<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren und Vorrichtung zur direkten Formgebung von flüssigen Metallen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum fortlaufenden Formen bzw. Pressen oder Walzen von Platten, Bändern, Stangen und ähnlichen Körpern direkt aus flüssigem Metall mittels liegend angeordneter, gekühlter Walzen. Es sind eine grosse Anzahl dieser Verfahren bereits vorgeschlagen worden. Während man bei den älteren dieser Verfahren es absichtlich vermied, oberhalb des zur Formung dienenden Walzenspaltes das flüssige Metall anzustauen, ist später vorgeschlagen worden, oberhalb des
Walzenspaltes ein Bad von solchem flüssigen Metall zu bilden, ehe es durch den Walzenspalt hindurch- geht. Die bekannten Verfahren konnten sich aber trotz mannigfache Versuche bisher in der Praxis nicht durchsetzen, weil die kontinuierliche Bildung eines solchen Körpers nicht in einwandfreier Weise gelang. Die betreffenden Versuche haben daher zu keinem Ziele geführt.
Gemäss der Erfindung ist es nun gelungen, für dieses direkte Form-bzw. Walzverfahren direkt aus flüssigem Metall Bedingungen zu schaffen, die zum Ziele führen, so dass das ausgebaute Verfahren tatsächlich in der Praxis, wie zahlreiche Versuche ergeben haben, mit vollem Erfolg durchführbar ist..
Es wurde auf Grund eingehender Überlegungen und Versuche gefunden, dass für die kontinuierliche
Bildung des zu formenden Körpers folgende Faktoren massgebend sind : die Temperatur des zugeführten flüssigen Metalls, der Grad der Kühlung der Walzen und die Zeitdauer, in welcher das flüssige Metall in Berührung, mit. der gekühlten Walzenoberfläehe steht. Diese Zeitdauer wird bestimmt durch die
Umlaufgeschwindigkeit. der Walzen und die Grösse der Berührungsfläche. Diese drei Faktoren müssen in ein bestimmtes Verhältnis zueinander gebracht werden, das je nach dem zu verformenden Metall verschieden sein kann.
Massgebend ist für die Abstimmung dieser Bedingungen gegeneinander folgende technische Lehre, die den eigentlichen Gegenstand der Erfindung bildet :
Die Temperatur des zugeführten Gutes darf nicht so hoch sein, dass das Gut noch bis in den Walzenspalt hinein flüssig bleibt, weil sonst eine kontinuierliche Bildung des Körpers in der gewünschten Form nicht erreicht werden kann, vielmehr das flüssige Metall der formgebenden, bewegten Walzenfläche gewissermassen voreilt. Da aber das Metall flüssig aufgegeben werden muss, ist doch eine gewisse Mindesthöhe der Temperatur des Metalls erforderlich.
Es ist daher ferner nötig, dass die Walzen stark gekühlt werden und dass gleichzeitig die Umlaufgeschwindigkeit der Walzen so eingestellt wird, dass von der Stelle ab, an der die Walzenoberfläehe mit dem angestauten flüssigen Metall in Berührung kommt, bis zum Walzenspalt sich auf jeder der beiden Walzen eine erstarrte Schale bildet. Diese Schalenbildung muss nun so erfolgen, dass von der Berührungsstelle ab bis zum Walzenspalt die Schale auf jeder Walze allmählich an Dicke zunimmt und dass schliesslich im Walzenspalt bzw. kurz vor dem Walzenspalt jede der beiden Schalen stärker ist als die halbe Breite des Spaltes.
Es wird dann erreicht, dass die beiden Schalen sich innig miteinander vereinigen und zusammen zu einem festen kontinuierlichen Körper zu- sammenschweissen, der fortlaufend unterhalb des Walzenspaltes abgeführt wird. Will man mit der Umlaufgeschwindigkeit der Walzen nicht unter ein gewisses Mass heruntergehen, so muss man den Weg von der Berührungsstelle zwischen Walzenoberfläche und flüssigem Metall bis zum Walzenspalt und damit die Grösse der Berührungsfläche und so die Zeitdauer der Berührung vergrössern. Dies erreicht man z. B. in einfacher Weise durch entsprechende Wahl des Walzendurchmessers. Schon oben ist darauf hingewiesen, dass bei zu hoher Temperatur des zugeführten flüssigen Metalls eine fortlaufende Bildung eines erstarrten Körpers im Walzenspalt nicht erzielt werden kann.
Das gleiche tritt ein, wenn die Umlaufgeschwindigkeit der Walzen zu gross ist bzw. die Zeitdauer der Berührung zwischen Walzen- oberfläche und flüssigem Metall zu gering ist oder wenn die Kühlung der Walzen nicht genügend ist.
Anderseits kann, wenn die Temperatur des zugeführten Metalls zu gering ist oder wenn-beispielsweise bei einer zu geringen Umfangsgeschwindigkeit der Walzen-die Zeitdauer der Berührung zwischen Walzenoberfläche und dem flüssigen Metall zu gross oder die Kühlung zu stark ist, eine zu weitgehende Erstarrung des Metalls oberhalb des Spaltes eintreten, so dass es gewissermassen nach oben zurückgedrängt wird, jedenfalls wenn es zwischen den Walzen durchgepresst wird, hiebei gleichzeitig dauernd zurück-
EMI1.1
Schale läuft dann nicht mit der gleichen Geschwindigkeit dem Walzenspalt zu und durch diesen hindurch wie die Oberfläche der Walze selbst, und es bilden sich auf derjenigen Fläche der Schale, die auf den Walzen aufliegt, Falten und andere Unregelmässigkeiten.
Allen diesen Nachteilen wird abgeholfen, wenn die Lehre befolgt wird, diese obengenannten Faktoren so einzustellen, dass von der Stelle ab, wo das flüssige Metall mit den Walzen in Berührung kommt, sich auf der Oberfläche erstarrende Schalen bilden, die bis zum Walzenspalt an Dicke zunehmen und im oder am Spalt selbst etwas dicker sind als die halbe Breite des Walzenspaltes, so dass weder eine Voreilung des Metalls gegenüber den Walzen-
<Desc/Clms Page number 2>
umflächen noch ein Zurückbleiben eintritt. Man hat es dabei in der Hand, die Dicke, mit welcher die Schalen in den Walzenspalt einlaufen sollen, zu regeln zu dem Zwecke, entweder nur eine einfache Formung von Körpern zu erreichen oder gleichzeitig ein Pressen bzw. Vorwalzen des Metalls.
Eine weitere Lehre für diese Formgebung liegt darin, dass die im Metallbad liegende Oberfläche der sich bildenden Schale möglichst glatt und gleichförmig bleibt, so dass die Flächen, die im Walzenspalt zusammenschweissen sollen, verhältnismässig glatt sind und sich einwandfrei miteinander verbinden. Hiefür ist erforderlich, dass beim Eingiessen von flüssigem Metall in das Bad die Bildung von Strudeln vermieden wird, die eine unregelmässige Bildung der Schalen zur Folge haben. Man kann zu diesem Zwecke das flüssige Metall in einem ruhigen Strom etwa in der Mitte des über den Walzenspalt angestauten Bades und möglichst dicht über seiner Oberfläche zuführen. Noch wirksamer ist es aber, wenn man das Metall in einen Trichter eingiesst, der in das Metallbad eintaucht.
Zwischen dem Trichter und jeder der Walzenoberflächen muss ein genügend breiter Spalt bleiben, um die Bildung der Schalen in der erforderlichen Dicke zu ermöglichen. Das in den Trichter eingegossene Metall wird auch in diesem zu einem Bad angestaut, und wenn es unten aus dem Trichter aus Schlitzen oder Öffnungen herausläuft, so steigt es zunächst nach dem Gesetz der kommunizierenden Röhren in dem Zwischenraum zwischen den Walzenoberflächen und den Trichterwandungen empor. Es ist zweckmässig, dafür Sorge zu tragen, dass es in diesen Zwischenräumen nicht so hoch steigen kann wie der Spiegel des Bades im Trichter selbst. Dies kann man schon dadurch erreichen, dass man die Walzen entsprechend kühlt, so dass von einer Stelle aus infolge Erstarrung ein weiteres Hochsteigen des Metalls verhindert werden kann oder aber durch einen Überlauf.
Die Bildung der Schalen erfolgt dann in dem Zwischenraum zwischen Trichter und Walzenoberflächen in vollkommen ruhiger Weise, ohne irgendwie durch das kontinuierliche Zugiessen von flüssigem Metall gestört zu werden.
Bei der Formung bzw. Pressung des Körpers sind verschiedene Ausführungen möglich, von denen im folgenden einige Beispiele genannt werden sollen : Die Kühlung braucht nicht über die ganze Länge der Walzen gleichförmig zu erfolgen. Man kann z. B. die mittleren Teile stärker kühlen als die Ränderteile, weil die Randteile ja an sich durch die kühle Aussenluft schon gekühlt werden. Das gleiche gilt auch für den Erstarrungsgrad, der dann so geregelt wird, dass der Wärmeinhalt der an sich einer schnelleren Abkühlung ausgesetzten Querschnittsteile, z. B. der Ränder des zu bildenden Streifens, grösser ist als der Wärmeinhalt der mittleren Teile. Man kann ferner auch die Zuführung des flüssigen Metalls an den Rändern stärker bemessen als in der Mitte oder auch den Querschnitt an den Rändern grösser wählen.
Ferner kann bei Metallen oder Legierungen, die Umwandlungspunkte haben, d. h. die bei verschiedenen Temperaturen ein verschiedenes Gefüge annehmen, der Erstarrungsgrad so geregelt werden, dass die Temperatur der Oberfläche des an der engsten Stelle des Walzenspaltes eintretenden Metalls teilweise oder ganz unterhalb einer Umwandlungstemperatur, z. B. Härtungstemperatur, liegt. Man kann dann die Kühlung nur so weit führen, dass die Härtung nur an den beiden Oberflächen des gebildeten Streifens erfolgt, in der Mitte aber eine relativ weiche Mittelschicht bleibt, wobei auch wieder der Erstarrungsgrad so geregelt werden kann, dass die der heissen Mittelschicht innewohnende Wärme hinreicht, um nach Austrag des Gutes aus dem Walzenspalt die kälteren Oberflächenschichten auf Anlasstemperaturen zu erwärmen.
Wenn man Gut erzeugen will, das auf beiden der Pressung ausgesetzten Seiten verschiedene Härtegrade hat, so kann man die beiden Walzen verschieden kühlen.
Bei der Bestimmung des Erstarrungsgrades wird man die Umlaufgeschwindigkeit und Antriebskraft der Walzen, Temperatur des über dem Walzenspalt angestauten Materials, die Grösse und Dauer der Berührung zwischen Material und Walzen und die Temperatur der Walzenoberflächen so aufeinander abstimmen, dass der Grad der Erstarrung (Dicke und Ausdehnung der sich oberhalb des Walzenspaltes an den Walzenoberflächen bildenden Schalen) vermindert wird, wenn die Belastung, d. h. die Antriebskraft der Walzen, wächst, und der Grad der Erstarrung vergrössert wird, wenn die Belastung abnimmt.
Beispielsweise kann die Belastung 1 PS betragen für eine Streifenbreite von 0'3 m bei einer Vorsehubgeschwindigkeit von 0'3 m/Min. Man wird ferner das flüssige Material mit einer solchen Temperatur zuführen, dass Gasblasen entweichen können, und es ist auch zweckmässig, das über dem Walzenspalt angestaute Bad vor Berührung mit sauerstoffhaltigen Gasen, z. B. durch eine inerte Atmosphäre, zu schützen.
Schliesslich kann man das Verfahren auch verwenden zum Plattieren von Bändern oder Blechen, die aus Schichten verschiedenen Materials gebildet werden. Das zu plattierende Band wird man dann über eine oder beide Walzen hinweg durch den Walzenspalt hindurchführen und das flüssige Gut als Schale im Walzenspalt aufpressen, u. zw. entweder auf der einen Seite oder auch auf beiden Seiten oder auch in der Mitte. Wenn man nur auf einer Seite plattieren will, führt man ein Band nur über eine Walze.
Will man einen Kern zwischen zwei Bändern plattieren, so führt man über jede Walze ein Band. Will man ein Band auf beiden Seiten plattieren, so führt man das zu plattierende Band durch den Walzenspalt hindurch.
In den Zeichnungen sind eine Reihe von Ausführungsformen von Einrichtungen zur Ausführung des Verfahrens dargestellt. Fig. l und 2 zeigen im Querschnitt durch zwei Walzen schematisch die Bildung der zu einem Körper vereinigten Schalen, u. zw. gemäss Fig. l ohne, gemäss Fig. 2 mit Trichter ; Fig. 3
<Desc/Clms Page number 3>
eine Seitenansicht eines für die Ausführung der Erfindung geeigneten Walzwerkes ; Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3 ; Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 4 ; Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 3 im vergrösserten Massstabe, u. zw. in einer Ausführungsform entsprechend dem Schema nach Fig. 2 ; Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 6 ; Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8 der Fig. 6 ;
Fig. 9 eine Vorrichtung zum axialen Einstellen einer Walze und zum Abdecken der seitlich das Bad über dem Walzenspalt begrenzenden Flanschen der einen Walze ; Fig. 10 zeigt eine Kühleinrichtung für die Walze ; Fig. 11 eine Steuerung für das Walzwerk ; Fig. 12 zeigt in einer Einzelheit eine besondere Bauart eines Walzenantriebs ; Fig. 13 eine besondere Querschnittsform der Walzen zum Walzen von Winkeleisen ; Fig. 14 eine andere Ausführungsform zum Walzen von U-Eisen ; Fig. 15 eine andere Ausführungsform zum Walzen von Doppel-T-Eisen ; Fig. 16 zeigt eine weitere Ausführungsform für eine Kühleinrichtung zum Zwecke, die Walzen an verschiedenen Stellen verschieden zu kühlen : Fig. 17 eine Anzeigevorrichtung zur Bestimmung der für das Walzwerk notwendigen Zugkraft ;
Fig. 18 schematisch einen Motor zur selbsttätigen Änderung der Walzengeschvindigkeit entsprechend der erforderlichen Zugkraft ; Fig. 19 ein Schema zur Erreichung desselben Ergebnisses ; Fig. 20 zeigt eine Aus- führungsmöglichkeit über die Formung und Weiterbehandlung des geformten Gutes.
In Fig. 1 ist die einfachste Form des die Erfindung bildenden Verfahrens sehematiseh veransehaulicht. Es ist angenommen, dass die Faktoren : Walzenumlaufgeschwindigkeit bzw. Grösse der vom flüssigen Metall berührten Walzenoberfläche, ferner Grad der Walzenkühlung so eingestellt sind. dass auf den Walzen 2, 3 Schalen 23 gebildet sind, die vom Berührungspunkt x des Flüssigkeitsbades 14 mit der Oberfläche der Walzen 2, 3 durch Erstarrung allmählich an Stärke zunehmen bis zu dem Punkte/ der Vereinigung beider Schalen, der je nachdem, ob nur eine Formgebung oder eine Pressung des Gutes erfolgen soll, mehr oder weniger dicht über dem Walzenspalt liegt.
Dementsprechend wird auch der Grad der Erstarrung geregelt, d. h. die Dickenzunahme der Schalen ist grösser, wenn ein Walzen oder Pressen erfolgen soll, und sie ist kleiner, wenn nur ein Formen erfolgen soll. Immer müssen aber beide Schalen zusammen dicker sein als die Breite des Walzenspaltes. Das flüssige Metall wird durch den Zulauf 13 in ruhigem Strom etwa in der Mitte über dem Walzenspalt aufgegeben und bildet in dem Raum 12 das Flüssigkeitsbad 14.
In Fig. 2 ist in das flüssige Bad 14 ein Trichter l'eingeführt, dessen unterer Auslauf 1.'1" im
EMI3.1
Seitenwänden des Trichters 13'und den Walzen 2,3 muss genügend Platz sein, damit die Schalen 2 : J sich bilden können. Das bei 13"austretende Metall steigt nach dem Gesetz der kommunizierenden Röhren zwischen den Trichterwänden 13'und den Walzen 2, 3 hoch und erstarrt an den Walzenoberflächen. Die Höhe des Spiegels des Bades 14 kann durch einen Überlauf geregelt werden und damit auch gleichzeitig die Länge des Berührungsbogens zwischen flüssigem Metall und Walzenoberflächen.
In Fig. 20 ist als Beispiel eine Ausführungsform einer Gesamtanlage eines solchen Walzwerkes zum Formen von Körpern veranschaulicht sowie Einrichtungen zur weiteren Behandlung des gesamten Körpers. Das Walzwerk 1 besteht aus zwei liegend angeordneten Walzen 2 und. 3. Diese werden z. B. durch Wasser gekühlt, das durch Öffnungen in Querleitungen 4 gegen die Walzenumflächen geleitet wird. Diese Leitungen 4 erhalten das Wasser durch Leitungen 5 mit Ventilen 6. Die Walzen können auch hohl sein und von innen gekühlt werden, wobei man an den der Berührungsfläche des flüssigen Metalls gegenüberliegenden Innenwandungen die Walzen stärker kühlen kann. Die Walzen werden durch Motor 7 angetrieben mittels einer Kraftübertragung, die durch die punktierten Linien 8 angedeutet ist.
Ein Wechselgetriebe zur Änderung der Geschwindigkeit der Walzen 2, 3 kann angewendet werden. Es kann z. B. ein Motor mit veränderlicher Geschwindigkeit gewählt werden oder in die Übertragung 8 ein Wechselgetriebe 9 eingeschaltet werden. Die Enden der Walze 2 werden durch Flanschen 10 begrenzt, um oberhalb des Walzenspaltes 11 einen Raum 12 zur Bildung eines Bades 14 des geschmolzenen Metalls zu schaffen, das aus einem Behälter 13 zugeführt wird. An Stelle der mit den Walzen verbundenen Flanschen kann man auch seitlich feststehende Abdeckwände anordnen.
Da die Walzen 2, 3 eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des zugeführten Metalls haben, erstarrt das Metall an ihrer Oberfläche von x-y (Fig. 1, 2) in Sehalenform. Diese Schalen werden mittels der Walzen 2,3 in den Spalt 11 eingeführt und treten je nach der Bauart bzw. dem Profil der Walzen als entsprechend geformter fortlaufender Körper aus, beispielsweise als Band S. Das Band S kann natürlich in beliebiger Weise weiter verwendet oder weiter bearbeitet werden. In Fig. 20 ist als Beispiel eine Einrichtung zu fortlaufender weiterer Verarbeitung veranschaulicht.
Der Streifen wird von dem Walzwerk 1 aus durch eine Kammer 15 geführt, in welcher eine reduzierende Atmosphäre auf- rechterhalten wird, um die Bildung von Oxyd auf den Oberflächen des Streifens zu verhindern ; dann wird er durch ein Walzwerk 16 geleitet, um die Dicke zu vermindern und den Streifen auf Profil zu walzen, seine Eigenschaften zu verändern oder zu irgendeinem andern Zweck. Nach dem Walzwerk 16 wird der Streifen in einem Ausgleichsofen 17 einer Warmbehandlung unterworfen, dann durch ein Beim- gefäss 18 geführt, das Säure oder eine andere Lösung enthält, um etwaiges Oxyd von den Oberflächen zu entfernen, weiter durch ein Waschgefäss 19, um die im Behälter 18 aufgenommene Säure abzuspülen.
Hierauf läuft der Streifen durch Glättwalzen 20, um etwaige Unregelmässigkeiten zu planieren, worauf
<Desc/Clms Page number 4>
er durch eine Schere 21 in Längen geschnitten und einer Presse 22 zugeführt wird, um hier in die ge- wünschte Form gebracht zu werden.
Die beschriebenen Arbeitsvorgänge können auch andere sein oder auch in anderer Reihenfolge, als dargestellt, aufeinanderfolgen. Es können einzelne Arbeitsvorgänge auch fortgelassen oder andere hinzugefügt werden ; es soll nur gezeigt werden, dass eine grosse Anzahl von Arbeitsvorgängen der Formung des Metalls angeschlossen werden kann, während der aus dem Metall gebildete Streifen seine ursprüng- liche Hitze beibehält und ohne Ausglühen weiterhin der Durchgang des Streifens unmittelbar durch die Reduktionskammer 15 und dann durch das Walzwerk 16 erfolgt, bevor sich Oxyd auf dem Streifen ge- bildet hat, so dass jede Spur von Oberflächenrissen, die in dem Streifen beim Verlassen des Walzwerkes 2, J entstanden sein könnten, beseitigt werden kann.
Die Eigenschaften des Streifens S hängen wenigstens zum grossen Teil von dem Grade der Erstarrung an den Walzen 2 und 3 und der Breite des Spaltes 11 ab.
Wie schon oben bemerkt, hängt der Grad der Erstarrung an den Walzen 2, 3 von verschiedenen
Faktoren ab, nämlich der Natur des Metalls selbst, seiner Temperatur, mit welcher er den Walzen über- geben wird, der Länge des Berührungsbogens und der Berührungsdauer des Metalls mit den Walzen, der Temperatur der Walzen, der Umlaufgeschwindigkeit der Walzen : so kann für ein gegebenes Metall der gewünschte Grad der Erstarrung aufrechterhalten werden, wenn man das Verhältnis zwischen den verschiedenen Faktoren konstant hält, indem einer oder mehrere der Faktoren geregelt werden, um die
Schwankung bei dem einen oder den andern Faktoren auszugleichen. Bei einem gegebenen Metall z.
B. kann der Grad der Erstarrung trotz der Schwankung anderer Faktoren dadurch konstant erhalten werden, dass man die Umlaufgeschwindigkeit der Walzen oder den Grad der Erstarrung ändert, z. B. durch Änderung des Berührungsbogens des Metalls mit den Walzen oder der Temperatur des Metalls oder der Temperatur der Walzen.
Die Geschwindigkeit der Walzen kann durch Regelung der Geschwindigkeit des Motors 7 oder des Wechselgetriebes 9 geändert werden. Der Berührungsbogen x, y des Metalls mit den Walzen 2,- kann geändert werden durch Änderung der Tiefe des Sammelraumes 14 in dem Raum 12 zwischen den Walzen 2 und J und den Flanschen-M, und die Temperatur des Metalls kann geändert werden durch Änderung der Temperatur des zugeführten Metalls oder durch Vorwärmen des Metalls während seiner Zuführung oder durch Erhitzen des Metalls in dem Bad 14 wie durch Hindurehleiten eines elektrischen
Stromes entweder mittelbar oder unmittelbar durch Induktionsströme. Anderseits kann die Temperatur der Walzen geregelt werden, indem ihre Kühlung geändert wird, z.
B. durch Einstellen der Ventile 6, welche die Menge der durch die Leitungen 4 zugeführten Flüssigkeit regeln, oder durch Änderung der Temperatur der Kühlflüssigkeit selbst, wie z. B. durch Mischen von Dampf und Wasser in wechselndem Verhältnis.
Wenn man die erwähnten Faktoren in Betrachtung zieht, so wird der Grad der Erstarrung vermehrt durch Verminderung der Umlaufgeschwindigkeit der Walzen, durch Abnahme der Temperatur des Metalls, durch Abnahme der Walzentemperatur und, soweit festgestellt wurde, durch Vergrösserung des Berührungsbogens des Metalls mit den Walzen. Die einfachste Regelung des Erstarrungsgrades erfolgt durch Regelung der Umlaufgeschwindigkeit der Walzen oder durch Regelung der Grösse des Berührungsbogens des Metalls mit den Walzen.
Bei der Regelung des Walzwerkes hat sich ergeben, dass für ein gegebenes Walzwerk und für ein gegebenes Metall sowie eine gegebene Breite des Spaltes die für den Antrieb des Walzwerkes erforderliche Zugkraft mit der Zunahme des Erstarrungsgrades des Metalls wächst, so dass die zum Antrieb des Walzwerkes erforderliche Zugkraft ein Mass ist für den Grad, auf welchen das Metall erstarrt werden soll, und dass die Arbeit des Walzwerkes unter einer im wesentlichen konstanten Zugkraft die Erstarrung des Metalls in wesentlich konstantem Grade sichert. Wie auch die Regelung erfolgt, immer bleibt, wie oben erläutert, der Zusammenhang der Faktoren, welche den Erstarrungsgrad beherrschen, von äusserster Wichtigkeit.
In den Fig. 3-11 sind beispielsweise Vorrichtungen dargestellt, die zur Ausführung dieses Verfahrens dienen. In den Ständern 26 ruht ein Lagerpaar 27 (Fig. 4), das eine Welle 28 trägt, auf welcher eine Walze 29 (Fig. 6) gelagert ist. In den Ständern 26 ist ferner ein Lagerpaar 30 angeordnet. welches eine Welle 31 für eine Walze 32 (Fig. 6) trägt ; das Lagerpaar 30 ist in den Ständern 26 verschiebbar gelagert, so dass es gegen das Lagerpaar 27 eingestellt werden kann und dadurch eine Einstellung der Welle. H samt Walze 32 gegenüber der Welle 28 samt Walze 29 erfolgen kann, um den Abstand zwischen den Walzen 29 und 32 und die Breite des Spaltes zu bestimmen. Die Verschiebung jedes Lagers 30 wird z.
B. durch eine Spindel 34 nebst Mutter. 3J (Fig. 7), die in dem Ständer 26 gelagert ist, bewirkt ; jede Spindel 34 trägt an ihrem inneren Ende einen Drehring 36, der die Schraube mit ihrem Lager 30 verbindet, und an dem äussersten Ende einen Zeiger. 37 (Fig. 3) für ein Zifferblatt auf dem Ständer 26, um stets die Stellung des entsprechenden Lagers ; ; 0 anzuzeigen. Zwischen jedem Lager 27 und dem zugehörigen Lager 30 befindet sich eine Schraubenfeder : 39 (Fig. 7), die die Lager 27 und 30 nebst Wellen 28,. 31 und Walzen 29, ? in Abstand voneinander hält vor der Einführung des Metalls zwischen die Walzen 29, 30.
Die Welle 28 wird von dem Elektromotor 40 (Fig. 3) durch ein am Gestell 41 gelagertes Zahnrad 42 angetrieben, das mit einem Zahnrad 43 auf der Welle 28 kämmt ; die Welle 31 wird von
EMI4.1
<Desc/Clms Page number 5>
trieben, die verlängerten Zähne der Räder 44, 45 bleiben in Eingriff für alle Abstände der Walzen 29 und 32. Die Walze 32 ist mit Flanschen 46 (Fig. 7) versehen, die an der Walze durch Bolzen 47 befestigt
EMI5.1
Walze soll im allgemeinen nicht weniger sein, als das Doppelte der Höehstdieke des zu walzenden Streifens beträgt. Die Flanschen 46 können aus einem weicheren Werkstoff gemacht werden als die Walze 29.
Um eine gleichmässige Stärke des Streifens zu sichern, ist es zweckmässig, beide Walzen, 29 und 32, oder eine konkav zu gestalten (Fig. 7).
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird das geschmolzene Metall dem Raum 48 aus einer erhitzten Giesspfanne oder Ofen 50 zugeführt (Fig. 4). Der Ofen hat Wandungen 61 aus feuerfestem Material, in dem unteren Teil liegt ein Kern 62 (Fig. 5) auch aus feuerfestem Material, dessen Form sieh den Wandungen des Ofens anpasst und einen etwa U-förmigen Zwischenraum 3. 3 mit den Wandungen bildet, der oben mit dem Innenraum 54 des Ofens 30 in Verbindung steht.
In der Mitte des feuerfesten Kernes 52 liegt die Spule 55 des Kernes 56 eines Transformators, dessen primäre Wicklung (nicht dargestellt) an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist und dessen sekundärer Teil aus dem Metall innerhalb des Durchlasses 53 besteht, so dass der Stromfluss in dem primären Teil des Transformators einen Strom in dem Metall innerhalb des Durchlasses 53 erzeugt, um dieses Metall und durch Weiterleitung den Inhalt des Ofens 50 zu erhitzen. Der Ofen 50 (Fig. 6) ist mittels eines Ohrenpaares 57 drehbar an dem Walzenständer 26 angehängt und wird durch Zapfen 58 von Ohren 59 an der Kopfplatte 60 des Ständers 26 getragen.
Das Metall fliesst aus dem Ofen 50 durch eine Rinne 61 (Fig. 3 und 6), die zwischen den Ohren 57 liegt ; das Metall gelangt dann in eine Rinne oder Trog 62 (Fig. 6 und 8), von wo es durch einen Verteiler 63 zu dem Sammelraum 49 gelangt. Der Ofen wird mittels eines hydraulischen Kolbens 64 (Fig. 4) gekippt, dessen Zylinder 65 um Zapfen 66 drehbar in den Augen 67 des Sockels 68 am Ständer 26
EMI5.2
Der Verteiler 6. 3 (Fig. 6), in welchen das geschmolzene Metall aus der Rinne 62 fliesst, ist in dem Zwisehenraum 48 zwischen den Walzen 29 und 32, u. zw. zwischen den Flanschen 46 der Walze angeordnet. Sein Boden 72 (Fig. 8) liegt unter dem Spiegel des Metallbades 49.
Das Metall fliesst durch Öffnungen 73, 74, die in dem Boden 72 des Verteilers 63 zwischen den Walzen 29 und 32 angeordnet sind.
Der Verteiler 63 wirkt als Absetzraum, in dem sich die Schlacke von dem geschmolzenen Metall ab-
EMI5.3
in den Sammelraum 49 unter der Badoberfläehe einläuft, sich weitere Schlacke bildet und in den Sammelraum 49 und schliesslich in den von dem Walzwerk bearbeiteten Streifen eintritt.
Die Einführung von Metall in den Sammelraum 49 unter der normalen Oberfläche des Metallbades bewirkt auch, dass das Metall ruhig und ohne Stösse eintritt, und diese Wirkung wird dadurch
EMI5.4
welche in dem durch den Trog 62 herabfliessenden Metall enthalten ist, zu dämpfen, so dass eg in den Sammelraum 49 lediglich durch die Wirkung der Schwerkraft eintritt und daher ruhig und ohne besondere Kraft oder Schnelligkeit in den Raum gelangt. Die Anordnung der Öffnungen 7. 3 und 74 in der Mitte zwischen den Walzen 29 und 32 lässt das Metall in den Sammelraum 49 an einem Punkt eintreten, wo der Sammelraum die grösste Tiefe hat, so dass das eintretende Metall mit den erstarrten Metallsehalen nicht in Berührung kommt.
Unter diesen Umständen hat der Verteiler 63 nicht nur die Wirkung, dass er die Reinheit des Metalls innerhalb des Sammelraumes 49 sichert, sondern auch jedes Fliessen oder jede Wirbelung innerhalb des Sammelraumes 49 verhindert, welche sonst die Erstarrung des Metalls
EMI5.5
stören würde. Um jedoch die Bildung von Schlacke in dem Metallbad zu verhindern, wird die Ober- fläche des Bades in eine reduzierende Atmosphäre eingehüllt. Dies kann in der Weise geschehen, dass z. B. durch Öffnungen der Leitungen 7. ; welche auf beiden Seiten des Verteilers 6. 3 angeordnet und an eine beliebige Quelle reduzierender Gase angeschlossen sind. Gase auf die Oberfläche des Bades (Fig. ti) gelangen.
Es kann erwünscht sein, das Metall dem Sammelraum 49 bei einer Temperatur zuzuführen, welche um etwa 240 C den Schmelzpunkt des Metalls übersehreitet, damit etwa eingeschlossene Gase Gelegenheit zum Entweichen haben, bevor das Metall erstarrt. Dieses wird dadurch erreicht, dass das Metall
EMI5.6
kann der Trog 62 oder der Verteiler 63 oder beide durch Erhitzer 76 und/oder 77 (Fig. 6) vorgewärmt werden, die über dem Trog 62 und dem Verteiler 63 angeordnet und an eine Gasfeuerung angeschlossen
EMI5.7
Um den Eintritt des im Sammelraum 49 befindlichen Metalls zwischen die Walze 29 und die Flanschen 46 der Walze 32 zu verhindern, ist es erwünscht, dass die Zwischenräume zwischen der Walze 29 und den Flanschen 46 auf ein Mindestmass verringert werden, um die Walze 29 genau zwischen den Flanschen 46 zu zentrieren.
Dieses ist wichtig, wenn das Metall bei einer Temperatur eingeführt wird. die über dem Schmelzpunkt liegt, weil das Metall bei erhöhter Temperatur zu leichtflüssig wird und schnell eindringt.
<Desc/Clms Page number 6>
Zu diesem Zweck sind die Walzen 29 und 32 auf den Wellen 28 und 31 befestigt. Die Welle 28 ist fest gelagert. Durch Verstellung beider Wellen oder nur einer der Wellen 31 kann die gewünschte Zentrierung der Walze 29 zu den Flanschen 46 erzielt werden. Jede der Walzen 29, 32 wird gegen Drehung
EMI6.1
gesetzt wird, wird der Keil 78 in die Keilnut 79 gelegt und die Walze, welche mit ihrer Keilnut 80 und dem Keil 78 ausgerichtet ist, längs der Welle verschoben, bis ein ringförmiger Bund 81 der Walze 29 bzw.. 32 an einen ringförmigen Bund 82 der Welle 28 bzw. 31 stösst, wodurch die Walze 29 bzw. 32 gegen weitere axiale Bewegung gesichert wird.
In dieser Lage liegt der Keil 78 vollständig in den Keilnuten 79 und 80 und sichert die Walze gegen Drehung auf ihrer Welle. Darauf werden die Segmente eines segmentförmigen Ringes 83 in eine Ringnut 84 der Welle 28 bzw. 31 gesetzt, ragen aber radial heraus, um einen Bund 85 der Welle 28 bzw, 31 zu überragen, so dass die Walze 29 bzw. 32 gegen RÜckwärtsbewegung längs der Welle gesichert ist und auch gegen axiale Relativbewegung der Welle. Ein Spannring 86 wird dann
EMI6.2
gesichert sind. Diese treten in den Ständer 26 und legen sich gegen Stossringe 92 neben die Flanschen 46 der Walze 32.
Die Stossringe 90 werden längs der Achse der Welle 31 bewegt. um die Welle 31 und die Walze 32 axial einzustellen, und in eingestellter Lage durch Ringe 93 gehalten, welche auf die Stossringe 90 geschraubt sind und an den Seiten des Gehäuses 26 anliegen. Während des Arbeitsganges sitzt die Walze 29 fest auf der Welle.'28 und die Welle 28 ist gegen Längsbewegung gegenüber dem Walzgerüst 26 gesichert.
Die Walze 32 sitzt fest auf der Welle 3. 1. Die Einstellung der Flanschen 46 gegen die Walze 29 wird durch Drehung der Ringe 93 bewirkt, um einen der Stossringe 90 vorzuschieben und den andern Stossring 90 zurückzuziehen, bis Welle : 31, Walze 32 und Flansch 46 in die gewünschte Lage bewegt sind, wobei die Walze 29 genau zwischen den Flanschen 46 zentriert ist und Welle 31, Walze 32 und Flansch 46 in dieser Lage gehalten werden. Hiebei sind die Flanschen 46 auf der Walze 29 zentriert, weil der Eingriff zwischen den Ringen 93 und den Stossringen 90 nicht umkehrbar ist.
Um ferner den Eintritt von Metall zwischen der Walze 29 und den Flanschen 46 zu verhindern. wird Öl-od. dgl. den Enden der Walze 29 zugeführt oder ein Luftstrom verwendet, der aus den Zwischenräumen zwischen der Walze 29 und den Flanschen 46 bläst.
Bei der dargestellten Bauart üben die Flanschen 46 eine zusätzliche Kühlung an den Kanten des Streifens aus, die an den Kanten des Streifens die Neigung zur Erstarrung erhöht, im Verhältnis zu der Erstarrung des Metalls in der Mitte des Streifens. Hiedurch wurde nicht nur ein Mangel an Gleichförmigkeit in dem Streifen entstehen, sondern es würden neben den Flanschen 46 Massen von erstarrtem Metall gebildet, welche sieh bis zu einer beträchtlichen Grösse anhäufen, bevor sie zwischen die Walzen 29 und 32 gelangen, und wenn sie dann zwischen den Walzen 29 und : J2 hindurchgehen, würden sie einen Druck auf die Walzen ausüben, der Beschädigungen herbeiführen könnte.
Um diese Anhäufung von erstarrtem Metall neben den Flanschen 46 zu verhindern, ist es erwünscht, einen zusätzlichen Zug an den Enden der Walzen zu bewirken. Dieses kann durch Aufrauhen der Kanten der Walzen 29 und. 32 ge-
EMI6.3
dass die inneren Flächen der Flanschen 46 rauher gemacht werden, wie bei 94 (Fig. 6) angedeutet ist. Zu dem gleichen Zweck ist es unter gewissen Umständen wünschenswert, die inneren Flächen der Flanschen 46 mit einem Stoff zu bedecken, der das Anhaften des Metalls an diesen inneren Flächen der Flanschen 46 verhindert. Gemäss Fig. 9 wird deshalb ununterbrochen ein solcher Stoff den inneren
EMI6.4
Flanschen 46 eingeführt wird, und der Sammelraum an den Enden eine zusätzliche Erhitzung erfährt, so dass eine zusätzliche Kühlung an den Flanschen 46 erforderlich ist.
Dieser Ausgleich kann dadurch bewirkt werden, dass eine oder beide Walzen 29 und. 32, wie bei 101 (Fig. 7) auf der Walze 29 angedeutet, unterschnitten wird, wodurch der Streifen an seinen Kanten eine grössere Dicke erhält und die vermehrt Kühlung an den Flanschen 46 ausgeglichen wird. Jede dieser Massnahmen kann den gewünschten Erfolg herbeiführen, zweckmässig wird aber der Ausgleich durch vereinte Anwendung dieser Verfahren bewirkt, wie dargestellt.
Schliesslich werden gerade unter dem Walzenspalt 3. 1 Schaber 102 (Fig. 6) vorgesehen, welche an den Walzen 29 und 32 anliegen und den Streifen von den Walzen lösen, an welchen er anzuhaften sucht.
<Desc/Clms Page number 7>
Um die Walzen 29 und 32 zu kühlen, sind zwei Reihen von gebogenen Röhren 1C3 (Fig. 6 und 7) vorgesehen, welche die Walzen 29,. 32 von unten bis zur Rückseite ringförmig umgeben und durch deren Öffnungen Kühlwasser gegen die Walzen gespritzt wird. Den Röhren wird das Kühlwasser durch Anschlüsse 104 aus den Hauptleitungen 105 zugeführt. Um das Kühlwasser abzuführen, sind die gekühlten Teile der Walzen von Gehäusen 107 umgeben, in denen das Kühlwasser gesammelt wird und aus welchen es durch Leitungen 108 abgeleitet wird. Die Gehäuse 107 ruhen mit ihren unteren Enden auf Querstangen 109, die von den Lagern 27 und 30 getragen werden. Das Gehäuse 107 für die Walze 29 ist zu dem Verteiler 63 so angeordnet, dass der Trog 62 abgenommen werden kann.
Unter gewissen Umständen kann es vorkommen, dass Dampf aus dem Kühlwasser an den Flächen der Walzen festhängt und eine Hülle bildet, welche die Walzen gegen die Kühlwasserstrahlen isoliert, also die Kühlwirkung der folgenden Strahlen vermindert. Um dieses zu verhindern, sind zwischen den Strahlenreihen Wischer 110 (Fig. 6) angeordnet, welche an den Gehäusen 107 befestigt sind und die Walzen zwischen den ersten beiden Strahlenreihen abwischen. Zu demselben Zweck kann man die Walzen unter einer Temperatur von etwa 200 C halten.
Die Zuführung des Kühlwassers wird von Hand durch ein Handventil 111 (Fig. 10) geregelt, welches in einer Hauptleitung 106, von welcher die Nebenleitungen 105 abzweigen, angeordnet ist. Dieses Handventil in dient aber am besten nur als Absehlussventil, um das Kühlwasser vollständig abzuschliessen, wenn das Walzwerk nicht im Betrieb ist. Während des Betriebes wird die Zuführung des Kühlwassers zu den Walzen 29 und 32 durch Ventile 112 gesteuert, welche in der Nebenleitung 105 angeordnet und
EMI7.1
die als Nebendurchlass wirkt, um eine Mindestmenge von Kühlflüssigkeit ununterbrochen durchfliessen zu lassen, so dass das Anheben des Ventiltellers 114 nicht den Fluss des Kühlwassers einleitet, sondern nur die Kühlwassermenge vermehrt.
Unter diesen Umständen wird die Mindestmenge des Kühlwassers, die durch die Nebenöffnung 115 fliessen kann, etwas geringer gemacht als die zur Kühlung der Walze erforderliche Menge, und das zusätzliche Kühlwasser, welches für die eigentliche Kühlung der Walze notwendig ist, wird dann durch zeitweises Öffnen des Ventils 114 geliefert.
Um diese Steuerung selbsttätig zu machen, ist jedem Ventil 112 ein Thermoelement 116 zugeordnet, welches in Berührung mit der entsprechenden Walze an einem Punkte über der Walzenfläche liegt, wo das Kühlwasser auf die Walze gespritzt wird, also immer auf die niedrigste Temperatur in der Walze anspricht.
Die elektrischen Leitungen 117 und US, welche von dem Thermoelement 116 führen, sind an die beiden Enden der Spule 119 eines Relais 120 angeschlossen, das bei genügender Erregung der Spule 119 den Relaisschalter 121 schliesst und den Strom durch ein Solenoid 122 herstellt, dessen Anker 123 an den Ventilteller 114 angeschlossen ist, um das Ventil 112 zu öffnen, wenn das Solenoid 122 erregt wird, und das Ventil 112 so lange offen zu halten, als das Solenoid 122 erregt bleibt, mit andern Worten : so lange, als der Strom in der Spule 119 des Relais 120 so gross ist, dass der Relaissehalter 121 geschlossen gehalten wird.
Da der Strom in der Spule 119 der Strom des Thermostromkreises ist, spricht der Strom des Thermostromkreises auf die Temperatur des Thermoelementes an, solange die Mindesttemperatur der Walze eine vorher bestimmte Grösse übersehreitet. Wenn dann die Temperatur der Walze unter diese vorher bestimmte Grösse fällt, schliesst sieh das Ventil 112, sperrt das zusätzliche Kühlwasser ab und bleibt geschlossen, bis die Temperatur der Walze die vorher bestimmte Höhe überschreitet, worauf das Ventil 112 sich wieder öffnet und zusätzliches Kühlwasser zuführt, um die Temperatur der Walze herabzusetzen. Dieser Kreislauf wiederholt sich. Der Kühlwasserregler ist zwar nur in Verbindung mit der Walze 32 gezeigt.
Selbstverständlich wird er auch für die Walze 29 gebraucht, und der für die Walze 29 verwendete Regler muss genau so ausgebildet werden wie der für die Walze : S ? verwendete.
In Fig. 11 ist mehr oder weniger schematisch eine Anordnung für die Steuerung des allgemeinen Betriebes des Walzwerkes dargestellt. Diese Einrichtung zeigt den Antrieb der Walzen 29 und. ? durch einen Motor mit konstanter Geschwindigkeit, wie den Nebenschlussmotor 124, so dass der von dem Motor gebrauchte Strom im wesentlichen der Zugkraft entspricht, welche zum Antrieb des Walzwerkes notwendig ist, also der Zugkraft, welche den Streifen unter den dann bestehenden Erstarrungsbedingungen
EMI7.2
bar den von ihm verlangten Strom anzeigt. Er zeigt auch die Zugkraft an, welche zum Antrieb des Walzwerkes erforderlich ist, also auch den Grad der erlangten Erstarrung.
Diese Einrichtung enthält auch den Antrieb für den Kolben 64 zum Kippen der Giesspfanne unter der Steuerung eines Dreiweghahnes 126, der an die Leitung ? 7 angeschlossen ist : diese führt zu dem Zylinder 65 des Kolbens 64 und zum Anschluss der Leitung 127 entweder an die Leitung 128, die zu der hydraulischen Druckquelle führt, oder an die Ableitung 129. Die Einrichtung gilt auch für ein gegebenes Metall und für eine gegebene Breite des Spaltes zwischen den Walzen bei konstanter Umlaufgeschwindigkeit der Walzen ; der Erstarrung-
EMI7.3
Metalls mit den Walzen zu regeln.
Unter diesen Verhältnissen stellt der Arbeiter das Steuerventil126 entsprechend den Anzeigen des Amperemessers 125 ein, hebt die Giesspfanne schneller, wenn der von
<Desc/Clms Page number 8>
EMI8.1
zu erhöhen, und hebt die Giesspfanne 60 langsamer oder unterbricht das Heben, wenn der Ampere- messer 125. die Zunahme des Stromes zu dem Motor 124 anzeigt, so dass der Spiegel in dem Sammel- raum 49 gesenkt wird und der Erstarrungsgrad abnimmt. Es ist festgestellt worden, dass für Metalle, wie Zink, Messing und Stahl, die von dem Walzwerk gebrauchte Kraft gegebenenfalls nicht geringer zu sein braucht als eine Pferdekraft pro 0'3 m Streifenbreite und eine Umlaufgeschwindigkeit des Walzwerkes von 0'3 m/Min.
Da der Amperemesser 126 unmittelbar jede Änderung in dem von dem Motor 124 geforderten Stromkreis anzeigt, also auch jede Änderung in dem Erstarrungsgrad, so kann bei dieser Anordnung ein erfahrener Arbeiter den Erstarrungsgrad des Metalls derart innerhalb der Grenzen des
Bereiches aufrechterhalten, dass ein brauchbares Blech von dem Walzwerk hergestellt wird. Diese Anordnung mit ihrer Handsteuerung für den Kippofen 50 ist besonders vorteilhaft bei einem Walzwerk zur Herstellung einer ununterbrochenen Bahn, die mehr Metall erfordert, als in dem Ofen 50 bei einer einzigen Beschickung erhalten werden kann.
Der fortgesetzte Betrieb des Walzwerkes erfordert ein Wiederbeschicken des Ofens 50, also eine schnelle Bewegung des Ofens 50, um ihn in die Stellung zurückzuziehen, wo er eine neue Charge empfängt, und in die Lage zurückzukehren, wo das Eingiessen des Metalls in den Trog 62 wieder aufgenommen wird, bevor der Spiegel des Sammelraumes 49 unter eine Mindesthöhe gesunken ist.
In Fig. 12 ist eine andere Bauart des Walzwerkes dargestellt, bei welcher die Walzen. 0 einen Kern 1 : haben, der von einem Mantel 1. 32 umgeben ist ; sein innerer Durchmesser ist bedeutend grösser als der Aussendurchmesser des Kernes und wird von einer Rolle 133 getragen, die in dem Gehäuse 26 des Walzwerkes 25 gelagert ist. Der Mantel 132 und der Kern 131 stehen an dem Spalt. 3. 3 in Eingriff.
Um den Mantel. M2 von dem Kern 131 anzutreiben, sind der Kern 131 und der Mantel 132 mit äusseren und inneren Zähnen 134, 1. 35 versehen, die an der Berührungsstelle des Mantels und des Kernes, an dem Spalt 33, in Eingriff stehen ; die Zähne 134, 135 können auch fortgelassen werden. Bei dieser Bauart kann der Mantel sowohl aussen als auch innen gekühlt werden, z. B. durch Wasser, das aus den Düsen 136 und 137 gespritzt wird. Diese sind aussen am Mantel 1. 32 gelagert und treten in den Zwischenraum zwischen Mantel 132 und Kern 131 an einen Punkt, der gegenüber dem Eingriff von Kern und Mantel liegt.
Der Zufluss der Kühlflüssigkeit zu den Düsen 136 und 137 wird von Hand durch Ventile 138 in den Speiseleitungen !. ? geregelt, oder er kann selbsttätig gesteuert werden, wie oben beschrieben. Bei dieser Bauart bieten die Walzen 130 dem Metall an dem Spalt 3. 3 starre und nicht nachgebende Flächen dar und erleichtern gleichzeitig das Kühlen des Mantels sowohl innen als auch aussen, und da der Mantel an dem Kern an der Bearbeitungsstelle dicht anliegt, kann er verhältnismässig dünn sein, um das Kühlen zu erleichtern.
Diese Bauart hat den weiteren Vorteil, dass die verhältnismässig billigen äusseren Mäntel ersetzt werden können.
EMI8.2
<Desc/Clms Page number 9>
Hebels liegt bei 175, sein langer Arm 176 ist durch einen Lenker 177 mit dem kurzen Arm 178 eines Hebels 179 mit dem Drehpunkt 180 verbunden, der lange Arm wirkt auf eine hin-und hergehende
EMI9.1
Betrieb des Walzwerkes und die Eigenschaften des Streifens bestimmen, von Hand geregelt werden können und durch die Regelung der Tiefe des Sammelraumes entsprechend dem Anzeiger der Zugkraft für den Betrieb des Walzwerkes, kann auch die Vereinigung jener Faktoren selbsttätig bewirkt werden,. u. zw. durch Steuerung der Geschwindigkeit des Walzwerkes. Das Walzwerk kann z. B. durch einen Differentialverbundmotor 189 mit Serienfeld angetrieben werden, wie in Fig. 18 schematisch veranschaulicht ist.
Ein Anker 190 steht unter dem Einfluss eines Feldes, das sich aus der vereinten Wirkung einer Nebensehlussspule 191 und einer Serienspule 192 ergibt, deren Windung ein Feld entgegengesetzt der Richtung des von der Nebenschlussspule 191 erzeugten herstellt. Durch die Zunahme des Stromes des Motors 189, die eine Folge des Zuwachses der von dem Walzwerk erforderlichen Zugkraft entsprechend dem übermässigen Erstarrungsgrad durch Zunahme in dem umgekehrten Serienfeld ist, nimmt das resultierende Feld selbsttätig ab.
Die Geschwindigkeit des Motors 189 und des Walzwerkes nimmt zu, um den Erstarrungsgrad zu vermindern, während durch die Abnahme in der Zugkraft für das Walzwerk als Folge der Abnahme des Erstarrungsgrades der Strom in dem Motor 189 abnimmt, um so das Feld, erzeugt von der Serienspule 192, abnehmen und das resultierende Feld zunehmen zu lassen, so dass die Geschwindigkeit des Motors 189 und des Walzwerkes abnimmt und hiebei ebenso der Erstarrungsgrad.
Die Wirkung des Serienfeldes wird natürlich auch begrenzt, wie bekannt ist, um das Vorherrschen des Serienfeldes unter den Arbeitsbedingungen zu verhindern. Bei einem Motor dieser Gattung mit selbsttätiger Steuerung ist es nur notwendig, anfänglich beim Anlassen des Betriebes die bestimmenden Faktoren nach der Natur des Metalls und der Breite des Spaltes zu vereinigen, worauf der Motor 189, wenn er richtig konstruiert ist, das Zusammenspiel obiger Faktoren selbsttätig aufrechterhält.
Unter vielen Umständen ist es jedoch nicht erwünscht, die Betriebsgesehwindigkeit des Walzwerkes zu verändern ; im Gegenteil soll sie konstant erhalten bleiben. Um einen andern Faktor, der den Erstarrungsgrad bestimmt, zu regeln, kann eine selbsttätige Regelungsvorrichtung gemäss Fig. 19 benutzt werden. Der Hauptmotor 193 des Walzwerkes ist ein Dreiphaseninduktionsmotor mit Käfig, der durch Leitungen 194, 195, 196 an den Anlassmotor 197 angeschlossen ist. Dieser wird von den Leitungen 198, 199, 200 gespeist. Die Steuerung besteht aus einem Induktionsrotor mit Dreiphasenwicklung, der durch Leitungen 202, 20. 3, 204 an einen Umschalter 205 angeschlossen ist.
Dieser ist seinerseits an die Leitungen 198, 199, 200 mittels der Leitungen 206,207, 208 angeschlossen und schaltet in seiner oberen Stellung den Steuermotor 201 zum Betriebe in der einen Richtung, in seiner unteren Stellung den Steuermotor 201 zum Betriebe in entgegengesetzter Richtung ein, wie aus dem Stromschema ersiehtlieh ist. Auf der Welle des Steuermotors 201 sitzen drei Schleifringe 209, 210, 211, die an die Rotorwicklung angeschlossen und für Bürsten bestimmt sind. Diese sind an die Leitungen 212, 213, 214 angeschlossen. die zu den Widerständen 215, 216, 217 führen.
Diese sind an ihren entgegengesetzten Enden durch einen T-Leiter 218 verbunden, so dass der Steuermotor 201 gewöhnlich mit den Widerständen 215,
EMI9.2
kann, um die Widerstände 225, 226, 227 kurzzuschliessen und diese Widerstände aus dem Ankerstromkreis des Motors 201 zu entfernen. Auf diese Weise wird der Anker des Motors 201 kurzgeschlossen und entsprechend die Geschwindigkeit des Motors 201 gesteigert, wenn der Schalter 222 geschlossen ist.
Der Steuerungssehalter 205 wird mittels eines Vorwärts solenoids'223 in die Vorwärtsstellung bewegt,
EMI9.3
die Schliessstellung durch ein Solenoid 225 bewegt, während der Schalter 205 auch einen Hilfssehalter 226 einschliesst. Der Kontaktarm 227 dieses Hilfssehalters 226 berührt einen Vorwärtskontakt 228, wenn der Steuersehalter 205 in der Vorwärtsstellung ist, und einen Rückwärtskontakt 229, wenn der Steuersehalter 205 in der Rückwärtsstellung ist.
In dem Leiter 196 zwischen dem Anlassmotor 197 zu dem Walzwerksmotor 193 befindet sich eine Reihe von Relais 230, 231, 232, 233, 234, 235, welche auf den Stromfluss in dem Leiter 196 ansprechen und mit progressiv zunehmenden Werten in der genannten Reihenfolge in Betrieb kommen. Die Relais 230, 231, 232 sind Überbelastungsrelais, u. zw. öffnet sich jedes bei dem Durchgang eines Stromes, der den für dieses Relais vorher bestimmten Wert übersehreitet ; die Relais 232, 234, 235 sind Unterbelastungsrelais, jedes schliesst sich beim Durchgang eines Stromes von grösserem Wert, als wie für jenes Relais vorher bestimmt.
Wenn der Motoranlasser 197 in der Offenstellung ist, sind die Relais 230, 231 geschlossen, das Relais 232 ist offen, das Relais 233 geschlossen und die Relais 234 und 235 sind offen. Dieser Zustand dauert, bis der Strom in der Leitung 196 einen Wert erreicht, der den vorher bestimmten überschreitet,
<Desc/Clms Page number 10>
bei welchem das Relais 230 arbeitet. Wenn der Motoranlasser 197 geschlossen ist, fliesst Strom nicht nur zu dem Walzwerksmotor 193, sondern auch von dem Hauptleiter 194 durch Leitungen 2. 36 und 237, Schalter des Relais 230, Leitungen 238, 239, Spule 225 des Geschwindigkeitssehalters 222 und Leitungen 240, 241, 242 zurück zu der Hauptleitung 195.
Hiedurch wird die Spule 225 erregt und der Geschwindig- keitsschalter 222 geschlossen, die Widerstände 215, 216, 217 in dem Ankerstromkreis des Steuermotors 201 werden kurz geschlossen und der Steuermotor 201 wird zur Arbeit mit der Höchstgeschwindigkeit angeschlossen. Gleichzeitig fliesst bei geschlossenem Relais 231 Strom von der Hauptleitung 196 durch Leitungen 243, 244, Vorwärtsspule 223 des Steuerschalters 205, Leitungen 245, 246, Schalter des Relais 231, Leitungen 247, 248, Leitung 242 zurück zur Hauptleitung 195, um die Vorwärtsspule 223 des Steuersehalters 205 zu erregen, diesen in die Vorwärtslage zu bewegen und den Steuermotor 201 für den Vorwärtsgang anzuschliessen.
Da der Geschwindigkeitsschalter 222 geschlossen ist, wird der
EMI10.1
in die obere oder Vorwärtslage bewegt, der Arm 227 des Hilfsschalters 226 berührt den Vorwärtskontakt 228 und dieser schliesst einen zweiten Stromkreis durch die Vorwärtsspule 223 des Steuerschalters 205. Dieser
Stromkreis verläuft von der Hauptleitung 196 durch Leitungen 243, 244, Spule 223 des Steuersehalters 205, Leitung 245, Leitung 249, Schalter des Relais 233, Leitung 250, Hilfsschalterkontakt 228 und Hilfsschaltarm 227, Leitung 251, Leitung 242 zurück zur Hauptleitung 195. Da der Strom in der Leitung 196 wächst, öffnet sich das Relais 230.
Es wird der Stromkreis durch Spule 225 des Steuerschalters 222 geöffnet, die Widerstände 215, 216, 217 werden in den Ankerstromkreis des Steuermotors 201 eingeschaltet und die Geschwindigkeit des Steuermotors 201 wird verringert. Wenn der Strom in dem Leiter 196 weiterwächst, öffnet sich das Relais 231, um den Stromkreis durch die Vorwärtsspule 223 des Steuerschalters 205 mittels des Schalters des Relais 281 zu unterbrechen. Dieses ist aber ohne Wirkung, weil der Stromkreis durch Spule 223 auch durch den Schalter des Relais 233 vervollständigt ist.
Wenn der Strom in der Hauptleitung 196 weiterwächst, schliesst das Relais 232 seinen Schalter, aber dieses ist auch unwirksam, weil die Leitung 252 des Relais 232 in Reihe mit dem Hilfsschalter 226 des Steuerschalters 205 liegt und der Arm 227 des Hilfsschalters 226 in der Vorwärtsstellung ist, in Berührung mit dem Vorwärtskontakt 228 und nicht in umgekehrter Stellung in Berührung mit dem Rückwärts- kontakt 229, an welchen der Schalter des Relais 232 angeschlossen ist.
Wenn der Strom jedoch in der Hauptleitung weiterwächst, erreicht er den Wert, der für das Relais 233 vorherbestimmt ist, dieses öffnet sich, unterbricht den letzten Stromkreis durch die Vorwärtsspule 223 des Steuerschalters 205, um diesen in die neutrale Lage zurückkehren zu lassen, unter Wirkung eines Übergewichtes (nicht dargestellt). Es ist jedoch zu bemerken, dass dieses noch nicht den Steuerarm 227 des Steuersehalters 226 in Kontakt mit dem Rüekwärtskontakt 229 bringt, so dass der Umstand, dass der Schalter des Relais 232 geschlossen ist, noch ohne Folgen bleibt.
Wenn jedoch der Strom in der Hauptleitung 196 weiterwächst, arbeitet das Relais 234 und schliesst seinen Schalter. Es wird nun ein Stromkreis hergestellt von der Hauptleitung 196 durch Leitung 243, Leitung 253, Rückwärtsspule 224 des Steuerschalters 205, Leitungen 254, 255, Schalter des Relais 234, Leitung 256 und Leitungen 241, 248, 242 zurück zu der Leitung 195. Hiedurch wird die Rückwärtsspule 224 des Steuerschalters 205 erregt, der Steuerschalter 205 in die Rückwärtslage bewegt und zum
Betrieb in der Rückwärtsrichtung angeschlossen.
Wenn der Steuerschalter 205 so in die Rückwärts- stellung bewegt wird, berührt der Arm 227 des Hilfsschalters 226 den Rückwärtskontakt 229 und dieser stellt einen zweiten Stromkreis her durch Rückwärtsspule 224 des Steuerschalters 205. Dieser Strom- kreis verläuft von der Hauptleitung 196 durch Leitungen 243, 253, Rückwärtsspule 224 des Steuer- schalters 205, Leitung 254, Leitung 257, Schalter des Relais 232, Leitung 252, Kontakt 229, Hilfsschalter- arm 227 und Leitungen 251, 242 zurück zur Hauptleitung 195. Wenn der Strom in dem Hauptleiter 196 weiterwächst und den für das Relais 235 vorherbestimmten Wert erreicht, wird der Schalter des
Relais 235 geschlossen.
Es wird ein Stromkreis geschlossen, der verläuft von Hauptleitung 196, durch Leitung 236, Leitung 258, Schalter des Relais 235, Leitung 259, Leitung 2. 39, Spule 225 des Geschwindigkeitssehalters 222 und Leitungen 240, 241, 248, 242 zurück zur Hauptleitung 195. Es wird dann die
Spule 225 des Geschwindigkeitsschalters 222 erregt, letzterer geschlossen, die Widerstände 215, 216. 217 in dem Ankerstromkreis des Steuermotors 201 werden kurzgeschlossen und der Steuermotor 201 eingerückt, so dass er wieder mit voller Geschwindigkeit arbeitet, aber dieses Mal in umgekehrter Richtung.
Wenn jedoch der Strom in dem Hauptleiter 196 abnimmt anstatt zunimmt, so sinkt er zuerst unter den vorherbestimmten Wert für das Relais 2. 34. Dieses Relais öffnet sich, öffnet den Stromkreis durch die Rückwärtsspule 224 des Steuerschalters 205 mittels des Sehalters des Relais 234. Dies ist aber unwesentlich, weil ein weiterer Stromkreis geschlossen wird durch Rückwärtsspule 224 des Steuerschalters 20. 5 mittels des Schalters des Relais 232.
Da der Strom in der Hauptleitung 196 weiter abnimmt, schliesst sich der Schalter des Relais 233, aber dieses ist auch unwesentlich, weil der Schalter des Relais 233 in Reihe ist mit dem Vorwärtskontakt 228 des Hilfsschalters 226 und der Arm 227 des Hilfs- schalters 226 vielmehr in Berührung mit dem Rückwärtskontakt 229 ist als mit dem Vorwärtskontakt 228.
Wenn jedoch der Strom weiter abnimmt, tritt das Relais 232 in Wirkung und öffnet seinen Schalter.
<Desc/Clms Page number 11>
Hiedurch wird der zweite Stromkreis durch die Rückwärtsspule 224 des Steuersehalters 205 unterbrochen und dieser kehrt in seine neutrale Stellung zurück, um den Steuermotor 201 auszuschalten.
Hierauf wiederholt die Zunahme des Stromes in der Hauptleitung 196 den vorher beschriebenen
Kreislauf, während die weitere Stromabnahme in der Hauptleitung 196 wieder den Schalter des Relais 231 schliesst, auch der Stromkreis durch die Vorwärtsspule 223 des Steuerschalters 205 wird geschlossen und der Steuermotor 201 in der Vorwärtsrichtung angetrieben, bis der Strom in dem Hauptleiter 196 den vorher bestimmten Wert zum Betriebe des Relais 233 überschreitet, entweder mit oder ohne Betrieb des Relais 230, um den Steuermotor 201 mit voller Geschwindigkeit anzutreiben, je nachdem der Strom in der Hauptleitung 196 unter den vorher bestimmten Wert zum Betriebe des Relais 230 sinkt oder nicht.
Wenn unter diesen Umständen der Strom zu dem W. alzwerksmotor 193 unter den für das Relais 231 vorher bestimmten Wert sinkt, arbeitet der Steuermotor 201 in der Vorwärtsrichtung, bis zu der Zeit, wo der Strom zu dem Walzwerksmotor 19. 1den für das zweite folgende Relais 233 vorher bestimmten Wert überschreitet und dann ruht, bis der Strom zu dem Walzwerksmotor 193 entweder wieder unter den für das Relais 231 vorher bestimmten Wert sinkt, in welchem Falle der Kreislauf wiederholt wird, oder über den für das Relais 234 vorher bestimmten Wert steigt, in welchem Falle der Steuermotor 201 in umgekehrter Richtung angetrieben wird, bis der Wert des Stromes zu dem Walzwerksmotor unter den für das Zwischenrelais 232 vorher bestimmten Wert sinkt.
Hierauf ruht wieder der Steuermotor, bis der Strom zu dem Walzwerksmotor 193 wieder über den für das Relais 234 vorher bestimmten Wert steigt. In diesem Falle wird der Steuermotor wieder in umgekehrter Richtung angetrieben oder sinkt wieder unter den für das Relais 23j ! vorher bestimmten Wert, in welchem Falle der Steuermotor 2M wieder in der Vorwärtsrichtung angetrieben wird.
Bei übermässigem Abweichen von den normalen Bedingungen werden die Relais 230 und 23J eingerückt, um die Widerstände in dem Ankerstromkreis des Steuermotors 201 kurzzuschliessen, die Geschwindigkeit des Steuermotors 201 zu erhöhen und die
EMI11.1
Es ist hervorgehoben worden, dass die Zugkraft, die zum Antrieb des Walzwerkes erforderlich ist, von dem Erstarrungsgrad abhängig ist, im Verhältnis zu dem Abstand der Walzen und dass natürlich der von dem Walzwerksmotor 19 : 3 geforderte Strom von der Zugkraft abhängt, die für das Walzwerk notwendig ist.
Deshalb ist der Strom in der Hauptleitung 196, der auf die Relais 2. , 2, 2. 32, 2. , 2. und 235 bei einem gegebenen Metall und bei einem gegebenen Abstand der Walzen und demgemäss bei einem gegebenen Kaliber einwirkt, abhängig von dem Erstarrungsgrad des Metalles und dieser kann selbsttätig konstant erhalten werden bloss durch entsprechenden Anschluss des Steuermotors 201 an eine oder mehrere Einrichtungen, welche einen oder mehrere der obenerwähnten Faktoren regeln, die den
Erstarrungsgrad bestimmen. Es kann z. B. der Steuermotor 201 durch entsprechende Übersetzung an den Ofen 50 angeschlossen werden, um das Ausfliessen des Metalls aus dem Ofen 50 in den Trog 62 zu regeln, oder der Steuermotor 201 kann an die Ventile 112 angeschlossen werden, um den Zufluss des
Kühlwassers zu den Walzen zu regeln.
Welche Einrichtung aber auch angewendet wird, so regelt immer selbsttätig die Steuerung gemäss Fig. 19, welche der Natur des Metalles angepasst ist und der Breite des
Spaltes, einen oder mehrere Faktoren, welche den Erstarrungsgrad bestimmen, um selbsttätig die Eigen- schaft des aus dem Walzwerk austretenden zusammenhängenden Streifens konstant zu halten.
Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung ist für die Arbeitsweise beschrieben worden, bei welcher der Erstarrungsgrad so gross ist, dass die Gesamtdicke der sich oberhalb des Walzenspaltes bildenden Schalen beträchtlich grösser ist als der Spalt der Walzen, so dass ein gewalztes Band entsteht ; die Einrichtung kann aber auch zum grossen Teil benutzt werden, wenn der Erstarrungsgrad nur so gross ist, dass die Gesamtdicke der Schalen nur wenig grösser ist als die Breite des Spaltes, wo dann der Streifen einfach geformt wird. Wenn jedoch das Walzwerk so betrieben wird, dass ein gewalzter Streifen entsteht, so ist er weit überlegen dem chemisch gleichwertigen Streifen, bei welchem die Erstarrung der mechanischen Bearbeitung vorausging.
Eine verständliche Erklärung dieser Tatsache ist, dass in dem Augenblick der Erstarrung eines geschmolzenen Metalls der Grad des Wachstums der kristallinischen Struktur an dem Austritt ein Maximum ist, aber sehr schnell abnimmt. Dieses kann gelten sowohl für Zeit als auch Temperatur, mit andern Worten, der Grad des Wachstums der kristallinisehen Mikrostruktur ist eine Funktion sowohl von Temperatur als auch von Zeit. Das beschriebene Verfahren hat eine mechanische Umlagerung zur Folge, welche auf die Körnehengrösse zu Zeiten und Temperaturen einwirkt, welche sich denjenigen im Augenblick der Erstarrung viel mehr nähern als bei andern Verfahren.
Wenn weiterhin die Erstarrung den Zwischenraum zwischen den beiden Walzen überbrückt (wie bei y in Fig. 2 gezeigt) und jeder Teil des Metalls plötzlich der mechanischen Umformung unter- worfen wird, fällt der Anfang der Umformung nicht nur mit dem ersten Eintreten der Fähigkeit, mechanische Beanspruchungen aufzunehmen, zusammen, sondern wirkt in diesem Falle auf einen Materialkörper, der einen steilen Temperaturabfall von der Mitte nach jeder äusseren Fläche hat.
Die heisseren, schwächeren mittleren Teile, welche am wenigsten der mechanischen Deformierung durch späteres Walzen zugänglich sind, entweder heiss oder kalt, erleiden den grösseren Teil der mechanischen Umformung während des ganzen Walzvorganges und darauf kann kein Temperaturgefälle, welches sieh dem anfänglichen nähert, je erreicht werden.
<Desc/Clms Page number 12>
Ob die vorstehende Theorie richtig ist oder nicht, es bleibt die Tatsache, dass ein Werkstoff, der, wie beschrieben, hergestellt worden ist, eine Dehnbarkeit und Homogenität hat, welche dem gleit1- artigen Metall überlegen ist, das entweder heiss oder kalt gewalzt ist, und dieses in einem Grade, der eine bedeutende Erweiterung des Anwendungsgebietes gestattet. Z. B. kann Messing, das nach dem vorliegenden Verfahren hergestellt wird, Ziehvorgängen unterworfen werden, die viel schwerer sind, als es bisher möglich war, und nach dem Ziehen eine weit grössere Freiheit von Rissen und eine weit bessere Oberflächenbeschaffenheit zeigen.
Bei der Behandlung von Legierungen gemäss der Erfindung, die durch Wärmebehandlung gehärtet und getempert werden können, ist es möglich, die äusseren Flächen unter einen oder mehrere der Um- wandlungspunkte des Materials während der anfänglichen Formgebung des Streifens abzukühlen. Dieses bezieht sich auf die gleichzeitige Erstarrung, auf die Temperaturübertragung und mechanische Umformung, welche in einem einzigen augenblicklichen Vorgang erreicht werden, wofür bisher wenigstens zwei besondere Vorgänge erforderlich waren. Ausserdem sind Verbesserungen an Mikrostruktur und
Symmetrie in dem Endprodukt zu verzeichnen, welche es bedeutend verbessern, ein Fortschritt, der grösser ist als das Fortlassen bisheriger Verfahrensschritte.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur direkten Formgebung von flüssigen Metallen zwischen liegend angeordneten. umlaufenden und gekühlten Walzen, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Faktoren : Umlaufgesehwindigkeit der Walzen bzw. Zeitdauer der Berührung zwischen flüssigem Metall und Walzen oder Grösse der Berührungsfläche zwischen beiden, ferner die Temperatur des zugeführten Metalls und der Grad der Kühlung der Walzen so aufeinander abgestimmt werden, dass sich oberhalb des Walzenspaltes an der Oberfläche jeder Walze eine erstarrende Schale in der Weise bildet, dass ihre Dicke von der Stelle ihrer Berührung mit den Walzen bis zur Vereinigung der beiden Schalen am Walzenspalt allmählich zunimmt, u. zw. bis zu einer Dicke jeder Schale, die etwas grösser ist als die halbe Breite des Walzenspaltes.