JONEN, Peter (Marienburger Ufer 28, Duisburg, 47279, DE)
BLAUT, Edward (Höhenstraße 124, Viersen, 41749, DE)
JONEN, Peter (Marienburger Ufer 28, Duisburg, 47279, DE)
| Patentansprüche Eine Baugruppe für eine Anlage zum Gießen und/oder Abbiegen eines Metallstrangs, insbesondere für eine Bogengießanlage, wobei die Anlage einen Tragrahmen (2) umfasst und die Baugruppe ihrerseits Folgendes umfasst: mindestens zwei Segmentträger (3), welche einen Teil des Tragrahmens (2) der Anlage bilden; sowie Segmente, welche mit den Segmentträgern (3) verbindbar sind und jeweils eine Rollenanordnung zur Führung des Metallstrangs umfassen, durch gekennzeichnet, dass die Segmentträger (3) derart ausgebildet sind, dass sie jeweils genau ein Segment tragen. Die Baugruppe nach Anspruch 1 , wobei die Baugruppe mindestens zwei in Gießrichtung aneinander angrenzende Segmentträger (3) umfasst, welche untereinander durch mindestens ein Loslager verbunden sind. Die Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Baugruppe mindestens zwei in Gießrichtung aneinander angrenzende Segmentträger (3) umfasst, welche untereinander schwenkbar verbunden sind. Die Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Baugruppe weiterhin ein Fundament umfasst und die Segmentträger (3), jeweils an dem Fundament, vorzugsweise drehbar, festgelagert (1 1 ) sind. 5. Die Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Segmentträger (3) mindestens vier Auflagepunkte (10) zur Verbindung mit einem der Segmente umfasst. 6. Die Baugruppe nach Anspruch 5, wobei ein erster der Auflagepunkte (10) zur Festlagerung ausgebildet ist, ein zweiter Auflagepunkt (10) zu einer quer zur Gießrichtung verschiebbaren Lagerung ausgebildet ist und die verbleibenden Auflagepunkte (10) zu einer in alle Richtungen verschiebbaren Lagerung ausgebildet sind. 7. Die Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder einzelne Segmentträger (3), in Gießrichtung gesehen, im Wesentlichen dieselbe Länge wie das von ihm getragene Segment aufweist. 8. Die Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei, der Segmentträger (3) ä- quivalent ausgebildet sind. 9. Die Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Segmentträger (3) in Gießrichtung gesehen lediglich in einem Punkt (1 1 ) am Fundament gelagert ist. 10. Die Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Segmentträger (3) im Wesentlichen durch zwei Längsträger (6) gebildet ist, welche sich, vorzugsweise auf beiden Längsseiten des Strangs in Gießrichtung erstrecken und welche quer zur Gießrichtung gesehen miteinander durch Verbindungselemente (7) verbunden sind. 1 1 . Die Baugruppe nach Anspruch 10, wobei jeder der Längsträger (6) an einem seiner Enden in Gießrichtung gesehen ein Verbindungsmittel (8) umfasst und an seinem anderen Ende einen Bereich (9) aufweist, der im Wesentlichen komplementär zu der des Verbindungsmittels (8) ist, so dass zwei in Gießrichtung hintereinander angeordnete Segmentträger (3) durch das Verbindungsmittel (8) eines ersten Segmentträges (3) mit dem komplementären Bereich (9) eines zweiten Segmentträgers (3), vorzugsweise losgelagert, verbindbar sind. Die Baugruppe nach Anspruch 1 1 , wobei das Verbindungsmittel (8) im Wesentlichen durch einen Gabelkopf (8) gebildet ist. Eine Anlage zum Gießen und/oder Abbiegen eines Metallstrangs, insbesondere eine Bogengießanlage, welche eine Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst. 14. Die Anlage nach Anspruch 13, wobei die Anlage derart ausgebildet ist, dass der Metallstrang von einer im Wesentlichen vertikalen Lage in eine im Wesentlichen horizontale Lage abbiegbar ist und wobei die Anlage zwischen fünf und neun aneinandergereihte und untereinander verbundene Segmentträger (3) zum Abbiegen des Strangs in die horizontale Lage umfasst. |
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Baugruppe für eine Anlage zum Gießen und/oder Abbiegen eines Metallstrangs, insbesondere eine Bogengießanlage, welche Segmentträger eines Tragrahmens sowie entsprechende Segmente mit einer Rollenanordnung umfasst. Desweiteren umfasst die Erfindung eine entspre- chende Anlage.
Stand der Technik Aus dem Stand der Technik sind diverse Tragrahmenkonstruktionen für Stranggießanlagen bekannt, welche in der Regel mit einem Fundament verbunden sind. Weiterhin sind auf diesen Tragrahmen bzw. Tragrahmenteilen mehrere Segmente installiert, welche ihrerseits eine Vielzahl von Rollen, bzw. Rollenpaaren umfassen zwischen denen ein Strang hindurchgeführt wird. Der Trag- rahmen besteht dabei in der Regel aus zwei bis vier Tragrahmenteilen bzw. Segmentträgern, wobei auf jedem Teil des Tragrahmens mehrere Segmente montiert sind.
Die Auslegeschrift DE 24 57 302 zeigt beispielsweise eine solche Gießanlage, welche schematisch in Figur 1 dargestellt ist. Diese Bogengießanlage 1 ', weist einen Tragrahmen 2' auf, welcher im Bereich der Biegung zweiteilig ausgebildet ist, wobei auf jedem der beiden Tragrahmenteile 3' jeweils drei bis vier Segmente 4' bzw. Stützsegmente 4' samt Rollen 5' angeordnet sind. Nachteilig an einer solchen Anordnung, ist, dass im Betrieb der Anlage die sogenannte "Pass Line" zwischen dem in Gießrichtung gesehen letzten Segment 4' des ersten Tragrahmenteils 3' und des ersten Segments 4' des in Gießrichtung folgenden Trag- rahmenteils 3' in Folge von Verbiegung unter der Last und von thermischen Ausdehnungen einen Sprung aufweisen kann. Dies führt zu einer schlechteren Qualität des gegossenen und abgebogenen Strangs. Um dem entgegen zu wirken könnte zwar ein erheblich größerer Materialaufwand betrieben werden, um die Segmentträger entsprechend stark auszuführen, jedoch ist dies unwirt- schaftlich. Bestenfalls sind zeitaufwendige und komplizierte Justierungsarbeiten notwendig.
Um dieses Problem zumindest teilweise zu vermeiden, existieren andere bekannte Anlagentypen, bei denen der Tragrahmen zum Beispiel zweiteilig aus- gebildet ist und die beiden aneinander grenzenden Teile des Tragrahmens durch ein Segment verbunden sind, zum Beispiel indem ein Segment mit einer Bolzenverbindung sowohl an dem ersten Tragrahmenteil befestigt ist und mit weiteren Bolzen mit dem benachbarten Tragrahmenteil verbunden ist, wodurch das Segment ein Brückenelement bzw. -segment zwischen beiden Teilen des Tragrahmens bildet. Sprunghafte Veränderungen in der "Pass Line" können somit oft vermieden werden . Nachteilig an dieser Ausführungsform ist allerdings, dass sich der Tragrahmen unter Wärmeeinfluss Undefiniert ausdehnen kann. Insbesondere wird durch eine solche Konstruktion das bekannte Fest- /Loslagerprinzip aufgehoben. Zur kurzen Begriffsklärung soll unter dem Fest- /Loslagerprinzip in dieser Anmeldung verstanden werden, dass bei einer Fest- /Loslagerungen einerseits Teile der Anlage fest gelagert sind, so dass sich zum Beispiel der Radius des Gießbogens nicht verändern kann, sich jedoch andererseits Teile des Tragrahmens oder der Segmente entlang und quer zur Gießrichtung bewegen können, das heißt sich bei thermischer Ausdehnung bewe- gen können, wodurch Schäden durch diese vermieden werden. Dies ist in dem gerade beschriebenen Anlagentyp durch das Brückensegment nicht mehr möglich. Mögliche Folgen sind Risse im Fundament des Tragrahmens oder Probleme beim Ein- oder Ausbau der Segmente durch klemmende Bolzenverbindungen. Beide beschriebenen Varianten bringen zusätzlich das Problem mit sich, dass die einzelnen Tragrahmenteile sehr groß sind, da auf Ihnen mehrere Segmente montiert werden. Somit weisen die entsprechenden Tragrahmen Längen von ca. acht bis zwölf Metern auf, wodurch ein entsprechend hohes Gewicht resultiert. Dadurch entstehen erhöhte Beschaffung-, Transport- und Montagekosten. Darüber hinaus werden große und teure Bearbeitungsmaschinen für die aufgrund ihrer Größe schwer zu beschaffenden Rohteile benötigt.
Desweiteren stehen im Stand der Technik generell einerseits die Einhaltung der Pass Line und andererseits die korrekte Funktion des Systems unter Wärme- einwirkung im Widerspruch zueinander.
Die technische Aufgabe, die sich somit aus dem Stand der Technik ergibt ist es, eine effizientere Gießanlage zu ermöglichen oder zumindest einen der oben genannten Nachteile zu beheben.
Offenbarung der Erfindung
Die technische Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Baugruppe für eine Anlage zum Gießen und/oder Abbiegen eines Metallstrangs, insbesondere eine Bogengießanlage, gelöst, wobei die Anlage einen Tragrahmen umfasst und die Baugruppe ihrerseits mindestens zwei Segmentträger umfasst, welche einen Teil des Tragrahmens der Anlage bilden sowie Segmente, welche mit den Segmentträgern verbindbar sind und jeweils eine Rollenanordnung zur Führung des Metallstrangs umfassen und die Segmentträger der Baugruppe erfindungsgemäß derart ausgebildet sind, dass sie jeweils genau ein Segment tragen. Durch die erfindungsgemäße Baugruppe werden gleich mehrere Nachteile des Stands der Technik überwunden. Dadurch, dass die Segmentträger derart ausgebildet sind, dass sie lediglich ein Segment bzw. Stützsegment tragen, sind sie deutlich leichter ausgeführt als die Segmentträger aus dem Stand der Technik. Materialbeschaffung, Herstellung, Transport und Montage werden erleichtert. Weiterhin ist es mit der vorgeschlagenen Baugruppe möglich die Segmentträger bzw. Tragrahmenmodule sogar noch leichter auszuführen, da die Steifigkeit eines einzelnen Segments nun auch zur Gesamtsteifigkeit bzw. -festigkeit der Segmentträger in Gießrichtung betrachtet beiträgt. Im Stand der Technik konnte die Steifigkeit bzw. die Eigensteifigkeit der Segmente nicht zur Stabilität bzw. zur Steifigkeit des Segmentträgers in Gießrichtung beitragen. Weiterhin kann mit der erfindungsgemäßen Lösung die Pass Line eingehalten werden, da die Segmentträger in Gießrichtung gesehen durch das Tragen lediglich eines Segments, vergleichsweise kurz ausgebildet werden können; dadurch wird die Verlegung der Segmentträger, und deren Einfluss auf die Pass-Line nahezu aus- geschlossen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Baugruppe umfasst die Baugruppe mindestens zwei Segmentträger, welche aneinander angrenzend angeordnet und untereinander durch mindestens ein Loslager verbunden sind. Dadurch, dass die Länge der Segmentträger gegenüber dem Stand der Technik stark verkürzt ist, zum Beispiel auf ein bis fünf Meter, insbesondere auf weniger als zwei Meter, und dass die Segmentträger untereinander durch Loslager verbunden werden, werden insbesondere Schäden oder Spannungen unter Wärmeausdehnung bei gleichzeitiger Einhaltung der Pass Line minimiert. Gießabbrü- che werden vermieden. Darüber hinaus sind die erfindungsgemäßen Segmentträger aufgrund ihrer geringeren Größe leichter justierbar.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Baugruppe umfasst die Baugruppe mindestens zwei Segmentträger, welche aneinander angrenzend angeordnet und untereinander schwenkbar verbu nden sind . Du rch d ie schwenkbare Verbindung können die Segmentträger besonders einfach an verschiedene Gießradien angepasst werden oder für Anlagen mit verschiedenen Gießradien verwendet werden. Möglicherweise gewünschte Justierungen werden erleichtert. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Baugruppe, umfasst die Baugruppe weiterhin ein Fundament, wobei die Segmentträger, jeweils an dem Fundament vorzugsweise drehbar, festgelagert sind. Dadurch, dass ein Folgesegment auf dem im Fundament festgelagerten Vorgängersegment losgelagert ist, wird die Einhaltung der Pass-Line erleichtert. Dabei wird durch die Loslage- rung, die Wärmeausdehnung entlang und quer zur Gießrichtung ermöglicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Baugruppe umfasst mindestens einer der Segmentträger mindestens vier Auflagepunkte zur Verbindung mit einem der Segmente.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Baugruppe sind ein erster Auflagepunkte zur Festlagerung, ein zweiter Auflagepunkt zu einer verschiebbaren Lagerung quer zur Gießrichtung und die verbleibenden Auflagepunkte zu einer verschiebbaren Lagerung in alle Richtungen ausgebildet. In alle Richtun- gen bedeutet insbesondere in alle Richtungen, die in einer Ebene liegen, die durch die Gießrichtung und die quer zur Gießrichtung liegende Richtung aufgespannt wird. Diese Art der Lagerung der Segmente auf den Segmentträgern erlaubt ein noch besseres Einhalten der Pass Line und erlaubt die gleichzeitige Wärmeausdehnung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Baugruppe weisen die Segmentträger in Gießrichtung gesehen im Wesentlichen dieselbe Länge wie das jeweils von ihnen getragene Segment auf. Durch eine im Wesentlichen gleiche Länge von Segmentträger und Segment wird die Steifigkeit des Systems dieser beiden Elemente erhöht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Baugruppe sind mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei, Segmentträger äquivalent ausgebildet. Dadurch, dass eine Anzahl von Segmentträgern denselben Aufbau besitzt, können Fertigungskosten reduziert werden. Durch diese Modularisierung wird zudem die Variabilität einer aus solchen Segmentträgern bzw. Baugruppen konzipierten Anlage erhöht. Insbesondere können zu Reparaturzwecken gleiche Teile verwendet werden, wodurch die Anzahl an gelagerten Ersatzteilen reduziert werden kann. Zwar sehen die beiden in Figur 1 schematisch gezeigten Rahmenteile auf den ersten Blick ähnlich aus, sie sind jedoch in der Realität unterschiedlich aufgebaut. Desweiteren können die in Figur 1 gezeigten gebo- genen Rahmenteile nicht in einem vertikalen oder horizontalen Abschnitt einer Gieß- bzw. Biegeanlage eingesetzt werden. In solchen Abschnitten sind nach dem Stand der Technik Tragrahmenteile mit einer anderen Form, insbesondere einer anderen Krümmung, notwendig, so dass viele verschieden Typen von Tragrahmenteilen innerhalb einer Anlage gemäß dem Stand der Technik vorlie- gen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Baugruppe ist jeder Segmentträger in Gießrichtung gesehen lediglich in einem Punkt am Fundament gelagert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Baugruppe ist mindestens einer der Segmentträger im Wesentlichen durch zwei Längsträger gebildet, die sich bevorzugt auf beiden Seiten des Strangs in Gießrichtung erstrecken und welche quer zur Gießrichtung gesehen, vorzugsweise durch Querstreben, mit- einander verbunden sind. Eine solche Konstruktion weist sowohl eine große Steifigkeit als auch ein relativ geringes Gewicht auf.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Baugruppe umfasst jeder der Längsträger an einem seiner Enden in Gießrichtung gesehen ein Verbin- dungsmittel und an seinem anderen Ende einen Bereich, dessen Form im Wesentlichen komplementär zu der des Verbindungsmittels ist, so dass zwei in Gießrichtung hintereinander angeordnete Segmentträger mit Hilfe eines Verbindungsmittels eines ersten Segmentträges mit dem komplementären Bereich eines zweiten Segmentträgers, vorzugsweise losgelagert, verbindbar sind. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Baugruppe wird die Funktion der Baugruppe weiter verbessert. Insbesondere wird die Pass Line besser eingehalten und die Fähigkeit zur Ausdehnung bei Wärmeeinwirkung beibehalten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Baugruppe ist das Verbin- dungsmittel durch einen Gabelkopf gebildet. Dieses Verbindungsmittel ermög- licht eine besonders einfache und sichere Verbindung benachbarter Segment- träger.
Desweiteren umfasst die Erfindung eine Anlage zum Gießen und/oder Abbiegen eines Metallstrangs, insbesondere eine Bogengießanlage, welche eine Baugruppe in einer der oben beschriebenen Ausführungsformen umfasst. Die Vorteile einer solchen Anlage entsprechen im Wesentlichen denen der vorbeschriebenen Baugruppe.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Anlage, ist diese derart ausgebildet, dass der Metallstrang von einer im Wesentlichen vertikalen Lage in eine im Wesentlichen horizontale Lage abbiegbar ist. Desweiteren umfasst die Anlage gemäß dieser Ausführungsform zwischen fünf und neun aneinandergereihte und untereinander verbundene Segmentträger zum Abbiegen des Strangs in die horizontale Lage.
Kurze Beschreibung der Figuren
Im Folgenden werden kurz die Figuren beschrieben. Weitere Details sind der detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele zu entnehmen. Es zeigen:
Figur 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Bogengießanlage gemäß dem Stand der Technik; Figur 2 einen schematischen Längsschnitt durch einen Tragrahmen gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel; und Figur 3 eine schematische perspektivische Ansicht eines Segmentträgers einer erfindungsgemäßen Baugruppe.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 2 zeigt einen Tragrahmen 2, welcher in Punkten 1 1 mit einem Fundament verbindbar ist. Der Tragrahmen 2 besteht aus mehreren Segmentträgern 3. Die Segmente, die durch die Segmentträger 3 getragen werden sind in der Figur 2 nicht dargestellt. Die Segmente bzw. Stützsegmente werden wie üblich und dem Fachmann bekannt ausgebildet, zum Beispiel im Wesentlichen wie die Segmente 4' der Figur 1 . Die genaue Form der Segmente und die Anordnung der Rollen innerhalb der Segmente stehen nicht im Fokus der Erfindung. Erfin- dungsgemäß ist jeweils ein Segment mit einem Segmentträger 3 verbindbar. Mit anderen Worten wird ein Segment jeweils von einem Segmentträger 3 getragen. Die Segmentträger 3 sind vorzugsweise untereinander losgelagert verbunden und bevorzugt in Gießrichtung gesehen jeweils in einem Punkt 1 1 mit dem Fundament verbunden. Die Segmente werden bevorzugt durch Bolzen 12 an den einzelnen Segmentträgern 3 befestigt. Die Erfindung umfasst jedoch nicht nur eine gesamte Anlage, vielmehr können einzelne Baugruppen jeweils bestehend aus Segmentträgern 3 bzw. Modulen 3 und einem Segment zu einem Tragrahmen 2 einer Anlage kombiniert werden. Es ist auch möglich, dass bestehende Anlagen um solche Baugruppen erweitert werden oder dass beste- hende Tragrahmenteile durch eine Baugruppe ersetzt werden. Es ist insbesondere möglich, die komplette Anlage lediglich mit drei oder zwei Typen eines Trägersegments zu konzipieren. Durch äquivalente Typen von Trägersegmenten bzw. Modulen können die Elemente auch nachträglich für andere Gießradien verwendet werden, was bei größeren, spezifischen Rahmenteilen nicht möglich ist. Bevorzugt werden für das Abbiegen eines Strangs aus der vertikalen Richtung in die horizontale Richtung erfindungsgemäß zwischen fünf und neun Segmenttrager 3 verwendet. Im horizontalen Teil der Anlage können weitere Segmentträger 3 angeordnet sein.
Figur 3 zeigt beispielhaft den detaillierten Aufbau eines Segmentträgers 3. Bevorzugt ist ein Segmentträger 3 durch zwei Längsträger 6 gebildet, die sich in Gießrichtung erstrecken. Diese Längsträger 6 sind vorzugsweise starr durch Verbindungselemente 7, insbesondere durch Streben, quer zur Gießrichtung miteinander verbunden. Weiterhin umfasst der Segmentträger 3 der Figur 3 vier Auflagepunkte 10 auf denen ein Segment samt seiner Rollenanordnung getragen bzw. gelagert werden kann. Durch Bolzen 12 kann das Segment mit dem Segmentträger 3 verbunden werden bzw. auf diesem gesichert werden. Dabei ist ein erster Auflagepunkt 10 bevorzugt zur Festlagerung ausgebildet, ein zweiter Auflagepunkt 10 zu einer quer zur Gießrichtung verschiebbaren Lagerung ausgebildet und die verbleibenden Auflagepunkte zu einer in alle Richtungen verschiebbaren Lagerung ausgebildet. Wie solche Lagertypen an sich ausge- bildet werden, ist dem Fachmann bekannt. Darüber hinaus ist der Segmentträger 3 in Gießrichtung im Wesentlichen bevorzugt gleichlang wie das zu tragende Segment ausgebildet. Vorzugsweise werden Segmentträger 3 und das jeweilige Segment im Wesentlichen an ihren Ecken miteinander verbunden. Weiterhin umfasst der Segmentträger 3 vorzugsweise einen Gabelkopf 8 zur Ver- bindung mit einem benachbarten Segmentträger 3. Darüber hinaus umfasst der Segmentträger 3 an einem gegenüberliegenden Ende einen Bereich 9, der im Wesentlichen komplementär zu dem Gabelkopf 8 ausgebildet ist und mit einem Gabelkopf 8 eines benachbarten Trägersegments 3, vorzugsweise losgelagert, verbindbar ist. Zum Zweck der Loslagerung sind Gabelkopf 8 und/oder der ge- genüberliegende komplementäre Bereich 9 entsprechend ausgebildet. Anstatt des Gabelkopfs 8 sind aber auch andere Formen von Verbindungsmitteln 8 denkbar. Desweiteren ist der Segmentträger 3 vorzugsweise fest jedoch drehbar mit dem Fundament verbunden. Diese Art der Lagerung ist zum durch die Fundamentlagerung 1 1 dargestellt. An dieser Stelle sei klargestellt, dass die einzelnen in der Figur 3 gezeigten Merkmale nicht als einschränkend verstan- den werden dürfen, sondern lediglich ein Beispiel für die Ausbildung eines er- findungsgemäßen Segmentträgers 3 darstellen.
Die in der vorhergehenden Beschreibung genannten Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele sowie die Merkmale, welche aus den Figuren ersichtlich sind, können vom Fachmann mit Hilfe seines Fachwissens den in der Praxis vorliegenden Anforderungen und Bedingungen angepasst werden. Darüberhinaus können Merkmale der Beschreibung miteinander kombiniert oder auch gegeneinander ausgetauscht werden.
Bezugszeichenliste
1 ': Bogengießanlage
2: Tragrahmen
2': Tragrahmen
3: Segmentträger
3': Segmentträger
4': Segment
5': Rollen
6: Längsträger
7: Verbindungselement / Strebe
8: Verbindungsmittel / Gabel köpf
9: Zum Gabelkopf / Verbindungsmittel komplementärer Bereich
10: Auflagepunkt
1 1 : Fundamentlagerung
12: Bolzen