WO2009103802A1

WO2009103802A1 - Verfahren und zwei-walzen-giessmaschine zum herstellen von aus einer metallschmelze gegossenem band

Info

Publication number: WO2009103802A1
Application number: PCT/EP2009/052064
Authority: WO
Inventors: André D'HONE
Original assignee: ThyssenKrupp Nirosta GmbH
Current assignee: Outokumpu Nirosta GmbH
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2010-08-22
Also published as: DE102008010653B4; DE102008010653A1; US8453712B2; KR20100124785A; US20110024074A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zwei-Walzen-Gießmaschine und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Maschine. Die erfindungsgemäße Maschine ist mit zwei Gießwalzen (1, 2), die zwischen sich an seinen Längsseiten einen Gießspalt (3) begrenzen, mit zwei den Gießspalt (3) an seinen Schmalseiten begrenzenden Seitenplatten (4, 5) und mit mindestens einer Axial-Stelleinrichtung (17) ausgestattet, die einer der Seitenplatten (4, 5) zugeordnet ist und die jeweilige Seitenplatte (4, 5) auf ihrer von den ihr zugeordneten Stirnseiten (10, 11) der Gießwalzen (1, 2) abgewandten Rückseite mit einer axial in Richtung des Gießspalts (3) gerichteten Kraft (FA) beaufschlagt, durch die die Seitenplatte (4, 5) gegen die ihr zugeordneten Stirnseiten (10, 11) der Gießwalzen (1, 2) gedrückt gehalten ist. Bei einer solchen Zwei-Walzen-Gießmaschine wird eine maximale Ausnutzung der Lebensdauer der Seitenplatten (4, 5) dadurch erreicht, dass die Axial-Stelleinrichtung (17) auf die Rückseite der Seitenplatte (4, 5) über ein Gelenk (32) wirkt, das dazu vorgesehen ist, einen Winkelversatz zwischen der auf die Wirkrichtung (A) der von der Axial-Stelleinrichtung (17) auf die jeweilige Seitenplatte (4, 5) aufgebrachten Kraft (FA) bezogenen Normalebene (NA) und der auf die Drehachsen (D1,D2) der Gießwalzen (1, 2) bezogenen Normalebene (N12) auszugleichen.

Description

20. Februar 2009

Verfahren und Zwei-Walzen-Gießmaschine zum Herstellen von aus einer Metallschmelze gegossenem Band

Beim Bandgießen nach dem Zweiwalzen-Gießverfahren begrenzen die gegeneinander gerichtet rotierenden Gießwalzen der Gießmaschine die Längsseiten des Gießspalts. An seinen Schmalseiten wird der Gießspalt dagegen durch jeweils eine Seitenplatte abgedichtet.

Die Seitenplatten sind in der Regel aus einem Insert und einer Tragplatte zusammengesetzt, die das Insert tragt. Das Insert besteht dabei üblicherweise aus Feuerfestmaterial und ist so geformt, dass es die ihm zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen teilweise und die von ihm zu begrenzende Schmalseite des Gießspalts vollständig abdeckt.

Die im Gießbetrieb notwendigen Relativbewegungen zwischen den Seitenplatten und den Stirnseiten der Gießwalzen sowie der Kontakt zur durch den Gießspalt tretenden Schmelze fuhren unvermeidbar zu einem Verschleiß der Seitenplatte durch abrasiven Verschleiß. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Kontakt zwischen den Seitenplatten und der Schmelze bzw. den Gießwalzen über ein aus Feuerfestmaterial bestehendes Insert erfolgt.

SI/cs 061527WO Um bei mit solchen Inserts ausgestatteten Seitenplatten zu gewahrleisten, dass die Seitenplatten auch zu Beginn des Gießbetriebes ihre Dichtfunktion einwandfrei erfüllen, ist es erforderlich, die Inserts einzuschleifen, bevor der Gießbetrieb aufgenommen wird. Dazu wird bei rotierenden Gießwalzen die jeweilige Seitenplatte zugestellt, bis ihre Inserts mit dem geforderten Anpressdruck an den jeweils zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen anliegen. Daraufhin kommt es zu abrasivem Verschleiß des Insertmaterials im Bereich der Kontaktflachen.

Dieser Zustand wird aufrechterhalten, bis die Gießwalzen um eine bestimmte Solltiefe in das Feuerfestmaterial des Inserts eingeschliffen sind und das Insert passgenau an den Stirnseiten der Gießwalze anliegt. Die Inserts der Seitenplatten weisen nun einen in den Gießspalt vorstehenden Abschnitt, das so genannte "positive Insert", und zwei daran angrenzende, gegenüber dem positiven Insert zurückspringende Abschnitte, den so genannten "Insertschleifflachen" , auf, mit denen sie an den Stirnseiten der Gießwalzen anliegen. Das positive Insert überdeckt dabei mit seiner seitlichen Randflache jeweils einen schmalen, an die jeweilige Gießwalzenstirnseite angrenzenden Streifen der Umfangsflache der Gießwalzen.

Weil die Seitenplatten, gegebenenfalls über ihr jeweiliges Insert, im Gießbetrieb mit den gekühlten Gießwalzen in unmittelbarem Reibkontakt stehen, wird ihnen laufend Warme entzogen. Daher ist wahrend des Gießbetriebs die Temperatur der Seitenplatten in der

SI/cs 061527WO Regel niedriger als die Temperatur der mit ihnen in Kontakt kommenden Schmelze. Infolgedessen wird auch der Schmelze Warme entzogen, wenn sie die Seitenplatten berührt. Der Wärmeentzug kann dabei so stark sein, dass es zu einer Erstarrung von Schmelze am jeweiligen positiven Insert kommt. Zu solchen "Anfrierungen" kann es bei mit einem Insert aus Feuerfestmaterial bestuckten Seitenplatten insbesondere im Bereich des positiven Inserts kommen.

Die Anfrierungen können Bandfehler, wie Dickensprunge (Abweichung Toleranzvorgaben) , unzureichende

Durcherstarrung (Bulgingaspekte) und Materialeinreißungen (Bandkanten) verursachen. Im Extremfall können sie einen

Abbruch des Gießvorgangs erforderlich machen.

Es ist bekannt, dass der Verschleiß des Inserts aufgrund von Kontakt mit erstarrender Schmelze dadurch gemindert werden kann, dass das Insert wahrend des Gießbetriebs in einer exakt vorbestimmten Weise relativ zur zu vergießenden Schmelze bewegt wird. Die Seitenplatten werden dazu um eine zentral angeordnete Achse rotativ oszilliert. Mit dieser rotativen Oszillation kann glej chermaßen gegen Erstarrungen im unteren Drittel des Inserts und gegen den nach unten hin zunehmenden Verschleiß gearbeitet werden. Beispiele für dieses Vorgehen sind in der JP 03-174954, der JP 05-237603 oder der US 5,188,166 beschrieben.

Um einen sicheren, ganzheitlichen Kontakt der Seitenplatten an den ihnen jeweils zugeordneten Gießwalzenstirnflachen zu gewahrleisten, werden die

SI/cs 061527WO Seitenplatten vor Beginn des Gießbetriebs üblicherweise kraftgeregelt gegen die Gießwalzenstirnflachen gefahren. Ist eine bestimmte Kraft erreicht, wird der Gießprozess gestartet. Im laufenden Gießbetrieb wird dann die für eine sichere Abdichtung erforderliche Anpresskraft aufrechterhalten .

Aufgrund unterschiedlicher thermischer Dilatationen, Unplanheiten der mit den Stirnflachen der Gießwalzen in Kontakt kommenden Flachen der Seitenplatten, axialem Gießwalzenversatz und anderer Grunde ist es in der Praxis erforderlich, den Anpressdruck, mit dem die Seitenplatten gegen die Stirnflachen der Gießwalzen gedruckt gehalten werden, wahrend des Gießbetriebs laufend zu regeln und nachzujustieren . Dies gilt insbesondere bei solchen Seitenplatten, bei denen die Abdichtung über ein mit den Gießwalzen in Kontakt kommendes Insert aus Feuerfestmaterial erfolgt. Insbesondere durch den mit dem Gießfortschritt fortschreitenden Verschleiß der Inserts ist eine laufende Regelung des Anpressdrucks erforderlich .

Die benotigten Anpresskrafte werden üblicherweise durch Stelleinrichtung aufgebracht, die eine in den Gießspalt gerichtete Kraft abgeben. Deren Wirkrichtung ist in der Regel im Wesentlichen achsparallel zu den Drehachsen der Gießwalzen ausgerichtet.

Ein grundsatzliches Problem bei der Regelung der Anstellung der Seitenplatten gegen die Gießwalzen besteht darin, dass bei sich drehenden Gießwalzen in Folge der Reibung zwischen den Seitenplatten und

SI/cs 061527WO Gießwalzenst i rnflachen Vertikalkrafte entstehen. Letzteres gilt insbesondere dann, wenn die Seitenplatten ein an den Gießwalzen anliegendes Insert aus Feuerfestmaterial aufweisen.

Die proportional zur auf die Seitenplatten aufgebrachten Axialkraft bzw. zum Reibwert zunehmenden Vertikalkrafte haben einen starken Einfluss auf die Druckverteilung entlang der Kontaktbogenflachen, über die die Seitenplatten an den ihnen jeweils zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen anliegen. Mit zunehmender Vertikalkraft steigt der Axialdruck im oberen Bereich und sinkt in entsprechender Weise im unteren Abschnitt der Seitenplatten, wobei die am einen Axialzylmder festgestellte Kraft unverändert bleibt. Das Resultat hieraus ist, dass die Seitenplatte in ihrem oberen Abschnitt starker verschleißt als in ihrem unteren.

Gleiches gilt auch in horizontaler Richtung, wenn unterschiedliche Reibverhaltnisse zwischen den jeweiligen Gießwalzenstirnflachen und den Seitenplatten herrschen. Bei mit einem mit den Gießwalzen in Kontakt kommenden Insert aus Feuerfestmateπal ausgestatteten Seitenplatten treten durch den damit einhergehenden Verschleiß in der Praxis mehrere Millimeter Dickendifferenz zwischen dem oberen und unteren bzw. bezogen auf die Vertikale linken und rechten Abschnitt des Inserts auf. Infolgedessen kann nicht die volle Insertdicke ausgenutzt werden, sondern die Lebensdauer des Inserts ist durch den Abschnitt bestimmt, bei dem es zu maximalem Verschleiß kommt. Darüber hinaus fuhrt der im Bereich bestimmter Abschnitte besonders starke Verschleiß dazu, dass das positive

SI/cs 061527WO Insert mit zunehmendem Gießfortschritt immer weiter in den Gießraum hineinragt, wodurch dxe Maßgenauigkeit des gegossenen Bandes insbesondere bei Langzeitgussen in Breitenrichtung beeinträchtigt wird.

Besonders massiv treten die voranstehend beschriebenen Probleme bei solchen Zwei-Walzen-Gießmaschinen auf, bei denen aus Gründen der Platz- und Kostenersparnis die axiale, gegen die Gießwalzenstirnflachen gerichtete Zustellung der Seitenplatte durch nur einen Axialzylinder ausgeführt wird. Derart ausgestattete Gießmaschinen sind beispielsweise in der US 5,588,479 und der US 6,296,046 beschrieben .

In der WO 05/023458 ist vorgeschlagen worden, diesen Nachteilen dadurch zu begegnen, dass die axialen Anpresskrafte in einer auf das im Betrieb jeweils auftretende Verschleißbild angepassten Weise auf die jeweilige Seitenplatte verteilt werden. Der dazu erforderliche apparative Aufwand ist jedoch erheblich, da nicht nur eine aufwandige Steuerungs- und Regelungstechnik, sondern auch differenziert arbeitende Stelleinrichtungen zur Verfugung gestellt werden müssen.

Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Zwei-Walzen-Gießmaschine zu schaffen und ein Verfahren zu deren Betrieb anzugeben, mit denen auf einfache und kostengünstige Weise die Seitenplatten derart gegen die ihnen zugeordneten Stirnflachen der Gießwalzen gedruckt werden können, dass eine maximale Ausnutzung ihrer Lebensdauer ermöglicht ist.

S I /cs 061527ΛIO In Bezug auf die Zweiwalzen-Gießmaschine besteht die Losung dieser Aufgabe darin, dass eine solche Maschine erfindungsgemaß in der in Anspruch 1 angegebenen Weise ausgestaltet ist. Vorteilhafte Varianten und Ergänzungen einer erfindungsgemaßen Zweiwalzen-Gießmaschine sind in den auf Anspruch 1 ruckbezogenen Ansprüchen angegeben.

Hinsichtlich des Verfahrens ist die voranstehend angegebene Aufgabe erfindungsgemaß dadurch gelost worden, dass die in Anspruch 17 angegebenen Verfahrensschritte absolviert werden. In den auf Anspruch 17 ruckbezogenen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Losung angegeben.

Eine erfindungsgemaße mit zwei Gießwalzen, die zwischen sich an seinen Längsseiten einen Gießspalt begrenzen, und zwei den Gießspalt an seinen Schmalseiten begrenzenden Seitenplatten ausgestattete Zwei-Walzen-Gießmaschine ist nach dem Vorbild des Standes der Technik mit mindestens einer Axial-Stelleinrichtung ausgestattet, die einer der Seitenplatten zugeordnet ist und die jeweilige Seitenplatte auf ihrer von den ihr zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen abgewandten Ruckseite mit einer axial in Richtung des Gießspalts gerichteten Kraft beaufschlagt, durch die die Seitenplatte gegen die ihr zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen gedruckt gehalten ist, mit mindestens einer Axial-Stelleinrichtung, die einer der Seitenplatten zugeordnet ist und die jeweilige Seitenplatte auf ihrer von den ihr zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen abgewandten Ruckseite mit einer axial in Richtung des Gießspalts gerichteten Kraft beaufschlagt, durch die die Seitenplatte gegen die ihr

SI/cs 061527WO zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen gedruckt gehalten ist.

Erfmdungsgemaß wirkt nun die Axial-Stelleinrichtung auf die Ruckseite der Seitenplatte über ein Gelenk. Dieses ist so ausgebildet, dass es einen Winkelversatz zwischen der auf die Wirkrichtung der von der Axial- Stelleinrichtung auf die jeweilige Seitenplatte aufgebrachten Kraft bezogenen Normalebene und der auf die Drehachsen der Gießwalzen bezogenen Normalebene ausgleicht. Indem das erfindungsgemaß vorgesehene Gelenk in der Lage ist, einen Versatz zwischen der Ausrichtung der von der Axial-Stelleinrichtung aufgebrachten Kraft und den Drehachsen der Gießwalzen auszugleichen, ist somit sichergestellt, dass die Seitenplatten stets mit einer weitestgehend gleichförmigen Kraftverteilung in Anlage an den ihnen zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen anliegen.

Das bei einer erfindungsgemaßen Zwei-Walzen-Gießmaschine vorhandene Gelenk erlaubt es somit, in Folge von Verschleiß, baulichen Ungenauigkeiten und Warmeemflussen auftretende Toleranzen der Verteilung der auf die Seitenplatten jeweils aufgebrachten Axialkrafte auszugleichen. Mittels des erfindungsgemaß zwischen der jeweils mit der Axialkraft zu beaufschlagenden Seitenplatte und der ihr zugeordneten Axial- Stelleinrichtung angeordneten Gelenks wird nämlich erreicht, dass die Seitenplatte mit ihrer den Gießwalzen zugeordneten Flache auch dann immer weitestgehend gleichmaßig an den Gießwalzenstirnseiten anliegt, wenn es in Folge von material- oder betriebsbedingten

SI/cs 061527WO Ung] ei chformigkeiten zu lokal unterschiedlichem Verschleiß der Seitenplatte kommt.

Eine in erfindungsgemaßer Weise ausgebildete Zwei-Walzen- Gießeinrichtung ermöglicht es, vor dem Gießbetrieb die jeweilige Seitenplatte mittels der Axial-Stelleinrichtung gegen die ihr zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen zu drucken, bis eine Soll-Betriebsstellung erreicht ist, bei der eine definierte Anpresskraft zwischen der Seitenplatte und den betreffenden Stirnseiten der Gießwalzen wirkt. Das erfindungsgemaß vorgesehene Gelenk stellt dabei sicher, dass der Anpressdruck, unter dem die Seitenplatte an den ihr zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen anliegt, optimal gleichmaßig verteilt ist.

Mit der Erfindung steht demzufolge eine Zwei-Walzen- Gießmaschme zur Verfugung, bei der mit einer einzigen Axial-Stelleinrichtung ein sicherer ganzheitlicher Kontakt zwischen Seitenplatte und Gießwalzen derart hergestellt wird, dass ein optimal gleichmaßiger Verschleiß der Seitenplatte eintritt, der es erlaubt, die Seitenplatte über eine maximale Lebensdauer zu verwenden. Besonders vorteilhaft wirkt sich dies dann aus, wenn die Seitenplatten einer erfindungsgemaßen Maschine mit Inserts aus Feuerfestmaterial bestuckt sind, die wahrend des Gießbetriebs die Abdichtung des Gießspalts sicherstellen, indem sie an die Stirnseiten der Gießwalzen gedruckt gehalten werden.

Um den in der Praxis eintretenden Winkelversatz optimal ausgleichen zu können, sollte das erfindungsgemaß vorgesehene Gelenk in mindestens zwei Freiheitsgraden

SI/cs 061527WO beweglich sein. Unter Berücksichtigung der in der Praxis auftretenden Verschleißbilder kann dazu beispielsweise ein Gelenk verwendet werden, das in drei Freiheitsgraden beweglich ist.

Als erfindungsgemaß eingesetzte Gelenke können beispielsweise Kardangelenke oder Kugelgelenke verwendet werden. Konstruktiv besonders einfach und gleichzeitig robust lassen sich die für den erfindungsgemaßen Zweck erforderlichen Ausgleichsbewegungen dadurch ermöglichen, dass das Gelenk als Uniball-Gelenk ausgebildet ist.

Die Betriebssicherheit einer erfindungsgemaßen Zwei- Walzen-Gießmaschine kann zusatzlich dadurch erhöht werden, dass eine Arretiereinrichtung zum Festsetzen des Gelenks nach Erreichen einer bestimmten Betriebsstellung der jeweiligen Seitenplatte vorgesehen ist. Eine solche Arretiereinrichtung erlaubt es, das Gelenk nach Erreichen der jeweiligen Soll-Betriebsstellung zu arretieren, um sicherzustellen, dass die angestrebte gleichmaßige Druckverteilung auch unter den wahrend des Gießbetriebs unvermeidbar auftretenden Bewegungen und Verformungen der Gießmaschine dauerhaft sicher aufrechterhalten wird.

In der Praxis kann die Arretiereinrichtung beispielsweise als schaltbare Kupplung ausgebildet sein. Diese kann so ausgestaltet sein, dass sie bei Betätigung das Gelenk durch Kraftschluss festhalt.

Zweckmaßigerweise ist die Arretiereinrichtung mit einer Steuereinrichtung verkoppelt, die bei Erreichen einer bestimmten Betriebsstellung der jeweiligen Seitenplatte

SI/cs 061527WO ein Steuersignal abgibt, auf das hin die Arretiereinrichtung das Gelenk in seiner jeweiligen Stellung arretiert.

Die exakte Positionierung der jeweiligen Seitenplatte an den ihr zugeordneten Stirnseiten der Gießwalzen kann zudem dadurch unterstutzt werden, dass die jeweilige Seitenplatte federnd elastisch gegen die Axial- Verstelleinrichtung vorgespannt ist. Durch eine solche Vorspannung kann einerseits das gegebenenfalls im jeweiligen Gelenk vorhandene Spiel beseitigt werden. Anderseits lasst sich über das Federsystem sicherstellen, dass die Seitenplatte auch bei einer maximalen Beweglichkeit des Gelenks in einer Mittelstellung gehalten wird, durch die ein ungleichförmiger Verschleiß der Seitenplatte verhindert wird. Besonders vorteilhaft erweist sich dies dann, wenn die Seitenplatte ein Insert aus Feuerfestmaterial umfasst, da durch die federnd elastische Vorspannung und die damit sichergestellte gleichmaßige Ausrichtung der Seitenplatte Insertbruche in Folge ungleichförmigen Verschleißes verhindert werden können .

Eine besonders wirkungsvolle elastische Vorspannung lasst sich dadurch erzielen, dass für die federnd elastische Vorspannung mindestens drei um die Wirkachse der von der Axial-Stelleinrichtung aufgebrachten Kraft verteilt angeordnete Federelemente vorgesehen sind. Die Gleichmäßigkeit der Ausrichtung kann dabei dadurch besonders unterstutzt werden, dass die Federelemente in gleichmaßigen Winkelabstanden um die Wirkachse herum verteilt angeordnet sind.

SI/cs 061527WO In der Praxis kann die Axial-Stelleinrichtung als Stellzylinder ausgebildet sein. Hohe Kräfte auf kleinem Bauraum lassen sich dabei dadurch erzeugen, dass ein solcher Stellzylinder hydraulisch arbeitet.

Um Anfrierungen an den Seitenplatten im Gießbetrieb entgegen zu wirken, kann eine Oszillationseinrichtung zum Oszillieren der Seitenplatte um eine Oszillationsachse vorgesehen sein.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausfuhrungsbeispiele darstellenden Zeichnung naher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:

Fig. 1 eine Zwei-Walzen-Gießeinrichtung in einer Ansicht von oben;

Fig. 2 eine Verstelleinrichtung für eine in der in Fig. 1 dargestellten Zwei-Walzen-Gießmaschine eingesetzte Seitenplatte in einer perspektivischen, teilweise aufgebrochenen Ansicht .

Die Zwei-Walzen-Gießmaschine G weist zwei Gießwalzen 1,2 auf, die gegenläufig um jeweils eine horizontal ausgerichtete Drehachse Dl, D2 rotieren. Die Gießwalzen 1,2 begrenzen zwischen sich an dessen Längsseiten einen Gießspalt 3.

An seinen Schmalseiten ist der Gießspalt 3 durch jeweils eine Seitenplatte 4,5 abgedichtet, die jeweils von einer Tragstruktur 6,7 getragen ist. Die Tragstrukturen 6,7

SI/cs 061527WO umfassen dabei jeweils eine Oszil lationseinrj chtung, die im Gießbetrieb die ihr zugeordnete Seitenplatte 4,5 um jeweils eine Oszillationsachse 04,05 oszilliert.

Die Seitenplatten 4,5 weisen jeweils eine aus Stahl bestehende Tragplatte 8 auf, die auf ihrer dem Gießspalt 3 zugeordneten Seite ein aus einem Feuerfestmaterial hergestelltes Insert 9 tragt. Die Form des Inserts 9 ist so gewählt, dass es die ihm zugeordneten Stirnseiten 10,11 der Gießwalzen 1,2 in jeweils einer kreisbogenformigen Insertschleifflache 12,13 überlagert.

Die Insertschleifflachen 12,13 sind im Zuge eines nach einer Neubestuckung der jeweiligen Seitenplatte 4,5 mit einem neuen Insert 9 nach bestimmten Vorgaben durchgeführten Anfahrens der Zwei-Walzen-Gießmaschine G durch abrasiv erfolgenden Materialabtrag in das Insert 9 eingeschliffen worden. Sie begrenzen zwischen sich ein gegenüber ihnen frei in den Gießspalt positives Insert 14, das mit seinen bogenförmigen Seitenflachen 15a, 15b dicht an der Umfangsflache der der jeweiligen Seitenflache 15a, 15b zugeordneten Gießwalze 1,2 anliegt.

Die den Seitenplatten 4 bzw. 5 zugeordneten Tragstrukturen 6 bzw. 7 sind jeweils identisch aufgebaut.

Wie in der in Fig. 2 anhand einer möglichen Ausgestaltung der der Seitenplatte 5 zugeordneten Verstelleinrichtung dargestellt, ist bei dieser Ausgestaltung die Tragstruktur 7 auf einer Fuhrung 16 in Achsrichtung A der Drehachsen Dl, D2 verschiebbar gelagert. Zum Verstellen in Achsrichtung A ist ein als Axial-Stelleinrichtung

SI/cs 061527WO dienender Axial-Stellzylinder 17 vorgesehen. Dieser halt wahrend des Gießbetriebs die jeweilige Seitenplatte 5 mit ihrem Insert unter einem bestimmten vorgegebenen Anpressdruck in Anlage an den jeweiligen Stirnseiten 10,11 der Gießwalzen 1,2.

Der Axial-Stellzylinder 17 wirkt dabei in Achsrichtung A auf einen T-formigen Tragrahmen 18, der die Seitenplatte 5 tragt. Auf diese Weise beaufschlagt der Axial- Stellzylinder 17 die Seitenplatte 5 mit einer für das dauerhaft dichte Anliegen der Seitenplatte 5 an den ihr zugeordneten Stirnseiten 10,11 der Gießwalzen 1,2 erforderlichen Anpresskraft FA.

Der Tragrahmen 18 weist einen oberen Balkenteil 19 und einen daran hangenden mittleren Gehauseabschnitt des Tragrahmens 18 auf.

Mit den freien Endabschnitten 21,22 des Balkenteils 19 ist jeweils ein hydraulisch betatigbarer Stellzylmder 23,24 gelenkig verkoppelt. Die voneinander unabhängig steuerbaren Stellzylinder 23,24 weisen ein Gehäuse und einen in vertikaler Richtung verstellbaren Kolben auf, dessen aus dem Gehäuse geführter Kolbenschaft mit seinem freien Ende über jeweils ein Gelenk 25,26 mit dem ihm zugeordneten Endabschnitt 21 bzw. 22 verbunden ist. Von oben betrachtet ist dabei der eine Stellzylinder auf der einen Seite und der andere Stellzylinder auf der anderen Seite der Oszillationsachse 05 angeordnet.

Die Stellzylinder 23,24 sind jeweils hydro-statisch gelagert, um die bei der durch den Stellzylinder 17

SI/cs 061527WO bewirkten Verstellung der jeweiligen Seitenplatte 4,5 in axialer Richtung A möglicherweise auftretenden, beispielsweise in den Gαeßspalt 3 gerichteten Querkrafte aufnehmen zu können.

Die Stellzylinder 23,24 bilden Stelleinrichtungen, mit deren Hilfe die jeweilige Seitenplatte 4,5 um ihre jeweilige Oszillationsachse 04,05 oszillierend bewegt werden kann. Dazu fuhren die Stellzylinder 23,24 beispielsweise jeweils gegenläufig in vertikaler Richtung V aufwärts und abwärts gerichtete Stellbewegungen aus. Ebenso kann beispielsweise der Stellzylinder 23 in einer bestimmten Ausfahrstellung seines Kolbens festgesetzt werden, wahrend der zweite Stellzylinder 24 weiterhin Stellbewegungen ausfuhrt. Die Oszillationsachse 05 wird dadurch in die Achse G25 des Gelenks 25 verlagert, in dem der Stellzylinder 21 gelenkig mit dem Tragbalken 19 verkoppelt ist. Des Weiteren können die Stellzylinder 23,24 gleichzeitig oder nacheinander eine gleichsinnig gerichtete Absenkbewegung ausfuhren, um die Position der Oszillationsachse 05 in vertikaler Richtung V abzusenken.

Die Stellzylinder 23,24 bewegen sich in Abhängigkeit von Steuersignalen einer Steuereinrichtung 27, die über entsprechende Steuerleitungen 28 und Ventileinrichtungen 29 mit den Stellzylindern 23,24 verbunden sind. Entsprechend der über die Steuerleitungen 28 übertragenen Steuersignale offnen oder schließen die Ventile der Ventileinrichtungen 29, um die Kolben der Stellzylinder 23,24 ein- oder auszufahren und dementsprechend die Seitenplatte 5 über das Balkenteil 19 in die eine oder

SI/cs 061527WO andere Richtung um die Oszillationsachse 05 zu verschwenken .

Die Stellzylinder 21,22 bilden auf diese Weise gemeinsam Stelleinrichtungen, die gemeinsam mit der ihnen zugeordneten Steuereinrichtung und der erforderlichenfalls zusatzlich vorhandenen Ventileinrichtung als Teil einer Oszillationseinrichtung die Seitenplatte 5 oszillierend bewegen.

Der Gehauseabschnitt des Tragrahmens 8 ist über eine hier nicht sichtbare Schiebetuhrung am Balkenteil 19 befestigt. In der Schiebefuhrung kann der Gehauseabschnitt in einer horizontalen, quer zu den Drehachsen Dl, D2 ausgerichteten Richtung H relativ zum Balkenteil 19 und damit auch quer zur Fuhrung 16 und den Drehachsen Dl, D2 der Gießwalzen 1,2 mittels eines als Stelleinrichtung für diese Bewegungsrichtung dienenden, hier nicht sichtbaren Stellzylinders verschoben werden.

Die Schiebefuhrung selbst ist dabei über zwei hier ebenfalls nicht dargestellte zusatzliche Stellzylinder am Balkenteil 19 des Tragrahmens 18 aufgehängt. Diese ebenfalls unabhängig voneinander steuerbaren zusatzlichen Stellzylinder bilden gemeinsam eine Stelleinrichtung, mit der der Gehauseabschnitt und mit ihm die jeweilige Seitenplatte 5 auch noch in vertikaler Richtung V relativ zum Balkenteil 18 verschoben werden können, um der Oszillationsbewegung der Seitenplatte 5 zusatzlich eine m vertikaler Richtung V gerichtete Bewegung zu überlagern. Von oben betrachtet ist dabei der eine zusatzliche Stellzylinder auf der einen Seite und der

SI/cs 061527WO andere zusatzliche Stel Izy] inder auf der anderen Seite der Oszillationsachse 05 angeordnet. Auf diese Weise ist es nicht nur möglich, die Seitenplatte 5 durch gleichgeschalteten Betrieb der zusatzlichen Stellzylinder in einer gleichmaßigen Bewegung in der Richtung V zu verstellen, sondern bei einem asynchronen, abwechselnden Betrieb der zusatzlichen Stellzylinder die Verstellung der Seitenplatte 5 in V-Richtung in einer Schaukelbewegung stufenweise vorzunehmen. Die erforderlichenfalls durchgeführte Stellbewegung der zusatzlichen Stellzylinder ist damit der Stellbewegungen der Stellzylinder 23,24 überlagert.

Die Seitenplatte 5 ist über eine Kopplungseinrichtung 30 mit der den Gießwalzen 1,2 zugewandten Stirnseite des Gehauseabschnitts verkoppelt.

Die Kopplungseinrichtung 30 umfasst ein Gehäuse 31, das auf seiner den Gießwalzen 1,2 zugeordneten Frontseite die jeweilige Seitenplatte 5 tragt. Zudem umfasst die Kopplungseinrichtung 30 ein Gelenk 32, über das der Axial-Stellzylinder 17 mit der Seitenplatte 5 gelenkig verkoppelt ist.

Das Gelenk 32 ist als Uniball-Kugelgelenk ausgebildet, dessen Kugelkopf 33 vom mittleren Gehauseabschnitt des Tragrahmens 18 getragen ist und dessen Pfanne 34 in das Gehäuse 31 der Kopplungseinrichtung 30 eingesetzt ist. über drei in gleichmaßigen Winkelabstanden um die mit der Achsrichtung A zusammenfallende Wirkachse der Anpresskraft FA verteilte, aus elastischem Material hergestellte Federelemente 35 wird die Pfanne 34 gegen

SI/cs 06J.527WO den Kugelkopf 33 des Gelenks 32 gezogen, so dass es im Wesentlichen spielfrei ist. Gleichzeitig stellen die Federelemente 35 sicher, dass die Seitenplatte 5 im unbelasteten Zustand in einer definierten Sollstellung bezogen auf die Achsrichtung A ausgerichtet ist.

Über das Gelenk 32 kann ein in Fig. 2 zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellter Winkelversatz W zwischen der auf die Wirkrichtung A der von der Axial- Stelleinrichtung 17 auf die jeweilige Seitenplatte 5 aufgebrachten Kraft FA bezogenen Normalebene NA und der auf die Drehachsen Dl, D2 der Gießwalzen 1,2 bezogenen Normalebene N12 ausgeglichen werden. Dieser kann sich nicht nur, wie m Fig. 2 angedeutet, m zwei Raumrichtungen erstrecken, sondern m Folge von entsprechenden Verformungen selbstverständlich auch in drei Raumrichtungen ausgerichtet sein.

Zum Arretieren des Gelenks 32 ist darüber hinaus eine als Kupplung ausgebildete, hier nur angedeutete, jedoch m ihren Einzelheiten nicht dargestellte Arretiereinrichtung 36 vorgesehen. Diese ist beispielsweise entsprechend der in der US 2007/0220940 Al beschriebenen Einrichtung derart ausgebildet, dass sie einerseits im gelosten Zustand die erforderliche Beweglichkeit des Gelenks 32 erlaubt und andererseits durch Relativverstellung von zwei hier nicht sichtbaren Kupplungsgliedern, von denen das eine mit dem Kugelkopf 33 und das andere mit der Pfanne 34 des Gelenks 32 verkoppelt ist, über dazwischen angeordnete, hier ebenfalls nicht sichtbare Kupplungselemente das Gelenk 32 in der jeweils erreichten Stellung durch Kraft- und Formschluss der

SI/cs 061527WO Kupplungsglieder und Kupplungselemente festsetzen kann. Die erforderliche Relativverstellung der Kupplungsglieder wird dabei durch eine Stelleinrichtung 37 bewirkt. Diese verstellt über einen Stößel 38 die Kupplungsglieder und -elemente der Arretiervorrichtung in Abhängigkeit von einem Stellsignal, das von einer hier ebenfalls nicht dargestellten Steuereinrichtung abgegeben wird.

Vor dem Gießbeginn wird die Seitenplatte 5 durch den Axial-Stellzylinder positionsgeregelt mit überlagerter Kraftregelung in Achsrichtung A gegen die ihr zugeordneten Stirnflächen 10,11 der Gießwalzen gefahren. Wird eine definierte Kraftschwelle erreicht, bei der ein sicherer Kontakt zwischen dem Insert 9 und den Stirnflächen 10,11 gewährleist ist, wird das Gelenklager auf ein entsprechendes Signal der nicht gezeigten, der Arretiereinrichtung 36 zugeordneten Steuereinrichtung hin durch die Arretiereinrichtung 36 in der voranstehend beschriebenen Weise mechanisch arretiert. Gleichzeitig wird die in diesem Zustand erreichte Soll- Betriebsposition der Seitenplatte 5 in einem Speicher einer dem Axial-Steuerzylinder 17 zugeordneten Steuereinrichtung gespeichert.

Nach der Arretierung ist es grundsätzlich möglich, die Gießwalzen 1,2 sofort in Rotation zu versetzen.

Um jedoch beim langsamen Anfahren der Gießwalzen 1,2 Stick-Slip-Effekte, d. h. ein kurzfristiges massives Anhaften des Inserts 9 an den Stirnflächen 10,11 zu Beginn der Rotation der Gießwalzen 1,2 und die damit einhergehende Gefahr eines Bruchs des Inserts 9 zu

SI/cs 061527WO vermeiden, ist es vorteilhaft, die Seitenplatte 5 mittels des Axial-Stellzylinders jetzt zunächst soweit zurückzufahren, bis kein Anpressdruck mehr zwischen den Stirnflächen 10,11 und dem Insert 9 herrscht. Weiterhin kann dieser Zeitraum genutzt werden, um die Temperatur des Inserts 9 an die Temperatur der Gießrollen 1,2 anzupassen. Nach dem Überschreiten einer kritischen Mindestgeschwindigkeit der Gießrollen 1,2 kann die Seitenplatte 5 dann an die zuvor gespeicherte Sollbetriebsposition verfahren und der Gießbetrieb aufgenommen werden.

SI/cs 061527WG BEZUGSZEICHEN

1,2 Gießwalzen

3 Gießspalt

4,5 Seitenplatten

6,7 Tragstruktur

8 Tragplatte

9 Insert

10,11 Stirnseiten der Gießwalzen 1,2

12,13 Insertschleifflachen

14 positives Insert

15a, 15b Seitenflachen

16 Fuhrung

17 Axial-Stellzylinder

18 T-formiger Tragrahmen

19 oberer Balkenteil des Tragrahmens 18 21,22 freie Endabschnitte des Balkenteils 19 23,24 Stellzylinder

25,26 Gelenke

27 Steuereinrichtung

28 Steuerleitungen

29 Ventileinrichtungen

30 Kopplungseinrichtung

31 Gehäuse der Kopplungseinrichtung 30

32 Gelenk

33 Kugelkopf des Gelenks 32

34 Pfanne des Gelenks 32

35 Federelemente

36 Arretiereinrichtung (Kupplung)

37 Stelleinrichtung

38 Stößel

A Achsrichtung der Drehachsen Dl, D2

Dl, D2 Drehachsen der Gießwalzen

G Zwei-Walzen-Gießmaschine

FA Anpresskraft

H horizontale Bewegungsrichtung

NA,N12 Normalebenen

04,05 Oszillationsachse der Seitenplatten 4,5

V vertikale Bewegungsrichtung

W Winkelversatz

SI/cs 061527WO

Claims

20. Februar 2009P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Zwei-Walzen-Gießmaschine mit zwei Gießwalzen (1,2), die zwischen sich an seinen Längsseiten einen Gießspalt (3) begrenzen, mit zwei den Gießspalt (3) an seinen Schmalseiten begrenzenden Seitenplatten (4,5) und mit mindestens einer Axial- Stelleinrichtung (17), die einer der Seitenplatten (4,5) zugeordnet ist und die jeweilige Seitenplatte (4,5) auf ihrer von den ihr zugeordneten Stirnseiten (10,11) der Gießwalzen (1,2) abgewandten Rückseite mit einer axial in Richtung des Gießspalts (3) gerichteten Kraft (FA) beaufschlagt, durch die die Seitenplatte (4,5) gegen die ihr zugeordneten Stirnseiten (10,11) der Gießwalzen (1,2) gedrückt gehalten ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Axial- Stelleinrichtung (17) auf die Rückseite der Seitenplatte (4,5) über ein Gelenk (32) wirkt, das dazu vorgesehen ist, einen Winkelversatz zwischen der auf die Wirkrichtung (A) der von der Axial- Stelleinrichtung (17) auf die jeweilige Seitenplatte (4,5) aufgebrachten Kraft (FA) bezogenen Normalebene (NA) und der auf die Drehachsen (Dl, D2) der Gießwalzen (1,2) bezogenen Normalebene (N12) auszugleichen .

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2. Zwei-Walzen-Gießmaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Gelenk (32) in mindestens zwei Freiheitsgraden beweglich ist.

3. Zwei-Walzen-Gießmaschine nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Gelenk (32) in drei Freiheitsgraden beweglich ist.

4. Zwei-Walzen-Gießmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Gelenk (32) als Kardangelenk ausgebildet ist.

5. Zwei-Walzen-Gießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Gelenk (32) als Kugelgelenk ausgebildet ist.

6. Zwei-Walzen-Gießmaschine nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Gelenk (32) als Uniball-Gelenk ausgebildet ist.

7. Zwei-Walzen-Gießmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine Arretiereinrichtung (36) zum Festsetzen des Gelenks

(32) nach Erreichen einer bestimmten

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8. Zwei-Walzen-Gießmaschine nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Arretiereinrichtung (36) als Kupplung ausgebildet ist.

9. Zwei-Walzen-Gießmaschme nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Arretiereinrichtung (36) bei Betätigung das Gelenk (32) durch Kraftschluss festhalt.

10. Zwei-Walzen-Gießmaschine nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Arretiereinrichtung (36) mit einer Steuereinrichtung verkoppelt ist, die bei Erreichen einer bestimmten Betriebsstellung der jeweiligen Seitenplatte (4,5) ein Steuersignal abgibt, auf das hin die Arretiereinrichtung (36) das Gelenk (32) in seiner jeweiligen Stellung arretiert.

11. Zweα -Walzen-Gießmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Seitenplatte (4,5) federnd elastisch gegen die Axial-Stelleinnchtung (17) vorgespannt ist.

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12. Zwei-Walzen-Gießmaschine nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s für die federnd elastische Vorspannung mindestens drei um die Wirkachse der von der Axial- Stelleinrichtung (17) aufgebrachten Kraft verteilt angeordnete Federelemente (35) vorgesehen sind.

13. Zwei-Walzen-Gießmaschine nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Federelemente (32) in gleichmäßigen Winkelabständen um die Wirkachse (A) herum verteilt angeordnet sind.

14. Zwei-Walzen-Gießmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Axial- Stelleinrichtung (17) als Stellzylinder ausgebildet ist.

15. Zwei-Walzen-Gießmaschine nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Stellzylinder (17) hydraulisch arbeitet.

16. Zwei-Walzen-Gießmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine Oszillationseinrichtung zum Oszillieren der Seitenplatte (4,5) um eine Oszillationsachse vorgesehen ist.

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17. Verfahren zum Betrieb einer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgebildeten Zwei-Walzen- Gießmaschine (G) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die jeweilige Seitenplatte (4,5) mittels der Axial- Stelleinrichtung (17) gegen die ihr zugeordneten Stirnseiten (10,11) der Gießwalzen (1,2) gedruckt wird, bis eine Soll-Betriebsstellung erreicht ist, bei der eine definierte Anpresskraft zwischen der Seitenplatte (4,5) und den betreffenden Stirnseiten (10,11) der Gießwalzen (1,2) wirkt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Gelenk nach Erreichen der Soll-Betriebsstellung arretiert wird .

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Seitenplatte (4,5) von der Axial-Stelleinrichtung (17) vor dem Beginn der Rotation der Gießwalzen (1,2) um einen vorgegebenen Stellweg zurückgefahren wird, d a s s dann die Gießwalzen (1,2) in Rotation versetzt werden, bis eine Solldrehzahl erreicht ist, und d a s s daraufhin die Axial-Stelleinrichtung (17) die Seitenplatte (4,5) wieder in die Soll- Betriebsstellung zuruckbewegt .

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