Strangführungssegment in Kassettenbauweise mit

Einzelrollenanstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Strangführungssegment zum Stützen und Führen eines metallischen Strangs mit

Brammenquerschnitt in einer Strangführung einer

Stranggießmaschine .

Konkret betrifft die Erfindung ein Strangführungssegment zum Stützen und Führen eines metallischen Strangs mit

Brammenquerschnitt in einer Strangführung einer

Stranggießmaschine, aufweisend einen Oberrahmen und einen Unterrahmen, wobei der Oberrahmen lösbar mit dem Unterrahmen verbunden ist; wobei mehrere Strangführungsrollen jeweils mit dem Oberrahmen und dem Unterrahmen verbunden sind; und wobei in Gießrichtung wenigstens zwei unmittelbar

aufeinanderfolgend angeordnete individuell verschiebbare Strangführungsrollen individuell gegen den Strang anstellbar sind .

Aus der DE 27 31 748 ist ein Strangführungssegment mit

Einzelrollenanstellung bekannt, bei welchem wenigstens zwei aufeinanderfolgende Paare von Strangführungsrollen

individuell, d.h. unabhängig voneinander, gegen den Strang anstellbar sind. Bei dieser Lösung sind zwei

Versteileinrichtungen einerseits mit dem Unterrahmen und andererseits mit dem Oberrahmen verbunden, sodass bei der Demontage einer verschiebbaren Strangführungsrolle die

Versteileinrichtungen vom Oberrahmen manuell gelöst und anschließend der Oberrahmen vom Unterrahmen gelöst werden muss. Weiters ist das Lösen des Oberrahmens vom Unterrahmen auch bei der Demontage einer unverschiebbaren Strangführungsrolle notwendig. Aufgrund der beengten

Platzverhältnisse in der Strangführung einer Stranggießanlage ist somit der Wechsel einer einzelnen Strangführungsrolle im eingebauten Zustand des Strangführungssegments nicht möglich, was sich nachteilig auf die Wartbarkeit des Segments und die Wartungskosten auswirkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Strangführungssegment der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem es im

eingebauten Zustand des Segments möglich ist, zumindest eine, bevorzugt jede, individuell verschiebbare Strangführungsrolle des Strangführungssegments separat zu wechseln. Dadurch wird die Wartungsfreundlichkeit des Strangführungssegments

verbessert .

Diese Aufgabe wird durch ein Strangführungssegment gelöst, bei der jeder individuell verschiebbaren Strangführungsrolle ein Rollenträger, zumindest eine Versteileinrichtung zur Verschiebung des Rollenträgers in einer Anstellrichtung quer zur Gießrichtung und genau ein quer zur Gießrichtung

angeordnetes Querhaupt zugeordnet sind, wobei das Querhaupt lösbar mit dem Oberrahmen oder dem Unterrahmen verbunden ist, der mit der individuell verschiebbaren Strangführungsrolle verbunden ist, wobei die Versteileinrichtung einerseits am Querhaupt und andererseits am Rollenträger angelenkt und die individuell verschiebbare Strangführungsrolle auf dem

Rollenträger drehbar abgestützt ist.

Dabei ist in einer modularen Bauweise jeder individuell verschiebbaren Strangführungsrolle ein Rollenträger,

zumindest eine Versteileinrichtung und genau ein quer zur Gießrichtung angeordnetes Querhaupt zugeordnet, sodass diese Bauteile bei einer Montage bzw. einer Demontage modular dem Strangführungssegment zugeführt bzw. entnommen werden können. Das Querhaupt selbst ist mit dem Rahmen, konkret dem Ober ^¬ oder Unterrahmen, lösbar verbunden, der mit der individuell verschiebbaren Strangführungsrolle verbunden ist. Diese Konstruktion lässt einen sehr einfachen und schnellen Ein- bzw. Ausbau einer individuell verschiebbaren

Strangführungsrolle einschließlich der AnStelleinrichtungen zu, da konkret nur das Querhaupt vom Rahmen gelöst und anschließend das Querhaupt mit den Versteileinrichtungen, dem Rollenträger und der Strangführungsrolle selbst aus dem

Rahmen entnommen werden müssen, sodass eine verschiebbare

Strangführungsrolle auch im eingebauten Zustand des Segments in der Strangführung montiert bzw. demontiert werden kann.

Bei einer einfachen Ausführungsform liegt einer individuell verschiebbaren Strangführungsrolle in Anstellrichtung eine unverschiebbare Strangführungsrolle gegenüber. Entsprechend dieser Ausführungsform sind typischerweise bei Bogenanlagen alle Strangführungsrollen des Unterrahmens (auch als

Außenrahmen bezeichnet) der Festseite, d.h. diese

Strangführungsrollen sind als unverschiebbare

Strangführungsrollen ausgeführt, und alle

Strangführungsrollen des Oberrahmens (auch als Innenrahmen bezeichnet) der Losseite, d.h. diese Strangführungsrollen sind als individuell verschiebbare Strangführungsrollen ausgeführt, zugeordnet.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform liegt einer

individuell verschiebbaren Strangführungsrolle in

Anstellrichtung eine weitere individuell verschiebbare

Strangführungsrolle gegenüber. Typischerweise sind alle Strangführungsrollen des Oberrahmens und alle

Strangführungsrollen des Unterrahmens je einer Losseite zugeordnet, wobei somit alle Strangführungsrollen als individuell verschiebbare Strangführungsrollen ausgebildet sind. Diese Ausführungsform ist konstruktiv aufwändiger, lässt jedoch den individuellen Ausbau aller

Strangführungsrollen zu. Neben der individuellen

Wechselbarkeit aller Strangführungsrollen besteht ein

weiterer Vorteil dieser Ausführungsform darin, dass alle Strangführungsrollen individuell an den Strang anstellbar sind, sodass z.B. das Überdrehen der Mantelfläche einer oder mehrerer Strangführungsrollen mit einer damit einhergehenden Reduktion des Durchmessers einfach kompensiert werden kann.

In Zusammenhang mit den beiden vorgenannten Ausführungsformen ist unter „gegenüber" zu verstehen, dass zwei

gegenüberliegende Strangführungsrollen einen Versatz in der Dickenrichtung des Strangs zueinander aufweisen, wobei die Strangführungsrollen gegebenenfalls auch einen axialen

Versatz in der Gießrichtung aufweisen können.

In einer Ausführungsform wird der Ober- oder Unterrahmen, der mit der individuell verschiebbaren Strangführungsrolle verbunden ist, aus zwei seitlichen Tragrahmen und je einem Querhaupt pro Strangführungsrolle gebildet, wobei der

seitliche Tragrahmen je individuell verschiebbarer

Strangführungsrolle eine Längsführungseinrichtung, bevorzugt einen Längsschlitz, aufweist, der in der Anstellrichtung verläuft.

In einer einfachen Ausführungsform ist der Rollenträger plattenförmig ausgebildet, wobei der Rollenträger über

Führungselemente in den Längsführungseinrichtungen, bevorzugt den Längschlitzen, der seitlichen Tragrahmen geführt wird. Dadurch wird eine einfache Führung des Rollenträgers und in weiterer Folge der Strangführungsrolle gewährleistet, was sich positiv auf die Führungsgenauigkeit der

Strangführungsrolle auswirkt. In einer weiteren Ausführungsform stützt sich eine Strangführungsrolle auf mehreren Lagern, z.B. am Rollenträger oder am Unterrahmen, ab, sodass auch hohe Stütz- bzw.

Anstellkräfte bei nur geringer Durchbiegung von der Rolle übertragen werden können.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind jedem

Rollenträger zwei Versteileinrichtungen zugeordnet, wobei jede Versteileinrichtung in Richtung der Längserstreckung der verschiebbaren Strangführungsrolle innerhalb der beiden äußersten Lager an den Rollenträger angelenkt sind. Mittels dieser Ausführungsform ist es zum Einen möglich,

unterschiedliche Anstellpositionen bzw. Anstellkräfte auf der rechten und der linken Seite vorzugeben und zum Anderen werden die Stütz- bzw. die Anstellkräfte in günstiger Weise vom Rollenträger in die Versteileinrichtungen eingeleitet. Weiters kann dadurch sichergestellt werden, dass der

Rollenspalt auf der linken und auf der rechten Seite jeweils einem, gleichem oder unterschiedlichem, Sollwert entspricht.

Natürlich ist es aber auch möglich, dass die zwei

Versteileinrichtungen in Richtung der Längserstreckung der verschiebbaren Strangführungsrolle außerhalb der beiden äußersten Lager an den Rollenträger angelenkt sind.

Weiters ist es in einer Ausführungsform auch möglich, dass jedem Rollenträger eine Versteileinrichtung zugeordnet ist, die mittig am Rollenträger angeordnet ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein Querhaupt mittels je einer, vorzugsweise hydraulisch betätigten,

Spanneinrichtung mit einem seitlichen Tragrahmen verbunden, wodurch der Zeitbedarf für das Wechseln eines Querhaupts reduziert werden kann.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist einer

Spanneinrichtung eine automatische Medienversorgung

zugeordnet, wobei diese bei der Verbindung des Querhaupts mit dem bzw. den seitlichen Tragrahmen selbsttätig verbunden wird, wodurch ein automatisiertes (d.h. ohne manuelle

Eingriffe) Anschließen bzw. Lösen der

Medienversorgungsleitungen möglich ist, sodass der Zeitbedarf für das Wechseln eines Querhaupts weiter reduziert wird.

In einer Ausführungsform ist eine Versteileinrichtung als Druckmittelzylinder ausgebildet.

Es ist vorteilhaft, dass einer Versteileinrichtung eine

Wegmesseinrichtung zur Messung der Anstellposition und/oder eine Kraftmesseinrichtung zur Messung der Anstellkraft zugeordnet ist.

In einer einfachen, robusten und genauen Ausführungsform ist die Kraftmesseinrichtung als eine Einrichtung zur Messung wenigstens eines hydraulischen Kammerdrucks eines

Druckmittelzylinders ausgebildet .

Eine hochgenaue Erreichung einer geforderten Anstellkraft bzw. einer geforderten Strangdicke wird möglich, wenn eine Regeleinrichtung mit einer Kraftmesseinrichtung, einer

Wegemesseinrichtung (vorzugsweise in einen Hydraulikzylinder integriert) und einer Stelleinrichtung (vorzugsweise ein hydraulisches Proportional- oder Servoventil) , z.B. zur

Kompensation einer Durchbiegung des Querhaupts infolge der Anstellkraft der Versteileinrichtung, verbunden ist. Dabei wird mittels der von der Kraftmesseinrichtung ermittelten Anstellkraft auf die Durchbiegung des Querhaupts und/oder weiterer Bauteile umgerechnet, sodass die Durchbiegung des Querhaupts und/oder weiterer Bauteile über eine Korrektur der Sollwertvorgabe für die Anstellposition mittels der

Regeleinrichtung kompensiert werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform ist einem Rollenträger wenigstens ein Anschlag zur Kalibrierung einer

Wegmesseinrichtung zugeordnet. Dadurch ist es möglich, das Modul bestehend aus Querhaupt, VerStelleinrichtung,

Rollenträger und Strangführungsrolle vor dem Einbau in das Strangführungssegment zu kalibrieren, sodass das Modul - wenn die VerStelleinrichtung einmal gegen den Anschlag fährt - vollständig kalibriert zu somit vollständig funktionsfähig zur Verfügung steht.

Es ist vorteilhaft, das erfindungsgemäße

Strangführungssegment in einer Stranggießanlage mit einer bogenförmigen oder horizontalen Strangführung zur Herstellung eines Strangs, vorzugsweise mit Brammen- oder

Dünnbrammenquerschnitt, aus Stahl zu verwenden. Natürlich ist die Erfindung aber auch bei Vertikalanlagen oder auch bei Vorblockanlagen einsetzbar. 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. 1 eine perspektivische Darstellung eines

Strangführungssegments mit einer Fest- und einer Losseite

Fig. 2 ein Aufriss des Strangführungssegments nach Fig. 1 Fig. 3 ein Aufriss eines Strangführungssegments mit zwei Losseiten

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Strangführungs- Segments mit einer Regeleinrichtung zur Kompensation der Durchbiegung des Querhaupts infolge der Anstellkraft

Fig. 1 zeigt ein Strangführungssegment 1 einer Bogen- stranggießmaschine zur Herstellung von Brammen aus Stahl. In der Stranggießmaschine selbst wird flüssiger Stahl in einer Kokille zu einem zumindest teilerstarrten Strang vergossen, der in der nachfolgenden, aus mehreren in Gießrichtung 2 aufeinanderfolgenden Strangführungssegmenten gebildeten, bogenförmigen Strangführung geführt, gestützt und weiter abgekühlt wird. Das Strangführungssegment 1 weist einen

Oberrahmen 3 und einen lösbar damit verbundenen Unterrahmen 4 auf, wobei alle dem Oberrahmen 3 zugeordneten

Strangführungsrollen 5 als individuell anstellbare

verschiebbare Strangführungsrollen 6 und alle dem Unterrahmen 4 zugeordneten Strangführungsrollen 5 als unverschiebbare Strangführungsrollen 7 ausgebildet sind. Mittels der

individuell an den Strang anstellbaren verschiebbaren

Strangführungsrollen 6 kann der Strang gezielt, z.B. durch eine Soft-Reduction oder ein Pre-Rolling etc., metallurgisch behandelt werden, sodass beispielsweise

- die Anstellkraft pro verschiebbarer Strangführungsrolle 6 zur Verbesserung der Innenqualität innerhalb

voreingestellter Grenzen gehalten werden kann, wodurch aber auch eine Überlastung der verschiebbaren Strang- führungsrolle verhindert werden kann;

- die Sumpfspitze des Strangs über die Beobachtung der

Anstellkräfte der verschiebbaren Strangführungsrollen 6 mit hoher Genauigkeit ermittelt werden kann; - beliebige, d.h. lineare aber auch nichtlineare,

Dickenreduktionen quer zur Gießrichtung 2 des Strangs erzielt werden können. Der Unterrahmen 4 ist mittels seitlicher Verbindungssäulen 25 mit dem Oberrahmen 3 verbunden, wobei der Oberrahmen 3 aus zwei seitlichen Tragrahmen 12 und je einem Querhaupt 11 pro verschiebbarer Strangführungsrolle 6 gebildet wird. Jeder verschiebbaren Strangführungsrolle 6 ist ein Modul,

aufweisend einen plattenförmiger Rollenträger 8, zwei als

Druckmittelzylinder 17 ausgebildete Versteileinrichtung 9 zur Verschiebung des Rollenträgers 8 in der Anstellrichtung 10 quer zur Gießrichtung 2 und ein Querhaupt 11, zugeordnet, wobei das Querhaupt 11 mittels der Spanneinrichtungen 16, die hydraulisch vorgespannt werden kann, lösbar mit dem

seitlichen Tragrahmen 12 verbunden ist. Jede verschiebbare Strangführungsrolle 6 ist mittels vier Lager 15 auf dem

Rollenträger 8 drehbar abgestützt, sodass auch hohe

Anstellkräfte mit nur geringen Durchbiegungen in den

Rollenträger und in weiterer Folge in den Oberrahmen 3 eingeleitet werden können. Der Druckmittelzylinder 17 ist einerseits gelenkig am Querhaupt 11 und andererseits gelenkig am Rollenträger 8 angelenkt, wobei jeder Druckmittelzylinder 17 in Richtung der Längserstreckung der verschiebbaren

Strangführungsrolle 6 innerhalb der beiden äußersten Lager 15 an den Rollenträger 8 angelenkt ist. Durch diese modulartige Bauweise ist es möglich, eine einzelne verschiebbare

Strangführungsrolle 6 inklusive des zugeordneten

Rollenträgers 8, den Versteileinrichtungen 9 und den

Querhaupt 11 auch im eingebauten Zustand des

Strangführungssegments 1 zu Demontieren bzw. zu Montieren, sodass eine hohe Wartungsfreundlichkeit gegeben ist. Dadurch dass jedem Rollenträger 8 ein Anschlag 22 zugeordnet ist, ist es weiters möglich, das Modul auch im ausgebauten Zustand, d.h. außerhalb des Strangführungssegments, zu kalibrieren, wobei eine einem Druckmittelzylinder 17 zugeordnete

Wegmesseinrichtung nach dem Anfahren einer Referenzposition (z.B. wenn gegen den Anschlag 22 oder das Querhaupt 11 gefahren wird) vollständig kalibriert zur Verfügung steht. Alternativ kann die Kalibrierung auch außerhalb des

Strangführungssegments erfolgen. Weiters ist mehreren

Spanneinrichtungen 16 eine automatische Medienversorgung 24 zugeordnet, sodass bei der Verbindung des Querhaupts 11 mit einem seitlichen Tragrahmen 12 auch gleichzeitig die

Medienversorgungsleitungen, beispielsweise für Hydraulik-, Kühlmittel- und/oder Druckluftleitungen, verbunden werden. Jeder plattenförmige Rollenträger 11 wird mittels wenigstens eines Führungselements 14 in einer als Längsschlitz 13 ausgeführten Längsführungseinrichtung je seitlichem

Tragrahmen 12 geführt, wodurch eine hohe Führungsgenauigkeit und -Steifigkeit gegeben ist.

In Fig. 2 ist ein Aufriss des Strangführungssegments 1 nach Fig. 1 dargestellt, wobei die Kühldüsen 23, ausgeführt als

Wasser oder als Wasser-Luft Düsen, ebenfalls mit dargestellt wurden .

Fig. 3 stellt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strangführungssegments 1 dar, wobei alle Strangführungsrollen 5, d.h. sowohl die mit dem Oberrahmen 3 als auch die mit dem Unterrahmen 4 verbundenen Strangführungsrollen, als

individuell verschiebbare Strangführungsrollen 6 ausgeführt sind. Der Oberrahmen 3 ist lösbar mittels mehrerer, seitlich angeordneter, Verbindungssäulen 25 mit dem Unterrahmen 4 verbunden, wobei jeweils der Ober- und der Unterrahmen aus zwei seitlichen Tragrahmen 12 und je einem Querhaupt je

Strangführungsrolle 6 gebildet ist. Neben einer

Überlastsicherung aller verschiebbaren Strangführungsrollen 6 weist diese Ausführungsform den Vorteil auf, dass alle

Strangführungsrollen individuell an den Strang angestellt werden können, sodass z.B. wenn eine einzelne

Strangführungsrolle im Zuge von Wartungsarbeiten auf einen geringeren Rollendurchmesser überdreht wurde, diese

Durchmesserverringerung in einfacher Art und Weise durch eine Änderung der Sollposition der Versteileinrichtung 9

kompensiert werden kann. In Fig. 4 ist ein Ausschnitt eines Strangführungssegments 1 mit einer Regeleinrichtung 18 dargestellt. Dabei ist die Regeleinrichtung 18 mit einer Wegmesseinrichtung 20 und einer Kraftmesseinrichtung 19 einer als Druckmittelzylinder 17 ausgebildeten VerStelleinrichtung 9 verbunden, wobei mittels der Regeleinrichtung 18 die Durchbiegung des Querhaupts 11 infolge der Anstellkraft der VerStelleinrichtung 9

kompensiert wird. Konkret liefert die Kraftmesseinrichtung 19 einen Ist-Wert der Anstellkraft Fi _st , der mittels eines mechanischen Modells, das in die Regeleinrichtung 18

eingebunden ist, auf eine Durchbiegung des Querhaupts 11 und gegebenenfalls weiterer Bauteile (wie z.B. der Rollenträger 8, der seitlichen Tragrahmen 12, der Verbindungssäulen 25) As umgerechnet wird. Zu der der Regeleinrichtung 18

vorgegebenen Soll-Anstellposition s _So ii wird nun As addiert, wobei auf dem kompensierten Soll-Wert der Anstellposition ^' s = s _SoU + As geregelt wird. Bei der Regelung wird in bekannter

Weise ^' s mit dem Ist-Wert der Anstellposition Si _s t verglichen, wobei unter Berücksichtigung eines Regelgesetzes ein

Stellwert u ermittelt, der der als Hydraulikventil

ausgebildeten Stelleinrichtung 21 zugeführt wird, sodass der Wert Si _s t dem Wert ^' s möglichst genau entspricht. Konkret laufen bei der Kompensation der Anstellposition infolge einer Anstellkraft einer verschiebbaren

Strangführungsrolle folgende Verfahrensschritte ab:

- Erfassen von zumindest eines Ist-Werts einer

Anstellposition Si _st mittels einer Wegmesseinrichtung 20;

- Erfassen von zumindest eines Ist-Werts einer Anstellkraft F _{I st} mittels einer Kraftmesseinrichtung 19, wobei die

Wegmesseinrichtung 20 und die Kraftmesseinrichtung 19 einer Versteileinrichtung 9 einer verschiebbaren

Strangführungsrolle 6 zugeordnet sind;

- Zuführen eines Soll-Werts der Anstellposition s _So ii _/ des Ist-Werts der Anstellposition Si _st und des Ist-Werts der Anstellkraft Fi _st an eine Regeleinrichtung 18;

- Ermittlung einer Abweichung des Soll-Werts (z.B. der

Durchbiegung des Querhaupts 11) der Anstellposition As infolge der Anstellkraft unter Berücksichtigung eines mechanischen Modells (z.B. Durchbiegung eines Balkens);

- Berechnung eines kompensierten Soll-Werts der

Anstellposition 7 = s _SoU +As;

- Ermittlung einer Stellgröße u mittels der Regeleinrichtung 18 unter Berücksichtigung des kompensierten Soll-Werts der Anstellposition ^' s und des Ist-Werts der Anstellposition Sist unter Zuhilfenahme eines Regelgesetzes; und

- Beaufschlagung einer der Versteileinrichtung 9

zugeordneten Stelleinrichtung 21 mit der Stellgröße u, sodass der Ist-Wert der Anstellposition Si _st dem

kompensierten Soll-Wert der Anstellposition ^' s möglichst entspricht . Bezugs zeichenliste

1 Strangführungssegment

2 Gießrichtung

3 Oberrahmen

4 Unterrahmen

5 Strangführungsrolle

6 Individuell verschiebbare Strangführungsrolle

7 Unverschiebbare Strangführungsrolle

8 Rollenträger

9 Versteileinrichtung

10 Anstellrichtung

11 Querhaupt

12 Seitlicher Tragrahmen

13 Längsschlitz

14 Führungselement

15 Lager

16 Spanneinrichtung

17 Druckmittelzylinder

18 Regeleinrichtung

19 Kraftmesseinrichtung

20 Wegmesseinrichtung

21 Stelleinrichtung

22 Anschlag

23 Kühldüse

24 Automatische Medienversorgung

25 Verbindungssäule u Stellgröße

s _So ii Soll-Wert Anstellposition

Si _s t Ist-Wert Anstellposition

F _T qt Ist-Wert Anstellkraft