CH345121A - Verfahren zum kontinuierlichen Giessen eines Metallstranges und Stranggiessanlage zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

  Verfahren zum kontinuierlichen Giessen eines Metallstranges und     Stranggiessanlage     zur Durchführung dieses Verfahrens    Zum     Stranggiessen    von Metallen, insbesondere  von Eisen und Stahl, werden vorzugsweise wasser  gekühlte     Durchlaufkokillen    benützt, welche es er  möglichen, dem gegossenen Metallstrang bereits in  der     Durchlaufkokille    möglichst viel Wärme zu ent  ziehen. Beim Austritt des noch nicht durchgehend er  starrten Metallstranges aus der     Durchlaufkokille    wird  der Metallstrang mittels geeigneter Kühlmittel, z. B.  Wasser, Luft, welche direkt auf die     Oberfläche    des  Metallstranges aufgespritzt oder aufgeblasen werden,  weiter gekühlt.  



  Da die Kühlung und die damit verbundene Er  starrung des aus der vertikal angeordneten     Durchlauf-          kokill.e    austretenden Metallstranges nicht in beliebig  kurzer Zeit erreicht werden kann, der Metallstrang  aber erst in Stücke der verlangten Länge geschnitten  werden kann, wenn er durchgehend erstarrt ist, müs  sen die     Stranggiessanlagen    eine sehr beträchtliche  Höhe aufweisen. Derartige     Stranggiessanlagen    können  infolge ihrer grossen Höhe vielerorts nicht in beste  hende Werkhallen eingebaut werden.

   Zum Transport  der Giesspfannen zwecks ununterbrochenen Nach  füllens des oberhalb der     Durchlaufkokille    angeord  neten     Zwischenbehälters,    aus welchem das flüssige  Metall in die     Durchlaufkokille    gegossen wird, sind  ferner sehr hoch angeordnete Kranbahnen erforder  lich.

   Selbst bei verhältnismässig kleinen     Strangquer-          schnitten    von beispielsweise 25-50     cm2    ergibt sich,  wenn die Länge der vom Metallstrang abzutrennen  den     Strangstücke    etwa 3 m betragen soll,     eine    Bau  höhe der     Stranggiessanlage    von     14-16    m oder mehr,  und es müssen in noch grösserer Höhe angeordnete  Kranbahnen zur Verfügung stehen.  



  In neuester Zeit hat man versucht, die Höhe der  artiger     Stranggiessanlagen    dadurch zu     verringern,    dass  man den gegossenen Metallstrang nach dem Verlas-    sen der     Durchlaufkokille    und nach dem Passieren  der     Absenkwalzen    in horizontale Richtung umbiegt  und nach dem Umbiegen wieder gerade richtet. Es  hat sich gezeigt, dass durch diese Massnahmen die  Höhe der     Stranggiessanlagen    reduziert werden kann,  wobei auch der     Vorteil    erzielt wird, dass die Strang  stücke in horizontaler Lage und in beliebiger Länge  vom Metallstrang abgetrennt werden können.

   Es  wurde jedoch festgestellt, dass man mit dem Abbie  gen des Metallstranges erst beginnen darf, wenn er  durchgehend erstarrt ist, da sonst unzulässige Span  nungen zwischen der Aussenschicht und dem Innern  des Metallstranges eintreten. Da nun aber die Erstar  rungsstrecke von der     Querschnittsgrösse    des Metall  stranges und von der Giessgeschwindigkeit abhängig  ist, und sowohl mit zunehmender     Querschnittsfläche     als auch mit steigender Giessgeschwindigkeit länger.

    wird, kann durch die erwähnte Massnahme des Ab  biegens des Metallstranges die Höhe der     Stranggiess-          anlage    höchstens um etwa     201/o    reduziert werden,  und auch eine solche     Stranggiessanlage    muss immer  noch eine unerwünscht grosse Höhe aufweisen. Die  ser übelstand kann durch die vorliegende Erfindung  behoben werden.  



  Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Ver  fahren zum kontinuierlichen Giessen eines Metall  stranges in einer wassergekühlten     Durchlaufkokille,     gemäss welchem der Metallstrang in der Durchlauf  kokille in Form eines     Kreisringsegmentes    gegossen,  nach dem Austritt aus der     Durchlaufkokille    in einer  durch Stütz- und     Führungswalzen    gebildeten kreis  bogenförmigen Führungsbahn, deren mittlerer     Krüm-          mungsradius    dem mittleren     Krümmungsradius    des  vom Metallstrang gebildeten     Kreisringsegmentes    ent  spricht, geführt,

   dabei     gekühlt    und durch Zugwalzen  aus der     Durchlaufkokille    abgezogen wird, worauf der      Metallstrang nach vollständig durchgehendem Erstar  ren und Ablenkung um den gewünschten Winkel  gerade gerichtet und auf einer geraden Bahn weiter  befördert wird, auf welcher geraden Bahn Strang  stücke einer verlangten Länge vom Metallstrang ab  getrennt werden.  



  Der gegossene Metallstrang braucht hierbei nicht  abgebogen zu werden, sondern entsteht in der Form  eines     Kreisringsegmentes,    um dann, wenn er nach  einer     bestimmten    Strecke durchgehend und genügend  erstarrt ist, gerade gerichtet zu werden.  



  Die Erfindung betrifft ferner eine     Stranggiessan-          lage    zur Durchführung dieses Verfahrens.  



  In der Zeichnung sind eine beispielsweise Aus  führungsform einer     Stranggiessanlage    zur Durchfüh  rung des Verfahrens gemäss der     Erfindung    und Ein  zelheiten derselben schematisch dargestellt. Es zeigen:       Fig.    1 eine Seitenansicht eines Teils der Strang  giessanlage,       Fig.    2 einen senkrechten Mittelschnitt durch die       Durchlaufkokille    dieser     Stranggiessanlage    in grösse  rem Massstab,

         Fig.    3 eine Seitenansicht der Führungsvorrichtung  für den gegossenen Metallstrang mit einem als Ab  schlussorgan für die     Durchlaufkokille    zu Beginn des       Stranggiessens    verwendeten Startstrang, wobei die  Kühleinrichtung nicht gezeichnet ist,       Fig.    4 eine Draufsicht auf den Startstrang nach       Fig.    3,       Fig.    5 eine Seitenansicht einer ersten Ausfüh  rungsform einer Vorrichtung zum alternierenden Be  wegen der     Durchlaufkokille    und       Fig.    6 eine Seitenansicht einer zweiten Ausfüh  rungsform einer Vorrichtung zum alternierenden Be  wegen der     Durchlaufkokille.     



  Mit 1 ist ein Zwischenbehälter bezeichnet, wel  cher durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte,  mittels eines Kranes herbei transportierte Giesspfanne  ununterbrochen mit flüssigem Metall gespeist wird.  Unterhalb dieses Zwischenbehälters 1 ist eine Durch  laufkokille 2 angeordnet, welche einen Kühlmantel  3     besitzt,    welchem durch eine flexible Leitung 4  Kühlwasser zugeleitet wird, das durch eine zweite       flexible    Leitung 5 abgeleitet wird. Diese Durchlauf  kokille 2 besitzt einen Giessraum 6, welcher die Form  eines     Kreisringsegmentes    aufweist, dessen Quer  schnittsmittellinie den Radius R besitzt.

   Dieser Ra  dius R entspricht dem gewünschten mittleren     Krüm-          mungsradius    des zu giessenden Metallstranges um das  Zentrum O. Unterhalb der     Durchlaufkokille    2 ist eine  Kühleinrichtung 7 mit     Kühlmitteldüsen    8 vorgesehen,  welcher ein Kühlmittel, beispielsweise Wasser, durch  eine     Kühlmittelleitung    9     zugeführt    wird.

   Die Kühl  mitteldüsen 8 sind in parallel zu dem aus der Durch  laufkokille 2 austretenden, gegossenen,     kreisbogen-          förmig    gebogenen     Metallstrang    verlaufenden Reihen  derart angeordnet, dass sie das Kühlmittel gleichmässig  verteilt auf den ganzen Umfang des Metallstranges  10 leiten. Zwischen den     Kühlmitteldüsen    8 sind aussen  und innen frei drehbar gelagerte Stütz- und Führungs-    walzen 11 für den noch nicht durchgehend erstarrten  Metallstrang 10 angeordnet. Unterhalb der Kühlein  richtung 7 sind aufeinanderfolgend zwei Zugwalzen  paare 12, 12a und 13, 13a vorgesehen, zwischen  deren Zugwalzen 12, 12a und 13, 13a der Metall  strang 10 hindurchläuft.

   Die Zugwalzen 12, 12a und  13, 13a sind derart angetrieben, dass sie den zwischen  ihnen durchlaufenden Metallstrang 10 mit einer der  Giessgeschwindigkeit entsprechenden Geschwindigkeit  aus der     Durchlaufkokille    2 herausziehen. Dabei muss  selbstverständlich die Umfangsgeschwindigkeit der  aussenseitig am gebogenen Metallstrang 10 anliegen  den Zugwalzen 12 und 13 entsprechend grösser sein  als die Umfangsgeschwindigkeit der innenseitig am  Metallstrang 10 anliegenden Zugwalzen 12a und 13a.  Die Stütz- und Führungswalzen 11 und die beiden       Zugwalzenpaare    12, 12a und 13, 13a bilden zusam  men eine kreisbogenförmige     Führungsbahn    mit dem  mittleren     Krümmungsradius    R für den Metallstrang  10.

   Im dargestellten Fall erstreckt sich diese Füh  rungsbahn über angenähert 90 , so dass der Metall  strang 10 beim Verlassen des     Zugwalzenpaares    13,  13a mindestens angenähert horizontale Richtung auf  weist. Hinter dem     Zugwalzenpaar    13, 13a ist eine  Richtvorrichtung mit Richtwalzen 14, 15 und 16 an  geordnet, in welcher der sie durchlaufende, hier  bereits durchgehend erstarrte Metallstrang 10 nach  der gewünschten Umlenkung gerade gerichtet wird.  Der     Zwischenbehälter    1, die Kühleinrichtung 7, die  Stütz- und Führungswalzen 11, die     Zugwalzenpaare     12, 12a und 13, 13a sowie die Richtwalzen 14, 15  und 16 sind in einem Ständer 17 gelagert, welcher  in     Fig.    1 nur andeutungsweise dargestellt ist.

   Der  gerade gerichtete Metallstrang 10 gelangt nach Ver  lassen der Richtwalzen 14, 15, 16 auf eine Reihe  hintereinander angeordneter Tragrollen 18, auf wel  chen er weiterläuft. Die Tragrollen 18 sind auf einem  Ständer 19 gelagert, welcher in     Fig.    1 nur andeu  tungsweise dargestellt ist. Im Bereiche dieser Trans  portrollen 18 gelangt der Metallstrang 10 in eine  in der Zeichnung nicht dargestellte Trennvorrichtung  irgendeiner bekannten Art, durch welche     Strangstücke     der verlangten Länge vom Metallstrang 10 abgetrennt  werden.  



  Je nach den gegebenen Verhältnissen kann die  Führungsbahn für den Metallstrang 10 auch so aus  gebildet sein, dass der Metallstrang um mehr oder  weniger als 90  umgelenkt wird und der Metallstrang  nach Verlassen dieser Führungsbahn und dem Ge  raderichten auf einer ansteigenden oder einer nach  unten geneigten, geraden, durch Transportwalzen ge  bildeten Bahn weiter befördert wird.  



  Vor Beginn des     Stranggiessens    muss die Durchlauf  kokille 2 unten abgeschlossen werden. Zu diesem  Zwecke wird ein Startstrang 20 verwendet, welcher  aus einem einzigen, bogenförmigen Stück bestehen  kann, welches durch die für den gegossenen Metall  strang     bestimmte    Führungsbahn eingeführt und bei  Beginn des     Stranggiessens    mit einer der Giessgeschwin  digkeit entsprechenden Geschwindigkeit abgezogen      wird.

   Wie in     Fig.    3 und 4 dargestellt, besteht jedoch  dieser Startstrang aus einzelnen, lösbar miteinander  verbundenen, dem     Krümmungsradius    der Führungs  bahn entsprechend gebogenen, verhältnismässig kurzen  Teilen 20', welche mit ihren     Endflächen    aneinander  anliegen, mit Nut und Feder 21 ineinander eingreifen  und durch je einen Nut und Feder 21 durchsetzenden  Bolzen 22 miteinander verbunden sind.

   Diese Unter  teilung des Startstranges 20 hat den Vorteil, dass die  einzelnen Teile 20' des Startstranges viel leichter zu  handhaben sind und an einer geeigneten Stelle, im  dargestellten Falle beispielsweise zwischen der Zug  walze 13 und der Richtwalze 16 einzeln in die Füh  rungsbahn eingebracht, in dieser miteinander verbun  den und in gleicher Weise wieder aus der Führungs  bahn entfernt werden können.  



  Das beschriebene Verfahren zum kontinuierlichen  Giessen eines Metallstranges und die beschriebene       Stranggiessanlage    zur Durchführung desselben ermög  lichen es, die Bauhöhe der     Stranggiessanlage    gegen  über den bekannten     Stranggiessanlagen    ganz beträcht  lich zu verringern.

   Da das Abtrennen der Strang  stücke vom gegossenen Metallstrang nach dem     G.e-          raderichten    desselben auf einer horizontalen oder  doch nur schwach geneigten Bahn vorgenommen  wird, kann dabei ohne Vergrösserung der Bauhöhe  der     Stranggiessanlage    die Länge der vom Metallstrang  10 abzutrennenden     -Strangstücke    grösser gewählt wer  den, was für einen nachfolgenden     Walzprozess    unter  Umständen von grossem Vorteil sein kann.

   Die ge  ringere Bauhöhe der     Stranggiessanlage    hat nicht nur  den     Vorteil,    dass die     Stranggiessanlage    vielerorts in  bestehende Werkhallen eingebaut werden kann, in  welchen die bekannten     Stranggiessanlagen    wegen ihrer  viel grösseren Bauhöhe nicht untergebracht werden  konnten, sondern vermindert auch die Unfallgefahr  im Betrieb.  



  Es ist bekannt, beim     Stranggiessen    von Metallen  der     Durchlaufkokille    während des Giessens eine oszil  lierende Bewegung in der Richtung des Metallstranges  zu erteilen, um ein Festsitzen des Metallstranges in  der     Durchlaufkokille    zu vermeiden. Dies ist auch  bei der beschriebenen     Stranggiessanlage    möglich, nur  muss hier die     Durchlaufkokille    nicht auf einer Ge  raden, sondern auf einem Kreisbogen von gleicher  Krümmung wie das vom gegossenen Metallstrang 10  gebildete     Kreisringsegment    hin und her     bewegt    wer  den.

   Dies wird in folgender Weise erreicht:  Bei der in     Fig.    5 dargestellten Vorrichtung zum  Bewegen der     Durchlaufkokille    2 ist diese letztere mit  Führungsleisten 23 versehen, welche kreisbogenför  mig gekrümmte Führungsflächen aufweisen, wobei  das     Krümmungszentrum    dieser Führungsflächen mit  dem     Krümmungszentrum    O des gegossenen Metall  stranges zusammenfällt. Diese Führungsleisten 23  laufen auf ortsfest gelagerten Führungsrollen 24, wel  che eine kreisbogenförmige Bahn mit dem Radius R  bilden, in welcher die     Durchlaufkokille    hin und her  bewegt werden kann.

   An einem seitlich abstehenden  Achszapfen der     Durchlaufkokille    2 ist das eine Ende    eines Lenkers 26     angelenkt,    dessen anderes Ende am  Ende des einen Armes eines zweiarmigen Hebels 27  gelagert ist. Dieser Hebel 27 ist in einem     ortsfesten     Lagerbock 28 gelagert und auf seinen andern Arm  wirkt eine Schubstange 29, welche diesen Hebel 27  hin und her schwenkt.  



  Bei der in     Fig.    6 dargestellten Ausführungsform  der Vorrichtung zum Bewegen der     Durchlaufkokille     2 ist diese letztere mittels Bolzen 30 am verbreiterten  Ende eines Hebels 31 starr befestigt. Dieser Hebel 31  ist auf einer in einen Lagerbock 32 eingesetzten,  durch das     Krümmungszentrum    des gegossenen Me  tallstranges gehenden Achse 33     gelagert.    Am Hebel  31 ist eine Achse 34 vorgesehen, auf welcher das eine  Ende einer Schubstange 35 gelagert ist, welche dem  Hebel 31 eine     oszillierende    Bewegung erteilt.  



  Die in     Fig.    5 und 6 nicht dargestellten Antriebs  mittel, welche dem Hebel 27 bzw. 31 über die Schub  stange 29     bzw.    35 eine     oszillierende    Bewegung ertei  len, können beliebiger, mechanischer, hydraulischer,  pneumatischer oder elektromagnetischer Art sein.  



  An Stelle des Startstranges 20, welcher aus ein  zelnen, lösbar miteinander verbundenen Teilen 20'  zusammengesetzt ist, kann auch ein Startstrang ver  wendet werden, welcher aus flexiblem Material, bei  spielsweise Gummi, einem biegsamen Kunststoff,  Textilmaterial, besteht und ein metallisches Kopf  stück besitzt, welches dazu bestimmt ist, den Giess  raum der     Durchlaufkokille    bei Beginn des Giessens  unten abzuschliessen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zum kontinuierlichen Giessen eines Me tallstranges in einer wassergekühlten Durchlaufko- kille, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallstrang in der Durchlaufkokille in Form eines Kreisring segmentes gegossen, nach dem Austritt aus der Durchlaufkokille in einer durch Stütz- und Führungs walzen gebildeten kreisbogenförmigen Führungsbahn, deren mittlerer Krümmungsradius dem mittleren Krümmungsradius des vom Metallstrang gebildeten Kreisringsegmentes entspricht, geführt,

   dabei gekühlt und durch Zugwalzen aus der Durchlaufkokille abge zogen wird, worauf der Metallstrang nach vollständig durchgehendem Erstarren und Ablenkung um den gewünschten Winkel gerade gerichtet und auf einer geraden Bahn weiter -befördert wird, auf welcher geraden Bahn Strangstücke einer verlangten Länge vom Metallstrang abgetrennt werden. UNTERANSPRüCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der Durchlaufkokille eine oszillie rende Bewegung auf einer kreisbogenförmigen Bahn, deren mittlerer Krümmungsradius dem mittleren Krümmungsradius des Giessraumes der Durchlauf kokille entspricht, erteilt wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zugwalzen derart angetrieben werden, dass sie eine der gewählten Giessgeschwindig- keit entsprechende Umfangsgeschwindigkeit aufwei sen, wobei die an der Aussenseite des kreisring- segmentförmigen Metallstranges anliegenden Zugwal zen eine entsprechend höhere Umfangsgeschwindig keit erhalten als die an der Innenseite dieses Metall stranges anliegenden Zugwalzen.

   PATENTANSPRUCH II Stranggiessanlage zur Durchführung des Verfah rens nach Patentanspruch I mit .einer wassergekühlten Durchlaufkokille, dadurch gekennzeichnet, dass die wassergekühlte Durchlaufkokille (2, 3) einen die Form eines Kreisringsegmentes aufweisenden Giess raum (6) besitzt, über welchem ein Zwischenbehälter (1) angeordnet ist, dass unter der Durchlaufkokille (2, 3) eine aus Stütz- und Führungswalzen (11) ge bildete, kreisbogenförmig gekrümmte Führungsbahn,

   deren mittlerer Krümmungsradius dem mittleren Krümmungsradius des Giessraumes entspricht und in deren Bereich eine Kühleinrichtung (7, 8, 9) für den gegossenen Metallstrang (10) vorgesehen ist, und mindestens ein Zugwalzenpaar (12, 12a, 13, 13a) angeordnet ist, wobei an der Stelle, an welcher der gegossene Metallstrang (10) in die gewünschte Richtung umgelenkt werden soll, eine Geradericht- vorrichtung (14, 15, 16) angeordnet ist.

   UNTERANSPRÜCHE 3. Stranggiessanlage nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Durchlaufkokille (2, 3) auf einer kreisbogenförmig gebogenen Bahn, deren mittlerer Krümmungsradius dem mittleren Krüm- mungsradius des Giessraumes (6) der Durchlaufkokille (2, 3) entspricht, hin und her bewegbar ist, wobei Antriebsmittel vorgesehen sind, um der Durchlauf kokille (2, 3) eine oszillierende Bewegung auf dieser Bahn zu erteilen. 4.

   Stranggiessanlage nach Patentanspruch 1I und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlaufkokille (2, 3) mittels an ihr vorgesehenen Führungsleisten (23), welche kreisbogenförmig ge krümmte Führungsflächen aufweisen, in einer durch Führungsrollen (24) gebildeten, kreisbogenförmig ge bogenen Bahn, deren Krümmungszentrum mit dem Krümmungszentrum (O) des Giessraumes (6) der Durchlaufkokille (2, 3) zusammenfällt, verschiebbar geführt ist, wobei Mittel zum Hin- und Herbewegen der Durchlaufkokille (2, 3)

   in der genannten Bahn vorgesehen sind. 5. Stranggiessanlage nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlaufkokille (2, 3) an einem Hebel (31) befestigt ist, welcher auf einer durch das Krümmungs- zentrum (O) des Giessraumes (6) der Durchlaufkokille (2, 3) gehenden Achse (33) gelagert ist, wobei Mittel zum oszillierenden Verschwenken dieses Hebels (31) vorgesehen sind.

   6. Stranggiessanlage nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass ein Startstrang (20) vor gesehen ist, welcher in der Führungsbahn für den zu giessenden Metallstrang (10) bewegbar ist und wel cher dazu dient, den Giessraum (6) der Durchlauf kokille (2, 3) zu Beginn des Stranggiessens nach unten abzuschliessen.

   7. Stranggiessanlage nach Patentanspruch II und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Startstrang (20) aus einzelnen der Krümmung des zu giessenden Metallstranges (10) entsprechend ge krümmten Teilen besteht, welche lösbar miteinander verbindbar sind.

   B. Stranggiessanlage nach Patentanspruch<B>11</B> und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Startstrang aus flexiblem Material besteht und ein metallisches Kopfstück besitzt, welches dazu bestimmt ist, den Giessraum (6) der Durchlaufkokille (2, 3) zu Beginn des Stranggiessens nach unten abzuschlie ssen.