DE3609811A1

DE3609811A1 - Vorrichtung und verfahren zur kontinuierlichen herstellung von duennen metallstreifen

Info

Publication number: DE3609811A1
Application number: DE19863609811
Authority: DE
Inventors: Toshie Hashimoto; Masakazu Osaka Mohri; Kunio Nagai; Hisaki Nishiyama; Haruo Sakaguchi; Teruyoshi Suehiro; Kohsuke Terada; Minoru Ueda
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1985-04-10
Filing date: 1986-03-22
Publication date: 1986-10-16
Anticipated expiration: 2006-03-23
Also published as: DE3609811C3; DE3609811C2; US4703791A; JPS61235043A; JPH05132B2

Description

DIPL-PHYS. HANS-J. NEUBAUER _Οη_ηΩό, -,

EUROPEAN PATENTATTORNEY

Hitachi Zosen Corporation Fauststraße 30

6-14, Edobori 1-chome, D-8070 Ingolstadt

Nishi-ku, Telefon (08 41) 7 24 12

Telegramm neupat Ingolstadt Telex 5 5809 nepa d

P 62HZ 86 10

Japan

Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von dünnen Metallstreifen

Bereich der Erfindung.

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung dünner Metallstreifen und insbesondere eine Verbesserung bei der kontinuierlichen Her-Stellung von dünnen Metallstreifen, wobei ein Gußteil durch eine Gußform gezogen wird für eine geführte Abzugsbewegung entlang einer Strecke, die mit mehreren Paaren von Führungswalzen versehen ist.

Hintergrund der Erfindung.

Ij Eine typische Vorrichtung für die kontinuierliche Herstellung eines Metallstreifens enthält eine Gußform, die ein Paar von Formwalzen enthält, wobei diese einander gegenüberliegen mit einem Abstand, der eine Auslaßöffnung bestimmt.

Die Gußform enthält weiter einen Schmelztiegel, der oberhalb der Walzen angebracht ist und damit in Verbindung steht. In die Gußform eingebrachtes, geschmolzenes Metall wird durch die Auslaßöffnung abgezogen, wobei es erstarrt, um ein Guß-

teil herzustellen, das danach entlang einer Strecke geführt ist, die mit mehreren Paaren von Führungswalzen versehen ist.

Es ist bekannt, daß ein Gußteil (Metallstreifen), das mit einer solchen Vorrichtung hergestellt ist, normalerweise an den gegenüberliegenden Flächen Vertiefungen von ungefähr 0,1 mm aufweist, die sich an der Breitseite des Gußteils in Längsabständen von ungefähr 0,1 bis 0,4 mm erstrecken. Diese Vertiefungen, die als "Rißstellen" (tear marks) bekannt sind, verschlechtern den Produktwert und man nimmt an, daß sie aus folgendem Grund entstehen. Das geschmolzene Metall in der Gußform erstarrt kontinuierlich an den relativ kalten, rotierenden Formwalzen und bildet eine Randzone, die vom oberen Ende des Gußteils abzweigt; wohingegen die Schmelze auch innen eine erstarrte Randzone bildet an der inneren Oberfläche des Schmelztiegels in der Nähe der Formwalzen, die sich letztlich in die abzweigende Randzone auf der Gießwalzenseite einmischt. Da das Gußteil kontinuierlich mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit abgezogen wird, werden die so vermischten Randzonen sofort auseinandergezogen und sie verbinden sich miteinander wieder nach einem gewissen Abstand. Dieser Vorgang wiederholt sich in Abständen, so daß jedesmal, wenn beide Randzonen auseinandergezogen werden, eine Rißstelle gebildet wird.

Für den Fall, daß das Gußteil sehr dick ist, können solche Rißstellen dadurch entfernt werden, daß das Gußteil gewalzt wird, um eine verbesserte Qualität zu erhalten. Im Falle eines dünnen Gußteils ist ersichtlich kein Raum für einen Walzvorgang um die Rißstellen zu entfernen, so daß dies zu einer verschlechterten Produktqualität führt.

Beschreibung der Erfindung.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine kontinuierliche Herstellung

von dünnen Metallstreifen zu schaffen, die frei von Rißmarken sind.

Gemäß dem einen Aspekt der Erfindung, ist eine Vorrichtung für eine kontinuierliche Herstellung eines dünnen Metallstreifens vorgesehen, die eine Gußform für die Aufnahme geschmolzenen Metalls umfaßt und die eine Auslaßöffnung enthält, durch die geschmolzenes Metall unter Abkühlung als Gußteil abgezogen wird mit einer geführten Abzugbewegung entlang einer vorbestimmten Strecke, wobei die Vorrichtung weiter Oberflächen-Glättmittel umfaßt zum allgemein kontinuierlichen Schlagen beider gegenüberliegender Oberflächen des Gußteils in der Nähe der Auslaßöffnung der Gießform.

Mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion kann das Gußteil in einem noch heißen und weichen Zustand geschlagen werden, da das Oberflächen-Glättmittel in der Nähe der Auslaßöffnung der Gießform angebracht ist. Dabei können die gegenüberliegenden Oberflächen des Gußteils genügend geglättet werden, um die Rißmarken zu entfernen.

Die Oberflächen-Glättmittel können wenigstens ein Paar von rotierenden Klopfern, Kugelstrahleinrichtungen oder Hammervorrichtungen enthalten.

Gemäß dem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines dünnen Metallstreifens vorgeschlagen, das einen Vorgang umfaßt, bei dem im allgemeinen kontinuierlich beide gegenüberliegende Seiten eines Gußteils geschlagen werden, das aus einer Gußform entlang eines vorbestimmten Weges abgezogen wird, wobei das Gußteil noch nicht völlig erstarrt ist.

Das beste Ergebnis für ein Gußteil einer Stahllegierung wird erhalten, wenn der Schlagvorgang so geführt wird, daß das Gußteil eine Oberflächentemperatur von 1200 bis

1350° C hat. Keine erkennbare Wirkung wird erhalten, wenn das Gußteil bei einer Oberflächentemperatur unter 1000° C geschlagen wird.

Eine Vielzahl von Merkmalen und Vorteilen der vorliegenden Erfindung wird verständlich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen.

Figurenbeschreibung.
Es zeigen

Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht einer kontinuierlich arbeitenden erfindungsgemäßen Gießvorrichtung mit rotierenden Klopfern, die als Oberflächen-Glättmittel eingesetzt sind.

Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht des rotierenden Klopfers.

Fig. 3 eine Seitenansicht, die einen der rotierenden Klopfer (Rotationsklopfer) mit genaueren Details darstellt.

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 1, aber mit einer anderen Form eines Rotationsklopfers.

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht, die eine andere kontinuierlich arbeitende Gießvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt mit einer Strahlvorrichtung, die als Oberflächen-Glättmittel eingesetzt ist.

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht einer weiteren kontinuierlich arbeitenden Gießvorrichtung gemäß der Erfindung mit Hammervorrichtungen als Oberflächen-Glättmittel .

In Fig. 1 sind ein Paar von Formwalzen 1 dargestellt, die einander mit einem vorbestimmten Abstand gegenüberliegen und eine Auslaßöffnung la bilden. Ein Schmelztiegel 2 ist oberhalb der Formwalzen 1 angebracht und steht mit diesen in Verbindung. Die Formwalzen 1 und der Tiegel 2 bilden eine Gießform 3- Mehrere Paare (nur drei Paare sind in Fig. 1 dargestellt) von gegenüberliegenden Führungswalzen

4 sind unterhalb der Gießform 5 angebracht und bilden eine Abzugsstrecke. Gemäß dieser Ausführung sind drei Paare von gegenüberliegenden rotierenden Klopfern (Rotationsklopfer) 5 unmittelbar unter den Formwalzen 1 in drei Stufen auf beiden Seiten der Abzugsstrecke angebracht .

Wie in Fig. 2 dargestellt, umfaßt jeder Rotationsklopfer

5 eine rotierende Welle 6 und mehrere Klopfbereiche 7, die in gleichen Abständen axial auf der Welle 6 liegen. Jeder Klopfbereich 7, wie in Fig. 3 dargestellt, umfaßt mehrere verzweigte Ketten 8, von denen jede mit einem Ende an der Welle 6 mit gleichen Winkelabständen befestigt ist. Die Ketten 8 haben auseinanderlaufene Verzweigungen 8a, die einen vergrößerten Klopfbereich ergeben. Obwohl nicht besonders dargestellt, ist es so zu verstehen, daß die Klopfbereiche 7 einer Stufe zwischen den Klopfbereichen 7 der benachbarten Stufe angeordnet sind, so daß die Rotationsklopfer 5 zusammen einen kombinierten Klopfbereich ergeben, der ausreicht, die gesamte Breite des Gußteils 10 ohne Auslassungen zu überdecken.

Die kontinuierliche Gießvorrichtung der vorstehenden Konstruktion arbeitet wie folgt:

Zuerst wird ein Anfahrstück oder Kaltstrang (nicht dargestellt) zwischen die Formwalzen 1 eingesetzt, um die Auslaßöffnung la zu schließen und eine Stahllegierungsschmelze 9 wird in den Schmelztiegel 2 eingefüllt. Die Schmelze 9 bildet einen verzweigten Randbereich 10a durch

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den Kontakt mit den Formwalzen 1 bei der Abkühlung. Anschließend mit der Drehung der Formwalzen 1, wie mit den Pfeilen A angedeutet, wird das Anfahrstück nach unten herausgezogen und das Gußteil (dünner Metallstreifen) 10 wird abgezogen entlang der Abzugstrecke, die durch die Führungswalzen 4 vorgegeben und mit dem Pfeil B bezeichnet ist. Während dem vorbeschriebenen kontinuierlichen Gießvorgang rotieren die Rotationsklopfer 5 kontinuierlich, wie mit dem Pfeil C bezeichnet. Im Ergebnis sind die verzweigten Ketten 8 jedes Rotationsklopfers 5 durch die Zentrifugalkraft radial gestreckt, so daß die verzweigten freien Kettenenden 8a nacheinander auf eine entsprechende Oberfläche des noch nicht völlig erstarrten Gußteils auftreffen. So ist das Formteil 10 allgemein im ganzen kontinuierlich geschlagen und Vertiefungen darauf, z. B. Rißstellen werden entfernt (siehe Fig. 3).

Bedingungen für ein Gußteil, die zu einem guten Ergebnis führen, werden als Beispiel nachfolgend angegeben:

Dicke des Gußteils 10: 20 mm

Abzuggeschwindigkeit des Gußteils 10: 5m/min. Oberflächentemperatur des Gußteils 10: 1200 bis 1350° C Tiefe der Vertiefungen 11: 0,02 bis 0,1 mm

Abstand zwischen den Vertiefungen 11: 2 bis 3 mm Anzahl der Rotationsklopfer 5- 2 Paare Anzahl der Kettenzweige 8a in jedem Schlagbereich 7: 40

Gewicht jeder .Kettenverbindung in

jedem Kettenzweig 8a: 1,5 g

Durchmesser jedes Rotationsklopfers 5 während der Rotation: 100 mm

Umdrehungsgeschwindigkeit jedes Rotationsklopfers 5: 400 U/min.

Die Anzahl der Klopfbereiche 7 jedes Rotationsklopfers 5 kann in Abhängigkeit der Dicke des Gußteils 10 variiert

werden. Die Anzahl der Paare von Rotationsklopfern kann auch geändert werden, um andere Gußteilbedingungen zu berücksichtigen .

Jeder Kettenzweig 8, wie in Fig. 3 gezeigt, kann durch einen Zweig eines Drahtseils ersetzt werden, wie in Fig. 4 gezeigt. Das Drahtseil 12 umfaßt eine Vielzahl von verseilten Metallfäden und hat an den freien Enden Seilverzweigungen 12a.

In einer anderen Ausführungsform nach Fig. 5 sind mehrere Paare von gegenüberliegenden Strahlvorrichtungen 13 in drei Stufen auf beiden Seiten der Abzugstrecke für das Gußteil 10 angebracht. Jede Strahlvorrichtung 13 umfaßt eine Strahldüse 14, die an eine nicht dargestellte Versorgungsquelle angeschlossen ist und die geeignet ist, harte Teilchen wie Stahlkugeln 15 auf das Gußteil 10 zu schießen. Nach dem Auftreffen auf dem Gußteil 10 werden die Teilchen 15 entlang einer ensprechenden Führungsplatte 13a in eine Sammelvorrichtung (nicht dargestellt) geleitet. Abhängig von der Dicke des Gußteils 10 kann jede Stufe mehrere Paare solcher Strahlvorrichtungen 13 enthalten, die im Abstand an der Breitseite des Gußteils 10 angeordnet sind.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform in der mehrere Paare von gegenüberliegenden Hammervorrichtungen 16 in drei Stufen auf beiden Seiten der Abzugstrecke für das Gußteil 10 vorgesehen sind. Jede Hammervorrichtung 16 enthält einen Vibrator 17, der so ausgebildet ist, daß er einen Hammerkopf 18 über eine Schubstange 17a in oszillierende Bewegungen versetzt. Wie in der Ausführungsform nach Fig. 5 können mehrere Paare solcher Hammervorrichtungen 16 in jeder Stufe entlang der Breitseite des Gußteils 10 vorgesehen sein, um die Breite des Gußteils 10 zu berücksichtigen.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des für einen Fachmann ersichtlichen Bereichs modifiziert werden. Beispielsweise kann die Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 so modifiziert sein, daß ein oder mehrere Reihen von Kettenzweigen auf der Drehwelle 6 vorgesehen sind. Der Bereich der Erfindung soll somit durch die anliegenden Ansprüche gegeben sein.

Claims

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1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von dünnen Metallstreifen

mit einer Gußform für die Aufnahme geschmolzenen Metalls und

mit einer Auslaßöffnung, durch die geschmolzenes Metall unter Abkühlung als Gußteil abgezogen wird mit einer geführten Abzugbewegung entlang einer vorbestimmten Strecke,

gekennzeichnet durch

Oberflächen-Glättmittel (5; 12; 13; 16) zum allgemeinen kontinuierlichen Schlagen (impacting) beider gegenüberliegender Oberflächen des Gußteils (10) in der Nähe der Auslaßöffnung (la) der Gießform (3).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen-Glättmittel wenigstens ein Paar von Ro-

tationsklopfern (5) (rotary beaters) umfassen, die an beiden Seiten der Abzugstrecke (B) des Gußteils angebracht sind.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rotationsklopfer (5) eine Drehwelle (6) enthält, die sich entlang der Breitseite des Gußteils (10) erstreckt und weiter eine Anzahl von Klopfbereichen (7) aufweist, die in einem axialen Abstand an der Drehwelle (6) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Klopfbereich (7) eine Anzahl von Kettenzweigen (8) aufweist, die mit einem Ende an der Drehwelle (6) in gleichen Winkelabständen befestigt sind und die Kettenverzweigungen am anderen Ende aufweisen.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenzeichnet,

L daß jeder Klopfbereich (7) eine Anzahl von Drahtseil-

* 20 zweigen aufweist, die mit einem Ende an der Drehwelle

(6) in gleichen Winkelabständen befestigt sind und die Seilverzweigungen (12a) am anderen Ende aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen-Glättmittel wenigstens ein Paar

von Strahlvorrichtungen (13) umfassen, die auf beiden Seiten der Abzugstrecke (B) für das Gußteil (10) angebracht sind.

7· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen-Glättmittel wenigstens ein Paar von Formvorrichtungen (16) umfassen, die auf beiden Seiten der Abzugstrecke (B) für das Gußteil (10) angeordnet sind.

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8. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines

dünnen Metallstreifens, das einen Vorgang umfaßt, bei

1 dem allgemein im ganzen kontinuierlich beide gegenüberliegenden Oberflächen eines Gußteils (10) geschlagen werden, das aus einer Gußform entlang einer vorbestimmten Strecke abgezogen wird, wobei das Gußteil

5 noch nicht völlig erstarrt und hart ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußteil (10) aus einer Stahllegierung hergestellt ist und der Schlagvorgang so geführt ist, daß das Guß-10 teil (10) einen Oberflächentemperaturbereich von 1200 bis 1350° C hat.