DD293283A5

DD293283A5 - Verfahren und vorrichtung zum stranggiessen duenner metallischer gegenstaende mit dickenverringerung unterhalb der kokille

Info

Publication number: DD293283A5
Application number: DD90339491A
Authority: DD
Inventors: Jean-Marc Jolivet; Bernard Robert
Original assignee: Techmetal Promotion,Fr
Priority date: 1989-04-06
Filing date: 1990-04-06
Publication date: 1991-08-29
Also published as: HUT57105A; JPH02295658A; CA2013855A1; US5042563A; CS163990A2; EP0391824A1; KR900015839A; PL284679A1; FR2647377A1; RU1833244C; FR2647377B1; HU902044D0

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stranggieszen duenner metallischer Gegenstaende mit Dickenverringerung unterhalb der Kokille. Erfindungsgemaesz wird fluessiges Metall 3 in eine Strangguszkokille 10 eingefuehrt und die Dicke des aus der Kokille austretenden Gegenstandes 1 durch eine Dickenverringerungsvorrichtung 20 verringert, solange der Kern 5 des Gegenstandes noch nicht erstarrt ist. Die Dicke des Gegenstandes 1 wird nur in einem mittleren Abschnitt verringert mit Ausnahme der erstarrten Raender des Gegenstandes durch eine Dickenverringerungsanordnung mit Walzen 22, deren wirksame Laenge kleiner ist als die Breite der groszen Flaechen 11 der Kokille. Zur Herstellung von duennen Brammen 9 ist eine Anordnung 8 unterhalb der Walzen 22 vorgesehen, um die Raender 7 des Gegenstandes zu schopfen. Fig. 1{Stranggieszen; duenne Metallgegenstaende; Dickenverringerungsvorrichtung; Kokille; Walzen}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verf. ihren zum Stranggießen dünner metallischer Gegenstände, insbesondere aus Stahl, wie z. B. dünne Brammen, wobei das geschmolzene Metall in eine Kokille mit langestrecktem Querschnitt eingefüllt wird und die Dicke des aus der Kokille austretenden Gegenstandes direkt unterhalb deren Ausgang verringert wird, solange der Kern des Gegenstandes noch nicht erstarrt ist.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Stranggießanlage zur Durchführung dieses Verfahrens mit einer feststehenden Kokille mit gekühlten Wänden sowie einer direkt unterhalb der Kokille angeordneten Anordnung zur Verringerung der Dicke des gegossenen Gegenstandes, um diesen auf eine gewünschte endgültige Dicke zu bringen, wobei die Anordnung zwei Klemmorgane aufweist, welche die erstarrten Wände des aus der Kokille austretenden Gegenstandes einander annähern und miteinander vereinigen und die im allgemeinen aus Walzen bestehen, welche einen Walzeffekt auf den Gegenstand ausüben.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Derartige Verfahren und Anlagen sind bekannt und dienen zur Herstellung von dünnen Brammen, d.h. solchen mit einem Breiten-zu-Dicken-Verhältnis von mehr als 3, wobei die Dicke im allgemeinen kleiner als 120mm ist. Es ist bereits vorgeschlagen worden, das flüssige Metall in eine Kokille einzufüllen, deren kleine Flächen eine geringe Breite bezüglich der Breite der großen Flächen aufweisen. Um insbesondere die Düse für den Gießstrahl zwischen die großen Flächen

einführen zu können, weist in diesem Fall die Kokille zumindest in ihrem oberen Abschnitt eine zentrale Erweiterung auf, so daß die großen Flächen einen herrenhutförmigen Querschnitt aufweisen. Um den gegossenen Gegenstand auf einen rechtwinkligen Querschnitt zu bringen, erfolgt entweder eine zunehmende Verringerung dieser Aufweitung von oben nach unten in der Kokille, bis diese einen rechtwinkligen Querschnitt aufweist, oder der gegossene Gegenstand durchläuft unmittelbat unterhalb der Kokille zwei Walzen, welche die großen Flächen des Gegenstandes einander annähern₇bis sie parallel zueinander sind. Es ist ebenfalls bereits vorgeschlagen worden, für eine Kokille mit rechtwinkligem, im wesentlichen konstantem langgestrecktem

Querschnitt eine Düse zu verwenden mit stark abgeflachtem Austrittsquerschnitt, damit diese zwischen die Kokillenwände

eingeführt werden kann.

In all diesen Fällen wird die Dicke des aus der Kokille austretenden Gegenstandes unmittelbar danach verringert, während der Kern noch nicht vollständig erstarrt ist, um so den gegossenen Gegenstand auf die gewünschte Dicke zu bringen. Diese Verfahren weisen jedoch noch einen erheblichen Nachteil auf, der mit dem Walzen der Ränder des aus der Kokille

a istretenden Gegenstandes zusammenhängt. Wie bereits erwähnt, erfolgt das Walzen, solange der Keim des Gegenstandesnoch flüssig ist. Dies ist jedoch in der Tat kein reiner Walzvorgang, sondern eher ein Zusammendrücken der beiden erstarrten großen Flächen des Gegenstandes, bis diese sich berühren. Der mittlere Abschnitt der großen Flächen erfährt demzufolge keine wesentliche Längung während dieses Zusammendrückens. Die erstarrten Ränder des Gegenstandes werden dabei jedoch gewalzt, wodurch nicht nur eine Verformung, sondern auch eine Längung der Ränder erzielt wird. Dies bedeutet einerseits, daß die mit diesen Verfahren hergestellten dünnen Brammen Fehler aufweisen können im Sinne von Randverlängerungen, wobei andererseits diese Längung der Ränder in den erstarrten Wänden der großen Flächen Zugspannungen erzeugen kann, welche

Risse und damit ein Brechen der Wände hervorrufen. Ferner erfordert das Walzen der Ränder einen erheblichen Kraftaufwand für die Klemmwalzen zur Verringerung der Dicke, der

erheblich größer ist als derjenige, der erforderlich ist, um die beiden erstarrten Wände der mittleren Abschnitte der großen

Flächen aneinander anzunähern, so daß, um dieses Walzen zu gewährleisten, die gesamte Anlage überdimensioniert werden Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist es, bei Verringerung der Anlagen- und Investitionskosten eine hohe Qualität der hergestellten Gegenstände

zu sichern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung anzugeben, mit der die nachteiligen Randverlängerungen und die in den erstarrten Wänden auftretenden Zugspannungen beim Strangg.eßen dünner Gegenstände, wie beispielsweise dünne

Brammen, verhindert werden. Ausgehend von einem Verfahren zum Stranggießen dünner metallischer Gegenstände, insbesondere dünner Brammen, wobei

das flüssige Metall in eine Stranggießkokille mit langgestrecktem Querschnitt eingefüllt wird, aus der kontinuierlich das teilweiseerstarrte Metall abgezogen wird und wobei die Dicke des aus der Kokille austretenden Gegenstandes verringert wird durch einedirekt unterhalb der Kokille angeordnete Dickenverringerungsvorrichtung, solange der Kern des Gegenstandes noch nichterstarrt ist, erfolgt die Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß einzig die Dicke des mittleren Abschnittes des aus der Kokilleaustretenden Gegenstandes verringert wird, nicht jedoch die erstarrten Ränder des Gegenstandes, und zwar bis auf einen Wert,der kleiner ist als die Hälfte der Randdicke, und daß nach dieser Dickenverringerung die nicht davon betroffenen Rändergeschöpft werden

Vorzgusweise erfolgt die Dickenverringerung derart, daß man direkt unterhalb der Dickenverringerungsvorrichtung einen

vollständig erstarrten Gegenstand erhält.

Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß die Fehler aufgrund von gelängten Rändern vollständig vermieden sind oder

wenigstens erheblich reduziert sind. Ausschließlich der mittlere Abschnitt des Gegenstandes, dessen Breite der Breite desflüssigen oder zähen Kegels (Schmelzsumpf) entspricht, wird in der Dicke verringert. Die erstarrten Wände der großen Flächendes Gegenstandes werden einander angenähert, ohne daß sie dabei gelängt werden, da das noch nicht erstarrte Metall dos

Kerns in Richtung der Kokille zurückgedrängt wird. Die erstarrten Wände der kleineren Flächen des Gegenstandes werden nicht

gewalzt und erfahren demzufolge auch keine Längung. Dies bedeutet, daß alle Bereiche des Gegenstandes aus bereits beim

Austreten aus der Kokille erstarrtem Material ihre Länge beibehalten, wodurch das Auftreten von Spannungen im fertigen Gegenstand und dessen Verformung entfallen. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Stranggießanlage für dünne metallische Gegenstände mit einer Stranggußkokille

mit langgestrecktem Querschnitt und mit einer Dickenverringerungsvorrichtung für den aus der Kokille austretenden Gegenstand, welche direkt unterhalb der Kokille angeordnet ist.

Diese Anlage weist erfindungsgemäß eine Dickenverringerungsvorrichtung auf mit einer Dickenverringerungsanordnung, deren wirksame Breite kleiner ist als die Breite der großen Flächen der Kokille an ihrem unteren Ende und mit einer Abtrennvorrichtung, um die Ränder des Gegenstandes zu schöpfen, wobei diese unterhalb der Dickenverringerungsanordnung vorgesehen ist.

Vorzugsweise enthält die lickenverringerungsanordnung wenigstens ein Paar Walzen, deren wirksame Breite kleiner ist als die Breite der großen Fläche der Kokille an ihrem unteren Ende. Mit der erfindungsgemäßen Anlage erhält man einen Gegenstand, der praktisch frei von Oberflächenspannungen ist. Ferner

können sowohl die Walzen zur Dickenverringerung ihre Halterungen als auch die Antriebsanordnung relativ klein ausgeführtwerden, da die zum Walzen des noch flüssigen Kerns erforderlichen Kräfte erheblich kleiner sind als diejenigen, die erforderlichsind, um die erstarrten Ränder des Gegenstandes tatsächlich zu walzen.

Ausführungsbeispiele

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung nä'her erläutert, in der schematisch ein Verfahren und eine Anlage zum Stranggießen von dünnen Brammen dargestellt ist. Es zeigen

Fig. 1: eine schematische Darstellung pir.es Schnitts durch eine erfindungsgfimäße Stranggießanlage für dünne Brammen;

Fig. 2: eine Teilansicht einer Anlage gemäß dem Pfeil F von Fig. 1 und

Fig. 3: eine Darstellung der Querschnitte des Gegenstandes während seiner Herstellung.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Anlage weist eine Stranggußkokille 10 auf, mit waagerechtem, langgestrecktem, rechtwinkligem Querschnitt sowie eine Dickenverringerungsvorrichtung 20 mit einem Paar Walzen 22, welche durch eine Antriebsvorrichtung 21 in Drehungen versetzt werden und die direkt unterhalb der Kokille angeordnet sind, wobei die Achsen der Walzen parallel zu den großen Wänden 11 der Kokille sind.

Die großen Wände 11 und die kleinen Wände 12 der Kokille sowie die Walzen 22 werden in herkömmlicher Weise gekühlt, z. B.

durch eine Innenzirkulation eines Kühlfluids.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die wirksame Länge der Walzen 22, d. h. die Länge ihrer Erzeugenden kleiner als die Breite der großen Wände der Kokille.

Das flüssige Metall 3 wird in die Kokille eingefüllt, wo es bei Berührung mit den gekühlten Wänden zu erstarren beginnt und erstarrte Wände 4,4' bildet. Am Auslaß der Kokille (Höhe a) entspricht der Querschnitt des Gegenstandes 1 demjenigen von Fig. 3 a und weist dabei einen erstarrten Umfangsbereich auf, der durch die Wände 4,4' gebildet wird, sowie einen nicht erstarrten Kern 5.

Auf Höhe b oberhalb der Ebene, in der die Achsen der Walzen 22 angeordnet sind, und unterhalb der oberen Erzeugenden werden die Wände 4, die bereits durch Berührung mit den großen Wänden 11 der Kokille erstarrt sind, einander angenähert und zwar im mittleren Abschnitt 6 des aus der Kokille austretenden Gegenstandes aufgrund des Walzeffektes der Walzen. Die Ränder 7 des Gegenstandes hingegen verbleiben außerhalb des Eingriffs der Walzen und behalten demzufolge ihre Dicke bei.

Die bei Berührung mit den kleinen Wänden 12 der Kokille erstarrten Wände 4' werden nicht gewalzt und erfahren demzufolge keine Längung. Auch die Breite des Gegenstandes nimmt nicht wesentlich zu. Auf Höhe b ist der Querschnitt des Gegenstandes derjenige von Fig. 3 b, d. h., er weist die Foi m eines langgestreckten Hundeknochens auf. Die Dicke des nicht erstarrten Kerns 5 verringert sich kontinuierlich in dem Maße, in dem der Gegenstand abgezogen wird aufgrund der Annäherung der Wände 4.

Auf Höhe c, d. h. in der Ebene, in der die Walzenachsen angeordnet sind, sind die Wände 4 miteinander vereinigt und bilden das Mittelteil 6' des Gegenstandes, dessen Querschnitt in Fig.3c dargestellt ist und die als I-förmig angesehen werden kann, wobei die Querbalken 7' eine Breite beibehalten haben, die im wesentlichen derjenigen der kleinen Flächen der Kokille entspricht, während die Dicke des mittleren Abschnitts des Gegenstandes im wesentlichen gleich der Hälfte dieser Breite ist, d. h. der Dicke der Ränder des aus der Kokille austretenden Gegenstandes. Selbstverständlich kann die Dickenverringerung des mittleren

Abschnitts auch erheblich größer sein und z. B. einen Wert von Ve der Randdicken erreichen.

Vorteilhafterweise wird, wie bereits erwähnt, der Boden des Erstatrungskegels auf Höhe der Ebene gehalten, in der die Achsen der Walzen 22 angeordnet sind, wodurch eine hervorragende Verbindung der beiden Wände 4 gewährleistet ist, die in dem zähen Bereich am Boden dieses Kegels orfolgt. Als Kegel wird dabei der Teil des aus der Kokille austretenden Gegenstandes bezeichnet, der sich zwischen den beiden erstarrten Wänden befindet und selbst eine flüssige oder zähe Phase aufweist. Es ist auch möglich, derart zu verfahren, daß die Erstarrung erst unterhalb der Walzen vervollständigt ist, insbesondere in dem Fall, in dem die gewünschte Enddicke für die Bramme ausreichend ist. In diesem Fall ist jedoch darauf zu achten, daß die Dicke der erstarrten Wände unterhalb der Höhe der Achsen der Walzen ausreichend groß ist, um eine Deformation und damit eine Verdickung des Gegenstandes zu verhindern. Eine zusätzliche Kühlung kann in diesem Fall erforderlich sein, um die Erstarrung des Gegenstandes zu beschleunigen.

Im Falle der Herstellung von dünnen Brammen weist die Anlage außerdem eine Anordnung 8 auf, um die Querstege 7 des erstarrten Gegenstandes nach Durchtritt durch die Walzen 22 zu schöpfen, d. h. eine geeignete Schneidevorrichtung. Die derart erhaltene dünne Bramme 9 weist danach den in Fig.3d dargestellten rechtwinkligen Querschnitt auf, dessen Dicke dem Abstand der Walzen entspricht und dessen Breite durch das Schöpfen der Querstege vorgegeben ist.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens und der Anlage werden die Walzen durch eine Antriebsvorrichtung 21 in Drehungen versetzt. Dies bedeutet, daß die Walzen die Abzugsvorrichtung des aus der Kokille austretenden Gegenstandes sind.

Der Abzug kann auch dadurch erfolgen, daß eine eigene Abzugsvorrichtung vorgesehen ist, wie z. B. Abzugswalzen, wie sie oftmals beim Stranggießen verwendet werden und die unterhalb der Dickenverringerungsvorrichtung angeordnet sind.

Die Abzugsgeschwindigkeit wird demzufolge durch die Abzugsanordnung gegeben, wobei die Geschwindigkeit der Dickenverringerungswalzen an diejenige der Abzugswalzen angepaßt wird.

Die Abzugsvorrichtung kann auch unabhängig von der Dickenverringerungsvorrichtung sein. So können z. B. die Walzen frei drehbar sein und der Abzug ausschließlich durch die Abzugsvorrichtung erfolgen.

Dies bietet insbesondere den Vorteil einer regelmäßigen Geschwindigkeit des Gegenstandes, wodurch ein möglicher Schlupf der Walzen auf dem Gegenstand verhindert wird, der insbesondere dann auftreten kann, wenn der Boden des Erstarrungskegels unterhalb der Höhe der Walzenachsen liegt.

Vorteilhafterweise sind die Ränder der Walzen 22 derart ausgestaltet, daß sie keine erheblichen Spannungen in der Oberfläche des Gegenstandes auf Verbindungshöhe 13 zwischen dem mittleren Abschnitt 6 und den Rändern 7 erzeugen. Zu diesem Zweck können die Walzenränder z.B. an der Verbindungsstelle 16 der Walzfläche 14 mit den Seitenwänden 15 abgerundet sein. Der Krümmungsradius ist ddbei eine Funktion der gewünschten Dickenverringerung und der Art des gegossenen Metalls.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die Verwendung in einer Kokille mit konstantem rechtwinkligem Querschnitt, sondern umfaßt auch solche mit konkaven großen Wänden, bei der der austretende Gegenstand in der Mitte eine Dicke aufweist, die größer als diejenige seiner Ränder ist.

Es können auch Kokillen verwendet werden, die nur an ihrem unteren Auslaß einen rechtwinkligen Querschnitt aufweisen.

Claims

1. Verfahren zum Stranggießen dünner metallischer Gegenstär Ie, insbesondere dünner Brammen, wobei das flüssige Metall in eine Stranggußkokille mit langgestrecktem Querschnitt eingefüllt wird, aus der kontinuierlich das teilweise erstarrte Metall abgezogen wird und wobei die Dicke des aus der Kokille austretenden Gegenstandes verringert wird durch eine direkt unterhalb der Kokille angeordnete Dickenverringerungsvorrichtung, solange der Kern des Gegenstandes noch nicht erstarrt ist, dadurch gekennzeichnet, daß einzig die Dicke eines mittleren Abschnitts des aus der Kokille austretenden Gegenstandes verringert wird, nicht jedoch die erstarrten Ränder des Gegenstandes, und zwar bis auf einen Wert, der kleiner ist als die Hälfte der Randdicke und daß nach dieser Dickenverringerung die nicht davon betroffenen Ränder geschöpft werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Auslasses der Kokille im wesentlichen rechtwinklig ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickenverringerung derart durchgeführt wird, daß unmittelbar unterhalb der Dickenveringerungsvorrichtung ein vollständig erstarrter Gegenstand erhalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickenverringerungsvorrichtung Walzen aufweist, und daß diese Walzen in Drehungen versetzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand durch eine von der Dickenverringerungsvorrichtung unabhängige Abzugsvorrichtung abgezogen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand durch eine Abzugsvorrichtung abgezogen wird und daß die Geschwindigkeit der Dickenverringerungswalzen an diejenige der Abzugsvorrichtung angepaßt wird.

7. Stranggießanlage für dünne metallische Gegenstände, mit einer Stranggußkokille mit langgestrecktem Querschnitt und einer Dickenverringerungsvorrichtung für den aus der Kokille austretenden Gegenstand, welche direkt unterhalb der Kokille angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickenverringerungsvorrichtung eine Anordnung zur Verringerung der Dicke aufweist, deren wirksame Breite kleiner ist als die Breite der großen Fläche der Kokille an ihrem unteren Ende und daß sie eine Schneideanlage (8) aufweist, um die Ränder des Gegenstandes zu schöpfen, welche unterhalb der Dickenverringerungsanordnung vorgesehen ist.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickenverringerungsanordnung wenigstens ein Paar Walzen (22) aufweist, deren wirksame Länge kleiner ist als die Breite der großen Flächen der Kokille an ihrem unteren Ende.

9. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßquerschnitt der Kokille im wesentlichen rechtwinklig ist.

10. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslinie zwischen den Rändern der Walzfläche (14) der Walzen (22) und den Seitenflächen (15) der Walzen abgerundet sind.