CC BY
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J. Bast, Y. Kotova, I. Balakin
TU Bergakademie Freiberg Institut für Maschinenbau
ENTWICKLUNG UND KONSTRUKTION EINER STRANGABZUGSVORRICHTUNG FÜR MINISTRANGGIEßANLAGEN
Die entwickelte Ziehmaschine hat vielseitige Anwendbarkeit und kann sowohl für Abziehen eines Bleches als auch mehrerer Drähte angewendet werden.
Bei der Entwicklung der Abzieheinheit wurden bereits bestehende Teile von einer vertikalen Ziehmaschine kopiert und geringfügig abgeändert, so dass man diese auch in der horizontalen Anlage einsetzen kann. Nicht nur das Austauschen, sondern auch eine gute Wirtschaftlichkeit wird durch dieses Prinzip sichergestellt.
Die vier angetriebenen Abziehrollen garantieren gleichmäßiges Abziehen und sicheren Stand des Stranges. Die Abzieheinheit wurde so konstruiert, dass sie leicht gesteuert und bedient werden kann.
Einleitung. Beim Stranggießen ist ein Abziehprozess des Stranges notwendig, um den kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Gießvorgang zu gewährleisten. Dafür nutzt man so genannte Abziehrollen, die die Abzieheinheit bilden. Die Konstruktion der Abzieheinheit hängt vom Stranggießverfahren ab. Damit lässt sich sowohl eine Abziehrichtung des Strangs als auch sein Erstarrungsvorgang (z. B. Doppelroller von Bessemer) gestalten.
Diese Arbeit stellt den zweiten Teil des Projekts in Rahmen der Entwicklung einer horizontalen Stranggießanlage der Firma „In-dutherm“ dar. Ihr Ziel ist die Entwicklung einer Konstruktion für eine Stranggießabzieh-einheit (Bild 1). Diese Abzieheinheit muss der Gesamtanlage angepasst werden, um das kontrollierte Herausführen des kontinuierlich vergossenen und noch heißen Strangs zu ermöglichen, wobei unterschiedliche Strangformate zu berücksichtigen sind.
Funktionsprinzip der entwickelten Abzieheinheit. Am Anfang des Stranggießens ist die Kokille von einer Seite durch eine Anfahrstange oder einen Ziehstab verschlossen. Bild 1. Stranggießabzieheinheit Beim Kontakt der Schmelze mit dem Ziehstab
beginnt sie erstarren und bleibt an ihm haften. Nach dem Beginn der Erstarrung wird der Ziehstab aus der gekühlten Kokille gezogen.
Als Abzieheinheit für Horizontalstranggießanlage bezeichnet man eine Ziehmaschine (Bild 2), die angetriebene Abziehrollen unten und frei drehende Anpressrollen oben hat. Dadurch, dass die Anpressrollen zu den Abziehrollen verschoben werden, wird der Ziehstab mit anhaftendem Strang zwischen den Rollen geklemmt und dann aus der Kokille gezogen. Der Abziehprozess wird schrittweise ausgeführt, damit das kontinuierliche Nachfließen der Schmelze auf der anderen Seite der Kokille gesichert wird.
Bild 2. Funktionsprinzip der Abzieheinheit
Die neue entwickelte Abzieheinheit (Bild 3) hat vier angetriebene Abziehrollen unten und neun Pressluftzylinder mit Anpressrollen oben. Eine solche Anordnung der Anpressrollen garantiert eine hohe Universalität der Abzieheinheit. D. h. sowohl Blech als auch mehrere Drähte können während einer Erstarrung mit der Hilfe dieser Ziehmaschine abgezogen werden.
Bild 3. Anordnung von Zieh-bzw. Anpressrollen
Durch eine Passfederverbindung sind die Abziehrollen mit den angetriebenen Abziehwellen verbunden. Um eine gleichmäßige Verteilung des Drehmoments auf die vier Wellen zu garantieren, hat man zwischen den Motor und Abziehwellen eine Kombination von Übersetzungszahnrädern eingesetzt. Der Motor der Abzieheinheit ist ein Asynchronmotor und hat folgende Angaben:
Leistung = 0,025 kW, Drehzahl = 2700 1/min, Frequenz = 50 Hz.
Die Anpressrollen sind mit dem Pressluftzylinder durch eine spezielle “Wippe“ (Biegeteil aus Blech) gekoppelt (Bild 4). Diese Kopplung bildet ein Anpresssystem, das eine Regelung der Höhe beim Anpressen gewährleistet.
Bild 4. Anpresssystem
Durch den Einsatz der „Wippe“ wird die Anpresskraft beim Ausziehen gleichmäßig verteilt. Durch eine derartige Konstruktion kann die Anzahl der Pressluftzylinder halbiert werden, da auf der „Wippe“ zwei Rollen gelagert sind.
Die Abzieheinheit muss mit der Horizontalstranggießanlage gekoppelt werden. Daher wurde ein Untergestell entwickelt (Bild 5). Dies weist eine spezielle Konstruktion auf, die eine Regelung der Höhe und Neigung garantiert. Durch eine Handraddrehung kann man die Position der Abzieheinheit bzw. die Höhe der Abziehrollen bezüglich des Kokillenbodens der Stranggießanlage verändern.
An jede Stütze des Untergestells wird ein Prisma angeschweißt. Durch Prismen wird das Untergestell mit den Achsen der Stranggießanlage gekoppelt. Um die überschüssige Belastung auf die Achsen beim Abziehen zu vermeiden und um einen sicheren Stand der Abzieheinheit zu garantieren, werden die Gewindefüße für das Untergestell verwendet.
Steuerung der Zieh-bzw. Gießgeschwindigkeit. Sowohl der Abzug und die Abführung des gegossenen Stranges als auch die Steuerung der Gießgeschwindigkeit müssen durch die Abzieheinheit gewährleistet werden. Die Ziehgeschwindigkeit bzw. Gießgeschwindigkeit spielt beim Stranggießen eine wesentliche Rolle. Der Temperaturverlauf in der Kokille und die Qualität des gegossenen Stranges hängen von der Ziehgeschwindigkeit ab. Schnelles Ziehen erhöht, langsames Ziehen senkt die Temperatur in der Erstarrungszone. Beim Erstarren wird die Erstarrungswärme an die Kokille und die Umgebung abgegeben.
Das Ziehrhythmus und die Ziehgeschwindigkeit müssen an die Legierungsart des gegossenen Stranges angepasst werden. Das bei Eisenmetallen bekannte rhythmische Zurückstoßen des Stranges in die Kokille vor dem erneuten Weiterziehen ist bei Edelmetallen nicht nur unnötig, sondern sogar schädlich. Das Bild 6 stellt unterschiedliche Abziehverläufe dar.
Bild 6. Varianten des Ziehrhythmus
Der Asynchronmotor erfüllt die Steuerung des Abziehprozesses. Dadurch, dass der Motor mit dem Computer der Horizontalstranggießanlage geschaltet wird, werden Ziehgeschwindigkeit und Ziehrhythmus exakt nach der Legierungsart angepasst.
Zusammenfassung. ie entwickelte Ziehmaschine hat vielseitige Anwendbarkeit und kann sowohl für Abziehen eines Bleches als auch mehrerer Drähte angewendet werden.
Bei der Entwicklung der Abzieheinheit wurden bereits bestehende Teile von einer vertikalen Ziehmaschine kopiert und geringfügig abgeändert, so dass man diese auch in der horizontalen Anlage einsetzen kann. Nicht nur das Austauschen, sondern auch eine gute Wirtschaftlichkeit wird durch dieses Prinzip sichergestellt.
Die vier angetriebenen Abziehrollen garantieren gleichmäßiges Abziehen und sicheren Stand des Stranges. Die Abzieheinheit wurde so konstruiert, dass sie leicht gesteuert und bedient werden kann.
Получено 13.09.2010
