DE68908717T2

DE68908717T2 - Herstellung dünner metallbrammen.

Info

Publication number: DE68908717T2
Application number: DE89907784T
Authority: DE
Inventors: Thomas Hope; Kenneth Lawson; Robert Perry; Timothy Reynolds
Original assignee: Davy Mckee Sheffield Ltd
Current assignee: Davy Mckee Sheffield Ltd
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1989-06-16
Publication date: 1993-12-23
Anticipated expiration: 2009-06-17
Also published as: DE68908717D1; US5348075A; EP0440650A1; WO1989012517A1; EP0440650B1; AU3860689A

Description

Diese Erfindung betrifft die Herstellung einer dünnen Metallbramme, insbesondere Stahlbramme, mittels Stranggießen.
Aus der US-A-4 493 363 ist es bekannt, ein Werkstück von im wesentlichen rechtwinkligein Querschnitt in einer Stranggießform zu gießen. Während des Kühlens des Werkstückes findet eine Erstarrung von außen nach innen statt, und es kann eine Schrumpfung in der Mitte des Werkstückes auftreten, wo der fern nach aus halbfestem Material besteht. Die Druckschrift offenbart ein Verfahren, bei welchem das Werkstück über den Abschnitt seiner Länge zwischen dem Auslaßende der Form und derjenigen Stelle gewalzt wird, an der die Erstarrung des Werk-stückes beendet ist.
Es ist ebenfalls aus der JP-A-55-68102 bekannt, ein Werkstück von im wesentlichen rechtwinkligem Querschnitt in einer Stranggießform zu gießen und stromabwärts der Form zu walzen. Der Walzvorgang umfaßt das Walzen einer Nut in jeder der gegenüberliegenden Flächen des Werkstückes und anschließend das Walzen des Werkstückes zwischen den zylindrischen Walzen, um eine Bramme von gleichmäßiger Dicke über ihre Breite und mit einer Breite herzustellen, die größer als die Breite der Bramme vor dem Walzen ist.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Herstellung einer dünnen Metallbramme einen kontinuierlichen Betrieb, bei welchem ein metallenes Werkstück mit einem längsverlaufenden mittleren Abschnitt, der sich in der Dicke von seinen längsverlaufenden Randabschnitten unterscheidet, in einer Stranggießform gegossen wird und stromabwärts der Form ein Abschnitt des Werkstückes, welcher noch mit dessen Abschnitt in der Form verbunden ist, einem Walzverfahren zwischen parallelen zylindrischen Walzen unterworfen wird, um eine Metallbramme mit gleichmäßiger Dicke über seine Breite zu erzeugen, dadurch gekenn-zeichnet, daß der Abschnitt des Werkstückes, der dem Walzverfahren unterworfen wird, fest ist und das Walzverfahren eine Bramme mit einer Breite erzeugt, die unterschiedlich ist von der Breite der Bramme, wenn sie gegossen wird.
Die so hergestellte Bramme besitzt eine Breite, die größer oder kleiner als die Breite des Werkstückes ist, wenn es die Form verläßt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen eine Vorrichtung zur Herstellung einer dünnen Metallbramme, mit einer Stranggießform, die einen Formkanal besitzt, um ein metallenes Werkstück mit einem längsverlauf enden mittleren Abschnitt herzustellen, dessen Dicke von seinen längsverlaufenden Randabschnitten abweicht, Mitteln zum Kühlen des Werkstückes und stromabwärts der Form angeordneten Walzen zum Walzen des Werkstückes, um eine Bramme mit gleichmäßiger Dicke über ihre Breite herzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen stromabwärts derjenigen Stelle angeordnet sind, an der das Werkstück vollständig erstarrt, und die Walze eine Bramme herstellt, deren Breite sich von der Breite der Bramme, wenn diese gegossen wird, unterscheidet.
Um die Erfindung besser zu verstehen, wird sie nun anhand nur eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Figur 1 eine schematische Frontansicht ist;
Figur 2 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung gemäß der einen Ausführung der vorliegenden Erfindung ist;
Figur 3 ein Graph ist, der eine prozentuale Ausdehnung in einer dünnen Bramme zeigt;
Figur 4 eine schematische Vorderansicht ist;
Figur 5 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführung der Erfindung ist; und
Figur 6 ein Graph ist, der die Wirkungsweise des Walzens an einer dünnen Metallbramme zeigt.
Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, ist eine Stranggießform 14 mit ihrem Formkanal vertikal angeordnet. Zwei feuerfeste Zuführungsrohre 2 ragen mit ihren unteren Enden in das obere Ende des Formkanals. Eine Führungszone 18 zum Führen des Werkstückes 15 ist unterhalb des Auslasses des Formkanals angeordnet. Der Formkanal besitzt einen längsverlaufenden mittleren Abschnitt 16 mit einem vergrößerten Endabschnitt 17 an jedem Ende des mittleren Abschnittes. Das Werkstück besitzt beim Verlassen der Form einen flüssig-weichen Kern, und der Mantel verdickt sich, um ein festes Werkstück zum unteren Ende der Führungszone 18 hin zu bilden.
Stromabwärts des unteren Endes der Führungszone ist mindestens ein Paar Walzen 19 vorgesehen. Die Walzen 19 walzen das Werkstück 15 stärker über die Endabschnitte 17 im Vergleich zum mittleren Abschnitt 16, um eine dünne Bramme 20 von gleichmäßiger Dicke t und Breite W5 herzustellen, wobei WS > W4 ist.
Figur 3 ist ein Graph, der die prozentuale Ausdehnung in einer dünnen Bramme mit bestimmten Abmessungen zeigt, wenn die Breite des mittleren Abschnittes an den gegenüberliegenden Flächen verändert wird. Die anfängliche Breite der Bramme beim Gießen beträgt W, die Breite des mittleren Abschnittes B und die Dicke der Bramine im mittleren Abschnitt A. Es ist aus den Graphen zu erkennen, daß mit B gleich 20 % von W eine Ausdehnung von etwa 2 % für eine Dicke A erzielt werden kann, jedoch eine Ausdehnung von etwa 6 % erzielt werden kann, wenn die Dicke der Bramme zwischen den Nuten ansteigt. Außerdem erhöht sich die Ausdehnung einer Bramme um einen Faktor von etwa 2, falls die Breite B der Nut auf beispielsweise 60 % von W verdreifacht wird.
Eine oder sämtliche Walzen, die zur Reduzierung der Dicke der gegossenen Bramme verwendet werden, können intern und/oder extern gekühlt werden. Die Härte bei erhöhten Temperaturen dieser Walzen kann über den Durchmesser des Bundes variieren, wobei die Oberflächen-schicht die größte Wärmehärte und gute Druckfestigkeit besitzt, um thermischen Drücken und thermischen Ermüdungen aufgrund des Walzens bei erhöhter Temperatur und geringeren Walzgeschwindigkeiten als normal zu widerstehen.
Die Figuren 4 und 5 zeigen eine weitere Gieß- und Walztechnik, wobei die Bramme 25 mit Enden, die als ein Rechteck 26 mit der Dicke t&sub1; geformt sind, und einem mittleren Abschnitt 27 mit der Dicke T gegossen wird, wobei T > t&sub1; ist. Die Gestalt des Formhohlraums verläuft relativ parallel in der Richtung des Gießens, so daß keine Bearbeitung des Mantels auftritt. Die Führungszone 28 weist eine Reihe von Walzengruppen 31 auf, von denen jede mehrere nebeneinander angeordnete Walzen aufweist und die auf die Formausgangsgestalt abgestimmt sind oder von denen jede die flachen Flächen der Brammenbreite stützen und Stützlager über die Brammenbreite enthalten. Die endgültige Dicke t der Bramme wird dadurch erreicht, daß die erhärtete, in der Mitte dicke Bramme eine sichere Distanz d nach dem Erhärtungspunkt 32 mit die Breite abflachendem Durchlauf unter Walzen 33 gewalzt wird, um eine rechtwinklige flache Bramme mit einer Breite W1 und einer Dicke t zu erhalten.
In Figur 4 ist die Breite W1 größer als die Breite des gegossenen Werkstückes dargestellt, jedoch kann das Verfahren zur Reduzierung der Breite des Werkstückes eingesetzt werden. Figur 6 ist ein Graph, der die Wirkungsweise des Walzens auf einer dünnen Bramme mit der Breite W zeigt, wobei die Endabschnitte mit einer Dicke A gegossen werden und die Breite des mittleren Abschnittes B ist. Ein Punkt J auf der Kurve 34 zeigt, daß mit B gleich 25 % von W eine geringe Verbreiterung von beispielsweise 1 % der Bramme nach dem letzten Walzen auftritt, jedoch, falls die Dicke A des gegossenen Werkstückes reduziert wird, eine Reduktion der Breite des Werkstückes von etwa 5 % nach dem letzten Walzen erzielt werden kann. Falls die Breite A reduziert wird und B auf etwa 50 % von W ausgedehnt wird, kann eine Reduzierung der Breite der Bramme von etwa 10 % erzielt worden (siehe Punkt H auf der Kurve 35).
Die Abmessungen des Formkanals können während des Gießbetriebes verändert werden, um die Breite des Gußstückes beim Verlassen der Form zu verändern. Beispielsweise können die Stirnwände der Form, die den Formkanal bilden, zueinander und voneinander weg bewegbar sein, um die Breite des in der Form gegossenen Werkstückes einzustellen. Diese Einstellung der Breite des Werkstückes kann auf einfache Weise die Reduzierung der Breite des Werkstückes aufgrund des Schrumpfens zwischen dem Zeitpunkt des Gießens und dem Beginn einer differentiellen Behandlung über die Breite des Werkstückes kompensieren. Andererseits kann die Einstellung der Breite des in der Form gegossenen Werkstückes zusammen mit einer Breiteneinstellung stromabwärts der Form verwendet werden, um dünnen Brammen von gleichmäßiger Breite innerhalb eines beträchtlichen Bereiches von Breitenabmessungen her zustellen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung dünner Metallbrammen im kontinuierlichen Betrieb, bei welchem ein metallenes Werkstück (15; 25) mit einem längsverlaufenden mittleren Abschnitt (16; 27), der sich in der Dicke von seinen längsverlaufenden Randabschnitten (17; 26) unterscheidet, in einer Stranggießform (14) gegossen wird und stromabwärts der Form ein Abschnitt des Werkstückes, welcher noch mit dessen Abschnitt in der Form verbunden ist, einem Walzverfahren zwischen parallelen zylindrischen Walzen (19; 33) unterworfen wird, um eine Metallbramme (20) mit gleichmäßiger Dicke über seine Breite zu erzeugen;

dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt des Werkstückes, der dem Walzverfahren unterworfen wird, fest ist und das Walzverfahren eine Bramme (20) mit einer Breite erzeugt, die unterschiedlich ist von der Breite der Bramme, wenn sie gegossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück, wenn es gegossen wird, an seinen längsverlaufenden Randabschnitten (17) dicker als am längsverlaufenden mittleren Abschnitt (16) ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück, wenn es gegossen wird, an seinen längsverlaufenden Randabschnitten (26) dünner als am längsverlaufenden mittleren Abschnitt (27) ist.

4. Vorrichtung zur Herstellung einer dünnen Metallbramme, mit einer Stranggießform (14), die einen Formkanal besitzt, um ein metallenes Werkstück (15; 25) mit einem längsverlaufenden mittleren Abschnitt (16; 22) herzustellen, dessen Dicke von seinen längsverlaufenden Randabschnitten (17; 26) abweicht, Mitteln zum Kühlen des Werkstückes und stromabwärts der Form (14) angeordneten Walzen (19, 33) zum Walzen des Werkstückes, um eine Bramme mit gleichmäßiger Dicke über ihre Breite herzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (19; 33) stromabwärts derjenigen Stelle angeordnet sind, an der das Werkstück vollständig erstarrt, und die Walze (19; 33) eine Bramme (20) herstellt, deren Breite sich von der Breite der Bramme, wenn diese gegossen wird, unterscheidet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stranggießform einen Formkanal hat, der ein Werkstück herstellt, dessen längsverlaufende Randabschnitte (17) dicker als der längsverlaufende mittlere Abschnitt (16) sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stranggießform einen Formkanal hat, der ein Werkstück herstellt, dessen längsverlaufende Randabschnitte (26) dünner als der längsverlaufende mittlere Abschnitt (27) sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Form (14) einstellbar ist, um die Breite des Werkstückes beim Gießen zu verändern.