DE1809633C3 - Verfahren zur Herstellung einer gebogenen Durchlaufkokille für Kreisbogenstranggußmaschinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung einer gebogenen Durchlaufkokille für Kreisbogenstranggußmaschinen aus einem Rohrstück aus einem relativ leicht verformbaren, die Wärme gut leitenden Nichteisenmetall, insbesondere aus Kupfer.

Bekannt ist es bereits (CH-PS 3 45121), zum Stranggießen von Metallen, insbesondere von Eisen und Stahl, wassergekühlte Durchlaufkokillen zu benutzen, die es gestatten, dem gegossenen Metallstrang bereits in der Durchlaufkokille möglichst viel Wärme zu entziehen. Zur Vermeidung von baulich hohen Anlagen, die eine durchgehende Erstarrung des gegossenen Metallstranges bis zum Schneiden in Teilstücke sichert, ist man dazu übergegangen, den Strang bereits in der Kokille in Form eines Kreisringsegmentes zu gießen, wobei sich an die Kokille eine durch Stütz- und Führungswalzen gebildete entsprechende kreisbogenförmige Führungsbahn anschließt

Für diesen kontinuierlichen Strangguß benötigte Kokillen können ein oder mehrteilig sein, insbesondere bestehen sie aus Reinkupfer, das sich wegen seiner guten Wärmeleitfähigkeit bewährt hat Für Hochleistungskokillen, vor allem für kleine und mittlere Stranggußquerschnitte, hat man auch schon Kupfer mit bestimmten Zusätzen, die eine Ausscheidungshärtung unter Beibehaltung einer hohen Leitfähigkeit bewirken, verwendet

Einteilige Kokillen für den Strangguß konnten auch bereits durch Kaltziehen hergestellt werden (»Handbuch des Stranggießens«, Düsseldorf 58, S. 395). Wenn auch hier besonders dichte und glatte Oberflächen erreicht werden können, ist dieses bekannte Kaltziehverfahren nicht für die Herstellung von gebogenen Kokillen geeignet, die sich im Laufe der Stranggußentwicklung im Zusammenhang mit entsprechenden Kreisbogenstranggußmaschinen als am vorteilhaftesten und wirtschaftlichsten erwiesen haben.

Zur Anpassung der Kokillen an diese wirtschaftlichen, kontinuierlich arbeitenden Kreisbogenstranggußmaschinen mußten deshalb Verfahren zur Herstellung solcher Kokillen entwickelt werden, die sich, abgesehen von der entsprechenden Kreisbogenform, durch hohe mechanische Festigkeit und damit Standfestigkeit sowie Maßhaltigkeit auszeichnen.

Mait ist deshalb zunächst von Kupferrohren ausgegangen, die mit den unterschiedlichsten Füllstoffen zur Gewährleistung eines Mindestquerschnittes gefüllt und anschließend mittels einer geeigneten Vorrichtung in

ίο die Kreisbogenform gebogen wurden. Diese Herstellungsart führt jedoch zwangsläufig dazu, daß durch das Stauchen der inneren und das Strecken der äußeren Faser des Rohres der Querschnitt des Rohres verändert wird, so daß sich beispielsweise die bekannte Trapezform der Kokille ergibt Darüberhinaus läßt sich auf diese Weise auch nicht die in Anpassung an die wirtschaftliche Stahlstranggußentwicklung unbedingt erforderliche Maßgenauigkeit sowohl im Rohrquerschnitt wie in der linearen Abweichung von etwa ±0,1 mm, bezogen auf eine Länge von 700 bis 800 mm, erreichen. Hinzu kommt als weiterer Nachteil, daß das Rohr zum Biegen nur eine verhältnismäßig geringe Härte aufzuweisen hat, während von der fertigen Kokille eine weitaus größere Härte, nämlich von etwa 70 bis 90 hbar, gefordert wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von Kokillen für Kreisbogen.nranggußmaschinen wirtschaftlich zu gestalten und dafür zu sorgen, daß die hergestellten Kokillen voll den gestellten Forderungen genügen.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß in ein gerades Rohrstück ein die Innen-Endmaße und -form der herzustellenden Kokille aufweisender gebogener Dorn eingedrückt wird, dessen äußere Abmessungen nur um ein weniges geringer als die Innenabmessungen des Rohrstückes sind, wodurch das Rohrstück den Dornabmessungen entsprechend vorgeformt wird, daß anschließend Rohrstück und Dorn gemeinsam durch eine Matrize hindurchgedrückt werden, um die Innenflächen des Rohrstückes dicht auf den Dorn aufzupressen, und daß schließlich der Dorn aus dem Rohrstück wieder herausgedrückt wird. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung von Kokillen, die sich durch eine besonders hohe Maßhaltigkeit, durch eine hohe Oberflächengüte sowie eine für die Verwendung im Stahlstrangguß ausreichende Härte auszeichnen. Diese Eigenschaften lassen sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unabhängig davon erreichen, ob es sich bei der herzustellenden Kokille um eine solche mit oder ohne Flansch, eine konisch, teilkonisch oder mehrfach konisch verlaufende gebogene Ausführungen handelt Wesentlich ist in jedem Fall die erzielbare Qualität im Querschnitt rechteckiger, quadratischer oder polygoner gebogener Rohre als Kokillenkörper.

Bekannt sind aus der allgemeinen Halbzeugherstellung Verarbeitungsverfahren von beidseitig offenen rohrförmigen Gebilden, bei denen z. B. für die Herstellung von Rohrkrümmern Rohre über Stopfen gezogen werden. (DE-PS 5 70 251, 4 45 074). Auf diese Weise lassen sich zwar die unterschiedlichsten Krümmungsradien erreichen, maßhaltige und über die gesamte Länge im Querschnitt gleichmäßige Kokillen sind jedoch so nicht herstellbar. Auch Konizitäten im Rohrverlauf sind beim Ziehen über einen Stopfen nicht möglich.

Bekannt ist ferner ein Tiefziehstreckprozeß (US-PS 25 60 822), bei dem aus dünnen Blechen in mehreren

Stufen Rohrkrümmer hergestellt werden. Die bei einem solchen Tiefziehvorgang auftretenden bekannten Fehler, wie Ungleichmäßigkeit«! in der Gefügestruktur, ungleichmäßige Wanddicken sowie Faltenbildungen lassen den Einsatz dieses bekannten Verfahrens für die Kokillenherstellung ebenfalls nicht zu.

Werden dagegen, wie ebenfalls flblicti und bekannt (DE-PS 5 61 073, US-PS 33 27 513, Eisenhütte, 5. Auflage, 1961, S. 1122) zum Ziehen von Rohrstücken Dornstangen verwendet, dann lassen sich zwar weitgehend maßgerechte Produkte herstellen, diese sind jedoch über ihre gesamte Länge gerade, ein Einsatz solcher Rohre als Kreisbogenkokillen ist deshalb nicht möglich. Im übrigen dienen gerade so hergestellte gerade Rohrstücke die bereits eine gewisse Härte aufweisen, als Ausgangsprodukte für die Herstellung von Kreisbogenkokillen entsprechend der Erfindung, wobei insbesondere das gezogene Material die für den Einsatz im Stahlstrangguß noch notwendige mechanische Festigkeit erhält

Bekanntlich (»Stahl und Eisen«, 1961, .Nr. 2, S. 111 ff.) hat die Erfahrung bei der Entwicklung des Stahlstranggusses gezeigt, daß es zur Steigerung der Gießgeschwindigkeit auf einen engen Kontakt zwischen Kokillenwandung und Strang ankommt Aus diesem Grunde wird immer häufiger die Forderung nach einer Kokille mit konischem, teilkonischem oder mehrfach konischem Verlauf gestellt Auch diese Möglichkeit ist bei dem Verfahren nach der Erfindung gegeben. In Durchführung der Erfindung wird nämlich in das gerade Rohrstück ein entsprechend konisch vorgeformter und gebogener Dorn eingedrückt

Nach der Erfindung sind die äußeren Abmessungen des Domes so gewählt, daß sie nur um ein weniges geringer als die Innenabmessungen des Rohrstückes sind. Das hierdurch bedingte Einpressen des Domes in das metallische Rohr und das anschließende Kaltverformen beim Aufbringen des Rohres auf den eine hohe Oberflächengüte aufweisenden Dorn bedingt eine wesentliche Erhöhung der mechanischen Festigkeit der herzustellenden Kokille. Der Dorn weist zu diesem Zweck in Weiterführung der Erfindung neben der hohen Oberflächengüte auch eine hohe Härte auf.

Die Erfindung sei anhand des in den Fig. 1 bis 7 dargestellten Ausfuhrungsbeispiels näher erläutert

Zunächst wird das beispielsweise vom Rohrzug hergestellte blank gezogene, gerade Kupferrohr 1 mit einer Brinellhärte von etwa 30 bis 35iibar auf die Kokillenlänge unter Berücksichtigung einer Bearbeitungszugabe zugeschnitten. Anschließend wird ein nach den Innenmaßen der fertigen Kokille hergestellter hart verchromter Dorn 2, der entsprechend der Krümmung der Kreisbogen-Stranggußmaschine verformt ist, in seiner ganzen Länge in das Rohr 1 eingepreßt Hierdurch nimmt das Kupferrohr 1 zwangsläufig zunächst in seinem Innern etwa die Form des Domes an, so daß sich die in der F i g. 2 dargestellte Anordnung ergibt Diese aus dem Dom und dem Kupferrohr bestehende Anordnung wird nun, wie in der Fig.3 dargestellt, durch den Druckring 3 hindurchgepreßt, so daß das Rohr dicht auf die Oberfläche des Domes aufgebracht wird. Diese Kaltverformung des Kupferrohres bedingt eine unbedingte Maßhaltigkeit des Rohres sowie eine Erhöhung der Brinellhärte von der ursprünglichen auf etwa 70 bis 90 hbar.

Zum Entfernen des Domes 2 aus dem in der F i g. 4 angedeuteten maßhaltigen und mit einer hohen Härte ausgestatteten Kupferrohr 1 dient, wie in der Fig.5 veranschaulicht, die Rohrgegenlage 4; an der sich beim Herausdrücken des Domes 2 aus dem Rohr 1 dieses Rohr abstützen kann. Nach dem Durchtreten des Domes 2 durch die Rohrgegenlage 4, wie in Fig.6 veranschaulicht, ergibt sich die in der F i g. 7 schematisch angedeutete Kreisbogenkokille. Bei konisch ausgebildeten Kokillen erfolgt das Herausdrücken des Domes 2 aus dem Kupferrohr 1 selbstverständlich in entgegengesetzter Richtung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer gebogenen Durchlaufkokille für Kreisbogenstranggußmaschinen aus einem Rohrstück aus einem relativ leicht verformbaren, die Wärme gut leitenden Nichteisenmetall, insbesondere aus Kupfer, dadurch gekennzeichnet, daß in ein gerades Rohrstück ein die Innen-Endmaße und -form der herzustellenden Kokille aufweisender gebogener Dorn eingedrückt wird, dessen äußere Abmessungen nur um ein weniges geringer als die Innenabmessungen des Rohrstückes sind, wodurch das Rohrstück den Dornabmessungen entsprechend vorgeformt wird, daß anschließend Rohrstück und Dorn gemeinsam durch eine Matrize hindurchgedrückt werden, um die Innenflächen des Rohrstückes dicht auf den Dorn aufzupressen und daß schließlich der Dorn aus dem Rohstück wieder herausgedrückt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein konisch vorgeformter und gebogener Dorn verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dorn mit hoher Oberflächengüte und -härte verwendet wird.