CH643164A5 - Apparatus for guiding and supporting the cast strand in continuous casting installations - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Führen und Abstützen des Gussstranges in Stranggiess-Anlagen - vorzugsweise in demjenigen Bereich des Stranges, der sich unmittelbar an die Durchlaufkokille anschliesst und in dem der Strang entlang einer gewölbten Fläche nach unten verläuft - gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In diesem Bereich muss der frisch gegossene, heisse Strang einerseits gekühlt werden, wobei diese Kühlung möglichst gleichmässig und wirksam sein soll, und anderseits ist es erforderlich, den noch weichen Strang sicher zu führen und abzustützen, damit er sich nicht verformt. In bekannter Weise wird dazu oft eine Mehrzahl von drehbar gelagerten Rollen verwendet, von denen ein Teil eine rückseitige Rollenbahn und ein anderer Teil eine vorderseitige Rollenbahn bildet. Die grosse Hitze des Stranges überträgt sich dabei zwangsläufig auf diese Stütz- und Führungsrollen, was unweigerlich zu Problemen bei der Lagerung dieser Rollen führt. Der Ausfall eines Lagers hat aber schwerwiegende Konsequenzen, da zum Auswechseln desselben die ganze Anlage stillgelegt werden muss.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat man in der AT-PS 342 802 schon vorgeschlagen, zur rückseitigen Abstützung und Führung des in einem Bogen nach unten verlaufenden Stranges eine Mehrzahl von frei rollenden, im wesentlichen zylindrischen Walzen vorzusehen, welche sich gegen eine, an der Rückseite des Stranges angeordnete, entsprechend dem Strang gebogene Stützfläche abwälzen. Solche Walzen, die frei auf der rückseitigen Stützfläche abrollen, benötigen keine Lager, die zerstört werden könnten und durch das Abwälzen der Strangrückseite auf den Walzen ist gewährleistet, dass jeder Punkt der Strangoberfläche für das Kühlwasser zugänglich bleibt, so dass keine örtlichen Überhitzungen auftreten können.

Obwohl sich diese Vorrichtung im Prinzip ausgezeichnet bewährt hat, ist sie doch mit zwei schwerwiegenden Nachteilen behaftet. Zum einen ist es erforderlich, dass ein konstanter Abstand zwischen den einzelnen Rollen eingehalten wird, und zum anderen ist es von ausschlaggebender Bedeutung, dass die Rollen stets exakt parallel untereinander ausgerichtet sind.

Obzwar in der genannten AT-PS zur Erfüllung dieser Forderungen vorgeschlagen ist, dass die Walzen mit umfangsseitig angeordneten Führungsrillen versehen sind, welche auf Führungsschienen laufen, die in der Stützfläche vor-s gesehen sind, hat es sich doch gezeigt, dass damit eine Parallelführung der Rollen in der gewünschten, höchst exakten Weise nicht zu erreichen ist. Mit zunehmendem Gebrauch der Anlage verschleissen die Führungsschienen und die Führungsnuten, nicht zuletzt unter Einfluss der hohen Tempera-io turen, sehr schnell, so dass die Walzen verkanten können. Dies führt zum Auftreten von gewaltigen Scherkräften, die sogar zur Zerstörung des Stranges führen können.

Die Einhaltung eines gleichmässigen Abstandes zwischen den Rollen und dessen Konstanthalten während des ganzen i5 Durchlaufs durch die Anlage ist in der vorgenannten AT-PS nur unvollkommen bzw. gar nicht gelöst. Wohl werden die Rollen in gleichmässigem Takt oberhalb der Stützfläche zwischen diese und Strang eingegeben und theoretisch durch die hohen Druckkräfte festgehalten. Durch ungleichmässige 20 Ausbildung des Stranges kann es aber zu Verschiebungen kommen, wobei im ungünstigsten Fall sogar zu beobachten ist, dass eine eben eingeführte Rolle bis zur nächsten hinunter fallt. Dies muss aber unter allen Umständen vermieden werden.

25 Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 erwähnten Merkmale aufweist. Damit können folgende Vorteile erreicht werden:

- die enorm grossen Druckkräfte, die durch den Strang aus-3o geübt werden, können durch die Walzen problemlos auf die Stützfläche übertragen werden, ohne dass bedeutende Reibungskräfte auftreten;

- wenn die Walzen zwangsläufig eingeführt werden, bis sich die endseitig angebrachten Führungsräder berühren, ist si-

35 chergestellt, dass alle Walzen während ihres gesamten Durchlaufs durch die Anlage untereinander einen gleichmässigen, konstanten Abstand aufweisen;

- die Parallelität zwischen einzelnen Rollen ist stets gewährleistet, auch wenn der Strang durch lokale Schrumpfung

40 oder sonstige Deformation ungleichmässig sein sollte;

- da die Führungsräder einer jeden zweiten Walze frei drehbar sind, treten zwischen den einzelnen Walzen nur unwesentliche Reibungskräfte auf, so dass die gefürchteten Scherkräfte auf den Strang vermieden werden können.

45 Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfin-dungsgemässen Vorrichtung an Hand beiliegender Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Strang-giess-Anlage,

so Fig. 2 eine perspektivische Detailansicht der Stützfläche, der darauf abrollenden Walzen und des Gussstranges, Fig. 3 einen Teilschnitt durch einige Walzen, und Fig. 4 die Ansicht einiger Walzen von oben, teilweise aufgeschnitten.

55 In Fig. 1 ist eine Stranggiess-Anlage schematisch dargestellt. Das flüssige Metall 1 gelangt in eine Kokille 2 und tritt am unteren Ende derselben als Strang 3 aus. Dieser erstreckt sich entlang einer gewölbten Fläche nach unten rechts, bis er schliesslich zu einem horizontal verlaufenden Teil 3a über-6o geht, wo er bereits ziemlich abgekühlt ist und nach welchem er einer beliebigen Weiterverarbeitung zugeführt wird. Zwischen dem Ausgang der Kokille 2 und dem horizontalen Teil 3a des Stranges muss der Strang 3 abgestützt und gekühlt werden. Zu diesem Zweck ist ein Gestell 4 vorhanden, dessen 65 oberer Querbalken 4a auch die Kokille 2 trägt.

Die rückwärtige Abstützung des Stranges 3 erfolgt durch einen Stützträger 5, welcher fest am Gestell 4 verankert ist und welcher eine gegen den Strang gerichtete Stützfläche 6

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besitzt, die entsprechend der Krümmung des Stranges 3 gewölbt ist. Diese Stützfläche 6 setzt sich aus einer Mehrzahl von Stützelementen 7 zusammen, auf deren Ausbildung und Anordnung weiter unten noch eingegangen wird. Die Stützelemente 7 dienen als Auflage für Stützwalzen 8, welche die Abstützkraft von der Stützfläche 6 auf den Strang 3 übertragen.

Die Walzen 8 bewegen sich frei nach unten, besitzen also keine Lagerung. Der sich nach unten bewegende Strang 3 wälzt sich dabei auf der gegen ihn gerichteten Oberfläche der Walzen 8 ab und die gegenüberliegende Oberfläche der Walzen 8, die auf den Stützelementen 7 aufliegt, wälzt sich auf diesen ab. Jede einzelne Walze 8 bewegt sich während des Durchlaufs des Stranges 3 mit einer gewissen Relativgeschwindigkeit zu diesem gegen unten. Sobald eine Walze am unteren Ende der Stützfläche 6 angelangt ist, fallt sie aus dem Zwischenraum zwischen der Oberseite der Stützelemente 7 und der Rückseite des Stranges 3 heraus und gelangt auf eine Auffangvorrichtung 9, von wo sie auf ein horizontales Förderband 10 abgelegt wird. Dieses ist mit Mitnehmern 11 ausgestattet, welche in Abhängigkeit der Umlaufgeschwindigkeit des Förderbandes 10 in vorbestimmtem Abstand angebracht sind. Am Ende des Förderbandes 10 ist ein zweites Förderband 12 vorgesehen, welches vertikal verläuft und mit Mitnehmern 13 ausgerüstet ist.

Eine Walze 8, die von der Auffangvorrichtung 9 aufgenommen und auf das Förderband 10 abgelegt worden ist, wird von einem der Mitnehmer 11 erfasst und bis ans Ende des ersten Förderbandes 10 transportiert. Am Ende desselben befindet sich der Anfang des zweiten Förderbandes 12, welches mit einem seiner Mitnehmer 13 die Walze 8 übernimmt und vertikal nach oben transportiert. Am oberen Ende des zweiten Förderbandes 12 ist eine Einschubvorrichtung 14 vorgesehen, vor dessen Stössel 15 die nach oben transportierte Walze 8 zu liegen kommt. Bei einer Betätigung des Stössels 15 wird die Walze 8 horizontal nach rechts verschoben, fallt von oben her in den Zwischenraum zwischen den Stützelementen 7 und der Rückseite des Stranges 3 und bewegt sich wieder mit diesem nach unten: Der ganze eben beschriebene Zyklus beginnt von neuem.

Die vordere Fläche des Stranges 3 wird in ähnlicher Weise abgestützt und geführt. Zu diesem Zwecke ist ein Träger

16 vorgesehen, der in entsprechender Weise eine Stützfläche

17 besitzt, welche durch einzelne Stützelemente 18 gebildet ist. Zwischen der Oberfläche der Stützelemente 18 und der Vorderfläche des Stranges 3 befinden sich Walzen 8, die die vom Strang 3 auf den Träger 16 ausgeübte Kraft auf die Stützelemente 18 übertragen. Auf die Ausbildung der Rollen 8 wird im folgenden noch näher eingegangen.

Auch bei der vorderen Abstützung des Stranges 3 ist eine ähnliche Konstruktion vorgesehen, wie bei der hinteren Abstützung. Die Walzen 8 bewegen sich mit dem Vorschub des Stranges 3 gegen unten, werden von einem vertikalen Förderband 19 mit Mitnehmern 20 nach oben befördert, sobald sie den Raum zwischen Oberfläche des Stranges 3 und Oberfläche der Stützelemente 18 verlassen haben, und gelangen über eine schiefe Ebene 21 zu einer Wartestation 22. Sobald das Einfügen einer neuen Walze 8 zwischen Strang 3 und Stützelemente 18 erforderlich ist, wird ein Einschuborgan 23 betätigt, welches die vorderste, in Bereitschaftsstellung befindliche Walze 8 in den Zwischenraum zwischen Strang 3 und Stützelementen 18 einführt.

Auf den Vorschub des Stranges in Richtung gegen unten rechts, wird an dieser Stelle nicht näher eingegangen; dieser kann auf bekannte Weise oder gemäss dem Vorschlag in der DE-PS 2 913 440 erfolgen.

Die Ausbildung der Walzen zur Führung und Abstützung des Stranges 3 ist aus den Fig. 2-4 ersichtlich. Diese besitzen einen zentralen Walzenkörper 24, der im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und z. B. durch ein zylindrisches 5 Stahlrohr gebildet sein kann. An beiden Enden des Walzenkörpers ist ein Führungsrad angeordnet. Es sind dabei zwei verschiedene Arten von Walzen zu unterscheiden:

1. Die eine Art der Walzen 8 ist an den beiden Stirnseiten mit Führungsrädern 25 ausgestattet, die drehfest mit dem Walzenkörper 24 verbunden sind und deren Umfangsfläche eine im Querschnitt V-förmige Führungsnut besitzt.

2. Die andere Art der Walzen 8 ist mit Führungsrädern 26 ausgestattet, die unter Zwischenschaltung eines Wälzlagers 27 am Walzenkörper 24 drehbar gelagert sind. Die Umfangsfläche dieser Führungsräder 26 weist einen Vorsprung auf, der korrespondierend zu der am Umfang der Führungsräder 25 ausgebildeten Vertiefung, also z.B. umgekehrt V-förmig ausgebildet ist.

20 Durch diese Ausbildung der Führungsräder 26 bzw. 25 ist gewährleistet, dass jeweils zwei benachbarte Walzen 8 formschlüssig miteinander in Verbindung stehen, sofern abwechslungsweise je eine Walze 8 mit starren Führungsrädern 25 und je eine Walze 8 mit drehbaren Führungsrädern 26 ne-25 beneinander angeordnet werden.Durch die V-förmige Ausbildung des Fortsatzes am drehbaren Führungsrad 26 bzw. der Nut am drehfest mit dem Walzenkörper 24 verbundenen Führungsrades 25, ist ein Zentrierungseffekt erreicht, der die parallele Lage im konstanten, gleichmässigen Abstand der 30 Walzen 8 untereinander, sichert.

Es ist leicht einzusehen, dass sich sämtliche Walzen 8 auf der Rückseite des Stranges 3 und sämtliche Walzen 8 auf der Vorderseite des Stranges 3 in jeweils derselben Richtung drehen, wenn der Strang 3 gegen unten rechts durch die Anlage 35 bewegt wird. Diese Tatsache ist in Fig. 2 mit auf den Walzenkörpern 24 angebrachten Pfeilen verdeutlicht. Bei einer starren Anordnung sämtlicher Führungsräder würde dies bedeuten, dass grosse Reibungskräfte zwischen benachbarten Führungsrädern auftreten. Mit der erfindungsgemäss 40 vorgeschlagenen Anordnung, nämlich jede zweite Walze mit drehbar angebrachten Führungsrädern auszustatten, wird dieser Nachteil vermieden, indem dies eine freie, ungehemmte Rotation jedes zweiten Führungsrades 26 in der Gegenrichtung gestattet. Die Lager 27 müssen dabei nur ver-45 gleichsweise geringe Kräfte aufnehmen, bei gleichzeitig relativ langsamer Drehung, so dass deren Lebensdauer auch bei den hier auftretenden hohen Temperaturen genügend lang ist.

Sollte einmal eine seitliche Verschiebung einer Walze 50 durch Unregelmässigkeiten an der Oberfläche des Gussstranges auftreten, wird dies sofort dank der komplementären, V-förmigen Ausbildung der Umfangsfläche der einander berührenden Führungsrollen korrigiert. Die Walzen 8 besitzen also während des Durchlaufs durch die Anlage eine 55 grosse seitliche Stabilität.

Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Ausbildung der Einrichtung ist darin zu erblicken dass die einzelnen Walzen kostengünstig ausgeführt werden können. Dies ist ein wich-60 tiger Faktor, da in einer Stranggiess-Anlage eine grosse Anzahl solcher Walzen benötigt werden. Sollte einmal eine der Walzen eine Beschädigung aufweisen, so kann deren Auswechslung gegen eine neue, intakte Walze während deren Rückführung mittels der Förderbänder 19 bzw. 10 und 12 65 erfolgen, ohne dass die gesamte Stranggiess-Anlage stillgelegt werden muss.

2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

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1. Vorrichtung zum Führen und Abstützen des Gussstranges in Stranggiess-Anlagen mit einer Mehrzahl von frei rollenden, im wesentlichen zylindrischen Walzen, die sich auf einer entsprechend der Strangfliessrichtung ausgebildeten Stützfläche abwälzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (8) an ihren beiden Enden mit je einem Führungsrad versehen sind, wobei abwechslungsweise eine Walze mit drehfest angebrachten Führungsrädern (25) und eine Walze mit drehbar angebrachten Führungsrädern (26) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drehbaren Führungsräder (26) mittels eines Wälzlagers (27) an den Walzen (8) befestigt sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei benachbarte Walzen an ihren Führungsrädern mit komplementären, umfangsseitig angebrachten Führungsnuten bzw. -fortsätzen versehen sind, die ineinander eingreifen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsnuten bzw. -fortsätze im Querschnitt V-förmig ausgebildet sind.