokille und dem ersten Segment, aber auch im Übergang des ersten Segmentes zum zweiten Segment reagiert. Aufgrund seiner dann erst begrenzten Erstarrung ist es vorteilhaft, wenn sich das insbesondere erste Segment auch bei bereits geringen Kräften des Gießstrangs automatisch selber optimal ausrichten kann. Dies wird durch die bei der erfindungsgemäßen Lagerung gewährten Freiheitsgrade gewährleistet.

    Bezugszeichenliste



    [0016] 
    10
    Lagerung, insbesondere Loslager
    20
    Strangführung
    23
    Hydraulikzylinder
    25
    Segment
    26
    Rollenpaar
    28
    Segmentträger/Festland/Festseite
    100
    Stranggießeinrichtung
    110
    Kokille
    115
    Fußrollen
    120
    Strangführung
    123
    Strangführungsrolle
    R
    Gießrichtung
    x, y, z
    Richtung



    Ansprüche

    1. Lagerung (10) für ein Segment (25) in einer Strangführung (20), wobei die Lagerung (10) das Segment (25) mit der Festseite (28) der Strangführung verbindet, wobei die Lagerung als Loslager so ausgebildet ist, dass das in ihr gelagerte Segment (25) in z-Richtung festgelegt, aber in x-Richtung frei beweglich ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Loslager (10) ein Drehlager aufweist zum Schwenken des Segments (25) um die y-Achse.
     
    2. Lagerung (10) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Drehlager in das Loslager integriert ist.
     
    3. Lagerung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der segmentseitige Teil der Lagerung, insbesondere des Drehlagers, auf Höhe des Schwerpunktes des Segmentes angeordnet ist.
     
    4. Lagerung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Loslager (10) so ausgebildet ist, dass das in ihr gelagerte Segment (25) zusätzlich auch in y-Richtung frei beweglich ist.
     
    5. Lagerung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Loslager (10) ausgebildet ist in Form eines Gleit-, Auf- oderVerschiebelagers, gegebenenfalls mit dem vorzugsweise integrierten Drehlager.
     
    6. Strangführung (20) zum Führen eines Gießstrangs in einer Stranggießlage, wobei die Strangführung (20) aufweist:

    mindestens ein Segment (25) mit einer Mehrzahl von Rollenpaaren (26) zum Führen des Gießstrangs; und

    einen festseitig angeordneten Segmentträger mit einer Lagerung zum Tragen und Lagern des Segmentes (25);

    dadurch gekennzeichnet,

    dass die Lagerung (10) ausgebildet ist nach einem der vorangegangenen Ansprüche zum Lagern des Segmentes (25) an dem Segmentträger (28).


     
    7. Strangführung (20) nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass es sich bei dem Segment (25) um das erste Segment in der Strangführung in Gießrichtung R handelt.
     


    Claims

    1. Mount (10) for a segment (25) in a strip guide (20), wherein the mount (10) connects the segment (25) with the fixed side (28) of the strip guide, wherein the mount is so constructed as a movable bearing that the segment (25) mounted therein is fixed in z direction, but freely movable in x direction, characterised in that the movable bearing (10) comprises a rotary bearing for pivotation of the segment (25) about the y axis.
     
    2. Mount (10) according to claim 1, characterised in that the rotary bearing is integrated in the movable bearing.
     
    3. Mount according to claim 1 or 2, characterised in that the segment-side part of the mount, particularly the rotary bearing, is arranged at the level of the centre of gravity of the segment.
     
    4. Mount (10) according to any one of the preceding claims, characterised in that the movable bearing (10) is so constructed that the segment (25) mounted therein is in addition also freely movable in y direction.
     
    5. Mount (10) according to any one of the preceding claims, characterised in that the movable bearing (10) is constructed in the form of a slide bearing, support bearing or shift bearing, in a given case with the preferably integrated rotary bearing.
     
    6. Strip guide (20) for guiding a cast strip in a continuous casting plant, wherein the stirp guide (20) comprises:

    at least one segment (25) with a plurality of roller pairs (26) for guiding the cast strip; and

    a segment support, which is arranged at the fixed side, with a mount for supporting and mounting the segment (25);

    characterised in that

    the mount (10) is constructed in accordance with any one of the preceding claims for mounting the segment (25) on the segment support (28).


     
    7. Strip guide (20) according to claim 6, characterised in that the segment (25) is the first segment in the strip guide in casting direction R.
     


    Revendications

    1. Palier (10) destiné à un segment (25) dans un guidage de barre (20) ; dans lequel le palier (10) relie le segment (25) au côté fixe (28) du guidage de barre ; dans lequel le palier est réalisé sous la forme d'un palier libre d'une manière telle que le segment (25) qui y est monté est monté à demeure dans la direction des z, mais est librement mobile dans la direction des x ;
    caractérisé
    en ce que le palier libre (10) présente un palier rotatif qui est destiné au pivotement du segment (25) autour de l'axe des y.
     
    2. Palier (10) selon la revendication 1,
    caractérisé
    en ce que le palier rotatif est intégré dans le palier libre.
     
    3. Palier (10) selon la revendication 1 ou 2,
    caractérisé
    en ce que la partie du palier, en particulier du palier rotatif, du côté du segment, est disposée à la hauteur de centre de gravité du segment.
     
    4. Palier (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
    caractérisé
    en ce que le palier libre (10) est réalisé d'une manière telle que le segment (25) qui y est monté est en outre librement mobile également dans la direction des y.
     
    5. Palier (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
    caractérisé
    en ce que le palier libre (10) est réalisé sous la forme d'un palier lisse, d'un palier du type à glissement ou d'un palier du type à coulissement, de manière facultative avec le palier rotatif qui y est de préférence intégré.
     
    6. Guidage de barre (20) destiné au guidage d'une barre de coulée dans une installation de coulée continue; dans lequel le guidage de barre (20) présente :

    au moins un segment (25) possédant une multitude de paires de galets (26) pour le guidage de la barre de coulée ; et

    un support de segment disposé du côté fixe, qui comprend un palier pour le support et pour le montage du segment (25) ;

    caractérisé

    en ce que le palier (10) est réalisé de manière conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, pour le montage du segment (25) contre le support de segment (28).


     
    7. Guidage de barre (20) selon la revendication 6,
    caractérisé
    en ce que, en ce qui concerne le segment (25) il s'agit du premier segment dans le guidage de barre dans la direction de coulée R.
     




    Zeichnung








    Angeführte Verweise

    IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



    Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

    In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente