DE2206606A1

DE2206606A1 - Stranggießverfahren- und vorrichtung

Info

Publication number: DE2206606A1
Application number: DE19722206606
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. P ist
Original assignee: Rossi, Irving, Morristown, N.J. (V.StA.)
Priority date: 1971-02-11
Filing date: 1972-02-11
Publication date: 1972-08-24
Also published as: CH551238A; DE2264455A1; FR2125411A1; DE2264454A1; NL7201820A; GB1381977A; IT948497B; ES408828A1; FR2125411B1; BE779295A; ES399630A1

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE D.8000 MÖNCHEN 81 · ARABEUASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 911087

Irving Rossi, Morristown, New Jersey / USA

Stranggießverfahren und -vorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und eine Metallgießvorrichtung mit einer rohrförmigen Kokille und Einrichtungen zum Kühlen derselben, wobei die Kokille ein Paar gegenüberliegend angeordneter, nach innen aufeinanderzu gekrümmter Seitenwände aufweist und mit einem Ende oberhalb des anderen angeordnet ist, und schmelzflUssiges Metall zu einem fortlaufenden Strang mit einer äußeren Randzone aus verfestigtem Metall gegossen wird, welche einen schmelzflüssigen Kern umschließt und wobei die Randzone ein Paar einander gegenüberliegend angeordneter, konkav gekrümmter Flächen aufweist. Sie ist insbesondere zum Stranggießen von Knüppeln geeignet.

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Gemäß der DT-PS (Patentanmeldung P 21 44 082.4) wird Metall im geschmolzenen Stadium in eine rohrförmige Kokille mit einem Paar einander gegenüberliegend angeordneter Seitenwände gegossen, welche nach innen aufeinanderzu gekrümmt sind, um das Metall zu relativ breitflächigen Brammen mit einer äußeren Randzone aus verfestigtem Metall und einem schmelzflüssigen Kern zu gießen. Die Seitenflächen der Bramme sind in Querrichtung gekrümmt, um ein Ausbeulen aufgrund des ferrostatischen Druckes zu verhindern, welcher im schmelzflüssigen Kern vorhanden ist. Die gegossene Bramme wird an der Auslaßöffnung der Kokille zwischen Rollen aufgenommen, welche an gegenüberliegenden Kanten der Bramme mit genügender Kraft anliegen, um die Kanten der Bramme und ihre konkaven breiten Seitenflächen gegen Ausbeulen abzustützen.

Eine Schwierigkeit tritt jedoch dadurch auf, daß es schwierig ist, die Temperatur eines geschmolzenen Metalls, z.B. Stahl, genau zu regeln, wenn es bei der Stranggußanlage -gewöhnlich in einer Gießpfanne von einer Thomasbirne oder dgl. kommend- eintrifft. Um die im Zwischenzeitraum erfolgende Abkühlung auszugleichen, verläßt der Stahl gewöhnlich den Ofen mit einiger Überhitzung, welche verloren gegangen sein muß, ehe das Metall auf eine Temperatur von ungefähr 1 4^0 - 1 54o°C (2 600 - 2 800°P) gebracht wird, bei welcher die Verfestigung beginnen kann, weil andernfalls eine Neigung zum Bruch der extrem dünnwandigen Randzone der Bramme zu Beginn des Gießens besteht. Diese Neigung wird dadurch schwerwiegender, daß die Kokille unterhalb des Bereiches, an welchem das Metall sich von der Form löst, aufgrund des zwischen dem Metall und der Kokille durch die Schrumpfung des Metalls beim Übergang vom schmelzflüssigen in den festen Zustand erzeugten Zwischenraumes einen Bereich schlechter Kühlung aufweist.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Einrichtungen zu schaffen, mit welchen ein Ausbeulen der Seitenwände der Bramme bzw. ein Brechen der dünnwandigen Randzone verhindert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß angrenzend an den Auslaß der Kokille eine an den konkav gekrümmten Flächen der gegossenen Randzone anliegende Einrichtung zum mechanischen Abstützen derselben gegen Bruch angeordnet ist und Einrichtungen zum Kühlen des so abgestützten Stranges vorgesehen sind.

Diese doppelte Wirkung wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung durch im wesentlichen anschließend an die einander gegenüberliegend angeordneten gekrümmten Austrittsränder der Kokille befestigte Gitter oder netzartige Platten mit ähnlichem gekrümmten Verlauf erreicht, welche an den Flächen anliegen und so die konkaven Brammenflächen mechanisch abstützen, während dieselben gleichzeitig intensiv mit einem Kühlmittel besprüht werden, welches durch die Gitteröffnungen oder netzartig angeordneten Platten eingespritzt wird.

Sowohl beim Stranggießen von Knüppeln als auch von Brammen werden bei der bekannten Vorrichtung und dem bekannten Verfahren wassergekühlte rohrförmige Kokillen verwendet, welche an einem erhöhten Standpunkt in bezug auf den Boden befestigt sind und mit ihrem oberen Ende oberhalb ihres unteren Endes angeordnet sind, um das von einem Tundish in die Kokille abgegossene, geschmolzene Metall der Schwerkraft auszusetzen. Um den Arbeitsablauf zu beginnen, wird ein Stopfen oder eine Ersatzbramme verwendet, deren eines Ende an der Unterseite in die Kokillenöffnung

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eingesetzt und abgedichtet ist. Das so eingesetzte Ende weist einen Ring, Haken, Keil oder dgl. auf, um welchen ein Teil des abgegossenen Metalles erstarrt, worauf die Ersatzbramme, gefolgt von einem fortlaufenden Knüppelstrang, herausgezogen wird, welcher aus einer verfestigten Randzone und einem schmelzflüssigen Metallkern besteht.

Führungar) z.B. Führungsrollen, sind gewöhnlich unterhalb der Kokille angeordnet, um den gegossenen Strang auf einem vorbestimmten Weg zu führen, welcher sich von der Form vertikal nach unten erstrecken kann. Aber im allgemeinen erstreckt sich dieser Weg bogenförmig in einer horizontalen, tangierenden Richtung zu Seite, wo eine Richteinrichtung mit kraftbetriebenen Walzen zum Richten des gegossenen Stranges vor dem Durchlaufen einer Schneidvorrichtung angeordnet ist, wo der Strang in Abschnitte unterteilt wird. KUhlmittelsprüheinrichtungen sind entlang dem seitlichen Weg zum fortlaufenden Vergrößern der Dicke der verfestigten Randzone vorgesehen, bis der Strang im wesentlichen durchgehend verfestigt ist, wenn er in die Richteinrichtung eintritt.

Bei diesen bekannten Anordnungen wird der Strang über die Führungseinrichtungen durch die kraftbetriebenen Walzen der Richteinrichtung aus der Kokille herausgezogen. Weil der heiße Strang, insbesondere der aus Stahl, beträchtlich schwächer in Zugrichtung ist als in Druckrichtung, muß er schnell gekühlt und verfestigt werden, während er entlang den Führungseinrichtungen verläuft, um einen Bruch durch den vollständig von unten durch die Richteinrichtung ausgeübten Zug zu verhindern. Wenn der Knüppelstrang so progressiv verfestigt wird, wird er jedoch progressiv steifer und erfordert massive, kraftbetriebene Walzen in der Richteinrichtung, um den Strang durch die Führungseinrichtungen zu ziehen und um ihn dann zu richten.

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In merklichem Gegensatz zu diesem bekannt Arbeitsverfahren wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung und ein Verfahren geschaffen, bei welchem der gegossene Strang durch die Führungsrollen durch eine oder mehrere Paare angetriebener Walzen, welche zwischen der Kokille und den Führungseinrichtungen angeordnet sind, geschoben wird. Weil, wie oben festgestellt, das hei-3e Metall des Stranges in Druckrichtung wesentlich stärker als in Zugrichtung ist, kann er also von den Führungsrollen in einem heißeren und daher mehr plastischen und biegsameren Zustand und mit geringer Dicke der verfestigten Randzone des Stranges durch die Führungseinrichtung geschoben werden, als zum Ziehen des Stranges durch die Führungseinrichtungen hindurch gemäß bekannter Praxis notwendig ist.

Um sicherzustellen, daß der Knüppelstrang einem gewünschten vorbestimmten Weg folgt, wenn er durch die Führungseinrichtungen geschoben wird, ist eine rohrförmige Führung vorgesehen, durch welche der Strang geschoben wird. Die Führung weist vorzugsweise in Längsrichtung einen bogenförmigen Verlauf auf, um den Strang von der Kokille tangential in eine horizontale seitliche Richtung zu führen, damit er eine Schneideinrichtung durchlaufen kann.

Weil der Strang in einem genügend heißen und plastischen Stadium gehalten wird, wenn er so durch die rohrförmige Führung geschoben wird, gleitet er im wesentlichen aufgrund seines Eigengewichtes nach unten in der Führung entlang und wird durch die rohrförmige Führung geführt und richtet sich selbst in einem horizontal angeordneten unteren Endabschnitt der Führung gerade, wodurch auf die bekannte verwendete Richteinrichtung verzichtet werden kann und der Strang direkt von der Führung zu einer Schneidvorrichtung zum Trennen in Abschnitte geleitet werden kann.

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Um sicherzustellen, daß die verfestigte Randzone des ge-, gossenen Stranges genügend dick geworden ist, nachdem sie von den angetriebenen Rollen erfaßt ist, welche zwiahen der Kokille und der rohrförmigen Führung angeordnet sind, um den Strang durch das rohrförmige Führungsteil zu schieben, ist ferner in der erfindungsgemaßen Vorrichtung ein offenes Gitterwerk mit einer Reihe im Abstand angeordneter Stäbe vorgesehen, welches an der Unterseite der Kokille befestigt ist und sich nach unten entlang einem gekrümmten Weg und dann bis zu einer Entfernung kurz vor der Anordnung der angetriebenen Rollen erstreckt. Sprühdüsen sind entlang und um das Gitter zum Sprühen einer Kühlflüssigkeit, z.B. kalten Wassers, auf den Knüppelstrang vorgesehen, wenn er von der Kokille zu den angetriebenen Rollen durchläuft. Dadurch wird die verfestigte Randzone des Stranges schnell bis zu einer ausreichenden Tiefe und Festigkeit gesteigert, so daß er den Rollendruck erträgt. Die rohrförmige Führung weist Führungsschienen oder Rollen an der Innenseite auf, um den Knüppelstrang hindurchzuleiten. Die rohrförmige Führung trägt entlang ihrem Verlauf und ringsum auch Sprühdüsen, um eine Kühlflüssigkeit, z.B. kaltes Wasser, auf den Knüppelstrang zu sprühen, wenn er durch die Führung hindurchgeht.

Für den Gießbeginn wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein relativ kurzer Stopfen oder ein sackartig geschlossenes Rohr gelenkigen Aufbaus, d.h. eine sogenannte "Ersatzbramme", verwendet. Sie ist durch die Kokille nach unten einsetzbar, bis ihr oberes Ende die Grundfläche der Kokille abdichtet, wobei das untere Ende der Ersatzbramme von den Rollen des obersten Paares der angetriebenen Rollen erfaßt wird. Am oberen Ende der Ersatzbramme ist ein Ansatz, ein Haken oder dgl. angebracht, an welchem beim Verfestigen des herumgegossenen, schmelzflüssigen Metalls der Strang verankert wird, um so den Stranggießvorgang nach Antreiben

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des zuvor erwähnten Rollenpaares in einer Richtung zum Herausziehen des Stopfens aus der Kokille gefolgt vom Knüppelstrang zu beginnen. Die angetriebenen Rollen schieben die Ersatzbramme und den daran befestigten Knüppelstrang dann durch die rohrförmige Führung zur Schneidvorrichtung, woder Knüppelstrang vom Stopfen abgeschnitten wird, um diesen aus dem seitlichen Bewegungsweg des Stranges entfernen zu können.

Erfindungsgemäß soll die Kühlung des gegossenen Knüppelstranges auf eine Temperatur von ungefähr 65O 1 10O⁰C ( 1200 - 2 000⁰P) eingestellt werden, wenn er von der Kokille in die horizontale Querrichtung übergeht, so daß sich das Gußteil selber durch die Schwerkraft innerhalb eines horizontal angeordneten Endabschnittes der rohrförmigen Führung geraderichtet und vollständig verfestigt ist, wenn es in die Schervorrichtung eintritt. Daher kann die Gießvorrichtung relativ leicht und wirtschaftlich aufgebaut sein. Auch können die Größe und der Antrieb der Schere entsprechend verringert werden, weil der Knüppelstrang geschnitten wird, während er heiß jedoch verfestigt ist.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer teilweise axial geschnittenen Kokille, eines Gitters zum Abäützen der Brammenfläche und einer Sprühdüsenanordnung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung,

Fig. 2

und 3 Querschnitte entlang den Linien 2-2 und 3-3 der Fig. 1,

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Fig. 4 eine Vorderansicht einer der Pig. I ähnlichen Anordnung mit einer abgewandelten Art eines Gitteraufbaus zum Abstützen der Brammenfläche,

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 der Fig. 4,

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich der der Fig. 4, jedoch mit einer Stützplatte für die Brammenfläche gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 der Fig. 6,

Fig. 8 eine teilweise in Längsrichtung geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbejs piel der Erfindung, welche die zum Stranggießen einer Metallbramme verwendete Einrichtung kurz nach Gießbeginn darstellt,

Fig. 9

bis 12 Querschnitte entlang den Linien 9-9 bis 12-12 der Fig. 8,

Fig. 13 einen Ausschnitt aus Fig. 8, welche den Gießbeginn der Vorrichtung mit Hilfe einer gelenkigen Ersatzbramme darstellt,

Fig. 14 einen Längsschnitt einer Ersatzbramme, wie sie in Seitenansicht in Fig. IJ> dargestellt ist, und

Fig. 14a einen Schnitt entlang der Linie I4a-l4a der Fig.

In den Fig. 1 bis J5 1st eine vertikal angeordnete rohrfö'rmige Kokille 10 aus Kupfer mit einem Mantel 11 für den Kreislauf eines flüssigen Kühlmittels 12, z.B. Wasser, um

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die Kokille angeordnet. Das Kühlmittel wird durch Einlaß- und Auslaßrohre I3 bzw. 14 zu- und abgeführt. Wie in Fig. 2 im Querschnitt zu sehen ist, ist die Kokille mit einem Paar einander gegenüberliegend angeordneter relativ breiter Seitenwände 15, 16 versehen, welche nach innen auf einanderzu gekrümmt sind und mit einem Paar gegenüberliegend angeordneter, relativ schmaler Endwände 17* 18, welche im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Die Endwände sind an den Ecken 19, 20· abgefast und mit den angrenzenden Abschnitten 21, 22 der Seitenwände verbunden, welche im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und welche ihrerseits mit den nach innen gekrümmten Abschnitte der Seitenwände I5, 16 in der in der Zeichnung dargestellten Weise verbunden sind. Wie in Pig. 2 dargestellt, weist der Kühlmantel 11 dieselbe Form wie die Kokille 10, jedoch mit größerem Querschnitt auf und ist koaxial zur Kokille angeordnet, um einen im wesentlichen konstanten Abstand zwischen den Wänden des Kühlmantels und der Kokille herzustellen. In Fig. 1 ist zu sehen, daß oberhalb der Kokille ein Tundish 25 mit einer Mittelöffnung zum Gießen geschmolzenen Metalls, z.B. Stahl, aus einer Tundish-Charge 27 angeordnet ist. Das geschmolzene Metall fließt in einem Strahl 28 durch die Öffnung 26 in den Hohlraum 29 der Kokille. Aufgrund der Kühlwirkung des Kühlmantels 11 erhärtet das in Berührung mit der Kokille befindliche flüssige Metall schnell, so daß das geschmolzene Metall zu einer fortlaufenden Bramme yi gegossen wird, welche aus einer äußeren verfestigten Randzone 30 und einem schmelzflüssigen Metallkern 32 besteht. Beim Übergang aus dem schmelzflüssigen Stadium schrumpft das Metall von der Kokille weg, wie z.B. bei 30a, und hinterläßt einen Zwinehenraum 30b zwischen der Kokille und der Randzone der Bramme. Wie in den Fig. 2 und 3 zu sehen ist, hat die ver-

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festigte Randzone 30 der Bramme, wenn sie in der Kokille gegossen ist, dieselbe Querschnittsform wie der Hohlraum der Kokille, wobei die breiten Seitenflächen 34, 35 der Randzone der Bramme konkav gekrümmt sind, in flachen Abschnitten 36, 37 enden und mit abgefasten Ecken 38, 39 mit den im wesentlichen parallelen Teilen 40, 41 der Randzone der Bramme verbunden sind. Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach den Fig. 1 bis 3 ist unterhalb der Kokille ein Paar im Abstand voneinander angeordneter, netzförmiger Elemente, bestehend aus Gittern 45, 46 aus Metall angeordnet. Jedes Gitter besteht aus im Abstand voneinander vertikal angeordneten Stäben 48, welche mit horizontal im Abstand zueinander angeordneten Querstäben 49 verbunden sind. Wie in Fig. 3 zu sehen ist, sind die Gitter

45 und 46 entsprechend der quergekrümmten Ausbildung der konkaven Seitenflächen 3^ und 35 der Bramme gekrümmt ausgebildet und die Gitter sind wie gezeigt so angeordnet, daß sie gegen die konkaven Seitenflächen der Bramme drücken und diese gegen Bruch oder Ausbeulen abstützen.

Wenn der Brammenstrang zwischen die Gitter eingeführt wird, ist er durch Aufsprühen kalten Wassers aus Sprühdüsen 50, 51 einer intensiven Kühlwirkung ausgesetzt. Der größere Teil des Wassers wird durch die Gitteröffnungen auf die konkaven Flächen des Brammenstranges gesprüht, aber ein Teil wird auch auf die Gitter selbst gesprüht, um ein Überhitzen derselben zu verhindern. Die Gitter sind vorzugsweise aus Kupfer oder anderem wärmebeständigen Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt.

Wenn der Brammenstrang aus den stützenden Gittern 45,

46 herauskommt wird er an den Enden zwischen einem Paar Rollen 52, 53 aufgenommen, welche einander gegenüberliegende Enden der fortlaufenden Bramme erfassen. Dieses dient einmal

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dem Zweck, den Brammenstrang in der Breite zusammenzupressen und sein Herausziehen aus der Kokille wie bei 30a zu erleichtern. Ein weiterer Zweck ist der, daß durch Zusammendrücken des Stranges in der Breite auch die Konkavität der konkaven Seitenflächen der Bramme als weitere Sicherheit gegen Ausbeulen oder Bruch des anfangs dünnwandigen Brammenstranges sichergestellt wird.

Die Fig. 4 und 5 zeigen einen abgewandelten Gitteraufbau zum Abstützen der konkaven Seitenflächen der Bramme gegen den Bruch der Randzone 30 der Bramme. Bei diesem Ausführungsbeispiel bestehen die vertikalen Teile des Gitteraufbaus aus schweren Kupferplatten 60, 61 , welche wie dargestellt durch horizontale, z. B. durch Schweißen mit den vertikalen Teilen verbundene Querstäbe 63, 64, 65 parallel im Abstand zueinander gehalten werden. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, weisen die Gitter im Querschnitt gesehen, einen gekrümmten Aufbau auf und die vertikalen Teile liegen an den gekrümmten Seitenflächen 3^ bzw. 35 der Randzone 30 der Bramme an, um dieselbe gegen Bruch abzustützen. Die vertikalen Teile sind mit einer Reihe durchgehender Löcher 67* 68 versehen und in Fig. 5 ist eine Reihe von Sprühdüsen dargestellt, welche auf jeder Seite des Brammenstranges JH bei 70 und 71 zum Aufsprühen eines flüssigen Kühlmittels, z.B. kalten Wassers wie bei 72, 73» auf die konkaven Flächen der Bramme durch die Löcher im Gitter zwischen den vertikalen und horizontalen Teilen und auch durch die Löcher 67, 68 in den vertikalen Teilen angeordnet sind.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 6 bestehen die Stützelemente aus dreieckigen Platten 80 mit gekrümmtem Querschnitt, wie in Fig. 7 gezeigt ist, welcher mit der benachbarten konkaven Seitenfläche 35 der Randzone 30 der Bramme zusammenpaßt. Ebenfalls ist in Fig. 7 dargestellt, wie diese

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Platten an den konkaven Flächen der Bramme zum Abstützen derselben gegen Bruch anliegen. Die Platten sind mit einer Reihe durchgehender Löcher 8l versehen und eine Reihe von Sprühdüsen 82 ist gegenüber jeder Platte zum Sprühen kalten Wassers oder eines anderen flüssigen Kühlmittels durch die Löcher 81 in der Platte auf die Flächen des Brammenstranges angeordnet.

Die in den Fig. 8 bis einschließlich 12 dargestellte Anordnung umfaßt einen Tundish 110 mit schmelzflüssigem Metall, in diesem Falle Stahl, welcher durch Schwerkraft in einem Strahl 111 in das obere Ende einer im wesentlichen vertikal angeordneten rohrförmigen Kokille 112 gegossen wird, welche aus einem Metal)!hoher Wärmeleitfähigkeit z.B. Kupfer besteht. Die Kokille wird durch eine Reihe von Sprühdüsen 113 gekühlt, welche ein flüssiges Kühlmittel, z.B. kaltes Wasser, gegen alle Seiten der Kokille sprühen. Dieses führt dazu, daß der schmelzflüssige Stahl angrenzend an die Kokillenwände, wie z.B. bei 114 zu einer äußeren Randzone des vergossenen Metalls erstarrt, welche einen Kern schmelzflüssigen Stahls 115 umschließt. Die Kokille weist im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf, wie in Fig. 9 dargestellt ist, um einen fortlaufenden Knüppelstrang mit vorbestimmtem Querschnitt zu gießen.

Der so hergestellte Knüppelstrang mit:, seiner äußeren verfestigten Randzone 114 und seinem schmelzflUssigen Kern 115 tritt bei II6 aus der Unterseite der Kokille aus, worauf er durch einen durch ein Gitter aus Stange, welche an der Unterseite der Kokille befestigt sind, gebildeten Durchgang hindurchtritt. Dieses Gitter führt und stützt den Knüppelstrang, wie mit II7 und 118 in den Fig. 8 und 10 angedeutet ist. Eine Reihe von Sprühdüsen II9, 120 ist um das und entlang dem Gitter angeordnet um ein flüssiges Kühlmittel. z.B.

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kaltes Wasser, durch die öffnungen zwischen den Gitterstäben auf den Knüppelstrang und auch auf die Gitterstäbe selbst zu sprühen, so daß die Dicke der verfestigten äußeren Randzone des Knüppelstranges schnell gesteigert wird, wie in Fig. 10 zu sehen ist. Nach dem Durchgang durch die Gitter 117, 118 läuft der Knüppelstrang zwischen einem Paar angetriebener Rollen 125, 126 (Fig. 8 und 11) hindurch, welche jeweils am Umfang so mit einer Nut versehen oder anders geformt sind wie mit 127, 128, 129 in Pig. Il gezeigt ist, um die angrenzenden Flächen des Knüppelstranges 116 bei 130, 131 zu erfassen, so daß die Rollen alle Seiten des Knüppelstranges in der in Fig. 11 dargestellten Weise nahezu vollständig umfassen. Die Rollen 125, 126 sind über ein nicht dargestelltes Getriebe mit einem nicht dargestellten Elektromotor zum Antreiben der Rollen in einer Drehrichtung verbunden. Beim Betrieb der Anlage, wie in Fig. 8 dargestellt ist, werden die Rollen in der Richtung angetrieben, daß sie den Knüppel nach unten fördern und ihn durch eine rohrförmige Führung I32 hindurchschieben, welche unterhalb der Rollen in der in Fig. 8 dargestellten Weise angeordnet ist.

Die rohrförmige Führung Ij52 ist so aufgebaut, wie in den Fig. 8 und 12 dargestellt ist und umfaßt ein Gehäuse mit langgestrecktem, gegabelten abschnittsweisen Aufbau. Die Abschnitte I33, 134 sind miteinander an im Abstand über die Länge verteilten Punkten zum leichteren Zusammenbau und Zerlegen, wie bei 135, 136, verschraubt. Jeder Abschnitt weist in seinem Inneren eine Reihe sich längs erstreckender Führungsschienen 137, 138 auf, deren innere Enden einen Durchgang für den Querschnitt des Knüppelstranges II6 bilden, und welche zusammen alle vier Wände des KnüppeIstranges in der in Fig. 11 gezeigten Weise erfassen. Sprühdüsen durchdringen die rohrförmige Führungs 132 an im Abstand am Umfang

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und über die Länge verteilten Punkten l4o, 141, 142, 143, um auf alle Seiten des Knüppelstranges über seine gesamte Länge ein Kühlmittel, z.B. Wasser zu sprühen. Diese Sprühdüesen sind so eingestellt, daß sie ein gesteuertes Kühlen des Stranges erzielen. Dadurch verläuft der Knüppelstrang durch die rohrförmige Führung I32 und paßt sich dem Durchlaß im wesentlichen aufgrund seines Eigengewichtes an. Führungsrollen können anstelle der Führungsschienen 137* 138 verwendet werden.

Nach dem Austritt aus der rohrförmigen Führung 132 läuft der Knüppelstrang über eine Schneidvorrichtung 147, welche den Knüppelstrang in gewünschten Längen abtrennt.

Um den Stranggießvorgang zu beginnen, wie er in den Fig. 8 bis 12 dargestellt ist, wird wie oben erwähnt, ein Stopfen oder eine Ersatzbramme I50 verwendet, wie sie in den Fig. 14 und 14a dargestellt ist. Sie wird in der in Fig. I3 dargestellten Weise verwendet. Die Ersatzbramme I50 weist ein vorzugsweise aus Kupfer hergestelltes Kopfteil I5I auf, welches so geformt ist, daß es dichtend in den Boden der Kokille 112 In der in Fig. 8 gezeigten Weise hineinpaßt. Das Kopfteil I5I ist mit einem vorzugsweise aus Stahl gefertigten Ansatz 151a versehen, so daß ein Teil des aus dem Tundish in die Kokille abgegossenen schmelzflüssigen Stahles zum Verankern der verfestigten Basis des Knüppelstranges an der Ersatzbramme um den Ansatz herum erstarrt.

Das Kopfteil I5I endet an seiner Unterseite in einer gekrümmten oder sphärisch geformten, konkaven Fläche I52, welche an einer komplementären konvex gekrümmten oder sphärischen Fläche 153 anliegt, die am oberen Ende eines Gelenkteiles 154 ausgebildet ist. Das Gelenkteil 154 bildet das erste einer Reihe von Gelenkteilen 154 bis I57, die ähnlich geformt sind, so daß sie aufeinanderfolgend aneinander anliegen, wie es am besten in Flg. 14 zu sehen ist. Die Reihe der Teile I5I

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und 15^ bis 157 ist gelenkig miteinander durch einen flexiblen Streifen I58 aus Stahl verbunden, welcher durch Schlitze dieser Teile hindurchgeht und an seinem oberen Ende bei I60 mit dem Kopfteil I5I verstiftet ist und an seinem unteren Ende in einem überstehenden Gewindebolzen 161 endet, welcher an das untere Ende des Streifens I58 geschweißt und von einer wendeiförmigen Druckfeder I62 umgeben ist, welche zwischen dem untersten Gelenkteil 157 und einer Endmutter I63 angeordnet ist, die auf den Gewindebolzen geschraubt ist. Die Ersatzbramme kann so gebogen und entsprechend der Krümmung und dem horizontalen Verlauf in Richtung der Schneidvorrichtung gekrümmt werden, hinter welcher sie von dem gegossenen Strang durch die Schere getrennt wird.

In den Fig. I5 und Ik ist zu sehen, wie das untere Ende der Ersatzbramme I50 in das obere Ende der Kokille 112 eingesetzt und nach unten geschoben ist, bis das Kopfteil 151 die Basis der Kokille abdichtet, und das untere Ende 157 mit den Rollen I25, 126 in der Fig. IjJ dargestellten Weise in Eingriff steht. Das Abgießen des schmelzflüssigen Stahls aus dem Tundish 110 in die Kokille wird darauf begonnen. Nach dem Erstarren des Metalls um den Ansatz 151a der Ersatzbramme werden die Rollen 125, 126 angetrieben, um dieselbe gefolgt von dem gegossenen Knüppelstrang aus der Kokille herauszuziehen. Die Ersatzbramme wird dann gefolgt von dem gegossenen Knüppelstrang durch die Rollen nach unten durch die rohrförmige Führung 1^2 gefördert und darauf zur Schneidvorrichtung 147. Wenn die von dem Brammenstrang gefolgte Ersatzbramme durch die Schneidvorrichtung hindurchgetreten ist, wird dieselbe betätigt, um das Ende des Knüppelstranges wie bei I65 in der in Fig. 8 dargestellten Weise abzuschneiden. Die Ersatzbramme wird aus der Stranggußlinie entfernt, so daß der so begonnene Gießvorgang fortgesetzt werden kann.

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Die Ersatzbramme I50, Fig. 14, wird vorzugsweise aus Kupfer hergestellt und wird in der Zeit, während oder bevor das flüssige Metall in die Kokille eingebracht wird, besprüht, so daß das eintretende Metall sofort verfestigt wird und so das Herausziehen der Ersatzbramme und des verfestigten Stahlstranges schnell begonnen werden kann. Auch kann, wie in Pig. IjJ zu sehen 1st, die Kokille gerade oder gekrümmt sein und in Schwingung oder Vibration versetzt werden oder stillstehen.

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Claims

Patentansprüche

1. Metallgießvorrichtung mit einer rohrförmigen Kokille und Einrichtungen zum Kühlen derselben, wobei die Kokille ein Paar gegenüberliegend angeordneter, nach innen aufeinanderzu gekrümmter Seitenwände aufweist und mit einem Ende oberhalb des anderen angeordnet ist, und schmelzflüssiges Metall zu einem fortlaufenden Strang mit einer äußeren Randzone aus verfestigtem Metall gegossen wird, welche einen schmelzflüssigen Kern umschließt und wobei die Randzone ein Paar einander gegenüberliegend angeordneter, konkav gekrümmter Flächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an den Auslaß der Kokille (10) eine an den konkav gekrümmten Flächen der gegossenen Randzone (30) anliegende Einrichtung (45, 46) zum mechanischen Abstützen derselben gegen Bruch angeordnet ist und Einrichtungen (50, 51; 70, 71; 82) zum Kühlen des so abgestützten Stranges (JiI) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abstützenden Einrichtungen aus einem Paar gitterförmiger, im wesentlichen starrer Stützelemente bestehen, welche im Abstand voneinander im wesentlichen parallel zur Achse der Kokille (10) angeordnet sind, daß die Stützelemente nach innen aufeinanderzu gekrümmt sind und entsprechend angrenzend an die nach innen gekrümmten Seitenwände der Kokille angeordnet sind, und Einrichtungen angrenzend an die Stützelemente zum Sprühen eines flüssigen Kühlmittels gegen die gekrümmten Flächen des Stranges durch die Gitter der Stützelemente angeordnet sind.

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3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Stützelemente aus einem Gitter (45, 46) mit im Abstand angeordneten sich parallel zur Achse der Kokille erstreckenden Stäben (48; 6O, 61; 8o) und mit Abstand zueinander angeordneten mit diesen verbundenen Querstäben (49; 63, 64, 65) besteht, und daß die Querstäbe so geformt sind, daß sie dem Gitter einen gekrümmten Verlauf geben.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Abstand parallel zueinander angeordneten Stäbe (60, 6l) eine wesentliche Breite aufweisen und in Abständen mit Löchern (67, 68) zum Sprühen von Kühlmittel durch dieselben gegen den Strang versehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente aus im wesentlichen dreieckigen Metallplatten (80) bestehen, welche mit einer Kante im wesentlichen parallel zum und angrenzend an den Auslaß der Kokille angeordnet sind und daß die Platten Löcher (8l) zum Hindurchsprühen von Kühlmittel auf den Strang aufweisen.

6. Verfahren zum Stranggießen, dadurch gekennzeichnet, daß schmelzflüssiges Metall zu einem fortlaufenden Strang mit einer dünnen Randzone aus verfestigtem Metall und einem Kern aus schmelzflüssigem Metall gegossen wird und die Randzone über ihre Breite gegenüberliegend angeordnete konkav gekrümmte Flächen aufweist und die gekrümmten Flächen beim Gießen mechanisch unterstützt werden, um einen Bruch derselben zu verhindern.

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7. Verfahren zum Stranggießen, dadurch gekennzeichnet, daß heißes schmelzflüssiges Metall in eine aufrechte rohrförrnige Kokille mit einer Kühlung gegossen wird, um einen austretenden Strang mit einer äußeren Randzone aus verfestigtem Metall herzustellen, welcher einen schmelzflüssigen Metallkern enthält, daß der austretende Strang mechanisch an im Abstand um ihn herum und in Längsrichtung angeordneten Punkten abgestützt wird, während ein Kühlmittel an allen Seiten auf den Strang gesprüht wird, um seine Randzone zu verstärken, daß der Strang erfaßt und fortlaufend nach unten entlang einem mechanischen Führungspfad geschoben wird, während er genügend heiß und plastisch gehalten wird, um sich im wesentlichen aufgrund seines Eigengewichtes der mechanischen Führung anzupassen.

8. Verfahren nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß der Strang beim Schieben nach unten mechanisch entlang einem, sich nach unten erstreckenden gekrümmten Weg und dann in einer sich horizontal erstreckenden Querrichtung geführt wird, während der Strang genügend heiß und plastisch gehalten wird, um sich aufgrund seines Eigengewichtes in den sich horizontal quererstreckenden Teil geradezurichten und daß der Strang fortschreitend in bestimmte Längen geschnitten wird, wenn er auf diese Weise gerichtet ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Strang während der mechanischen Führung einer gesteuerten Kühlung ausgesetzt wird, um den Strang vollständig zu verfestigen, daß der Strang bei der Verfestigung auf einer Temperatur im Bereich von 65O bis HOO⁰C gehalten wird und daß der Strang,während er diese Temperatur aufweist in bestimmten Längen abgeschnitten wird,

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10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang vollständig verfestigt wird und eine Temperatur im Bereich von 650 bis 1100⁰C aufweist, wenn er in bestimmten Längen abgeschnitten wird.

11. Verfahren nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß der Strang zwischen Rollen erfaßt wird, welche in einer Richtung angetrieben sind, um den Strang nach unten entlang dem mechanischen Führungsweg zu schieben.

12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang zwischen Rollen erfaßt wird und in einer Richtung angetrieben wird, um den Strang auf den eine mechanische Führung aufweisenden gekrümmten Weg und dann sich horizontal erstreckenden Weg entlang-zuschieben

13· Vorrichtung zum Stranggießen von Metall mit einer rohrförmigen Kokille mit Einrichtungen zum Kühlen derselben und Einrichtungen um die Form mit ihren Enden in verschiedenen Höhen anzuordnen, dadurch- gekennzeichnet, daß sich im Abstand angeordnete Stäbe (117, 118) eines Gitters von der Grundfläche der Kokille nach unten erstrecken, um einen von der Kokille gegossenen Strang (II6) aufzunehmen, zu führen und abzustützen, Einrichtungen (II9» 120) zum Sprühen eines flüssigen Kühlmittels durch die Stäbe (117* H8) auf den Strang vorgesehen sind, Rollen (125, *26) unterhalb der Stäbe angeordnet sind und relativ zueinander zum Aufnehmen und Erfassen des Stranges angeordnet sind und ffeß eine Einrichtung zum Antrieb der Rollen in einer Drehrichtung vorgesehen ist.

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14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer rohrförmigen Führung (132) versehen ist, welche unterhalb der Rollen (125* 126) zum Aufnehmen und Führung des Stranges (II6) angeordnet ist und die rohrförmige Führung (132) durchdringende Einrichtungen (I4o, 141, 142, 143) zum Sprühen von flüssigem Kühlmittel auf den Strang während seines Durchgangs durch die Führung vorgesehen sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Führung (132) teilweise in Längsrichtung gekrümmt ist, so daß der gegossene Strang aus Metall von einem höheren zu einem niederen Niveau zu führen und an ihrem unteren Ende in einem im wesentlichen geradlinigen Abschnitt zum Geraderichten des Stranges endet, so daß der Strang beim Austritt aus der Führung geradegerichtet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schneidvorrichtung (147) angrenzend an den Ausgang der rohrförmigen Führung (132) angeordnet ist, so daß der Strang in bestimmten Längen abschneidbar ist.

17· Vorrichtung nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Führung (132) aus einem Gehäuse mit sich längs erstreckendem,gegabeltem, abschnittsweisen Aufbau besteht, welcher eine Einrichtung (135* 136) zum Zusammenbau und Zerlegen der Abschnitte (133j 134) aufweist, die Abschnitte des Gehäuses Einrichtungen (137* 138) zum Führen des gegossenen Stranges (116) aus Metall durch die Führung aufweisen, daß Gehäuse im wesentlichen größeren Querschnitt als der gegossene Strang aufweist und SprUhdüsen (I4o, 141, 142, 143) zum Aufsprühen von Kühlmittel auf und um den Strang das Gehäuse durchdringen.

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l8. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch g e k e η η zeichnet, daß eine Ersatzbramme (I50) zum Inbetriebsetzen der Vorrichtung vorgesehen ist, daß die Ersatzbramme (150) einen in die Basis der Kokille passenden Kopfteil (151) aufweist und ein Ansatz (151a) zum Verankern am Kopfteil befestigt ist, daß eine Mehrzahl von Gelenkteilen (154 - 157) nacheinander an dem Kopfteil mit Hilfe eines flexiblen ausrichtenden federnden Teiles (I58) befestigt ist, daß der Kopfteil (151) und die Gelenkteile (154- 157) miteinander mit komplementär verlaufenden Flächen (152, 153) für eine relative Gelenkigkeit zueinander in Eingriff stehen.

19· Vorrichtung nach Anspruch l8, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Kopfteil (I5I) der Ersatzbramme (150) aus einem Metall hoher Wärmeleitfähigkeit gefertigt ist, so daß er vor dem Metallgießen durch Sprühen schnell abgekühlt werden kann.

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