DE898135C - Verfahren zum Herstellen von Blechen, Baendern, Profilen und Rohren aus Metallen durch Giessen duenner Vorprodukte im Walzenspalt - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen von Blechen, Bändern, Profilen und Rohren aus Metallen durch Gießen dünner Vorprodukte im Walzenspalt Zur Herstellung von Blechen und Bändern; aus Metallen hat man zur Vermeidung kostspieliger Warmwalzgerüste bereits vorgeschlagen, dünnwandige gegossene Vorprodukte im Stranggußverfahren zwischen gegenläufigen Walzen oder Trommeln zu gießen., wobei der das Profil das Vorproduktes bestimmende Walzenspalt durch Endplatten, oder Bunde an den Walzen oder Trommeln abgeischlossen ist.
• Dabei halt man vorgesehen, die Trommeln; oder Walzen, mit einer regelbaren. Innen- oder Außenkühlung auszurüsten und auch die Temperaturen, der Schmelze zu regeln.
• Es isst weiterhin bekannt, entsprechend dem Erstarrungsgrad des Metalls im Walzenspalt den Kraftverbrauch der Walzern; während ihres Umlaufes zu messen, und danach die Regelung der Zuflußmenge und Temperatur der Schmelze, der Kühlung und der Umlaufgeschwindigkeit der Walzen einzeln oder gemeinsam zu treffen. Die Regelung der Schmelztemperatur und der Kühlung ist für den. erstrebten Zweck reicht von ausschlaggebender Bedeutung, da eine wirksame Änderung dieser Temperaturen zu spät einsetzt, so daß z. B. bei zu hoher Schrneilztemperatur ein Durchbruch der .Schmelze durch Aden Walzenspalt unter Abreißen des Streifens eintreten kann. Nach dem bekanntenVerfahren sollen, die Arbciitsbedingtuigen mit Hilfe des Kraftverbrauches der Walzen: als Meßgräße geregelt werden. Diesels Regelverfahren spricht nicht nur auf den Erstarrungsgrad des Werkstoffes, sondern auch noch auf eine Reihe anderer Einflußgrößen an. Das Drehmoment des Antriebsmotors wird dabei auch abhängig von den. Reibungsverlusten im Walzgerüst und im Vorgelege. DieReibungsverhäl:tnisseanderBerührnzugsfläche zwischen den Walzen und,dem Walzgut sind ebenfalls von großem Einfluß auf den Kraftverbrauch. Diese Oberflächenreibung zwischen Walzen und Walzgut unterliegt während des Gießvorganges ständig unkontrollierbaren Veränderungen, und zwardurchungleichmäß-igeAusbildung der Oxydhaut, durch unterschiedliche Schmierung der Walzenaberfläche, durch mehr oder weniger starke örtliche Reaktionen zwischen Walzen, und Walzgut u. dgl. Diese bekannte Art der Regelung führt daher, zu Ungleichmäßigkeiten im Walzvorgang und im Walzgut.
• Es wurde nun gefunden, daß es zweckmäßig ist, als Meßgröße für den Erstarrungsgrad des Werkstoffes den Druck zu verwenden, den das. erstarrende Gut auf die Walzen ausübt, und mit Hilfe dieser Meßgröße die Walzenumlaufgesch-,vindigkeit des Metallstranges zu regeln.
• . Durch dieses Verfahren werden alle anderem. Einflüsse, insbesondere die der Reibung ausgeschaltet. Der Walzendruck läßt sich auf sehr einfache Weise; messen, und die Meßergebnisse können mit bekannten Mittedn zu einer schnellen Regelung der Walzenum.laufgeschwindigkeit benutzt werden. Insbesondere wird die Messung des Erstarrungsgrades bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht wie bei dem bekannten überdeckt durch den Einfluß der Massenkräfte der Walzenantriebsvorrichtungem. Etwaige Änderungen des Walzendruckes können erfindungsgemäß durch drehbare Lagerung der Ständer einer Walze, deren seitlich ausladende Arme einerseits durch eine Feder, andererseits mittels einer Stellschrlaube auf einer Membran abgestützt sind, auf dieseMembran übertragen werden, deren, durch Änderung des(Walzendruckes bedingte Änderung der Durchbiegung in an sich bekannter Weise zur Änderung der Walzengaschwindigkeit benutzt werden,, kann. Um eine gleichmäßige Verdrehung der Walzenständer bei Ähderung des Walzendruckes sicherzustellen, -werden zweckmäßig die freiem. Enden, der seitlich ausladenden Arme durch einen Quersteg verbunden, und es wird in der Mitte dieses Quersteges lediglich eine Stellschraube vorgesehen, die auf einer darunter befmidliehen Membran aufliegt. Durch .die Änderung des Walzendruckes, bedingt durch eine an sich unerwünschte Änderung des E.rstarrungsgrades des Metatls im Walzenspalt, läßt sich so- eine unmittelbare Änderung der Walzengeschwindigkeit und somit ein sofortiger Ausgleich schaffern., der dem: erforderlichen Erstarrungsgrad im Walzenspalt schnellstens wiederherstellt. Der Erstarrungsgrad der Schmelze im, Walzerspalt ruß derart sein, daß bei der im Walzenspalt erfolgenden größten Verdichtungsarbeit alle etwa noch vorhandenen Reiste flüssiger Schmelze restlos nach oben zu herausgedrückt werden., so daß unterhalb des Walzenspaltes durchgehend erstarrtes Material von gleichmäßigem Gefüge ohne jede Lunkerbildung vorliegt. Durch .die Verformungsarbeit im Walzenspalt, die sich bis auf den Kern des Materials erstreckt, werden auch Doppelungen des Materials wirksam vermieden. Des weiteren verhindert der Walzendruck im Walzenspalt einenAustritt von Seigerungsperlen, sofern bei dem dünnen Querschnitt Überhaupt noch eine Neigung hierzu vorhanden sein sollte. Selbstverständlich können die Temperaturen der Schmelze und der Kühlung für dieWalzen oder den Gußstreifen von Hand oder auch selbsttätig zusätzlich geregelt werden. Diese Regelungen wirken aber stets mit einer gewissen Phasenverschiebung und sind keinesfalls ausreichend, um den erforderlichen schnellen Ausgleich bei auftretenden. Schwankungen. des Erstarrungsgrades im Walzenspalt zu bewirken.
• Außerdem ist ferner zweckmäßig, den Gußstreifem; unmittelbar unterhalb des Walzenspaltes durch Anspritzen von Kühlflüssigkeit zu kühlen. Auch kann. 2n bekannter Weise zusätzlich eine Innenkühlung der Walzen durch Kühlflüssigkeit erfolgen.
• In der Zeichnung sind verschiedene zur Herstellung der gegossen-an Vorprodukte geeignete Einrichtungen,, beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt Abb. i eine Gießeinrichtung zur Herstellung eines Gußstreifens schematisch im Vertikalschnitt, Abh. a die gleiche Einrichtung im Horizontalschnitt durch die Walzenachsen, Abb,. 3 die gleiche Einrichtung in Seitenansicht mit dem Antrieb-für Gieß- und Abzugswalzen, Abb. q. eine Gießeinrichtung in Seitenansicht entsprechend Abb. 3 mit drehbar gelagerten Walzenständern, für- eine, Gießwalze, Abb. 5 eine Einrichtung zum Gießen von Rohren im -Horizontalschnitt entsprechend Abb. a, Abb. 6 eine Einrichtung zum Gießen eines ff-Profils im Horizontalschnitt entsprechendAbb. a. Brei der Gießeinrichtung nach den Abb. i bis 3 sind i, a Gießwalzen, die ats. Hohlwalzen ausgebildet sind und einen die Stärke des Gußstreifens bestimmenden einstellbaren Walzenspalt 3 bilden. Dieser -Spalt 3 ist an den Walzenenden durch die Walzenbunde q., $ beiderseits geschlossen.
• Die Zuführung der Schmelze erfolgt über die in ihrer Neigung verstellbare Gießrinne 6, deren mit Auslauföffnungen 7 versehenes Ende möglichst dicht an den Walzenspalt herangeführt ist.
• Durch die hohlen Walzenachsen, 8 wird ein Kühlmittel zügeführt, das durch die Leitung 9 in eiin in Nähe der Walzeninnenwandung entlang geführtes Rohr io eintritt, aus, dem die Kühlflüssigkeit im oder in Nähe des Walzenspaltes in vielen Einzelstrahlen an die Walzeninnennv andung gespritzt wird. Durch Verdrehen der hohlen Walzenachsen kann,: die Walzeninrienkühlung mehr oder minder weit vom Walzenspalt verlegt und damit der Grad der Kühlung verändert wenden. Dicht unterhalb des Walzenspaltes sind beiderseits des Gußstreifens mit Spritzlöchern versehene Kästen i i vorgesehen, die Kühlflüssigkeit unmittelbar auf den aus dem Walzenspalt austretenden Gußstreifen spritzen und dessen, intensive Kühlung bewirken. Die Strahlen der Kühlflüssigkeit werden zweckmäßig unmittelbar in den Walzenspalt geleitet. In geringer Entfernung der Kästeln ii befinden sich Abzugswalzen r2, die, wie aus Abb.3 ersichtlich, mittels gegenläufiger Schneckenräder 13 und Schnecken 14 über die Riemenscheibe 15 von einem nicht dargestellten Motor angetrieben werden. Von den Abzugswalzen 12 werden mittels Keilriemen 16 und der auf den Naben der Gießwalzen i, 2 sitzenden Keilriemenräder 17 die Gießwalzen ebenfalls gegenläufig angetrieben, und zwar derart, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Gießwalzen i, 2 etwas größer ist als die der Abzugswalzen 12, so: daß stets eine gewisse Stauchung des Gußstreifens erfolgt. Unterhalb, der Abzugswalzen 12 sind nicht angetriebene Führungswalzen 18 vorgesehen" die ein Übertragen der durch die nicht dargestellten, tieferliegenden Abschervorrichtungen bedingten Erschütterungen des Gußstreifens auf den noch nicht völlig erhärteten Gußstreifen und damit ein Abbrechen desselben verhindern sollen.
• Abb.4 veranschaulicht die drehbare Lagerung der Ständer einer Gießwalze, durch die die Mög-lichkeit geschaffen wird, die Walzenumfangsgeschwin:digkeit in Abhängigkeit vom Walzendruck zu steuern.
• Von den wie in den Abb. i bis 3 mit Bunden ausgerüsteten Gießwalzen i9, 2o sind die Ständer 21 der Walze; i9 bei 22 drehbar gelagert. Die Walzenständer sind mit seitlich ausladenden Armen 23, 24 versehen, von denen. der kürzere Arm 23 über eine Feder 25 gegen den Gußkörper abgestützt ist, während der möglichst lang ausgeführte Arm 24 mittels einer Stellschraube 26 auf einer Membran 27 aufliegt, wobei der Grad der Durchbiegung dieser Membran zur selbsttätigen Regelung der Umlaufgeschwindigkeit der Gieß- und Abzugswalzen in an sich bekannter Weise benutzt wird. Wie Abb. 4 erkennen läßt, ist unterhalb der Membran 27 ein von einer Induktionsspule umgebener Magnet vorgesehen. Wird die .Induktions= spule mit Wechselstrom gespeist, entsteht in dem Magnetkern ein magnetischer Kraftlinienfluß, der sich durch .die, als Anker wirkende Membran schließt. Dieser Kraftlinieinfluß ist um so größer, je näher der Anker an den Magnetkern heranrückt. Ein Milliamperemeter, ,das in den Stromkreis eingeschaltet wird, wird bei der Einschaltung des Stromes zunächst voll ausschlagen. Je mehr sich der Anker bei der Durchbiegung der Membran dem Magnetkern nähert, um so, stärker wird der Kra:ftlinienfluß im Magneten, dadurch der induktive Widerstand -der Spule vergrößert und der Stromdurchgang entsprechend verkleinert. Auf diese Weise ist eine unmittelbare Abhängigkeit von der Durchbiegung der Membran auf die Näherung des Ankers zum Magneten und dadurch zum Ausschlag dies Meßinstrumentes gegeben. Wird an Stelle des Milliamperemeters ein an sich bekannter Fallbügelregler benutzt, kann der Zeigerausschlag durch die Tastapparatur zu Regelung des Antriebsmotors für die Walzen verwendet werden.
• Zweckmäßig sind die Enden der Arme 24 durch einen Quersteg zusammengefa,ßt, und eis ist die Stellschraube 26 in der Mitte dieses Steges ob-"rhalb, der Membran 27 angeordnet. Wird der -Erstarrungsgrad der Schmelze größer, wächst der Walzendruck, und es wird die Walze i9 durch Drehung des Walzenständers 2i um die Achse 22 ein wenig von der Walze 20 zurückweichen. Dementsprechend wird die Ste@lilschraube, 26 die Membran 27 stärker eindrücken, wodurch sofort ein schnellerer Lauf der Walzen verursacht wird, bis der gewünschte Erstarrungsgrad wieder erreicht ist. Bei zu niedrigem Erstarrungsgrad nähert sich dne Walze i9 der Walze 20, die Stellschraube 26 geht unter Entlastung der Membran 27 nach oben, und di.e Geschwindigkei t, der Walzen wi rd erniedrigt.
• Auf dieseWeise ist eineschne@lle und zuverlässige Gleichhaltung dies Erstarrungsgrades und damit die Gewähr für die Erzielung eines gleichmäßigen Gußstreifens gegeben. Da die Membran schon bei, sehr kleinen Durchbiegungen eine Regelung der Walzengeschwindigkeit herbeizuführen vermag, genügt unter Berücksichtigung der Hebelverhältnisse bereits eine Verlagerung der Achse der verstellbaren Walze um. einige Zehntelmillimeter zur Durchführung der Regelung. Dieise geringfügige Änderung der Stärke des gegossenen Vorproduktes ist für die Weiterverarbeitung desselben völlig bedeutungslos.
• Abb. 5 veranschaulicht die Profilierung der Walzen zur Herstellung von Gußrohren. Die Wailzenmänte12i;, 29 besitzen dein Rohraußenumfang entsprechende halbkreisförmige Rillen. 30, wobei mehrere derartige Rillen nebeneinander vorgesehen werden können. Die Walzenenden sind dabei wiederum durch Walzenbunde, 31, 32 abgeschlossen. Bis in den Walzenspalt erstreckt sich ein Rohr 33, dessen Außendurchmesser dem zu gießenden Rohrinnendurchmesser entspricht. In das Rohr wird von oben ein Kühlmittelstrom geleitet, der unten: aus diesem Rohr in das. gegessen.-Rohr übertritt und dieses unmittelbar kühlt.
• Abb.6 zeigt die Profilierung der Walzen zur Herstellung eines -Profils. Die Profifausbilidung befindet sich im mittleren Teil 34 der Wa,lzenmantelflächen und ist aus.wechselb#ar, so, d,aß bei einer Profiländerung lediglich diese Walzenmantelteile ausgewechselt zu werden brauchen. Dieselbe Ausbildung kann auch für die Herstellung der gegossenen Rohrvorprodukte, getroffen werden. Auch bei den Gießwalzen nach Abb. 6 sind die Walzenspalte an, -ihnen Enden durch Bunde 35, 36 der Walzen überdeckt.

Claims (6)

1. PATEN TANSPFÜCI1E: i. Verfahren beim Steuern der Austrittsgeschwindigkeit des Stranges bzw. der Walzenumlaufgeschwindi:gkeit in Abhängigkeit vorm Erstarrungsgrad des Werkstoffes, in einer Einrichtung zum Stranggießen von Mechen, Bändern, Profilen und Rohren aus Metallen, insbesondere aus Leichtmetall, und deren Legierungen im Walzenspalt geigenlüufi-gerWalzen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern der Walzenumlaufgeschwindigkeiit als Meßgrüße für den Erstarrungsgrad des Werkstoffes der Druck verwendet wird, den das erstarrende Gut beim Stranggießen auf die Walzen ausübt.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung Beis Verfahrens nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständer einer Walze drehbar geilagert und einerseits durch Federn, andererseits durch Membranen abgestützt sind, wobei Änderungen der Membranendurchbiegung selbsttätig eine Regelung der Walzenumfangsgeschwindigkeit herbeiführen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch =, dadurch gekennzeichnet, daß .die vom, einem seitlichen Arm der Ständer belasteten Membranen, in möglichst großer Entfernung vom Drehpunkt der Ständer angeordnet sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die seitlichen Arme der Ständer Stellschrauben, eingesetzt sind, die auf den. Membranen aufliegen.
5. 5. Einrichtung nach Anspnuch 2 bis 4, dadurch gekennzanchnet, daß die freien Enden der seitlichen Arme durch einen Quersteg zusammengefaßt sind und eine in der Mitte des Quersteges angeordnete Stiallschraube auf der darunterliegenden Membran aufliegt.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Gießwalzenspaltes Spritzrohre angeordnet sind, aus denen zur unnzittelbaren Kühlung des gegossenen Vorproduktes Kühlflüssigkeit von unten in den Walzenspalt eingespritzt wird. Angezogene Druckschriften-Deutsche Patentschrift Nr. 642 642; USA.-Patentschrift Nr. 2 058 4q.7.