DE642642C

DE642642C - Regelverfahren bei der Herstellung von Blechen, Baendern, Profilstaeben u. dgl. unmittelbar aus fluessigem Metall zwischen umlaufenden gekuehlten Walzen

Info

Publication number: DE642642C
Application number: DEH136254D
Authority: DE
Original assignee: HAZELETT METALS Inc
Current assignee: HAZELETT METALS Inc
Priority date: 1932-05-16
Filing date: 1933-05-17
Publication date: 1937-03-12
Also published as: GB421539A; FR755623A

Description

Regelverfahren bei der Herstellung von Blechen, Bändern, Profilstäben u. dgl. unmittelbar aus flüssigem Metall zwischen umlaufenden gekühlten Walzen Die Erfindung betrifft die Herstellung von Blechen, Bändern, Profilstäben u. dgl. unmittelbar aus -flüssigem Metall zwischen umlaufenden gekühlten Walzen. Die bisher bekannten Vorschläge zu einer derartigen Herstellung haben jedoch kein praktisches Ergebnis gehabt. Die Ursache dieses Mangels liegt darin, daß dem in dem Walzenmaul entstehenden sog. Sumpf von flüssigem Metall, der nach Maßgabe des Abfließens durch zufließendes Metall aufrechterhalten werden muß, nicht die nötige Beachtung geschenkt wurde. Diese Anstauung des Metalles über dem Walzenspalt, d. h. der Sumpf, allein genügt aber nicht, um die mangelnde Ausführbarkeit der bekannten Vorschläge zu beseitigen, weil die Bedeutung der Regelung der einzelnen Faktoren nicht erkannt worden ist. Hier setzt die Erfindung mit einem besonderen Regelungsverfahren von der Art ein, daß entsprechend dem Erstarrungsgrad des Metalles im Walzenspalt der Kraftverbrauch der Walzen während ihres Umlaufes gemessen wird, z. B. durch Amperemeter, und danach die für die Durchführung des Verfahrens erforderliche Regelung, wie der Zuflußmenge und der Temperatur des Metalles sowie der Kühlung und der Umlaufgeschwindigkeit der Walzen cüizeln oder gemeinsam, gctrotien wird.
Der Impuls für die Regelung des Verfahrens geht also von dem Erstarrungsgrad des Metalles an der Einführungsstelle zwischen den Walzen aus, der sich gemäß der Erfindung durch Beobachtung des Kraftverbrauchs der Walzen in einfacher Weise nun so regeln läßt, daß die Aufrechterhaltung eines bestimmten, für die Durchführung des Verfahrens günstigen konstanten Verhältnisses zwischen den verschiedenen Faktoren gewährleistet bleibt.
Zweckmäßig wird hierbei der mittlere Walzenbereich stärker gekühlt als die Pänder oder an den Seiten des Walzenspaltes mehr geschmolzenes Metall zugeführt als in der Mitte des Bades. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, bei der Erstarrung des Metalles die Dicke des an den Seiten erstarrenden Metalles größer zu halten als in der Mitte.
Zur Ausführung des Verfahrens dient gemäß der Erfindung eine Einrichtung mit Sonderreglern für die Zuflußmenge und Temperatur des Metalles, für die Kühlung und die Umlaufgeschwindigkeit der Walzen, welche einzeln oder gemeinsam nach dem Kraftbedarf der Walzen .eingestellt werden. Vorzugsweise werden die Sonderregler von einem besonderen Steuermotor in Abhängigkeit vom Kraftverbrauch des Walzenmotors gesteuert. Außerdem kann im Walzenmaul ein Verteiler angeordnet sein, welchem das flüssige Metall zunächst zugeleitet wird und aus -welchem es unterhalb der Oberfläche des Sumpfes austritt, wodurch nachteilige Wirbelungen des Mctalles im Sumpf vermieden werden.
In der Zeichnung zeigen: Fig. i schematisch den Verlauf des Verfahrens in aufeinanderfolgenden Stufen, Fig. 2 schematisch den sich über den Walzen bildenden Sumpf, Fig. 3 und ,4 Querschnitt und Längsschnitt durch das zur Ausführung des Verfahrens dienende Walzwerk, F ig. 5 die Kühlvorrichtung für die Walzen, Fig.6 den Sonderregler für die Zußußmenge, Fig.7 eine Einzelheit für eine besondere Bauart des Walzwerkes, Fig. 8 Sonderregler für die Kühlung, Fig. 9, i o und i i Sonderregler für die Umlaufgeschwindigkeit und den Kraftbedarf oder Kraftverbrauch.
Zur Ausführung des Verfahrens dient das -waagerechte Walzenpaar 2 und 3, das aus den Wasserleitungen q., 5 nebst Ventilen 6 gekühlt -wird. Die Walzen 2, 3 werden durch Motor 7 mittels Getrieben, angedeutet durch die punktierten Linien 8, und Wechselgetrieben 9 angetrieben. Die Enden der Walzen sind durch Flanschen io begrenzt, um oberhalb der Linie i i, die den geringsten Abstand der Walzen 2, 3 zeigt, einen Raum 12 zur Bildung des Sumpfes i ¢ für das geschmolzene Metall aus einem Behälter. 13 zu bilden. Da die Walzen 2, 3 eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur haben, erstarrt das Metall zwischen ihnen in dem Spalt i i und tritt als fortlaufendes Band oder Streifen S aus.
Der Streifen S kann natürlich in beliebiger Weise weiter verarbeitet werden; wie z. B. Fig. i zeigt, kann er durch eine Kammer 15 von reduzierenden Gasen geführt werden, tun die Bildung von Oxyd auf den Oberflächen des Streifens zu verhindern. Dann wird der Streifen durch ein Walzwerk 16 geleitet, um die Dicke zu vermindern und ein bestimmtes Profil zu walzen. Nach Verlassen des Walzwerkes 16 wird der Streifen in einem Ofen 17 einer Warmbehandlung unterworfen, dann durch ein Beizgefäß 18 geführt, das Säure oder eine andere Lösung enthält, umetwaiges Oxyd von den Oberflächen zu entfernen, weiter durch ein Waschgefäß i 9, um die im Behälter 18 aufgenommene Säure vom Streifen abzuspülen. Hierauf läuft der Streifen durch Glättwalzen 20, um etwaige Unregelmäßigkeifen zu ebnen, -vorauf er durch Schere 21 in Längen geschnitten und einer Presse 22 zugeführt -wird, um hier in die gewünschte Form gebracht zu werden.
Die Eigenschaften des Streifens S hängen im wesentlichen von dem Grade der Erstarrung an den Walzen 2 und 3 und von der Breite des Spalts i i ab. Bei einem gegebenen Metall kann die Regelung des Erstarr ungsgrades z. B. durch Regelung der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen oder durch Regelung des Berührungsbogens des flüssigen Metalles mit den Walzen erfolgen. Die Geschwindigkeit der Walzen kann durch Regelung der Geschwindigkeit des Motors 7 oder des Wechselgetriebes 9 geändert werden, die Größe des Berührungsbogens des Metalles mit den Walzen durch Änderung der Tiefe des Sumpfes 14. Zur Regelung des Erstarrungsgradcs kann die Temperatur des lletalles im Sumpf geändert werden entweder durch Änderung der Temperatur des fließenden Metalles oder durch Erhitzen im Sumpf 14. Auch kann die Temperatur der Walzen geregelt werden, indem ihre Kühlung geändert wird, z. B. durch -Einstellen der Ventile 6, welche die Menge der durch die Leitungen 4., 5 zugeführten Flüssigkeit regeln oder durch Änderung der Temperatur der Flüssigkeit selbst, z. B. durch Mischen von Dampf und Wasser.
Bei dem in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Walzwerk ruht in den Ständern 25 und 26 ein Lagerpaar 27, das eine Welle 28 mit der Walze 29 trägt. In den Ständern 25 und 26 ruht ferner ein Lagerpaar 3o mit Welle 3 1 für die Walze 32. Das Lagerpaar 3o ist in den Ständern verschiebbar angeordnet, so daß es gegen das Lagerpaar 27 eingestellt werden kann zur Einstellung der Breite des Walzenspaltes 33, wie bekannt.
Zur Verschiebung jedes Lagers dient in bekannter Weise die Spindel 34. nebst Mutter 35, Drehring 36, Zeiger 37 zur Anzeige der Stellung. Die zwischen den Lagern 27 und 3o eingesetzte Schraubenfeder 39 dient zum Halten des Abstandes zwischen den Walzen, damit das Metall eingeführt werden kann. Die Walze 32 hat Flanschen 46, die an der Walze durch Bolzen 47 befestigt sind und mit den Walzen 29 und 3i den Raum 48 für das Metallbad .19 bilden. Das geschmolzene Metall -wird dem Raum 48 aus einer -erhitzten Gießpfanne 50 zugeführt. Diese ist mittels eines Augenpaares 57 drehbar an dem Walzenständer 26 angehängt und wird durch Zapfen 58 von entsprechenden Augen an der Kopfplatte 6o des Ständers 26 getragen. Das Metall fließt aus der Pfanne 5o durch eine Rinne 6 1 nach dem Trog 62, wo es- durch einen Verteiler 63 in den Sammelraum ¢9 gelangt. Die Pfanne wird mittels eines hydraulischen Kolbens 6.1 (Fig. 6) gekippt, dessen Zylinder 65 um Zapfen 66 drehbar in den Augen 67 des Sockels am Ständer 26 gelagert ist; der Kolben 64 ist um Zapfen 7o an dem Auge 7 t der Pfanne drehbar befestigt. Der Verteiler 63 (Fig.3), in welchen das geschmolzene Metall aus dem Trog 62 fließt, ist in dem Zwischenraum 48 zwischen den Walzen 29 und 32, und zwar zwischen den Flanschen 46 der Walze 32, angeordnet. Das Metall fließt durch üffnungen, die in dem Boden 72 des Verteilers 63 zwischen den Walzen 29 und 32 angeordnet sind. Der Verteiler 63 wirkt als Absetzraum, wo sich die Schlacke von dem geschmolzenen Metall abscheidet, die sonst durch den Trog 62 herabfließen könnte. Es wird so verhindert, daß, wenn das Metall in den Sammelraum 49 unter der Badoberfläche einläuft, sich weitere Schlacke bildet und in den Sammelraum 49 und schließlich in den von dem Walzwerk bearbeiteten Streifen eintritt.
Die Einführung von Metall in den Sammelraum 49. unter der normalen Oberfläche des Metallbades bewirkt auch, daß das Metall ruhig und ohne Stöße eintritt, und diese Wirkung wird dadurch erhöht, daß der Verteiler 63 und das in ihm enthaltene Metall als Stau wirken, um die in dem durch den Trog 62 herabfließenden Metall ,enthaltene kinetische Energie zu dämpfen, so däß es in den Sammelraum 49 lediglich durch die Wirkung der Schwerkraft eintritt und daher ruhig und ohne besondere Kraft oder Schnelligkeit in den Raum gelangt und dort eine gleichmäßige Erstarrung des Metall-es störende W irbelungen verhütet. Die Anordnung der Öffnungen 7 3 und 74 in der Mitte zwischen deri Walzen 29 und 32 läßt das Metall in den Sammelraumi 49 an einem Punkt eintreten, wo der Sammelraum die größte Tiefe hat, so daß das eintretende Metall mit den erstarrten Metallschalen nicht in Berührung kommt.
Um die Bildung von Schlacke in dem Metallbad zu verhindern, wird die Oberfläche des Bades in eine reduzierende Atmosphäre eingehüllt. Dies kann in der Weise geschehen,. daß z. B. durch Öffnungen der Leitungen 75, welche auf beiden Seiten des Verteilers 63 angeordnet und an eine beliebige Quelle reduzierender Gase angeschlossen sind, Gase auf die Oberfläche des Bades (Fig.3) gelangen.
Es kann erwünscht sein, das Metall dem Sammelraum 49 bei .einer Temperatur zuzuführen, welche um etwa 24° C den Schmelzpunkt des Metalles überschreitet, damit etwa eingeschlossene Gase Gelegenheit zum Entweichen haben, bevor das Metall erstarrt. Dieses wird dadurch erreicht, daß das Metall dem Trog 62 bei einer entsprechend höheren Temperatur zugeführt wird. Um dieses zu unterstützen, kann der Trog 62 oder der Verteiler 63 oder beide durch Erhitzer 76 und ; 7 (Fig.3) vorgewärmt werden, die über dem Trog 62 und dem Verteiler 63 angeordnet und an eine Gasfeuerung angeschlossen sind und ihre Flamme auf den Trog 62 und den 6 erteil`cr 63 leiten.
Um den unmittelbaren Eintritt des Metalles in den Sammelraum 49 zwischen die Walze 29 und die Flanschen 46 der Walze 32 zu verhindern, ist es erwünscht, daß die Zwischenräume zwischen der Walze 29 und den Flanschen 46 auf ein Mindestmaß verringert werden, um die Walze 29 genau zwischen den Flanschen 46 zu zentrieren. Dieses ist wichtig, wenn das Metall bei einer Temperatur eingeführt wird, die über dem Schmelzpunkt liegt, weil das Metall bei erhöhter Temperatur zu leicht flüssig wird und schnell eindringt. Durch Verstellung beider Wellen28,3i oder nur der Welle 3 i kann die gewünschte Einstellung der Walze 29 zu den Flanschen 46 erzielt werden.
Jede der Walzen 29 und 32 ist auf ihren Wellen 2 8 und 31 mittels eines Keiles 7 8 (Fig. 4) befestigt, der in Keilnuten der Welle 28 und 31 und der Walze 29 und 32 liegt.
Die Welle 28 wird gegen Axialverschiebung durch Muffen 87 (Fig.4) gehalten, welche zwischen den Bunden 88 der Welle 28 und den Lagerringen 89 des Gehäuses 26 gelegt sind.
Um die Längseinstellung der Welle 31 in dem Ständer 26 zu bewirken und die Welle 3 r in ihrer eingestellten Lage zu halten, sind Stoßringe 9o (Fib 4) angeordnet, welche durch Zapfen 91 gegen Drehung gesichert sind. Diese treten in den Ständer 26 und legen sich gegen Stoßringe 92 neben die Flanschen 46 der Walze 32. Die Stoßringe 9o werden längs der Achse der Welle 31 bewegt, um die Welle 31 und die Walze 32 axial einzustellen, und in eingestellter Lage durch Ringe 93 gehalten, welche auf die Stoßringe 9o ,geschraubt sind und an den Seiten des Gehäuses 26 anliegen.
Die Einstellung der Flanschen 46 gegen die Walze 29 wird durch Drehung der Ringe 93 bewirkt, um einen der Stoßringe 9o vorzuschieben und den anderen Stoßring 9o zurückzuziehen, bis Welle 31, Walze 32 und Flansch 46 in die gewünschte Lage bewegt sind, wobei die Walze 29 genau zwischen den Flanschen 46 zentriert ist und Welle 3 i, Walze 32 und Flansch 46 in dieser Lage gehalten werden. Hierbei sind die Flanschen 46 auf der Walze 29 zentriert.
Um ferner den Eintritt von Metall zwischen der Walze 29 und den Flanschen 46 zu verhindern, wird Öl o. dgl. den Enden der Walze 29 zugeführt oder ein Luftstrom verwendet, der aus den Zwischenräumen zwischen der Walze 29 und den Flanschen 46 bläst. Bei der dargestellten Bauart üben die Flanschen 46 eine zusätzliche Kühlung an den Kanten des Streifens aus, die an den Kanten des Streifens die Neigung zur Erstarrung erhöht, im Verhältnis zu der Erstarrung des Metalles in der Mitte des Streifens. Hierdurch würde nicht nur ein Mangel an Gleichförmigkeit in dem Streifen entstehen, sondern es würden neben den Flanschen 46 Massen von erstarrtem Metall gebildet, welche sich bis zu einer beträchtlichen Größe anhäufen, bevor sie zwischen die Walzen 29 und 32 gelangen, und wenn sie dann zwischen den Walzen 29 und 32 hindurchgehen, würden sie einen Druck auf die Walzen ausüben, der Beschädigungen herbeiführen könnte. Um diese Anhäufung von erstarrtem Metall neben den Flanschen 46 zu verhindern, ist es erwünscht, einen zusätzlichen Zug an den Enden der Walzen zu bewirken. Dieses kann durch Aufrauhen der Kanten der Walzen 29 und 32 geschehen, was aber ein entsprechendes Aufrauhen auf der Oberfläche des Streifens zur Folge haben und in manchen Fällen nachteilig sein würde. Deshalb ist es besser, den zusätzlichen Zug dadurch zu erzeugen, daß die inneren Flächen der Flanschen 46 rauher gemacht -werden, wie bei 94 (Fig.3) angedeutet ist.
Zu dem gleichen Zweck ist es unter gewissen Umständen wünschenswert, die inneren Flächen der Flanschen 46 mit einem Stoff, z. B. Graphit, zu bedecken, der das Anhaften 'des Metalles an diesen inneren Flächen der Flanschen 46 verhindert.
Die zunehmende Kühlung an den Flächen der Walzen kann auch dadurch ausgeglichen werden, daß die Endöffnungen 74 des Verteilers 63 größer gestaltet werden als die Zwischenöffnungen 73, so daß eine größere Menge des geschmolzenen Metalles in den Sammelraum 49 an seinen Enden neben den Flanschen 46 eingeführt wird und der Sammelraum an den Enden eine zusätzliche Erhitzung erfährt, so daß eine zusätzliche Kühlung an den Flanschen 46 erforderlich ist.
Dieser Ausgleich kann dadurch bewirkt werden, daß eine oder beide Walzen 29 und 3-, wie bei toi (Fig. 4.) auf der Walze 29 angedeutet, unterschnitten werden, wodurch der Streifen an seinen Kanten eine größere Dicke erhält und die vermehrte Kühlung an den Flanschen 46 ausgeglichen wird.
Jede dieser Maßnahmen kann den gewünschten Erfolg herbeiführen, zweckmäßig wird aber der Ausgleich durch vereinte Anwendung dieser Verfahren bewirkt, -wie dargestellt.
Schließlich werden gerade unter dem Walzenspalt 33 Schaber tot (Fig. 3) vorgesehen, welche an den Walzen 29 und 32 anliegen und den Streifen von den Walzen löseci, an welchen er anzuhaften sucht.
Um die Walzen 29 und 32 zu kühlen, sind zwei Reihen von gebogenen Röhren toi (i# ih.3 und 4) vorgesehen, welche die Walzen von unten bis zur Rückseite ringförmig umgeben und durch deren Öffnungen Kühlwasser gegen die Walzen gespritzt wird. Den Röhren wird das Kühlwasser durch Anschlüsse io4 aus den Leitungen i o 5 zugeführt. U m das Kühlwasser abzuführen, sind die gekühlten Teile der Walzen von Gehäusen 107 umgeben, in denen das Kühlwasser gesammelt wird und aus welchen es durch Leitungen i o8 abgeleitet -wird. Die Gehäuse 107 ruhen mit ihren unteren Enden auf Querstangen i o9, die von den Lagern 27 und 30 getragen werden.
Das Gehäuse i o- für die Walze-29 ist zu dem Verteiler 63 so angeordnet, daß der Trog 62 abgenommen werden kann.
Unter gewissen Umständen kann es vorkommen, daß Dampf aus dem Kühlwasser an den Flächen der Walzen festhängt und eine Hülle bildet, welche die Walzen gegen die Kühlwasserstrahlen isoliert, also die Kühlwirkung der folgenden Strahlen vermindert. Um dieses zu verhindern, sind zwischen den Strahlenreihen Wischer iio (Fig.3) angeordnet, welche an den Gehäusen 107 befestigt sind und die Walzen zwischen den ersten beiden Strahlenreihen abwischen.
Zu demselben Zweck kann man die Walzen unter einer Temperatur von etwa 203" C halten.
Die Zuführung des Kühlwassers wird von Hand durch ein Handventil i i i (Fig. 5) geregelt, -welches in einer Hauptleitung tob, von welcher die Nebenleitungen tos abzweigen, angeordnet ist. Dieses Handventil i i i dient aber am besten nur als Abschlußventil, um das Kühlwasser vollständig abzuschließen, wenn das Walzwerk nicht in Betrieb ist. Während des Betriebes wird die Zuführung des Kühlwassers zu den Walzen 29 und 32 durch Ventile i 12 gesteuert, welche in der Nebenleitung 1o5 angeordnet und selbsttätig entsprechend det Temperatur der Walzen 29 und 32 gesteuert werden.
Jedes Ventil i i 2 hat in seinem Gehäuse einen Ventilsitz 113 für einen Ventilteller 1 14; der Steg aber hat auch eine Öffnung 115, die als Nebendurchlaß wirkt, um eine Mindestmenge von Kühlflüssigkeit ununterbrochen durchfließen zu lassen, so daß das Anheben des Ventiltellers t 14 nicht den Fluß des Kühlwassers einleitet, sondern nur die Kühlwassermenge vermehrt.
Die Mindestmenge des Kühlwassers, die durch die Nebenöffnung 115 fließen kann, wird etwas geringer gemacht als die zur Kühlung der Walze erforderliche Menge, und das zusätzliche Kühlwasser, welches für die eigentliche Kühlung der Walze notwendig ist, wird dann durch zeitweises öffnen des Ventils 114 geliefert.
Um diese Steuerung selbsttätig zu machen, ist jedem Ventil i i 2 ein Thermoelement i 16 zugeordnet, welches in Berührung mit der entsprechenden Walze an einem Punkte über der Walzenfläche liegt, wo das Kühlwasser auf die Walze gespritzt wird, also immer auf die niedrigste Temperatur in der Walze anspricht.
Die elektrischen Leitungen 117 und 118, welche von dem Thermoelement 116 führen, sind an die beiden Enden der Spule i i9 eines Relais i2o angeschlossen, das bei genügender Erregung der Spule i i9 den Relaisschalter i,-,i schließt und den Strom durch ein Solenoid 122 herstellt, dessen Anker 123 an den Ventilteller I 14 angeschlossen ist, um das Ventil i 12 zu öffnen, wenn das Solenoid 122 erregt wird, und das Ventil 112 so lange offen zu halten, als das Solenoid 122 erregt bleibt, mit anderen Worten: so lange, als der Strom in der Spule i 19 des Relais i 2o so groß ist, daß der Relaisschalter 121 geschlossen gehalten wird. Da der Strom in der Spule 119 der Strom des Thermostromkreises ist, spricht der Strom des Thermostromkreises auf die Temperatur des Thermoelementes an, solange die Mindesttemperatur der Walze eine vorher bestimmte Größe überschreitet. Wenn dann die Temperatur der Walze unter diese vorher bestimmte Größe fällt, schließt sich das Ventil 112, sperrt das zusätzliche Kühlwasser ab und bleibt geschlossen, bis die Temperatur der Walze die vorher bestimmte Höhe überschreitet, worauf das Ventil i 12 sich wieder öffnet und zusätzliches Kühlwasser zuführt, um die Temperatur der Walze herabzusetzen. Dieser Kreislauf wiederholt sich.
Der Kühlwasserregler ist zwar nur in Verbindung mit der Walze 32 gezeigt. Selbstverständlich wird er auch für die Walze 29 gebraucht, und der für die Walze 29 verwendete Regler muß genau so ausgebildet werden wie der für die Walze 32 verwendete.
In Fig. 6 ist mehr oder weniger schematisch eine Anordnung für die Regelung der Walzendrehzahl dargestellt.
Der Antrieb der Walzen 29 und 32 erfolgt durch einen Motor mit konstanter Geschwindigkeit, wie den Nebenschlußmotor 124, so daß der von dem Motor gebrauchte Strom im wesentlichen der Zugkraft entspricht, welche zum Antrieb des Walzwerks notwendig ist. Ein Amperemesser 125 ist in den Stromkreis des Motors 124 eingeschaltet, der unmittelbar den von ihm verlangten Strom anzeigt. Er zeigt auch die Zugkraft an, welche zum Antrieb der Walzen erforderlich ist, also auch den Grad der erlangten Erstarrung. Der Kolben 64 zum Kippen der Gießpfanne wird vermittels eines Dreiweghahnes 126, der an die Leitung 127 angeschlossen ist, gesteuert; diese Leitung führt zu dem Zylinder 65 des Kolbens 64 und zum Anschluß der Leitung 127 entweder an die Druckmittelleitung 128 oder an die Ableitung 129.
Der Arbeiter stellt das Steuerventil 126 entsprechend den Anzeigen des Amperemessers 125 ein, hebt die Gießpfanne schneller, wenn der von dem Motor 124 gebrauchte Strom abnimmt; um die Tiefe des Sammelraumes und den Erstarrungsgrad zu erhöhen, und hebt die Gießpfanne 5o langsamer oder unterbricht das Heben, wenn der Amperemesser 125 die Zunahme des Stromes zu dem ,Motor 124 anzeigt, so daß der Spiegel in dem Sammelraum 49 gesenkt wird und der Erstarrungsgrad abnimmt.
Die in Fig. 7 dargestellten Walzen 13o besitzen einen Kern 131, der von einem Mantel 132 umgeben wird; sein innerer Durchmesser ist bedeutend größer als der Außendurchmesser des Kernes. Der Kern wird von einer Rolle 133 - getragen, die in den Ständern 26 des Walzwerkes 25 gelagert ist. Der Mantel 132 und der Kern 131 stehen an dem Spalt 33 in Eingriff. Um den Mantel 132 von dem Kern 131 anzutreiben, sind der Kern 131 und der Mantel 1,32 mit äußeren und inneren Zähnen 134,135 versehen, die an der Berührungsstelle des Mantels und des Kernes, an dem Spalt 33, in Eingriff stehen; die Zähne 134, 135 können auch fortgelassen werden.
Der Mantel kann sowohl außen als auch innen gekühlt werden, z. B. durch Wasser, das aus den Düsen 136 und 137 gespritzt wird. Diese sind außen am Mantel 132 gelagert und treten in den Zwischenraum zwischen Mantel 132 und Kern 131 an einem Punkt, der gegenüber dem Eingriff von Kern und Mantel liegt. Der Zufluß der Kühlflüssigkeit zu den Düsen 136 und 137 wird von Hand durch Ventile 138 in den Speiseleitungen 139 geregelt, oder er kann selbsttätig gesteuert werden, wie oben beschrieben.
Diese Bauart hat den weiteren Vorteil, daß die verhältnismäßig billigen äußeren Mäntel ersetzt werden können.
In Fig.8 ist eine Einrichtung dargestellt, mittels der die Walzen in verschiedenem Grade an verschiedenen Stellen längs. ihrer Länge gekühlt werden können, was unter gewissen Umständen und b_ ei gewissen Walzenarten wünschenswert ist, z. B. um die Walzen gegen übermäßiges Verziehen oder Werfen zu schützen oder tun :die zusätzliche Kühlwirkung der Flanschen auszugleichen, indem man das Kühlen an den Walzen neben den Flanschen vermindert oder unterläßt. Die Einrichtung besteht aus einem Hauptrohr 16 i, das parallel der Walze 162 verläuft, Wasser aus der Leitung i 63 mit Handventil 164 empfängt oder auch unter selbsttätiger Steuerung, wie vorher beschrieben. Das Kühlwasser wird gegen die. Walze 162 durch mehrere Zweigleitungen i G 5 geführt, die längs der Hauptleitung 161 angeordnet sind und durch Nebenventil 166 geregelt werden, wobei die Menge des Kühlwassers in den verschiedenen Zweigleitungen 165 geregelt werden kann. Die Handregelung kann durch die selbsttätige Einrichtung mit Amperemesser ersetzt werden, welche die Zugkraft . und den Erstarrungsgrad anzeigt, und zu diesem Zweck kann der Zugkraft-,a.nzeiger 187 (Fig. 9) verwendet werden. Bei diesem ist der Walzenmotor 168 auf einem Sockel 169 gelagert, der an dem einen Ende 17o drehbar befestigt ist, mit dem anderen 17.1 auf einer Schneidkante 172 ruht, die an dem kurzen Arm 173 eines Hebels 174 sitzt. Der Drehpunkt des Hebels liegt bei 175, sein langer Arm 176 ist durch einen Lenker 177 mit dem kurzer. Arm 178 eines Hebels 179 mit dem Drehpunkt i 8o verbunden, dessen langer Arm 181 auf eine hin und her gehende Stange 182 mit Verzahnung 183 zum Eingriff in ein Zahnrad 184 auf der Welle 185 wirkt, deren Zeiger 186 sich über der Skala 187 einer Scheibe 188 bewegt.
Die Vorrichtung kann z. B. durch einen Differential-Verbundmotor 189 mit Serienfeld angetrieben werden, wie in Fig. i o schematisch veranschaulicht ist. Ein Anker igo steht unter dem Einfuß eines Feldes, das sich aus der vereinten Wirkung einer Nebenschlußspule igi und einer Serienspule 192 ergibt, deren Windung ein Feld entgegengesetzt der Richtung des von der Nebenschlußspule i 9 i erzeugten herstellt. Durch die Zunahme des Stromes des Motors 189, die eine Folge des Wachsens der von den Walzen benötigten Zugkraft entsprechend dem übermäßigen Erstarrungsgrad ist, nimmt das resultierende Feld selbsttätig ab. Die Geschwindigkeit des Motors 189. und der Walzen nimmt zu. Bei Abnahme der Zugkraft für die .Walzen als Folge der Abnahme des Erstarrungsgrades nimmt der Strom in dem Motor 189 und das Feld der Serienspule 192 ab, so daß das resultierende Feld zunehmen kann und sich die Geschwindigkeit des Motors 189 und der Walzen verringert, wodurch der Erstarrungsgrad wieder steigt. Zur Regelung des Erstarrungsgrades kann eine selbsttätige Regelungsvorrichtung gemäß Fig. i i benutzt werden.
Der Hauptmotor 193 der Vorrichtung ist ein Dreiphasen-Induktionsmotor mit Käfig, der durch Leitungen 194, 195, 196 an den Motoranlasser 197 angeschlossen ist. Dieser wird von den Leitungen 198, i 99, Zoo gespeist. Die Steuerung besteht aus einem Induktionsrotor mit Dreiphasenwicklung, der durch Leitungen 2o2,203, 204 an einen Umschalter 2o5 angeschlossen ist. Dieser ist seinerseits an die I.citungen 198, i99, Zoo mittels der Leitungen -,o6,207, 2o8 angeschlossen und schaltet in seiner oberen Stellung den Steuermotor 2o i zum Betriebe in der einen Richtung, in seiner unteren Stellung den Steuermotor toi zum Betriebe in entgegengesetzter Richtung ein, wie aus dem Stromschema ersichtlich ist.
Auf der Welle des Steuermotors toi sitzen drei Schleifringe 209, 210, 211, die an die Rotorwicklung angeschlossen und für Bürsten bestimmt sind. Diese sind an die Leitungen 212, 213, 214 angeschlossen, die zu den Widerständen 215, 216, 2i7 führen. Diese sind an ihren entgegengesetzten Enden durch einen T-Leiter 218 verbunden, so daß der Steuermotor toi gewöhnlich mit den Widerständen 215, 216, 217 arbeitet, welche in den Ankerstromkreis eingeschaltet sind. Von den Leitungen 212, 213, 214, welche die Schleifringe 2o9, 2 i o, 2 i i an die Widerstände 215, 2 i 6, :217 anschließen, gehen Leitungen 2i9, 220, 221 aus zu einem gewöhnlich offenen Schalter 222, der die Leitungen 2i9, 220, 221 verbinden kann, um die Widerstände 215, 216, 217 kurzzuschließen und diese Widerstände aus dem Ankerstromkreis des Motors toi zu entfernen. Auf diese Weise wird der Anker des Motors toi kurzgeschlossen und entsprechend die Geschwindigkeit des Motors toi gesteigert, wenn der Schalter 222 geschlossen ist.
Der- Steuerschalter 205 wird mittels - eines Vorwärtssolenoids 223 in die Vorwärtsstellung bewegt, in die Rückwärtsstellung durch ein Rückwärtssolenoid 22,1. Der Geschwindigkeitsschalter 222 wird in die Schließstellung durch ein SolenOid 225 bewegt, während der Schalter 2o5 auch einen Hilfsschalter 2z6 einschließt. Der Kontaktarm 227 dieses Hilfsschalters 226 berührt .einen Vorwärtskontakt 228, wenn der Steuerschalter 205 in der Vorwärtsstellung ist, und einen Rückwärtskontakt 229, wenn der Steuerschalter 205 in der Rückwärtsstellung ist.
In dem Leiter 196 zwischen dem Motoranlasser 197 zu dem Walzenmotor 193 befindet sich eine Reihe von Relais 230, 231, 232, 233, 234 235, welche auf den Strömfluß in dem Leiter 196 ansprechen und mit fortschreitend zunehmenden Werten in der genannten Reihenfolge in Betrieb kommen. Die Relais 230, 231, 233 sind Überlastungsrelais, und zwar öffnet sich jedes bei dem Durchgang eines Stromes, der den für dieses Relais vorher bestimmten Wert überschreitet; die Relais 232, 234, 235 sind ebenfallsüberlastungsrelais, aber jedes von diesen schließt sich beim Durchgang'cines Stromes von größerem`Vert, als wie für jenes Relais vorher bestimmt.
Wenn der Motoranlasser i97 in der Offenstellung ist, sind die Relais 230, 231 geschlossen, das Relais 232 ist offen, das Relais 233 geschlossen, und die Relais 234 und 235 sind offen. Dieser Zustand dauert, bis der Strom in der Leitung 196 einen Wert erreicht, der den vorher bestimmten überschreitet, bei welchen das Relais 23o arbeitet. ' Wenn der Motoranlasser 197 geschlossen ist, fließt Strom nicht nur zu dem Walzwerksmotor 193, sondern auch von dem Hauptleiter 194 durch Leitungen 236 und 237, Schalter des Relais 23o, Leitungen 238, 239, Spule -225 des Geschwindigk eitssch.alters 222 und Leitungen 240, 241, 242 zurück zu der Hauptleitung 195. Hierdurch wird die Spule 225 erregt und der Geschwindigkeitsschalter 222 geschlossen, die Widerstände 215, 216, 217 in dem Ankerstromkreis des Steuermotors toi werden kurzgeschlossen, -und der Steuermotor 2o1 wird zur Arbeit mit der Höchstgeschwindigkeit angeschlossen. Gleichzeitig fließt bei geschlossenem Relais 231 Strom von der Hauptleitung 196 durch Leitungen 243, 244; Vorwärtsspule 223 des Steuerschalters 205, Leitungen 245, 246, Schalter des Relais 231, Leitungen 247, -48,. Leitung 242, zurück zur Hauptleitung 195, um die Vorwärtsspule 223 des Steuerschalters 205 zu erregen, diesen in die Vorwärtslage zu bewegen und den Steuermotor 2o i für den Vorwärtsgang anzuschließen. Da der Geschwindigkeitsschalter 222 geschlossen ist, wird der Motor toi mit der Höchstgeschwindigkeit angetrieben. Der Steuerschalter 2e5 hat sich unmittelbar in die obere oder Vorwärtslage bewegt, der Arm 227 des Hilfsschalters 226 berührt den Vorwärtskontakt 228, und dieser schließt einen zweiten Stromkreis durch die Vorwärtsspule 223 des Steuerschalters 2o5. Dieser Stromkreis verläuft von der Hauptleitung 196 durch Leitungen 243, 244, Spule 223 des Steuerschalters 2o5, Leitung 245, Leitung 249, Schalter des Relais 233, Leitung 25o, Hilfsschalterkontakt 228 und Hilfsschaltarm 227, Leitung 251, Leitung 242 zurück zur Hauptleitung 195.
Da der Strom in der Leitung 196 wächst, öffnet sich das Relais 23o. Es wird der Stromkreis durch Spule 225 des Steuerschalters 222 geöffnet, dieW iderstände 215, 216,217 werden in den Ankerstromkreis des Steuermotors toi eingeschaltet, und die Geschwindigkeit des Steuermotors 201 wird verringert. Wenn der Strom in dem Leiter 196 -weiter-wächst, öffnet sich das Relais 231, um den Stromkreis durch die Vorwärtsspule 223 des Steuerschalters 2o5 mittels des Schalters des Relais 231 zu unterbrechen. Dieses ist aber ohne Wirkung, weil der Stromkreis durch Spule 223 auch durch den Schalter des Relais 233 vervollständigt ist. Wenn der Strom iii der Hauptleitung 196 weiterwächst, schließt das Relais 232 seinen Schalter, aber dieses ist auch unwirksam, weil die Leitung 252 des Relais 232 in Reihe mit dem Hilfsschalter 226 des Steuerschalters 205 liegt, und der Arm 227 des Hilfsschalters 226 in der Vorwärtsstellung ist, in Berührung mit dem Vorwärtskontakt 228 und . nicht in umgekehrter Stellung in Berührung mit dem Rückwärtskontakt 229, an welchen der Schalter des Relais 232 angeschlossen ist.
Wenn der Strom jedoch in der Hauptleitung weiter wächst, erreicht er den Wert, der für das Relais 233 vorher bestimmt ist, dieses öffnet sich, unterbricht den letzten Stromkreis durch die Vorwärtsspule 223 des Steuerschalters 205, um diesen in die neutrale Lage zurückkehren zu lassen, unter Wirkung eines Übergewichtes (nicht dargestellt). Es ist jedoch zu bemerken, daß dieses noch nicht den Steuerarm 227 des Steuerschalters 226 in Kontakt mit dem Rückwärtskontakt 229 bringt, so daß der Umstand, daß der Schalter des Relais 232 geschlossen ist, noch ohne Folgen bleibt.
Wenn jedoch der Strom in der Hauptleitung 196 weiterwächst, arbeitet das Relais 234 und schließt seinen Schalter. Es wird nur ein Stromkreis hergestellt: von der Hauptleitung 196 durch Leitung 243, Leitung 253, Rückwärtsspule 224 des Steuerschalters 2o5, Leitungen 254, 255, Schalter des Relais 234, Leitung 256 und Leitungen 24i, 248, 242 zurück zu der Leitung 195. Hierdurch wird die Rück-värtsspule 224 des Steuerschalters 2o5 erregt, der Steuerschalter 2o5 in die Rückwärtslage bewegt und der Steuermotor zum Betrieb in der Rückwärtsrichtung angeschlossen. Wenn der Steuerschalter 205 so in die Rückwärtsstellung bewegt wird, berührt der Arm 227 des Hilfsschalters 226 den Rückwärtskontakt 229, und dieser stellt einen zweiten Stromkreis her durch Rückwärtsspu:te 224 des Steuerschalters 2o5. Dieser Stromkreis verläuft von der Hauptleitung 196 durch Leitungen 243, 253, Rückwärtsspulc 224 des Steuerschalters 2o5, Leitung 254, Leitung 257, Schalter des Relais 232, Leitung 252, Kontakt 229, Hilfsschalterarm 227 und Leitungen-251, 242 zurück zur Hauptleitung 195.
Wenn der Strom in dem Hauptleiter 196 weiter wächst und den für das Relais 235 vorher bestimmten Werterreicht, -wird der Schalter des Relais 235 geschlossen, um einen' Stromkreis zu schließen, der verläuft von Hauptleitung 196 durch Leitung 236, Leitung 258, Schalter des Relais 235, Leitung 259, Leitung 239, Spule 225 des Geschwindigkeitsschalters 222 und Leitungen 2.10, 244 248, 242 zurück zur Hauptleitung 195, um die Spule 225 des Geschwindigkeitsschalters 222 zu erregen, diesen zu schließen, die Widerstände 2 15, 216, 217 in dem Ankerstromkreis des Steuermotors toi kurzzuschließen, den Steuermotor toi einzurücken, so daß er wieder mit voller Geschwindigkeit arbeitet, aber dieses Mal in umgekehrter Richtung.
Wenn jedoch der Stromkreis in dem Hauptleiter 196 abnimmt anstatt zunimmt, so sinkt er zuerst unter den vorher bestimmten Wert für das Relais 234, dieses öffnet sich, öffnet den Stromkreis durch die Rückwärtsspule 224 des Steuerschalters 205 mittels des Schalters des Relais 234, dieses ist aber unwesentlich, weil ein weiterer Stromkreis geschlossen wird durch Rückwärtsspule 224 des Steuerschalters 2o5 mittels des Schalters des Relais 232. Da der Strom in der Hauptleitung 196 weiter abnimmt, schließt sich der Schalter des Relais 233, aber dieses ist auch unwesentlich, weil der Schalter des Relais 233 in Reihe ist mit dem Vorwärtskontakt 228 des Hilfsschalters 226 und der Arm 227 des Hilfsschalters 226 mehr in Berührung mit dem Rückwärtskontakt 229 ist als mit dem Vorwärtskontakt 228.
Wenn jedoch der Strom weiter abnimmt, tritt das Relais 232 in Wirkung, um seinen Schalter zu öffnen, und dieses unterbricht den zweiten Stromkreis durch die Rückwärtsspule 224 des Steuerschalters 2o5, und dieser kehrt in seine neutrale Stellung zurück, um den Steuermotor 201 auszuschalten.
Hierauf wiederholt die Zunahme des Stromes in der Hauptleitung 196 den vorher beschriebenen Kreislauf, während die weitere Stromabnahme in der Hauptleitung.196wieder den Schalter des Relais 231 schließt, auch den Stromkreis durch die Vorwärtsspule 223 des Steuerschalters 205, den Steuermotor,ol in der Vorwärtsrichtung antreibt, bis der Strom in dem Hauptleiter 196 den vorher bestimmten Wert zum Betriebe des Relais 233 überschreitet, entweder mit oder ohne Betrieb des Relais 23o, um den Steuermotor toi mit voller Geschwindigkeit anzutreiben, je nachdem der Strom in der Hauptleitung 196 unter den vorher bestimmten Wert zum Betriebe des Relais 230 sinkt oder nicht.
Unter diesen Umständen ergibt sich die Lage, daß, wenn der Strom zu dem Walz-"verksmotor 193 unter den für das Relais 231 vorher bestimmten Wert sinkt, der Steuermotor toi in der Vorwärtsrichtung arbeitet, bis zu der Zeit, wo der Strom zu dem Walz-' werksmotor 193 den für das zw eite folgende Relais 233 vorher bestimmten Wert überschreitet und darin ruht, bis der Strom zu dem Walzwerksmotor 193 entweder wieder unter den für das Relais 231 vorher bestimmten Wert sinkt, in welchem Falle der Kreislauf wiederholt wird, oder über den für das Relais 234 vorher bestimmten Wert steigt, in -%velchern Falle der Steuermotor toi in umgekehrter Richtung angetrieben wird, bis der Wert des Stromes zu dem Walzwerksmotor unter den für das Zwischenrelais 232 vorher bestimmten Wert sinkt, worauf der Steuermotor wieder ruht, bis der Strom zu dem Walzwerksmotor 193 wieder über den für das Relais 234 vorher bestimmten Wert steigt, in welchem Falle der Steuermotor wieder in umgekehrter Richtung angetrieben wird, oder wieder unter den für das Relais 231 vorher bestimmten Wert sinkt, in welchem Falle der Steuermotor toi wieder in der Vorwärtsrichtung angetrieben wird.
Bei übermäßigem Abweichen von den normalen Bedingungen werden die Relais 230 und 235 eingeschaltet, um die Widerstände in dem Ankerstromkreis des Steuermotors 201 kurzzuschließen, die Geschwindigkeit des Steuermotors toi zu erhöhen und die Rückkehr zum Normalzustande zu beschleunigen.
Es ist hervorgehoben worden, daß die Zugkraft, die zum Antrieb des Walzwerkes erforderlich ist, von dem Erstarrungsgrad abhängig ist, im Verhältnis zu dem Abstand der Walzen, und daß natürlich der von dein Walzwerksmotor 193 geforderte Strom von der Zugkraft abhängt, die für das Walzwerk notwendig ist. Deshalb ist der Strom in der Hauptleitung 196, der auf die Relais 23o, 23 i, 232, 233, 23.1 und 235 bei einem gegebenen Metall und bei einem gegebenen Abstand der Walzen und demgemäß bei einem gegebenen Kaliber einwirkt, abhängig von dem Erstarrungsgrad des Metalles, und dieser kann selbsttätig konstant erhalten werden bloß durch entsprechenden Anschluß des Steuermotors 201 an eine oder mehrere Einrichtungen, welche einen oder mehrere Faktoren regeln, die den Erstarrungsgrad bestimmen.
Es kann z. B. der Steuermotor toi durch entsprechende Übersetzung an die Gießpfanne 5o angeschlossen werden, um das Ausfließen des Metalles aus der Pfanne 5o in den Trog 62 zu regeln, oder der Steuermotor toi kann an die Ventile 112 angeschlossen werden, um den Zufluß des Kühlwassers zu den Walzen zu regeln. Welche Einrichtung aber auch angewendet wird, so regelt immer selbsttätig die Steuerung gemäß Fig. i i, welche entsprechend der Natur des Metalles angepaßt ist und der Breite des Spaltes, einen oder mehrere Faktoren, welche den Erstarrungsgrad bestimmen, uni selbsttätig die Eigenschaften des aus dem Walzwerk austretenden zusammenhängenden Streifens konstant zu halten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Regelverfahren bei der Herstellung von Blechen, Bändern, Profilstäben u. dgl. urimittelbar aus flüssigem Metall zwischen umlaufenden gekühlten Walzen unter Anstauung des Metalles über dem Walzenspalt (Sumpf), dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend dem Erstarrungsgrad des Metall-es im Walzenspalt der Kraftverbrauch der Walzen während ihres Umlaufes gemessen wird (z. B. durch Amperemeter) und danach die für die Durch-.führung des Verfahrens erforderliche Regelung (wie der Zuflußmenge, der Temperatur sowie der Kühlung und der Umlaufgeschwindigkeit der Walzen einzeln oder gemeinsam) getroffen wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Walzenzone stärker gekühlt wird als die Randzonen.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Seiten des Walzenspalts mehr geschmolzenes Metall zugeführt wird als in der Mitte des Bades. ¢.
Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Erstarrung des Metalls die Dicke des an den Seiten -erstarrenden Metalles größer gehalten wird als in der Mitte . (bei i o i, Fig. q.).
5. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß Sonderregler für die Zuflußmenge (Fig. 6), Temperatur des Metalles (Fig. 3), für die Kühlung (Fig. 8) und die Umlaufgeschwindigkeit (Fig. io) der Walzen angeordnet sind, welche einzeln oder gemeinsam nach dem Kraftbedarf der Walzen eingestellt werden (Fig. i, Indikator i87, Fig. g).
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonderregler von einem besonderen Steuermotor in Abhängigkeit vom Kraftverbrauch des Walzenmotors gesteuert werden (Fig. 11).
7. Einrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Walzenmaul ein Verteiler (63) angeordnet ist, welchem das flüssige Metall zunächst zugeleitet wird und aus welchem es unterhalb der Oberfläche des Sumpfes austritt.