DE19713465A1 - Verfahren und Anlage zur Herstellung von Draht aus Aluminiumsträngen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Draht aus einem im Querschnitt trapezförmigen Aluminiumstrang, der in der teilweise von einem Abdeckband abgedeckten Umfangsnut eines Gießrades gegossen und nach seiner Erstarrung von den Rollen einer Ausziehvorrichtung ausgezogen und ohne Unterbrechung in ein erstes von mehreren Walzgerüsten eingeführt wird, wonach der Strang in diesem und den folgenden Walzgerüsten in mehreren Stufen zu dem gewünschten Drahtquerschnitt verformt wird.

Das kontinuierliche Gießen von geschmolzenem Metall in einer Umfangsnut um ein rotierendes, z. B. Properzi Gießrad herum ist in der Metallgießtechnik allgemein bekannt. Das in das Gießrad eingeleitete Metall erstarrt während der Abkühlung zwischen dem Abdeckband und der Umfangsnut kontinuierlich, wobei sich auf der durch das Abdeckband geschlossenen Seite der Umfangsnut an der Oberfläche des erstarrenden Stranges verstärkt Legierungsbestandteile und Oxide ablagern. Diese Oxide verringern die Leitfähigkeit des aus dem Aluminiumstrang gewalzten Drahtes und sind zu entfernen.

Man hat zwar schon versucht, hinter der ersten Walzverformungsstufe das dort schon verformte und teilweise gekühlte Profil zu fräsen, was jedoch nur bedingt zum Erfolg führte, weil ein Teil der Verunreinigungen in der ersten Walzstufe bereits in das Material eingewalzt wurden und durch nachträgliches Fräsen nicht mehr zu entfernen war.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von dem geschilderten Problem ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Draht aus einem trapezförmig gegossenen Aluminiumstrang zu schaffen, mit dem die verfahrensbedingt entstehenden Verunreinigungen an der Oberseite des Stranges während des kontinuierlichen Herstellungsprozesses entfernt werden können.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die an der Oberfläche des mit Gießgeschwindigkeit das Gießrad verlassenden Stranges angelagerten Verunreinigungen vor dem Einlauf des Stranges in die erste Verformungsstufe inline bei einer Strangtemperatur von 450-500°C durch mechanisches Abtragen der Strangoberfläche entfernt werden.

Der Fräsvorgang erfolgt also bei einer für derartige Gießanlagen üblichen hohen Durchlaufgeschwindigkeit von ca. 12 m/min vor der ersten Verformungsstufe, so daß die Verunreinigungen an der Strangoberfläche bereits entfernt sind, wenn der Strang walzverformt wird. Die dabei aus der Gießhitze heruntergekühlte Strangtemperatur von 450-500°C erlaubt eine mechanische Bearbeitung des Stranges mit entsprechendem Werkzeug bei der hohen Durchlaufgeschwindigkeit.

Vorteilhafterweise wird nach einem anderen Verfahrensmerkmal der Erfindung vorgeschlagen, den Strang vor dem mechanischen Abtragen der Strangoberfläche zu richten. Das Richten ist deshalb sinnvoll, weil nur ein gerader Strang ein definiertes Abtragen der Strangoberfläche ermöglicht.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Strang unmittelbar nach oder während dem mechanischem Abtragen in dem an die Oberfläche anschließenden Kantenbereich inline entgratet wird. Dadurch wird sichergestellt, daß der beim Oberflächenfräsen des Stranges an den Kanten entstehende Grat entfernt wird, bevor der Strang in die erste Walzverformungsstufe einläuft. Würde dies nicht geschehen, so könne der Grat in die Strangoberfläche eingewalzt und bei der späteren Walzverformung zur Beschädigung des Walzgutes führen.

Es hat sich als ausreichend erwiesen, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Oberfläche des Stranges bis zu einer Tiefe von 5 mm und der Kantenbereich bis zu einer Tiefe von 3 mm abgetragen werden. Bei einer solchen Abtragtiefe werden die Verunreinigungen in diesem Bereich sicher entfernt.

Eine Anlage zur Herstellung von Draht nach dem vorgeschlagenen Verfahren, in der der Aluminiumstrang nach seiner Erstarrung von den Rollen einer Ausziehvorrichtung ausgezogen und ohne Unterbrechung in ein erstes von mehreren Walzgerüsten eingeführt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ausziehvorrichtung und dem ersten Walzgerüst eine Fräsvorrichtung für die dem Abdeckband zugewandte Oberfläche des Stranges vorgesehen ist. Das Fräsen des Stranges erfolgt somit inline unmittelbar hinter dem Gießrad mit Ausziehgeschwindigkeit des Stranges, die bei einem Gießrad bei ca. 12 m/min liegt. Der Strang hat, aus der Gießhitze heraus, eine Temperatur von 450-500°C und kann bei dieser Temperatur mechanisch von der Fräsvorrichtung bearbeitet werden, bevor er in das erste Walzgerüst eingeführt wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Fräsvorrichtung eine Entgratvorrichtung für den an die Oberfläche anschließenden Kantenbereich des Stranges zu- oder nachgeordnet. Der Grat wird entweder gleichzeitig mit dem Fräsen der Oberfläche entfernt oder unmittelbar danach, so daß ein bearbeiteter Strang walzverformt wird.

Vorzugsweise ist der Fräsvorrichtung eine Strangrichtmaschine vorgeordnet, die den aus dem Umfangsteil des Gießrades kommenden gebogenen Strang gerade richtet. Zusätzlich und nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der Fräs- und/oder der Entgratvorrichtung Stütz- und Niederhalterollen zugeordnet sind, mit denen sichergestellt wird, daß der Strang unter den Werkzeugen sauber geführt wird. Nur dadurch läßt sich erreichen, daß die vorzugsweise vorgegebene Abtragtiefe von bis zu 5 mm für die Oberfläche und bis zu 3 mm für den Kantenbereich eingehalten werden.

Die Fräsvorrichtung ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mit in zwei Achsen über die abzutragende Oberfläche bewegbaren rotierenden Fräsköpfen bestückt, die ihrerseits mit polykristallinen Diamanten bestückt sind und über Hochgeschwindigkeitsantriebe abtreibbar sind. Der Fräsvorgang hat bei der für die Gießanlagen üblichen hohen Durchlaufgeschwindigkeit mit einer langen Standzeit der Werkzeuge zu erfolgen, da der Fräsvorgang während einer Gießperiode nicht unterbrochen werden soll. Daher kommen für den Antrieb vorzugsweise Hochgeschwindigkeitsantriebe mit hoher Leistung und spezielle Werkzeuge mit PKD-Wendeplatten zum Einsatz. Diese Werkzeuge lassen die entsprechend lange Standzeit bei gleichzeitig gutem Fräsbild erwarten.

Die beim Fräsen der Oberfläche entstehenden Späne werden während des Bearbeitungsvorganges abgesaugt und entsorgt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der vorgeschlagenen Anlage läßt sich erstmals die Oberflächen eines auf einem Gießrad hergestellten Aluminiumstranges inline, d. h. ohne Unterbrechung des Gieß- und Walzvorganges, bearbeiten, und zwar im warmen Zustand zwischen der Gießstation und dem Drahtwalzwerk.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Die einzige Zeichnungsfigur zeigt eine erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung von Draht aus Aluminiumprofil in der Seitenansicht. Mit 1 ist der Aluminiumstrang bezeichnet, der auf dem Properzi Gießrad 2 kontinuierlich stranggegossen wird. Die Gießeinrichtung selbst ist nicht dargestellt, da sie konventionell und bekannt ist. Mit 2a ist das endlos umlaufende Abdeckband bezeichnet, das einen Teil des Umfangs des Gießrades 2 abdeckt und dabei die in dem Gießrad gebildete Umfangsnut verschließt. Nach dem Verlassen des Gießrades 2 wird der Strang 1 von den Ausziehrollen 3 zu dem Strangführungstisch 4 und von dort in die Richtstation 8 geführt. Dort wird der Strang 1 zwischen zueinander versetzten Richtrollen geradegerichtet. Zur Unterstützung des Einführvorganges des Stranganfanges ist der Leittisch 15 vorgesehen; der Richtrollensatz ist mit 14 bezeichnet.

Im Anschluß an die Richtstation 8 ist die erfindungsgemäße Fräsvorrichtung 9 angeordnet, deren Hauptfräskopf 9a in zwei Achsen (in der Zeichnungsebene und senkrecht zur Zeichnungsebene) verfahrbar ist und der die Oberfläche des Stranges 1 auf einer Tiefe bis maximal 5 mm abfräst. Niederhalterollen 17 drücken dabei den Strang 1 gegen die Stützrollen 13 und sorgen für eine definierter Auflage des Stranges während des Fräsvorganges.

In der nächsten, in Strangdurchlaufrichtung folgenden Station erfolgt das Entgraten der Strangkanten im Oberflächenbereich. Dazu sind die Entgratköpfe 10 und 11 zur Strangkante geneigt angeordnet, so daß die rotierenden Werkzeugköpfe die mit dem Strang vorbeibewegten Bandkante abarbeiten. In der Niederhaltestation 12 ist der Rollensatz 16 gelagert, der ausgangsseitig der Frässtation den Strang definiert führt, so daß ein genaues und qualitativ gutes Oberflächenfräsen erfolgen kann.

Der an seiner Oberfläche und an seinen Kanten gefräste Strang läuft sodann inline in das erste Walzgerüst 5 einer aus mehreren hintereinander angeordneten Walzgerüsten angeordneten Walzstraße ein, von der nur die Gerüste 6, 7 dargestellt sind. Dort wird der Strang in mehreren aufeinanderfolgenden Verformungsschritten zu Draht ausgewalzt.

Der Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß das stranggegossene Aluminiumprofil in warmem Zustand zwischen der Gießstation und dem Drahtwalzwerk gefräst wird, und zwar vor der ersten Verformungsstufe und ohne Unterbrechung des kontinuierlichen Gieß-Walzprozesses.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von Draht aus einem im Querschnitt trapezförmigen gegossenen Aluminiumstrang, der nach dem Gießen und Erstarren in der teilweise von einem Band abgedeckte Umfangsnut eines Gießrades mehreren Walzverformungsstufen unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Oberfläche des mit Gießgeschwindigkeit das Gießrad verlassenden Stranges angelagerten Verunreinigungen vor dem Einlauf des Stranges in die erste Verformungsstufe inline bei einer Strangtemperatur von 450° bis 500°C durch mechanisches Abtragen der Strangoberfläche entfernt werden.

2. Verfahren zur Herstellung von Draht aus einem im Querschnitt trapezförmigen gegossenen Aluminiumstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang vor dem mechanischen Abtragen der Strangoberfläche gerichtet wird.

3. Verfahren zur Herstellung von Draht aus einem im Querschnitt trapezförmigen gegossenen Aluminiumstrang nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang unmittelbar nach oder während dem mechanischen Abtragen in dem an die Oberfläche anschließenden Kantenbereich inline entgratet wird.

4. Verfahren zur Herstellung von Draht aus einem im Querschnitt trapezförmigen gegossenen Aluminiumstrang nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche bis zu einer Tiefe von 5 mm und der der Kantenbereich bis zu einer Tiefe von 3 mm abgetragen werden.

5. Anlage zur Herstellung von Draht aus einem im Querschnitt trapezförmigen Aluminiumstrang, der in der teilweise von einem Abdeckband abgedeckte Umfangsnut eines Gießrades gegossen und nach seiner Erstarrung von den Rollen einer Ausziehvorrichtung ausgezogen und ohne Unterbrechung in ein erstes von mehreren Walzgerüsten eingeführt wird, wonach der Strang in diesem und den folgenden Walzgerüsten in mehreren Stufen zu dem gewünschten Drahtquerschnitt verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ausziehvorrichtung (3) und dem ersten Walzgerüst (5) eine Fräsvorrichtung (9) für die dem Abdeckband (2a) zugewandte Oberfläche des Stranges (1) vorgesehen ist.

6. Anlage zur Herstellung von Draht aus einem im Querschnitt trapezförmigen Aluminiumstrang nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräsvorrichtung (9) eine Entgratvorrichtung (11, 12) für den an die Oberfläche anschließenden Kantenbereich des Stranges (1) zu- oder nachgeordnet ist.

7. Anlage zur Herstellung von Draht aus einem im Querschnitt trapezförmigen Aluminiumstrang nach Anspruch 5 und 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Fräsvorrichtung (9) eine Strangrichtmaschine (8) vorgeordnet ist.

8. Anlage zur Herstellung von Draht aus einem im Querschnitt trapezförmigen Aluminiumstrang nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräs- und/oder der Entgratvorrichtung (9, 11, 12) Stütz- und Niederhalterollen (13, 17) zugeordnet sind.

9. Anlage zur Herstellung von Draht aus einem im Querschnitt trapezförmigen Aluminiumstrang nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fräsvorrichtung (9) mit mindestens einem in zwei Achsen über die abzutragende Oberfläche bewegbaren rotierenden Fräskopf (9a) bestückt ist.

10. Anlage zur Herstellung von Draht aus einem im Querschnitt trapezförmigen Aluminiumstrang nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräskopf (9a) mit polykristallinen Diamanten (PKD) bestückt und über Hochgeschwindigkeitsantriebe antreibbar sind.