DE1263993B - Verfahren zum Stranggiessen von Hohlkoerpern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B22d

Deutsche KL: 31 b2-11/00

Nummer: 1263 993

Aktenzeichen: B 79877 VI a/31 b2

Anmeldetag: 23. Dezember 1964

Auslegetag: 21. März 1968

Seit es bekannt ist, hochschmelzende Legierungen, insbesondere Eisen und Stahl, mit Hilfe des Stranggießverfahrens zu vergießen, hat es nicht an Vorschlägen und Versuchen gefehlt, auch Hohlstränge auf diese Weise herzustellen. Im allgemeinen ging man dabei so vor, daß man das flüssige Metall in den Ringraum zwischen einer wassergekühlten Stranggießkokille und einem wassergekühlten Dorn goß und den gegebenenfalls teilerstarrten Hohlstrang kontinuierlich aus der Kokille absenkte. Infolge der vielfältigen Zusammenhänge zwischen den verschiedenen zu berücksichtigenden Einflüssen, wie Gießgeschwindigkeit, Gießtemperatur, Konizität der Kokille und des Domes, Kühlintensität der Kokille und des Domes, Eigenschaften der verschiedenen Legierungen usw., bereitet die Durchführung dieses Gießverfahrens große Schwierigkeiten, so daß es bisher keine wesentliche Verbreitung gefunden hat.

Die Erfindung zeigt einen neuartigen Weg zur Herstellung von Rohrluppen. Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Stranggießen νοίι Hohlkörpern, insbesondere Rohrluppen, vorgeschlagen, wobei in bekannter Weise, wie beim Gießen voller Stränge, flüssige Schmelze dem oberen Ende der Stranggießkokille zugeführt und der aus der Kokille austretende Strang entlang einer zunächst fallenden und hierauf ansteigenden Kurvenbahn bis zu einer Höhe geführt wird, in der ein weiteres Ansteigen des flüssigen Teiles des Stranges nicht mehr erfolgen kann, so daß beim Weitergießen bzw. Weiterfördern des Stranges das flüssige Metall im Inneren desselben nur bis zur genannten Höhe reicht und der darüber hinaus steigende Strang hohl ist. . Dadurch, daß also das erfindungsgemäße Verfahren ohne einen wassergekühlten Dom für die Formung des Hohlraumes des Stranges arbeitet, entfallen alle Nachteile, die bisher durch den Dorn verursacht wurden. Außerdem entfallen alle Halte-, Bewegungs- und Kühleinrichtungen für den Dorn, wodurch die Gießanlage wesentlich einfacher wird. Für die Zufuhr und die Verteilung des Metalls können die bekannten Einrichtungen verwendet werden, die sich beim Gießen von Vollsträngen bereits bewährt haben und betriebssicher arbeiten. Auch der Transport und die Kühlung des Stranges nach Verlassen der Kokille können in gleicher Weise wie beim Gießen von Vollsträngen durchgeführt werden. Allerdings wird der Strang in einer gekrümmten Bahn nicht nur bis zur Horizontalen geführt und geradegebogen, sondern in seiner gekrümmten Bahn weitergeführt, bis er auf Gießspiegelhöhe kommt. In dieser Höhe herrscht im Verfahren zum Stranggießen von Hohlkörpern

Anmelder:

Gebr. Böhler&Co. Aktiengesellschaft, Wien;
Niederlassung: Gebr. Böhler & Co.
Aktiengesellschaft, Wien,
Verkaufsniederlassung 4005 Büderich

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Dr. mont. Bruno Tarmann,

Kapfenberg, Steiermark (Österreich)

Beanspruchte Priorität:

Österreich vom 16. Januar 1964 (A 282/64)

flüssigen Kern des Stranges ein Druck, der genau gleich groß ist wie der Druck der den Strang umgebenden Atmosphäre, wenn der Gießspiegel in der Kokille ebenfalls dem normalen Atmosphärendruck ausgesetzt ist. Wird in dieser Höhe in der erstarrten Randzone des Stranges eine Öffnung hergestellt, z. B. mittels eines Schneidbrenners, oder das Anfahrende zur Gänze abgetrennt, so bildet der gekrümmte Strang ein ungefähr U-förmiges, kommunizierendes Gefäß. Die flüssige Schmelze reicht im Stranginneren also vom Gießspiegel bis zu der Stelle, an der der Strang wieder in Gießspiegelhöhe anlangt. Das darüber hinaus steigende Ende des Stranges ist dann hohl und kann entweder in die Horizontale gebogen oder auch im Aufwärtsgang in gewünschten Längen abgetrennt werden.

Ist der Gießspiegel jedoch nicht dem normalen Atmosphärendruck ausgesetzt, sondern einem gewissen Über- oder Unterdruck, dann verschiebt sich jene Höhe, in der der Strang bereits ohne Gefahr des Auslaufens angeschnitten bzw. geöffnet werden kann, entsprechend den Druckverhältnissen nach unten oder oben.

Es ist jedoch auch möglich, auch ohne öffnen der Strangschale erfindungsgemäß Hohlkörper herzustellen. In diesem Fall muß der Strang in der aufsteigenden Kurvenbahn bis mindestens zu jener Höhe geführt werden, in der im Inneren des Stranges ein Vakuum entstehen kann. Diese Höhe hängt von den Druckverhältnissen ab, und sie liegt etwa

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1,40 m über Gießspiegelhöhe, wenn der Gießspiegel dem normalen Luftdruck ausgesetzt wird, und sinkt bei steigendem Unterdruck am Gießspiegel bis auf dessen Höhenlage ab.

Im Vergleich zum Stranggießen von Hohlkörpern mit Hilfe eines gekühlten Domes haben die erfindungsgemäß hergestellten Hohlkörper eine vollkommen dichte Wand. Dieser Vorteil ist leicht erklärlich, weil bekannt ist, daß die meisten Fehlstellen, wie z. B. Hohlräume, bei der Erstarrung von Schmelzen dort entstehen, wo Erstarrungsfronten aufeinanderstoßen. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist aber nur eine Erstarrungsfront vorhanden, die sich von der Strangoberfläche nach innen verschiebt und dann von der Stelle an, bis zu der die flüssige Schmelze im hochsteigenden Strang reicht, die innere Oberfläche des Hohlstranges bildet. Bei Gießversuchen hat es sich herausgestellt, daß die sich auf diese Weise bildende innere Oberfläche des Hohlstranges überraschend glatt anfällt und die so hergestellten Hohlkörper sich daher gut für die Weiterverarbeitung zu nahtlosen Rohren eignen.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt am besten unter Verwendung der sogenannten Kreisbogenkokille, weil in diesem Fall der Strang schon im gekrümmten Zustand die Kokille verläßt und die anfangs noch dünne und empfindliche Randzone des Stranges keinen Biegebeanspruchungen unterworfen werden muß. Auf diese Weise ist es möglich, den Bogen des Stranges, der sich unter der Gießspiegelhöhe befindet, besonders kurz zu halten und daher Hohlstränge mit geringer Wandstärke herzustellen.

Beispielsweise kann ein Hohlstrang erfindungsgemäß auf folgende Art hergestellt werden: Flüssiger Stahl wird in bekannter Weise aus einer üblichen Gießpfanne mit Hilfe eines Zwischenpfännchens einer wassergekühlten Stranggießkokille zugeführt. Der Formhohlraum der Kokille hat einen kreisförmigen Querschnitt und ist kreisbogenförmig gekrümmt, d. h., die Achse des Formhohlraumes bildet einen Teil eines Kreises. In der Kokille erstarrt nur ein Teil des Stahles, so daß der aus der Kokille austretende, kreisbogenförmig gekrümmte Strang im Inneren flüssig ist. Im Anschluß an die Kokille wird der Strang mit Hilfe von Führungsrollen, von denen wenigstens einige angetrieben sind, auf einer ebenfalls kreisförmigen Bahn bis in Höhe des oberen Kokillenendes geführt, wobei er durch aufgespritztes Kühlwasser weiterhin gekühlt wird und seine erstarrte Randzone an Dicke zunimmt. Sobald das Anfahrende des gegossenen Stranges auf der genannten Höhe anlangt, wird der kalte Anfahrstrang abgetrennt und ungefähr an der Stelle, wo der flüssige Kern des Stranges beginnt, mit Hilfe eines Brenners eine Öffnung in der Strangschale hergestellt. Der aus der Führungsbahn nach oben austretende Strang wird anschließend durch eine aus mehreren Rollen bestehende Richtvorrichtung geradegebogen und hierauf mit Schneidbrennern in die gewünschten Längen geschnitten. Bei Beendigung des Gießens muß allerdings die Ausförderung des Stranges so lange unterbrochen werden, bis der Strang durcherstarrt ist, weil sich sonst flüssiger Stahl über die Anlage ergießen würde. Der letzte Teil des Stranges ist daher kein Hohlstrang.

Ein auf diese Weise hergestellter Hohlstrang aus Stahl mit beispielsweise I⁰ZoC und 1,5% Cr weist einen Außendurchmesser von etwa 150 τητη und einen Innendurchmesser von 50 mm auf, wenn der Radius der gekrümmten Achse des Formhohlraumes und der gelcrümmten Strangführung 1,5 m, die Gießbzw. Ausziehgeschwindigkeit des Stranges 1,5 m/min beträgt und die Kühlwassermenge gleich ist wie beim Gießen von Vollsträngen.

Zur Herstellung von Hohlsträngen mit größerer Wandstärke ist es jedoch auch möglich, Kokillen mit gerader Achse zu verwenden und den Strang erst unter der Kokille mit Hilfe geeigneter Führungsrollen einer z. B. kreis-, parabel- oder klothoidenförmigen Krümmung zu unterwerfen. In jedem Fall ist es erforderlich, daß der Strang an der Stelle, an der die erfindungsgemäße Verbindung zwischen flüssigem Strangkern und Außenatmosphäre hergestellt wird, im Inneren noch genügend flüssig ist.

Außer durch geeignete Bemessung der Kurvenbahn für den Strang unterhalb der Gießspiegelhöhe wird die Wanddicke des herzustellenden Hohlstranges erfindungsgemäß durch Veränderung der Gießgeschwindigkeit und/oder Steuerung der direkten Wasserkühlung geregelt. Bei der Herstellung von besonders dünnwandigen Hohlsträngen kann es sogar erforderlich sein, den die Kokille verlassenden Strang nur auf einer kurzen Strecke mit Spritzwasser zu kühlen und im restlichen Teil der Kurvenbahn, den der Strang mit flüssigem Kern durchläuft, mit einer geeigneten Wärmeisolierung zu versehen, so daß eine weitere Wärmeabfuhr unterbunden wird.

Die Gleichmäßigkeit der Wandstärke und die Beschaffenheit der Innenfläche der erfindungsgemäß hergestellten Hohlkörper kann noch durch Einwirkung elektromagnetischer Felder oder von Vibratoren auf den flüssigen Kern des Stranges verbessert werden. Dadurch wird der flüssige Kern in Bewegung gehalten und eine gleichmäßige Temperaturverteilung erzielt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignen sich besonders Rund- und Quadratquerschnitte.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Stranggießen von Hohlkörpern, insbesondere von Rohrluppen, bei dem der Strang aus einer im wesentlichen vertikal angeordneten Stranggießkokille nach unten entlang einer zunächst fallenden Kurvenbahn geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang anschließend entlang einer ansteigenden Kurvenbahn mit flüssigem Kern aufwärts bis über Gießspiegelhöhe geführt wird.

2. Verfahren zum Stranggießen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anfahrende des Stranges im Bereich des flüssigen Kerns etwa in Gießspiegelhöhe belüftet wird.

3. Verfahren zum Stranggießen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Hohlstranges durch Veränderung der Gießgeschwindigkeit und/oder durch Veränderung der Kühlung gesteuert wird.

4. Verfahren zum Stranggießen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Kern durch mechanische Mittel, z. B. durch Vibratoren, in Bewegung gehalten wird.

5. Verfahren zum Stranggießen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß

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der flüssige Kern durch elektrische Mittel, z. B. rungsbahn, die mit der Stranggießkokille zu-

durch elektromagnetische Felder, in Bewegung sammen mindestens 180° umfaßt.

gehalten wird.

6. Vorrichtung zum Stranggießen nach An- In Betracht gezogene Druckschriften:

Spruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Kreis- 5 Herrmann, »Handbuch des Stranggießens«,

bogenkokille und eine kreisbogenförmige Füh- 1958, S. 449 bis 451.

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