DE2420997A1

DE2420997A1 - Verfahren und vorrichtung zum erzeugen rechteckiger straenge

Info

Publication number: DE2420997A1
Application number: DE2420997A
Authority: DE
Inventors: Anthony Garth Eccles; William Simon Rodenchuk; Renald Veillette
Original assignee: Alcan Research and Development Ltd
Current assignee: Alcan Research and Development Ltd
Priority date: 1973-04-30
Filing date: 1974-04-30
Publication date: 1974-11-21
Also published as: US3911996A; DK137786C; ZA742543B; AU6836674A; JPS5250011B2; GB1473095A; NL7405753A; FR2227071B1; DK137786B; JPS5026724A; ES425764A1; CA1023129A; CA1023130A; CH584076A5; BR7403486D0; US3933192A; IN141381B; FR2227071A1

Description

25 338 o/wa

ALCAN RESEARCH AND DEVELOPMENT LIMITED, MONTREAL, QUEBEC / KANADA

Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen rechteckiger Stränge

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen rechteckiger Stränge, bei welchem Metall in eine offenendige Kokille gegossen wird, deren Austrittsende zu Anfang mit einem Anfahrkopf zum Herausziehen des Stranges verschlossen ist, wobei der Anfahrkopf am Anfang mit relativ niedriger Geschwindigkeit abgesenkt und anschliessend

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mit relativ hoher Geschwindigkeit abgesenkt wird und Kühlmittel direkt auf die Oberfläche des Stranges aufgebracht wird, wenn er aus dem Austrittsende der Kokille austritt, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Herstellung von Metallsträngen, insbesondere Strängen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen nach dem halbkontinuierlichen DirektkUhlungs-Stranggiessverfahren, d.h. auf ein Verfahren, mit welchem S.tränge erzeugt werden, indem Metall in eine offenendige Kokille gegossen und Kühlmittel, gewöhnlich Wasser, direkt auf die verfestigte Oberfläche des Metalls aufgebracht wird, wenn es aus der Kokille austritt.

Bei der Erzeugung von Strängen mit grossem Rechtecksquerschnitt für die Herstellung von Walzerzeugnissen ist es üblich, bei den breiten Seitenwänden eine geringe.konvexe Krümmung vorzusehen, um der stärkeren Schrumpfung des Metalls entgegenzuwirken, welche in der Nähe der Mitte der breiten Seitenflächen des Stranges während der Verfestigung im Vergleich zu den Stellen in der Nähe der schmalen Seitenflächen des Stranges auftritt. Durch die Verwendung dieser herkömmlichen Kokillen^ bei welchen die Entfernung zwischen den breiten Seitenflächen, in deren Mitten am grössten ist, werden die oberen Teile der breiten Seitenflächen des Stranges so kontrolliert, dass sie eine annehmbare Flachheit aufweisen. Wenn die Giessgeschwindigkeit des schmelzflüssigen Metalls relativ niedrig ist, ist jedoch der Strangfuss infolgedessen so geformt, dass die breiten Seitenflächen unerwünscht konvex sind, wenn die oben erwähnten herkömmlichen Kokillen verwendet werden. Bevor ein Strang bzw. ein Barren gewalzt wird, wird

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die Oberfläche gewöhnlich überfräst,um Oberfläohenfehler zu entfernen und so eine relativ glatte Walzfläche zu ■ schaffen. Das Vorhandensein eines dicken, konvexen Strangfusses macht es jedoch häufig erforderlich, die breiten Seitenflächen des Stranges am Strangfuss zu fräsen, um diese konvexe Ausbildung zu beseitigen, bevor ein Fräsen der Walzfläche durchgeführt werden kann. Die konvexe Ausbildung in der Nähe des Strangfusses führt auch zu einer Gefährdung der Sicherheit, wenn die ungefrasten Barren gestapelt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, womit Stränge bzw. Barren erzeugt werden können, die über ihre gesamte Länge gleichmässig rechteckig geformt sind und keine konvexe Verdickung in der Nähe des Strangfusses aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch geOöst, dass der Spalt zwischen den Mittelpunkten der gegenüberliegenden breiten Seitenflächen der Kokille ohne wesentliche Änderung des Spaltes an den Enden der Flächen progressiv gesteigert wird, wenn die Geschwindigkeit des" Anfahrkopfes gesteigert wird.

Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist so aufgebaut, dass mindestens die breiten Seitenwände der Kokille aus flexiblem Material hergestellt sind, und dass eine Einrichtung zum Ändern der Krümmung der breiten Seitenwände durch Biegung derselben vorgesehen ist. Diese Einrichtungen zur Änderung bzw. Steuerung

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der Krümmung sind zweckmässig in Form von Schraubspindeln vorgesehen, die auf die breite Seitenwand an einer oder mehreren symmetrisch- zum Mittelpunkt der Wand angeordneten Stellen einwirken und durch deren Betätigung die Biegung progressiv auf die Seitenwand aufgebracht werden kann, um sie von einer zu anfang flachen oder leicht gebogenen Stellung beim Beginn des GiessVorganges in der Zeit in eine entsprechend gebogene Form zu bringen, wenn die maximale Absenkgeschwindigkeit des Absenktisches erreicht ist. Alternativ kann das Biegen auch mit hydraulischen Einrichtungen durchgeführt werden. Es bieten sich auch viele andere mechanische, elektromechanische und pneumatische Vorrichtungen für diesen Zweck an. Gleichgültig welche Massnahme getroffen wird, soll die Vorrichtung zum Biegen der Kokillenwand vorzugsweise automatisch gesteuert werden, so dass der Betrag der Biegung mit der Geschwindigkeit Schritt hält, mit welcher der Absenktisch abgesenkt wird.

Jeder flexiblen Seitenwand der Kokille ist eine Einrichtung zur Anwendung der Kühlung unterhalb der Kokille zugeordnet, d.h. zum Aufbringen von Kühlmittel direkt auf die verfestigte Oberfläche eines Stranges, der aus der Kokille austritt. Es sind auch Einrichtungen zur Kühlung der Kokillenwand selbst vorgesehen. Hierfür kann die flexible Seitenwand der Kokille einer Wasserleitung zugeordnet, jedoch relativ flexibel in bezug auf dieselbe sein, welche mit mindestens einer öffnung in Form eines durchgehenden Schlitzes oder einer Reihe von öffnungen versehen ist, um Wasser auf die Rückseite der flexiblen Seitenwand zu richten,

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sowie mit einer öffnung, um Wasser nach innen auf die Oberfläche eines Stranges zu richten, der aus der Kokille austritt..

Wenn der gegossene Strang einen im allgemeinen quadratischen Querschnitt aufweist oder wenn der Unterschied der Abmessungen zwischen den breiteren Seitenflächen und den schmaleren Seitenflächen gering ist, kann es für die vier eine rechteckige Kokillenöffnung bildenden Seitenwände vorteilhaft sein, wenn sie flexibel und mit einer Einrichtung zum Aufbringen einer gesteuerten Biegung versehen sind. Häufiger reicht es für die Erzeugung von zu walzenden Barren oder Strängen, deren Dicke im Verhältnis zur breiten Seitenfläche relativ schmal ist, aus, die Kokille mit einem Paar starrer schmaler Seitenwände zur Begrenzung der schmalen Seitenfläche des Stranges zu versehen. Die schmalen Seitenwände können als herkömmliche Wasser- " kästen mit herkömmlichen Wasseraustrittsschlitzen oder -düsen zur Anwendung der Kühlung unterhalb der Kokille versehen sein. Diese schmalen Seitenwände können starr angeordnet oder so aufgebaut sein, dass sie aufeinander zu- und voneinander weg-bewegbar sind. Die flexiblen Seitenwände der Kokille, welche die breiten Walzflächen des Stranges bilden, sind vorzugsweise dicke Streifen aus einem Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit, z.B. Kupfer oder Aluminium. Zweckmässig sind die breiten Seitenwände ca. 9 mm (3/8 ") dick. Die Einrichtung zum Biegen der breiten Seitenwände sollte in der Lage sein, die Mitte der breiten Seitenwände ungefähr bis zu 13 mm (1/2 ") oder in einigen Fällen sogar mehr zu biegen. Obwohl die breiten

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Seitenwände so ausgebildet sein können, dass sie sich unabhängig von dem zugeordneten Kühlsystem biegen oder krümmen, ist die flexible Seitenwand der Kokille bei einer bevorzugten Anordnung mit einem zugeordneten flexiblen Wassermantel versehen, der so angeordnet ist, dass ein Wasserauslass-Schlitz an der Strangauslasskante der flexiblen Seitenwand angeordnet ist. Dieser Schlitz kann so angeordnet sein, dass er im wesentlichen konstante Charakteristika in bezug -auf die benachbarte Oberfläche des Stranges aufweist und dieses ist ein besonderer und wesentlicher Vorteil im Vergleich zur Zuführung von Kühlmittel von einer relativ starren Wasserzuführleitung. Der flexible Wassermantel kann aus einem flexiblen ABS- oder PVC-Rohr bestehen, das mittels einer Reihe in Abstand angeordneter, an der Seitenwand befestigter Auflager mit Abstand zur Seitenwand gelagert und so angeordnet' ist, dass das Wasser auf die äussere Oberfläche der breiten Seitenwand gesprüht wird. Die öffnungen in dem flexiblen Rohr, aus denen Wasser auf die flexible Seitenwand der Kokille gerichtet wird, sind vorzugsweise so angeordnet, dass sie das Wasser schräg auf die Seitenwand der Kokille richten, um eine verbesserte Bedeckung derselben mit dem von aussen aufgebrachten Vlasser aufrechtzuerhalten, Der Wassermantel wird durch eine flexible Umhüllung aus Plattenmaterial vervollständigt, das entlang einer Längskante an der Rückseite der flexiblen Seitenwand oder in der Nähe der Eintrittskante derselben festgeklemmt, um das flexible Rohr gelegt und entlang seiner anderen Längskante an einem flexiblen, einen Schlitz bildenden Teil festgeklemmt ist, das mit Abstand zur Austrittskante der

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flexiblen Seitenwand angeordnet ist.. Die flexible Umhüllung bildet so einen Wassermantel an der Rückseite der Seitenwand mit einem im wesentlichen konstanten Wasserauslass-Schlitz.

Weil das Biegen der breiten Seitenwände durch eine geringe Längsbewegung im Bereich ihrer Enden begleitet ist, wird vorzugsweise eine Gummidichtung vorgesehen, um den Spalt zwischen den breiten Seitenwänden und den unabhängig befestigten schmalen Seitenwänden auf einem solchen Wert zu halten, dass die Oberflächenkräfte den Austritt schmelzflüssigen Metalls verhindern. Im allgemeinen ist es als ausreichend anzusehen, wenn dieser Spalt auf einem Wert von 0,8 mm (1/J52") oder darunter gehalten wird, um einen solchen Austritt zu verhindern. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die breiten Seitenwände gegen mit ihnen zusammenwirkende Flächen der schmalen Seitenwände gedrückt und eine Art Abstützung mittels Rollen ist vorgesehen, um die notwendige Bewegung am Ende der Seitenwände zu ermöglichen.

Bei einer anderen Alternativkonstruktion sind die schmalen Seitenwände und die breiten Seitenwände als einheitlicher Aufbau ausgebildet, so dass die schmalen Seitenwände sich entsprechend dem Betrag der auf die breiten Seitenwände aufgebrachten Biegung aufeinander-zu und voneinanderweg-bewegen. Obwohl dieses eine gewisse Verringerung der Breite eines flachen Stranges zur Folge hat, wenn die Seiten der Kokille während des GiessVorganges gebogen werden, hat dies keine Bedeutung, weil es lediglich

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zur Folge hat, dass bei den ersten paar Zentimetern die Breite des Strangfusses Übermass hat. Bei dieser alternativen Konstruktion werden sowohl die schmalen Seitenflächen als auch die breiten Seitenflächen mittels eines Wass ermantels gekühlt, der aus einem ABS- oder PVC-Rohr gebildet ist, das mit Düsen versehen ist, welche auf die Seitenwände der Kokille gerichtet sind. Das Rohr stützt eine flexible Umhüllung, die so angebracht ist, dass sie einen im wesentlichen durchgehenden Auslass-Schlitz bildet, um Wasser auf die Oberfläche des austretenden Stranges zu richten, um in herkömmlicher Weise die Kühlung unterhalb der Kokille zu erreichen.

Während gewöhnlich vorgezogen wird, die Flächen der gegenüberliegenden Seitenwände der Kokille genau parallel zur Achse der Bewegung des Stranges zu halten, kann es in manchen Fällen erwünscht sein, sie ein wenig zu neigen, so dass der Spalt zwischen den Austrittskanten der Seitenwände ein wenig kleiner als der Spalt an den Eintrittskanten ist.

Das Versehen einer Kokille mit flexiblen breiten Seitenwänden hat viele Vorteile beim Stranggiessen mit direkter Kühlung. Zusätzlich zur Aufgabe der wesentlichen Vermeidung der konvexen Ausbildung des Strangfusses wird ermöglicht, Stränge verschiedener Zusammensetzung ohne Austausch der Kokille zu giessen. Nach herkömmlicher Praxis ist es häufig notwendig, die Kokille gegen eine andere Kokille mit anderer konvexer Ausbildung auszutauschen, wenn eine andere Legierung gegossen wird, weil die verschiedenen Legierungen unterschiedliche Schrumpfeigenschaften haben, und mit

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unterschiedlichen Giessgeschwindigkeiten gegossen wird. Bei einer Konstruktion,in der die breiten Seitenwände und die schmalen Seitenwände voneinander getrennt sind, und die schmalen Seitenwände aufeinanderzu und voneinanderweg beweglich sind, kann eine Kokille verwendet werden, um einen gesamten Bereich von Strängen verschiedener Breiten der Walzflächen zu giessen. Durch Verwendung einer Reihe von schmalen Seitenwänden mit unterschiedlicher Flächenbreite können Stränge unterschiedlicher Dicke in derselben Vorrichtung gegossen werden. In manchen Fällen kann eine in Längsrichtung abgeschrägte Kokille erwünscht sein. Diese kann durch progressive Einwärts- oder Auswärtsbewegung der schmalen Seitenwände während des GiessVorganges erzeugt werden.

Bei einem Versuch wurden Stränge von 46 cm χ 107 cm (12" χ 42") für die Herstellung von Aluminiumblech erzeugt. Un-" terschiedliche Giessgeschwindigkeiten und entsprechende Biegungen der Kokille erzeugten Stränge mit flachen Walzflächen. Die folgenden Werte sind Beispiele für einen solchen praktischen Versuch:

Wassermenge : 450 l/min (100 gal/min)

Giessgeschwindigkeit s 7 cm/min (2 j5/4"/min)

Metallkopf : 7,6 cm (3 ")

Giesstemperatur ί 68O°C

Ofentemperatur : 695°C

Beim Giessen wurde mit geraden parallelen breiten Seitenwänden an der Kokille begonnen und jede wurde um einen Betrag von 0,8 mm/22 sek. (l/32"/22 sek.)/i¥s^Sein§ Biegung

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von 9*5 mm (12/32 ") an jeder Wand oder eine gesamte Biegung von 19 mm (24/32") erreicht wurde.

Ein Strang mit diesen Abmessungen hätte beim Giessen mit einer herkömmlichen Kokille eine konvexe Ausbildung am Strangfuss von ungefähr 9,5 mm (3/8 ") pro Fläche. Wenn jedoch die Breite vergrössert würde, so auch die Konvexität, so dass ein Strang von "46 cm χ 203 cm (18 " χ δθ") mehr als I3 mm (1/2 ") Konvexität haben würde.

Bei anderen Versuchen wurden Giessgeschwindigkeiten bis zu 12,7 cm/min (5 "/min) angewandte Sehr zufriedenstellende Ergebnisse wurden bei Geschwindigkeiten bis zu 9^5 cm/min (3 3/4 "/min) erzielt. Wie bei anderen Stranggiessverfahren hat es sich im allgemeinen erwiesen, dass es vorzuziehen ist, mit kleinen Metallköpfen zu arbeiten^, um eine minimale Verzögerung zwischen der Kühlung durch Berührung mit der Kokille und der Kühlung mittels des direkt auf die . Oberfläche des Stranges unterhalb der Kokille aufgebrachten Kühlmittel sicherzustellen.

Bei einer anderen Versuchsreihe wurden Stränge von 4-6 cm χ 142 cm (18 " χ 56 ") für die Herstellung von Walzerzeugnissen nach dem erfindungsgemässen Verfahren mit drei verschiedenen Legierungen in folgender V/eise gegossen;

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Legierung

handelsübliches reines Al Al-Mn 1

Al-Mg 1

Giessgeschwindigkeit
beim Angiessen:
gesteigert auf:

44t5 mm/min 80 Sek. lang 127 mm/min im Zeitraum von 180 Sek.

44j 5 mm/min
80 Sek. lang
127 mm/min
im Zeitraum
von 18O Sek.

31,8 mm/min 80 Sek. lang 121 mm/min im Zeitraum von l8o Sek.

Wassermenge
beim Angiessen:
gesteigert bis auf:

Art der Aufbringung
konstant während:
wechselnd ein-ausgeschaltet während:
Zyklus :
fo abgeschaltet:

750 l/min(I65gal/min) 80 Sek. lang 908 l/min
im Zeitraum von 18O Sek.

750 l/min (165 gal/fdr)568 l/min (125 gal/min) 80 Sek. lang 80 Sek. lang 908 l/min 908' l/min im Zeitraum im Zeitraum von I80 Sek. von I80 Sek.

70 sek.
90 sek.

2 sek.
50 $ .

70 sek.
90 sek.

2 sek.
50 %

90 sek. 90 sek.

2 sek. 50 %

Metallkopf in der Kokille 44,5 - 54 mm 44,5 - 54 mm

44,5 - 54 mm

Me talltemperatur

690 + 5°C

690

5°C

Kokillenerweiterungsbeginn

100 sek. nach Giessbeginn 100 sek. nach
Giessbeginn

120 sek. nach Giessbeginn

NJ CD CO CO

Kokillenerweiterungsbe trag

3,2 mm/min pro

Fläche

7 Min.lang · 3,2 mm/min pro

Fläche

7 Min.lang

3,2 mm/min pro-

Fläche

7 Min.lang

_ ₁₂ _ 242G997

Die in diesen Versuchen erzeugten Stränge hatten annehmbar flache Oberflächen an ihren Strangfüssen.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann in Verbindung mit dem Verfahren nach der GB-PS 1 026 399 angewendet werden, bei
welchem die oberen Teile der Kokillenflächen mit einer Platte aus flexiblem Wärmeisoliermaterial beschichtet sind.
Die zweite alternative Art der Kokille, bei welcher die
breiten und die schmalen Seitenflächen einen einheitlichen Aufbau bilden, ist in diesem Fall die zweckmässigere.

Es wurde gefunden,dass ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung darin besteht, dass sie es ermöglicht,
die Form des Stranges zu steuern, wenn es notwendig geworden ist, die Giessgeschwindigkeit zu verringern. Die Verringerung der Giessgeschwindigkeit kann aufgrund ausserplanmässiger Steigerung der Metalltemperatur oder fehlerhafter Metallzufuhr erforderlich sein. Während der Verlangsamung kann die Bildung einer Konvexität der Walzflächen der Strangseiten vermieden werden, indem die Biegung der Seitenwände der Kokille verringert wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen Kokille,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1,

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Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie B-B der Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie C-C der Fig. 1,

Fig. 5 einen Teil einer Draufsicht eines anderen Ausführungabeispiels einer erfindungsgemässen Kokille,

Fig. 6 eine Seitenansicht der Kokille der Fig. 5, Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie D-D der Fig. 5, Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie E-E der Fig. 5,

Fig. 9 einen·Schnitt entlang der Linie F-F der Fig. 5, und

Fig. 10 einen Schnitt der Seitenwand einer abgewandelten Kokille.·

Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Kokillen mit vertikaler Achse beschrieben wird, versteht es sich, dass das Prinzip der Erfindung in gleicher Weise bei einer Kokille mit horizontaler Achse angewendet werden kann.

Bei der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Vorrichtung ist die Kokille mit einer mit ihr zusammenwirkenden Anfahreinrichtung 1 versehen, welche einen Anfahrkopf 2 trägt und auf einem vertikal beweglichen Absenktisch J5 gelagert ist. Der Anfahrkopf 2 verschliesst anfangs in herkömmlicher Weise das Auslassende der mit vertikaler Achse angeordneten Kokille.

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Die Kokille ist mit einem sie umgebenden Rahmen 4 verbunden und wird von diesem getragen. Der Rahmen 4 bildet auch einen Wasserbehälter bzw. eine Wasserleitung. Die Kokille selbst besteht aus breiten Seitenwänden 5 und'schmalen Seitenwänden 6. Wassermäntel 7 erstrecken sich im wesentlichen parallel zu den breiten Seitenwänden, dienen zu deren Abstützung und stehen mit dem durch den Rahmen

4 gebildeten Wasserbehälter in Verbindung. Die schmalen Seitenwände 6 (Fig. 3) haben'die Form eines einfachen Wasserkastens mit einem Auslass-Schlitz 8, um das Wasser für die Kühlung unterhalb der Kokille zu führen. Ein flexibler Schlauch 9 verbindet den durch den Rahmen 4 gebildeten Wasserbehälter mit dem die schmale Seitenwand β bildenden Wasserkasten. In diesem Fall sind die schmalen Seitenwände 6 stationär und sind mit Bolzen 11 an Querträgern 10 befestigt, die mit den Wassermänteln 7 verbunden sind. In diesem Fall sind die Wasserkästen stationär und sind mit Bolzen 11 befestigt. Sie könnten jedoch auch durch einfache Abwandlung des Aufbaus so angeordnet werden, dass sie auf Führungen längsbeweglich sind, um eine Änderung des Abstandes der schmalen Seitenflächen des in der Kokille gegossenen Stranges zu ermöglichen.

Die breiten Seitenwände. 5 bestehen jeweils aus einem dicken Streifen eines wärmeleitenden Metalls, vorzugsweise aus Aluminium oder Kupfer, der von einem Paar von Verbindungsstücken 12 getragen wird, die verschiebbar in der Wand des Wassermantels 7 angebracht sind, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Die Verbindungsstücke 12 sind mit den breiten Seitenwänden

5 über Drehzapfen 14 verbunden. An ihren äusseren Enden sind die Verbindungsstücke an ein Joch 15 angeschlossen.

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Die Krümmung oder Biegung der breiten Seitenwände wird mittels einer handbetätigten Schraubspindel 16 erzielt·, die zwischen dem Joch 15 und einer Verankerung 17 am Rahmen 4 angebracht ist. Der Betrag der Biegung wird durch Zusammenwirken eines Zeigers 18 und einer Skala 19 angezeigt, die auf dem Joch 15 angebracht ist. Um eine Biegung der breiten Seitenwände 5 zu erzielen, werden die Enden dieser Seitenwände gegen eine Auswartsbewegung durch Rollen 20 gehalten, die an Armen 21 gelagert sind. Die Arme 21 sind verstellbar an den schmalen Seitenwänden 6 befestigt, um eine Einstellung der Breite des Zwischenraumes zwischen einer Rolle 20 und der benachbarten vertikalen Kante einer schmalen Seitenwand 6 zu ermöglichen. Aus Fig. 4 ist auch zu ersehen, dass die breiten Seitenwände 5 verschiebbar auf Führungen 22 gelagert sind, welche an den schmalen Seitenwänden 6 befestigt sind.

Die Anordnung zum Aufbringen des Kühlmittels auf die breiten Seitenwände 5 und für die zugehörige Kühlung der breiten Seitenflächen des Stranges unterhalb der Kokille ist in Fig. 2 dargestellt. Sie besteht aus dem bereits erwähnten Wassermantel 7* der eine Reihe mit dichtem Abstand zueinander angeordneter Öffnungen 23 aufweist, welche so angeordnet sind, dass sie V/asser etwas abwärts auf die rückwärtige Fläche der breiten Seitenwand 5 richten. Ein Ablenkblech 24 ist an der Vorderseite des Wassermantels ¹J angebracht, um eine Aufwärtsbewegung des Wassers zu verhindern. Der Zwischenraum zwischen der breiten Seitenwand 5 und dem Wassermantel 7 ist oben mit flexiblen verschiebbaren Dichtungen 25 und 26 abgeschlossen. Das Wasser kann frei nach unten abfliessen, nachdem es auf die rückwärtige Seite

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der breiten Seitenwand 5 geprallt ist, um dieKühlung durchzuführen. Die Kühlung unterhalb der Kokille wird durch Verwendung eines Sprührohres 27 erreicht, das eine Reihe von öffnungen 28 aufweist, die so angeordnet sind, dass sie Wass erstrahlen sehr dicht in der Nähe der Kante der breiten Seitenwand 5 ausstossen. Das Sprührohr 2? bezieht V/asser aus dem von dem Rahmen k gebildeten Wasserbehälter.

Im Betrieb verschliesst der Anfahrkopf 2 zunächst die Unterseite des Kokillenhohlraums, der durch die schmalen Seitenwände 6 und die breiten Seitenwände 5 gebildet wird. In diesem Stadium sind die breiten Seitenwände 5 im wesentlichen ungebogen, so dass der Kokillenhohlraum einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist. Dann wird mit dem Giessen des Metalls begonnen und das Absenken des Anfahrkopfes erfolgt in herkömmlicher V/eise, d.h. zunächst langsam, während der Bildung des Strangfusses und dann schneller. Wenn die Absenkgeschwindigkeit des Anfahrkopfes gesteigert wird, wird die Schraubspindel 16 betätigt, um eine Biegung herbeizuführen, deren Betrag von der Absenkgeschwindigkeit und den Eigenschaften des gegossenen Metalls abhängt.

Es versteht sich, dass der Anfahrkopf die Einrichtung zum

Herausziehen des Stranges aus der Kokille bildet und durch

andere herkömmliche Einrichtungen ersetzt würde, wenn die

erfindungsgemässe Kokille mit horizontaler Achse oder geneigt angeordnet würde.

Bei dem in den Fig. 5 bis 9 dargestellten abgewandelten Aufbau ist der Wassermantel so aufgebaut, dass er sich mit der Seitenwand der Kokille biegt und Kühlmittel durch einen Schlitz

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an der Unterkante der Seitenwand der Kokille abgibt.

Die Kokille der Fig. 5 besteht aus breiten Seitenwänden und schmalen Seitenwänden 102, die aus stranggepressten Aluminiumteilen zus-ammengeschweisst sind und zusammen ein Rechteck bilden. Jede schmale Seitenwand 102 ist an eine obere Tragplatte 103 geschweisst, welche einen Wasserkasten 1O4 für die Zufuhr von Kühlmittel zur Rückseite der schmalen Seitenwand 102 trägt. Ein Schlauchanschluss 105 ist an der Unterseite der Tragplatte 103 befestigt. Der Schlauchanschluss hat einen nach unten gerichteten Einlass-Stutzen zum Anschluss an eine Wasserzufuhranlage mittels eines flexiblen Schlauchs und drei sich horizontal erstreckende Auslass-Stutzeno

Jede breite Seitenwand ist mit zwei Bügeln versehen, die . jeweils aus' einer oberen und einer unteren Platte ΙΟβ bzw. 107 bestehen. Diese Bügel sind symmetrisch an gegenüberliegenden Seiten in der Mitte jeder breiten Seitenwand 101 angeordnet und zum Anschluss über Verbindungsstücke an irgendeine geeignete Form einer Schraubspindel oder dergleichen vorgesehen, über welche die Kraft zum Biegen der breiten Seitenwände der Kokille aufgebracht wird.

V/ie aus den Fig. β und 9 zu sehen ist, erhält der Wasserkasten 104 Wasser über einen flexiblen Schlauch von einem Stutzen des Schlauchanschlusses 105 und leitet durch die Düsen 108 Wasser auf die Rückseite der schmalen Seitenwand 102 der Kokille, welche Wasserstrahlen durch den wassergefüllten Zwischenraum 109 schräg auf die Kokillenwand richten. Eine

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Platte 110 ist mit Bolzen am Boden des Wasserkastens befestigt, um einen Wasserausströmschlitz 111 zu begrenzen, durch den Wasser vom Zwischenraum auf die schmale Seitenfläche eines Stranges gedichtet wird,der nach .unten aus der Kokille austritt.

Wie aus den Fig. 7 und 9 zu sehen ist, sind die breiten Seitenwände 101 und die schmalen Seitenwände 102 beide aus stranggepressten Aluminiumteilen gefertigt. Es versteht sich jedoch, dass die- schmalen Seitenwände 102 fast ebenso bequem aus flachen Aluminiumstreifen hergestellt werden könnten.

Aus Pig. 7 ist zu ersehen,, dass die flexible Seitenwandanordnung der Kokille aus einem stranggepressten Aluminiumteil besteht, das die Kokillenwand bildet und aus einem extrudierten Teil 112, das eine Umhüllung und eine Wasserleitung bildet, und aus ziemlich steifem PVC hergestellt ist.

Die breite Seitenwand 101 ist so geformte dass sie ohne wesentliche Verwerfung gebogen werden kann und hat an ihren Ober- und Unterkanten im wesentlichen gleiche Steifigkeit« Das stranggepresste Teil ist mit einer hinterschnittenen, eine Mutter aufnehmenden Nut 114 und einer langgestreckten öffnung 115 versehen, welche einen Teil eines ständigen Schmiersystems bildet. Die Oberfläche des stranggepressten Teiles ist bei 117 abgeschrägt.

Das Teil 112 ist mit einer rohrförmigen Wasserleitung 118 versehen. Eine Reihe von öffnungen 119 ist in den Teil der

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Wasserleitung 118 gebohrt, der der Rückseite der breiten Seitenwand zugekehrt ist. Jedoch sind diese Bohrungen-zwischen der Verbindung mit dem Schlauchanschluss 105 und dem Ende der breiten Seitenwand 101 weggelassen.

Ein oberer umhüllender Wandabschnitt 120 des aus PVC extrudierten Teiles 112 ruht auf dem Anschlag 116 und ist mittels Nieten 121 an der breiten Seitenwand 101 befestigt. Die Nieten 121 dienen auch zur Befestigung einer dünnen Spritzschutzplatte 122.

Das Teil 312 hat eine untere umhüllende Wand und eine Lippe 123, die mit der abgeschrägten Fläche II7 zusammenwirkt, um einen Wasserauslass-Schlltz 124 zu bilden, der so gerichtet ist, dass die herkömmliche Kühlung unterhalb der Kokille geschaffen wird. Die Lippe 123 ist an der breiten Seitenwand 101 mittels einer Reihe mit kleinem Abstand angeordneter Schraubbolzen 126 befestigt, die in in der Nut 114 eingeschlossene rohrförmige Muttern 125 geschraubt sind.

Das Teil 112 wirkt so mit der breiten Seitenwand 101 zusammen, um einen einen Wassermantel enthaltenden Zwischenraum 127 zu begrenzen, dem V/asser von der Wasserleitung 118 über Diesen II9 zugeführt und von dem V/asser für die Kühlung unterhalb der Kokille durch den Schlitz 124 ausfliessen gelassen wird. Das Teil 112 beeinflusst die Biegung der aus Aluminium bestehenden breiten Seitenwand der Kokille ein wenig und bildet mit dieser einen Wasserauslass-Schlitz, durch den ein im wesentlichen gleichförmiger Wasservorhang für die Kühlung unterhalb der Kokille ausfliessen gelassen werden kann.

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Aus Fig. 8 ist zu erkennen, dass die Lippe 123 im Bereich des Bügels weggeschnitten ist, um die Platte 107 einzupassen, die an der abgeschrägten Fläche 117 der breiten Seitenwand 101 angeschweisst ist. Um dies auszugleichen, ist die Platte 107 mit einer Reihe mit diditem Abstand zueinander angeordneter Bohrungen 130 versehen, damit Wasser für die Kühlung unterhalb der Kokille ausfliessen gelassen werden kann. Vorzugsweise ist ein einstellbares Ablenkblech I3I vorgesehen, das mit den Bohrungen I30 zusammenwirkt.

Bei der in Fig. 10 dargestellten abgewandelten Kokille ist der allgemeine Aufbau der schmalen Seitenwände der Kokille und des zugehörigen Wasserkastens derselbe, wie bei den Fig. 5 bis 9. Bei diesem Aufbau sind jedoch die Wasserzuführleitung und die Umhüllung zur Kühlung der breiten Seitenwand und zum Aufbringen des Kühlmittels unterhalb der Kokille voneinander getrennt. Die breite Seitenwand 201 der Kokille ist ein einfacher Aluminiumstreifen mit einer abgeschrägten Kante 202. Auflager 203 sind in Abständen an der R,ckseite der breiten Seitenwand 201 befestigt, und dienen dazu, die Wasserleitung 204 mit Abstand zur Seitenwand der Kokille zu halten. Die Wasserleitung 204 ist ein Neopren oder ähnliches flexibles Material und mit Düsen 205 versehen, um V/asser auf die Seitenwand 201 zu richten. Eine flexible Dichtung 2θβ aus Neopren ist um die Wasserleitung 204 gelegt, um einen Zwischenraum 207 für Wasser zu bilden. Oben ist die umhüllende Dichtung 206 hinter einem Aluminiumstreifen 208 festgeklemmt, während die andere Kante der Dichtung 206 zwischen einem Paar dünner Aluminiumstreifen 209 und 210 eingeklemmt ist, die an der Seitenwand 201 in Abständen mit Befestigungselementen 211

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befestigt sind, um einen Wasserauslass-Schlitz 212 zu bilden. Es ist klar dass die V/asser leitung 2O²I- als Unterstützung für die flexiblere Dichtung 206 dient.

Es versteht sich, dass die Zufuhr- von Metall zur Kokille in irgendeiner bequemen Weise durchgeführt werden kann, z. B. mit einem herkömmlichen schwimmergesteuerten Tauchrohr oder anderen herkömmlichen Metallzuführvorrichtungen,, die in der Technik verwendet werden.

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Claims

Patent a. nsprüche

1. Verfahren zum Herstellen rechteckiger Stränge,, bei welchem Metall in eine offenendige Kokille gegossen wird, deren Austrittsende zu Anfang mit einem Anfahrkopf zum Herausziehen des Stranges verschlossen ist, wobei der Anfahrkopf am Anfang mit relativ niedriger Geschwindigkeit abgesenkt und anschliessend mit relativ hoher Geschwindigkeit abgesenkt wird und Kühlmittel direkt auf die Oberfläche des Stranges aufgebracht wird, wenn er aus dem Austrittsende der Kokille austritt, dadurch gekennzeichnet,, dass der Spalt zxfischen den Mittelpunkten der gegenüberliegenden breiten Seitenflächen der Kokille ohne wesentliche Änderung des Spaltes an den Enden der Flächen progressiv gesteigert wird, wenn die Geschwindigkeit des Anfahrkopfes gesteigert wird*

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die breiten Seitenwände (5; 101] 201) der Kokille aus flexiblem Metall hergestellt sind, und dass eine Einrichtung (12, 14-17; lo6, 107) zum Ändern der Krümmung der breiten Seitenwände (5; 101, 201) durch Biegung derselben vorgesehen ist»

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine rohrförmige Leitung

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(7; ll8;2O4) aus hochflexiblem Kunststoffmaterial an der breiten Seitenwand (5; 101; 201) der Kokille mit Abstand zu derselben befestigt ist, dass die rohrförmige Leitung (7; 118; 204) eine Vielzahl von Düsen (23; 119; 205) aufweist, die darin angebracht und so angeordnet sind, dass die Strahlen des Kühlmittels aus demselben auf die Rückseite der Seitenwand (5; 101; 201) der Kokille gerichtet sind, dass die rohrförmige Leitung (7; 118; 204) zusammen mit einer flexiblen Umhüllung (25; 26; 120; 206) einen im wesentlichen geschlossenen Wassermantel bildet, der einen Auslass-Schlitz (124, 212) an der Auslasskante der breiten Seitenwand (5; 101; 201) aufweist, dass die Umhüllung dicht an der Eintrittskante der Seitenwand der Kokille befestigt ist und mit Abstand zur Seitenwand angrenzend an die Austrittskante derselben befestigt ist, wodurch der Auslass-Schlitz (124; 212) gebildet ist, durch den Kühlmittel auf die Oberfläche des aus der Kokille austretenden Strangs richtbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmige Leitung (118) und die Umhüllung einstückig aus einem flexiblen Kunststoffmaterial extrudiert sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η -

■ ζ e i ch η e t ,' dass dieses einstückige extrudierte Teil (112) mit einer unter einem Winkel angeordneten Lippe (123) versehen ist, die im wesentlichen parallel zu einer Oberfläche der breiten Seitenwand (101) der

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Kokille angeordnet ist, so dass sie zusammen mit derselben den Auülass-Schlitz (124) am Austrittsende der Kokille zum Aufbringen eines Kühlmittels direkt auf die Oberfläche eines die Kokille verlassenden Stranges bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das aus Kunststoff bestehende extrudierte Teil (112) eine kreisförmige Wasserleitung (118) mit einem im wesentlichen winkligen Abschnitt (120) zur abdichtenden Verbindung mit der breiten Seitenwand (101) der Kokille und einen zweiten Abschnitt aufweist, der im wesentlichen senkrecht zum winkligen Abschnitt (120) verläuft, und im wesentlichen tangential zur Wasserleitung (HS) angeordnet ist, und dass der zweite vorstehende Abschnitt eine geneigte Lippe aufweist, die vom ersten Abschnitt (120) und der Wasserleitung (118) divergiert.

7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die breite Seitenwand (5; 101 j 201) der Kokille aus einem streifenförmigen, stranggepressten Metallabschnitt hergestellt ist, der eine hinterschnittene Nut (H 4) in der Nähe der Austrittskante aufweist, in welcher ein Teil (125) eines Befestigungsmittels zum Befestigen der Umhüllung, zur Begrenzung des Wasserauslass-Schlitzes mit Abstand zur breiten Seitenwand (5; 101j 201) der Kokille anbringbar ist.

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