DE1020445B - Kuehlvorrichtung zum Stranggiessen von Metallen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Stranggießen von Metallen, mittels einer auf und ab bewegten, ungeteilten rohrförmigen Gießform mit Führungsstücken im Anschluß an, die Gießform, die sich an den Strang nachgiebig anlegen.

Die eigentliche Gießform steht bekanntlich nur in ihrem oberen. Teil über einen kleinen Bereich in unmittelbarer Berührung mit dem gegossenen Teil des Stranges, weil sich das Metall bei seiner ersten Berührung mit der Wand der Gießform schnell abkühlt und beim Erstarren zusammenzieht, wodurch zwischen dem fest werdenden Strang und den. Wänden der Gießform ein dünner Spalt entsteht.

Um eine gute Kühlung des Stranges zu erreichen, muß man dafür sorgen, daß die an die Gießform anschließenden Führungsstücke möglichst innigen Kontakt mit dem Strang haben. Es. ist also wünschenswert, daß der Querschnitt zwischen, den plattenartigen Führungsstücken kleiner als der Innenquerschnitt der Gießform ist. Diese Bedingung kann jedoch nur schwer erfüllt werden, weil sich das Schrumpfen des gegossenen Metalls nicht immer in gleicher Weise vollzieht, vielmehr von unterschiedlichen Faktoren abhängt, insbesondere von der Art des gegossenen Metalls.

Die Erfindung hat zunächst den, Zweck, ein dichtes Anliegen der plattenartigen Führungsstücke an dem Strang zu sichern und auf diese Weise die gewünschte Abkühlung des Stranges zu erzielen, ohne Rücksicht darauf, unter welchen Bedingungen, das Gießen erfolgt und was für ein Metall vergossen wird.

Es sind zwar bereits Führungsstücke bekanntgeworden, die nachgiebig an gegenüberliegende Seiten, eines Stranges mit rechteckigem Querschnitt angepreßt werden, wobei dann diese Führungsstücke von außen durch Kühlwasser gekühlt werden können. Nachteilig ist dabei jedoch, daß die in Bewegungsrichtung des Stranges festgehaltenen Führungsstücke gegenüber dem bewegten Strang einer ständigen Reibung ausgesetzt sind und dadurch verhältnismäßig schnell abgenutzt werden.

Der Erfindung liegt deshalb vor allem die weitere Aufgabe zugrunde, die Führungsplatten trotz Aufrechterhaltung einer möglichst günstigen Kühlwirkung vor einer unerwünschten Abnutzung zu bewahren, damit die Führungsstücke z. B. auch aus einem weicheren Metall, wie Kupfer, hergestellt werden können, welches die beste Kühlwirkung ergibt.

Die gestellte Aufgabe ist im wesentlichen durch Mittel gelöst, die ein periodisches Abheben der Führungsstücke vom Strang beim Aufwärtshub und zum Anlegen an den Strang beim Abwärtshub der Gießform bewirken. Die Führungsstücke begleiten also das. soeben gegossene Metall während seiner Bewegung Kühlvorrichtung zum Stranggießen
von Metallen

Anmelder:
Irving Rossi, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,
München 22, Steinsdorfstr. 10

Irving Rossi, New York, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

nach unten und bewegen sich dann allein nach oben, um sich in der höheren Lage erneutan. den Strang anzulegen und mit diesem von neuem nach unten bewegt zu werden.

Durch die erfindungsgemäßen Mittel wird, eine Reibung der Führungsstücke an dem Strang und damit eine Abnutzung derselben so gut wie ganz ausgeschlossen, obgleich die Führungsstücke während ihrer Abwärtsbewegung fest an den Strang angepreßt werden und damit eine sehr günstige Kühlwirkung ausüben können. .

Während beim Abwärtshub der Gleichlauf zwischen dem Strang, der Gießform und den, Führungsstücken durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gewährleistet ist, kann man beim Aufwärtsbewegen der Form und der Führungsstücke eine wesentlich größere Geschwindigkeit anwenden, als sie bei den bisher bekannten Gießvorrichtungen üblich und zulässig ist. Es ergibt sich auch dadurch eine gesteigerte Kühlwirkung und eine Verkürzung derjenigen. Zeiten, während deren die plattenartigen Führungsstücke den Strang bei seiner Abwärtsbewegung nicht fest umschließen.

In der Zeichnung ist die Erfindung durch einige Ausführungsbeispiele! veranschaulicht; es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht der an eine Gießform anschließenden Kühlvorrichtung gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 als Einzelheit einen Schnitt durch die Befestigung eines plattenartigen Führungsstückes an dem oberen Teil der Gießform,

TO9 808/225

Fig. 4 als Einzelheit eine Vorrichtung, die das Auseinanderspreizen der plattenartigen. Führungsstücke bei der Aufwärtsbewegung der Form bewirkt,

Fig. 5 plattenartige Führungsstücke¹, wie sie zum Kühlen eines Rundstranges verwendet werden, in einer Ansicht von oben,

Fig. 6 die Ansicht einer Gießform nebst Kühlvorrichtung gemäß der Erfindung, bei der die Form nebst

wenden, die durch die beiden parallel zueinander liegenden Führungsstücke 3 und 4 hindurchragen. Außerdem kann man die Führungsstücke dauernd gegeneinanderdrücken, indem man Gewindebolzen 14 vorsieht, 5 die einen Kopf 15 an. ihrem einen Ende, haben, mit dem sie sich gegen die Außenwände eines Führungsstückes 3 abstützen, während sie an ihren durch, das zweite Führungsstück 4 hindurchgreifenden Enden Schraubenfedern 16 tragen. Diese Schraubenfedern 16

fernt werden,

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der

Führungsstücken in senkrechter Richtung in Schwingungen versetzt wird, wobei die plattenartigen Füh- io ruhen mit ihren einen Enden, auf der äußeren Oberrungsstücke außerdem in waagerechter Richtung fläche des Führungsstückes 4 und stützen, sich mit gegeneinandergedrückt und wieder voneinander ent- ihren anderen Enden auf Muttern 17 ab, die auf die

äußeren, mit Gewinde versehenen Teile der Gewinde-1-c'zcn 14 aufgeschraubt sind. Mittels dieser Muttern

Fig. 6, 15 17 kann man den Anpreßdruck der Federn erhöhen

Fig. 8, 9 und 10 schematische Darstellungen einiger oder herabsetzen, d. h., man kann durch sie praktisch Ausführungsmöglichkeiten für die Kühlung der den Druck regeln, mit dem sich die Führungsstücke 3 plattenartigen Führungsstücke. und 4 an den Strang 12 anlegen.

Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellten. Vorrichtungen Die plattenartigen Führungsstücke werden vorzugs-

werden in solchen Gießeinrichtungen, verwendet, bei 20 weise aus Kupfer hergestellt, da dieses Metall nach denen die Gießform während des Gießens ■—■ etwa in den, bisher gesammelten Erfahrungen, die günstigste der an Hand der Fig. 6 und 7 erläuterten Weise — Kühlwirkung ergibt. Die Verwendung von Kupfer hat periodisch schwingende Bewegungen in, senkrechter zwar den Nachteil, daß sich die Führungsstücke sehr Richtung ausführt und der fertig gegossene Strang schnell abnutzen, wenn sie wiederholter Reibungsz. B. durch Walzen (vgl. Fig. 7) nach unten hin abge- 25 beanspruchung ihrer dem Strang 12 zugekehrten Oberzogen wird. Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte. Gieß- flächen ausgesetzt sind. Um das Auftreten dieser Reivorrichtung ist zum Gießen von Strängen mit recht- bung zu verhindern, wendet man. gemäß der Erfineckigem Querschnitt bestimmt. dung Vorrichtungen an, die die Führungsstücke jei-

Die Kühlvorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 4 weils in demjenigen Augenblick von dem Strang 12 schließt unten an eine Form 1 mit einem rechteckigen 30 abheben, in. dem die Gießform sich relativ zu dem lichten Querschnitt 2 an, in die hinein das Metall ge- Strang bewegen soll.

gössen wird. Dabei besteht die Kühlvorrichtung im Die Fig. 2 und 4 stellen eine besondere Ausfüh-

wesentlichen aus zwei plattenartigen, Führungsstük- rungsform dieser Vorrichtung dar, die selbsttätig ken 3 und 4, die an der Unterseite der Form 1 mittels immer dann wirksam wird, wenn, sich die Gießform Winkeleisen 5 und 6 gehalten, sind, die mit den, Füh- 35 relativ zu dem Strang 12 nach oben bewegt, rungsstücken 3 bzw. 4 fest verbunden, z. B. ver- Die Führungsstücke 3 und 4 tragen Auflaufstücke

schweißt sind. Die freien Schenkel der Winkel- 18 und 19, die einander gegenüber an der Inneneisen 5, 6 tragen Durchbrüche¹7, durch welche in die seite der Führungsstücke angebracht sind. Außerdem Form 1 eingeschraubte Schraubenbolzen 8 hindurch- sind Anschläge 20 an einem feststehenden. Teil 21 angreifen. Die Köpfe 9 dieser Schraubenbolzen 8 halten 40 gebracht. Die Anschläge 20 sind um Achsen 22 die Winkeleisen 5, 6 und damit die Führungsstücke 3 schwenkbar und stehen unter der Wirkung von Federn und 4 an der Form 1 fest, sie verhindern jedoch nicht 23, die sich auf Winkeleisen 24 abstützen. Die Federn deren. Bewegung in waagerechter Richtung. drücken die Anschläge 20 in eine horizontale Lage,

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, berührt das so daß sie in die Bahn der Auflaufstücke 18 und 19 flüssige Metall die Innenwände, der Form 1 nur ent- 45 hineinreichen.

lang einer Zone 10 von geringer Höhe. Unterhalb Jeder Anschlag 20 gehört zu einem Abstützwinkel

dieser Zone bewirkt das Schrumpfen des Metalls das 25, der sich an den festen Teil 21 anlegt und den AnEntstehen eines Spaltes 11 zwischen dem Strang 12 schlag an einer Bewegung nach oben hindert. Die An- und der Innenwand der Gießform 1. schlage 20 können also gegen die Wirkung der Federn

Um die Abkühlung des Stranges im Bereich der 50 23 nur nach unten gedrückt werden, plattenartigen Führungsstücke zu erleichtern und. zu Die Vorrichtung arbeitet in. folgender Weise: Wenn

verbessern und um auch den unterschiedlichen Bedin- sich die Führungsstücke zusammen mit dem Strang gungen für die Abkühlung je nach der Art des zu 12 und dem Teil 1 der Gießform nach unten bewegen, gießenden Stranges Rechnung zu tragen, ist es not- treffen die Auflaufstücke 18 und 19 auf die Anschläge wendig, daß die plattenartigen Führungsstücke 3 55 20 und drücken sie gegen die Wirkung der Feder nach und 4 den Strang 12 z. B. nur an bestimmten Stellen unten. Sowie die Aufwärtsbewegung der Gießform berühren. Dies ergibt überdies den zusätzlichen Vor- einsetzt, bleiben, die Anschläge in ihrer horizontalen teil, daß man die Abkühlungsgeschwindigkeit des Stellung und leisten den Auflaufstücken 18 und 19 Stranges 12 nach Belieben regeln kann. Eine er- Widerstand. Diese sind also gezwungen, nach der wünschte begrenzte Abkühlung kann z. B. durch die 60 Seite auszuweichen, wenn sich die Teile der Form Form der Führungsstücke erzielt werden, indem man
diesen Führungsstücken an ihrer Innenseite Einkerbungen oder Ausnehmungen gibt und so die Ab

kühlung unmittelbar auf bestimmte Teile des Stran-

nach oben bewegen, und drücken dabei die beiden
Führungsstücke 3 und 4 auseinander.

Auf diese Weise erzielt man eine Kühlvorrichtung,
mit der die Abkühlung des Stranges in besonders vor-

ges 12 konzentriert. Man kann aber auch durch ent- 65 teilhafter Weise möglich ist und bei der die Kühlwirsprechende glatte Ausbildung der Oberfläche eine kung dank der Form und Anordnung der Führungsmöglichst intensive Abkühlung des Stranges erreichen. stücke auch auf bestimmte Teile des Stranges konzen-Die waagerechten Bewegungen der Führungsstücke triert werden kann. Die Führungsstücke laufen nicht können durch beliebige Steuerorgane bewirkt werden. Gefahr, sich übermäßig abzunutzen, da sie, bei ihrer Man kann z. B. für ihre Führung Paßstifte 13 ver- 70 Abwärtsbewegung fest an dem Strang anliegen, wäh-

rend sie sich bei ihrer Aufwärtsbewegung vom Strang trennen und allein nach oben bewegt werden.

Selbstverständlich kann der Grundgedanke der Erfindung auch bei solchen Strängen angewendet werden, die keinen rechteckigen Querschnitt aufweisen. So' zeigt Fig. 5 eine Kühlvorrichtung für einen Rundstrang, die im wesentlichen aus mehreren sektorf örmigen, gemeinsam einen Kreisquerschnitt bildenden Führungsstücken 26, 27 und 28 besteht, die sich voneinander entfernen und wiederum einander nähern können, wobei sie den Durchmesser des von ihnen umgebenen Kreisquerschnittes entsprechend erweitern bzw. verringern.

Ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel weist jedes der sektorförmigen Führungsstücke Auflaufstücke 18' ^X5 und 19' auf, zwischen denen Anschläge (nicht dargestellt) liegen, die den in Fig. 4 dargestellten gleichen. Die entsprechend den Gewindebolzen 14 durch Gewindebolzen. 14' gegenseitig geführten. Teile 26, 27 und 28 werden durch Federn 16' (entsprechend den Federn 16 gemäß Fig. 2) gegeneinandergedrückt, wenn die Anschläge nicht durch die Auflaufstücke 18' und 19' auseinandergepreßt werden.. Dabei ist es zur Vermeidung einer Abnutzung der Führungsstücke 26, 27 und 28 ■—■ wie bereits vorstehend auseinandergesetzt — wesentlich, daß diese den. Strang während ihrer gemeinsam mit der Gießform erfolgenden. Aufwärtsbewegung nicht mehr berühren.

In Gießvorrichtungen zum Stranggießen von Metallen, bei denen von einer in senkrechter Richtung schwingenden Form Gebrauch gemacht wird, hat man ein weiteres, verhältnismäßig schwieriges Problem zu lösen, nämlich das Problem, eine zeitliche Übereinstimmung des Arbeitens der den. Strang nach unten abziehenden Walzen mit der Senkgeschwin.digkeit der Form bei ihrer Abwärtsbewegung herbeizuführen.

Die bereits bekannten Vorrichtungen haben im allgemeinen Nocken, die die wechselweise Auf- und Abbeiwegung der Form bewirken.; diese Nocken geben der Form bei ihrer Bewegung nach, oben eine größere Geschwindigkeit als bei ihrer Bewegung nach unten, um so diejenigen Zeiten zu verringern, während der die Form nicht der Bewegung des Stranges folgt, d. h. während der eine Abkühlung- überhaupt nicht oder nur in. unzureichender Weise bewirkt wird.

Man konnte dennoch die Zeit für die Aufwärtsbewegung der Form nicht wesentlich gegenüber der für die Abwärtsbewegung notwendigen, Zeit verringern, weil eine solche Verringerung der Bewegungszeit zu Nockenformen geführt hätte, die der Form und den mit dieser verbundenen. Teilen beim Beginn der Aufwärtsbewegung zu harte Beschleunigungsstöße geben würde.

Gemäß der Erfindung kann man die gemeinsame Abwärtsbewegung der Form und des Stranges in genauen. Gleichlauf bringen und die Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung der Form ganz erheblich steigern.

Erfindungsgemäß benutzt man die plattenartigen Führungsstücke selbst, um die darüber befindliche Form mit nach unten zu ziehen, wenn, die Führungsstücke ihrerseits von dem nach unten, bewegten Strang 12 mitgenommen, werden. In, diesem Fall können sich keine unerwünschten Relativbewegungen zwischen Strang und Gießform ergeben, während sich beide nach unten bewegen, da die Gießform praktisch schlupffrei vom Strang mitgenommen, wird.

Andererseits kann, die Aufwärtsbewegung sämtlicher Formteile durch Geräte erfolgen, die außerordentlich schnell wirken, wie z. B. durch hydraulische oder elektrische Druckvorrichtungen. Hieraus folgt, daß die Form wesentlich schneller gehoben werden kann als bei bisher bekanntgewordenen Ausführungen, ohne daß Stöße oder unerwünschte Schwingungen zu befürchten, sind.

Die Fig. 6 und 7 stellen eine Ausführungsform der Kühlvorrichtung dar, bei der das flüssige Metall in eine rechteckige Form 1' gegossen wird, unterhalb der plattenartige Führungsstücke 3' und 4' anschließen. Der Strang 12' wird ·— durch, an seinem unteren Ende angreifende Walzen 29 und. 30 — in Richtung des Pfeiles 31 nach unten gezogen.

Die Befestigung der Führungsstücke 3' und 4' an der Gießform 1' entspricht der in Fig. 3 dargestellten. Dagegen werden die Führungsstücke 3', 4' nicht durch Federn, sondern durch Spannvorrichtungen. 32 entweder hydraulisch oder elektrisch an den Strang 12' jeweils in. demjenigen Augenblick und für diejenige Zeitdauer angepreßt, die für ein einwandfreies Arbeiten der Vorrichtung in Frage kommt. Sind, diese Spannvorrichtungen 32 wieder abgeschaltet, so bewirken zwischen den Führungsstücken. 3', 4' angeordnete Federn 33 die Auseinanderbewegung der Führungsstücke.

Die Gießform 1' ruht auf Hubvorrichtungen 34, die ebenfalls hydraulisch oder elektrisch wirken, können und die Aufundabbewegung der Form, die z. B. an senkrechten Führungsstangen 35 und 36 geführt sein kann, herbeiführen. Jeweils nach dem Aufwärtshub werden die Führungsstücke 3' und 4' durch die Spannvorrichtung 32 an den Strang 12' angedrückt. Es wird dann der Strang 12' durch die Walzen 29 und 30 nach unten gezogen, wobei er die an. seine Oberfläche angepreßten. Führungsstücke 3' und 4' und damit auch die an diesen befestigte Form 1' nach unten zieht.

Weiterhin sind Steuereinrichtungen vorgesehen, die die Spannvorrichtungen. 32 ausschalten, wonach die Federn 33 die Führungsstücke auseinanderpressen und somit von dem Strang 12' vollständig lösen, wenn durch die Hubvorrichtungen. 34 die Gießform mitsamt den Führungsstücken, gehoben wird.

Fig. 8 zeigt ein plattenartiges Führungsstück 37, dessen. Außenwand durch, aus Kühlwasser-Zuführungsleitungen 38 austretende Sprühstrahlen 39 gekühlt wird.

Fig. 9 zeigt ein Führungsstück 40, dessen Außenseite von. einem Wasserkasten 41 umgeben, ist, wodurch ein. ringförmiger Kühllwasserraum 42 geschaffen ist, in dem Kühlleitungen 43 verlegt sind. Die Leitungen 43 führen zu einer Reihe von Sprühdüsen 44, die das in. den Kühlwasserraum 42 eintretende Kühlwasser gegen die Außenwand des Führungsstückes 40 sprühen.

Schließlich stellt Fig. 10 ein Führungsstück 45 dar, das in seiner Abkühlfläche Bohrungen 46 aufweist, die einerseits mit einer Zuleitung 47 und andererseits mit einer Ableitung 48 für das Kühlwasser verbunden sind. In den. Bohrungen 46 befinden sich zusätzliche Einbauteil 49, die den. Querschnitt der Bohrungen teilweise stark verengen, um so die Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, zu zwingen, innerhalb der ·— die eigentlichen Kühlleitungen, bildenden — Bohrungen 46 mit einer wesentlich größeren Geschwindigkeit zu strömen als in der Zu- und Ableitung.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt; die: Ausbildung und Bemessung der Gießformen sowie der einzelnen, die Bewegungen der Gießformen steuernden Teile können beliebig abgeändert werden, ohne daß dadurch der Rahmen, der Erfindung verlassen werden würde.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Kühlvorrichtung zum Stranggießen von Metallen mittels einer auf und ab bewegten, ungeteilten rohrförmigen Gießform mit Führungsstücken im Anschluß an die Gießform, die sich an den Strang nachgiebig anlegen, gekennzeichnet durch Mittel zum periodischen Abheben der Führungsstücke (3, 4 bzw. 3', 4' bzw. 26, 27, 28) vom Strang (12) beim Aufwärtshub und zum Anlegen an den Strang (12 bzw. 12') beim Abwärtshub der Gießform.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Spannvorrichtungen (14 bis 17 bzw. 32 bzw. 14', 16'), welche die Führungsstücke (3, 4 bzw. 3', 4' bzw. 26, 27, 28) an den. Strang andrücken, ferner durch Hubvorrichtungen (34), die in vertikaler Richtung auf die oberhalb der Führungsstücke (3', 4') befindliche Gießform (1') wirken, sowie durch Spreizvorrichtungen (18 bis 20 bzw. 33 bzw. 18', 19'), die die Führungsstücke während des Aufwärtshubes auseinanderspreizen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch an den Führungsstücken (3, 4 bzw.

26, 27, 28) befestigte Auflaufstücke (18, 19 bzw. 18', 19') sowie· an festen Teilen (21) der Vorrichtung angelenkte Anschläge (20) zum Spreizen der Führungsstücke beim Aufwärtshub.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Federn (16 bzw. 16') zum Andrücken der Führungsstücke (3, 4 bzw. 26, 27, 28) gegeneinander.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch elektrische oder hydraulische Spannmittel (32) für die Führungsstücke (3', 4').

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 5, gekennzeichnet durch Spannmittel (32) zum Andrücken sowie durch Federn (33) zum Spreizen der Führungsstücke (3', 4').

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch Führungsstücke, die an ihren dem Strang (12 bzw. 12') zugekehrten Innenseiten Einkerbungen oder Ausnehmungen zur örtlichen Beeinflussung der Kühlwirkung aufweisen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 994 138.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 808/225 11.57