DE1218119B - Metallzufuehrung fuer eine Stranggiessmaschine - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B22d

Deutsche Kl.: 31c-21

Nummer: 12181195-^.

Aktenzeichen: H 27320 VI a/31 c

Anmeldetag: 15. Juni 1956

Auslegetag: 2. Juni 1966

20. E

Die Erfindung betrifEt eine Metallzuführung für eine Stranggießmaschine zum Gießen von Band- oder Plattenmaterial in einem Walzenspalt mit steigender Führung der Schmelze.

Es sind bereits Metallzuführungen bekannt, die aus einem der Walzenrundung angepaßten, ein bestimmtes Maß in den Walzenspalt ragenden Trichter bestehen.

Bei den bekannten Metallzufuhrungen besteht die Gefahr der Ausbildung von Lunkern und Blasen in der Innenschicht des Bandmaterials. Bei den Versuchen, mit fallender Schmelze zu gießen, ergab sich außerdem noch die Gefahr des Abreißens des nach unten austretenden erstarrten Stranges entlang der Erstarrungslinien im Walzenspalt. Die Fachwelt hat daher versucht, mit steigender Schmelze zu gießen. Zur Vermeidung der Blasen- und Lunkernbildung wurden dabei die unterschiedlichsten Zuführsysteme angewendet. Die Fachwelt ließ sich jedoch bei allen diesen Systemen von dem Gedanken leiten, eine mögliehst lange Kühlfläche entlang den Walzen sicherzustellen. Dabei ergab sich jedoch, daß entlang den Walzenoberflächen zwei erstarrte Bahnen gebildet wurden, die in den Walzenspalt aufeinander zugeführt und mit ihrer noch plastischen Innenseite »aufeinandergeklebt« wurden. Zwischen den beiden im Walzenspalt zu vereinigenden Bahnen enthaltenes flüssiges Material wurde nach hinten ausgequetscht. Dadurch ergab sich einmal die Gefahr einer ungenügenden Bindung, wenn die Schicht auf der Walzen-Oberfläche bereits in einer zu großen Stärke erstarrt war, und zum anderen ergab sich durch das ständige Zurückquetschen des flüssigen Materials eine Wirbelbildung in der Stranggießkammer.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, in dem Walzenspalt eine genau bestimmte Gestalt des sogenannten Gießlunkers und damit gleichbleibende Kräfteverhältnisse zu erzwingen.

Zu diesem Zweck kennzeichnet sich die neue Metallzuführung für eine Stranggießmaschine zum Gießen von Band- oder Plattenmaterial in einem Walzenspalt mit steigender Führung der Schmelze durch eine parallel zum Walzenspalt und in einem solchen Abstand unter diesem hegende Schlitzdüse, daß die zusammen mit der Schlitzdüse die Gießkammer bildenden Segmente der Walzen weniger als 20° des Walzenumfanges ausmachen, wobei die Wärmeabführung über die Walzen und die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen so abgestimmt sind, daß der Strang vor Einlaufen in den Walzenspalt durch seine ganze Stärke völlig erstarrt ist.

Vorzugsweise wird dabei ein Zuflußkasten verwen-Metallzuführung für eine Stranggießmaschine

Anmelder:

American Metal Climax, Inc.,

New York, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke und Dipl.-Ing. H. Agular,

Patentanwälte, München 27, Pienzenauer Str. 2

Als Erfinder benannt:

Joseph L. Hunter, Riverside, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 20. Juni 1955 (516 621) ■

det, der an dem einen Ende der Walzen angeordnet ist, dessen Öffnung durch Rohrstücke mit den Schlitzdüsen verbunden ist, und dem ein Überlauf in einer Ebene zugeordnet ist, die nur etwas höher als das Auslaßende der Schlitzdüse Hegt.

Es wurde gefunden, daß es für ein erfolgreiches Aufwärtsgießen des Metalls erforderlich ist, daß das mit den gekühlten Gießwalzen in Berührung stehende geschmolzene Metall auf einen verhältnismäßig schmalen Abschnitt der Walzenfläche begrenzt wird. Berührt das geschmolzene Metall die Walzenflächen auf einem größeren Abschnitt als 20° ihres Umfanges, dann entstehen Schwierigkeiten bei der einwandfreien Kühlung der Walzen. Es ist dabei möglich, daß die Metallmenge, die an den Walzenflächen erstarrt, ehe die Walzenflächen ihren Kleinstabstand erreichen, so groß ist, daß sich diese Metallmenge nicht durch den zwischen den Walzen vorhandenen Abstand hindurchbewegen kann, so daß ein Verklemmen der Gießvorrichtung erfolgt. Wird die Berührung des geschmolzenen Metalls auf eine Fläche von 5° bis 20° des Umfanges der Walzen begrenzt, dann kann das geschmolzene Metall kontinuierlich zum Erstarren gebracht werden, ehe die Stelle des kleinsten Abstandes zwischen den Walzen erreicht ist, so daß eine kontinuierliche sich nach oben bewegende Bahn des Gießmetalls erzeugt wird. Gleichzeitig werden alle Schwierigkeiten in bezug auf das Kühlen der Walzen und auch alle Schwierigkeiten vermieden, die dadurch entstehen, daß sich eine grö-

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ßere Menge an Metall in dem Walzenspalt zwischen den Walzen verfestigt als sich durch die Stelle kleinsten Abstandes zwischen den Walzen hindurchbewegen kann.

In den Zeichnungen ist

Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine Stranggießinaschine,

Fig. 2 ein vergrößerter Querschnitt durch die Walzen und die Düsenblöcke, wobei aus,dieser Figur zu sehen ist, in welcher Weise das Metall gegossen wird,

F i g. 3 ein Schnitt, aus dem die benachbarten Abschnitte der Walzen und der Düsenspitze zu sehen sind und außerdem zu sehen ist, wie das Metall aus der Düsenspitze ausfließt· und bei seinem Durchgang zwischen den Walzen erstarrt,

Fig. 4 ein Teilschnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3 eines die Kante des Gießmetalls formenden Endblockes,

F i g. 5 eine schaubildliche Teilansicht zweier sich ergänzender Düsenblöcke, und

Fig. 6 eine schaubildliche Teilansicht eines Stauoder Endblockes. .: . ' .

Die Stranggießmaschine weist in den Endrahmen der Maschine gelagerte Walzen 10 auf, von denen jede Walze ein Gehäuse 13 aus wärmeleitendem Ma- ²S terial, das über einen Walzenkern 14 paßt, hat. Die Oberfläche dieses Walzenkernes 14 hat mehrere Längsrinnen 15, deren Enden mit einer Ringnut 16 in Verbindung stehen, die von Radialkanälen 17 geschnitten wird. Jede Walze 10 hat eine Mittelbohrung 18, in die eine Rohrleitung 20 eingeschraubt ist.

Eine Tragschiene 30 erstreckt sich in Längsrichtung unter den Walzen 10 und ist in bezug auf den Spalt eingemittet, der zwischen benachbarten Seiten der Walzen 10 vorhanden ist. Die Tragschiene 30 kann mittels Hubeinrichtungen 31 lotrecht verstellt werden. Die Hubeinrichtungen 31 sind über Verbindungswellen 32 und 33 miteinander verbunden. Die Tragschiene 30 kann also in bezug auf die Walzen 10 gehoben oder gesenkt werden.

Der unterhalb der Walzen gelegene Abschnitt der Tragschiene 30 trägt eine Bodenplatte 34, an der Seitenplatten 35 befestigt sind, so daß eine Rinne entsteht, die sich in Längsrichtung der Walzen 10 erstreckt. Innerhalb dieser Rinne ist eine Reihe von Düsenblöcken 36 befestigt. Die Düsenblöcke bestehen aus keramischem Material, das solche Isoliereigenheiten hat und aus einem solchen Gefüge ist, daß es das im geschmolzenen Zustand befindliche, zu gießende Metall halten kann.

Die Düsenblöcke bilden komplementäre Paare, die längs einer Ebene geteilt sind, die senkrecht zu der durch die Achsen der Walzen 10 gelegten Ebene gerichtet ist. Die Düsenblöcke 36 können sich über die gesamte Länge der Walzen 10 erstrecken. Vorzugsweise werden jedoch die Düsenblöcke in verhältnismäßig kurze Abschnitte unterteilt, wie dies ausFig. 1 ersichtlich ist, um das Herstellen und das Auswechseln der Düsenblöcke zu erleichtern. Jedes komplementäre Paar von Düsenblöcken begrenzt einen waagerechten Durchlaß 37, dessen Seitenwände nach oben konvergieren, um eine verhältnismäßig schmale Schlitzdüse (Fig. 2, 3 und 5) zu bilden. Aus gegenüberliegenden Seiten der Schlitzdüse 38 ragen Vorsprünge 39 vor, die seitliche Träger für die oberen Abschnitte der Düsenblöcke 36 bilden, so daß auf diese Weise eine Schlitzdüse 38 von gleichbleibender Breite erhalten wird.

Die Seitenplatten 35 und die Düsenblöcke 36 weisen übereinanderliegende Keilnuten auf, in denen Keilschienen 34 α aufgenommen werden.

Die Außenflächen der Düsenblöcke 36 bilden oberhalb der Seitenplatten 35 konkave oder bogenförmige Seiten 40, die im wesentlichen mit der Krümmung der Walzen 10 gleichlaufen oder übereinstimmen. Die Düsenblöcke 36 ragen in den konvergierenden Raum zwischen den Walzen 10 bis zu einer Stelle, die nahe der durch die Walzenachsen gelegenen Ebene A (F i g. 3) reicht. Das Austrittsende der Schlitzdüse 38 ist daher verhältnismäßig dünn. Vorzugsweise wird das Austrittsende oder die Spitze der Schlitzdüse 38 abgerundet oder mit einer zu den Walzen 10 nach außen gerichteten "Abschrägung 41 (Fi g. 3) versehen.

Die Stellung der Düsenblöcke 36 und insbesondere der Düsenspitzen in bezug auf die Walzen 10 bildet ein wichtiges Kennzeichen der Erfindung, das später noch ausführlich erörtert wird.

Nahe den Stirnenden der Walzen 10 befinden sich Stirnblöcke oder Staublöcke 42, die ebenfalls aus keramischem Stoff bestehen. Die Stirnblöcke 42 haben dasselbe Profil wie ein komplementäres Paar der Düsenblöcke 36, d. h., die Seiten der Stirnblöcke 42 sind so geschweift, daß sie den zueinander weisenden Abschnitten der Walzen gleichen. Die Stirnblöcke 42 erstrecken sich oberhalb der Düsenblöcke 36 bis zu der den Walzenachsen gemeinsamen Ebenen. Die Zone zwischen den Stirnblöcken 42 und den zueinander weisenden und konvergierenden Abschnitten der Walzen sowie oberhalb der Düsenblöcke 36 bildet eine Gießkammer.

• Die über die Düsenblöcke 36 hinausragenden Endabschnitte der Stirnblöcke 42 haben eine Abschrägung 43 (Fig. 1, 4 und 5), die das Gießen der Kanten der zwischen den Walzen gegossenen Metallbahn C oder der Metallplatte erleichtert. Aufgabe und Arbeitsweise der Schrägflächen 43 wird später noch näher beschrieben.

Unter den Stirnblöcken 42 liegen Metallplatten 44, die ebenfalls bogenförmige Seiten aufweisen, die mit den zueinander weisenden gebogenen Flächen der Walzen gleichlaufen. Die Metallplatten 44 begrenzen die Aufwärtsbewegung des gesamten Düsenaufbaus und verhüten auf diese Weise das Zerkleinern der Düsenblöcke, insbesondere der Düsenspitzen. Die Metallplatten 44 begrenzen auch die gegenseitige Seitenbewegung der Walzen 10.

Die Tragschiene 30 durchsetzt einen der Endrahmen 1 und trägt eine der Bodenplatte 34 ähnliche Bodenplatte 45. Seitenplatten sind an der Bodenplatte 45 befestigt und bilden eine Rinne zur Aufnahme einer Gruppe von Röhrenblöcken 47 aus keramischem Stoff oder diesem keramischen Stoff ähnlichen Stoff. Die Röhrenblöcke 47 bilden einen Durchlaß 48, der mit dem Durchlaß 37 über Öffnungen in Verbindung steht, die in der dazwischen liegenden Stirnplatte 44 und dem Stirnblock 42 vorhanden sind. Diese öffnungen sind mit einer Buchse 49 aus keramischem Material ausgekleidet.

Auswärts von den Röhrenblöcken 47 befindet sich ein Zuflußkasten 50 aus keramischem Stoff, in dem das geschmolzene Metall eingegossen wird. Der Zuflußkasten 50 hat eine mit dem Durchlaß 48 in Verbindung stehende Öffnung 51. Der Zuflußkasten 50 hat ein Überlauf 52, dessen Höhe eingestellt werden kann, um das Aufrechterhalten eines Flüssigkeitsspiegels in einer Ebene B zu erleichtern, die Vorzugs-

weise zwischen der Düsenspitze und der durch die Achsen der Walzen 10 gelegten Ebenen liegt (F i g. 3).

Die Stranggießvorrichtung arbeitet in folgender Weise:

Zu Beginn des Arbeitens werden die Walzen 10 auf einen vorbestimmten Abstand eingestellt und die Tragschiene 30 wird so hoch gehoben, daß die Düsenblöcke 36 in Berührung mit den Walzen 10 stehen. Die Walzen werden in Drehung gesetzt und das Kühlmittel wird durch die Kühlmittelkanäle hindurchgeleitet.

Geschmolzenes Metall wird in den Zuflußkasten 50 gegossen, fließt dann in den Röhrenblöcken 47 und dem Durchlaß 37 nach oben in die Schlitzdüse 38 und füllt den oberhalb der Düsenspitzen zwischen den Walzen 10 und den Schrägflächen 43 der Stirnblöcke 42 befindlichen, die Gießkammer bildenden Raum aus. Beim Austritt des Metalls aus der Düsenspitze in den zwischen den Walzen befindlichen Raum bleibt das Metall ohne Rücksicht auf die Drehzahl der Walzen bis zu seiner beginnenden Erstarrung in der Gießkammer.

Bei Beginn der an der Ebene £ erfolgenden Erstarrung, die von der Kühlwirkung der Walzen verursacht wird, erfassen die Walzen das starre Metall C «5 und nehmen es mit sich. Drehen sich die Walzen zu langsam, so erstarrt das Metall schneller als es weggeleitet wird. Unter diesem Verhältnis erstarrt die gesamte oberhalb der Düsenspitze befindliche Metallmasse und außerdem erstarrt allmählich das Metall nach unten in die Düsenspitze hinein, so daß die gesamte Masse des Metalls einschließlich der Düsenspitze zwischen die Walzen gezogen und zwischen den Walzen zerkleinert wird.

Drehen sich dagegen die Walzen mit einer höheren Drehzahl als der günstigsten Drehzahl, so wird das Metali bei seinem Starrwerden weggefördert. Da das Metall jedoch schneller weggefördert wird als die Walzen das geschmolzene heiße Metall abkühlen können, befindet sich das zwischen den Walzen herausgeförderte Metall in einem »warmbrüchigen« Zustand. Infolge dieses warmbrüchigen Zustandes zerbröckelt und zerbricht das Metall, da es nicht genügend Festigkeit hat, um aus den Walzen herausgefördert zu werden. Das Metall liegt daher in der von den Oberflächen der Walzen geformten Fläche oberhalb der Ebene ^L Da die Oberflächen der Walzen nach oben divergieren und ständig nach oben und von dem Material wegbewegt werden, entstehen keine Schaden und das Material sammelt sich so lange, bis es entfernt wird. Dies kann von Hand erfolgen oder durch Verwendung zweckdienlicher Zangen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Metallzuführung für eine Stranggießmaschine zum Gießen von Band- oder Plattenmaterial in einem Walzenspalt mit steigender Führung der Schmelze, gekennzeichnet durch eine parallel zum Walzenspalt und in einem solchen Abstand unter diesem liegende Schlitzdüse (38), daß die zusammen mit der Schlitzdüse (38) die Gießkammer bildenden Segmente der Walzen (13) weniger als 20° des Walzenumfanges ausmachen, wobei die Wärmeabführung über die Walzen (13) und die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen (13) so abgestimmt sind, daß der Strang (C) vor Einlaufen in den Walzenspalt durch seine ganze Stärke völlig erstarrt ist.

2. Metallzuführung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zuflußkasten (50), der an dem einen Ende der Walzen (10) angeordnet ist, dessen Öffnung (51) durch Rohrstücke (47) mit den Schlitzdüsen (38) verbunden ist, und dem ein Überlauf (52) in einer Ebene zugeordnet ist, die nur etwas höher als das Auslaßende der Schlitzdüse (38) liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Aluminiumarchiv, Bd. 16,1940, S. 5 bis 17.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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