DE1816868A1 - Verfahren und Durchlaufkammer zum Behandeln von Metallstraengen,insbesondere Stahl-Giessstraengen,beim Giesswalzen - Google Patents

Description

• Verfahren und Durchlaufkammer zum Behandeln von Metallsträngen, insbesondere Stahl-Gießsträngen, beim Gießwalzen Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Verfahren und einer besonders günstigen Durchlaufkammer zum Ausüben des Verfahrens zum Behandeln von etallsträngen, insbesondere Stahl-Gießsträngen beim Gießwalzen, deren Temperatur gesteuert abgesenkt und gegebenenfalls reguliert werden muß.
• Vtit dem Vorschlag, den noch warmen Strang aus der Gießhitze heraus zu walzen, um eine Erwärmung im Stoßofen einzelner Knüppel und eine ganze Knüppelstraße zu sparen, traten beim Gießwalzen Probleme auf, die vom konventionellen Walzen her unbekannt sind. Kühlt sich bei Chargen wachsender Tonnenzahl wegen des länger dauernden Abgießens schon das Gießmetall in der Pfanne nach und nach ab, so trifft dies weiter auch auf den Strang selbst zu, der die Durchlaufgießform verläßt und danach in der Zweitkühlstrecke immer mehr zum Erstarren gebracht wird. In der Regel hängt die Schwierigkeit der Aufgabe mit dem für die Weiterverarbeitung oft geforderten Rechteck- oder Qwdratquerschnitt zusammen. Die Wärme aus. dem Innern strömt naturgemäß dort schneller ab, wo die Oberfläche im Verhältnis zur dahinterliegenden Querschnittsfläche besonders groß ist. Dies trifft auf die Ecken eines Rechteckes oder eines Quadrates zu. Polygonale Querschnitte kühlen deshalb an den Ecken schneller ab, als im Innern und an den übrigen Seitenabschnitten. Es ist bekannt,einen für die Walzverformung stark abgekühlten Gießstrang durch einen Salzbadofen zu leiten. Im eingetauchten Zustand kann der Vorzug einer genau einstellbaren Temperatur gegeben sein. Die Angleichung an die Badtemperatur kann Jedoch nur durch längeres Verweilen im Bad erfolgen, demnach benötigt das Bad eine größere Länge. Auch ist nicht bekannt geworden, wie die Abdichtung des Strangeintritts gelöst ist, ohne den Strang zu biegen und eine Schlinge bilden zu müssen.
• Derartig große Schwierigkeiten liegen bei einer anderen bekannten Lösung nicht vor. Diese besteht allerdings aus einer weitaus einfacheren Isolierröhre, die der Strang durchläuft und auf deren Länge können weder Kühlung noch Erwärmung stattfinden. Eine Steuerung bzw. eine Regelung ist demnach nicht möglich, so daß der Strang mehr oder weniger sich selber überlassen bleibt.
• Nach einem weiteren bekannten Vorschlag können auch noch Gasbrenner mit ihren Düsen durch die Isolierröhre geführt werden.
• Die Beaufschlagung der Flammen könnte allenfalls. bei großer Stranggeschwindigkeit zu einer Vergleichmäßigung der Temperaturen führen. So zeigt sich die örtliche Aufheizung eher ungünstig. Im übrigen führen die Gas flammen unverbrannte Bestandteile mit sich, die in die Oberfläche des Stranges einzudringen vermögen und zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Eisenbegleiter in äußeren Zonen Anlaß geben.
• Die Steuerung der Temperatur erweist sich nach dem Stand der Technik unvollkommen, nach den einzelnen Vorschlägen nur bedingt praktisch durchführbar und nicht frei von unangenehmen Begleiterscheinungen.
• Die vorliegende Erfindung verfolgt den Zweck diese Mängel zu beseitigen und setzt sich im Speziellen zum Ziel, unter Verzicht auf eine Fremdheizung einen gesteuerten Temperaturausgleich zu erreichen.
• Die Erfindung lehrt hierzu, daß in heißen Zonen des Stranges Strahlungswärme aufgefangen, die an kühleren Stellen wieder dem Strang zwecks Wiederaufheizung oder Temperaturausgleich zugeführt wird. Danach bedient man sich einer berührungsfreien Methode, Wärme vom Strang aufzunehmen und wieder an denselben abzugeben. Je größer das Wärmegefälle gewählt ist, desto geringer treten Verluste auf.
• Nach der weiteren Erfindung wird die abstrahlende Wärme der Seitenmitten des Strangquerschnittes zum Beheizen der im Bereich der Kanten liegenden Flächen ausgenutzt. Während nach dem allgemeinen Erfindungsvorschlag in Längsrichtung eine Wärmeübertragung vorgenommen werden kann, dient die Verbesserung zum Temperaturausgleich über den Querschnitt.-Die Durchlaufkammer zum Ausüben des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß a der Innenseite der Wände eine Spiegelschicht für Wärmestrahlen vorgesehen ist. Die Spiegeischicht kann durch Glätten des Wandwerkstoffes erzeugt werden.
• Nach einem zusätzlichen Vorschlag ist die Spiegelschicht mit Hilfe polierter metallischer und/qder nichtmetallischer Sttffe gebildet.
• Die Intensität der Strahlung und damit eine Regulierbarkeit ergibt sich nach einem anderen Merkmal der Erfindung durch einzelne oder paarweise im Abstand zu Strangflächen einstellbare Wandteile.
• Zum Schutz der Spiegelschicht kann es zweckmäßig sein, eine übermäßige Erhitzung zu vermeiden. Die Erfindung löst dieses Problem dadurch, daß die Wandteile mehrschichtig mit zw-ischenliegenden Isolierschichten und/oder von augen geRAhlt sind Die Durchlaufkammer kann zweckbedingt nicht beliebiger Querschnittsform sein, wenn man genaue Ablenkung der Wärmestrahlen erreichen will. Die Kammer-Querschnittsform soll deshalb dem Quersßhnitt desGießstran,ges angepaßt sein oder es sollen winklig, konkav, konvex verlaufende Reflexionsflächen zur Umlenkung der Wärmestrahlen herangezogen sein.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Durchlaufkammer schematisch dargestellt und im folgenden näher erläutert: Fig. 1 stellt eine vereinfachte Seitenansicht einer Bogenstranggießanlage dar, Fig. 2 gibt den Querschnitt von Strang und Durchlaufkammer wieder, Fig. 3 ist eine andere Querschnittsausführung der Durchlaufkammer.
• Fig. 4 zeigt ein weitereSeßpiel im Schnitt wie die Figuren 2 und 3.
• Fig. 5 ist im Prinzip eine Darstellung des Wärmetransportes von einer Stelle an eine entfernt liegende.
• In Figur 1 verläßt der gebildete Gießstrang 1 die Durchlaufgießform 2 und wird von Stützwalzen 3 im Bogen 4 geführt. Die erfindungsgemäßen Durchlaufkammern 5 liegen gegen Bogenausgang, wo sich bereits stärker unterschiedlichere Temperaturen über den Strangquerschnitt einstellen. Im Beginn der Horizontalen befindet sich das erste Verformungswalzenpaar 6. Zwischen diesen Horizontalwalzen 6 und nachfolgenden Vertikalwalzen 7 ist eine ebensolche Durchlaufkammer 5 vorgesehen.
• Aus Figur 2 gehen Aufbau und Wirkungsweise der Durchlaufkammer 5 hervor. Der Gießstrang 1 weist einen quadratischen Querschnitt 8 auf. Eingezeichnet in diesen liegt der Inkreis 9.
• Er umschreibt eine Fläche, deren zugehörige Strangoberfläche verhältnisgleich zum Warmeinhalt ist. Die im Gießstrang 1 gespeicherte Wärme wird deshalb an den Ecken 10 durch deren grössere Oberfläche schneller abgeführt, so daß diese "erkalten während die Seitenmitten 11 noch "warm" sind. Einen Temperaturausgleich erzeugt die Spiegelschicht 12 auf der Innenseite der Durchlaufkmner 5.
• Gemäß Figur 3 verläuft die Spiegelschicht 12 nicht mehr parallel zum Gießstrang 1 wie in Figur 2, sondern winklig mit Winkelecken 13. Eine Wellenstrahlungl4 aus der Seitenmitte 11 bricht sich in Richtung 15 und wird auf dem Weg 16 wieder auf die Gießstrangquerschnittsecken 10 gelenkt. So gelingt ein stetiger Transport der Wärme rund um den Querschnitt 8 des Gießstranges 1, bis sich ein gewisser Temperaturausgleich einstellt, so daß weiterer Wärmemengentransport nicht mehr erforderlich wird.
• Nach Figur 4 weist die Spiegelschicht 12 winklige Ecken 13 und konkave Ecken 17 auf. Die konkave Gestaltung führt zu einer Bündelung und Einschnürung aller reflektierten Strahlen, die nur noch in die Ecken 10 des Gießstranges 1 konzentriert werden.
• Dies-er Zusammenhang ist in Figur 5 größer dargestellt, wobei eine einzige-Ecke 10 des Gießstranges 1 betrachtet wird.
• Die Spiegelschicht 12 verläuft von der Querschnittsseitenmitte 11 aus zunächst winklig (13), dann parallel (18) zum Gießstrang-Querschnitt 8 um dann eine konvexe Form (17) anzunehmen. Diese Form ist symmetrisch zu einer der Querschnitts-Diagonalen entsprechend einem vorliegenden Strangquerschnitt. Als Beispiel sind Strahlengänge 19 und 20 eingezeichnet, die die Konzentration der Wärmestrahlen in den Eckräumen 21 erklären.
• In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift 942 262 (Gral) Radex-Rundschau 1967, eft 1, Seiten 429 ff (Böhler) Deutsche Patentschrift 1 202 94ll (Schloemann)

Claims (7)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zum Behandeln von Metallsträngen, insbesondere Stahl,-Gießsträngen, beim Gießwalzen, deren Temperatur gesteuert abgesenkt und gegebenenfalls reguliert werden muß, dadurch gekennzeichnet, daß in heißen Zonen des Stranges Strahlungswärme aufgefangen, die an kühleren Steilen wieder dem Strang zwecks Wiederaufheizung oder Temperaturausgleich zugeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die abstrahlende Wärme der Seitenmitten des Strangquerschnittes zum Beheizen der im Bereich der Kanten liegenden Flächen ausgenutzt wird.
3. 3. Durchlaufkammer zum Ausüben des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite der Wände eine Spiegelschicht für WErmestrahlen vorgesehen ist.
4. 4. Durchlaufkammer nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelschicht (12) mit Hilfe polierter metallischer undhier nichtmetallischer Stoffe gebildet ist.
5. 5. Durchlaflfkammer nach den Ansprüchen 3 und 4 gekennzeichnet durch einzelne oder paarweise im Abstand zu Stranglaufflächen einstellbare Wandteile.
6. 6. Durchlaufkammer nach den Ansprechen 3 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Wandteile mehrschichtig mit zwischenliegenden Isolierschichten und/oder von außen gekühlt sind.
7. 7. Durchlaufkammer nach den Ansprüchen 3 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Kanuner-Querschnittsform dem Querschnitt des GieR-stranges (1) angepaßt ist oder winklig (13), konkav (17) verlaufende Reflexionsflächen zur Umlenkung der Wärmestrahlen (14, 15, 16) dienen.

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