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Vorrichtung zum Stranggiessen schwer schmelzbarer Metalle, insbesondere von Eisen und Stahl
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stranggiessen schwer schmelzbarer Metalle, insbesondere von Eisen und Stahl in oben und unten offenen Kokillen, bei denen unterhalb der Kokille ein den Strang umgebendes Gitter mit parallel zur Strangachse verlaufenden Gitterstäben vorgesehen ist.
Bei derartigen Vorrichtungen ist es bekannt, in einem bestimmten Abstand unterhalb der Kokille einander gegenüberliegende Rollen anzuordnen. Diese haben die Aufgabe, bei Beginn des Gusses ein zunächst den Boden der Kokille bildendes Stuck zu halten. Sobald dieses Bodenstück durch den sich bildenden Strang heruntergedrückt worden ist, treten die Rollen mit dem Strang selbst in Berührung und halten diesen bzw. regeln die Absenkgeschwindigkeit des Stranges in Übereinstimmung mit der Giessgeschwindigkeit.
Weiterhin ist bekannt, zwischen den erwähnten Rollen und dem unteren Kokillenrand mehrere von einem Gerüst getragene Walzen vorzusehen, die ebenfalls am Strang anliegen sollen, um Ausbauchungen desselben zu verhindern. Der Strang hat nach Verlassen der Kokille einen noch flüssigen Kern und erst eine verhältnismässig dünne, erstarrte feste Schale. Durch den Druck des noch flüssigen Kerns werden leicht Ausbauchungen hervorgerufen. Um dies zu verhindern, dienen die erwähnten Walzen. Es hat sich herausgestellt, dass derartige Walzen nur eine geringe Gewähr dafür bieten, dass nicht zwischen dem unteren Kokillenrand und den Walzen bzw. zwischen den einzelnen Walzen Ausbauchungen auftreten, da die Walzen im Hinblick auf ihre Achsenlagerungen mit verhältnismässig grossem Abstand voneinander angeordnet werden müssen.
Schliesslich hat man bereits unterhalb der Kokille und getrennt von ihr mit der Achse des Stranges parallel laufende Stäbe oder Platten vorgesehen, die unter Federdruck am Strang anliegen. Auch manschettenartige Kokillenansätze, die den Strang umfassen, sind empfohlen worden. Die Kühlung des Stranges unterhalb der Kokille erfolgt dabei durch die Zwischenräume zwischen den Stäben, sowie auch durch die Stäbe selbst, die hohl ausgebildet und mit Kühlmittelzu- und -ablauf ausgestattet sind. Die zur Anlage am Strang gebrachten Platten sind relativ dünn, so dass die Kühlung durch Aufspritzen des Kühlmittels erfolgen kann, während die manschettenartigen Kokillenansätze grosse Ausnehmungen für diesen Zweck aufweisen.
All diesen Vorrichtungen haftet der Nachteil an, dass sie die Gleitstrecke des Stranges bzw. die Reibungsfläche vergrössern und damit einen erhöhten Kraftaufwand far seine Abführung erfordern, auf die Strangabsenkbewegung selbst aber keinen Einfluss ausüben können.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wird nun erfindungsgemäss vorgeschlagen, die dicht unterhalb des unteren Kokillenrandes in bekannter Weise anzuordnenden und den Strang gitterartig umgebenden Stäbe zur Vermeidung von Strangausbauchungen, mindestens teilweise beweglich auszubilden, so dass sie in Absenkrichtung des Stranges kontinuierlich oder intermittierend mitlaufen und gegebenenfalls dieAbsenkbe- wegung beeinflussen. Sie sollen weiterhin so ausgebildet sein, dass sie den ausgetretenen Strang - bei entsprechender Ausdehnung-zu halten vermögen, so dass unter Umständen die bekannten und normalerwei-
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keit, die Kokillenlänge und auch die Anfahrbolzen zu verkürzen und beeinflussen somit auch die Bauhöhe vertikaler Stranggussanlagen.
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Gemäss der Erfindung können alle Gitterstäbe in der Achsrichtung des Stranges beweglich sein oder nur ein Teil davon, während der Rest mit der Kokille verbunden ist. Die mit der Kokille verbundenen Stäbe können zumindest zum Teil federnd angeordnet sein.
Um bei feststehenden Stäben die Reibungsfläche für den austretenden Strang zu vermindern, ist es vorteilhaft, den Gitterstäben die Form von rahmenförmigen Tragelementen zu geben, in denen Rollen angeordnet sind, an denen der Strang praktisch abrollen kann, während die seitlichen Längsteile dieser Elemente flanschartig vorgezogen sind und als schmale Längsstäbe am Strang anliegen. Von den Stäben steht eine Anzahl zeitweilig ausser Berührung mit dem Strang. Diese Stäbe sind in Achsrichtung und senkrecht dazu bewegbar.
Bei der praktischen Ausführungsform wird ein feststehender Stab mit einem beweglichen abwechseln oder aber, wenn sämtliche Stäbe des Gitters beweglich sind, wird abwechselnd ein Stab jeweils am Strang anliegen, der danebenliegende Stab dagegen ausser Berührung sein. In diesem Falle machen diejenigen Stäbe, die am Strang anliegen, die Abwärtsbewegung des Stranges mit, während die andern vom Strang abgehobenen Stäbe eine Rückwärtsbewegung nach oben vollziehen, um sich nach Vollendung derselben wieder an den Strang anzulegen. Die Bewegungen müssen dabei so eingeregelt sein, dass sich die Anlegezeiten überschneiden, damit der Strang in keinem Augenblick ohne äussere Stütze ist.
Es gibt bekanntlich bewegliche Kokillen, die eine Auf- und Abwärtsbewegung ausführen. Es ist selbstverständlich möglich, die Abhebe- bzw. Anlagebewegung der Stäbe so einzuregeln, dass sie der Kokillenbewegung angepasst ist, um ein kontinuierliches oder ein ruckartiges Austreten des Stranges zu beglei- ten oder zu bewirken.
Die Länge des Gitters soll so gross sein, dass die Reibung zwischen dem Strang und dem Gitter ausreicht, um das Gewicht des Stranges während der Absenkbewegung zu halten.
Es empfiehlt sich, die Stäbe in bekannter Weise hohl auszubilden und mit Anschlüssen zu versehen, so dass sie zur Durchleitung von Kühl-und/oder Schmiermitteln geeignet sind. Im Falle der Durchleitung von Schmiermitteln müssen entsprechende Austrittsöffnungen für das Schmiermittel vorgesehen werden.
Die Stäbe, insbesondere feststehende Stäbe, können auch mit Rüttel-oder Vibrationsgeräten in geeigneter Weise verbunden werden.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. l, 2 und 3 zeigen eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit zum Teil an der Kokille fest angeordneten und zum Teil beweglichen Stäben im Seitenriss, Aufriss und Schnitt A-B der Fig. 2. Fig. 4,5 und 6 zeigen eine erfindungsgemässe Vorrichtung, bei der alle Stäbe beweglich angeordnet sind, im Seitenriss, Aufriss und im Schnitt A-B der Fig. 5. Fig. 7 zeigt eine Stranggiessanlage nach der Erfindung. Fig. 8 zeigt eine vertikale Stranggussanlage, bei der die feststehenden bzw. federnd angeordneten Gitterstäbe zusätzlich mit Rollen ausgestattet sind.
In allen Figuren ist die Kokille mit K bezeichnet und der Strang mit St.
Die Fig. l, 2 und 3 zeigen eine Anordnung nach der Erfindung, bei der ein Teil des Gitters-die Sta- be 2 - mit der Kokille K verbunden ist.
Der andere Teil des Gitters, nämlich die Stäbe 4, die zwischen den Stäben 2 liegen, sind einzeln oder gemeinsam beweglich und legen sich in einem bestimmten Rhythmus an den Strang an. Sie machen die Abwärtsbewegung des Stranges mit bzw. fördern und unterstützen sie sogar, indem sie einen gewissen Zug auf ihn ausüben. Nach Zurücklegung eines bestimmten Weges werden sie vom Strang abgehoben, durch eine entsprechend gelenkte Bewegung hochgeführt und legen sich dann erneut am Strang an.
Durch die Bohrungen 6 in den Stäben, die gegebenenfalls hohl ausgeführt sind, soll ein Kühlmittel sowohl für die Stäbe selbst als auch für den Strang zugeführt werden, das im letzteren Fall auf der Strangseite austritt. Auf dem gleichen Wege können auch Schmiermittel an den Strang herangebracht werden.
Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen eine Vorrichtung nach der Erfindung, bei der alle Stäbe beweglich angeordnet und einzeln oder in Gruppen wechselweise zur Anlage am Strang gebracht werden. Im Darstel- lungsfalle liegen die Stäbe 2'am Strang an, machen die Absenkbewegung mit, während die Stäbe 4'die Abwärtsbewegung bereits vollendet haben und vom Strang abgehoben sind, um wieder nach oben zum erneuten Anlegen geführt zu werden. Selbstverständlich können mehr als zwei Gruppen von Stäben vorgesehen sein, die wechselweise sich am Strang anlegen.
Fig. 7 zeigt eine Stranggiessanlage nach der Erfindung. Der schmelzflüssige Werkstoff verlässt die Pfanne a durch den mit einem Stopfen verschliessbaren Ausguss b und gelangt in die beiderseits offene Kühlkokille c. Die Zufuhr bzw. die Abfuhr des Kühlmittels erfolgt durch die beiden Stutzen d und e und bewirkt, dass der sich bildende Strang St bis zum Austritt aus dem unteren Ende der Kokille eine weitgehend verfestigte Oberfläche erhält. Zur Stützung dieser Oberfläche gegen den im Innern des Stranges herr-
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schenden ferrostatischen Druck ist ein Gitter vorgesehen, dessen Gitterstäbe 2,4, 2' und 4'parallel zur Strangachse verlaufen.
In der Zeichnung sind die Stäbe 2,4, 2', 4'so beweglich angeordnet, dass sie sich wechselweise an den Strang St anlegen, die Abwärtsbewegung des Stranges St mitmachen und sich nach
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angelegt, während die Stäbe 4,4' die Abwärtsbewegung des Stranges mitgemacht haben und bereits vom
Strang St abgehoben sind, um in ihre obere Stellung geführt zu werden. Die Bewegung der Stäbe 2,4, 2', 4' wird durch ein entsprechendes Aggregat bewirkt. In der Fig. 8 ist eine vertikale Stranggussanlage darge- stellt. An den feststehenden Stäben 2", die als rahmenartige Tragelemente ausgebildet sind, sind die
Achsen 8 der Rollen 10 befestigt.
Die Rollen 10 sind sowohl innerhalb der rahmenartigen Aussparung wie auch an den beiden Aussenseiten des Rahmens, u. zw. versetzt zueinander so angeordnet, dass ihre verhält- nismässig schmalen Laufflächen dicht an die Achsen der darüber bzw. darunter angeordneten Rollen heranreichen. Die Seitenteile 12 der Tragelemente sind flanschartig soweit vorgezogen, dass sie als schmale
Gleitstäbe am Strang anliegen. Zufolge der Anordnung der erfindungsgemässen Vorrichtung dicht unterhalb des unteren Kokillenendes bzw. in Verbindung mit der Kokille können die bisher in erheblicher Länge benötigten und daher unhandlichen Anfahrbolzen wesentlich verkürzt werden.
Da ferner die Vorrichtungen in entsprechender Länge oder zu mehreren untereinander vorgesehen werden können und gegebenenfalls die Strangbewegung beeinflussen, ist die Anordnung besonderer Transportrollen unter Umständen überflüssig geworden.
Schliesslich stellt die Anordnung der erfindungsgemässen Vorrichtungen unmittelbar im Zusammenhang mit der Kokille oder im Anschluss an das untere Kokillenende praktisch eine Verlängerung dieser mit einer intensiveren Kühlmöglichkeit dar, so dass unter Umständen auch die eigentliche Kokille in der Länge verkürzt werden kann.
Die erfindungsgemässen Vorrichtungen sollen bei Strängen mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt auf mindestens zwei Seitenflächen - gegebenenfalls vorzugsweise den längeren-vorgesehen werden und bei runden oder vieleckigen Querschnitten den Strang praktisch umfassen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Stranggiessen schwer schmelzbarer Metalle, insbesondere Eisen und Stahl, in oben und unten offenen Kokillen, bei denen unterhalb der Kokille ein den Strang umgebendes Gitter mit parallel zur Strangachse verlaufenden Gitterstäben vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe des Gitters (2, 4) in Gruppen zusammengefasst sind, von denen mindestens eine in Achsrichtung des Stranges (St) bewegt und zeitweilig ausser Berührung mit dem Strang gebracht wird, wobei jedoch stets mindestens eine andere Gruppe am Strang anliegt.