DE2251862C3 - Vorrichtung zum Gießen von Blöcken im Oberguß - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Gießen von langen schlanken Blöcken mit hoher Gießgeschwindigkeit im Oberguß mittels einer umlaufenden Gießmaschine.

Die deutsche Auslegeschrift 10 40193 zeigt eine Massel-Gießmaschine mit auf einer Trommel drehbar angeordneten gekühlten Formen, die sich kontinuierlich zu einem ununterbrochenen fließenden Metallstrom bewegen und sich im Bereich des Metallzuflusses teilweise überdecken, wobei an der Trommel eine mechanische Steuerung, z. B. ein Zahnradantrieb, Kurvenoder Nockenscheiben, Koppelkurven od. dgl., angeordnet ist. Die Masselkokille ist zwar innerhalb der Trommel einzeln angeordnet, doch verändert sie ihre Lage während des Umlaufens der Trommel nicht, sondern bewegt sich in Form einer Riesenradgondel. Erst nach einer Drehung von etwa 270° wird die Masselkokille so gekippt, daß der dann erstarrte Masselblock herausfällt. Eine Beeinflussung der Erstarrungstruktur des Massel blockes durch Überlagerung verschiedener Drehbewegungen der Masselkokille ist nicht gegeben. Ferner liegt keine Unterteilung der Umlaufstrecke der Masselkokille in den Bereich der Blockerstarrung und in den

Bereich der Abkühlung vor.

Die deutsche Auslegeschrift 19 !2 673 offenbart eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen von Metallen oder Legierungen mit einer um eine waagerechte Achse drehbaren Gießtrommel, die in ihrer Außenfläche im Drehsinn hintereinanderliegende Vertiefungen als Gießform aufweist, mit einem Eingieß- und einem Kühlsystem, wobei die Gießtrommel mehrere nebeneinanderliegende Reihen von hintereinanderliegenden ίο Vertiefungen aufweist, das Eingießsystem im Scheitelbereich der Gießtrommel in die Vertiefungen mündet und ein ortsfester Abstreifer am Umfang der Gießtrommel zwischen Einguß und Trommelachse angeordnet ist. Eine solche Vorrichtung eignet sich nur zum is Vergießen von Masseln. Daher sind die einzelnen Vertiefungen als flache Mulde ausgebildet, die völlig andere Erstarrungsbedingungen als ein in einer Kokille gegossener Stahlblock hai. Der Umdrehung der Gießtrommel kommt lediglich der Zweck zu, das Herausfallen der in die flachen Mulden gegossenen Masseln nach der Erstarrung zu bewirken.

Aus tier deutschen Offenlegungsschrift ID 31 715 geht ein Verfahren zum Vergießen von Metallen hervor, bei dem die Schmelze aus einem Ofen oder einer Pfanne von oben in eine stehende Kokille gegossen wird, wojei die Kokille unmittelbar nach dem Gießen abgedeckelt, in die Horizontale geschwenkt und nach dem Verschwenken langsam um ihre Längsachse bewegt wird. Hierbei wird das Metall mit hoher Ge-

schwindigkeit in eine Kokille vergossen, deren Höhen/Durchmesser- Verhältnis über 20 : 1 liegt. Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht aus einem ortsfesten Gießgefäß, einer Kokillenführung mit einander gegenüberliegenden Führungsrolien, einem um eine horizontale Achse drehbaren Hubtisch und einem horizontalen Rollantrieb mit gegenüberliegendem Ausstoßer. Dabei besteht die Kokillenführung aus einem zweiteiligen Rahmen und ein Rahmenteil ist um einen Drehpunkt drehbar sowie mit einem Windwerk verbunden. Das Windwerk besteht aus einer Hubseiltrommel und einer Schwenkseiltrommel mit jeweils eigenem Antrieb, so daß mittels der Hubseiltromrnel die Kokille mit dem Hublisch unabhängig vom Verschwenken des einen Rahmenteils angehoben werden kann. Eine derartige Vorrichtung ist äußerst aufwendig und störanfällig, da für jede einzelne Bewegung ein eigener Antrieb mit einem selbständigen Mechanismus vorgesehen ist. Darüber hinaus ist das Einfahren der Kokille in die Gießposition umständlich.

^⁰ Hinzu kommt noch, daß eine Regelung der Gießgeschwindigkeit nach Sicht nicht möglich ist und deshalb aufwendige und komplizierte Meß- und Regeleinrichtungen r.ur Steuerung des Abgießens erforderlich sind. Des weiteren ist eine gesonderte Vorrichtung zum Em-

rf fernen der Blöcke aus der Kokille erforderlich.

Aus der DDR-Patentschrift 90 608 geht eine Vorrichtung für das Gießen in mit dem starken Ende nach oben stehende Kokillen auf einem Drehtisch mit vertikaler Achse hervor, bei der die Kokillen mit ihren 7.ap-

'" fen schwenkbar befestigt und beweglich hintereinander angeordnet sind, wobei entsprechend gebogene feststehende Führungsstangen die Winkelabweichung und damit die Schwenkbewegung der Kokillen bestimmen. Eine derartige Vorrichtung ist konstruktiv aufwendig

^ft-^s und es kann mit ihr nicht wegen des Abkippens der Kokillen das Schluckvermögen durch einfache Verdopplung der Kokillenreihe erhöht werden. Die aus zwei Stufen bestehende Schwenkbewegung der Kokille

mit einem deutlichen Stop in einer fast horizontalen Stellung führt zu einer Verlagerung des Lunkers aus der Achse, wodurch dieses Material nicht für die Röhrenherstellung geeignet ist, d. h. der metallurgische Anwendungsbereich dieser Vorrichtung ist von der Konstruktior. her beengt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art in ihrem Aufbau konstruktiv möglichst einfach zu gestalten, ein Minimum an Betriebspersonal zu gewährleisten und eine hohe Qualität der erzeugten Blöcke sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Umfang eines mit horizontaler Achse umlaufenden Gießrades mindestens eine Reihe von Kokillen S'peichenförmig und um ihre Längsachse drehbar angeordnet ist. Um eine einfache Drehbewegung der Kokille um ihre Längsachse zu erreichen, ist in weiterer Ausgestaltung jede Kokille mit einem Zahnkranz versehen, und jeder Zahnkranz greift in eine, dem Gießrad zugeordnete, feststehende kreisbogenförmige Zahnstange ein.

Um das Schluckvermögen der Vorrichtung nach der Erfindung zu verdoppeln, sind nach einem weiteren Merkmal jeweils zwei Kokillen nebeneinander zu einer Speiche des Gießrades angeordnet.

Damit mit einer derartigen Vorrichtung Blocke mit planparallelen Flächen für die Röhrenfertigung hergestellt werden können, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Kokille aus zwei iin Querschnitt L-förmigen Winkelteilen zusammengesetzt ist, daß die Winkelteile über Stützfodern mit einem oberen und einem unteren Haltering verbunden sind, daß die oberen Enden der Winkelteile in ihren geschlossenen Kanten in Form einer Zunge verlängert sind, und daß der obere Haltering mit einem Zahnkran/ versehen ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß man den Block bereits nach einer Erstarrungszeit von drei bis fünf Minuten aus der Kokille herausrutschen lassen kann und das Gießrad mit einem so kleinen Durchmesser ausführen kann, daß die Rotation desselben um die horizontale Achse zu kleinen besonderen baulichen Schwierigkeiten führt. Damit sinken nicht nur die Herstellungskosten für die Vorrichtung, sondern die Vorrichtung ist auch im ganzen so raumsparend, daß es zu keinen außergewöhnlichen Mehrkosten für die Aufstellungshalle bzw. für die Fundamentierung der Vorrichtung kommt. Darüber hinaus lassen sich die in zwei Reihen angeordneten Kokillen mittels zur Gießpfanne gehörender Plattenschieber von einem Mann abgießen. Ein zweiter Ma.in, der den reibungslosen Ablauf aller mechanischen Einrichtungen kontrolliert, ist lediglich noch zur Aufsicht erforderlich.

Da die Kokille auf Grund der konstruktiven Ausbildung der Vorrichtung eine zweifache Drehung erfährt, erstarrt der Block sehr gleichmäßig über alle Außenflächen einschließlich der Sternfläche. Er kann deshalb zu einem Zeitpunkt aus der Kokille herausgenommen werden, in dem der wesentliche Teil des Blockes noch flüssig ist. Die nachfolgende Erstarrung des Blockes und die Drehung in der Horizontalen hai /.ur Folge. daß neben einer gleichmäßigen und dichten Gefügcausbildung ein sehr sauberer Lunker entsteht, so daß er beim nachfolgenden Walzen einwandfrei verschweißt und beim anschließenden Walzen ein sehr homogenes Walzmaterial erhalten wird. Nester aus exogenen oder endogenen Oxydeinschlüssen sind bei dieser Erstar

rungsweise ausgeschlossen. Derartige Blöcke eignen sich insbesondere als Vormaterial für das Ziehen nahtloser Rohre.

Weitere Einzelheiten und Merkmale einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung nach der Erfindung in Seitenansicht,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine Kokille gemäß der F i g. 1 in abgewandelter Ausführungsform,

F i g. 3 einen Schnitt gemäß der Linie A-A der F i g. 2 und

F i g. 4 einen Schnitt gemäß der Linie ß-ßder F i g. 3.

In dem Gießrad 1 mit der horizontalen Achse 2 sind die Kokillen 3 in zwei Reihen nebeneinander angeordnet. Die einzelnen Kokillen 3 sind jeweils mit einem Zahnkranz 4 umgeben. Die Zahnkränze 4 der Kokillen 3 greifen in eine feststehende kreisbogenförmige Zahnstange 5 ein. Oberhalb des Scheitelpunktes 6 des Gießrades 1 befindet sich die Gießpfanne 7 mit entsprechenden Piattenschiebern. Dem unteren Bereich des GieB-rades 1 ist ein Leitblech (nicht dargestellt) zur Aufnahme der aus den Kokillen 3 rutschenden Blöcke 8 zugeordnet. Dar Leitblech sorgt zum einen für eine geringe Stoßbeanspruchung und zum anderen dafür, daß die Blöcke jeweils so nach außen in die Horizontale abgelenkt werden, daß sie nach dem nachfolgenden Zusammenschieben auf einer Kühlstrecke, die als an sich bekanntes Wendekühlbett 9 ausgebildet ist, jeweils mit einem Kopf- und Fußende paarweise so zusammenliegen, daß sie später mit paarweise parallelen Außenflächen in den Stoßofen geschoben werden können. Der Pfeil 10 gibt die Drehrichtung des Gießrades 1 an.

Für die Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nachfolgend der Ablauf des Abgießens einer Schmelze mit einem Gewicht von 32 t beschrieben.

In dem Gießrad 1 sind in zwei Reihen je 40 Kokillen 3 angeordnet. Jede Kokille 3 faßt 180 kg flüssigen Stahl. Die Gießpfanne 7 mit zwei Plattenschieberverschlüssen wird auf einen Bock oberhalb des Gießrades 1 gesetzt. Hierbei stehen die beiden Plattenschieberverschlüssc genau über den beiden im Scheitelpunkt 6 des Gießrades 1 stehenden Kokillen.

Der Abgießvorgang wird nun von einem Mann durchgeführt. Dieser hat vor sich zwei Tastaturen für das öffnen und stufenweise Schließen der beiden Plattenschieberverschlüsse. Die Plattenschieberverschlüsse werden mit je einer Hand gleichzeitig bedient. Vor dem rechten Fuß des Bedienungsmannes ist ein Hebel nach Art eines Gaspedals angebracht, dessen einmalige Betätigung das Gießrad so v> eiterdreht, daß jeweils das nächste Kokillenpaar zum Abguß bereitsteht. Nach 14 Sekunden ist das erste Kokillenpaar abgegossen, und nach einer weiteren Sekunde steht das nächste Paar zum Abguß bereit. Nach jeweils zwei Takten rastet der Zahnkranz der Kokillen in die kreisbogenförmige Zahnstange S ein, so daß diese dann mit jeder Bedienung des (ju'lliades um 90 um ihre Längsachse gedreht werden. Nach weiteren achtzehn solcher Bewegungen steht die Kokille mit der Öffnung senkrecht nach unien. so daß der in/wischen 1 eilerstarrte Block herausrutschen kann. Bis dahin hai sich die Kokille dreicinhalnmni um ihre eigene Achse gedreht.

Die leeren Kokillen werden dann während des weiteren Drehens des Gießrad; s intensh mit Luft gekühlt, und ferner werden sie an einer Stelle mit einer Spritz-

masse gespritzt, die die Kokillenhaltbarkeit erhöht. Diese beiden Maßnahmen bewirken eine derart starke Temperaturminderung der Kokillen, daß sie nach weiteren zwanzig Takten wiederum ein solches Wärmespeichervermögen erreicht haben, daß sie wieder mit ^s flüssigem Stahl gefüllt werden können. Nach zweimaligem Umlauf sind 28,8 t des Stahls vergossen, und nach weiteren neun Takten ist die Pfanne leer. Insgesamt dauert somit der Abguß 22 Minuten und 15 Sekunden. Da innerhalb weiterer acht Minuten ein Gießpfannenwechsel durchgeführt werden kann, bedeutet dies, daß die Gießvorrichtung nach der Erfindung in einer Stunde zwei Chargen mit einem Gewicht von 72 t vergießen kann, d. h. die Stundenleistung beträgt 72 t. Für den gesamten Gießvorgang wird nur ein Mann als Abgie- '5 ßer und ein Mann für das Ausspritzen der Kokille bzw. für die Aufsicht des unteren Teils des Gießrades benötigt.

Für die Röhrenfertigung gibt es nun Sondergießverfahren, die kleine Vierkantblöcke mit planparallelen ^o Außenflächen erfordern, d. h. zum Beispiel mit 160 χ 160 mm im Querschnitt und mit einer Länge von 720 mm. Um die Vorrichtung nach der Erfindung auch zur Herstellung solcher Vierkantblöcke verwenden zu können, besteht die Kokille 3 aus zwei im Querschnitt L-förmigen Winkelteilen 11,12 und einem Bodenteil 13. Diese Teile bilden im zusammengefügten Zustand einen länglichen Raum 14 mit quadratischem Querschnitt. Am Bodenteil 13 ist eine Erhöhung 15 angebracht, die genau in den Raum 14 paßt und somit die Kokille in ihrer Gießstellung von unten verschließt. Des weiteren ist am Bodenteil 13 ein Drehzapfen 16 angeordnet, der in den Kokillensitz 17 des Gießrades 1 einrastet. Die Winkelteile 11.12 sind von einem oberen Haltering 18 und einem unteren Haltering 19 umgeben. Zwischen den Halteringen 18, 19 und den Winkelteilen 11,12 sind Stützfedern 20 vorgesehen. Auf den oberen Haltering 18 ist ein Zahnkranz 4 aufgeschrumpft, der in die kreisbogenförmige Zahnstange 5 eingreift. Um eine einwandfreie Drehbewegung der aus den Winkelteilen 11. 12 zusammengesetzten Kokille sicherzustellen, sind sowohl im oberen als auch im unteren Haltering öffnungen 21 angeordnet, in die Haltestifte 22, die mit der Kokille verbunden sind, einrasten. Das obere Ende der beiden Winkelteile 11, 12 ist von ihren geschlossenen Kanten 23 her in Form einer Zunge 24 verlängert. Im übrigen ist die derart ausgebildete Kokille in das Gießrad 1 so eingesetzt, daß die zusammengepreßten Flächen der Winkelteile 11, 12 in Drehrichtung und quer hierzu die geschlossenen Kanten 23 mit den Zungen 24 stehen.

Bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung erfolgt die Entleerung der Kokillen dadurch, daß der Zahnkranz 4 ausrastet und die Zungen 24 von einer Führungsschiene auf Grund der Drehbewegung des Gießrades auseinanderbewegt werden, so daß die beiden Winkelteile der Kokille gegen den Druck der Stützfedern auseinandergepreßt werden und der Block sich lösen kann. Der Block wird dann in der vorhergehenden beschriebenen Weise zu einem Wendekühlbett geführt. Mit Erreichen der nächsten Position des Gießrades rastet die Führungsschiene wieder aus und die beiden Winkelteile der Kokille werden durch die Kraft der Stützfedern wieder zusammengepreßt und die Kokille kann nunmehr für den nächsten Gießvorgang vorbereitet werden.

Insbesondere eignen sich die erfindungsgemäßen Kokillen für Vormaterial für Walzenstraßen, für Rundmateria'! und für kleine Profile in entsprechend langen Blöcken, d.h. mit einer Länge von etwa 1500 bis 160C mm. Hierbei ergibt sich zum einen der Vorteil des größeren Blockgewichtes bei der gegebenen Länge unc zum anderen eine bessere Handlichkeit der Blöcke ir bezug auf Stapelung und Bewegung im Stoßofen, zuma das Vormaterial für die Röhrenfertigung nach diesen Sondergießverfahren nur etwa mit einem Drittel bi: zur Hälfte der Blocklänge benötigt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

225Ϊ 862 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Gießen von langen schlanken Blöcken mit hoher Gießgeschwindigkeit im Oberguß mittels einer umlaufenden Gießmaschine, d a durch gekennzeichnet, daß am Umfang eines mit horizontaler Achse (2) umlaufenden Gießrades (1) mindestens eine Reihe von Kokillen (3) speicherförmig und um ihre Längsachse drehbar angeordnet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kokille (3) mit einem Zahnkranz (4) versehen ist, und jeder Zahnkranz (4) in eine, dem Gießrand (1) zugeordnete, feststehende kieisbogenförmige Zahnstange (5) eingreift.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Kokillen (3) nebeneinander zu einer Speiche des Gießrades (1) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und/oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem unteren Bereich des Gießrades (f) ein Leitblech zur Aufnahme der aus den Kokillen (3) rutschenden Blöcke (8) zugeoi dnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Leitblech zur Kühlung der Blökke (8) in horizontaler Lage mittels Luft und/oder Wasser ein an sich bekanntes Wendekühlbett (9) nachgeschaltet ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche ! bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokille (3) aus zwei im Querschnitt L-förmigen Winkelteilen (11, 12) zusammengesetzt ist, daß die Winkeiteile (11,12) über Stützfedem (20) mit einem oberen (18) und einem unteren Haltering (19) verbunden sind, daß die oberen Enden der Winkelteile (11, 12) in ihren geschlossenen Kanten (23) in Form einer Zunge (24) verlängert sind und daß der obere Haltering (18) mit einem Zahnkranz (4) versehen ist.