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Strang,-ießverfahren zum Herstellen von Blöcken, insbesondere aus
Leichtmetall Bei den bekannten Stranggießverfahren zur Herstellung von Gußblöcken,
insbesondere aus Leichtmetall, wird das flüssige Metall z. B. in eine ringförmige
Kokille eingegossen. In dem Maße, in dem die Erstarrung des Metalls in der Kokille
fortschreitet, wird dann der Boden der Gießform abgesenkt, so daß der erstarrte
Teil des Blockes die Form nach unten verlassen kann. Während der Erstarrung schrumpft
der Block, so daß er sich von der Wandung der :zylindrischen Kokille löst, hierdurch
wird der Wärmeübergang von Block zur Kokille beeinträchtigt, und es können sich
kleine Ausschwitzungen bilden.
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Es ist auch bereits ein Verfahren bekannt, das durch Verkürzung der
Kokillenhöhe das Absenken des Blockes erleichtert und eine direkte Kühlung desselben
nach Austritt aus der Kokille noch in einem Zustand ermöglicht, in dem auf die Erstarrung
des Blockinneren durch kräftige Kühlung eingewirkt werden kann. Bei dieser Art der
Kühlung sind zwei voneinander unabhängige Kühlsysteme notwendig, nämlich eines für
die unmittelbare Kühlung des Blockes und ein anderes für die Kühlung der Kokille.
Die Kokillenwandungen werden bei diesem Verfahren nur von außen gekühlt und stehen
in ihrer ganzen Ausdehnung während des Gießvorganges laufend mit dem heißen Metall
in Berührung, das an ihnen entlang gleitet.
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Die Erfindung betrifft ein Stranggießverfahren zum Herstellen von
Blöcken, insbesondere aus Leichtmetall, unter Verwendung von drehbar gelagerten
Trommeln oder über Trommeln laufenden Metallbändern als
Gießformwände
und besteht darin, daß die Trommeln keine Verformungsarbeit leisten, bis auf die
zum Richten der Erstarrungskruste notwendige. Die Hauptwärmeabfuhr erfolgt, wie
bei dem bekannten Verfahren, durch unmittelbare direkte Kühlung des Blockes, z.
B. durch Eintauchen in ein Wasserbad, welches unter den Trommeln angeordnet ist,
und nur ein Teil der Wärme wird. durch die gleichfalls gekühlten Trommeln=: abgeleitet.
Erst durch den unmittelbaref-' Wärmeentzug unterhalb des Walzenspaltes soll die
vollkommene Erstarrung, die somit im wesentlichen in aufwärts gerichteter Richtung
vor sich geht, erfolgen.
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Wenn auf diese Weise die Wände der Gießform, und zwar vorzugsweise
zwei gegenüberliegende Wände, durch Trommeln gebildet werden, so sollen diese keinen
Druck auf das Metall ausüben, sondern lediglich infolge der gleichen Bewegungsgeschwindigkeit,
wie sie der Block selbst hat, verhindern, daß eine Relativbe-,vegung der Blockwand
gegenüber der Kokillenwand auftreten kann.
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Die Verfahren, flüssiges Metall innerhalb von Walzen zu gießen und
auf diese Weise unmittelbar geformte metallene Gegenstände herzustellen, sind an
sich bekannt. Alle diese bekannten Verfahren sehen jedoch ein mehr oder weniger
starkes Walzen von Blechen, Rä.nrlern nrler hnhren vor- rhlrch welches eine Verdichtung
des Metalls selbst herbeigeführt werden soll. Infolge der beabsichtigten plastischen
Verformung des im Walzenspalt erstarrten oder erstarrenden Metalls werden sehr kräftige
Stahlwalzen benutzt. Im Zusammenhang hiermit steht, daß das erzeugte Produkt ein
Halbfabrikat ist, also z. B. ein Blech oder Rohr, und einen verhältnismäßig geringen
Querschnitt hat. Die Erstarrung erfolgt, da die Walzen gekühlt sind, bereits vor
dein Durchgang durch die Trommelachsenhöhe, denn die nach diesem Verfahren herzustellenden
Profile sind nicht mir in den äußersten Randzonen erstarrt, sondern bei dem geringen
Durchmesser ist bereits der ganze Querschnitt in der Erstarrung begriffen und wird
in diesem Zustand bewußt einem Druck ausgesetzt, um das Metall zu verdichten. Die
Erstarrung erfolgt außerdem im allgemeinen keilförmig, und eine Kühlung unmittelbar
unter dem Walzenspalt ist entweder überhaupt nicht vorgesehen oder dient lediglich
zu dem Zweck, das bereits erstarrte Metall auf die für eine weitere Verformung geeignetste
Temperatur abzukühlen.
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Für das Problem der Herstellung von größeren Blöcken von z. B. Leichtmetalllegierwngen,
besonders solchen, die Kup fer enthalten und zu Seigerungen neigen, gaben diese
bekannten Verfahren keinerlei Hinweise, insbesondere nicht, daß hierdurch z. B.
größere Walzbrammen aus solchen Legierungen hergestellt werden können, bei denen
gegenüber früher Vorteile in bezug auf Seigerung, Kristallgröße und Oberflächenbeschaffenheit
erzielt werden können. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren üben die Walzen, auch
wenn der 'Metallspiegel zwischen .ihn höher steht, als der Höhe der TraminelIchsen
entspricht, keinen eigentlichen I3riKch aus. Sie müssen keine Verformungsärbeit
leisten, bis auf die zum Richten der Erstarrungskruste not@cendige, da ja beim Gießen
von Blöcken die Erstarrung oberhalb der Trommelachsen nur in den Randzonen erfolgen
kann und für das flüssige Metall im Stranginnern eine Aus-Nveichmöglichkeit besteht,
so daß eine Verdichtungsarbeit nicht geleistet zu werden braucht. Ein besonderer
Vorteil davon ist weiter, daß die verwendeten Trommeln bei dem N-erfahren gemäß
der Erfindung nicht nennenswert mechanisch beansprucht werden und daher außerordentlich
dünnwandig ausgeführt werden können, so daß die Kühlung erleichtert wird. Man braucht
zumeist überhaupt keinen besonderen Antrieb. Es genügt vielmehr, die Trommeln drehbar
zu lagern, da sie durch das Absinken der erstarrten Blöcke von selbst in die erforderliche
Umdrehung versetzt werden.
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Es ist schließlich möglich, an Stelle der Trommeln auch über Walzen
geführte, einfache Metallbänder zu benutzen.
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Es ist bereits bekannt, an den Innenwandungen der Kokille Metallbänder
entlang zu führen, die mit dem Strang durch die Kokille hindurchwandern. Solche
Bänder wurden auch bereits über Walzen geführt. Es ist jedoch mit solchen Vorrichtungen
nicht gemäß der Erfindung gearbeitet worden, insbesondere nicht mit unmittelbarerAbkühlung
des Stranges beim Austritt aus dem Walzenspalt bzw. nach Freigabe der Blockoberfläche
durch die Bänder. Die Kühlung erfolgte vielmehr durch die Kokille, deren Wandungen
von außen, also von der nicht mit dem Gießwerkstoff in Berührung kommenden Seite
her, gekühlt werden. Gerade die kräftige Kühlung sowohl des Blocks als auch der
Walzen bzw. auch der Bänder läßt erst die Vorteile der Erfindung erhalten. Die Walzenbänder
werden nicht nur auf der vom Block abgewandten Seite gekühlt, sondern nach Verlassen
derselben auch auf der Innenseite und gelangen so aufs beste abgekühlt wieder mit
neuem Gießwerkstoff in Berührung. Durch das Eintauchen nicht nur des gebildeten
Blockes, sondern auch der Walzen und bei der besonderen Ausführung außerdem der
Bänder in ein Kühlmittel wird die Erstarrung besonders
günstig
geleitet und eine horizontale Erstarrungsfront geschaffen, da die formgebende Kokille
so kurz wie möglich den entsprechenden Block umgibt. Nachdem während des Verlasseus
des Walzenspaltes die Blockbegrenzung festgelegt und nur die notwendige Randerstarrung
durch die Kühlung bzw. Bänder bewirkt ist, wird der größte Teil des Wärmeinhaltes
des Blockes unmittelbar an das Kühlmittel abgegeben. Die für die Erstarrung günstigste
Ausführungsform ist die Verwendung von Walzen, da hierbei der Block am schnellsten
zur Kühlung freigegeben wird. Ist eine etwas längere Unterstützung der sich als
Randzone ausbildenden Form notwendig, so wird an Stelle der Walzen ein endloses
Band verwandt,-das so geführt werden kann, daß ° die Berührungszone zwischen dem
sich bildenden Block und der gekühlten Begrenzung gerade lang genug ist, um eine
genügende Ausbildung der Randzone herbeizuführen.
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In den Abbildungen ist die Erfindung näher veranschaulicht. Hierbei
stellt Abb. i die Seitenansicht, Abb. a einen Schnitt und Abb. 3 die Draufsicht
einer mit Trommeln arbeitenden Einrichtung dar.
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Das flüssige Metall wird durch die Gießrinne i dem von den drehbar
gelagerten Trommeln 2 und 3, den feststehenden Leitblechen q. und 5 und der in die
obere Stellung (gestrichelt angedeutet) gebrachten Bodenplatte 6 gebildeten Raum
zugeführt. Durch die Kühlwirkung der mit ihrem unteren Teil in einer Kühlflüssigkeit
7 laufenden Walzen kommt das eingegossene Metall bis auf eine kleine flüssigbleibende
Zone am Einguß zur Erstarrung. In dem Maße, in. dem weiteres Metall durch die Gießrinne
zufließt, wird nun die Bodenplatte mit dem Gußblock 8 hydraulisch oder mechanisch
abgesenkt, wobei der Block in das Flüssigkeitsbad eingetaucht und auch im Innern
vollständig erstarrt. Infolge der Reibung des Blockes an der Walzenoberfläche werden
die Walzen :2 und 3 in dem durch die Pfeile angedeuteten Sinne in Umdrehung gesetzt.
Die Trommelachsen sind möglichst reibungsfrei gelagert, damit der Block bei seiner
Bewegung nach unten nicht behindert wird.
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Zur weiteren Verringerung der Reibungskräfte zwischen Gußblock ünd
Gießform können die Leitbleche q. und 5 während des Gießens ebenfalls mit derselben
Geschwindigkeit wie die Bodenplatte abgesenkt werden. Die Leitbleche müssen dann
-mit einer dem Gußblock entsprechenden Höhe ausgeführt werden. Es ist auch möglich,
die Leitbleche durch entsprechende Flansche an den Trommeln zu ersetzen. Nach dem
Verfahren können auch Rundblöcke gegossen werden, wenn die Trommeln nicht zylindrisch,
sondern spulenförmig ausgebildet werden.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen Abb. q. bis 6,
und zwar Abb. 4. eine Seitenansicht, Abb. 5 einen Schnitt und Abb. 6 eine Draufsicht.
Der Gießraum wird hier von dem über die Rollen g, io, ii und 12 laufenden endlosen
Metallbändern 13 und 1q., von def Bodenplatte 15 und den Seitenplatten 16
und 17 gebildet und erhält das flüssige Metall durch die Gießrinne 18. Um ein Durchbiegen
der Metallbänder unter dem hydrostatischen Druck des flüssigen Metalls zu vermeiden,
sind auf der Rückseite der Metallbänder die Gleitführungen i9 und 2o vorgesehen.
Die Seitenplatten 16 und 17, die mit gleicher Geschwindigkeit wie die Bodenplatte
15 abgesenkt werden, sind mit letzterer an ihrem unteren Ende durch Nuten 21 verbunden
und weiter oben in Gleitschienen 22 geführt. Das Absenken des Blockes 23 wird sinngemäß
wie bei der vorher beschriebenen Ausführung vorgenommen. An Stelle der Seitenplatten
16 und 17 kann auch ein weiteres, über je zwei Rollen laufendes Bandpaar angeordnet
werden, so daß der Gießraum von vier endlosen Bändern gebildet wird. Die Bänder
können auch aus einzelnen gliederartig aneinändergefügten Blechstreifen oder Platten
bestehen.
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Die Kühlung der Trommeln bzw. Bänder kann entweder, wie beschrieben,
durch Eintauchen des unteren Teils in .ein Flüssigkeitsbad oder auch auf andere
Weise erfolgen. Es ist z. B. auch möglich, die Walzen hohl auszuführen und das Walzeninnere
durch ein geeignetes Kühlmittel zu kühlen. Ebenso kann auch der Gußblock auf die
verschiedenste Weise gekühlt werden, entweder, wie beschrieben, durch Absenken in
ein Flüssigkeitsbad oder durch Anspritzen mit dem Kühlmittel.