DE902433C - Verfahren zum Stranggiessen von Hohlkoerpern und hierzu dienende Vorrichtung - Google Patents

Verfahren zum Stranggiessen von Hohlkoerpern und hierzu dienende Vorrichtung

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DE902433C
DE902433C DEE4210A DEE0004210A DE902433C DE 902433 C DE902433 C DE 902433C DE E4210 A DEE4210 A DE E4210A DE E0004210 A DEE0004210 A DE E0004210A DE 902433 C DE902433 C DE 902433C
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DE
Germany
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mandrel
strand
sliding resistance
allocation
cast
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Expired
Application number
DEE4210A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr-Ing Paul Berger
Peter Biefang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eisenwerke Gelsenkirchen AG
Original Assignee
Eisenwerke Gelsenkirchen AG
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Publication date
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Application granted granted Critical
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Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/006Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of tubes

Description

  • Verfahren zum Stranggießen von Hohlkörpern und hierzu, dienende Vorrichtung Das, Stranggießen von Hohlkörpern erfordert zur Herstellung der Innenfläche einen Dorn, welcher rechnerisch und empirisch zweckdienlich ausgebildet werden kann und welcher meistens konische oder auch parabolotid:ische. Form besitzt.
  • Trotzdem bleiben beim Gießvorgang verschiedene, Veränderliche bestehen, ' die in ihrer Auswirkung oder in -ihrer Zusarnmenwirkung mathematisch ungenau bleiben und, wenn auch nur geringfügig, von Guß zu Guß oder auch während des einzelnen Stranggießvorganges selbst schwanken können, wie z. B. die abstich"veise Gußzusammensetzung, die Gießtemperatur, die Wärmeleitfähigkeit des Gusses, der Kokille und des Dornes, die Schwindung auf Grund der Kühlung usw.
  • Beim Gießvorgang kann man durch Beobachtung des Gießspiegelis in etwa, jedoch nur sehr unvoillkommen, diesen Schwankungen gerecht werden, da, sich die Formung des Gußkörpers völlig unsichtbar in, dem oft schmalen Spalt zwischen Kokille und Dorn vollzieht.
  • Schwindet z. B. aus irgendweilchen Anlässen ein Werkstoff schneller als erwartet oder, weist ein Werkstoff, wie z. B. Gußeisen, während seiner Erstarrung und nach derselben unterschiedliche Schwindungen auf, so kann.,es leicht vorkommen, daß sich der, Werkstoff in immer stärker werdendem Maße an den, Dorn anpreßt oder sogar auf dem Dorn so fest aufschrumpft, daß der Gießvorgang unterbrochen wird, kenntlich werdend durch plötzliches Überfließen des, geschmolzenen MetalIs oder durch Abreißen des gebildeten Stranges" Schwindet andererseits ein, Werkstoff langsamer als erwartet, was besonders im Erstarrungs-intervall möglich ist, so, ka-nn es vorkommen, daß sich die, gebildete schwache Gußhaut vom Dorn abhebt und die Gefahr des Durchbruches von flüssigem Metall in den Raum zwischen Dorn und Gußhaut -entsteht, wodurch sich Überlappungen auf der innerlen Gußhaut bilden, welche ihrerseits Anlaß zu Verkleirnmungen geben können.
  • Diese Vo-rgänge sind nicht nur im Entstehen unsichtlyar für das Bedienungspersonal, sondern sie würden außerdem wegen ihrer Schneilligkecit ein Reaktio#nsvermögen! erfordern, welches das Menschlich mögliche übersteigt, d. h. die von dem Bedienungspersonal. auf Grund der rein. äußerlichen Wahrnehmungen getroffenen Gegenmaßnahmen, wie, z. B. Veränderungen der Gießgeschwindigkeit, der Absenkgeschwindigkeit, der Dornlage usw., kommen meist zu spät und können alsdann einen einwandfreien Ablauf des ganzen Stranggießvorgan-ges nicht mehr sicherstellen.
  • Hiter soill nunerfindungsgemäß dadurch Abhilfe geschaffen werden, daß die Veränderung dels Gleitwiderstandes des gegossenen Stranges auf dem Dorn durch in Richtung der Strangachse bewe.-1 liche. Lagerung des Dornes zur Steuerung des Ab- laufs dies gesamten Stranggießvorganges dient, An sich ist es möglich, die auf Grund der Messung und Anzeige des GleitwiCerstandes des Gußkörpers an dem Dorn, erfolgende Steuerung des -3#hlaufes des gesamten Stranggie,ßvcgrgall,-e:s von Hand vo,rzun#ehimen,. Infolge der Schnelligkeit der Schwankungen und dem hierzu verhältnismäßig Z3 langsamen Reaktionsvermögen. des Bedienungspersonals empfiehlt es sich jedoch, diese Steuerung des Ablaufes. des gesamten, Stranggießvor,-anges selbsttätig zu gestalten und den in Richtung der Strangachse beweglich gelagerten Dorn als selbsttätiges Reggelorgan für die Absenkgeschwindigkeit des, gegossenen Stranges oder für die Einstellung, der Gießspiegielhöhe oder für die Höheneins-tellung des Dornes oder für die Intensität der Dornkühlung auszubilden.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung bestehtdarin, daß die-,##,bseink,-escliwindi-gkeit des erzeugten Stranges aus der Gießeinrichtung derart in, Abhänggigkeit von dem Gleitwiderstand des Stranges auf dem Dorn, insbesondere selbsttätig, gesteuert wird, daß bei größer werdendem Gleitwiderstand die Absenkgeschwindiigkeit vergrößert wird, und umgekehrt, wob,-i vorzugsweise die Gießspiegalhöhe, durch verstärkte bzw. verringerte Zuteilung von flüssigem Werkstoff gleichgehalten wird Und, wobei fernerhin auch die Höhenlage des Dornes und seine Kühlung gleichbleiben können.
  • Weiterhin kann. da;s, Verfahren derart durchgeführt werden, daß die in Abhängigkelt von, d-,m. Gleitwidorst:and de-s Strangcs auf dem Dorn, insb--,sondere selbsttätig, derart ge- steuert wird, daß bei größer werdendem Gleitwiderstand die Gießspieigelhöhe dürch verringerte Zuteilung von flüssigem Werkstoff abgesenkt wird, und tangekehrt, wobei Absenkgaschwindigkeit, Höh,en-lagte des Dorn:es und Intensität der Dornkühlung gleichgehalten. werden können. Gemäß einer anderen Aus,führungsform der hrfindung kann der Dorn selbst d#-prart in Abhängigkeit von dem Gleitwiderstand des Stranges auf ihm in Richtung der Gießachse, und zwar insbesondere ebenfalls selbsttätig bewegt werden, daß bei größer werdendem Gleitwiderstand der Dorn, gegenüber der Kokille, bei zu dieser insbesondere gleichbleibender Gießspiegelhöhe angehoben wird, und umgekehrt, wobei in diesem, Fall auch die Absenkgeschwindigkeit des gegoissenen Stranges und die Intensität der Dornkühlung gleichbleiben können. Eine Abänderung dieses Verfahrens könntie im Übrigen auch darin beistehen, daß an Stelle ein-er Lagenveränderung des. Dornes eine, umgekehrte Lagenverändeirting der Kokill-e selbst in Richtung der Stranggießachse vorgenommen. wird.
  • Schlließlich besteht noch die Möglichk-eit, die, Dornkühlung in Abhängigkeit von dem Glc-iitwi.de.,rstand des Stranges auf dem Dorn, insbesondere selbsttätig, derart zu baeinflussen, daß bei größer werdendem G#leitwi,d#--r#stian#d die Dornkühlung verringert wird., und umgelwhrt, wenn auch diese Maßnahme in: den meisten Fällen nur m.i.t einer gewissen- Verzögerung zur Wirkung gelangen wird, so daß es Seich g%atib,--,nenfaMs, empfiehlt, gleichzeitig mit dieseir Maßnahme, auch noch eine der vorbeschriebenen Maßnahmen, zur Anwendung zu bringen.
  • Im übrigen iGt selbstverständlich die Erfindung nicht auf die Einzelanwendung der vorbeschriebenen Verfahren beschränkt, sondern es können diese verschiedenen Verfahren auch in beliebiger Kombination miteinan#der zur Anwendung gelangen, Um das Aufschrumpfen- des -gegossenen Stranges auf den Dorn und dadurch badingte Betriebsstörungien nach Möglichkeit zu vermeiden, ist weiterhin noch Gegenstand der Erfindung, daß bei Wachsen des, Gleitwiderstande-s des gegossenen Strangeis auf dem Dorn über einen bestimmten Grenzwert hinaus der Dorn, insbesondere selbsttätig erheblich (bzw. -anz nach oben aus der Gießform herausgezogen unddie Zuteilung von flüssige-m Werkstoff, ebenfalls insbe,sc>ndere selbsttätig, völlig unterbunden wird, wohei gleichzeitig anch, die Kühlung des Dornes. abgeschaltet werden kann-.
  • Endlich erstreckt sich die Erfindung auch noch auf eine zur Ausführung der vorstehend beschrie,-henen Verfahren dienende Vorrichtung, welche darin besteht, daß der Dorn in Richtung der Stranggießachse beweglich, z. B. unter Eiiischaltung von Flüsisigkeitspuffern oder von Federn od. dgl., ge- lagert ist, wobei die Druck- oder Lagenveränderung dieser nachgiehigen Elemente derch entsprechende mechanische, hydraulische oder elektrische Einrichtungen, wie Hebol, Druckzylinder, Schützen- bzw. Wi derstandsstauerungen, auf das oder di e Antriebsorgane für den Absenktisch und/odor für die, Zuteilung des flüssigen Werkstoffes und/older für die Heb- b.7-#v. Absenkeinrichtung,des Dürnes und/oder für:die Boeinfitissung der Kühlmittelzuteilung bzw. der Kühlmitteltemperatur zum DeKrn#külilrau-i-n einwirkt. Das Verfahren nach der Erfindung und die zu dessen Durchführung dienenden Einrichtungen, ge#-währleisten es, durch die selbsttätige Steuerung des gesamten Stranggieißvorganges entsprechend' den jeweils vorliegenden und sich ändernden Gießverhältnissen, undGießbedingungen den Stranggießvorgang praktisch unabhängig von der menschlichen Beobachtung derart zu gestalten, daß einwandfreie gleichmäßige Erzeugnisse -der gewünschten Güte und Beschaffenheit in Janfender Produktion: h#crgestellt werden können.
  • In der Zeichnung ist zur Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung eine zur Ausführung detsselben dienende Einrichtung scheinatisch beispiels,.vcise dargestellt.
  • Der Stranggießvorgang erfolgt in an sich be- kannter Weise, in der z. B. ortsfesten wasser' o# gekühlten Kokille i, in welche, von. oben her- der gleichfa-Ills wassergekühlte konische- DOrn. 2 hineinragt.
  • Der Dorn: 2 ist in Richtung der Stranggießachse an dem Gestänge 3 beweglich gelagert" wobei das Gestänge 3 mit den Kolben von zwei Hul)zyl,in!de#rn,4 verbunden ist, welche auf beiden Seiten mit einer Druckflüssigkeit gefüllt sind. Die Hubzvlinder 4 stehen auf den Kolben je ein-es fest angior<Ineten weiteren Druckzylinders 5.
  • Zur Einleitung undr zur Durchführung des Stranggießvorganges dient d'er ,'\,bsenktisch 6, welcher von einem Druckzylinder 7 (oder auch von einem Motor) bedient wird.
  • Die Zuteilungsvorrichtung für den flüssigen- Gießwerkstoff ist der Einfachheit halber weggelassen. Der sich durch dein Stranggießvorgang hildende Hohlkörper ist mit 8 bezeichnet. wohei 9 die Gießspiegellage darstellt.
  • Die Druckzylin,defr 5 sind m#it einem Anzeligegerät io verbunden, welches den jetweiligen Gleitwideirstand des gegossenen Straniges 8 auf dem Dorn 2 anzeigt, da die Kolben, der Druckzylinder 5 den Dorn 2 nebst Gestäng%e 3 und die 14ubzvlinder 4 tragen,.
  • Ändert sich dieser Gleitwiderstand, so, ändert sich der Druck in: den Dr#uckzylin#d-eirn 5, was durch das Meßgerät io angezeigt wird. Gleichzeitig steuert dieses Meßgerät io über eine Regeleinrichtung ii und entsprechende Verbindungsleitungen die Hubzylinder 4 sowie gegebenenfalls auch den Druckzylinder7 derart, daß bei steigendem Druck in, den Druckzylindern 5 der Druck in: dien Hubzylindern 4 vergrößert wird', wodurch der Dorn 2 selbsttätig angehoben wird, und/oder daß hierdurch der DruckzYlindier 7 den: Absenktisch schneller, absenkt.
  • Die Beeinflussung der Gießspiegeilhöhe 9 durch. Betätigung des Gießwerkstoffzulaufs und/oder die Betätigung der Dornkühlung kann sinngemäß in der gleichen Weise erfolgen (vgl. die, mit Pfeilein versehene#n, weiterein Verbindungsleitungeni).
  • Im übrigen kann,die Einrichtung beispielsweise für die Bewegung des DorneS 2 derart ausgebildet sein, daß bei Wachsen des Gleitwiderstandies über einen bestimmten, Grenzwert der Dorn2 erhe-blich bzw. ga,nz -nach oben aus der Gießform i herausgezogen wird, daß ferner die Zuteilung von, flüssigem Werkstoff gleichzeitig unterbunden wird u. dgl. zweckentsprechende Maßnahmen eingeleitet werden, um z. B. das Festschrumpfen des Werkstückes auf dein Dorn und: die dadurch bedingten umständlichen Arbeiten und längere Stillegung der gesamten, Anlage mit Sicherheit zu vermeiden.
  • An Stelle von je zwei Zylindern 4 und 5 kann auch jeweils nur ein solcher Zylinder4 und 5 vorgeschen sein, und ferner, ist es auch möglich, mit =reinem einizigen, Zylinder auskommen, zu können, der die Aufgähender Zylinder 4 und 5 allein. übernimmt.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE.- i. Verfahren zum Stranggieflen von. Hohlkörpeirn aus Gußeisen" Stahil oder Nichteisenmetallen in vorzugsweise gekühlten Kokillen und unterVerwendung von vorzugsweise gleichfalls gekühlten, z. B. sich in der Gießrichtung POrjüngenden Dornen, dadurch gekennzeichnet, ,daß die Veränderung des Gleitwiderstandes des gego&senen Stranges auf dem Dom, durch in Richtung der Strangachse bewegliche Lagerung des Dornes zur Steuerung des Ablaufs des gesamten Stranggießvorganges dient.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekenuzeichnet, der Gleitwiderstand des gegossenen Stranges auf dem in: Richtung der Strangachse bewegEch gelagerten Dorn als Regler für die Absenkgeschwindigkeit des gegosseinien Stranges oder für die Einstellung der Gießspiegeilhöhe oder für die H5heneinstellung -des Dornes oder für die Intensität der Dornkühlung dient. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absenkgeschwindigkeit des erzeugten, Stranges aus der Gießeinrichtung derart in Abhängigkeit von dein Gleitwiderstand des Strang-es a,-uf dem Dorn, insbesondere selbsttätig, gesteuert wied, daß bei größer weildenidem Gleitwiderstandl die Absenkgeschwindigkeit veirgrößert wird, und umgekehtt, wobei voirzugsweise die Giegspiegelhöhe diurch verstärkte bzw. verringerte Zuteilung von flüssigem Werkstoff gleichgehalten wird. 4. Verfahren- nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießspiegelhöhe in, Ab# hängigkeit von, dem GleitwideIrstand des Straniges auf dem Dorn, insbesondere selbsttätig, derart gesteuert wird, daß bei größer werdendem Gleitwidlerstanddie Gießspiegielhöhe durch verringerte Zuteilung von flüssigem Werkstoff abgesenkt wird:, und umgekehrt. 5. Verfahren nach -Anspruch. i oder 2, dadurch gekennzeichnet, däß der Dorn derart in AW hängigkeit von, dem Gleitwiderstand des Stranges auf ihm in! Richtung der Gießachse bewegt wird, daß bei größer werdendem Gleitwiderstand der Dorn gegenüber der Kookille- bei zu dieser gleichbleibender Gießspiegelhöhe angehoben wird, und umgekehrt. 6. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dürnkühlung in, Ab-Zn hängigkeitvondemGleitwilderstand,des,Stranges auf dem Dorn, insbesondere selbsttii:tig, derart beeinflußt wird, daß bei größer werdendem Gleitwiderstand die Dorri-,üh,lun- verringert wird:" und umgekehrt. 7. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wachsen des Gleitwiderstandes des gegossenen Stranges auf dem Dorn über einen bestimmten Grenzwert hinaus der Dorn, insbesondere selbsttätig, erheblich bzw. ganz nach oben aus der GielBform herausgezogen und die, Zuteilung von: flüssigem Werkstoff, ebenfalls insbesondere selbsttätig, völ-lig unterbunden wird. 8. Vorrichtung zur Ausführung der Verfahren nach Anspiluch. 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß der Dorn in Richtung der Strangachse b-zweglich, z. B. unter Einschaltung von Flüssigkeitspuffern oder von Federn od. dgl., gelagert ist, wobei die Druck- oder Lagenveränderung dieser nachgiebigen Elemente, durch entsprechende mechanische, hydraulische oder eIel,-trische Einrichtungen, wie Hebel, Druckzylinder, Schützen- bzw. Widerstandssteuerunigen, auf das oder die Antriebsorgane für den Absenktisch und/oder für die Zuteilung des flüssiggen Werkstoffes und/oder für die Hebe- bzw. Alysenkein-ri,chtung des Dournes und/oder für die Beeinflussung der Kühlmittelzuteilung zum Dornkühlraum einwirkt.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2815551A (en) * 1955-06-21 1957-12-10 British Iron Steel Research Method of and apparatus for the casting of metal
US3078527A (en) * 1959-09-17 1963-02-26 Continental Can Co Production of ingots with filled core channels
US3340924A (en) * 1964-09-10 1967-09-12 Kennecott Copper Corp Apparatus for continuous casting of hollow billets

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