DE3032789A1

DE3032789A1 - Verfahren zum kombinierten horizontalen giessen und walzen von baendern und profilen aus verschiedenen metallen zum verbundwerk

Info

Publication number: DE3032789A1
Application number: DE19803032789
Authority: DE
Inventors: Manfred 5303 Bornheim Johnen; Willi-Friedrich 3384 Liebenburg Oppermann
Original assignee: OPPERMANN WILLI FRIEDRICH
Current assignee: OPPERMANN WILLI FRIEDRICH
Priority date: 1980-08-30
Filing date: 1980-08-30
Publication date: 1982-04-15

Description

Verfahren zum kombinierten horizontalen
Gießen und Walzen von Bändern und Profilen aus verschiedenen Metallen zum Verbundwerkstoff Verfahren zum kombinierten horizontalen Gießen und Walzen von Bändern und Profilen aus verschiedenen Metallen zum Verbundwerkstoff Die auf der Welt immer knapper und dadurch ständig teurer werdenden Rohrstoffe für die Stahl- und Metallherstellung Verlangen sparsamste Verwendung. Dieses trifft vor allen für den Verbrauch von Edel stählen (Cr. Ni.) Kupfer und Aluminium zu.
Beri einer genauen Verwendungsanalyse bzgl. des Einsatze dieser Werkstoffe in der Weiterverarbeitung ist festzustellen, daß vor allen bei der Rohr- und Bandverwendung in vielen Fällen ein Einsatz von Edelstählen oder NE-Metallen in massiver Ausführung nicht notwendig ist. Dieses trifft sehr häufig dort zu> wo die wertvollen Materialien aus Gründen des Korrosionsschutzes oder der Dekoration zur Anwendung gelangen.
Statt der gesamten Wandstärke aus hochwertigem Werkstoff, würde bereits ein innerer oder äußerer Ober zug aus einer max. 10 %-igen Dicke genügen. Die übrigen 90 % der Materialdicke könnten dagegen aus preisgünstigem C-Stahi- bestehen.
Es gibt bekanntlich mehrere Methoden, um einen relativ billigen Grundwerkstoff zu verzinken, tu verchromen oder zu beschi-chten.
Diese Verfahren sind jedoch sehr aufwendig und in keinem Fall in einer Linie auf engem Raum für unterschiedliche Werkstoffkomponenten brauchbar.
Die Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, ein Verfahren zur Verbindung verschiedener Werkstoffe zu schaffen, bei dem die Verschmelzung und d35 Verwalten In derselben Hitze und in einer Produktionslinie erfolgt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Anlagenteile Grundmaterialschmelze, Bandgießen und Bandwalzen ähnlich de Di'a auf engstem $Raum hintereinander angeordnet s j nd.
Bei diesem Verfahren tritt beim vorstehend erwähnten Bandgießen das flüssige Metall in eine wassergekühlte Kokille, in der es erstarrt und als stranggegossenes Band heraustritt. Der Nachteil hierbei ist einmal der hohe Verschleiß der teuren Graphitkokillen und die beim Auswechseln derselben entstehende Betriebs- und Produktionsunt,erbrechung, und zum anderen die ungleichmäßige Austrittsgeschwindigkeit des gegossenen Bandstranges, die aus pilgerschrittähnlichen Vor- und Rückwärtsbewegungen besteht und das Walzen in Linie erschwert.
Bei dem neuen Verfahren entfällt dagegen beim Bandgießen die Graphitgußkokille. Diese wird erfindungsgemäß durch ein. sich mit Gießgeschwindigkeit in Gießrichtung t>ewegendes Hohlprofil ersetzt, in das das flüssige Metall eintritt.
Dieses Hohlprofil wird erfindungsgemäß kontinuierlich in der Gießlinie gefertigt. Als Vormaterial- dafür dienen zwei aufgecoilte Metallbänder. Das Band, aus dem der Boden und die Seitenflächen gefertigt werden, ist ein Produktionsrichtung geshen, vor den Metallausgießtrichtern angebracht, Das 2. Band, aus. dem der Deckel des Profils entsteht, ist in Produktionsriciltung gesehen, hinter und, über dem Ausgießtrichter angeordnet.
Die kontinuierliche Herstellung des Hohlprofils erfolgt in 2 Schritten. Zunächst wird das Band für den Boden-und die Seiten er'findungsgemäß vor dem Ausgießtrichter mit Hilfe von 3 angetriebenen Rollenpa-arcn zu dem vorgesehenen Profil gebogen und kontinuierlich über den Außgießtrichter gescheben.
Parallel dazu, im Gleichlauf zu dem Boden- und Seitenprofil wird das 2* Band abgewickelt und erfindungsgemäß durch Druckrollen - praktisch als Deckel - von oben auf die Seitenwände des Profils gedrückt. Direkt im Anschluß daran erfolgt die Vers,chweißung des Deckels mit den Seitenstegen des Unterprofils beidseitig mittels zweier technisch bekannter WIG-Schweißbrenner.
In das jetzt geschlossene Profil wird erfindungsgemäß entsprechend der Vorschubgeschwindigkeit soviel flüssiges Metall gegossen, daß der Profilquerschnitt ständig voll ausgefüllt ist. Um eine einwandfreie Füllung zu gewährleisten, ist die Gießstrecke leicht geneigt, -so daß sicher gestellt ist, daß das flüssige Metall ohne L0ckenbiidung einfließt.
Zur Erreichung zweier Materialkomponenten in einem Band ist das Hohlprofil aus dem Werkstoff hergestellt, der die Außenhaut des tießbandes bilden soll.
Bei einer Werkstoffkomponente C-Stahl/Edelstahl beispielsweise, werden die Wände des Hohlprofiles situs Edelstahlbändern sein und für den Bandkern wird eine Schmelze mit der Analyse des gewünschten C-Stahles eingesetzt.
Entspre.chend der vorgesehenen Dicke des Edelstahlmantels um den C-Stahlbandkern herum, wird die Wandstärke des Hohlprofils festgelegt.
Dem flüssigen Metall des C-Stahlkernes und den Innenseiten des Hohlprofiles wird erfindungsgemäß ein gewisser Zeitraum gelassen, um eine Tcilverschweißung der beiden Materialien zu gewährleisten. Entsprechend der vorgesehenen Intensität dieser Verschweißung erfolgt zeitlich versetzt eine programmierte Abkühlung des liohlprofils mittels Faltwasserduschen, wodurch eine Erstarrung des flüssigen Bandkernes eintritt. Diese Wasserabkühlung wird solange fortgesetzt, bis die für die Auswalzung geeignete Walztemperatur erreicht ist.
Erfindungemäß gelangt das auf Waltzemperatur geköhlte Band nunmehr in das ebenfalls in Linie stehende Hochleistungszykloidenwalzwerk, in dem das gegossene Vorband in einem Stich kontinuierlich auf Fertigmaß gewaltz wird. Dem Walzen schließt sich die technisch bekannte Aufcoilung des Bandes an.
Durch das intensive Walzen des Bandes erfolgt über das Verschweißen des inneren Hohlprofils mit dem Band'-kern hinaus, eine innige Verbindung des Edelstahlhohlprofiles mit dem C-Stahlkern, so daß im gewalzten Endzustand praktisch ein Band mit einer unlöslichen Edelstahlhaut vorliegt.
Das Hohlprofil kann erfindungsgemäß aus allen schweißbaren Måterialien hergestellt werden. Dasselbe.rilt fur den Bandkern, der aus allen gießbaren Materialien gefertigt sein kann. Das gilt für Stahl- Edelstahl und NE-Metalle, so daß durch die Kombination der verschiedenen Werkstoffe eine große Anzahl verschiedener Werkstoffkomponenten kostengünstig bei hoher Qualität produziert werden kann.
Nach demselben System können auch runde Vollprofile hergestellt werden. In diesem Fall besteht die äußere Umkleidung des runden Kernes aus einem Rohr das aus einem Band nach dem technisch bekannten Rollformsystem hergestellt wird und das nach dem Einführen des Gießstutzens an seinen Bandkanten verschweißt wird, Die Abbildungen 1 und 2 zeigen die Anordnung des er findungsgemäßen Verfahrens schematisch.
is zeigen Abbildung 1 in einer Seltenascht die Zuordnung und (;estaltung der Produptionslinie, die Abbi.ldung 2 in einem Schnitt hinter dem Ausgießtrichter das Hohlprofil und den Bandkern.
Wie Abbildung 1 zeigt, fließt das aus dem Schmelzofen (1) kommende flüssige Metall über eine Zufuhrrinne (2) in den Warmhalteofen (3) mit dem angeflanschten :Ausgießtrichter (4).
Das Band (5) das von dem Entcoiler (6) abgerollt wird, durchläuft die angetriebenen Umformrollen (7), (8) und (9), die es zum oben offenen Rechteck-Hohlprofil (10), formen.und es kontinuierlich über den Ausgießtrichter (4) in Produktionsrichtung bewegen.
In Höhe, des Ausgießtrichters (4) wird das 2. Band (11) mittels der Treibrollen (12) vom 2. Entcoiler (13) abgewickelt und durch die Druckrollen (14) und (15) praktisch als- Deckel auf das oben offene Rechteckprofil (10) -gedrückt. Zwischen den beiden Druckrollen (14) und (15) verschweißen je ein WIG-Brenner (16j und (17) die beiden Stege des Rechteckprofils (10) mit den Längskanten des Bandes (11). In dieses jetzt geschlossene und dicht geschweißte Hohlprofil (18) fließt aus dem Ausgießtrichter (4) das flüssige Metall und verbindet sich mit den Innenflächen des Hohlprofils (18).
Mittels Wasserdüsen (19) wird der durchlaufende Strang abgekühlt und das flüssige Metall zum Erstarren gebraucht.
Der jetzt weiter laufende Strang (21) besteht aus dem llohlprofil, das aus.dem Band (5) und (11) zusammengeschweißt wurde, sowie aus dem erstarrten inneren Kern (20).
Hierzu siehc Abb. 2, die den Strang (21) im Schnitt zeigt Der jetzt auf Walzteieperatur abgekühlte Strang (21> wird.
von den Rollen (22) des Hochleistungs-Zykloidenwalzwerkes (23) auf das Verbundwerkstoffband (24) mit vorgegebener Enddicke-gewalzt, in der Kühlstrecke (25) abgekühlt und vom Haspel (26) zum Fertigcoil (27) aufgewickelt.
Alle Merkmale, die in der vorstehenden Beschreibung erwähnt und/oder in der Zeichnung dargestellt sind, sollen, sofern der bekannte Stand der Technik dies zuläßt, für sich allein oder in beliebiger Kombination oder Teilkombination als erfindungswesentlich angesehen werden, auch wenn sie- in den Patentansprüchen nicht enthalten sind.

Claims

Patentansprüche 1.) Verfahren zur Herstellung von Bändern mit verschiedenen Werkstoffen dadurch gekennzeichnet, daß in einer aus den Hauptanlagenteilen Schmelzofen (lj, dem Warmhalteofen (3) mit Ausgießtrichter (4), dem Hochleistungszykloidenwalzwerk (23) mit Aufhaspel (26) bestehenden Produktionslinie, das aus dem Schmelzofen kommende flüssige Metall kontinuierlich in ein Hohlprofil (18) geleitet wird, das in der Produktionslinie aus dem Band (5) mittels der Umformwalzen (7), (8) und (9) zu einem offenen Rechteckprofil (10) geformt- und mit dem von oben.zugeführtemBand (11) mittels der Schweißbrenner (16,17) kontinuierlich dicht verschweißt wird.
2.) Verfahren nach Anspruch (1) dadurch geken.nzeic?lnet, daß das flüssige Metall über e-inen vorbestimmten.

Zeitraum Gelegenheit erhält, sich mit den innenren Seiten des Hohlprofils (18) zu verbinden, bevor das flüssige Metall mittels Wasserkühlung (19) zum Erstarren gebracht wird, und'der feste Strang (21) im Walzwerk (23) durch intensive Verarbeitung innig zum Verbundwerkstoff verwalzt wird.
3.) Verfahren nach Anspruch 1) und 2) dadurch gekennzeichnet, daß als flüssiges Metall -bzw. als Hohlprofil (18) alle schweiß,- löt,- oder klebbaren Wcrkstoffe als Verbundmaterial zum Einsatz gebracht werden können.
4) Verfahren nach Anspruch 1), 2) und 3) dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil (18) auch aus einem-Band zum Rohr gebogen, in Höhe des Ausgießtrichters (4) dicht verschweißt- und nach dem Füllen mit dem flüssigen Metall zum Verbundrundprofil verarbeitet wird.
5) Verfahren nach Anspruch 1) dadurch.gekennzeichnet, daß als Werkstoff für das Hohlprqfil (18) ein Material eingesetzt wird, das einen niedrigeren Schmelzpunkt hat als der des Werkstoffes vom Innenkern (20). und daß nach dem Erstarren des Innenkernes (20) die Außenkühlung so früh gestoppt wird, daß die verbleibende Wärme des Innenkernes ausreicht, um die Seitenwände des Hohlprofiles (18) wegschmelzen zu lassen.