DE3146683C1

DE3146683C1 - Verfahren zum Kühlen eines Gußstranges während des Stranggießens

Info

Publication number: DE3146683C1
Application number: DE19813146683
Authority: DE
Inventors: Raoul 3960 Sierre Sautebin
Original assignee: Alusuisse Holdings AG; Schweizerische Aluminium AG
Current assignee: Alcan Holdings Switzerland AG
Priority date: 1981-11-25
Filing date: 1981-11-25
Publication date: 1982-11-04

Description

Hierzu wurde aus einem Vorratstank eine Lösung mit 10 bis 50 g Polymeren pro Liter Wasser über eine Dosierpumpe direkt in die Hauptkühlwasserleitung eingespeist. Die im Kühlwasser eingestellten Konzentrationen der Polymere sind ebenfalls in der Tabelle enthalten. Die Zufuhr der Polymere wurde nach dem Anfahren während des weiteren Gießvorganges unterbrochen.
Tabelle: Konzentration der Polymere im Vorratstank und im Kühlwasser wasser Polymere Konzentration im Vorratstank im Kühlwasser (g/Liter) (mg/Liter) Polyäthylenoxide MG 4X106 10 30-70 Polymere Konzentration im Vorratstank im Kühlwasser (g/Liter) (mg/Liter) Polyacrylamide MG 1,5X107 anion., 15% hydrol. 30 5-25 Bei Einhaltung der in der Tabelle angeführten Konzentrationen der Zuschlagstoffe im Kühlwasser während des Anfahrvorganges bildete sich als Folge der verminderten Kühlwirkung ein praktisch wölbungs- und rißfreier Strangguß aus.
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Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Kühlen eines aus einer Stranggießkokille austretenden Gußstranges durch Aufbringen von Kühlmittel unmittelbar auf die Strangoberfläche, d-adurch gekennzeichn e t, daß dem Kühlmittel zumindest während des Anfahrvorganges Polymere mit einem Molekulargewicht von 104 bis 108 beigemischt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel Wasser und als Polymere nicht-ionogene Polyäthylenoxide mit einem Molekulargewicht von 105 bis 5. 106 in gelöster Form eingesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel Wasser und als Polymere partiell hydrolysierte anionische Polyacrylamide mit einem Molekulargewicht von 106 bis 5 l 07 eingesetzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Polyacrylamide mit einem Hydrolysierungsgrad von 10 bis 20% und einem Molekulargewicht von etwa 1,5 1 107 eingesetzt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymere dem Kühlmittel in einer Konzentration von 1 bis 100 mg/Liter beigemischt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymere dem Kühlmittel in der Form einer konzentrierten Lösung mit 10 bis 50 Liter zudosiert werden.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen eines aus einer Stranggießkokille austretenden Gußstranges durch Aufbringen von Kühlmittel unmittelbar auf die Strangoberfläche.

Beim Stranggießen mit direkter Kühlung wird dem aus der Stranggießkokille austretenden Gußstrang durch Beaufschlagen der Strangoberfläche mit Kühlmittel unmittelbar unterhalb der Stranggießkokille Wärme entzogen. Während des Anfahrvorganges berührt das Kühlmittel zunächst nur den Anfahrboden. Der hierbei eintretende indirekte Wärmeentzug führt zu einer milden Erstarrung des flüssigen Metalls und zu einer ebenen Ausbildung des Strangfußes. Mit fortschreitendem Absenken de8 Anfahrbodens trifft das Kühlmittel direkt auf die Oberfläche des Stranges auf, was mit einer sprunghaften Erhöhung der Wärmeabfuhr aus dem Gießstrang verbunden ist. Die als Folge dieses Temperaturschocks auftretenden Wärmespannungen sind größer als die Dehnungsfestigkeit des Gußstranges und führen zu einer bleibenden Verformung in Form einer konvexen Wölbung des Strangfußes und bei Überschreiten der Zerreißfestigkeit überdies zu Rissen im Strang. Um einen Gußstrang mit ebenem Fuß zu erhalten, darf der Strang demzufolge während des Anfahrvorganges nicht zu stark gekühlt werden.

Es ist ein Verfahren bekannt, bei dem das Kühlmittel zur Verminderung der Kühlintensität zumindest während des Anfahrvorganges pulsierend aufgebracht wird.

Weiterhin ist ein Verfahren bekannt, bei dem das Kühlmittel zumindest während des Anfahrvorganges ein unter Druck eingebrachtes Gas enthält. Das gelöste Gas bildet beim Auftreffen des Kühlmittels auf der Strangoberfläche einen den Wärmeabfluß vermindernden loslierfilm, welcher eine Herabsetzung der Kühlintensität zur Folge hat.

Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit welchem die Kühlintensität auf einfache Weise und ohne die vorstehend genannten Nachteile vermindert werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß dem Kühlmittel zumindest während des Anfahrvorganges Polymere mit einem Molekulargewicht von 104 bis 108 beigemischt werden.

Durch diesen Polymerzusatz zum Kühlmittel wird die Kinetik der Bildung und Ablösung von Dampfblasen beim Auftreffen des Kühlmittels auf der heißen Strangoberfläche als Folge der starken Verminderung der Oberflächenspannung des Kühlmittels derart drastisch verändert, daß sich auf der Strangoberfläche ein den Wärmeabfluß hemmender Isolierfilm aus Kühlmitteldampf aufbaut.

Die Polymere können in konzentrierter Form -beispielsweise als Lösung mit 10 bis 50 g Polymeren/Liter Kühlmittel - von einem Vorratsbehälter über eine Dosierpumpe in eine Kühlmittelzufuhrleitung eingespeist werden.

Wird Wasser als Kühlmittel verwendet, haben sich als besonders geeignete Polymere nicht-ionogene Polyäthylenoxide mit einem Molekulargewicht von 105 bis 5 . 106 in gelöster Form herausgestellt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Durchführungsart des Verfahrens mit Wasser als Kühlmittel werden als Polymere partiell hydrolysierte anionische Polyacrylamide mit einem Molekulargewicht von 106 bis 5 107 eingesetzt. Hierbei weisen bevorzugte Polyacrylamide einen Hydrolysierungsgrad von 10 bis 20% und ein Molekulargewicht von etwa 1,5 1 107 auf.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich sowohl mit konventionellen als auch mit elektromagnetischen Stranggießkokillen realisieren und ist besonders geeignet zum Stranggießen von Leichtmetallen, insbesondere von Aluminium und Aluminiumlegierungen. Die Konzentration des Zuschlagstoffes richtet sich nach der jeweils gewünschten Verminderung der Kühlintensität und liegt üblicherweise in der Größenordnung von 1 bis 100 mg/Liter.

Nach beendetem Anfahrvorgang kann die Zufuhr der Polymere zum Kühlmittel unterbrochen werden. Bei einer anderen Durchführungsart des Verfahrens wird die Konzentration der Polymere im Kühlmittel während des Anfahrvorganges kontinuierlich vermindert. In gewissen Fällen kann es sich jedoch als zweckmäßig erweisen, das erfindungsgemäße Verfahren während des gesamten Gießvorganges beizubehalten.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.

Auf einer Vertikalstranggießanlage mit elektromagnetischer Stranggießkokille wurde eine Al-Legierung mit 1,0-1,5% Mn, 0,8-1,3% Mg 00,30% Si, 0-0,7% Fe, -0-0,25% Cu, 0-0,25% Zn, Rest Al unter praxisüblichen Bedingungen zu Barren vom Format 500 1600 mm vergossen. Die Kühlwasserzufuhr wurde während des gesamten Gießvorganges auf 600 Liter/ Minute konstant gehalten. Bis zu einer erzeugten Stranglänge von 100 mm wurden die in der Tabelle angeführten Polymere dem Kühlwasser beigemischt.