DE2224358B2 - Verfahren zum Herstellen von gegossenen Aluminiumstreifen mit rauher Oberfläche - Google Patents

Description

gung erwiesen, die eine Dicke von weniger als 10 bis

1 5 mm aufweisen. Da das gesamte Verfahren vom Geschick des Bedienenden abhängt, ist es äußerst schwierig, bei der Herstellung der Platten zur Verkleidung großer Gebäude eine gleichbleibende Qualität beizubehalten. Da das Verfahren nur langsam durchzuführen ist, können bis zur Erledigung eines solchen Großuaftrages sechs oder mehr Monate vergehen.

Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, nach dem kontinuierlich Aluminiumplatten hergestellt werden können, die auf der Oberfläche an bestimmten Stellen ausgesprochen erhöhte Stellen oder Spitzen aufweisen, wobei die Platten dünner sind und mit höherer Geschwindigkeit (und größerer Festigkeit der Oberflächendekors) hergestellt werden, als es bei dem bekannten Verfahren, bei dem in Dauerformen gegossen wurde, möglich war.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die Neigung des das zu vergießende Metall nach oben transportierenden Förderbandes am Berührungspunkt mit der Schmelze bzw. die Steigung der Trommeloberfläche in diesem Punkt zwischen 20 und 60° gehalten wird, daß die Temperatur des dem Schmelzbad zugeführten Aluminiums, dessen Erstarrungsbereich durch Beschränkung der Legierungsanteile einschließlich Verunreinigungen auf maximal 0,5 °/o nicht mehr als 20° C beträgt, auf 690 bis 710° C gehalten wird, daß die Berührungszeit des Aluminiumstreifens mit der gekühlten Fläche des Förderbandes bzw. der Trommel mindestens 5 Sekunden ausmacht, und daß die vollständige Erstarrung des Aluminiumstreifens bei freier äußerer Oberfläche erfolgt.

Bei allen bisherigen Versuchen, Aluminium kontinuierlich in dünnen Streifen zu gießen, richtete man das Hauptaugenmerk darauf, eine möglichst glatte Fläche auf beiden Seiten des Streifens zu erhalten, und anschließend die Oberflächenbeschaffenheit durch Kaltwalzen zu verbessern, wobei es unvermeidlich ist, daß die Dicke des ursprünglich gegossenen Streifens wesentlich verringert wird.

Im Gegensatz hierzu sieht die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Aluminiumplatte mit rauher Oberfläche und ansprechendem Äußeren vor, welche zur Verwendung in Platten- und Blechform für architektonische Zwecke geeignet ist. Dabei wird erfindungsgemäß Aluminium mit rauher Oberfläche dadurch hergestellt, daß geschmolzenes Aluminium kontinuierlich auf eine gekühlte, sich bewegende Fläche mit einer Dicke von bis zu 6 mm gegossen wird, jedoch vorzugsweise in einer Dicke von 1 bis

2 mm; dabei ist die von der gekühlten und sich bewegenden Fläche abgewandte Seite des Aluminiums während des Gießvorgangs insgesamt völlig frei von Spannungen, bis die Verfestigung der Außenfläche des Aluminiums abgeschlossen ist.

Auch wenn das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch angewendet werden kann, daß man geschmolzenes Aluminium auf einen sich nach oben bewegenden Abschnitt eines flachen, wassergekühlten Stahlbandes gießt, wird das Metall vorzugsweise auf die Oberfläche einer wassergekühlten Drehtrommel gegossen, die sich um eine horizontal angeordnete Achse dreht. Dabei wird das geschmolzene Metal! von einem Schmelzflüssigkeitsverteiler auf die Oberfläche der Trommel an einer Stelle oberhalb der Achse und unterhalb des obersten Scheitelpunktes des Trommelumfangs zugeführt. Die Führungskante des Verteilers wird mit der Oberfläche der Trommel im wesentlichen so in Berührung gehalten, daß gegen die Oberfläche der Trommel ein flaches Schmelzbad gehalten wird. Gegen den Umfang der Trommel wird eine Haut oder ein dünnes Blech aus verfestigtem Aluminium gebildet, die leicht

ίο an diesem anhängt. Bei Drehung der Trommel zieht das bereits gebildete Aluminiumblech weiteres Aluminium aus dem Schmelzbad. Die Dicke des auf diese Weise hergestellten kontinuierlichen Streifens hängt von der Geschwindigkeit der Trommel und der Tiefe des Schmelzbades ab sowie von der Wärmeleitfähigkeit der gekühlten Metallwalze. Der Aluminiumstreifen muß mit der Walze zumindest so lange in Berührung bleiben, bis er eine Temperatur erreicht hat, bei der er eine ausreichende Festigkeit entwickelt und damit von der Walze getrennt und aufgewickelt werden kann. Es hat sich gezeigt, daß es beim Gießen eines Aluminiumstreifens mit einer Dicke von 2 bis 3 mm wünschenswert ist, daß die Berührungszeit zwischen dem Streifen und der Walze nicht weniger als 5 bis 10 Sekunden betragen sollte. Außerdem wurde festgestellt, daß zum Gießen eines Streifens mit einer Dicke von 1 mm die Gießgeschwindigkeit etwa 3 nVmin betragen sollte, die für einen Streifen von 2 mm Dicke auf etwa 2 m/min verringert wird. Die Tiefe des Metallschmelzbades beträgt für dickere Streifen etwa 20 mm, während die kleinste noch anwendbare Tiefe etwa 5 bis 7 mm beträgt; bei noch geringerer Tiefe treten erfahrungsgemäß Schwierigkeiten auf, wenn über die gesamte Breite der gekühlten Walze ein zusammenhängendes Blech aufrechterhalten werden soll.

Es wurde auch festgestellt, daß im Handel erhältliches, reines Aluminium mit diesem Verfahren vergossen werden kann, wodurch ein Erzeugnis mit einer rauhen Oberfläche und angenehmem Äußeren entsteht. Wird eine relativ dünne Schicht aus geschmolzenem Aluminium gekühlt, so hat sich gezeigt, daß die Verfestigung des Aluminiums nicht homogen verläuft. Durch Abschrecken des Aluminiums von einer Oberfläche aus entwickelt sich erfahrungsgemäß auf der ungespannten oberen Fläche eine hübsche, unregelmäßige Oberfläche, da die Verfestigung von einzelnen Wachstumszentren fortschreitet. Die Unregelmäßigkeiten der ungespannten, oberen Fläche wird

in einem gewissen Grad noch erhöht, wenn die Oberfläche der gekühlten Trommel etwas rauh ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann, so hat sich gezeigt, leicht für handelsmäßig erhältliches, reines Aluminium mit einer Reinheit von mindestens 99,5 °/o angewendet werden Um eine möglichst rauhe Oberfläche zu erhalten, wird dem geschmolzenen Metall kein Titandiborid-Kornraffiniermittel zugesetzt, und das Metall wird vorzugsweise unter solchen Bedingungen vergossen, daß sich im Metall im Verteiler

(bevor das Metall in die sich verfestigende Schicht, die in Berührung mit der Trommel steht, eintrifft) feste Körnchen bilden. Um die gewünschte rauhe Oberfläche zu erhalten, läßt man das Metall vorzugsweise in den Verteiler mit einer Temperatur von 700 bis 710⁰C einfließen. Man kann auch eine noch stärker profilierte, rauhe Oberfläche bei einer Temperatur von etwa 690 bis 700° C erhalten, jedoch besteht dabei die Gefahr, daß der Streifen reißt.

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Das erfindungsgemäße Verfahren kann nur bei F i g. 1 eine Seitenansicht der Gießtrommel und der

Aluminium und Aluminiumlegierungen mit einem Verteilereinrichtung und

kurzen Erstarrungsbereich, d. h. unter 20° C, ange- F i g. 2 eine Draufsicht auf die Gießtrommel und

wendet werden, jedoch nicht wesentlich darüber. Im die Verteilereinrichtung.

Handel erhältliches reines Aluminium hat tatsächlich 5 Bei der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung immer einen Erstarrungsbereich von etwa 10^c C, da ist die Gießtrommel 1 drehbeweglich auf Rollen 2 es beträchtliche Beimengungen von Eisen und SiIi- gelagert, die von einem nicht dargestellten Rahmen zium als Verunreinigungen enthält. Es hat sich ge- getragen werden. Ein Ende 3 der Gießtrommel ist zeigt, daß das Verhältnis von Eisen zu Silizium min- geschlossen und trägt eine Achse 4, auf welcher ein destens 1,5 : 1, vorzugsweise jedoch 2: 1 oder mehr, io Kettenrad 5 angeordnet ist, so daß die Trommel mit betragen sollte, wenn das erfindungsgemäße Ver- einer gewünschten Drehzahl von einem Motor gefahren zufriedenstellend durchgeführt werden soll. dreht werden kann.

Vorzugsweise liegt der Eisengehalt bei 0,17 bis Das andere Ende 6 der Gießtrommel weist eine

0,20 ⁿ/o, während der Siliziumanteil bei 0,08 bis Öffnung 7 auf, so daß in der Gießtrommel ein

0,10%> liegt. Dieses Verhältnis von Eisen zu Silizium 15 Wasserbad 8 für Kühlzwecke gehalten werden kann,

verringert das Auftreten von Brüchen in dem ge- Ein Sprührohr 9 weist eine Reihe Düsen auf, durch

gossenen Streifen. welche Wasser nach oben gegen die Wandung der

Während vorzugsweise andere Elemente in han- Gießtrommel gesprüht wird. Überschüssiges Wasser

delsüblichem, reinem Aluminium (die nicht mehr als läuft aus der öffnung 7 der Gießtrommel. Die Düsen

0,2 °/o insgesamt betragen) nur in den normalen An- 20 im Sprührohr sind etwa auf die Stelle gerichtet, an

teilen, die für Verunreinigungen üblich sind, vor- welcher das geschmolzene Aluminium durch einen

handen sein sollten, können dennoch geringe Anteile Verteiler 10 auf die Trommeloberfläche aufgebracht

von Legiermitteln (außer Eisen und Silizium) ent- wird. Der Spiegel der Metallschmelze im Verteiler 10

halten sein, die ebenfalls dazu beitragen, daß der wird im wesentlichen durch eine Schwimmereinrich-

Erstarrungsbereich eng ist. Somit können auch kleine as tung 11 mit einem Peilrohr aufrechterhalten, durch

Mengen von Magnesium und Mangan enthalten sein. welche dem Verteiler die Metallschmelze zugeführt

Jedoch sollte die Gesamtmenge der Legierstoffe, ein- wird.

schließlich der unvermeidlichen Verunreinigungen, Der Verteiler 10 ist in F i g. 2 in Draufsicht darnicht mehr als Vs % betragen, so daß ein größerer gestellt (wobei das Peilrohr und die Schwimmerein-Erstarrungsbereich und die Gefahr, daß das Metall 30 richtung aus Gründen der Übersichtlichkeit wegbricht, vermieden werden. gelassen wurden). Die Metallschmelze tritt in den

Um einen zufriedenstellenden, gegossenen Streifen Verteiler 10 ein und wird quer zur Breite desselben

zu erhalten, sollte die Neigung der sich bewegenden durch einstellbare Leitplatten 12 verteilt, so daß ein

Fläche, auf die der Streifen gegossen wird, nach oben Schmelzbad 14 mit im wesentlichen gleicher Tiefe

und bezüglich der Horizontalen nicht mehr als 60° 35 mit dem Umfang der Gießtrommel 1 in Berührung

betragen, vorzugsweise liegt sie bei 20 bis 40°. Dies gehalten wird. Der Verteiler trägt an seiner Vorder-

trifft zu, wenn der Streifen auf die Oberfläche eines kante einen Streifen aus flexiblem Fiberfrax-Isolier-

Endlosbandes gegossen wird, und auch beim Gießen material, wobei die Vorderkante mit der Gießtrom-

des Streifens auf eine Trommel. Im letzteren Fall mel so in Berührung steht, daß sie als Dichtung dient

steht das Schmelzbad mit der Oberfläche der Trom- 40 und damit ein Herabfließen der Metallschmelze von

mel vorzugsweise an einer Stelle von etwa 40° vor der Gießtrommel verhindert.

dem oberen Scheitelpunkt in Berührung, d. h. an Der Verteiler kann bezüglich der Gießtrommel so

einer Stelle, an der die Tangente an der Oberfläche in vertikaler und horizontaler Richtung bewegt wer-

der Trommel unter einem Winkel von 40° zur Hori- den, daß er genau auf die Stellung eingestellt werden

zontalen geneigt ist, 45 kann, in welcher das Schmelzbad 14 aufrechterhalten

Soll eine etwas glattere, aber mehr gerippte Fläche wird. Die Umlaufgeschwindigkeit der Gießtrommel

gebildet werden, kann ein üblicher Anteil an Titandi- v.ird so gesteuert, daß das Metall über seine gesamte

borid-Raffiniermittel zugesetzt werden, d. h. ein An- Dicke vollständig verfestigt ist, bevor es beim Umlauf

teil, der ausreicht, daß 0,07 bis 0,6Teile Titandiborid der Gießtrommel den oberen Scheitelpunkt erreicht

auf 1000 Teile Aluminium kommen. Ist dieses Mate- 50 hat; folglich findet wegen der Berührung mit der

rial beigefügt, so wird das Metall vorzugsweise mit Gießtrommel und der Luft eine weitere Abkühlung

einer Temperatur von 720 bis 740° C dem Verteiler bis zum Abnahmepunkt an einer Walze 15 statt, um

zugeführt, worauf das Verfahren im übrigen in der die das Metall in die andere Richtung gebogen und

vorbeschriebenen Weise durchgeführt wird. zu einem Walzentisch 16 geführt wird, von dem es

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines 55 auf eine Aufwickelrolle aufgenommen oder auf dem

Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durch- es in Plattenlängen abgeschnitten werden kann,

führung des erfindungsgemäßen Verfahrens und unter Für das Abtrennen des Streifens von der Gieß-

Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben trommel 1 beim Beginn des Gießvorganges ist ein

und erläutert. Es zeigt Abstreifer 17 vorgesehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 ^ 2 wendet. Im allgemeinen wird bei der Herstellung " .. , von Aluminiumblech große Sorgfalt darauf verwandt, Patentansprüche: eine sehr fein bearbejtete Oberfläche zu erhalten, und zu diesem Zweck wird das Metall mehrmals durch

1. Verfahren zum Herstellen von gegossenen 5 eine Kaltwalzstraße geführt, um eine möglichst glatte Aluminiumstreifen mit rauher Oberfläche, bei Oberfläche zu erhalten.

dem die Schmelze in Berührung mit einem For- Man erkannte jedoch bereits, daß es aus ästhederband oder dem Umfang einer gekühlten tischen Gründen für viele Bauzwecke vorzuziehen ist, Trommel gebracht wird, dadurch gekenn- Aluminiumplatten herzustellen, die eine entschieden zeichnet, daß die Neigung des das zu ver- io rauhe Oberfläche aufweisen. So wird bei Außengießende Metall nach oben transportierenden wänden von Gebäuden manchmal gewünscht, daß die Förderbandes am Berührungspunkt mit der Oberfläche einer Platte an bestimmten Stellen aus-Schmelze bzw. die Steigung der Trommelober- gesprochen erhöhte Stellen oder Spitzen aufweist, so fläche in diesem Punkt zwischen 20 und 60° ge- daß damit die ebene Fläche, auf welcher eine Reflekhalten wird, daß die Temperatur des dem 15 tion stattfinden kann, verringert und ein spiegelartiges Schmelzbad zugeführten Aluminiums, dessen Aussehen vermieden wird.

Erstarrungsbereich durch Beschränkung der Es ist seit langem bekannt, Aluminium in Form

Legierungsanteile einschließlich Verunreimgun- dünner Streifen durch Vergießen herzustellen, wobei

gen auf maximal 0,5% nicht mehr als 2O⁰C das Aluminium in eine Form gegossen wird, die von

beträgt, auf 690 bis 71O⁰C gehalten wird, daß 20 zwei sich bewegenden Flächen begrenzt wird, bei-

die Berührungszeit des Aluminiumstreifens mit spislsweise durch den Umfang zweier gekühlter und

der gekühlten Fläche des Förderbandes bzw. der sich drehender Zylinder, oder die einander gegen-

Trommel mindestens 5 Sekunden ausmacht, und überliegenden Flächen zweier paralleler, wasser-

daß die vollständige Erstarrung des Aluminium- gekühlter Förderbänder oder durch einen wasser-

streifens bei freier äußerer Oberfläche erfolgt. 35 gekühlten Zylinder und ein Förderband, welches teil-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- weise um einen Teil der Zylinderfläche gewickelt ist. kennzeichnet, daß die Neigung des das zu ver- Der auf diese Weise hergestellte dünne Streifen wurde gießende Metall nach oben transportierenden im allgemeinen als Material verwendet, aus dem Förderbandes bzw. die Steigung der Trommel- durch Kaltwalzen Aluminiumerzeugnisse hergestellt oberfläche an diesem Punkt 20 bis 40° beträgt. 30 wurden. Normalerweise wurden diese Erzeugnisse

3. Verfahren zum Herstellen von gegossenen zur Herstellung von ziemlich dicken Aluminium-Aluminiumstreifen mit rauher Oberfläche, bei streifen verwendet, aus denen Würfel zum Kaltstrangdem die Schmelze in Berührung mit einem For- pressen gestanzt wurden.

derband oder dem Umfang einer gekühlten Es wurde beispielsweise durch die schweizerische

Trommel gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, 35 Patentschrift 463 031 auch vorgeschlagen, das Metall daß die Neigung des das zu vergießende Metall aus einem Schmelzbad durch einen am unteren Ende nach oben transportierenden Förderbandes am desselben angeordneten, kreisbogenförmig zuerst abBerührungspunkt mit der Schmelze bzw. die Stei- wärts und dann aufwärts verJaufenden Spalt auf eine gung der Trommeloberfläche in diesem Punkt entgegen der Flußrichtung im Spalt rotierende Tromzwischen 20 und 60° gehalten wird, daß die Tem- 40 mel zu gießen, von der der gegossene Streifen etwa peratur des dem Schmelzbad zugeführten Alu- am tiefsten Punkt wieder abgenommen wird. Da das miniums, dessen Erstarrungsbereich durch Be- Metall zur Durchführung dieses Verfahrens dünnschränkung der Legierungsanteile einschließlich flüssig sein muß, sind dieses Verfahren und die zuVerunreinigungen auf maximal 0,5 % nicht mehr gehörige Vorrichtung zur Herstellung relativ dicker als 20° C beträgt, auf 720 bis 740° C gehalten 45 Streifen mit rauher Oberfläche nicht geeignet,
wird, wobei das geschmolzene Aluminium 0,07 Es wurde außerdem vorgeschlagen, Metallblech

bis 0,6 Teile Titandiborid auf 1000 Teile Alumi- dadurch zu gießen- daß Metall aus einem Schmelznium enthält, daß die Berührungszeit des Alumi- bad gezogen wird, indem ein Teil eines gekühlten niumstreifens mit der gekühlten Fläche des Drehzylinders in das Bad so eingetaucht wird, daß Förderbandes bzw. der Trommel mindestens 50 auf der Oberfläche des Zylinders über dem Spiegel 5 Sekunden ausmacht, und daß die vollständige des flüssigen Metalls eine Haut aus abgeschrecktem Erstarrung des Aluminiumstreifens bei freier Metall gebildet wird, die nach dem Verfestigen vom äußerer Oberfläche erfolgt. oberen Teil der Walze abgezogen wird. Dieses

System bringt beträchtliche Schwierigkeiten mit sich,

55 außerdem ist die Steuerung der Geschwindigkeit, mit

der das Metall abgeschreckt wird, ohne dabei die

Dicke der gegossenen Haut zu verändern, nicht

leicht; dieses System erwies sich tatsächlich als für

die Bildung von Blechen aus Blei leicht anwendbar,

60 da Blei einen viel niedrigeren Schmelzpunkt (327° C)

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum als Aluminium (660° C) hat.

Herstellen von gegossenen Aluminiumstreifen mit Schließlich wurde bereits vorgeschlagen, Alumi-

rauher Oberfläche, bei dem die Schmelze in Beruh- niumplatten mit rauher Oberfläche herzustellen, rung mit einem Förderband oder dem Umfang einer indem das Metall in offene Dauerformen gegossen gekühlten Trommel gebracht wird. Solche Alumi- 65 wird. Jedoch ist dieses Verfahren nur sehr langsam niumplatten, einschließlich Platten aus Aluminium- durchzuführen und hat sich wegen der Probleme, die legierungen, werden für architektonische Zwecke, sich bei der Verteilung des Metalls ergeben, als unbeispielsweise zum Verkleiden von Gebäuden, ver- praktisch zum Vergießen von Platten in Serienferti-