Verfahren und Vorrichtung zum Justieren einer Strangfiihrung auf die unmittelbar vorgeordnete Stranggiesskokille
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Justieren einer Strangführung auf die unmittelbar vorgeordnete Stranggiesskokille, wobei ein die Justiermasse in den Bereich dieser Strangführung übertragender Körper in die Kokille eingebracht wird.
Beim Stranggiessen, insbesondere von Stahl, bildet sich in der Kokille ein Strang mit relativ dünner Kruste, Erst in der der Kokille nachfolgenden Kühlzone wird der Strang zur vollständigen Erstarrung gebracht. Zur Stützung dieser dünnen Kruste sind in der Regel der Kokille unmittelbar nachfolgend Strangführungselemente wie Rollen, Kühlplatten, Kühlgitter usw. oder Kombinationen solcher Elemente angeordnet. Die Führungselemente können mit der Kokille verbunden und mitoszillieren oder feststehend angeordnet sein. Es ist üblich, für Knüppel- und Bloomanlagen mitoszillierende Rollen und bei Brammenanlagen feststehende Platten, Gitter oder Rollen der Kokille nachzuordnen.
Die der Kokille nachfolgende Strangführung hat neben der Aufgabe der Stützung der dünnen Kruste den Zweck, den Strang gegenüber der Kokille in einer zentrischen Lage zu halten, um zu Durchbrüchen führende Beanspruchungen dieser Kruste, ungleichmässige Kühlung des entstehenden Stranges in der Kokille und einen übermässigen Kokillenverschleiss zu vermeiden. Bei Knüppel- und Bloomanlagen bleibt durch eine gute Zentrierung der Kontakt zwischen der Kokille und der Strangkruste und damit deren Kühlung über den ganzen Umfang gleichmässig erhalten, wodurch die Bildung von spiesskantigen Strangquerschnitten vermieden wird.
Es ist aus der Praxis bekannt, bei Stranggiessanlagen mit gebogener Kokille den unmittelbar der Kokille nachfolgenden Teil derStrangführung mit einemLehrenkörper oder beigeraden Kokillen beispielsweise mit einem Lineal auszurichten. Bei Bogenanlagen sind solche Körper entsprechend dem Format und dem Bogenradius der Maschine zu bearbeiten. Um Justiermasse für die Strangführung in deren Bereich zu übertragen, dienen die Kokillenflächen dem Körper als Auflage.
Die Fertigung von Kokillen und entsprechenden Körpern ist nur innerhalb bestimmter Masstoleranzen möglich. Damit der Körper in die Kokille eingeschoben werden kann, muss der Querschnitt des Körpers auf Untermass in der Grössenordnung von mindestens einem Millimeter hergestellt werden.
Für Bogenkokillen wird der Körper in der Praxis auf ein Untermass von etwa 2 mm bearbeitet, weil sowohl der Bogenradius als auch der Querschnitt von Kokille und Körper vom Soll-Mass abweichen kann. Es ist deshalb schon bei neuen Kokillen mit parallen Wänden zeitaufwendig und schwierig den Körper in der Kokille so zu fixieren, dass die fabrikatorisch bedingten Massabweichungen eine nur geringe Auswirkung auf die zentrische Lage des Körpers im Bereich der Strangführung ausüben und dass eine Justierung ohne nachteilige Wirkungen auf die Strangqualität erreicht wird. Bekanntlich werden solche nachteiligen Wirkungen bereits bei einer Versetzung zwischen Kokille und Strangführung von wenigen Zehntelmillimetern erhalten. Bei konischen oder teilkonischen Bogenkokillen bereitet die zentrische Fixation des Körpers in der Kokille gegenüber parallelen Kokillen noch zusätzliche Schwierigkeiten.
Eine genaue Justierung bei Kokillen mit teilweise verschlissenen Kokillenwänden, d.h.
mit normalen Abnützungserscheinungen, ist auch mit grossem Zeitaufwand nicht möglich, weil der Körper auf den Ist-Zustand der Kokille keine Rücksicht nimmt. Die Genauigkeit der Justierung bei solchen abgenutzten Kokillen ist vielfach erst an der Qualität des Stranges und am weiteren Kokillenverschleiss sichtbar. Ein zusätzlicher Nachteil dieser Lehrenkörper besteht noch darin, dass für das Einstellen der Strangführung auf unterschiedliche Formate, für jede Dimension ein eigener Körper erforderlich ist, wobei die Herstellung der grossen Radien mit den geforderten Masstoleranzen sehr kostspielig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum raschen und genauen Justieren einer Strangführung auf die den Hohlraum begrenzenden Wände der unmittelbar vorgeordneten Stranggiesskokille zu schaffen, um Durchbrüche zu vermeiden, die Totzeiten der Anlage zu verkürzen, den Kokillenverschleiss zu reduzieren und die Strangqualität zu verbessern. Durch das Verfahren soll die Justierung der Strangführung auch bei konischen und teilkonischen Kokillen sowie durch Verschleiss veränderten Kokillenhohlräumen mit hoher Präzision möglich sein.
Gleichzeitig soll die Vorrichtung verschiedenen Formatgrös sen anpassbar sein und die Herstellung dieser Vorrichtung keine kostspieligen Bearbeitungen erfordern.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass Ist-Masse an vorbestimmten Referenzstellen der den Kokillenhohlraum begrenzenden Kokillenwandung durch Anpressen von die Lage des Körpers festlegenden, der Soll-Hohlraumgeometrie entsprechenden Posi tionierungsstücken abgetastet werden und dass dabei vorbestimmte Soll-Justiermasse von Justierstücken des Körpers den abgetasteten Ist-Massen der Referenzstellen entsprechend in den Bereich der Strangführung übertragen werden.
Bei Anwendung dieses Verfahrens ist es beispielsweise bei einer Stranggiessanlage mit konischen Bogenkokillen und daran angehängten Rollen möglich, diese Rollen auf eine Toleranz von 0,1 mm einer vorbestimmten Soll-Lage in wenigen Minuten - auch bei Kokillen in eingebautem Zustand - in bezug auf die Ist-Masse der Referenzstellen des Hohlraumes zu justieren. Dabei reduziert sich durch die genaue Justierung der Rollen die Durchbruchrate und der Kokillenverschleiss.
Auch weisen die Stränge in bezug auf Romboidität, Oberfläche, Risse usw. eine bessere Qualität auf.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kennzeichnet sich dadurch, dass der Körper aus mindestens zwei gegeneinander beweglichen Teilen besteht, die mit mindestens drei an die Geometrie des Formhohlraumes anpassbaren Positionierungsstücken im Bereich der Kokillenwände und mit Justier-Stücken im Bereich der Strangführung versehen sind und dass eine Einrichtung zum Anpressen der Positionierungsstücke an den Referenzstellen gegenüberliegender Kokillenwände vorgesehen ist.
Die Teile können mit festverbundenen Positionierungsstücken versehen sein. Um aber mit einer einzigen Justiervorrichtung Kokillen mit unterschiedlichen Oiesskonen oder grossen Formatunterschieden einstellen zu können, sind, nach einer Ausführungsform der Erfindung, die Positionierungsstücke und die Justierstücke austauschbar.
Ein für die Kokillenwand repräsentatives Ist-Mass kann, nach einer Ausführungsform der Erfindung abgetastet werden, wenn jedes Teil mit vier Positionierungsstücken zum Abtasten von Referenzflächen versehen ist. Durch die sich selbsttätig einstellende Dreipunkt-Auflage wird diejenige Referenzstelle, die gegenüber den anderen Referenzstellen über eine grössere Abnutzung verfügt, vom Abtasten ausgeschlossen, so dass die Einstellung der Strangführung nicht von grössere Abnützung aufweisende Stellen abhängig ist.
Es ist möglich, die Teile durch eine Relativbewegung gegeneinander etwa in Richtung der Kokillenlängsachse entlang einer federnd abgestützten keilförmigen Fläche im Formhohlraum festzupressen. Damit aber die Vorrichtung in einem gewissen Bereich an unterschiedliche Formate anpassbar ist, können nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Teile quer zur Kokillenlängsachse beweglich sein. Dabei kann die Einrichtung zum Anpressen vorteilhaft auf Kolbenzylindereinheiten bestehen.
Damit die Vorrichtung je nach der Art der Anlage sowohl von der Eingusseite der Kokille als auch von der Strangführungsseite einbringbar ist und die Positionierungsstücke die ihnen zugeordneten Referenzstellen in der Kokille tatsächlich abtasten, kann der Körper mit Vorteil mit einem beweglichen Anschlag versehen sein.
Die Kokille und das nachfolgende Strangführungselement können mit dem an die Kokillenwände angepressten Körper rasch und leicht in bezug auf die Vertikal- und Horizontalachse kontrolliert bzw. eingestellt werden, wenn nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung der Körper mit Messinstrumenten zu seiner Lagebestimmung in bezug auf seine beiden Horizontal-Achsen versehen ist.
Ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes wird im nachfolgenden anhand von Figuren beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Knüppelkokille mit einer Justiervorrichtung teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt und
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
In den Fig. 1 und 2 ist die Vorrichtung in Form eines Körpers 1 zum Justieren eines Strangführungsteiles 2 auf die den Formhohlraum 3 begrenzenden Wände einer unmittelbar vorgeordneten Kokille 4 dargestellt. Der Hohlraum 3 ist bogenförmig und konisch ausgebildet, wobei die fabrikatorischen Massabweichungen der Querschnittsmasse beispielsweise von Knüppelkokillen bis 160 mm im Quadrati0,25 mm und der der Kokillenlänge entsprechenden Bogenhöhei0,5 mm gegenüber den Sollmassen betragen. Die Strangführung 2 bilden einander gegenüberliegende Rollen. Der Körper 1 besteht aus vier quer zur Kokillenlängsachse gegeneinander beweglichen Teilen 8, wenn auf vier Seiten eines rechteckigen Querschnittes Strangführungselemente 2 zu justieren sind.
Wird die Justierung der Strangführung 2 nur auf zwei Seiten des Strangquerschnittes verlangt, wie es für Brammenanlagen vorkommen kann, so ist es auch möglich, den Körper 1 nur aus zwei Teilen 8 zu bilden. Die Teile 8 sind mit je vier an die Geometrie des Formhohlraumes anpassbaren Positionierungsstücken 10 und mit zwei Justierstücken 11 versehen. Der Körper 1 wird so in die Kokille eingebracht, dass sich die Positionierungsstücke auf der Höhe der vorbestimmten, der entsprechenden Kokillenseite zugeordneten Referenzstellen 7 befindet. Diese Höhe kann beispielsweise durch Messen des Abstandes zwischen der Kokillenoberkante und dem Körper 1 eingestellt werden. Drei dieser Positionierungsstücke pro Seite legen die Lage des Körpers 1 fest.
Die Referenzflächen werden so ausgewählt, dass der Körper nach dem Anpressen der Positionierungsstücke in der Kokille stabil und in der richtigen Lage festsitzt. In dieser Lage des Körpers 1 müssen sich die Justierstücke 11 im Bereiche der Strangführung 2 befinden. Zum Anpressen der Positionierungsstücke 10 an diese zugeordneten Referenzstellen 7 gegenüberliegender Kokillenwände, ist eine pneumatisch-hydraulische Anpresseinrichtung
12 und 12' vorhanden, die als Kolbenzylindereinheiten ausgebildet und gelenkig an den Teilen 8 angeordnet sind. Es können aber auch mechanische Anpresseinrichtungen Verwendung finden. Nach Betätigung der Einrichtungen 12, 12' werden durch das Anpressen der Positionierungsstücke die Ist-Masse der vorbestimmten Referenzstellen 7 der Kokillenwandung abgetastet.
Dadurch werden die mit dem vorbestimmten Soll-Justiermass versehenen Justierstücke 11 den abgetasteten Ist-Massen der Referenzstellen 7 entsprechend in den Bereich der Strangführung 2 übertragen. Hierauf werden die Rollen der Strangführung 2 an die Justierstücke angestellt. Durch dieses Verfahren ist es möglich, den gegenseitigen Abstand und die Lage der Rollen in bezug auf die Ist Masse der Referenzflächen des Formhohlraumes auf eine Toleranz von 0,1 mm zu justieren.
Die Positionierungs- und Justierstücke 10, 11 sind gegen über den Teilen 8 um ein bestimmtes, mittels der Kreisfunktionen leicht und genau errechenbares Mass, vorstehend. Je nach den metallurgischen Erfordernissen wie Giessgeschwindigkeit, Stahlqualität, Schwindung des Stranges, usw. können die Soll-Justiermasse der Strangführung 2 bzw. das Soll-Anschlagmass der Justierstücke 11 in bezug auf die Geometrie des Kokillenhohlraumes angepasst werden. Damit die Stücke
10, 11 für die versehenen Formatgrössen anpassbar sind, werden sie vorteilhaft mit Gewinden versehen. Durch Auswechseln oder Unterlegen der Stücke 10 kann der gleiche Körper für alle Formatgrössen eines Anlagetyps Verwendung finden.
Die Lage des Körpers 1 bzw. der Positionierungsstücke 10 in der Kokille in Richtung d r Kokillenlängsachse wird durch einen rückziehbaren Anschlag 13 bestimmt.
Bei Brammen kann es beispielsweise genügend sein, wenn der Körper 1 nur zwei gegeneinander bewegliche Teile 8 aufweist. Um die Lage des Körpers 1 in bezug auf die Vertikal vor dem Anpressen ausrichten zu können, ist an der Körperoberseite eine Wasserwaage 14 angebracht.
Zur Kontrolle bzw. Einstellung der beiden Horizontalachsen des Formhohlraumes 3 nach dem Anpressen des Körpers 1 und nach der Einstellung der Kokille in die Mittellage des Oszillationshubes ist neben der Wasserwaage 14 noch eine zusätzliche Wasserwaage 15 angeordnet.