DE2426026A1

DE2426026A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines walzerzeugnisses aus einem durch strangguss in einem rillenrad gebildeten knueppel

Info

Publication number: DE2426026A1
Application number: DE19742426026
Authority: DE
Inventors: Benatragt Nichtnennung
Original assignee: VENTE de l ALUMINIUM SOC D; Secim SA
Current assignee: VENTE de l ALUMINIUM SOC D; Secim SA
Priority date: 1973-06-26
Filing date: 1974-05-30
Publication date: 1975-01-16
Also published as: AR204410A1; CA1026925A; OA04722A; DD111820A5; BE816910A; LU70404A1; SE7408023L; NO138617B; DE2426026C3; BR7405119A; FR2234936B1; NL7407964A; DK149643C; NL174022B; RO65495A; NL174022C; SE412869B; NO742278L; YU36106B; JPS5546362Y2

Description

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IMOnohemtS, Sigfaidorfctr. 1* 2426026

310-22.7O1P(22.7O2H) 30. 5. 1974

SECIM, COURBEVOIE (Frankreich)

und
Soclete de Vente de I¹ Aluminium PίίCHIMEY₃ GRt₁-IuBLE (Frankr.)

Verfahren und Vorriehtung zur Herstellung eines Walzerzeugnisses aus einem durch Strangguß in einem Rillenrad gebildeten Knüppel

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuier,lichen Herstellung eines Walzerzeugnisses aus einem durch Strangguß in einem Rillenrad gebildeten Knüppel.

Die Erfindung findet besondere Anwendung auf dem Gebiet der Formgebung von Nichteisenmetallen oder -legierungen, z. B. zur Herstellung von Drähten in einer Umformungskette, ausgehend von dem Metall oder der Legierung im flüssigen Zustand, das bzw. die kontinuierlich in ein Rillenrad gegossen und nachher gewalzt wird.

Solche kontinuierlichen Produktionsanlagen weisen nach den gegen-

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310-(73/6Ö)-T-r f.

a.

wärtigen Verfahren allgemein am Anfang eine sogenannte Vielrad-Gießvorrichtung (Fig. l) auf, der mehrere Walzgerüste folgen. Die Gießvorrichtung besteht aus einem mit einer Umfang srille oder -nut versehenen Rad 2 und drei Eingriffs- oder Vorgelegerädern 4, 5 und 7, um die ein metallisches Band 3 läuft, das eine Endlosschleife bildet.

Zwei der Vorgelege- oder Eingriffsräder, nämlich 4 und 7, die oberhalb bzw. unterhalb des Rillenrades 2 angeordnet sind, drücken das Band 3 teilweise an das Rad 2 an, wodurch die Gießrille auf einem Teil des Um fang s des Rades 2 geschlossen wird.

Das dritte Vorgelege- oder Eingriffsrad 5, das durch eine Winde 8 etwas verschieblich ist, sichert die Spannung des Bandes 3, dessen lineare Geschwindigkeit im Betrieb gleich der Umfangsgeschwindigkeit des Gießrades 2 ist; so ergibt sich ein gleitfreier Kontakt des Bandes 3 am Rad 2. Im Lauf des Gießens werden das Rad 2 und das Band 3 intensiv mit Wasser gekühlt. Während der Herstellung des Erzeugnisses gibt eine Ausgußöffnung 1, die über dem Rad 2 angeordnet ist, dauernd die Metall- oder Legierungsschmelze in den durch das Band geschlossenen Rillenteil ab, wo die Schmelze zu einem ersten oder rohen Knüppel-Brammenstrang erstarrt, der direkt in die Walzgerüste des kontinuierlich arbeitenden Walzwerks gefördert wird.

Die Temperatur des Knüppels oder Stranges bei seinem Austritt aus dem Gießrad ist ein sehr wichtiger Faktor der erhaltenen Qualität; wenn sie zu hoch ist, kann der Knüppel nicht vollständig erstarrt sein und hält die Beanspruchungen schlecht aus, denen er am Austritt aus der Rille unterworfen wird; wenn seine Temperatur dagegen zu

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niedrig ist, treten metallurgische Schwierigkeiten bei den Walzvorgängen auf, und die zum Walzen erforderliche Leistung steigt erheblich an. .

Es ist daher wichtig, diese Temperatur auf einen optimalen Wert einstellen zu können, der von der verarbeiteten Metall- oder Legierungsart abhängt. Die Abkühlung des Metalls erfolgt in der Gießrille durch Wärmeaustausch bei' Berührung der Felge des Gießrades, das selbst allgemein durch Besprühen mit Wasser gekühlt wird. Da dieses Besprühen bereits mit starkem Durchsatz erfolgt, kann man praktisch auf diesen Durchsatz nicht mehr einwirken, um die Ausgangstemperatur des Knüppels zu steuern, und bei den bekannten Anlagen ist die einzig mögliche Einwirkung zur Änderung dieser Temperatur die Variation der Aufenthalts zeit des Metalls in der Gießrille, d. h. die Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit des Gießrades. Jede Geschwindigkeitserhöhung wirkt sich in einer Temperaturerhöhung des austretenden Knüppels aus und umgekehrt.

Jedoch können für ein gegebenes Erzeugnis je nach der Art des Metalls und der Legierung die Erzeugungsgeschwindigkeit des Knüppels und seine Durchlaufgeschwindigkeit durch die Walzgerüste stromab der Gießvorrichtung nicht in erheblichem Ausmaß variiert werden; eine übermäßige Geschwindigkeit würde zu Gießrissen und zu Walzfehlern führen, während eine niedrige Geschwindigkeit den industriellen Wirkungsgrad der Anlage senken würde. Mit anderen Worten entspricht jedem einzelnen Erzeugnistyp je ein verhältnismäßig enger Temperaturund Geschwindigkeitsbereich, die zu optimalen Herstellungsbedingungen führen. Bei den üblichen Vorrichtungen, wo die Temperatureinstellung nur durch Steuerung der Geschwindigkeit erfolgen kann,

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lassen sich daher nicht gleichzeitig die optimale Temperatur tnd die optimale Geschwindigkeit einstellen, und man müßte hierfür über eine jeweils besonders an jede Legierungsart angepaßte Herstellungsanlage verfügen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Walzerzeugnisses aus einem durch Strangguß in einem Rillenrad gebildeten Knüppel anzugeben, womit eine unabhängige Steuerung der Temperatur und der Geschwindigkeit ermöglicht wird und insbesondere die Temperatur des aus dem Gießrad austretenden Knüppels ohne Änderung der Geschwindigkeit des Gießrades und folglich der des Walzens variabel ist. Damit soll eine Anlage zur Verfügung gestellt werden, die eine optimale Kapazitätsausnutzung für die verschiedensten Arten von Metallen und Legierungen zuläßt.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe verfahrensmäßig gelöst wird, ist ein Verfahren zur Herstellung eines Walzer Zeugnisses aus einem durch Strangguß eines Metalls oder einer Legierung in einem gekühlten, mit einer über einen Teil ihres Umfanges durch ein eine Endlosschleife bildendes, mit der Radumfangsgeschwindigkeit angetriebenes , das Rad teilweise umhüllendes metallisches Band geschlossenen Umfangsrille versehenen Rad gebildeten Knüppel, gemäß dem die Metall- oder Legierungsschmelze dauernd an einem das feststehende Stromaufende des geschlossenen Teils der Rille bildenden festen Punkt in die Rille gegossen wird, in der sie wenigstens teilweise erstarrt und aus der sie stromab in Form eines strangförmigen Knüppels austritt, der anschließend in ein kontinuierlich arbeitendes Walzwerk eingeführt wird, mit dem Kennzeichen, daß man je nach der Art des ver-

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arbeiteten Erzeugnisses stets die optimalen Bedingungen des Geschwindigkeits-Temperatur-Paares der Geschwindigkeit des Rades und der Temperatur des Knüppels schafft, die gleichzeitig gute Gießbedingungen und gute Bedingungen des anschließenden Walzens sichern, indem man unabhängig voneinander einerseits die Geschwindigkeit des Rades und andererseits die Länge des in der Rille des Rades eingeschlossenen Erzeugnisses durch Änderung der Anlagelänge des metallischen Bandes am Rad mittels Änderung des Stromabtrennpunktes zwischen Rad und Band einstellt, an dem der Knüppel aus der Rille austritt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist Mittel auf, um die Länge des Umwicklungsbogens des metallischen Bandes um das Gießrad und so die Länge des geschlossenen Teils der Gießrille verändern zu können.

Nach einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung erhält man diese Längenänderung durch Montage eines Vorgelegerades des Bandes auf einem beweglichen Achslager, dessen Lage bezüglich des Gießrades einstellbar ist.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen;

Fig. 1 die schon erläuterte bekannt e Stranggieß vorrichtung,

Fig. 2 die Anwendung der Erfindung auf die Stranggießvorrichtung nach Fig. 1$ und

Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsart der erfindungsgemäßen

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Stranggießvorrichtung, bei der eine Steuerung der geschlossenen Gießrillenlänge während des Betriebs möglich ist.

Nach der schon beschriebenen Fig. 1 ist das Vorgelegerad 7 in einer festen Lage, und der Aufwickelbogen des metallischen Bandes 3 am Rillengießrad 2 kann nicht geändert werden.

Im Gegensatz dazu erkennt man in Fig. 2, daß die Lage des Rades 7 relativ zum Rad 2 einstellbar ist.

Das Gerüst der Maschine weist einen bogenförmigen Schlitz auf, der das nicht besonders veranschaulichte Achslager der Achse des Rades 7 aufnimmt, wodurch es ermöglicht wird, dieses an irgendeinem Punkt des Schlitzes festzulegen und damit die Länge des Aufwickelbogens des metallischen Bandes 3 am Rad 2 nach Wunsch zu variieren.

Vor dem Beginn des Gießens bestimmt man die Lage des Rades unter Berücksichtigung der gewünschten Austrittstemperatur des Metallknüppels und spannt dann nach entsprechender Befestigung des Vorgelegerades 7 das metallische Band 3 mit Hilfe des Vorgelegerades 5, dessen Achse beweglich und durch eine Schraubenwinde 8 oder irgendeine andere analoge Einrichtung leicht verschieblich ist. Die Räder werden dann in Drehung versetzt, wodurch der gewünschte Umlauf des metallischen Bandes 3 erreicht wird, und man gießt das Metall oder die Legierung aus der Ausgießöffnung 1 in die Rille des Rades 2; der am Austritt aus der Gießrille erhaltene Knüppel 10 befindet sich dann auf der optimalen Temperatur, die für ein unverzüglich anschließendes kontinuierliches Walzen erwünscht ist, ohne daß man ihn wieder

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Fig. 3 veranschaulicht eine Variante der Erfindung, die eine Einstellung des Aufwickelbogens des metallischen Bandes am Gießrad im Lauf des Betriebs zulaßt. Hier ist das Achslager des Vorgelegerades 7 auf einer Schraube beweglich, deren feste Lage derart ist, daß bei Verschiebung des Achslagers des Rades 7 von einem Ende der Schraube zum andaren der dem Band gelassene "Spielraum" leicht durch die Spannvorrichtung 8 des Vorgeleqerades 5 absorbiert wird. Das Achslager des Rades 7 ist einstückig mit einer Mutter ausgebildet, die sich auf die ortsfeste, jedoch von Hand oder mittels eines Motors drehbare Schraube aufschraubt.

Das Vorgelegerad 7 kann sich daher dem Gießrad 2 nähern oder sich davon entfernen, wodurch der Auf wickelbogen des Bandes am Gießrad verändert wird. -

Die Erfindung wurde praktisch erprobt bei einer Großanlage zur Herstellung von Erzeugnissen aus reinem Aluminium durch Stranggießen in ein Rillengießrad und Walzen in direkt anschließenden Walzgerüsten. Diese Anlage weist ein Gießrad von 1400 mm Durchmesser

mit einer Rille von 1000 mm Querschnitt auf. Für die Basisproduktion von Erzeugnissen aus reinem Aluminium wird die Rille durch ein metallisches Band über eine Länge von 2500 mm geschlossen; bei einer Lineargeschwindigkeit von 11,5 m/min ist die Temperatur des Strangknüppels die optimale Temperatur von 450 C beim Eintritt in das erste Walzengerüst. Die verbrauchte Leistung ist dann 60 bis 70 kW.

Es wurde nun versucht, diese Anlage ohne Anwendung der Erfindung zur Verarbeitung einer Legierung "5052" auf Aluminiumbasis

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mit zusätzlichen Gehalten von 2,5 % Mg und 0,20 % Cr zu verwenden. Ohne die umfaßte oder geschlossene Länge der Rille zu ändern, versuchte man zunächst, die Geschwindigkeit und die Temperatur des Knüppels anders einzustellen, und erhielt folgende Ergebnisse:

a) Bei einer Geschwindigkeit von 9,5 m/min war die Temperatur des Knüppels beim Eintritt in das Walzwerk nur 370 C, und die verbrauchte Leistung erreichte wegen der übermäßigen Härte des Knüppels 140 kW.

b) Zum Erreichen einer befriedigenden Temperatur von 450 C mußte man die Geschwindigkeit auf 13,5 m/min bringen, und die verbrauchte Leistung betrug dann 150 kW. Die Verringerung der im Walzwerk erforderlichen Leistung wurde hier stark durch die Erhöhung seiner Geschwindigkeit kompensiert ·

Man sieht, daß die Anlage in diesen beiden Fällen völlig außerhalb ihres normalen Leistungsbereichs arbeiten mußte.

Im Gegensatz dazu konnte man bei Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung eine Knüppeltemperatur von 450 C bei Einhaltung der Geschwindigkeit von 9,5 m/min, jedoch unter Verringerung der geschlossenen Länge der Gießrille auf 1650 mm erreichen, und die verbrauchte Leistung war dann nur 90 kW.

Die gleiche Anlage wurde ebenfalls für eine Legierung "5056" auf Aluminiumbasis mit Gehalten von 5 % Mg, 0,10 % Cr und 0,10 % Mn verwendet. Für diese Legierung ist der optimale Temperaturbereich des Knüppels zwischen 400 und 420 C, um die Walzfehler zu

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vermeiden, während die Walzgeschwindigkeit zwischen 9 und 10 m/min liegen soll. Ohne die Erfindung auszunutzen, war es bei einer Länge der geschlossenen Rille von 2500 mm unmöglich, gleichzeitig in den optimalen Temperaturbereich und in den optimalen Geschwindigkeitsbereich zu kommen. So erreicht die Knüppeltemperatur bei einer Geschwindigkeit von 10 m/min nur 310 C.

Dagegen konnte man unter Ausnutzung der durch die Erfindung gebotenen Möglichkeit, die geschlossene Länge der Gießrille zu variieren, eine Knüppeltemperatur von 410 C bei einer Geschwindigkeit von 10 m/min erreichen, wenn man die Umfassungslänge der Gießrille durch das metallische Band auf 1650 mm einstellte".

Selbstverständlich ist der Schutzumfang auf die beschriebenen Ausführuhgsbeispiele nicht beschränkt, sondern umfaßt auch alle Varianten, die sich davon nur durch Einzelheiten unterscheiden oder von äquivalenten Mitteln Gebrauch machen.

So kann bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 2 die Form des dort bogenförmig dargestellten Schlitzes auch irgendeine andere sein, vorausgesetzt, daß sie eine Verstellung des Vorgelegerades 7 relativ zum Rad 2 zuläßt.

Ebenso kann dieser Schlitz durch jedes andere äquivalente Führungsmittel ersetzt werden. Es gibt auch die Möglichkeit, den Umfassungsbogen des metallischen Bandes bei der Vorrichtung nach Fig. während des Betriebs zu steuern, indem man eine Antriebsvorrichtung für das Achslager des Vorgelegerades 7 in den Führungsmitteln dieses Achslagers (z. B. mit,einem Zahnstangensystem) vorsieht. Man kann

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auch die Spannvorrichtung des Vorgelegerades 5 durch die Verschiebung der Achse des Vorgelegerades 7 steuern.

Ebenso kann die Spannvorrichtung 8, die in den Fig. 2 und 3 eine Schraubenwinde ist, durch jede andere, die Spannung des metallischen Bandes sichernde Vorrichtung ersetzt werden.

Gleichfalls kann man bei der in Fig. 3 dargestellten Variante eine Anlenkung der die Verstellung des Achslagers des Vorgelegerades 7 sichernden Schraube derart vorsehen, daß sie es beim Schwen-

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ken der Achse des Vorgelegerades 7 ermöglicht, sich dank einer geeigneten Führung auf einer Kurve zu verlagern, die geometrischer Ort von Punkten ist, für den auch ohne Verlagerung des Rades 5 das metallische Band niemals entspannt wird.

Man kann endlich daran denken, die Schraube zur Translation

des Rades 7 an einem ihrer Enden anzulenken und das andere Ende :

mit einer Spannvorrichtung derart zu versehen, daß Federn, die die Schraube ständig in einer von den Rädern 2 und 5 entfernten Stellung halten, damit dauernd die Spannung des metallischen Bandes sichern, welche Lage auch immer das Achslager des Rades 7 auf der Schrau- _;

be hat.

Man kann außerdem Vorkehrungen treffen, um die Vorrichtung vollständig zu automatisieren, indem man aus der Entfernung die Verstellung des Vorgelegerades 7 mit Hilfe eines Motors oder einer Winde steuert, und die Lageveränderung dieses Vorgelegerades 7 von den Temperatur änderung en des erstarrten Erzeugnisses am Austritt aus der Rille oder am Eintritt in das Walzwerk mittels einer durch einen

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Regler von bekannter Art betätigten Hilfssteuerung abhängig zu machen; man wird so automatisch eine Korrektur der Temperaturabweichungen beim Austritt des Metalls erzielen, dessen Temperatur dann während der gesamten Dauer des Gießvorganges praktisch konstant auf dem gewählten Wert bleiben würde .

Schließlich ist die Erfindung, die sich besonders für eine Anlage zur Erzeugung von Drähten eignet, gleichfalls auf die Erzeugung von Platten oder Blechen anwendbar, wobei dann die Rille des Gießrades entsprechend breit und von geringer Tiefe ausgebildet ist.

Außerdem ist die Erfindung auch auf eine Anlage mit einem sogenannten Dreirad-Gießrad anwendbar.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Walzerzeugnisses aus einem durch Strangguß eines Metalls, oder einer Legierung in einem gekühlten, mit einer über einen Teil ihres Umfanges durch ein eine Endlosschleife bildendes, mit der Radumfangsgeschwindigkeit angetriebenes, das Rad teilweise umhüllendes metallisches Band geschlossenen Umfangsrille versehenen Rad gebildeten Knüppel, gemäß dem die Metalloder Legierungsschmelze dauernd an einem das feststehende Stromaufende des geschlossenen Teils der Rille bildenden festen Punkt in die Rille gegossen wird, in der sie wenigstens teilweise erstarrt und aus der sie stromab in Form eines strang form ig en Knüppels austritt, der anschließend in ein kontinuierlich arbeitendes Walzwerk eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man je nach der Art des verarbeiteten Erzeugnisses stets die optimalen Bedingungen des Geschwindigkeits-Temperatur-Paares der Geschwindigkeit des Rades und der Temperatur des Knüppels schafft, die gleichzeitig gute Gießbedingungen und gute Bedingungen des anschließenden Walzens sichern, indem man unabhängig voneinander einerseits die Geschwindigkeit des Rades und andererseits die Länge des in der Rille des Rades eingeschlossenen Erzeugnisses durch Änderung der Anlagelärge des metallischen Bandes am Rad mittels Änderung des Stromabtrennpunktes zwischen Rad und Band einstellt, an dem der Knüppel aus der Rille austritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einstellung der in der Rille des Gießrades eingeschlosenen Erzeug-

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nislänge durch eine Temperaturmessung des Knüppels zwischen seinem Austritt aus dem Gießrad und seinem Eintritt in das Walzwerk steuert.

3. Vorrichtung zum Stranggießen von Metallen oder Legierungen verschiedener Zusammensetzungen und zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Rillengieß rad und Vorgelegerädern, um die ein endloses metallisches Band läuft, das teilweise um das Gießrad herum angelegt ist, wobei es einen Bogenteil der Rille durch gleitfreien Kontakt schließt und der Kontaktbeginnpunkt des metallischen Bandes mit dem Gidirad ein fester Punkt ist, wo die Metalloder Legierungsschmelze in die Rille eingegossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Mittel aufweist, um je nach der Art des verarbeiteten Erzeugnisses den stromab liegenden Trennungspunkt von Rad (2) und Band (3), wo der Knüppel (lO) aus der Rille austritt, variieren zu lassen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Variation des Strom abtrennpunktes von Rad (2) und Band (3) ein Vorgelegerad (7) des metallischen Bandes (3) auf einem beweglichen, in seiner Lage relativ zum Gießrad (2) einstellbaren A<chslager montiert ist und daß die Verstellung des Achslagers des Vorgelegerades (7) des metallischen Bandes (3) längs eines bestimmten Weges derart vornehmbar ist, daß die abgewickelte Gesamtlänge des metallischen Bandes unverändert bleibt.

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