DE2462388B2

DE2462388B2 -

Info

Publication number: DE2462388B2
Application number: DE2462388A
Authority: DE
Inventors: Robert Edward Worthington Maringer; Carroll Edward Columbus Mobley
Original assignee: Battelle Development Corp
Current assignee: Battelle Development Corp
Priority date: 1973-04-06
Filing date: 1974-03-14
Publication date: 1978-06-01
Also published as: FR2224228B1; NL7317308A; DE2462388C3; NL177288B; NL177288C; NO138475B; DE2462387C3; JPS5222897B2; AU6345973A; US3861450A; DE2412149A1; DK165678C; IT1006792B; NO741118L; JPS5029431A; IL43799A0; DE2462388A1; ES421579A1; IE38723B1; LU69059A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ablösen von im Wege des Stranggießens herzustellenden Fäden oder Drähten von der Umfangsfläche einer in eine Schmelze eintauchenden, rotierenden, wärmeableitenden Scheibe.The invention relates to a method for removing parts to be produced by continuous casting Filaments or wires from the peripheral surface of a rotating, heat-dissipating one immersed in a melt Disc.

In der DE-OS 22 25 684 ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Fäden aus einer Schmelze beschrieben. Mit Hilfe einer rotierenden, wärmeableitenden Scheibe, die zumindest eine Vorwölbung an seiner Peripherie besitzt, wird eine begrenzte, relativ langgestreckte Fläche — nämlich ein Teil dieser Vorwölbung — in die Oberfläche der Schmelze eingeführt und ein an der Wölbung anhaftender Faden verfestigt. Unter anderem die Rotation der Scheibe sowie komplexe thermische Spannungen führen zu einem Ablösen des Fadens von der Scheibe.In DE-OS 22 25 684 there is a method for the continuous casting of threads from a melt described. With the help of a rotating, heat-dissipating disc that has at least one protrusion its periphery becomes a limited, relatively elongated area - namely a part of it Bulge - inserted into the surface of the melt and a thread attached to the bulge solidified. Among other things, the rotation of the disk as well as complex thermal stresses lead to peeling of the thread from the disc.

Das vorbekannte Verfahren wird zur Herstellung von Stranggießen, Fäden, Dräh:en oder Fasern unterschiedlicher Länge aus solchen Werkstoffen angewendet, die im Bereich ihrer Schmelztemperatur, d. h. innerhalb einer Abweichung von maximal 25% von der in ⁰K gemessenen, unter Gleichgewichtsbedingungen gültigen Schmelztemperatur nach oben, die folgende Eigenschaften aufweisen: Oberflächenspannung im Bereich zwischen 10 und 2500dyn/cm, Viskosität im Bereich von 10 ³ bis 1 Poise, und ein einigermaßen ausgeprägtes Schmelzpunkt. Derartige Werkstoffe sind im wesentlichen Metalle, Legierungen und andere anorganische Stoffe, die im Bereich ihres Schmelzpunktes ähnliche Eigenschaften wie geschmolzene Metalle aufweisen.The previously known method is used for the production of continuous casting, threads, wires or fibers of different lengths from materials that are in the range of their melting temperature, ie within a maximum deviation of 25% from the ^{melting temperature measured in 0} K and valid under equilibrium conditions upwards which have the following properties: surface tension in the range between 10 and 2500 dynes / cm, viscosity in the range from 10 ³ to 1 poise, and a somewhat pronounced melting point. Such materials are essentially metals, alloys and other inorganic substances that have similar properties to molten metals in the area of their melting point.

Es hat sich indessen gezeigt, daß bei dem vorbekannten Verfahren, insbesondere bei dem Stranggießen kurzer Fäden oder Drähte mit einer Länge, die nur einen Bruchteil des Scheibenumfangs beträgt, die an sich angestrebte spontane Ablösung der Fäden von der rotierenden Scheibe nicht in jedem Fall mit der erwünschten Zuverlässigkeit eintritt. Die Scheiben werden aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt, wie Aluminium, Kupfer. Messing, Nickel, Molybdän, Stählen und Graphit. Insbesondere wenn diese Scheiben während der Produktion von Fäden oder Fasern gut kühlbar sind, tritt praktisch kein Unterschied beim Herstellungsvorgang zutage, also hinsichtlich der produzierten Fasermenge pro Zeiteinheit, Faserabmessungen, Ablösepunkt an der Scheibe und Bahnkurve der Fasern. Vor allem in Dauerbetrieb hat es sich aber gezeigt, daß nach Erreichen eines sich praktisch nicht mehr ändernden Temperaturgefälles der verwendeten Vorrichtung die erwähnte spontane Ablösung der Fäden hin und wieder unterbrochen werden kann. Bei einem nicht vollständigen spontanen Ablösen der Drähte kann es aber zu Störungen des Produktionsablaufs kommen, die unter Umständen eine unerwünschte Stillsetzung der Produktionsanlage erfordern, um nicht vollständig abgelöste Fäden von der Scheibe zu entfernen.It has been shown, however, that in the previously known method, in particular in continuous casting short threads or wires with a length that is only a fraction of the circumference of the disc that are attached to The desired spontaneous detachment of the threads from the rotating disk does not always occur with the the desired reliability occurs. The discs are made from a variety of materials, like aluminum, copper. Brass, nickel, molybdenum, steels and graphite. Especially when these discs During the production of threads or fibers can be easily cooled, there is practically no difference in Production process revealed, i.e. with regard to the amount of fiber produced per unit of time, fiber dimensions, Detachment point on the disc and trajectory of the fibers. But it was especially in continuous operation shown that after reaching a practically no longer changing temperature gradient of the used Device the mentioned spontaneous detachment of the threads can be interrupted every now and then. at However, if the wires are not completely spontaneously detached, this can lead to disruptions in the production process come, which may require an undesired shutdown of the production plant, in order to remove not completely detached sutures from the disc.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, aufbauend auf den Stand der Technik ein Verfahren zu schaffen, das eine möglichst vollständige und einwandfreieThe object of the invention is to build on the prior art to create a method, the one that is as complete and flawless as possible

ίο Ablösung der zu erzeugenden Fäden von der Scheibe gewährleistet.ίο Detachment of the threads to be produced from the disc guaranteed.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Umfangsfläche der Scheibe im Anschluß an die Ablösung des Fadens abgestreift oder poliert wird.This object is achieved according to the invention in that the peripheral surface of the disk is connected to the detachment of the thread is stripped or polished.

Bei den beim Stranggießen sich einstellenden vergleichsweise hohen Temperaturen der Scheibe war nicht zu erwarten, daß das erfindungsgemäße Verfahren eine Behebung der geschilderten Nachteile des Standes der Technik erbringt. In der Tat ist auch das Abstreifen oder Polieren des äußeren Randes nicht grundsätzlich mit einer Reinigung gleichzusetzen, wenngleich kleine lokale Oxidinseln, nicht abgelöste Faserrückstände und andere Fremdkörper sich an dem äußeren Rand nicht mehr aufzubauen vermögen. Die wesentliche Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens scheint vielmehr darin zu liegen, daß in der wärmeableitenden rotierenden Scheibe und insbesondere an ihrer äußeren Kante konstante und gleichmäßige TemperaturbedingungenAt the comparatively high temperatures of the disk that are established during continuous casting it is not to be expected that the method according to the invention will eliminate the disadvantages of the prior art the technology provides. Indeed, the stripping or polishing of the outer edge is not fundamental either to be equated with cleaning, albeit small local oxide islands, non-detached fiber residues and other foreign bodies are no longer able to build up on the outer edge. The main effect Rather, the inventive method seems to be that in the heat-dissipating rotating Disc and especially at its outer edge constant and uniform temperature conditions

>o aufrechterhalten werden, die dann im Verein mit den gegenüber dem erzeugten Draht auftretenden thermischen Spannungen das zuverlässige Ablösen des Drahtes oder Fadens herbeiführen. Werden die angesprochenen Ablagerungen nicht entfernt, so stellen> o be maintained then in association with the Reliable detachment of the thermal stresses occurring in relation to the generated wire Bring about wire or thread. If the mentioned deposits are not removed, so ask

J5 sich hinsichtlich der thermischen Eigenschaften, wie Wärmeleitfähigkeit, Wärmediffusion, örtliche Unterschiede ein, die ein gleichmäßiges Wachsen und eine gleichmäßige Verfestigung und Freigabe des anschließend gebildeten Fadens beeinträchtigen. Die erfindungsgemäße Behandlung der rotierenden Scheibe schafft hingegen die Voraussetzung für ein gutes Ablösen des Fadens im Verein mit einer gleichmäßigen Fadenausbildung nach dem Austreten der Scheibe aus der Schmelze.J5 differ in terms of thermal properties, such as Thermal conductivity, thermal diffusion, local differences one that is a uniform growth and one affect uniform consolidation and release of the thread subsequently formed. The inventive Treatment of the rotating disk, on the other hand, creates the conditions for a good one Detachment of the thread in conjunction with an even thread formation after the disc emerges the melt.

Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, daß die Umfangsfläche der Scheibe schräg zu ihrer Bewegungsrichtung abgestreift oder poliert wird, wodurch besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der Ablösung von gebildeten kurzen Fäden erzielt werden.According to the invention it is further provided that the circumferential surface of the disk is inclined to its direction of movement is stripped or polished, which gives particularly good results in terms of detachment can be achieved by formed short threads.

Es sei darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere insoweit von besonderem Vorteil ist, als es tatsächlich einen Weg eröffnet, auch die Ablösung von diskontinuiertlich gegossenen Drähten entscheidend zu verbessern. Bei kontinuierlich gegossenen Drähten besteht die Möglichkeit, ihre spontane Ablösung durch Anlegen zusätzlicher äußerer Kräfte an den gebildeten kontinuierlichen Draht oder Faden günstig zu beeinflussen, z. B. über eine Zugkraft, die von einer Aufwickelvorrichtung für den gebildetenIt should be pointed out that the method according to the invention is particularly so far from special The advantage, as it actually opens up a way, is also the replacement of discontinuously cast wires to improve decisively. In the case of continuously cast wires, there is the possibility of their spontaneous detachment by applying additional external forces to the continuous wire formed or To influence thread favorably, z. B. via a tensile force generated by a winder for the formed

to Draht aufgebracht werden kann. Dieser Weg ist aber bei diskontinuierlichen Fäden nicht gangbar. Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Verfahren aber gleichermaßen auch auf kontinuierlich gegossene Drähte oder Fäden anwendbar. to wire can be applied. However, this route is not feasible with discontinuous threads. In addition, the method according to the invention can also be applied to continuously cast wires or threads.

h5 Das erfindungsgemäße Abstreifen oder Polieren der Scheiben erfolgte mittels Polierscheiben, die mit einem Überzug aus Glasfasergewebe versehen waren. Der Überzug war lediglich locker aufgezogen und hing aufh5 The inventive stripping or polishing of the Wheels were made using polishing disks which were provided with a coating of glass fiber fabric. Of the The cover was simply pulled up loosely and hung up

jer Polierscheibe im wesentlichen unter dem Einfluß seines eigenen Gewichtes. Auch Baumwollgewebe wurde gegen die äußere Kante der rotierenden Scheibe gepreßt. Es erfolgte ebenfalls ein aggressives Abreiben Qder Polieren mittels der genannten Werkstoffe, wobei s,ich die mit ihnen versehenen Polier- oder Reibräder entgegengesetzt wie die stranggießende Scheibe drehten. Auch Schleifpapier sowie sich entgegengesetzt zur umlaufenden Scheibe drehende Metalldrahtbrüsten wurden zur fortlaufenden Bearbeitung der äußeren Kante der umlaufenden Scheibe verwendet.each polishing wheel is essentially under the influence of its own weight. Also cotton fabrics was pressed against the outer edge of the rotating disk. Aggressive rubbing also occurred Polishing by means of the materials mentioned, where s, I the polishing or friction wheels provided with them in the opposite direction to how the continuous casting disc rotated. Also sandpaper as well as being opposite to revolving disc rotating metal wire breasts were used for the continuous processing of the outer Edge of the rotating disc used.

Die Erfindung ist anhand der folgenden Beschreibung sowie der schematischen Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigtThe invention is explained in more detail with reference to the following description and the schematic drawing. Here shows

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benutzten Vorrichtung zum Erzeugen kontinuierlich gegossenen Drähte oder Fäden,Fig. 1 is a side view, partly in section, of a in the implementation of the method according to the invention used device for generating continuously cast wires or threads,

Fig.2 einen teilweisen Querschnin durch die rotierende Scheibe gemäß F i g. 1 und2 shows a partial cross section through the rotating disk according to FIG. 1 and

F i g. 3 eine Draufsicht einer rotierenden Scheibe gemäß Fig. 1 und 2, das zum diskontinuierlichen Stranggießen von Fäden mit Ausnehmungen an seinem äußeren Rand versehen ist.F i g. 3 is a plan view of a rotating disk according to FIGS. 1 and 2, which is intended for the discontinuous Continuous casting of threads is provided with recesses on its outer edge.

Nach Fig. 1 wird eine rotierende wärmeableitende Scheibe 30 mit zumindest einer peripheren Vorwölbung bzw. einem Vorsprung 31 längs eines schmalen Randes 32 am Umfang mit einer Oberfläche 11 einer Schmelze 10 in Berührung gebracht. Die Scheibe 30 kann mit relativ hohen Drehzahlen betrieben werden, um in der gezeigten Weise einen fadenförmigen Strang 20 auszubilden.According to Fig. 1, a rotating heat dissipating Disk 30 with at least one peripheral protrusion or a projection 31 along a narrow edge 32 brought into contact with a surface 11 of a melt 10 on the circumference. The disc 30 can with relatively high speeds are operated to produce a thread-like strand 20 in the manner shown to train.

Die wärmeableitende Scheibe 30 nach Fig. 3 kann einen Krümmungsradius r an der Kante 32 zwischen etwa 0,0125 mm und 2,5 mm und vorzugsweise einen Radius R zwischen etwa 5 cm und 37,5 cm aufweisen. Die bevorzugte Rotationsgeschwindigkeit ergibt eine lineare Geschwindigkeit an dem Kreisumfang oder dem Rand 32 von über 0,9 m/sec. Die Umfangsfläche ist mit der Oberfläche 11 in Berührung und besitzt eine Eintauchtiefe in die Oberfläche von nicht über etwa 1,5 mm. Die Wärme wird dabei vom Rand 32 in die Scheibe 30 ab geführt, um die Verfestigung am Rand 32 einzuleiten und damit den Faden 20 auszubilden.The heat dissipating disk 30 of Figure 3 may have a radius of curvature r at the edge 32 between about 0.0125 mm and 2.5 mm, and preferably a radius R between about 5 cm and 37.5 cm. The preferred speed of rotation gives a linear speed at the circumference or edge 32 of over 0.9 m / sec. The peripheral surface is in contact with the surface 11 and has a depth of immersion in the surface of not more than about 1.5 mm. The heat is carried away from the edge 32 into the disk 30 in order to initiate the solidification at the edge 32 and thus to form the thread 20.

Die Erfindung zielt auf die Verbesserung der Ablösung des Fadens 20 vom Rand 32 ab. Diese Ablösung läßt sich überraschenderweise durch mechanische Behandlung, z. B. Reiben oder Polieren des peripheren Randes der Scheibe im Anschluß an die Ablösung des Fudens wesentlich steigern. Gegebenenfalls in Verbindung mit der Einführung von nichtoxydierendem Gas, führt dies zu einer starken Verbesserung der Stabilität der spontanen Fadenablösung vom Rand auf dem Umfang der Scheibe. Im Rahmen dieser Erfindung bedeutet der Ausdruck »Polieren« ein sanftes, mäßiges Abreiben, das durch eine Relativbewegung zwischen dem Rand und einem anderen festen Material herbeigeführt wird. Wenn des weiteren dasThe invention aims to improve the detachment of the thread 20 from the edge 32. These Surprisingly, detachment can be achieved by mechanical treatment, e.g. B. rubbing or polishing the increase the peripheral edge of the disc significantly after the removal of the fudge. Possibly in connection with the introduction of non-oxidizing gas, this leads to a great improvement the stability of the spontaneous thread detachment from the edge on the circumference of the disc. As part of this Invention, the term "polishing" means a gentle, moderate abrasion caused by a relative movement is brought about between the edge and another solid material. If further that

ίο Polieren derart durchgeführt wird, daß auch die inneren Oberflächen der zur Erzeugung von kurzen Fäden vorhandenen Einkerbungen 33 in der Scheibe berührt werden, wird das Eintreten der spontanen Ablösung noch weiter verbessert.ίο polishing is carried out in such a way that also the inner Surfaces of the notches 33 present in the disk for producing short threads the occurrence of spontaneous detachment is further enhanced.

Nacn einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung erfolgt die Polierbewegung (Pfeil 61) nicht in einer parallelen Richtung, sondern schräg zu der Bewegungsrichtung 37 des Randes 32 der rotierenden, wärmeableitenden Scheibe 30. Eine Anordnung mit einem rotierenden Rad 60, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, bei der die Rotationsachse des polierenden Rades 60 schräg zu der rotierenden, wärmeableitenden Scheibe 30 verläuft, ist eine Ausführungsart eines solchen Systems. Bei im wesentlichen aus Eisen bestehenden Metallen wird der Prozentsatz an spontan abgelösten kurzen Fäden weiter erhöht, wenn die Temperatur der Schmelze weniger als 222°C über dem Schmelzpunkt des Eisens unter Gleichgewichtsbedingungen liegt. Es wurde schmelzflüssiges Material nominal SAE 1024-Stahl mit einer Temperatur von 1566° C zu Drähten oder Fäden umgeformt.According to a preferred embodiment of the invention, the polishing movement (arrow 61) does not take place in one parallel direction, but obliquely to the direction of movement 37 of the edge 32 of the rotating, heat-dissipating Disk 30. An arrangement with a rotating wheel 60, as shown in Fig. 3, at the axis of rotation of the polishing wheel 60 obliquely to the rotating, heat-dissipating disk 30 is one embodiment of such a system. For metals consisting essentially of iron the percentage of spontaneously detached short threads is further increased when the temperature of the Melt is less than 222 ° C above the melting point of iron under equilibrium conditions. It Molten material was nominally SAE 1024 steel with a temperature of 1566 ° C to wires or reshaped threads.

In der Regel wird das Rad 60 kreisförmig ausgebildet und mit einem hitzebeständigen Bespannstoff versehen sein. Es wird in entgegengesetzter Richtung zu der Scheibe 30 in Rotation versetzt und mit dem Rand der Scheibe in Berührung gebracht.As a rule, the wheel 60 is circular and provided with a heat-resistant covering material be. It is set in rotation in the opposite direction to the disk 30 and with the edge of the Disc brought into contact.

Die Erfindung wurde sowohl zur Herstellung von diskontinuierlich als auch von kontinuierlich im Strang gegossenen, metallischen Fäden mit einem effektiven Durchmesser von weniger als 1,5 mm eingesetzt. Der effektive Durchmesser entspricht dem Durchmesser eines runden Fadens mit der gleichen Querschnittsfläche wie der im Durchschnitt nichtrunde Faden, der nach vorliegender Erfindung erzeugt wurde.The invention was used for both batch and continuous strand production cast, metallic threads with an effective diameter of less than 1.5 mm are used. Of the effective diameter corresponds to the diameter of a round thread with the same cross-sectional area like the thread, which is not round on average, which was produced according to the present invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit besonderem Vorteil bei der Faden- und Drahtherstellung nach der genannten DE-OS 22 25 684 einsetzbar, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.The inventive method is particularly advantageous in the thread and wire production after mentioned DE-OS 22 25 684 can be used, to which reference is expressly made.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method for removing threads or wires to be produced by way of .Stranggießens from the university surface one into a melt immersing, rotating, heat-dissipating disc, characterized in that the IJmfangsfläche the disc (JO) is stripped or polished after detachment of the thread (20).

2. The method according to claim 1, characterized in that the peripheral surface is oblique to its Direction of movement is stripped or polished.