Liebisch, Karl Otto (Erlenweg 6, Duisburg, 47239, DE)
Kaiser, Heinz-peter (Rayenerstrasse 6, Duisburg, 47239, DE)
Dreis, Michael (Schulstrasse 10a, Duisburg, 47199, DE)
Becker, Edmund (Schmalzkamp 5d, Schwerte, 58239, DE)
Krausa, Alfons (Adolf von Kleve Strasse 9, Schermbeck, 46514, DE)
Von Wyl, Horst (Kieblitzmühlenstrasse 4, Duisburg, 47169, DE)
Anton, Ottmar (Mainstrasse 16, Köln, 50859, DE)
Liebisch, Karl Otto (Erlenweg 6, Duisburg, 47239, DE)
Kaiser, Heinz-peter (Rayenerstrasse 6, Duisburg, 47239, DE)
Dreis, Michael (Schulstrasse 10a, Duisburg, 47199, DE)
Becker, Edmund (Schmalzkamp 5d, Schwerte, 58239, DE)
Krausa, Alfons (Adolf von Kleve Strasse 9, Schermbeck, 46514, DE)
Von Wyl, Horst (Kieblitzmühlenstrasse 4, Duisburg, 47169, DE)
| 1. | Kokillenteiler zum Einbau in eine konventionelle Brammenkokille (1) mit zum seitlichen Verstellen ausgebildeten Schmalseitenteilen zwecks wahl weisen Gießens mehrerer Stränge mit veränderbaren Strangbreiten, gekennzeichnet durch, ein zur Kokille (1) ortsfest zwischen deren Breitseitenplatten (2) einbauba res Gehäuse (3), mit beidseitig in Breitenrichtung der Kokille (1) einstellba ren Verstellorganen (4) mit an ihren Enden vorgesehenen Tragplatten (5) und an diesen angeordneten schmalseitigen Wärmetauscherplatten (6). |
| 2. | Kokillenteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellorgane (4) mittels in das Gehäuse (3) integrierbaren An triebsmitteln (10) über Getriebe und Wellen (13) durch aussenliegende Motoren (11,12) elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch antreibbar sind. |
| 3. | Kokillenteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme vertikaler Lasten bzw. Kräfte die Tragplatten (5) im oberen Bereich querstehende Führungsbolzen (7) besitzen, die in obere Bereiche der KokillenBreitseitenplatten (2) eingelassene Führungsnuten (8) eingreifbar geführt sind. |
| 4. | Kokillenteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Einstellung der Verstellorgane Spindeltriebe (9), hydrauli sche oder elektrische Linearantriebe, Seiltrieb oder dergleichen vorgese hen sind. |
| 5. | Kokillenteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Verstellorgane (4) einer Tragplatte (5) unabhängig voneinander mit separaten Antriebsmitteln (10) ausgerüstet sind. |
| 6. | Kokillenteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass paarweise übereinanderliegende Spindeln (9) einer Seite des Ge häuses (3) durch einen gemeinsamen Motor (11 bzw. 12) antreibbar sind und beispielsweise durch gestaffelt unterschiedliche Getriebestufen derart gekoppelt sind, dass eine passende Schrumpfkonizität der Schmalseiten Wärmetauscherplatten (6) nach Maßgabe ihres Verstellweges erreicht wird. |
| 7. | Kokillenteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Breitseitenplatten (2) im Bereich des Gehäuses (3) ausgespart sind, zur Gewinnung von Bauraum für den Verstellmechanismus und für die Medienführung. |
| 8. | Kokillenteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei aussermittigem Einbau des Gehäuses (3) zwischen den Breit seitenplatten (2) der Bereich der gleichzeitig vergiessbaren Strangformate bei gegebenem Bauraum und unsymmetrischem Aufbau der Kokille (1) vergrößert ist. |
| 9. | Kokillenteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragplatte (5) einer oder beider Gehäuseseiten zur Verlängerung der Verstellorgane bis zur Wärmetauscherplatte (6) ausgespart ist, wobei deren Aussparungen vorzugsweise als Tieflochbohrungen (19) ausgeführt sind. |
| 10. | Kokillenteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) mit den Verstellorganen (4) mittig oder außermittig zwischen den Breitseitenplatten (2) der Kokille (1) angeordnet ist. |
| 11. | Kokillenteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß den Verstellorganen (4) zur Kompensation des mechanischen Spiels der Verstellbewegung entgegengerichtet wirkende Kraftelemente zuge ordnet sind bzw. die Spindel (9) mit einer nachstellbaren Spindelmutter ausgerüstet ist. |
| 12. | Kokillenteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch, eine teleskopische Ausbildung der Spindeln (9). |
| 13. | Kokillenteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch, die Ausbildung der Spindeln (9) mit unterschiedlichen Steigungen. |
| 14. | Kokillenteiler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch, eine durchlaufende Spindel (9) für beide Tragplatten (5). |
Stranggießkokillen für Stahl besitzen in der Regel während des Gießens oder in Gießpausen verstellbare Schmalseiten, deren Verstellbereiche einerseits durch mechanische Gegebenheiten wie beispielsweise der Regelbereich der Antriebe oder räumliche Begrenzungen und aufzunehmende Kräfte, und andererseits durch verfahrenstechnische Erfordernisse, z. B. der Zusammenhang zwischen Schmelzenfolgezeit, Gießgeschwindigkeit und Gießbreite begrenzt sind.
Wenn das angestrebte Gießbreitenspektrum einer solchen Anlage durch Er- weiterung des Verstellbereiches eines einzelnen Brammenstranges nicht mehr wirtschaftlich abgedeckt werden kann, kommt fallweise ein Kokillenteiler, auch Twin-Divider genannt, zum Einsatz. Mit diesem wird ein einzelner Strang in zwei Teilstränge unterteilt. Somit können, ohne Reduzierung der Gießleistung, Stränge der halben Breite erzeugt werden.
Kokillenteiler werden üblicherweise mit einer festen Geometrie des Abstandes der Kokillenplatten voneinander, und deren Konizität, ausgeführt. Wenn Kokil- lenteiler auf stark unterschiedliche Formatbereiche angepaßt werden müssen, werden sie entweder im Ganzen austauschbar ausgebildet, oder durch Einbau von Adapter-oder Paßstücken verändert. Derartige Anpassungen können nur außerhalb des Gießprozesses durchgeführt werden und erhöhen damit die Ko- sten in-folge Stillstandszeiten der Anlage erheblich. Daneben kann die Ausle- gung der Schmalseitenkonizität am Kokillenteiler, sowie die Positionierung des Tauchausgusses nur für eine mittlere Gießbreite erfolgen. Beide Einschränkun-
gen ergeben durch Erhöhung der Strangschalenbeanspruchung sowie Ver- schlechterung des Strömungsbildes im flüssigen Stranginhalt negative metall- urgische Folgen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, zur Vermeidung der ge- nannten Nachteile einen verstellbarer Kokillenteiler zu schaffen.
Die Lösung der Aufgabe besteht bei einem Kokillenteiler der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art darin, daß zwischen den Breitseiten einer konventio- nellen Brammenkokille zur Verstellung während des Gießens ein Verstellorgan angeordnet ist, das im wesentlichen aus einem zur Kokille während des Gie- ßens ortsfesten Gehäuse, bzw. Grundkörper besteht. Das Gehäuse umfaßt je zwei paarweise übereinander beidseitig in Breitenrichtung der Kokille ausstell- bare Verstellorgane mit an ihren Enden angebrachten Tragplatten zur Aufnah- me von Wärmetauscherplatten. Die Verstellorgane bestehen vorzugsweise aus Spindeln, die über in das Gehäuse integrierte Getriebe sowie über Antriebs- wellen durch außen liegende Motoren angetrieben werden und eine Verstellung während des Gießens bzw. in Gießpausen ermöglichen.
Die Motoren können elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betreibbar sein.
Es ist auch denkbar, die Verstellung durch Muskelkraft zu betätigen. Als Ab- wandlung der Erfindung ist der Ersatz von Spindeltrieben durch hydraulisch oder elektrisch betätigbare Linearantriebe möglich.
Zur Aufnahme vertikaler Kräfte aus Eigengewicht, Strangabzug und Oszillation können Pinolrohre verwendet werden, welche die Verstellspindeln umgreifen und durch Linearführungen mit den Gehäuse verbunden sind.
Zur optimalen Nutzung des vorhandenen Einbauraumes und Erreichung größt- möglicher Verstellwege wird zur Abtragung von Vertikallasten vorgeschlagen, die Oberkanten der Trägerplatten mit quer liegenden Bolzen auszurüsten, wel- che in Nuten oberhalb der Breitseiten-Wärmetauscherplatten gleitbar eingreifen.
Eine weitere Erhöhung der Verstellwege bei gegebenem Einbauraum ist durch teleskopische Ausführungen der Spindeln möglich.
Größtmögliche Flexibilität beim Verstellen der Gießbreite während des Gießens wird dadurch erreicht, daß alle vier Antriebsachsen unabhängig voneinander mit jeweils eigenen Antriebssträngen und Motoren ausgeführt sind. Diese Ausfüh- rung erfordert gleichzeitig den größten Einbauraum. Deshalb können-unter Inkaufnahme reduzierter Flexibilität des Bewegungsvorganges-beispielsweise die beiden übereinander angeordneten Spindeln je einer Seite durch einen ge- meinsamen Motor angetrieben und mechanisch-beispielsweise durch geeig- net gestaffelte Getriebeuntersetzungen-so gekoppelt werden, daß eine für den Gießprozeß erforderliche Neigung, die sogenannte Schrumpfkonizität, der Wärmetauscherplatten in Abhängigkeit vom Verstellweg erhalten bleibt.
Diese gestaffelte Untersetzung kann auch durch unterschiedliche Spindelstei- gungen erreicht werden. Weiterhin können-unter Inkaufnahme reduzierter Flexibilität des zu vergießenden Formatspektrums-die beiden in einer Höhe liegenden Achsen der jeweils gegenüber liegenden Gießhohlräume mechanisch zusammengefaßt werden. Dies kann so geschehen, daß eine durchlaufende Spindel beide Tragplatten gleichsinnig verschiebt. Diese Anordnung hat zur Folge, daß die Gießleistung der gesamten Kokille stets konstant bleibt, denn während auf der einen Seite das Gießformat vergrößert wird, wird es auf der gegenüberliegenden Seite entsprechend verkleinert. Es ist aber auch eine Kop- pelung denkbar, bei welcher beide Seiten gegensinnig, aber im gleichen Maße, verschoben werden.
Für den speziellen Betriebsfall, bei welchem in derselben Kokille sowohl eine Breitbramme, als auch zwei Zwillingsbrammen vergossen werden, wird das Gehäuse zwischen den unveränderten Breitseiten-Wärmetauscherplatten an- geordnet. Dies erfordert jedoch erhöhten Bauraum und geht letztlich zu Lasten des erreichbaren Verstellweges. Darüber hinaus ist es dann erforderlich, den Antriebsstrang bzw. bei Verwendung von Linearantrieben deren Energieversor-
gungseinrichtung über die Breitseitenwasserkästen hinweg oder unter ihnen hindurch zu leiten. Bei Verzicht auf eine Doppelnutzung derselben Kokille für das Einzel-und Zwillingsgießen, können die Breitseiten Wärmetauscherplatten im Bereich des Kokillenteilers ausgespart werden. Das schafft einerseits Raum für den Verstellmechanismus, und eröffnet andererseits die Möglichkeit, den Antriebsstrang durch die Wasserkästen hindurch zu verlegen. Auch für die Me- dienführung wird dadurch wertvoller Bauraum gewonnen. Weiterhin wird so die Höhenentwicklung zur Verteilerrinne hin nicht beeinträchtigt.
Die Anbringung des verstellbaren Kokillenteilers zwischen den Breitseitenplat- ten der Kokille kann auch außermittig erfolgen. Damit kann der Bereich der gleichzeitig vergießbaren Formate bei gegebenem Bauraum weiter vergrößert werden, auch wenn für jeden einzelnen Strang Reserveteile bereit zu halten sind.
Eine weitere zweckmäßige Maßnahme zur Erweiterung des Verstellweges sieht vor, daß die Trägerplatte zur Verlängerung der Verstellspindeln bis zu der Wärmetauscherplatte ausgenommen wird. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die Ausnehmung als Tieflochbohrungen auszuführen, um Abdichtungsproblemen zur Trägerplatte hin vorzubeugen.
Schließlich muß sorgfältig beachtet werden, daß die Position und-in besonde- rem Maße-die Neigung der Schmalseiten der Kokille im Hinblick auf die Si- cherheit des Gießprozesses in sehr engen Grenzen eingestellt werden muß.
Vielfach reicht zur Einhaltung der geforderten Toleranzen selbst die Verwen- dung spielreduzierter Antriebskomponenten nicht aus. Auch nimmt der Ferti- gungsaufwand mit zunehmend geforderter Genauigkeit überproportional zu.
Infolge dessen werden für den vorliegenden Kokillenteiler Alternativen zur Spielkompensation vorgeschlagen. Eine Möglichkeit der Spielkompensation läßt sich mit Hilfe nachstellbarer Spindelmuttern erreichen. In Kokillen mit hin- reichender Bauhöhe können in einer oder zwei weiteren Achsen, vorzugsweise in mittlerer Höhe zwischen den Verstellspindeln, auf Zug wirkende lineare An-
triebselemente wie beispielsweise Hydraulik-oder Pneumatikzylinder angeord- net werden. Diese Zugmittel müssen dann so ausgelegt sein, daß sie entweder während der gesamten Betriebszeit oder nur während der Verstellvorgänge, mit einer Zugkraft auf die Schmalseitenträger wirken, die so groß bemessen ist, daß sie alle Spiele im Verstell-Antriebsstrang stets auf der Druckseite zur Anla- ge bringen. Anstelle von Linearantrieben können auch von außen betätigte Seiltrieb zum Einsatz gelangen.
Damit ist es möglich, den für die Spielkompensation erforderlichen Bauraum im Bereich der Verstellgetriebe zu minimieren. Wenn der verfügbare Bauraum auch für diese Form der Spielkompensation nicht ausreicht, wird vorgeschla- gen, die Spiele im Antriebsstrang dadurch zu kompensieren, daß unabhängig von der betrieblich erforderlichen Verstellrichtung in einem letzten Verstellschritt immer entgegen den im Betrieb zu erwartenden Kräften verfahren wird. Der Betrag des dabei zurückgelegten Weges muß nur größer sein, als das größte zulässige Gesamtspiel im Antriebsstrang. Diese Lösung ist zugleich diejenige mit dem geringsten gerätetechnischen Aufwand.
Mit dem beschriebenen Kokillenteiler können auch Zwillingsstränge in einem großen Spektrum mit variabler Gießbreite ohne Betriebsunterbrechungen und mit optimaler Sumpfströmung bei symmetrischer Einströmung der Schmelze vergossen werden.
Damit ist die ökonomisch vorteilhafte, mit der Erfindung erschließbare Erweite- rung von Brammenanlagen auch metallurgisch sensibleren Stahlqualitäten zu- gänglich.
Für den Einsatz im Bereich des konventionellen Zwillingsgießen ist die mit der Erfindung deutlich reduzierte Rüstzeit herauszustellen. Darüber hinaus erübrigt sich das Vorhalten verschieden breiter Kokillenteiler zur Anpassung an ein wechselndes Formatspektrum, und damit auch der Umfang der erforderlichen Reserveteilhaltung.
Darüber hinaus besteht auch in Kokillen mit Kokillenteiler die Möglichkeit der Reduzierung der Länge von Übergangskeilen durch Einsatz von Verstellstrate- gien mit stufenlos veränderter Schmalseitenneigung während des Verstellvor- ganges. Insgesamt wird bei gleichzeitiger Reduzierung des Schrottanfalles die Systemverfügbarkeit erhöht und damit die Rentabilität der Stranggießanlagen gesteigert.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch darge- stellten Ausführungsbeispieles. Es zeigen : Figur 1 den verstellbaren Kokillenteiler (Conti-Twin-Divider) in Seiten- ansicht mit mechanischen Verstellantrieben in einer Ansicht der Ebene A-A in Figur 2 ; Figur 2 den Kokillenteiler gemäß Figur 1 in Draufsicht ; Figur 3 den Kokillenteiler mit hydraulischen oder pneumatischen An- trieben in Seitenansicht der Kokille ; Figur 4 den Kokililenteiler gemäß Figur 3 in Draufsicht ; Figur 5 eine perspektivische Ansicht einer Stranggießkokille mit in ih- rem mittleren Bereich eingebauten Gehäuse eines verstellbaren Kokillenteilers ; Figur 6 im Schnitt die endseitigen Spindelantriebe zur Verstellung des Kokillenteilers.
Figur 1 zeigt einen verstellbaren Kokillenteiler zum Einbau in eine konventio- nelle Brammenkokille 1 mit zum seitlicher Verstellen während eines Gießpro- zesses ausgebildeten Schmalseitenteilen 6. Der Kokillenteiler umfaßt ein relativ
zur Kokille 1 ortsfest zwischen deren Breitseitenplatten 2 einbaubares Gehäuse 3, das paarweise übereinander beidseitig in Breitenrichtung der Kokille 1 ein- stellbare Verstellorgane 4 aufweist mit an ihren Enden angeordneten Tragplat- ten 5 und mit an diesen angeordneten schmalseitigen Wärmetauscherplatten 6.
Die Verstellorgane 4 des Kokillenteilers sind bevorzugt Spindeln 9, die mittels in das Gehäuse 3 integrierbaren Antriebsmitteln 10 über Getriebe und Wellen 13 durch außen liegende Motoren 11,12 gemäß Figur 4 oder 5 elektrisch, hydrau- lisch oder pneumatisch antreibbar sind.
Die Tragplatten 5 sind zur Aufnahme vertikaler Lasten bzw. Kräfte im oberen Bereich, wie dies die Figuren 3 und 6 zeigen, mit querstehenden Führungsbol- zen 7 ausgerüstet, die in Führungsnuten 8 eingreifbar geführt sind und die in den Kokillen-Breitseitenplatten 2 in deren oberen Bereich eingelassen sind.
Mit den Bezugszeichen 9 sind die aus der Schnittdarstellung der Figur 3 er- kennbaren Spindeln bezeichnet.
Figur 4 zeigt die für einen hydraulischen Antrieb der Spindeln vorgesehene Öl- zufuhrmittel 14 für Hydrauliköl, deren Anschlüsse für die Spindelantriebe 9 in Figur 3 gezeigt sind.
In der perspektivischen Darstellung gemäß Figur 5 ist mit den gestrichelten Li- nien 17 eine Antriebsverbindung zwischen den außen liegenden Motoren 11,12 und der Durchführung eines Antriebsstranges 15 sowohl durch den Kokillen- rahmen 16, als auch durch die Wasserkästen 18 für einen Antriebsstrang ange- deutet.
Figur 6 zeigt in einem Schnitt senkrecht zur Tragplatte 5 und der an ihr ange- ordneten Wärmetauscherplatte 6, daß zur Erweiterung des Verstellweges der Spindeln 9 die Tragplatte 5 bis zur Wärmetauscherplatte 6 ausgenommen ist,
wobei vorzugsweise die Ausnehmungen zur Vorbeugung von Abdichtungspro- blemen zur Tragplatte 5 hin als Tieflochbohrungen ausgeführt sind.
Bezugszeichenliste 1. Kokille 2. Längsseitenplatte 3. Gehäuse 4. Verstellorgan 5. Tragplatte 6. Wärmetauscherplatte 7. Führungsbolzen 8. Führungsnut 9. Spindeln 10. Antriebsmittel 11. aussenliegender Motor 12. aussenliegender Motor 13. Antriebswelle 14. Ölzufuhr Hydraulik 15. Durchführung Antriebsstrang 16. Kokillenrahmen 17. Antriebsübertragung 18. Wasserkasten 19. Tieflochbohrung