DE1250973B - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B22d

Deutsche KL: 31 b2-11/12

Nummer: 1 250 973

Aktenzeichen: M 56686 VI a/31 b2

Anmeldetag: 3. Mai 1963

Auslegetag: 28. September 1967

Die Erfindung betrifft ein Stranggießverfahren für das Gießen von Eisenwerkstoffen, bei dem der Strang aus der Kokille durch einen gekrümmten Rollenkäfig ausgeführt wird und das Richten des Stranges bereits im Bereich des teilerstarrten Stranges beginnt. Sie besteht darin, daß der Richtprozeß im Bereich des teilerstarrten Stranges derart stufenweise unterteilt erfolgt, daß die aneinander anschließenden Kurveribögen verschieden große Radien aufweisen. Dabei können die einzelnen Richtstufen eine unterschiedliehe Größe haben.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht erfindungsgemäß darin, daß die Strangführungsbahn aus mehreren kontinuierlich ineinander übergehenden Kreisbogensegmenten zunehmender oder ab- und zunehmender Radien besteht. Dabei ist die Gesamtlänge des Rollenkäfigs über die Kurvenbahn hinaus bis in die Gerade hinein der größtmöglichen Strangsumpflänge angepaßt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Transportwalzen erst nach Auslauf des Stranges in die Waagerechte angeordnet, vorzugsweise an oder hinter der Stelle, von der ab der Strang bis in den Kern erstarrt ist. Die Stützrollen sind alle oder zum Teil zwecks Entlastung der Transportwalzen antreibbar (USA.-Patentschrift 2 284 503).

Es ist bekannt, zur Erzeugung von Metallsträngen im Stranggießverfahren gerade, glatte Kokillen zu verwenden, den erzeugten Strang innerhalb der Anlage durch Verformen seitlich auszuführen und den Strang nach Erreichen der Waagerechten wieder zu richten (USA.-Patentschrift 2 698 476).

Es ist ferner bekannt, auf Stranggießanlagen zum Vergießen von Stahl und Metallen durch Verwendung von kreisförmig gebogenen Kokillen ebensolche Stränge zu erzeugen. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, derart erzeugte Stränge etwa nach Durchlaufen eines Viertelkreises in die Gerade zurückzubiegen. Diese Verfahren der Praxis anzupassen heißt, das Biegen bzw. das Zurückbiegen (nachstehend auch Verformung genannt) der Stränge aus Qualitätsgründen erst dann vorzunehmen, wenn der Strangkern völlig erstarrt ist.

Es ist auch aus der deutschen Patentschrift 902 304 ein Gieß-Walzverfahren bekannt, bei dem der gegossene Strang nach Durchlaufen einer Gieß- und Erstarrungsstrecke Walzen zugeführt wird, die zur Bewegung, Formänderung und zum Biegen des gegossenen Stranges dienen. Das Biegen unter gleichzeitiger Formänderung wird also an einer Stelle vorgenommen, an der der Strang bereits durchgehend erstarrt ist.

Stranggießverfahren für das Gießen von
Eisenwerkstoffen

Anmelder:

Mannesmann Aktiengesellschaft,.

Düsseldorf, Mannesmannufer 1 b

Als Erfinder benannt:
Dr.-Ing. Adolf Bungeroth,
Hans Schrewe, Duisburg

Aus den französischen Patentschriften 1 306 444 und 1 306 367 ist es schließlich bekannt, einen in einer geraden Kokille erzeugten Strang nach Durchlaufen einer Kühlstrecke unterhalb dieser Kühlstrecke in mehreren Stufen unterteilt abzubiegen. Während das Biegen noch teilweise im Bereich des flüssigen Kernes erfolgt, findet das Richten in einer Stufe in einem Teil des Stranges statt, in dem er bereits durchgehend erstarrt ist. Diese Arbeitsweise bringt zwar eine gewisse Verringerung der Bauhöhe gegenüber den Biege-Richt-Anlagen mit sich, bei denen das Biegen und das Richten jeweils in einer Stufe und im Bereich des durchgehend erstarrten Stranges erfolgt. Aber auch diese Anlage ist immer noch mit dem Nachteil einer zu großen Bauhöhe behaftet, so daß sich keine universelle Anwendungsmöglichkeit ergibt.

Bei der Auslegung solcher Anlagen ist die Bauhöhe und der Gießradius durch die Erstarrungszeit und Gießgeschwindigkeit des zu vergießenden Querschnitts gegeben. Die Transportrollen, Trennmaschinen und Richtmaschinen liegen in diesem Falle vorzugsweise an einer Stelle, die bei keinem Querschnitt und bei keiner möglichen Gießgeschwindigkeit vom flüssigen Kern erreicht wird. Bei Anlagen, insbesondere zum kreisförmigen Gießen, nachfolgend stets Bogengießanlage genannt, die durch Wahl eines kleineren Gießradius so ausgelegt sind, daß der flüssige Kern während des Gießens den Viertelkreis überschreitet und in die Waagerechte wandert, sind die Transportwalzen und Trenngeräte ebenfalls erst dort angeordnet, wo der Strang völlig erstarrt ist. Die Richtmaschinen jedoch üben ihren Verformungsdruck bereits auf einen Strangquerschnitt aus, der noch nicht völlig erstarrt ist. Der Erstarrungsvorgang wird dadurch fortlaufend über

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den ganzen Strang gestört. Da die Verformung im alle nachfolgenden Darlegungen des erfmdungsteilerstarrten Zustand ein verträgliches Maß über- gemäßen Verfahrens für die jeweils tatsächliche Lage schreitet, kommt es zu Kernungänzen in Form von von neutraler und kritisch deformierter Strangfaser. Rissen. Begünstigt wird diese Erscheinung noch da- Ein in einer geraden Kokille gegossener und eine durch, daß beim Übergang beispielsweise eines kreis- 5 völlig gerade Erstarrungsstrecke durchlaufender bogenförmig gegossenen Stranges von der Kreislinie Strang erleidet hierbei selbstverständlich keinerlei in die Gerade die ausgeübten Verformungskräfte in Deformationen. Gleiches gilt auch für in Kreisbogeneiner sehr kurzen Zone des Stranges wirksam wer- kokillen gegossene Stränge, die einen kreisbogenden, d. h. die notwendige Rückbiegung des Stranges förmigen Erstarrungsweg mit gleichem Radius durchwird in ihrem ganzen Betrag plötzlich, praktisch in io wandern. Deformationen entstehen erst während des einer Querschnittsebene, wirksam. Es ist auch für Biegens beim Übergang von der Geraden in den Strangbiegeanlagen bekannt, also für Stranggieß- Kreisbogen und umgekehrt beim Richten desselben anlagen, bei denen das Metall in gerade, glatte Stranges sowie beim Übergang von einem Kreisbogen Kokillen gegossen und der Strang durch Biegen seit- mit bestimmtem Radius in andere Kreisbögen mit lieh aus der Anlage ausgeführt wird, die Transport- 15 abweichenden Radien.

rollen im Bereich der Sumpfspitze des Stranges an- "Die Materialverformungen beschränken sich —

zuordnen. In diesem Falle soll der Verformungsgrad bei guter Strangführung durch einen Rollenkäfig mit

beim Biegen dadurch gering gehalten werden, daß enger Rollenteilung — jeweils auf nur eine kurze

der Bicgcradiiiii den 30fachen Strangdurchmesser Deformationszone, die in Beziehung zum gegen-

nicht unterschreitet. Diese Maßnahme läßt sich aber 20 seitigen Abstand der Käfigrollenpaare steht Die Be-

nur durch die Anwendung sehr großer Biegeradien schränkungen auf kurze Deformationszonen sind

verwirklichen und führt dementsprechend zu großen grundsätzlich ermöglicht durch die relativ langsamen

Bauhöhen. Darüber hinaus ist diese Verfahrensweise Strangwandergeschwindigkeiten bei hohen Rekristalli-

nicht auf alle Stahlqualitäten anwendbar. sationsgeschwindigkeiten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, 25 Bei dieser Sachlage ist es möglich, selbst bei die Entstehung von Rissen im Strang durch ge- dicken Strängen — in der Bogengießkokille gegossen eignete Maßnahmen zu vermeiden unter gleichzeitiger — zunächst von einem kleinen Kreisbogen auszu-Erzielung außergewöhnlich niedriger Bauhöhen und gehen, der bei einem unmittelbaren Übergang in die Lösungen baulicher Art für alle in Frage kommen- Gerade ohne Zwischenstufen zu einer hohen den Strangquerschnitte zu geben und die Verwen- 30 materialschädigenden Verformung führen würde, dung aufwendiger Richtmaschinen und -rollgänge zu Diese Schädigungen können jedoch durch stufenvermeiden, weise Übergänge in Kreisbogensegmente mit von Fall

Die Lösung erfolgt durch die eingangs gekenn- zu Fall größer werdenden Radien und demzufolge zeichneten neuen Verfahren und Vorrichtungen. Die mit jeweils nur geringen Einzeldeformationen verVerformung beginnt also schon im Bereich des 35 mieden werden. Auf diese Weise ist es erfindungsflüssigen Kernes und insbesondere bei Bogengieß- gemäß möglich, selbst dicke Stränge aus der Vertikaanlagen schon im Viertelbogenbereich, und zwar der- len oder aus einer gewissen Schrägstellung heraus in art, daß die Rollen des Stützkäfigs nicht auf einem die Horizontale oder auch Schräge innerhalb einer einzigen Kreisbogen gleichbleibenden Radius liegen. bisher ungewöhnlich kurzen Kurvenbahn unter ersondern auf einer Kurve, die sich aus einzelnen 40 heblichen Einsparungen an Raum bzw. Bauhöhe Kreisbogensegmenten zusammensetzt, deren Radien umzuführen.

sich stufenweise gesetzmäßig vergrößern oder ver- Die Figur zeigt ein Beispiel des Entstehungskieinern, etwa in Art eines Ellipsenabschnitts, einer Schemas einer solchen Ellipsen-Strangbahn. Der zuParabel od. dgl. Bei Bogengießanlagen ist die Wahl nächst mit einem relativ sehr kleinen Krümmungsder anschließenden Radien natürlich abhängig von 45 radius gegossene bogenförmige Strang durchläuft das dem Radius, der die Kokillenform kennzeichnet. Die Kreissegment a-b ohne Deformationen. Die Punkte α jeweilige Verformung (Streckung oder Stauchung) und b sind vom Kreismittelpunkt 1 gleich weit entsoll dabei einen gewissen unschädlichen Einzelbetrag fernt. An b schließt sich dann der Kreisbogen b-c an nicht überschreiten. Durch eine größere Zahl ge- mit einem größeren Radius mit dem Mittelpunkt 2, ringer Einzelverformungen wird dann die Gesamt- 50 der auf der Verlängerung von fc-1 liegt. Nach dem verformung des Stranges in die Waagerechte inner- gleichen Verfahren werden weiterhin die jeweils halb eines ausgedehnten weiten Bereiches vorge- flacher werdenden Kreissegmente c-d und d~e mit nommen und alle Kernschädigungen trotz noch nicht den Kreismittelpunkten 3 und 4 angeschlossen, wobeendeter Erstarrung sicher vermieden. Der Grad nach der Strang dann gerade weiterläuft, /. Hätte der Einzelverformung sollte vorzugsweise. in allen 55 man den Krummstrang mit dem Mittelpunkt 1 direkt Einzelstufen gleich groß sein, kann jedoch auch in die Horizontale auslaufen lassen, wären an diesem unterschiedliche Werte aufweisen. Übergang die Richtdeformationen viermal größer ge-

Zur Erläuterung der Erfindung sei noch folgendes worden als jetzt die vier einzelnen Teildeformationen

dargelegt: in den Bereichen um die Punkte b, c, d und e.

Die Deformation eines Stranges beim Biegen oder 60 Will man keine kreisbogenförmige Kokille ver-Richten erfolgt bekanntlich durch Dehnung bzw. wenden und wie bisher eine gerade Gießform einStauchung der größtdeformierten Strangfaser gegen- setzen, besteht die Möglichkeit, in gleicher Weise — über der längenkonstanten neutralen Faser. Sie kann jedoch zunächst in umgekehrter Reihenfolge — den in Prozenten der Längenänderung ausgedrückt wer- Strang stufenweise auf eine Krümmung von nur den. Wenn auch nachfolgend vereinfacht ange- 65 3,0 m zu bringen, um dann anschließend gegebenennommen wird, daß die neutrale Faser — selbst bei falls unter Einschaltung einer verformungslosen, nur teilerstarrten Strängen — in der Strangachse und Strecke genauso zu verfahren, wie im vorangegangedie stärkstdeformierte Faser ganz außen liegt, gelten nen Beispiel dargelegt.

Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Verformung nicht durch angetriebene Biegebzw. Richtrollen vorzunehmen, sondern den Strang grundsätzlich durch das entsprechend einstellbare Stiitzrollenkorsett hindurchzuziehen, dessen Rollen zwar auch angetrieben sein können, jedoch hierbei lediglich unterstützende Zugkräfte auf den Strang ausüben, der überwiegend von den eigentlichen Transportrollen bewegt wird. Ferner ist es möglich, daß die angetriebenen Stützrollen (Käfigrollen) in an sich bekannter Weise die Funktion der Transportrollen übernehmen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Stranggießverfahren für das Gießen von Eisenwerkstoffen, bei dem der Strang aus der Kokille durch einen gekrümmten Rollenkäfig ausgeführt wird und das Richten des Stranges bereits im Bereich des teüerstarrten Stranges beginnt, dadurch gekennzeichnet, daß der Richtprozeß im Bereich des teüerstarrten Stranges derart stufenweise unterteilt erfolgt, daß die aneinander anschließenden Kurvenbögen verschieden große Radien aufweisen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine unterschiedliche Größe der Richtstufen.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtstrecke der Strangführungsbahn aus mehreren kontinuierlich ineinander übergehenden Kreisbogensegmenten zunehmender (Figur) Radien besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtlänge des Rollenkäfigs — über die Kurvenbahn hinaus bis in die Gerade hinein — der größtmöglichen Strangsumpflänge angepaßt ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportwalzen erst nach Auslauf des Stranges in die Waagerechte angeordnet sind, vorzugsweise an oder hinter der Stelle, von der ab der Strang bis in den Kern erstarrt ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrollen alle oder zum Teil zwecks Entlastung der Transportwalzen antreibbar sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3, 4 und 6, gekennzeichnet durch angetriebene Stützrollen für den Strangtransport.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 902 304;
französische Patentschriften Nr. 1 306 444,
306 367;

USA.-Patentschriften Nr. 2 284 503, 2 698 476;
»Neue Hütte«, 8 (1963), S. 51 bis 56.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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