DE2056473A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Strängen - Google Patents

Description

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Gebr. Böhler & Go. Aktiengesellschaft in Wien

Vorrichtung zur Herstellung von Strängen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Strängen aus hochschmelzenden Metallen, insbesondere aus unlegierten und legierten Stählen·

Beim Stranggießen von Stahl wird bekanntlich in der Kokille nur die Randzone des Stranges zur Erstarrung gebracht» Das flüssige Innere, der sogenannte flüssige Sumpf, reicht bei den heutigen Gießgeachwindigkeiten bis in eine Tiefe bzw. über eine Länge von ca, 5 bis 15 m» Bs ist auch bekannt, daß im flüssigen Sumpf eine K-onvektionsströmung vorhanden ist, die zunächst das Auftreten starker Seigerungen verhindert· Weil jedoch diese lonvektionsströmung ihre Wirksamkeit verliert, sobald die Suraffdicke im Verlauf der weiteren Erstarrung auf 5 bis 30 mm. abnimmt, weist der erstarrte Strang in seinem der genannten Sumpfdicke entsprechenden Kern Fehler wie Lockerstellen_f Lunker und S©igerungen auf. Insbesondere diese lernseigerungftt können bei der Weiterverarbeitung der Stränge aioht mehr beseitigt werden« Dadurch ist in manchen Fällen die Verwendbarkeit d«r Stränge nur beschränkt möglich.

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* ^J ι ¹ '

Zur Vermeidung der angeführten Fehler wird in der österreichischen Patentschrift 187 251 empfohlen, den Strang oberhalb der natürlichen Sumpfspitze durch Walzen so weit zusammenzudrücken, bis die inneren Wandungen der bereits verfestigten Strangschale in ihren Grenzschichten verschweißen, ohne daß dabei eine Veränderung ihrer Wandstärke durch streckende Verformung erfolgt. Auf diese Weise wird also eine schlanke Sumpfspitze vermieden. Die Sumpfspitze liegt bei diesem bekannten Verfahren in der Achsenebene der Walzen.

Mit Hilfe dieses Verfahrens kann das Ausmaß der angeführten Fehler vermindert werden. Unvermeidbar ist hierbei aber das Auftreten neuer Fehler, nämlich das Auftreten von Rissen im Stranginneren, die auch bei weitgehender Verformung der Stränge nicht mehr verschweißen.

Versuche haben ergeben, daß bei der Verformung des nicht durcherstarrten Stranges das Entstehen von Rissen nicht mit , ausreichender Sicherheit zu vermeiden ist, daß diese Risse aber dann wieder zum Verschweißen gebracht werden können, wenn in einem bestimmten Bereich des gegossenen Stranges durch eine einstufige Verformung der gesamte, bereits erstarrte Stranganteil streckverformt wird» Diese einstufige Streckverformung muß in jenem Bereich des gegossenen Stranges erfolgen, in dem bei Erstarrung ohne Verformung im flüssigen Sumpf nocfe eine Konvektionsströmung vorhanden wäre und die Sumpfdicke unabhängig von der Größe und Form des Strangquerschnittes 5 bis 30 mm betragen würde. Bei ausreichender Verformung des gesamten, erstarrten Stranganteiles wird in allen Fällen die Sumpflänge so weit verkürzt, daß die Sumpfspitze vor jene Ebene zu liegen kommt, in welcher der durch diese Verformung gegebne Endquerschnitt des streckverformten Erzeugnisses erreicht wird.

Die Verformung kann mit den bekannten Verformung«einrichtungen erfolgen, die für eine Streokverformung von Strängen geeignet sind, Vorzsugsweise erfolgt die Verformung, mit Hilfe von Walzen» und zwar mit Hilfe der Transportwalzen der Stranggießanlage. Besondere vorteilhaft iet die Verwendung von Kaliberwalzen bei der Herstellung von quadratischen und runden Strängen.

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Aufgabe der Erfindung ist es., für diese Verformung eine besonders vorteilhafte Walzvorrichtung zu echaffen.

Die erfindungsgemäße Torrichtung umfaßt mindestens ein Paar der Stranggießkokille nachgeordneter Kaliberwalzen mit eingezogenem Kalibergrund, bzw. mit einem umlaufenden Wulst, Dieses Paar von Kaliberwalzen verformt nicht nur den Strang, sondern dient auch zum Ausziehen des Stranges aus der Kokille· Bs hat sieh gezeigt, daß ein in der genannten Art geformtes Kaliberwalzenpaar einen besonders starken-und wirksamen Walzdruck auf jenen Teil des Stranges ausübt, wo sich der flüssige Teil des Stranges befindet und so bewirkt, daß die Spitze des flüssigen Kernes vor die Walzemebene zurückgedrängt wird. Um dies zu erreichen, muß die Höhe des Wulstes bzw· die Höhe der Einziehung (Bombierung) 15 bis 25 i> von der lichten Gesamthöhe der Kaliberöffnung betragen, Außerdem soll der Durchmesser der Kaliberwalzen 3,5 bis 5 mal so groß sein wie die Gesamthöhe der KaliberÖffnung»

Die erfindungsgeaäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Zunächst verläßt der Blindstrang die Kokille und durchläuft das Kaliberwalzenpaar, welehes ihn antreibt und aus der Kokille zieht* Der Blindstrang hat etwa denselben Querschnitt wie der gegossene Strang vor seiner Verformung, und das Kaliberwalzenpaar ist* mit einer vorzugsweise hydraulischen Vorrichtung zur Einstellung des Walzdruckee und des Walzenabstandes ausgestattet. Durch diese.Vorrichtung werden die Walzen so eingestellt, daß sie auf den Blindstrang einen relativ kleinen Druck ausüben, um ihn nicht zu beschädigen. Durch d=is Ausfordern des Blindstranges wird auch der Gußstrang ausgefördert und der ausgeübte Druck des Walzenpaares wird auf dag 4- bis 8-£aehe gesteigert, sobald der Gußstrang zwischen die .Walzen gelangt. Dadurch werden die Walzen gegeneinander bewegt, bis sie sioh mit ihren Rändern berühren· '

, Der kontinuiairlieh gegossene Strang weist nach seiner Verformung imerf indüng^emll'ßeii ifäXzei^paar nooh eine genügend hohe Temperatur auf, so daß J^c erforderlichenfalls auf bekannte Weise weiterverfosmt werden kann,

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Die Arbeitsbedingungen während der Verformung können ohne Schwierigkeiten eingehalten werden*

Die jeweilige Dicke der Strangschale bzw, des flüssigen Sumpfes ist auf Grund bekannter Formeln leicht zu errechnen» so daß auch die Entfernung zwischen Kokille und Verformungseinrichtung für einen bestimmten Strahgquerschnitt leicht zu bestimmen ist» Vorzugsweise let die Verformung bei Stählen mit großem Erstarrungsintervall bei einer Sumpfdicke an der oberen Grenze und bei Stählen mit kleinem ErstarrungsIntervall bei einer Sumpfdicke an der_; unteren G-renze des angegebenen Sumpfdlckenbereiohfes von 5 bis 50 mm vorzunehmen*

Zwei Ausführongsbeiepiele der erfindungsgemäßem Vorrichtung werden in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben»

1 ist ein achematisoher Vertikalschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig* 2 1st ©in schematisoher Vertikalschnitt in größerem Maßstab zeigt* den durch das Kaliberwalzenpaar laufenden G-iißstrang*

!•ig* 3 ist ein Schnitt in der Walzenebene 3-3 der Pig. 2 und zeigt eine Ausbildungsform des kalibers der Walzen,u#d 3¹Ig · 4 ist fclb#i£alis ein Schnitt in der Walzenebene und zeigt eiijö andere AttflHldungsiörm des Kaisers ι

In Pig* 1 wird eine Stranggießkokille 1 gezeigt, in der der kontinuierlich, ^egpssene Str&ftjg 4 teilweise erstarrt. Der teilweise erstarrte, die Itokilii verlassende Strang lauf % durch die jgekltfiiiDä&te iCfthlvorricnfooig %'_$ die eine Anzahl vi?a üjiritzäü-öein¹ *~ ■*'**"* tiifl.'i#ilwelfl· ereta|?a?f$i'Strang 4 durchläuft"β*ΒΪ_:"'"'^"

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Beispielsweise, kann die erfindungsgemäße Anlage zur Herstellun_D eines unlegierten Stahlstranges von 80 mm quadrat folgende Abmessungen haben:

Kokillenquerschnitt 140 mm quadrat

Radius der Strangführung 6,5 m

Länge der Strangführung 10,- m

Länge der Kühlvorrichtung 5,- m

Länge der Isolierkammer 2,- m

Durchmesser der Verformungswalzen 0,4 m

Wenn die Ausziehgeschwindigkeit des Stranges 1,8 m je Minute beträgt, weist der flüssige Kern beim Eintritt in das erste Walzenpaar einen Durchmesaer von 22 mm auf. Beim Durchgang durch die vier Walzenpaare 5, 6, 7 und 8 wird der Querschnitt des Stranges zunächst auf 150 χ 70 bzw* 100 mm durch das Walzenpaar 5'vermindert, dann auf 100 χ 107 mm im Walzenpaar 6, hierauf auf 110 χ 72 mm im Walzenpaar 7 und schließlich auf 80 mm quadrat im Walzenpaar 8.

Das Zusammenschweißen der erstarrten Strangteile und das hierbei bewirkte Zurückdrängen der Spitze des flüssigen Kernes erfolgt im ersten Walzenpaar 5. Dieses erste Walzenpaar bewirkt eine 36#-ige Querschnittsverminderung des Gußstranges, wobei der Querschnitt des. erstarrten Eeiles des Stranges um 34 # vermindert wird*

In den Mg. 3 und 4 sind zwei Ausbildungen der Kaliber des Walzenpaares 5 lazw. 5' dargestellt* In Hg, 3 haben die gleichartig ausgebildeten Walzer^ylindrisohe Ränder 5a mit anschließenden jteegöi^tumpfförmig^n !Peilen 5b· Der Kalibergrund 50' weist eine,n Vorsprung R auf, dessert Höhe h ist. Der Umfang des Stranges vor seiner Verformung ist durch eine strichlierte Linie eingezeiphäiet*. Die Kaliberhöhe» das heißt, der Abstand der

5o ist mit H

In Fig. 4,M% Sjge· javjder^ AuefUhruftgsform der Kaliberwalzen 5 *

_t.digest« 13Jt,^Mgh ^M⁰⁸*! Auaführwigeform sind die

i % * kegeletunrpfförmigen Seile 5b¹

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vorhanden. Der vom Kalibergrund 5c¹ vorspringende Teil R ist in diesem Pail aber nicht eben, sondern gekrümmt ausgeführtj wobei die Höhe der Krümmung mit h¹ bezeichnet ist.

Das Walzenpaar 5 bzw. 5¹ verformt den gegossenen Strang so, daß er im wesentlichen dem Kaliber des Walzenpaares 5 bzw. 5^r entspricht, sobald sich die zylindrischen Ränder 5a baw. 5a¹ berühren. Diese Berührung wird kurz nach Durchgang des StrangJjttoeiLa, herbeigeführt.

Das Walzenpaar 5 bzw. 5' verformt nicht nur den gegossenen Strang, sondern zieht ihn auch aus der Kokille» Das Ausziehen des Stranges erfolgt zunächst mit Hilfe eines η Bit dargestellten Blindstranges. Dieser Blindstrang soll nicht v©rformt werden, weshalb der auf den Blindstrang ausgeübte Druck nicht au groß sein darf. Das Kaliberwalzenpaar 5 bzw. 5' let deshalb mit einer Anpreßvorrichtung 5" versehen, die vorzugsweise hydraulisch arbeitet,

Versuche haben ergeben, daß die Höhe h der Einziehung bzw. ί des Wulstes 10 bis 25 # der Gesamtkaliberhöhe H betragen soll. ■* Außerdem soll der Durchmesser der Walzen 3,5 bis 5 mal so groß sein wie die Gesämtkaliberhöhe H. Vorteilhaft ist es, die verstellbare Anpreßvorrichtung 5" mit einem Verstellbereich für den Walzdruck von 1s4 bis 1:8 auszustatten»·,

Im Anschluß an das Kaliberwalzenpaar 5, 5' kann auch mindestens ein weiteres Walzenpaar 6, 7, 8 angeordnet sein, jedoch sollen die Achsen der folgenden Walzenpaare gegenüber dem vorhergehenden einen Winkel von 90° einsehließen und der Kalibergrunddieser zusätzlichen Walaenpaare kann gerade bzw. eben sein.

Durch die in der beschriebenen Art geformten Walzen des Walzenpaares 5 erfolgt das ZusamaensohwelSes der erstarrten Strangteile in besonders zuverlässiger Weise _f weil hierdurch, der Mittelteil des Stranges besonders start Terformt wird.

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Claims (3)

Patentansprüche i

1. Vorrichtung zur, Herstellung von Strängen aus hochschmelzenden Metallen, ^insbesondere aus unlegierten und legierten Stählen bestehend aus einer Stranggießkokille, einer gekrümmten•Strangführung und einer aus einem Kaliberwalzenpaar bestehenden Strangförder- und Verformungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß das Kaliberwalz«^p«ö.r_; ein Kastenkaliber enthält, mit einer Einschnürung bzw* einen Wulst im Kalibergrund mit der Höhe h, wobei diese Höhe^h 1Ö «? .25 i» der Gesamtkaliberhöhe beträgt, daß weiters der DiiEcHhiesBei der Walzen des Walzenpaares das 3,5 bis 5-faehe ier GVsamtkaliberhöhe beträgt, und daß die Walzen des Walze^paare-s mit einer einstellbaren Anpreßvorrichtung verbunden sind,

2. Vorriortung zurHerstellung von Strängen aus hochschmelzenden Metallen, ^insbesondere aus unlegierten und legierten Steilen bestehend aus einer Stranggießkokille, einer gekrüinmten Strä^gfühmmg und einer aus einem Kaiiberwalzdipaar beätgiie.n^en Strangförder- und Yerforanings·-⁷ einrichtung, ^filadQrGh^gejcen^iieichnet, daß die Anpaßvorrichtung auf wklzdrüo^e ifii V'eaiajtnis 1:4 bis 1:8 einstellbar ist.·

3. Vorrichtung naeh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß naph deja $]rs"|en Walzenpaar wenigstens ein weiteres WalKenp^ar- ig!V einem Kastenkaliber mit ebenem

und. daß die AehBen der aufeinander verdreht sind·

»br, B^hlerftCo. A . Patentbüro