DE1948461A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Abkuehlungsgeschwindigkeit von langgestreckten,sich bewegenden,heissen Gegenstaenden aus Metallen,mit Ausnahme von Aluminium oder Aluminiumlegierungen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Abkühlungsgeschwindigkeit von langgestreckten, sich bewegenden, heißen Gegenständen aus Metallen, mit Ausnahme von Aluminium oder Aluminiumlegierungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Abkühlungsgeschwindigkeit von langgestreckten, sich bewegenden, heißen Gegenstanden aus Metallen, mit Ausnahme von Aluminium oder Aluminiumlegierungen.
• Bisher hat man die Abkühlungsgeschwindigkeit derartiger Xörper mehr oder weniger empirisch gesteuert, beispielsweise derart daß man im Rahmen des halbkontinuierlichen Stranggießverfahrens, auch "Wasserguß" genannt, eine pulsierende Anspritzung des aus der Kokille ausgetretenen Stranges vorsah und dabei die Abkühlgeschwindigkeit empirisch durch Wahl entsprechender Wasserdrucke, Wassermengen una Einstellung der Anspritzintervalle steuerte. Eine sichere Steuerungsart ist dies nicht, da sie vom Wasserdruck und anderen Faktoren abhängt, die aufeinander abzustimmen schwierig ist und die sich unter Betriebabedingungen laufend ändern können. Insbesondere sind bei Gießanfang und Gießende unterschiedliche Abkühlungsbedingungen gegeben, deren :rfassung Schwierigkeiten bereitet, da das Steuerungssystem zu starr ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Mangel zu vermeiden und ein Regelungsverfahren zu schaffen, bei den man von den genannten äul3exen Einflüssen unabhängig ist.
• Die; geschieht erfindungsgemäß bei einen wie eingangs erläuterten Verfahren dadurch, daß die Regelung der Abkühlungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des sich biegenden Gegenstandes erfolgt. Dadurch ist mit Sicherheit eine einwandfreie Regelung gegeben, die-sich auch günstig bei Gießbeginn und Gießende auswirkt. In diesem Falle stellt sich nämlich automatisch eine Regelung der Abkühlgeschwindigkeit und damit der Kühiintensftät ein, die die unterschiedlichen Wärmeflußbedingungen zwischen Gießanfang bzw. Gießende einerseits und dem Hauptgießvorgang andererseits kompensiert, während sie darüberhinaus auch von außen kommende ungewollte Veränderungen im Kühlwassersystem (Druck, Temperatur) oder im Gießsystem (Schmelzetemperatur, Abseakgeschwindigkeit) ausgleicht und. unschädlich macht.-Eine Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht beim kontinuierlichen Gießen von Metallen in kuren Durchlaufkokillen unter direkter Kühlung des aus der Kokille austretenden Stranges mit Wasser oder dergleichen, bei dem die Abkühlungsgeschwindigkeit des Stranges durch Reduktion der Direktktihiung gegenüber dem Normalfall verringert wird, darin, daß die Oberflächentemperatur des austretenden Stranges an einer fixierten Stelle unterhalb der Kokille mit Hilfe eines Temperaturfühlers und einer durch diesen betätigten Regelung der Kühlintensität innerhalb eines vorgegebenen Bereiches gehalten wird, der vorzugsweise oberhalb der Siedetemperatur des Kühlmittels liegt.
• In analoger Weise kann man unter entsprechender abänderung beispielsweise auch beim Strangpressen von Metallen vorgehen, beispielsweise um die Profiltemperatur beim Austritt aus der Matrize auf konstanter Höhe zu halten. Dies ist wichtig, z. B. bei hochfesten Legierungen, um die maximale Auspreßgeschwindigkeit zu erzielen, oder aber auch bei aushärtbaren Legierungen, um die Temperatur genau einzuhalten, die beim Abschrecken an der Presse bol nachfolgender Aushärtung die günstigsten mechanischen Eigenschaften erzielen läßt.
• Bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung lassen sich noch folgende Variationsmöglichkeiten auch z. B. innerhalb eines Walzverfahrens, beim kontinuierlichen Plattieren von Metallen aufeinander oder kontinuierlichen Beschichten von Metallbindern mit den verschiedensten Materialien, insbesondere Kunststoffen, realisieren: 1) Falls der langgestreckte Körper durch direkt dagegen geführtes Wasser gekühlt wird, kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens dessen Menge und/oder Druck verringert werden, gegebenenfalls bis auf Null, wenn der Temperaturfühler eine Temperatur oberhalb des gewünschten Bereiches anzeigt, oder die Wassermengen und/oder Druck können vergrößert werden, wenn der Temperaturfühler eine Temperatur unterhalb des gewünschten Bereiches anzeigt. Diese Art der Regelung kann stetig oder in Intervallen geschehen.
• 2) Statt einer Flüssigkeit ist es weiterhin möglich, zur Kühlung ein Flüssigkeits-Luft-Gemisch heranzuziehen.
• In diesem Falle wird die Zusammensetzung des Gemisches, d. h. der jeweiligen Anteile an Luft bzw. Flüssigkeit, ferner der Druck und/oder die Menge des Kühlmittels erfindungsgemäß mit Hilfe eines Temperaturfühlers in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur geregelt.
• 3) Es sind Fälle denker, in denen die Verwendung eines einzelnen Temperaturfühlers nicht ausreicht. In solchen Fällen kann man naturgemäß eine entsprechende Anzahl von Fühlern anordnen und jeden dieser Fühler mit einem eigenen Direktkühlmittelsystem schalten.
• Ein zur Ausführungs des Verfahrens gemäß der Erfindung geeigneter Temperaturfühler in Gestalt eines Stechpyrometers kennzeichnet sich durch Anordnung mehrerr Stechpyrometerspitzenpaare, von denen mindestens ein Paar Jeweils eingestochen bzw.
• einstechbar ist.
• Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stechpyrometers besteht darin, d6ß es als wesentliche Bestandteile zwei rotierbare und mit einer Anzahl Spitzen aus Thermomaterial versehene Scheiben aufweist. Die Spitzen stechen in das bewegte Gut, z. B. ein Metallband, ein und werden dabei selbst ebenso wie die Scheiben von der bewegten Oberfläche mitgenommen, während infolge des laufenden Kontaktes der Spitzen mit der Oberfläche sich Thermospannungen bilden, die eine stetige Temperaturmessung trotz der Bewegung der zu messenden Oberfläche an analoger Stelle erlauben.
• Um dies zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Spitzen auf Jeder Scheibe gleichmäßig zu verteilen und dafür zu sorgen, daß zu Jedem Zeitpunkt mindestens eine der Spitzen auf jeder Scheibe in die Oberfläche des zu messenden Gutes einsticht.
• Die Thermospannung wird dann in an sich bekannter Weise durch Schleifkontakte oder ähnliches abgegriffen.
• Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die Zeichnungen, die eine Ausführungsform beispielsweise und schematisch wiedergeben. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht, teilweise in Sciinitt, auf ein erfindungsgemäßes Pyrometer und Fig. 2 die Seitenansicht des Pyrometers.
• Gemäß den Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichen, sind wesentliche Bestandteile des Pyrometers die Spitzen 1, 2, wobei die Spitze 1 beispielsweise aus Eisen bzw. Nickelchrom und die Spitze 2 aus Konstanten bzw. Nickel hergestellt ist. 3ie Spitzen 1, 2 sitzen in don Scheiben 3, 4. Als Werkstoff für die Scheiben kann ein beliebiges Metall, z. B. Aluminium, gewählt werden. Es ist aber auch möglich, die Spitzen mit den Scheiben einstückig aus Thermomaterial herzustellen. Die Scheiben 3, 4 sitzen auf einer Achse bzw. Welle 5, von der sie notwendigenfalls durch Isolierungen 6, 7 elektrisch getrennt sind. Mit 8 sind Haltemuttern für die Scheiben 3, 4 bezeichnet, die den Sitz der Scheiben auf der Achse bzw. Welle 5 sichern. Mit Hilfe der Muttern 8 kann dez Abstand der beiden Scheiben auf der Welle 5 verändert werden. Die Muttern 8 laufen auf den Gewinden 9.
• Mit 10 ist ein Lager bezeichnet, in dem dia Welle 5 gelagert ist. Ist dieser Teil als Achse geataltet, dann sind entsprechende Lager an anderer Stelle vorzusehen.
• In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel erfolgt die Abnahme des Thermostromes von den Scheiben 3 bzw. 4 durch schematisch gezeichnete Schleifkontakte, die mit dc Bezugszeichen 11 bzw.
• 12 versehen sind. An die Stelle der Schleifkontakte 11, 12 können z. B. auch handelsübliche Meßstromübertrager mit Quecksilberfüllung treten. Mit 13 ist in beiden Figuren ein Gelenk bezeichent, das Unplanheiten der Oberfläche auszugleichen gestattet und es zuläßt, daß der Anpreßdruck gleichmäßig auf die Spitzen 1 und 2 verteilt wird.
• Um das Andrücken der Spitzen 1, 2 gegn die bewegte Oberflache zu erzielen, die in Fig. 2 durch den Pfeil 14 angedeutet ist, ist auf einem Helbelarm 15 ein Gegengewicht 16 angeordnet. Das Andrücken kann aber auch in nicht gezeichneter Weise beispielsweise durch eine Feder erzielt werden. Das Andrucken der Scheiben 3, 4 erfolgt über ein Zwischenstück 17, ein Andrückgelenk 18, ein weiteres Zwischenstück 19 und über die gelenkige Schraubverbindung 20, 21, wodurch eine gelenkige Montage an ortfesten Teil 22 möglich wird. Das Gelenk 21, 22 dient der Korrektur Jeder Auslenkung der Scheiben 3, 4 aus der Bewegungsrichtung. Die Gelenkverbindung 20, 21 erübrigt sich, wenn die Scheiben 3, 4 nicht starr miteinander verbunden sind.

Claims (14)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1) Verfahren zur Regelung der Abkühlungsgeschwindgkeit von langgestreckten, sich bewegenden, heißen Gegenständen aus Metallen, mit Ausnahme von Aluminium oder Aluminiumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Abkühlungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des sich bewegenden Gegenstandes erfolgt.

2) Verfahren nach Anscpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung mit bilde eines Temperaturfühlers durchgeführt wird.

3) Verfahren nach Anspruch 1 in Anwendung auf das kontinuierliche Gießen von Metallen in kurzen Durchlaufkokillen unter direkter Kühlung des aus der Kokille austretenden Stranges mit Wasser oder dergleichen, bei dem die Abhühlungsgeschwindigkeit des Stranges durch Reduktion der Direktkühlung gegenüber dem Normalfall. verringert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächentemperatur des austretenden Stranges an einer fixierten Stelle unterhalb der Kokille mit Hilfe eines Temperaturfühlers und einer durch diesen betätigten Regelung der Kühlintensität innerhalb eines vorgegebenen Bereiches gehalten wird, der vorzugsweise oberhalb der Siedetemperatur des Kühlmittels liegt.

4) Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 auf das Strangpressen, Walzen, kontinuierliche Plattieren von Metallen aufeinander oder das kontinuierliche Beschichten von Metallbändern mit den verschiedensten Materialien, insbesondere mit Kunststoffen.

5) Verfahren nach den Ansprüchen 2-4, bei dem der langgestreckte Körper durch direkt dagegen geführtes Wasser gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Menge und/ oder Druck verringert werden, gegebenenfalls bis auf Null, wenn der Temperaturfühler eine Temperatur oberhalb des gewünschten Bereiches anzeigt, bzw. daß die Wassermengen und/oder der Wasse-rdruck vergrößert werden, wenn der Temperaturfühler eine Temperatur unterhalb des gewünschten Bereiches -anzeigt.

6) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung stetig oder in Intervallen geschieht.

7) Verfahren nach den Ansprüchen 2-4, bei dem zur Kühlung ein Flüssigkeits-Buft-Gemisch verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung des Gemisches, d.h.

der å jeweilige Anteil an tuft bzw. Flüssigkeit, ferner der Druck und/oder die Menge des Kühlmittels in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur geregelt werden.

8) Verfahren nach den Ansprüchen 2-7, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Anzahl von hintereinander angeordneten Temperaturfühlern, von denen åe-der mit einem eigenen Direktkühlmittelsystem geschaltet wird.

9) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 2-8 in Gestalt eines Stechpyrometers, gekennzeichnet durch Anordnung mehrerer Stechpyrometerspitzenpaare (1,2), von denen mindestens ein Paar jeweils eingestochen bzw. einstechbar ist.

10) Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie als wesentliche Bestandteile zwei rotierbare und mit einer Anzahl Spitzen (1,2) aus Thermomaterial versehene Scheiben (3,4) aufweist.

11) Vorrichtung nach Anspruch 10, dadruch gekennzeichnet, daß die Spitzen (1, 2) auf Jeder Scheibe (3, 4) gleichmäßig verteilt und so angeordnet sind, daß zu Jedem Zeitpunkt mindestens eine der spitzen (1, 2) auf Jeder Scheibe (3, 4) in die Oberfläche des zu messenden Gutes einsticht.

12) Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, gekennzeichnet durch Haltemuttern, mit denen der Abstand der Scheiben (3, 4) voneinander veränderlich ist.

13) Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 - 12, gekennzeichnet durch ein Gelenk (13).

14) Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 - 13, gekennzeichnet durch ein Zwischenstück (17), ein Andrückgelenk (18), ein weiteres Zwischenstück (19) und eine gelenkige Schraubverbindung (20, 21), mit deren Hilfe eine gelenkige Montage des Pyrometers am ortsfesten Teil (22) erzielbar ist.