MANSFELD, Milan (Frani Stramka 849, Kladno, 27204, CZ)
MAYRHOFER, Karl Friedrich (Unterfeld 30, Perg, A-4320, AT)
MICHALCZYK, Walter (Am Auerberg 2, Kirchberg-Thening, A-4062, AT)
TRAUNER, Alfred (Zeitling 63, Perg, A-4320, AT)
MANSFELD, Milan (Frani Stramka 849, Kladno, 27204, CZ)
MAYRHOFER, Karl Friedrich (Unterfeld 30, Perg, A-4320, AT)
MICHALCZYK, Walter (Am Auerberg 2, Kirchberg-Thening, A-4062, AT)
| Patentansprüche 1. Angießteil (1) zur Abdichtung eines Kaltstrangkopfs (2) in einer Kokille (3) einer Stranggießmaschine zum Gießen von Vorprofilen, aufweisend - eine Dichtung (4) zur Abdichtung des Kaltstrangkopfs (2) in der Kokille (3) ; - eine Abdeckplatte (6), die die Dichtung (4) zwischen der Abdeckplatte (6) und dem Kaltstrangkopf (2) festlegt; dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsteil (7), der mit der Abdeckplatte (6) kaltstrangseitig ein geschlossenes geometrisches Profil ausbildet, die Dichtung (4) und die Abdeckplatte (6) an zumindest zwei Stellen durchdringt, sodass der Angießteil (1) mittels des Verbindungsteils (7) in den Kaltstrangkopf (2) einhakbar und aushakbar ausgebildet ist. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (6) plattenförmig ausgebildet ist und die Abdeckplatte (6) die Form des Hohlraums der Kokille (3) aufweist, sodass die Dichtung (4) einen Spalt (5) zwischen der Abdeckplatte (6) und der Kokille (3) abdichtet. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsteil (7) warmstrangseitig ein offenes geometrisches Profil und der Verbindungsteil (7) mit der Abdeckplatte (6) kaltstrangseitig ein geschlossenes geometrisches Profil aufweist, wobei das geschlossene geometrische Profil insbesondere als ein U-förmiges oder C- förmiges Profil ausgebildet ist. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das offene Profil des Verbindungsteils (7) zwei Schenkel (8) aufweist, die parallel ausgerichtet sind. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsteil (7) als ein gebogener Rundstahlstab, insbesondere als ein Bewehrungs- oder Armierungsstahls mit einer rillenförmig strukturierte Oberfläche, ausgebildet ist. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schenkel (8) des Verbindungsteils (7) einen rechten Winkel einschließen. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsteil (7) die Abdeckplatte (6) in dessen Längsachse (9) durchdringt. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass je ein Rohr (10) konzentrisch zu einem Schenkel (8) auf die Abdeckplatte (6) aufgesetzt wird, wobei das Rohr (10) zur Aufnahme von Kühlschrott ausgebildet ist. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (4) die Form der Abdeckplatte (6) aufweist und als eine Flachdichtung mit konstanter Dicke (11) ausgebildet ist. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (4) als eine Profildichtung ausgebildet ist, deren Oberkante (12) bündig mit der Abdeckplatte (6) abschließt. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass je ein Schenkel (8) einen scheibenförmig oder pilzförmig vorstehenden Teil (13) aufweist, der zur formfesten Verbindung des Warmstrangs (14) mit dem Angießteil (1) ausgebildet ist. 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsteil (7) mittels einer Schweißverbindung mit der Abdeckplatte (6) verbunden ist . 13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (6) zu einer Normalebene zur Gießrichtung (15) einen spitzen Winkel (a) einschließt . 14. Kaltstrangkopf (2) einer Stranggießmaschine zum Gießen von Vorprofilen mit einem Angießteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Ende des Kaltstrangkopfs (2) zumindest eine offene Ausnehmung (16) zur Aufnahme eines Verbindungsteils (7) aufweist, wobei der Angießteil (1) mittels des Verbindungsteils (7) in den Kaltstrangkopf (2) einhakbar und aushakbar ausgebildet ist. 15. Kaltstrang einer Stranggießmaschine zum Gießen von Vorprofilen mit einem Angießteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und einem Kaltstrangkopf (2) nach Anspruch 14. |
Angießteil, Kaltstrangkopf und Kaltstrang für eine
Stranggießmaschine zum Gießen von Vorprofilen
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Angießteil zur
Abdichtung eines Kaltstrangkopfs in einer Kokille einer
Stranggießmaschine zum Gießen von Vorprofilen, einen
Kaltstrangkopf einer Stranggießmaschine zum Gießen von
Vorprofilen, sowie einen Kaltstrang einer Stranggießmaschine zum Gießen von Vorprofilen.
Konkret betrifft die Erfindung einen Angießteil zur
Abdichtung eines Kaltstrangkopfs in einer Kokille einer
Stranggießmaschine zum Gießen von Vorprofilen, aufweisend
- eine Dichtung zur Abdichtung des Kaltstrangkopfs in der Kokille; und
- eine Abdeckplatte, die die Dichtung zwischen der
Abdeckplatte und dem Kaltstrangkopf festlegt.
Ein derartiger Angießteil ist beispielsweise aus der EP 2 127 780 AI bekannt. Konkret dichtet eine Flachdichtung einen Kaltstrangkopf in einer Kokille ab, wobei die Flachdichtung über eine Verpackungsplatte mittels zwei Zugankern gegen den Kaltstrangkopf gepresst wird. Obwohl diese Konstruktion eine betriebsichere Abdichtung des Kaltstrangkopfs in der Kokille ermöglicht, sind folgende Punkte noch verbesserbar: Die
Vorbereitungszeit bei der Verpackung eines Kaltstrangs in der Kokille dauert lange, da der Angießteil manuell mit dem
Kaltstrangkopf verbunden werden muss; außerdem können bei der manuellen Verbindung des Angießteils mit dem Kaltstrangkopf Montagefehler nicht ausgeschlossen werden.
Aus der DE 3230183 AI ist ein Angießteil und ein
Kaltstrangkopf für einen Gießstrang mit rechteckigem
Querschnitt bekannt, bei dem der Kaltstrangkopf in den
Kaltstrang eingehakt werden kann. Konkrete Anweisungen wie ein Angießteil und ein Kaltstrangkopf für eine Stranggießmaschine zum Gießen von Vorprofilen auszusehen haben, können der Schrift nicht entnommen werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu beseitigen und insbesondere einen Angießteil, einen Kaltstrangkopf und einen Kaltstrang anzugeben, mit denen die Vorbereitungszeit für die Verbindung des
Angießteils mit dem Kaltstrangkopf reduziert werden kann. Diese Aufgabe wird durch einen Angießteil der eingangs genannten Art gelöst, bei dem
- ein Verbindungsteil, der mit der Abdeckplatte
kaltstrangseitig ein geschlossenes geometrisches Profil ausbildet, die Dichtung und die Abdeckplatte an
zumindest zwei Stellen durchdringt, sodass der
Angießteil mittels des Verbindungsteils in den
Kaltstrangkopf einhakbar und aushakbar ausgebildet ist.
Bei dieser Konstruktion dichtet die Dichtung den
Kaltstrangkopf gegenüber der Kokille ab (konkret gegenüber den Seitenwänden, die den Hohlraum der Kokille begrenzen) , sodass der Angießteil mit der Dichtung vorgefertigt
angeliefert und innerhalb einer nur kurzen Vorbereitungszeit außerhalb der Kokille in den Kaltstrangkopf eingehakt, d.h. das der Angießteil lösbar mit dem Kaltstrangkopf verbunden, werden kann. Dadurch dass ein einziger Verbindungsteil sowohl die Dichtung und die Abdeckplatte an zumindest zwei Stellen durchdringt, wird der Angießteil über den Verbindungsteil mit dem Kaltstrangkopf ein- und wieder aushakbar ausgebildet, sodass eine kurze Verpackungszeit, aber auch eine
selbsttätige Trennung des Kaltstrangs vom Warmstrang, beispielsweise mittels einer Trennrolle oder einer
gesonderten Trennvorrichtung, realisiert werden kann. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Abdeckplatte plattenförmig ausgebildet und weist die Form des Hohlraums der Kokille auf, sodass die Dichtung einen Spalt zwischen der Abdeckplatte und der Kokille abdichtet. Diese Ausführungsform erzielt eine besonders gleichmäßige Flächenpressung auf die Dichtung, wodurch eine hohe Dichtigkeit und dadurch hohe Betriebssicherheit erreicht wird. Nach einer - für die lösbare Verbindung des Angießteils mit dem Kaltstrangkopf mittels Einhaken - besonders vorteilhaften Ausführungsform, weist der Verbindungsteil warmstrangseitig ein offenes geometrisches Profil und der Verbindungsteil mit der Abdeckplatte kaltstrangseitig ein geschlossenes
geometrisches Profil auf, wobei das geschlossene geometrische Profil insbesondere als ein U-förmiges oder C-förmiges Profil ausgebildet ist. Nach einer ersten alternativen
Ausführungsform ist auch das warmstrangseitige Profil
geschlossen ausgebildet. Nach einer zweiten alternativen Ausführungsform ist das kaltstrangseitige Profil offen ausgebildet, z.B. durch zwei hakenförmig ausgebildete
Schenkel, die einen axialen Versatz quer zur Gießrichtung aufweisen. Mittels der letztgenannten Ausführungsform wird lediglich der mittlere Teil des geschlossenen Profils
ausgelassen.
Nach einer einfachen Ausführungsform sind die Schenkel des offenen Profils des Verbindungsteils parallel ausgerichtet. Nach einer weiteren einfachen Ausführungsform ist der
Verbindungsteil als ein gebogener Rundstahlstab, insbesondere als ein Bewehrungs- oder Armierungsstahls (engl, rebar) mit einer rillenförmig strukturierte Oberfläche, ausgebildet. Diese Ausführungsform zeichnet sich einerseits durch geringe Kosten aus; andererseits wird die Oberfläche eines als
Bewehrungs- oder Armierungsstahls ausgebildeten
Rundstahlstabs gegenüber einem Rundstahlstab mit glatter Oberfläche erhöht, sodass eine rasche Abkühlung der
Stahlschmelze und eine hohe Betriebssicherheit erreicht wird.
Nach einer einfachen Ausführungsform schließen die beiden Schenkel des Verbindungsteils einen rechten Winkel ein. Alternativ ist es möglich, dass die Schenkel einen spitzen oder stumpfen Winkel einschließen.
Bezüglich einer symmetrischen Verbindung des Angießteils mit dem Kaltstrang ist es vorteilhaft, dass der Verbindungsteil die Abdeckplatte in dessen Längsachse oder Symmetrieachse durchdringt .
Für eine kurze Erstarrungszeit des Warmstrangs nach dem
Angießen ist es vorteilhaft,
- dass je ein Rohr konzentrisch zu einem Schenkel auf die Abdeckplatte aufgesetzt wird, wobei das Rohr zur
Aufnahme von Kühlschrott ausgebildet ist; und/oder
- dass je ein Schenkel einen scheibenförmig oder
pilzförmig vorstehenden Teil aufweist, der zur
formfesten Verbindung des Warmstrangs mit dem Angießteil ausgebildet ist.
Durch das Rohr wird zudem sichergestellt, dass der
Kühlschrott nicht an der Innenwand der Kokille aufliegt, sodass diese von Kratzern bzw. Beschädigungen geschützt wird.
Nach einer einfachen Ausführungsform weist die Dichtung die Form der Abdeckplatte auf und ist als eine Flachdichtung mit konstanter Dicke ausgebildet.
Nach einer dazu alternativen Ausführungsform ist die Dichtung als eine Profildichtung ausgebildet, deren Oberkante entweder die Abdeckplatte überragt oder mit der Abdeckplatte bündig abschließt.
Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform ist der
Verbindungsteil mittels einer Schweißverbindung mit der
Abdeckplatte verbunden.
Um insbesondere bei unsymmetrischen Vorprofilen eine
fehlerfreie Verbindung des Angießteils mit dem Kaltstrangkopf sicherzustellen, ist es günstig, dass die Abdeckplatte zu einer Normalebene zur Gießrichtung einen spitzen Winkel a, vorzugsweise 2°<a<30°, einschließt.
Bei einem erfindungsgemäßen Kaltstrangkopf einer
Stranggießmaschine zum Gießen von Vorprofilen mit einem
Angießteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche weist das obere Ende des Kaltstrangkopfs zumindest eine offene
Ausnehmung zur Aufnahme eines Verbindungsteils auf, wobei der Angießteil mittels des Verbindungsteils in den Kaltstrangkopf einhakbar und aushakbar ausgebildet ist.
Ein erfindungsgemäßer Kaltstrang einer Stranggießmaschine zum Gießen von Vorprofilen weist einen Angießteil und einen
Kaltstrangkopf auf.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht
einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die folgenden Figuren Bezug genommen wird, die Folgendes zeigen:
Fig la, lb, und lc je einen Aufriss, einen Grundriss und ein Kreuzriss eines erfindungsgemäßen Angießteils
Fig 2 eine perspektivische Darstellung des Einhakens eines Angießteils in einen Kaltstrangkopf
Fig 3 eine perspektivische Darstellung des Angießteils und des Kaltstrangkopfs nach Fig 2 im eingehakten Zustand
Fig 4a eine geschnittene Darstellungen eines Kaltstrangkopfs inkl. eines Angießteils im in die Kokille eingefahrenen
Zustand
Fig 4b eine Darstellung des Details B nach Fig 4a
Fig 5 eine perspektivische Darstellung eines Warmstrangs der mittels eines Kaltstrangs aus einer Kokille ausgezogen wird Fig 6a, 6b und 6c einen Aufriss, einen Kreuzriss und eine geschnittene Darstellung entlang der Linie C-C bei der
Inline-Trennung eines Kaltstrangs von einem Warmstrang
Die Fig 1 zeigt mittels der Subfiguren la, lb und lc einen Angießteil 1 zur Abdichtung eines nicht gezeigten Kaltstrangkopfs in einer Kokille einer Stranggießmaschine zum Gießen von Vorprofilen. Der vorgefertigte Angießteil 1 weist folgende Elemente auf:
- eine als Flachdichtung ausgeführte Dichtung 4, die
zwischen einer plattenförmige Abdeckplatte 6 und dem
Kaltstrangkopf festlegbar ist und einen Spalt zwischen der Abdeckplatte und der Kokille abdichtet; und
- einen Verbindungsteil 7, der kaltstrangseitig mit der Abdeckplatte 6 ein geschlossenes, U-förmiges
geometrisches Profil und warmstrangseitig ein offenes geometrisches Profil aufweist.
Die Dichtung 4 und die Abdeckplatte 6 werden an zwei Stellen vom Verbindungsteil 7 durchdrungen, wobei das geschlossene Profil des Verbindungsteils 7 einen Haken einer
Einhakvorrichtung ausbildet, sodass der Angießteil 1 in den
Kaltstrangkopf bei der Montage eingehakt und bei der Trennung zwischen Warm- und Kaltstrang selbsttätig wieder ausgehakt werden kann. Um die auf den Kaltstrang einwirkende
Auszugskraft möglichst symmetrisch auf den Angießteil zu übertragen, sind die zwei Stellen der Durchdringung in der Symmetrieachse 9 des Angießteils 1 angeordnet. Um
Montagefehler auszuschließen und um die Trennung des
Angießteils 1 vom nicht dargestellten Kaltstrangkopf zu erleichtern, weist die Abdeckplatte 6 gegenüber einer
Normalebene 18 zur Gießrichtung einen Winkelversatz von a=5° auf. Der Winkelversatz α wird im Allgemeinen so gewählt, dass dieser in etwa dem Winkelversatz des Kaltstrangs beim Trennvorgang, z.B. mittels einer Trennrolle, entspricht. Um andererseits die Erstarrung des Warmstrangs in der Kokille zu beschleunigen, weist jeder Schenkel 8 des offenen Profils des Verbindungsteils 7 ein Rohrstück 10 und einen scheibenförmig vorspringenden Teil 13 auf, wobei die Verbindung zwischen einem Schenkel 8 und der Abdeckplatte 6, eines Rohrs 10 und der Abdeckplatte 6 sowie eines scheibenförmig vorspringenden Teils 13 mit einem Schenkel 8 mittels zumindest je einer Schweißverbindung erfolgt. In Fig 2 wird das Einhaken eines Angießteils 1 nach Fig 1 in einen Kaltstrangkopf 2 schematisch dargestellt. Dabei wird der Angießteil 1 im Wesentlichen quer zur Gießrichtung 15 zum Kaltstrangkopf 2 bewegt (die Bewegungsrichtung wird durch einen Pfeil 20 angedeutet) , sodass der Verbindungsteil 7 in eine Ausnehmung 16 des Kaltstrangkopfs 2 eingehakt wird.
Anschließend wird der montierte bzw. „verpackte" Kaltstrang in Gießrichtung 15 in die Kokille 3 eingefahren, wobei der Kaltstrangkopf 2 mittels der Dichtung 4 gegenüber der Kokille 3 abgedichtet wird.
Eine detailliertere Darstellung des verpackten
Kaltstrangkopfs 2 ist in den Fig 3 und 4 zu sehen. Aus der Fig 4 geht insbesondere die Form der Ausnehmung 16 des
Kaltstrangkopfs, sowie in einer Detaildarstellung der
umfangsseitige Spalt 5 zwischen der Abdeckplatte 6 bzw. dem Kaltstrangkopf 2 und der Kokille 2 hervor. Weiters zeigt die Fig 4 eine als Profildichtung ausgeführte Dichtung 4, dessen Oberkante 12 bündig mit Oberkante der Abdeckplatte 6
abschließt.
In Fig 5 ist das Ausziehen eines zumindest teilweise
erstarrten Warmstrangs 14 aus einer Kokille 3 schematisch dargestellt. Wie beim Stranggießen allgemein bekannt, wird eine Stahlschmelze mittels zumindest eines nicht
dargestellten Tauchrohrs in eine Kokille 3 eingebracht, wobei die Stahlschmelze in der Kokille abgekühlt wird und sich dabei ein zumindest teilerstarrter Warmstrang 14 ausbildet. Um das Ausfließen der Stahlschmelze zu verhindern, wird der Angießteil 1 zur Abdichtung des Kaltstrangkopfs 2 in die Kokille 3 eingesetzt, wobei der Angießteil 1 mit dem
Warmstrang 14 eine formschlüssige Verbindung eingeht.
Anschließend wird der Warmstrang mittels des Kaltstrangkopfs 2 aus der Kokille 3 in Gießrichtung 15 ausgezogen; aus
Gründen der Übersichtlichkeit wurde nur ein Kaltstrang- Kettenglied 19 dargestellt. In den Fig 6a, 6b und 6c wird das selbsttätige Trennen, die sogenannte Inline-Trennung, des Kaltstrangs 2 vom Warmstrang 14 dargestellt. Dabei wird eine Trennrolle 17 von unten gegen ein Kaltstrang-Kettenglied 19 angestellt, sodass der
Verbindungsteil 7 aus der Ausnehmung 16 gedrückt, d.h.
ausgehakt, wird und somit der mit dem Angießteil 1 fest verbundene Warmstrang 14 vom Kaltstrang 2 getrennt wird. Der Kaltstrang selbst wird nach der erfolgten Trennung, z.B.
mittels eines Krans, entfernt und der Gießprozess
fortgesetzt. Der mit dem Warmstrang verbundene Angießteil 1 kann z.B. durch eine Brennschneidemaschine vom Warmstrang getrennt werden. Fig 6c zeigt eine geschnittene Darstellung anhand der in Fig 6b dargestellten Schnittlinie C-C.
Liste der Bezugszeichen
1 Angießteil
2 Kaltstrangkopf
3 Kokille
4 Dichtung
5 Spalt
6 Abdeckplatte
7 Verbindungsteil
8 Schenkel
9 Längsachse der Abdeckplatte
10 Rohr
13 Scheibenförmiger oder pilzförmiger Teil
14 Warmstrang
15 Gießrichtung
16 Ausnehmung
17 Trennrolle
18 Normalebene zur Gießrichtung
19 Kaltstrang-Kettenglied
20 Bewegungsrichtung α Winkel