DE2746393C3

DE2746393C3 - Einrichtung zur Drahtherstellung durch Stranggießen von Metallen in ein Kühlmedium

Info

Publication number: DE2746393C3
Application number: DE19772746393
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1976-10-15
Filing date: 1977-10-14
Publication date: 1980-08-14
Also published as: JPS59307B2; ES463221A1; FR2367560A1; ATA740677A; SE426028B; SE7711661L; AU2978277A; CA1093274A; JPS5348932A; IT1090891B; FR2367560B1; GB1587275A; DE2746393B2; AT357711B; LU78325A1; AU511745B2; BE859792A; DE2746393A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Drahtherstellung durch Stranggießen von Metallen in ein Kühlmedium, im wesentlichen bestehend aus einem Heizelement und einem mit mindestens einer Stranggießdüse versehenen Tiegel zur Aufnahme der Metallschmelze, Mitteln zur Aufbringung eines Druckes auf die Schmelze zu deren Ausspritzung, einem in der Verlängerung der Stranggießdüse angeordneten Kühlbehälter und einer Drahtaufnahmevorrichtung.

Mit den bisher bekannten Einrichtungen dieser Art, bei denen der Strang unter Druck aus dem Tiegel nach unten in einen Kühlbehälter ausgespritzt wird, ist es schwierig, endlose Drähte herzustellen, die einen bestimmten Durchmesser übersteigen, weil das Stranggewicht auch bei Zugabe stabilisierender Elemente dann zu einem Abreißen des Stranges im noch nicht erstarrten Bereich führt. Die Gefahr eines Abreißens des Stranges besteht um so eher, je höher die Ausspritzgeschwindigkeit ist, die im Interesse der Wirtschaftlichkeit der Herstellung möglichst groß sein bollte.

Durch die US-PS 31 28 513 ist eine Einrichtung zum Gießen dünner Stränge bekannt, bei der die Stranggießdüse nicht senkrecht nach unten, sondern seitlich schräg nach unten ausgerichtet ist, so daß der Strang auch

so schräg in einen darunter befindlichen Kühlbehälter gelangt, in dem er über einen Teil seiner Länge abgestützt wird und dadurch der auf den noch nicht vollständig erstarrten Strangbereich einwirkende Gewichtsanteil verhältnismäßig gering bleibt. Durch die Abstützung des Stranges auf dem Boden des Kühlbehälters oder auf anderweitigen Stützmitteln innerhalb des Kühlbehälters sind jedoch Verformungen möglich, die die Herstellung eines endlosen Drahtes mit exakt kreisförmigem Querschnitt und konstantem Durchmesser in großtechnischem Maßstab beeinträchtigen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zur Drahtherstellung der eingangs beschriebenen Art, mit der sich qualitativ hochwertige Drähte größeren Durchmessers großtechnisch herstellen lassen, wobei Strangrisse in dem noch nicht erstarrten Strangbereich vermieden werden und eine exakte Einhaltung der vorgegebenen Querschnittsform sowie des vorgegebenen Durchmessers sichergestellt sein soll.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Düsenachse mit der steigenden vertikalen Strecke einen von 0° verschiedenen und weniger als 180° betragenden Winkel bildet und daß die Wände des Kühlbehälters etwa parallel zu der Bahn des Stranges verlaufen. Vom Ausgang der Stranggießdüse stellt sich dadurch ein etwa parabolischer Weg des Stranges ein, bei dem nur eine Teilkomponente des Stranggewichtes im Erstarrungsbereich wirksam wird. Diese, den Erstarrungsbereich des Stranges belastende Teilkomponente des Cewichles nimmt in dem Maße ab, wie der Winkel, den die Düsenachse mit der absteigenden vertikalen Strecke bildet, zunimmt. Auf diese Weise wird einerseits die Drahtform durch äußere Einflüsse von Stützunterlagen oder dergleichen nicht beeinflußt und andererseits die Gefahr eines Strangabrisses im Erstarrungsbereich wesentlich verringert, so daß sich auch großkalibrige Stahldrähte mit hohen Spritzgeschwindigkeiten herstellen lassen.

Bei einer Anordnung der Düsenachse mit einem Winkel von etwa 60° gegenüber der absteigenden vertikalen Strecke lassen sich beispielsweise endlose Drähte mit einem Durchmesser von 0,4 mm bei einer Ausspritzgeschwindigkeit von I5m/scc herstellen. Bei einer Düsenneigung von etwa 100° gegenüber der absteigenden vertikalen Strecke lassen sich Drähte mit einem Durchmesser von 0,6 mm herstellen. Bei einer Neigung der Düsenachse von 135° gegenüber der absteigenden vertikalen Strecke ist sogar die Herstellung von Drähten mit einem Durchmesser von 2 mm möglich. Es ist daher für die Drahtherstellung im großtechnischen Maßstab vorteilhaft, wenn die Düsenachse mit der absteigenden vertikalen Strecke einen Winkel von mindestens 60° bildet.
Weiterhin empfiehlt es sich auch, daß die Aufnahmcvorrichtung für den Draht eine Vorrichtung zur R »renzung des waagerechten Ausmaßes der Bahn des Stranges umfaßt, damit der Kühlbehälter so kurz wie möglich ausgebildet werden kann. Die Vorrichtung zur

Begrenzung der Bahnlange des Stranges kann dabei eine ebene oder konkave Fläche aufweisen, deren konkave Krümmung auf den Strang zu gerichtet ist und die so angeordnet ist, daß im Berührungspunkt des Stranges mit der Fläche die Tangente zur Bahn des Stranges mit der Tangente zu dieser Fläche einen spitzen Winkel von vorzugsweise unter 30° bildet Der Strang wird auf diese Weise ohne die Verwendung beweglicher Umlenkteile noch innerhalb des Kühlbehälters abgelenkt.

Die die Sahnlänge des Stranges begrenzende Vorrichtung kann gegebenenfalls aber auch aus zwei Zylindern bestehen, die mit etwa der Geschwindigkeit des Stranges um zwei parallele und ortsfeste Achsen rotieren und die so angeordnet sind, daß der Strang zwischen den beiden Zylindern mitgenommen wird. Diese Ausbildung empfiehlt sich vor allem, wenn die Umlenkung des Stranges erst hinter dem Ende des Küliibehälterausgangs erfolgt.

Die die Bahnlänge des Stranges btgrenzende Vorrichtung ist zweckmäßigerweise so ausgerichtet, daß die Bahn des aus dieser Vorrichtung austretenden Stranges auf die Vorrichtung zur Aufnahme und/oder Weiterverarbeitung des Drahtes hin konvergiert.

Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung, wobei die

Fig. 1, IA und 2 Schnittansichten entlang einer senkrechten Ebene von erfindungsgemäßen Einrichtungen darstellen, welche die Bahn des Stranges umfassen. Genauer ausgedrückt zeigen die F i g. 1 und IA eine Einrichtung mit einer das Ausmaß der Bahn des Stranges begrenzenden Vorrichtung, welche aus einer im Inneren des Kühlbehälters befestigten konkaven Fläche besteht;

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Einrichtung, bei welcher jedoch die das Ausmaß der Bahn des Drahtstranges begrenzende Vorrichtung aus einem Zylinderpaar besteht, welches außerhalb des Kühlbehälters angeordnet ist.

Wegen der Ähnlichkeit der beiden Einrichtungen wurden für gleiche Teile der beiden Einrichtungen die gleichen Bezugszeichen verwendet. Zum besseren Verständnis der Zeichnung sind der Durchmesser der Düsenöffnung, sowie der Durchmesser und die Krümmung der Bahn des Stranges stark vergrößert dargestellt.

F i g. 1 zeigt einen Tiegel 1, der mittels des den Tiegel 1 umgebenden Heizelementes 3 geschmolzenes Metall enthält. In der Wand des Tiegels 1 ist eine Stranggießdüse 4 angeordnet. Ein Druckgehäuse 5 mit einem Einlaß 6 so für Druckgas umgibt den Tiegel 1. Der Kühlbehälter 7 mit einem Einlaß 8 für Kühlgas ist mit einem seiner Enden in Verlängerung der Düse 4 angeordnet. In Nähe des anderen Endes des Kühlbehälters 7 befindet sich eine um eine Achse 10 rotierende Spule 9, auf welcher der Drahtstrang 12 aufgewickelt wird.

Die Achse 4' der Öffnung der Stranggießdüse 4 bildet gemäß der Erfindung einen Winkel λ mit der absteigenden Vertikalen Zvon etwa 100".

Das Gas in dem Druckgehäuse 5 befindet sich unter einem Druck, der zum Ausspritzen der Metallschmelze 2 durch die Stranggießdüse 4 in den Kühlbehälter 7 ausreicht.

Die Wände des Kühlbehälters verlaufen etwa parallel zur Bahn des noch nicht durcherstarrten Stranges 11 und zur Bahn des erstarrten Drahtstranges 12. Diese Bahn verläuft etwa parabolisch von der Stranggießdüse 4 aus bis zum Kontaktpunkt 13 des Drahtstranges 12 mit der das Ausmaß der Bahn des Stranges begrenzenden Vorrichtung 14. Diese Vorrichtung 14 bildet den Endabschnitt des Kühlbehälters 7 und besitzt die Form einer konkaven Fläche, deren konkave Krümmung auf den Strang zu gerichtet ist. Die Tangente T (siehe Fig. IA) zur Bahn des Strangs im Kontaktpunkt 13 mit der Oberfläche 14 bildet mit der Tangente 7"'im Punkt 13 zur Oberfläche 14 einen spitzen Winkel ß. Ausgehend vom Kontaktpunkt 13 des Strangs mit der Fläche 14 folgt der Strang einer Bahn, die auf die Spule 9 zu, auf welcher er aufgewickelt wird, konvergiert.

Da die Bahn des Stranges nahezu waagerecht verläuft, wird der Einfluß der Komponente g des Gewichtes C des Drahts im Punkt P in Richtung der Tangente zu der Bahn sehr verringert. An der gewählten Stelle P übt die Komponente g keinen Zug, sondern im Gegenteil sogar einen leichten Verdichtungsdruck auf den noch nicht durcherstarrten Strang 11 aus. Man vergrößert somit gegenüber den bekannten Einrichtungen die zur Verfestigung als Drahtstrang 12 zur Verfügung stehende Länge des Strangteils 11. Jede Erhöhung des Winkels λ bis auf 180° ermöglicht somit eine Vergrößerung der zur Verfestigung zur Verfügung stehenden Länge des Stranges 11, was eine Vergrößerung des Durchmessers des Strangs 11 und somit des mit der erfindungsgemäßen Einrichtung hergestellten Drahtstranges 12 ermöglicht, wie dies in den vorstehend beschriebenen Beispielen gezeigt wurde.

F i g. 2 zeigt eine Einrichtung mit einer außerhalb des Kühlbehälters 7 angeordneten Vorrichtung 20 zur Begrenzung des Ausmaßes der Bahn des Drahtstrangs 12. Der Strang tritt am Ende des Behälters 7 aus und wird etwa tangential zwischen zwei Zylindern 21 und 22 aufgenommen, die im entgegengesetzten Sinne in Richtung des Vorrückens des Strangs mit etwa der gleichen Geschwindigkeit des Stranges um zwei ortsfeste Achsen 210 und 220 rotieren. Die Antriebsvorrichtung der beiden Zylinder ist nicht dargestellt. Beim Austritt aus der Vorrichtung 20 läuft der Sfang auf die Aufnahmespule 23 zu.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Drahtherstellung durch Stranggießen von Metallen in ein Kühlmedium, im

SS wesentlichen bestehend aus einem Heizelement und

einem mit mindestens einer Stranggießdüse versehenen Tiegel zur Aufnahme der Metallschmelze, Mitteln zur Aufbringung eines Drucks auf die Schmelze zu deren Ausspritzung, einem in der Verlängerung der Strangießdüse angeordneten Kühlbehälter und einer Drahtaufnahmevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenachse (4') mit einer ansteigenden vertikalen Strecke fZJ einen von 0° verschiedenen und weniger als 180° betragenden Winkel bildet und daß die Wände des Kühlbehälters (7) etwa parallel zu der Bahn des Stranges (11,12) verlaufen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenachse (4') mit der absteigenden vertikalen Strecke (Z) einen Winkel von mindestens60° bildet.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung eine Vorrichtung (13,20) zur Begrenzung des waagerechten Ausmaßes der Bahn des Stranges (11,12) umfaßt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (14) zur Begrenzung der Bahnlänge des Stranges (11,12) eine ebene oder konkave Fläche aufweist, deren konkave Krümmung auf den Strang gerichtet ist und die so angeordnet ist, daß im Berührungspunkt des Stranges (11, 12) mit der Fläche die Tangente zu dieser Fläche einen spitzen Winkel von vorzugsweise unter 30° bildet.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bahnlänge des Stranges (11, 12) begrenzende Vorrichtung (20) aus zwei Zylindern (21, 22) besteht, die mit etwa der Geschwindigkeit des Stranges um zwei parallele und ortsfeste Achsen (210, 220) rotieren und die so angeordnet sind, daß der Strang zwischen den beiden Zylindern mitgenommen wird.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Bahnlängc des Stranges (U, 12) begrenzende Vorrichtung (14, 20) so ausgerichtet ist, daß die Bahn des aus dieser Vorrichtung austretenden Stranges auf die Vorrichtung (9,23) zur Aufnahme und/oder Weiterverarbeitung des Drahtes hin konvergiert.