Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND SYSTEM FOR CONTINUOUSLY CASTING SLABS, ESPECIALLY THIN SLABS, WITH COMPARATIVELY HIGH CASTING SPEEDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/087518
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a system for continuously casting slabs, especially thin steel slabs, with comparatively high casting speeds, for example over 3m/min, in a chill (1) able to be driven in periodic oscillation. Said system comprises a strand guiding system (3) located underneath the chill (1) and having rollers (5,6) for guiding and extracting a strand (4). At least a few of these rollers (5,6) can be driven in a rotating motion either in pairs or individually. At least the driven roller (5) of at least one pair of rollers is driven by an overriding periodic oscillation (8) as well as by the rotating motion, whereby driving devices which can be electromechanically or hydraulically controlled are provided for said rollers (5,6).

Inventors:
SUCKER JUERGEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/005385
Publication Date:
November 22, 2001
Filing Date:
May 11, 2001
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SMS DEMAG AG (DE)
SUCKER JUERGEN (DE)
International Classes:
B22D11/128; (IPC1-7): B22D11/128
Foreign References:
US4375830A1983-03-08
US4294306A1981-10-13
US4763719A1988-08-16
Attorney, Agent or Firm:
Valentin, Ekkehard (Gihske, Grosse Hammerstrasse 2 Siegen, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Stranggießen von Brammen, insbesondere von Dünn brammen aus Stahl, mit vergleichsweise hohen Gießgeschwindigkeiten von beispielsweise über 3 m/min, unter Verwendung einer in periodische Oszillation antreibbaren Kokille (1), mit einer (unterhalb derselben ange ordneten, Rollen (5,6) zum Führen und Ausfördern eines Gußstranges (4) aufweisenden Strangführung (3), von welchen wenigstens einige Rollen (5,6) paarweise oder einzeln in eine Drehbewegung antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die angetriebene Rolle (5) mindestens eines Rollenpaares mit zwei gegenüberliegenden Rollen (5,6), von denen wenigstens eine Rolle (5) angetrieben ist zusätzlich zur AntriebsDrehbewegung eine überlagerte Oszillation (8) ausführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Amplitude und/oder Frequenz der überlagerten periodischen Oszilla tion der einzeln oder paarweise angetriebenen Rollen (5,6) mit Amplitude und Frequenz der KokillenOszillation (1) übereinstimmen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daBder Geschwindigkeitsverlauf der KokillenOszillation sinusförmig, und der Geschwindigkeitsverlauf des oszillierend angetriebenen Rollenpaares (5,6) insbesondere trapezförmig ist.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillationsparameter wie Geschwindigkeitsverlauf und/oder Am plitude der Rollen (5,6) in beliebiger Zuordnung zur Gießgeschwindigkeit des Stranges (4) und/oder zur Frequenz der Kokillenoszillation eingestellt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Amplitude der oszillierend angetriebenen Rollen (5,6), bei gleicher Frequenz wie die Kokillenoszillation, von deren Amplitude unter scheidet.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die überlagerte Oszillation der Rollen (5,6) erst nach Überschreiten einer vorgebbaren Gießgeschwindigkeit inganggesetzt, bzw. nach Unter schreiten beendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur automatischen Badspiegelregelung für die Zufuhr von Schmelze in die Kokille (1) ein Signal verwendet wird, welches der Geschwindigkeit der periodischen Oszillationsbewegung der Rollen (5,6) proportional ist.
8. Anlage zum Stranggießen von Brammen, insbesondere von Dünnbram men aus Stahl, mit vergleichsweise hohen Gießgeschwindigkeiten von beispielsweise über 3 m/min, unter Verwendung einer in periodische Os zillation antreibbaren Kokille (1), mit einer unterhalb derselben angeord neten, Rollen (5,6) zum Führen und Ausfördern eines Gießstranges (4) aufweisenden Strangführung (3) insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der angetriebenen Rolle (5) mindestens eines Rollenpaa res mit zwei gegenüberliegenden Rollen (5,6), von denen wenigstens ei ne Rolle (5) angetrieben ist, elektromechanisch oder hydraulisch steuerba re Antriebsvorrichtungen (8) zur Erregung einer der Antriebsdrehbewe gung überlagerbaren Oszillation zugeordnet sind.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (8) zur Steuerung der Rollen (5,6 ; 5', 6') eine Signalverbindung mit der elektronischen Steuerung der Kokillenoszillation aufweist.
10. Anlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die oszillierbaren Rollen (5,6) mit Anlagenteilen wie Halterungen oder Lagerungen verbunden sind, die in Wirkverbindung mit deren Oszillations antrieben (8) für eine insbesondere periodische Aufund Abwärtsbewe gung ausgestaltet sind.
11. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß angetriebene oder nicht angetriebene Rollenpaare (5,6) der Strang führung (3), auf die Strangdicke reduzierende Rollenspalte einstellbar sind.
Description:
Verfahren und Anlage zum Stranggießen von Brammen, insbesondere von Dünnbrammen mit vergleichsweise hohen Gießgeschwindigkeiten Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zum Stranggießen von Brammen, insbesondere von Dünnbrammen, mit vergleichsweise hohen Gieß- geschwindigkeiten von beispielsweise über 3 m/min, unter Verwendung einer in periodische Oszillation antreibbaren Kokille, mit einer unterhalb derselben an- geordneten, Rollen zum Führen und Ausfördern eines Gußstranges aufweisen- den Strangführung, von welchen wenigstens einige Rollen paarweise oder ein- zeln in eine Drehbewegung antreibbar sind.

Zum Ausfördern eines Stranges aus der Kokille einer Stranggießanlage werden üblicherweise mehrere unterhalb der Kokille angeordnete Rollen durch elektri- sche Motoren angetrieben. Die Antriebskraft der Motoren muß so groß sein, daß unter Berücksichtigung aller Kräfte eine vorgegebene gleichförmige Strangabzugsgeschwindigkeit gewährleistet ist.

Zu den vom Strang auf die angetriebenen Rollen übertragenen Kräften gehören im wesentlichen das Eigengewicht des Stranges, die im Takt der Kokillenoszil- lation periodisch veränderliche Reibkraft in der Kokille, die Reibungskräfte in den Rollenlagern, die Reibungskräfte eines unterhalb der Kokille angeordneten Gitters-falls vorhanden-, die Kräfte zum Biegen und Rückbiegen des Stranges aus der vertikalen Strangführung in die horizontale Strangführung sowie die Kräfte zur Überwindung der Ausbauchung der Strangschale zwischen den Rol- len. Einfluß auf die genannten Kräfte haben die Genauigkeit bei der Ausrichtung der Rollen und die über die Stranglänge veränderliche Strangschalentempera- tur, welche insbesondere von der Gießgeschwindigkeit und der intensität der Kühlung des Stranges in der Kühlkammer unterhalb der Kokille abhängt. Bei < Dünnbrammenantagen mit trichterförmigem Eingießbereich der Kokille sind zu- sätzliche Reibkräfte sowie Kräfte in der Kokille zur Verformung der Strang- schale unter Berücksichtigung der Auf-und Abwärtsbewegung der Kokille zu berücksichtigen.

Vergleichsweise große Kräfte müssen außerdem überwunden werden, wenn der Strang durch Anstellung der Führungsrollen in seiner Dicke reduziert wer- den soll.

Die Anzahl und Anordnung antreibbarer Rollen richtet sich nach Anlagentyp und Anlagenkonzept. Bei herkömmlichen Stranggießanlagen mit Kreisbogen- form und einer Strangdicke von etwa 150 bis 250 mm hat es sich durchgesetzt, daß mehrere Rollenpaare mit gegenüberliegend angetriebenen Rollen fast über die gesamte Bogenlänge und den Richtbereich am Maschinenaustritt verteilt sind, wodurch eine gleichmäßige Verteilung der Strangauszugskäfte über die Stranglänge erzielt wird. Die Antriebe der Rollen sind so ausgelegt, daß über einen Bereich eine vorgegebene Strangabzugsgeschwindigkeit mit erforderli- cher Genauigkeit und ohne Schwankungen eingehalten werden kann.

Stranggießanlagen zum Erzeugen dünner Stränge mit einer Dicke bis 150 mm, insbesondere mit einer Dicke zwischen etwa 30 bis 100 mm sind typischerwei- se so ausgelegt, daß die Durcherstarrung des Stranges in einem mehrere Me- ter langen senkrechten Abschnitt erfolgt, welcher sich unmittelbar an die Kokille anschließt. In diesem Abschnitt wird der Strang vielfach durch nichtangetriebe- ne Rollen und auf einer Teillänge gegebenenfalls durch ein Stützgitter geführt.

Zur weiteren Dickenreduzierung können die Rollen so angestellt sein, daß sie den Strang mit noch flüssigem Kern quetschen. Am Ende des senkrechten Ab- schnitts, wo der Strang bereits durcherstarrt ist, sind angetriebene Rollen ange- ordnet, welche den Strang aus der Anlage ziehen und ihn gleichzeitig abbiegen.

Am Ende des kreisbogenförmigen Abschnitts befinden sich weitere angetriebe- ne Rollen, mit denen der Strang in die Horizontale gebogen und ausgefördert wird.

Die Kokillenoszillation ist ein wesentlicher Bestandteil des Stranggießverfahrens von Metallen. Sie gewährleistet die erforderliche Schmierwirkung des Schmier- mittels, bspw. Gießpulver oder Öi, und verhindert damit ein Ankleben des Stranges an den Kokillenwänden. Beim Stranggießen von Stahl hat sich Schlacke als Schmiermittel in der Kokille durchgesetzt. Sie entsteht durch Auf- schmelzen von Gießpulver, welches in einer solchen Weise auf den Badspiegel aufgegeben wird, daß es diesen permanent bedeckt.

Die einfachste technische Lösung, die zugleich den überwiegenden Stand der Technik kennzeichnet, besteht darin, eine Stranggießkokille mit Hilfe eines motorgetriebenen Exzenters in eine oszillierende Bewegung zu versetzen. Da- mit ergibt sich eine sinusförmige Schwingungsform der Kokille, deren Frequenz und Amplitude jeweils durch die Drehzahl des Motors sowie durch die Exzentri- zität des Exzenters vorgegeben ist.

Ersetzt man die aus Motor, Getriebe und Exzenter bestehende Antriebseinheit durch einen oder mehrere hydraulische Zylinder, so ergibt sich die Möglichkeit, durch nichtsinusförmige Kokillenschwingungen und durch Veränderung der Hubhöhe während des Gießvorganges die Schmierung in der Kokille gezielt beeinflussen zu können.

Damit die Schlacke als Schmiermittel kontinuierlich in den Spalt zwischen Guß- strang und Kokillenwand eindringen kann, und um zu verhindern, daß der Schmierfilm abreißt, ist es erforderlich, die Amplitude und Frequenz der Kokille so einzustellen, daß sie bei ihrer Abwärtsbewegung den Strang periodisch überholt.

Der Zeitanteil Ts einer Schwingungsperiode T, in der sich der Uberholvorgang Kokille > Vc bei der Abwärtsbewegung der Kokille abspielt, wird allgemein als Negativer Strip bezeichnet und beträgt : vc -2 arc sin (-----------------) 2-A-Tc-n Sn =--------------. 100 (%) (1) 2. 7T Es bedeuten : VKokille-Kokillengeschwindigkeit (m/sec), Vc-GieBgeschwindigkeit (m/sec), A-Amplitude der Kokillenoszillation (m), n-Schwingungsfrequenz der Kokillenoszillation (1/sec).

Diesem Negativen Strip entspricht während jeder Schwingungsperiode die so- genannte Heilzeit, Sn Theal (2) n während der das Schmiermittel im Spalt zwischen Strangschale und Kokillen- wand in Gießrichtung befördert wird.

Es ist bekannt, daß Negativer Strip, Heilzeit, Amplitude und Frequenz der Ko- killenoszillation sowie deren auf den vorliegenden Betriebsfall abgestimmte Kombination für die Qualität des Gußproduktes maßgeblich sind und auf die Eigenschaften der zu vergießenden Schmelze und des verwendeten Gießpul- vers eingestellt sein müssen. Die Auswahl der Oszillationsparameter ist we- sentlicher Bestandteil bei der Optimierung des Stranggießprozesses und be- steht im wesentlichen in der Wahl einer optimalen Kombination von Amplitude und Frequenz. Der Negativ-Strip soll dabei innerhalb bestimmter Grenzen lie- gen, üblicherweise zwischen 15 und 40 % einer Schwingungsperiode, damit die erforderlichen Werte der Heilzeit im Bereich zwischen 40 und 200 msec erzielt werden können. Die mit den Formeln (1) und (2) dargestellten Zusammenhänge weisen darauf hin, daß unabhängig vom Schwingungsverlauf der Kokille keine beliebige Kom- bination der Oszillationsparameter möglich ist, wenn eine bestimmte Heilzeit erzielt werden soll.

Stand der Technik für Stranggießanlagen mit geringer Gießgeschwindigkeit (0,8 -1,5 m/min) sind sinusförmige Kokillenschwingungen mit unveränderlichem Hub und einer Frequenz, welche sich proportional mit der Gießgeschwindigkeit ändert. Auf diese Weise wird unabhängig von der Gießgeschwindigkeit ein glei- cher Abstand zwischen den Oszillationsmarken erzielt, wodurch die Entstehung von Fehlern auf der Oberfläche des Gußproduktes unterdrückt wird. Der Nach- teil-die mit der Gießgeschwindigkeit veränderliche Heilzeit-kann aufgrund des kleinen Bereiches der verwendeten Gießgeschwindigkeiten durchaus in Kauf genommen werden. Die Zeilen 1 und 2 in Tabelle 1 zeigen typische Parameter von sinusförmigen Oszillationskurven im genannten Geschwindigkeitsbereich.

Bei hohen Gießgeschwindigkeiten zwischen 3,0 und 6,0 m/min und höher, wel- che für das Stranggießen von dünnen Brammen typisch sind, ist man bestrebt, die vom herkömmlichen Strangguß bekannten Oszillationsparameter beizube- halten, insbesondere die Heilzeit und der Abstand L zwischen den Oszillati- onsmarken, damit eine stetige und gleichmäßige Schmierung mit herkömmli- chen Stranggießpulvern gewährleistet ist und das Einziehen von Schlacke-und Pulverteilchen in die sich bildende Stranghaut vermieden wird. Damit der Ab- stand zwischen den Oszillationsmarken einen kritischen Wert von etwa 20 mm nicht überschreitet, muß die Oszillationsfrequenz proportional zur Gießge- schwindigkeit erhöht werden. Bei sinusförmiger Oszillation der Kokille reduziert sich dadurch die Heilzeit beträchtlich, wie aus Zeile 3 in Tabelle 1 hervorgeht.

Zeile 4 der Tabelle 1 zeigt, daß durch Anwendung von nichtsinusförmigen Kur- venverläufen eine ausreichende Heilzeit trotz der hohen Frequenzen erzielt werden kann. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, daß bei Kurvenverläufen, welche von der Sinusform abweichen, deutlich größere Beschleunigungen der Kokille in Kauf genommen werden müssen.

Erhöht man die Gießgeschwindigkeit auf Werte über 5 m/min, beispielsweise auf 8 m/min wie in Zeile 5 der Tabelle 1 aufgeführt, so führt die Forderung nach einem maximal zulässigen Abstand zwischen den Oszillationsmarken L zu Fre- quenzen, welche außerordentlich große Beschleunigungen der Kokille verursa- chen und bei deren Masse von etwa 20 t zur Überbeanspruchung von Anla- genteilen und zu nicht hinnehmbaren Schwingungen der gesamten Stranggieß- anlage führen. Versuche haben gezeigt, daß beim Oszillieren der Kokille mit Beschleunigungen, die die Erdbeschleunigung von 9,81 m/sec2 überschreiten, ein normaler Gießbetrieb aufgrund starker Anlagenvibrationen und Geräusche nahezu nicht möglich ist.

Durch Anwendung von Kokillenschwingungen mit niedrigerer Frequenz und größerem Hub gelingt es, die Beschleunigung der Kokille zu verringern. Dabei nutzt man den Umstand, daß die Beschleunigung linear mit der Amplitude und quadratisch mit der Frequenz zunimmt. Aus dem Vergleich von unterschiedli- chen sinusförmigen Oszillationskurven (Tabelle 1, Zeile 5 und 6) geht deutlich hervor, daß auf diese Weise akzeptable Werte der Beschleunigung a (unter 5 m/sec2) nur mit Frequenzen n erreicht werden können, bei denen der Abstand L zwischen den Oszillationsmarken den kritischen Wert von ca. 20 überschreitet, wodurch eine gleichmäßige und fehlerfreie Ausbildung der Strangoberfläche nicht mehr gewährleistet ist.

Die Anwendung nichtsinusförmiger Oszillationskurven verbietet sich bei diesen hohen Gießgeschwindigkeiten von selbst, da sie eine im Vergleich zur Sinus- form erhöhte Beschleunigung der Kokille verursachen. Tabelle 1 Vergleich von Oszillationsparametern für verschiedene Gießgeschwindigkeiten Oszillations-Kurven-vc A n Sn Theas L a ku rve form m/mi n mm 1/min °/O msec mm m/sec 1 Sinus 1, 2 2, 0 198 34, 0 103, 0 6, 1 0, 86 2 Sinus 1, 4 3, 0 168 35, 4 126, 5 8, 3 0, 93 3 Sinus 5, 0 3, 4 325 24, 4 45, 1 15, 4 3, 94 4 Trapez 5, 0 5, 5 325 48, 1 88, 9 15, 4 7, 83 5 Sinus 8, 0 3, 4 520 24, 4 28, 2 15, 4 10, 09 6Sinus8, 06, 026720, 846, 630, 04, 69 Ausgehend vom bekannten Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfin- dung darin, ein Verfahren und eine Anlage anzugeben, mit welchem es möglich ist, vergleichsweise hohe Gießgeschwindigkeiten mit herkömmlichen Werten der Heilzeit und des Abstandes zwischen den Oszillationsmarken zu realisieren, ohne daß eine kritische Kokillenbeschleunigung a von etwa 5 m/sec2 über- schritten wird.

Zur Lösung der Aufgabe wird bei einem Verfahren der im Oberbegriff von An- spruch 1 genannten Art mit der Erfindung vorgeschlagen, daß zumindest die angetriebene Rolle mindestens eines Rollenpaares mit zwei gegenüberliegen- den Rollen, von denen wenigstens eine Rolle angetrieben ist, zusätzlich zur Antriebs-Drehbewegung eine überlagerte Oszillation ausführt.

Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind entspre- chend den Unteransprüchen 1 bis 7 vorgesehen.

Besonders vorteilhaft ist die Erfindung, wenn die überlagerte periodische Auf- und Abwärtsbewegung der Rollen vorzugsweise mit der Frequenz der Kokil- lenoszillation erfolgt. In diesem Fall wird durch die zusätzliche Auf-und Ab- wärtsbewegung der Rollen die Geschwindigkeit des Stranges innerhalb der Zeit, welche einer Schwingungsperiode der Kokille entspricht, einen Zeitab- schnitt größer und einen anderen Zeitabschnitt kleiner als die gleichförmige Stranggeschwindigkeit. Paßt man die Phase der zusätzlichen Auf-und Ab- wärtsbewegung der Rollen so an, daß sich der Zeitabschnitt mit den größten Abwärtsgeschwindigkeiten der Kokille und der Zeitabschnitt mit den geringsten Strangabzugsgeschwindigkeiten überlagern, erhält man einen Zeitabschnitt für den Überholvorgang (Theal + delta T), welcher um den Betrag (delta T) größer ist als die Heilzeit (Theai) bei gleichförmiger Gießgeschwindigkeit des Stranges.

Geht man von einem erforderlichen Wert für die Heilzeit (Theal) aus, so kann dank der Auf-und Abwärtsbewegung der Rollen die ursprüngliche Amplitude der Kokillenschwingungen spürbar gesenkt werden. Dieser geringeren Amplitu- de entspricht eine geringere Geschwindigkeit der Kokille. Dadurch kann die Be- schleunigung der Kokille auf unkritische Werte abgesenkt werden.

Das Verfahren sieht weiter vor, daß die überlagerte periodische Auf-und Ab- wärtsbewegung der Rollen sich mit ihrem Geschwindigkeitsverlauf und/oder ihrer Amplitude vom Geschwindigkeitsverlauf bzw. von der Amplitude der peri- odischen Auf-und Abwärtsbewegung der Kokille bei gleicher Frequenz unter- scheidet. Dadurch wird die Möglichkeit erschlossen, für eine vorgegebene Fre- quenz der Kokillenoszillation und für vorgegebene Grenzwerte der Beschleuni- gung von Strang und Kokille die maximal mögliche Heilzeit (heal) zu erzielen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zur automatischen Badspiegelregelung in der Kokille ein Signal, welches der Geschwindigkeit der periodischen Auf-und Abwärtsbewegung der Rollen proportional ist, für die Re- gelung der Zufuhr der Schmelze in die Kokille verwendet wird.

Weiterhin wird das Verfahren dadurch vorteilhaft ergänzt, daß der Geschwin- digkeitsverlauf und die Amplitude der überlagerten periodischen Auf-und Ab- wärtsbewegung der Rollen in beliebiger Zuordnung zur Gießgeschwindigkeit des Stranges und/oder der Frequenz der Kokillenoszillation eingestellt wird.

Eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sieht vor, daß zumindest der angetriebenen Rolle mindestens eines Rollenpaares mit zwei gegenüberliegenden Rollen, von denen wenigstens eine Rolle angetrieben ist, elektromechanisch oder hydraulisch steuerbare Antriebsvorrichtungen zur Erregung einer der Antriebs-Drehbewegung überlagerbaren Oszillation zuge- ordnet sind.

Besonders vorteilhaft ist es, eine solche Antriebsvorrichtung mit Signalen zu steuern, welche von der elektronischen Steuerung der Oszilliervorrichtung der Kokille geliefert werden.

Zur weiteren technischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Rollen mit Rollenhalterungen oder Rollenlagern verbunden sind, welche für eine insbesondere periodische Auf-und Abwärtsbewegung ausgestaltet sind. Alternativ sieht die Erfindung vor, daß die Rollenhalterungen an Anlagenteilen befestigt sind, welche für eine periodische Auf-und Abwärts- bewegung ausgebildet sind.

Die Erfindung kann auch in Stranggießanlagen zur Anwendung kommen, in welchen der Strang durch die Anstellung einer oder mehrerer Rollen der Rol- lenführung in seiner Dicke reduziert wird.

Im nachfolgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen und Ausfüh- rungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen : Fig. 1 : die schematische Darstellung einer Stranggießanlage ; Fig. 2 : die Geschwindigkeiten und Beschleunigungen von Kokille und Strang für eine Kokillenoszillation und eine periodische Auf-und Abwärtsbewegung der Rollen mit sinusförmigem Geschwindig- keitsverlauf für zwei verschiedene Frequenzen der Kokillenoszilla- tion ; Fig. 3 : den Bewegungsverlauf für eine Kokillenoszillation und eine peri- odische Auf-und Abwärtsbewegung der Rollen mit jeweils sinus- förmigem Geschwindigkeitsverlauf ; Fig. 4 : den Bewegungsverlauf für eine Kokillenoszillation mit sinusförmi- gem Geschwindigkeitsverlauf und eine periodische Auf-und Ab- wärtsbewegung der Rollen mit trapezförmigem Geschwindigkeits- verlauf ; Fig. 5 : Die Bewegung des Stranges für drei aufeinanderfolgende Kokil- lenschwingungen für die in Fig. 3 dargestellte Stranggeschwindig- keit ; Fig. 6 : Die Bewegung des Stranges für drei aufeinanderfolgende Kokil- lenschwingungen für die in Fig. 4 dargestellte Stranggeschwindig- keit.

Die in der Fig. 1 dargestellte Stranggießanlage dient insbesondere zum Gießen von Dünnbrammen, beispielsweise von 50 mm Dicke, aus Stahl, mit ver- gleichsweise hohen Gießgeschwindigkeiten von fallweise 6 m/min oder mehr, unter Verwendung einer in periodische Oszillation durch einen Schwingungs- antrieb 2 antreibbaren Kokille 1. Unterhalb der Kokille 1 befindet sich eine zu- nächst vertikale Strangführung 3 mit im Bereich eines noch flüssigen Kerns im Strang 4 nicht angetriebenen den Strang 4 stützenden Rollen und am unteren Ende mit Rollen 5,6 zum Ausfördern des in diesem Bereich bereits durcher- starrten Gußstranges 4, von denen die Rolle 5 motorisch angetrieben ist.

Hieran schließt sich eine Kurvenführung 9 mit einer Anzahl einzeln und paar- weise angeordneter Rollen 5', 5", 5"'und 6'an, welche den biegsamen Strang 4 aus der vertikalen in eine bogenförmige Transportrichtung umlenken, wonach dieser von der Richteinheit 10 in gerade Richtung gebogen und weiter geführt wird. Bedarfsweise sind Rollenpaare, z. B. 5"', 6'mit motorischen Antrieben ver- sehen.

Ein typischer Betriebsfall sieht eine Gießgeschwindigkeit von 4 m/min vor. Die Kokillenoszillation weist gemäß Fig. 2 einen sinusförmigen Geschwindigkeits- verlauf 10 auf, der sich aus einer Schwingungsfrequenz von 260 Hüben/min und einer Amplitude von 3,4 mm ergibt. Für diese Kombination der Oszillations- parameter und der Gießgeschwindigkeit ergibt sich eine Heilzeit (heal) von 56,3 msec und ein Abstand L zwischen den Oszillationsmarken von 15,4 mm.

Versetzt man die Rollen 5,6 in eine sinusförmige periodische Auf-und Ab- wärtsbewegung (8) mit der Frequenz der Kokillenoszillation 2 und einer Ampli- tude von 1,7 mm, so erhält man den mit 12 gekennzeichneten Geschwindig- keitsverlauf des Stranges. Durch diesen Geschwindigkeitsverlauf verlängert sich die Heilzeit um 39 % von (Thea,) = 56,3 msec auf (Thea) + delta T) = 78,3 msec.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist demzufolge darin zu sehen, daß durch die periodische Auf-und Abwärtsbewegung der Rollen 5,6 im Takt mit der Ko- killenoszillation wesentlich längere Heilzeiten erreicht werden können. Dadurch wird die Schmierung des Stranges 4 durch aufgeschmolzenes Gießpulver spür- bar verbessert, wodurch die Entstehung von Fehlern auf der Strangoberfläche vermieden wird. Besonders hervorzuheben ist, daß eine spürbare Erhöhung der Heilzeit, in diesem Fall um 39 %, bereits durch eine vergleichsweise kleine Schwingungsamplitude der Rollen 5,6 erzielt wird.

Eine weitere Anwendung der Erfindung sieht vor, bei oszillierenden Rollen 5,6 die Amplitude der Kokillenoszillation soweit abzusenken, daß die ursprüngliche Heilzeit Theal beibehalten wird. Für den in Fig. 2 dargestellten Betriebsfall kann durch die Oszillation der Rollen 5,6 mit einer Amplitude von 1,7 mm die Ampli- tude der Kokillenoszillation um 48,2 % von 3,4 mm auf 1,76 mm abgesenkt werden, ohne daß sich die Heilzeit verändert. Im selben Verhältnis verringern sich die Geschwindigkeiten 13 und die Beschleunigungen 16 der Kokille 1, so- wie deren maximalen Werte. Die maximale Beschleunigung der Kokille 1 ver- ringert sich von 2,52 m/sec2 auf 1,30 m/sec2. Eine solche Verringerung der Be- schleunigungen eröffnet die Möglichkeit, die Stranggießanlage leichter zu bau- en oder Kokillen mit größerem Gewicht einzusetzen, was beispielsweise beim Einsatz einer elektromagnetischen Bremse von Vorteil ist.

Fig. 3 zeigt, daß bei einer Gießgeschwindigkeit von 8 m/min und einer Kokil- lenoszillation mit 448 Hüben/min eine Heilzeit von (Theal) = 28,3 msec und ein Abstand zwischen den Oszillationsmarken von L = 17,8 mm erzielt werden kann, wobei die maximale Beschleunigung der Kokille 1 und des Stranges je- weils 4,0 m/sec2 und 5,0 m/sec2 betragen. Ohne die Oszillation der Treiberrol- fen 5,6 könnten die genannten Werte der Heilzeit und des Abstandes L zwi- schen den Oszillationsmarken nur mit Kokillengeschwindigkeiten erreicht wer- den, bei denen die maximale Beschleunigung der Kokille 7,9 m/sec2 beträgt.

Eine solche Beschleunigung würde aufgrund der großen Masse einer Strang- gießkokille von etwa 20 t zu derart hohen Belastungen der Anlagenteile führen, daß ein solcher Gießbetrieb in der Praxis nicht durchgeführt werden könnte.

In dem dargestellten Beispiel beträgt die Amplitude der Oszillation der Rollen 5, 6 1,8 mm. Die dadurch dem Strang verliehen maximale Beschleunigung von 5,0 m/sec2 ist unkritisch, wenn man bspw. von einem Stranggewicht von 5 t ausgeht, welches sich aus der Strangdicke 50 mm, der Strangbreite 1300 mm und der Stranglänge 10.000 mm ergibt.

Das Beispiel in Fig. 3 verdeutlicht, daß die erfindungsgemäße periodische Auf- und Abwärtsbewegung der Rollen die Möglichkeit eröffnet, das Stranggießen mit sehr hohen Gießgeschwindigkeiten durchzuführen.

Fig. 4 zeigt, daß durch Anwendung nichtsinusförmiger Schwingungsverläufe der periodischen Auf-und Abwärtsbewegung der Rollen 5,6 die bereits anhand von Fig. 3 erläuterten Vorteile durch die Vergrößerung der Heilzeit ergänzt werden können. Ersetzt man den in Fig. 3 dargestellten sinusförmigen Geschwindig- keitsverlauf der Rollen 5,6 durch den in Fig. 4 gezeigten trapezförmigen Ge- schwindigkeitsverlauf, so erhöht sich die Heilzeit von 28,3 msec auf 39,4 msec, also um 39%.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist demzufolge darin zu sehen, daß durch die periodische Auf-und Abwärtsbewegung der Rollen 5,6 ausreichend lange Heil- zeiten erzielt werden können.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Oszillation der Rol- len 5,6 nicht zu einer Auf-und Abwärtsbewegung des Stranges führt. Dies wird durch die in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellten Bewegungsverläufe des Stranges belegt, die auf die in Fig. 3 und Fig. 4 jeweils aufgeführten Geschwindigkeits- verläufe des Stranges zurückzuführen sind. In beiden Fällen führt der Strang eine ununterbrochene Abwärtsbewegung aus, welche sich im Takt mit der Os- zillation von Kokille bzw. Rollen verlangsamt und beschleunigt. Berücksichtigt man zudem die hohe Oszillationsfrequenz der Kokille 1 bzw. der Rollen 5,6, so ist ein negativer Einfluß der Oszillation der Rollen auf die Stabilität des Bad- spiegels ausgeschlossen.