DE2418853A1 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen giessen und walzen eines products aus nichteisenmetall - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen giessen und walzen eines products aus nichteisenmetallInfo
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Description
G 49 349 -su
Firma Morgan Construction Company, 15 Belmont Street, Worcester, Massachusetts (USA)
Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen und Walzen eines Produkts aus Nichteisenmetall
Die Erfindung betrifft allgemein die Warmverformung von Produkten aus Nichteisenmetall, beispielsweise einer Aluminiumstange oder
ähnlichem, wobei ein geschmolzenes Material anfänglich mittels
einer Gießtrommel oder einer anderen entsprechenden Vorrichtung verfestigt wird, um ein kontinuierliches oder durchgehendes Gießprodukt
zu bilden, das unmittelbar auf den Gießbetrieb folgend gewalzt wird. Das Walzen wird eingeleitet, während sich das Gießprodukt
in weitgehend dem Zustand befindet, bei dem das Metall fest wird. Speziell bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen und Walzen eines Produkts aus Nichteisenmetall, wobei die Temperatur des Produkts
während des Walzens gesteuert bzw. geregelt wird, und zwar besonders am Fertigwalzbereich der Walzstraße, um verbesserte physikalische
Eigenschaften bei optimalen Gieß- und Walzgeschwindigkeiten zu erzielen.
409883/0805
ORIGINAL INSPECTED
Bei der Warmverformung von Produkten aus Nichteisenmetall, bei der
beispielsweise in unmittelbarer Folge mit einer Gießtrommel eine Walzstraße zur Erzeugung von Stangen oder ähnlichem betrieben wird
ist es sehr erwünscht, die Gießtrommel und die Walzstraße zur Vergrößerung der Produktionskapazität der kombinierten Anlage mit optimalen
Geschwindigkeiten zu betreiben. Ferner ist es erwünscht, das Produkt bei ausreichend abgesenkten Temperaturen zu walzen,
insbesondere am Fertigwalzbereich der Walzstraße, um ein fertiggestelltes Produkt zu erzeugen, das sich durch optimale physikalische
Eigenschaften, besonders durch große Zugfestigkeiten, auszeichnet.
In der Vergangenheit wurde eine Kühlung durch eine irgendwie unterschiedslose bzw. gleichmäßige Sprühanwendung von flüssigem
Kühlmittel bei den Arbeitswalzen und dem Produkt in den Vorwalz- und Fertigwalzbereichen der Walzstraße erzielt. Da jedoch die
Gieß- und Walzgeschwindigkeiten als Ergebnis einer weiterentwickel
ten Technologie vergrößert wurden, hat sich diese Kühlung als unzureichend bzw. nicht geeignet herausgestellt. Aus diesem Grunde
und um das Produkt bei den zur Erzielung annehmbarer physikalischer Eigenschaften erforderlichen niedrigeren Temperaturen zu
walzen, hat es sich als notwendig herausgestellt, das Produkt bei niedrigeren als den optimalen Geschwindigkeiten für die Anlage
kontinuierlich zu gießen und zu walzen, wodurch sich eine kostspielige Verringerung der gesamten Produktionskapazität ergibt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, wonach
unter Vermeidung der geschilderten Nachteile ein verbesserter und wirksamerer Betrieb möglich ist, indem das in unmittelbarer
Folge mit einem Gießbetrieb gewalzte Gießprodukt in zweckmässigerer Weise gekühlt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich aus durch
a) ein Verfestigen bzw. Erstarren eines geschmolzenen Nichteisenmetalls
zur Erzielung eines kontinuierlichen bzw. durchgehenden Gießprodukts,
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b) ein Führen des Gießprodukts zu einer Walzstraße und ein Einleiten
eines Warmwalzens des Gießprodukts, das sich weitgehend in dem Zustand befindet, bei dem das Metall fest wird,
wobei das Walzen danach fortgesetzt wird, wenn das Produkt durch die Vorwalz- und Fertigwalzbereiche der Walzstraße gelangt,
und
c) ein Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Produkts wahrend
des Walzbetriebes, wobei die Temperatureinstellung anfänglich am Vorwalzbereich der Walzstraße durch eine allgemein
unterschiedslose Sprühanwendung von flüssigem Kühlmittel bei den Arbeitswalzen und dem Produkt und danach am Fertigwalzbereich
der Walzstraße durchgeführt wird, und zwar durch
' eine Fortsetzung der genannten Sprühanwendung, die an ausgewählten
Intervallen durch eine konzentrierte, umfassende, radiale Aufbringung von flüssigem Kühlmittel auf das Produkt
vergrößert wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Kombination
a) einer Einrichtung zum Verfestigen eines geschmolzenen Nichteisenmetalls
zur Erzielung eines kontinuierlichen bzw. durchgehenden Gießprodukts,
b) einer Einrichtung zum Führen des Gießprodukts zu einer Walzstraße,
die eine Anzahl von aufeinanderfolgend und abwechselnd angeordneten Horizontal- und Vertikalwalzenständern
aufweist, welche in einen Vorwalzbereich und einen Fertigwälzbereich
unterteilt sind, wobei das Walzen des Gießprodukts am Vorwalzbereich der Walzstraße in einem sich verfestigenden
Zustand des Produkts eingeleitet und dann fortgesetzt wird, wenn das Produkt durch die Vorwalz- und Fertigwalzbereiche
der Walzstraße fortschreitet,
c) von ersten Kühleinrichtungen zum Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Produkts während des Walzens an den Vorwalz-
und Fertigwalzberexchen der Walzstraße, wobei die ersten Kühleinrichtungen ein flüssiges Kühlmittel in einer allgemein
unterschiedslosen Weise auf die Arbeitswalzen und das Produkt sprühen, und
— Λ —
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d) von zweiten Kühleinrichtungen an ausgewählten Positionen zwischen den Walzenständern des Fertigwalzbereichs der Walzstraße,
wobei die zweiten Kühleinrichtungen ein flüssiges Kühlmittel in konzentrierter, umfassender, radialer Weise
auf das Produkt aufbringen.
Nach der Erfindung ist somit ein herkömmliches Sprühaufbringen von flüssigem Kühlmittel, vorzugsweise von löslichem Öl, auf die
Arbeitswalzen und das Produkt vorgesehen, wenn das letztere durch die Vorwalz- und Fertigwalzbereiche der Walzstraße gelangt. Jedoch
wird das Produkt am Fertigwalzbereich, wo es mit sehr viel höheren Geschwindigkeiten bewegt wird und wo der Verformungsgrad
weniger stark als im Vorwalzbereich ist, durch eine Reihe von speziell ausgebildeten Kuhlfuhrungsanordnungen geführt, die vorzugsweise
an der Auslaßseite von ausgewählten Sätzen von Fertigwalzen angeordnet sind. Die Kühlführungsanordnungen enthalten Düsen,
die das Kühlmittel radial auf das Produkt in konzentrierter, umfassender Weise aufbringen, und zwar weitgehend unmittelbar
nach dem Austreten des Produkts aus einem vorhergehenden Satz von Fertigwalzen. Überraschenderweise können die Gießtrommel und die
Walzstraße aufgrund der durch die verbesserte Kühlung des Fertigwalzbereichs erreichten zusätzlichen Temperaturverringerung mit bedeutend
größeren Geschwindigkeiten betrieben werden, wobei sich das ergebende Produkt durch optimale physikalische Eigenschaften
auszeichnet, insbesondere eine hohe Zugfestigkeit bei einem Produkt
aus einem Metall auf Aluminiumbasis. Mit anderen Worten
führt die verbesserte Kühlung nach der vorliegenden Erfindung bei gegebener Detriebsgeschwinddgkeit der Gießtrommel und der Walzstraße
zu fertigen Produkten mit bedeutend verbesserten physikalischen Eigenschaften. Auch ist es durch Regulieren bzw. Einstellen
des Kühlmittelstromes durch die Kühlführungsanordnungen möglich, geeignete physikalische Eigenschaften oder Härten des zu
walzenden Produkts während eines Betriebes bei optimalen Produktionsraten zu verändern oder auszuwählen.
Ferner kann durch das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechende
Vorrichtung die Temperatur des in unmittelbarer Folge
A 0 9 8 B ? / U B ü Fi
einer kontinuierlichen Gießvorrichtung gesteuert bzw. geregelt werdenr wodurch die Gießvorrichtung und die Walzstraße bei optimalen
Geschwindigkeiten betrieben werden können, was bisher nicht
ohne nachteilige Beeinflussung der physikalischen Eigenschaften des zu walzenden Produkts erzielt werden konnte.
+) gewalzten Produkts
Nach der Erfindung durchläuft das Produkt einen Vorwalz- und einen
Fertigwalzbereich, um beispielsweise zu einer Stange oder ähnlichem
verarbeitet zu werden. Die Temperatur des Produkts wird während des Walzens gesteuert, und zwar anfänglich an dem Vorwalzbereich
durch ein Sprühaufbringen eines flüssigen Kühlmittels, wie eines löslichen Öls, auf die Arbeitswalzen und das Produkt, und
danach am Fertigwalzbereich durch fortgesetztes Sprühaufbringen, was jedoch an ausgewählten Intervallen durch ein konzentriertes,
umfassendes, radiales. Aufbringen von flüssigem Kühlmittel auf das Produkt unterstützt wird, und zwar vorzugsweise weitgehend unmittelbar
nach dem Austreten des Produkts aus vorhergehenden, zusammenarbeitenden Paaren von Fertigwalzen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
Figur 1 - eine Seitengesamtansicht einer Anlage mit einer Gießtrommel
und einer in direkter Folge arbeitenden Walzstraße, um ein fertiggestelltes Produkt, beispielsweise
eine Aluminiumstange, kontinuierlich zu gießen und zu walzen,wobei aus Gründen einer klareren Darstellung Führungen,
Kühldüsen, ein Leitungsnetz usw. in dieser allgemeinen Darstellung fortgelassen wurden,
Figur 2 - eine vergrößerte Draufsicht von anfänglich vertikalen und horizontalen Walzenständern eines Vorwalzbereichs,
Figur 3 - eine andere vergrößerte Draufsicht zur Darstellung typischer
vertikaler und horizontaler Walzenständer am Fertigwalzbereich der Walzstraße,
Figur 4 - eine Seitenansicht der Fertigwalzständer aus Figur 3 und
Figur 5 - eine vergrößerte und teilweise geschnittene Ansicht
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einer kühlenden Führungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung.
In den Zeichnungen sind einander ähnliche Teile mit ähnlichen Hinweiszahlen
belegt. In Figur 1 ist allgemein mit Io eine Anlage entsprechend dem Prinzip der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Diese Anlage enthält eine Gießvorrichtung 12 mit einer Gießtrommel 14, einem kontinuierlichen flexiblen Band 16 und mit Bandpositionierwalzen
bzw. -rollen 18a, 18b, 18c und I8d. Das flexible Band
16 arbeitet mit der Kante bzw. dem Rand der Gießtrommel 14 zusammen,
um einen bogenförmigen Gießhohlraum 15 zu begrenzen, der sich um den unteren Bereich der Gießtrommel 14 erstreckt. Die Bandpositionierwalze
18a arbeitet so, daß das kontinuierliche Band 16 in Berührung mit der Gießtrommel bewegt wird.
Ein Gießtopf 2o und dessen zugehörige Gießmündung 22 befinden sich
unmittelbar über der Gießtrommel 14. Die Gießmündung 22 dient zum Ablagern von geschmolzenem Metall aus dem Gießtopf 2o in den bogenförmigen
Gießraum 15. Während sich im Hohlraum 15 das geschmolzene Metall verfestigt, tritt das verfestigte Produkt P danach
zwischen der Gießtrommel 14 und dem kontinuierlichen flexiblen Band 16 heraus, wobei es mittels einer Führungsanordnung 24 zu
einem Paar von zusammenarbeitenden angetriebenen Ausführungs- bzw.
Klemmwalzen 26a und 26b geführt wird. Von hier aus wird das frische Gießprodukt mittels einer festen Führung 28 durch eine
Abschervorrichtung 3o und eine Schleifenvorrichtung 32 geleitet. Die Abschervorrichtung 3o dient zum Abscheren des unbrauchbaren
Führungsendes des Gießproduktes und zum Abscheren des Gießproduktes in dem Fall, daß Probleme an stromabwärts gelegenen Bereichen
der Walzstraße oder einer damit verbundenen Produkthandhabungsvorrichtung auftreten. Die Schleifenvorrichtung stellt eine Einrichtung
zum Steuern der Spannung des Gießproduktes dar, wenn dieses durch den ersten horizontalen Walzenständer 34 der Walzstraße geführt
wird, wobei diese in den Zeichnungen allgemein mit der Hinweiszähl
36 belegt ist.
Bei der beispielhaft dargestellten Ausführungsform ist die Walz-
_ *7 —
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straße 36 in einen Vorwalzbereich und einen Fertigwalzbereich unterteilt.
Der Vorwalzbereich enthält den zuvor erwähnten ersten Horizontalwalzenständer 34, einen zweiten Vertikalwalzenständer
38, einen dritten Horizontalwalzenständer 4o und einen vierten Vertikalwalzenständer 42. Der Fertigwalzbereich der Walzstraße
enthält unter engem Abstand abwechselnd angeordnete Horizontal- und Vertikalwalzenständer 44a - 44j. Die anfänglichen Horizontal-
und Vertikalvorwalzständer 34 und 38 werden durch einen gemeinsamen
Hochleistungsmotor 46 angetrieben. Die verbleibenden Vertikal- und Horizontalwalzenständer des Vorwalzbereiches und alle Vertikal-
und Horizontalwalzenständer des Fertigwalzbereiches werden über obere und untere Zwischenantriebswellen 48 und 5o sowie eine
gemeinsame Getriebeuntersetzung 52 angetrieben. Die letztere wird über eine Hauptantriebswelle 54 durch nicht dargestellte Tandemmotoren angetrieben.
Es ist am besten aus Figur 2 ersichtlich, daß die Walzenständer 34
und 38 des Vorwalzbereiches jeweils in geeigneter Weise mit Sprüh düsen 56 zum Zuführen eines flüssigen Kühlmittels zu den Oberflächen
der Arbeitswalzen 58 und des dadurch gelangenden Produkts P versehen sind. Die Walzenständer 34 und 38 sind jeweils mit Eintrittsführungen
6o und Auslaßführungen 62 zum Führen des Produkts P von einem Walzenständer zum nächsten versehen. Vorzugsweise ist
das flüssige Kühlmittel ein lösliches Öl mit einer für das zu walzende Produkt geeigneten Mischung. Das Kühlmittel wird zunächst
gekühlt sowie mittels einer nicht dargestellten geeigneten Einrieb
tung gefiltert und dann durch ein mit 64 bezeichnetes Rohrleitung
system zu den Düsen 56 gepumpt. Nach dem Aufsprühen auf das Produkt sowie die Arbeitswalzen wird das Kühlmittel wiedergewonnen
und in bekannter Weise durch die erwähnte Kühl- und Filtereinrichtung zurückgeführt.
Es wird darauf hingewiesen, daß die vorgenannte Anordnung von Eintritts-
und Auslaßführungen, von Kühldüsen und Rohrleitungen für jede der Horizontal- und Vertikalwalzenständer 34 und 42 des Vorwalzbereiches
typisch ist.
h ü 9 8 8 3 / (1 Π ί) !?
Vertikal- und Horizontalwalzenständer 44a und 44b, die typisch
für die Walzenständer über den gesamten Fertigwalzbereich sind, sind in Figuren 3 und 4 dargestellt. Die Walzenständer des Fertigwalzbereichs
sind jeweils mit Eintrittsführungen 66 zum Führen des Produkts in die Walzenfurchen versehen, die von jedem Satz horizontaler
und vertikaler Hochgeschwindigke; -sfertigwalzen 68a und
68b begrenzt werden. Das Produkt wird von Standardauslaßführungen 71 empfangen und weist beim Austreten aus den horizontalen Fertigwalzen
6 8a einen ovalen Querschnitt auf. Speziell ausgebildete Kühlführungsanordnungen 7o, die nachfolgend erläutert werden, verkörpern
beide Abstreifführungen und Kühldüsen, empfangen das aus den vertikalen Fertigwalzen 68b austretende Produkt (das einen
runden Querschnitt aufweist) und leiten es zur Eintrittsführung des nachfolgenden horizontalen Fertigwalzständers.
Unter zusätzlichen Bezug auf Figur 5 ergibt sich, daß die Kühlführ
ungs anordnung 7o eine Basis oder Grundplatte 72 aufweist, die in irgendeiner geeigneten Weise und beispielsweise mit Schrauben
74 am Walzengehäuse 76 festgelegt ist. Eine rohrförmige äußere
Büchse bzw. ein Gehäuse 78 wird von der Basis oder Grundplatte getragen. Ein allgemein rohrförmiger Nasenbereich 8o erstreckt
sich vom Gehäuse 78 bis zu einer Stelle in unmittelbarer Angrenzung an die Arbeitswalzen 6 8b nach vorne. Der Nasenbereich 8o
dient als Abstreifführung zum Aufnehmen des aus den vertikalen Fertigwalzen 68b austretenden Produkts. Ein rückwärtiger rohrförmiger
Bereich 82 ist in das Gehäuse 78 eingesetzt und arbeitet mit diesem zur Begrenzung einer Ringkammer 84 zusammen. Das vordere
Ende des rohrförmigen Bereichs 82 wirktmit dem rückwärtigen Fnde des Nasenbereichs 8o zusammen, um eine kreis- bzw. ringförmige
Düse 86 zu bilden. Das äußere Gehäuse 78 ist bei 88 mit einer Kühlmittelversorgungsleitung 9o verbunden, die einen Teil des zuvor
erwähnten Leitungssystems 64 darstellt. Flüssiges Kühlmittel, wiederum vorzugsweise lösliches öl, tritt durch die Leitung 9o in
die Ringkammer 84 ein und verläßt diese durch die Düse 86, um in konzentrierter Weise radial auf das durch die ausgerichteten Führungsbereiche
8o und 82 gelangende Produkt P geführt zu werden. Das Kühlmittel wird vorzugsweise in einer Gegenstromrichtung auf-
0 9 8 8 3 / ü B Π 5
gebracht, das heißt in einer Richtung im wesentlichen entgegengesetzt
zu der Bewegungsrichtung des Produkts durch die Walzstraße. Auf diese Weise erreicht das Kühlmittel das Produkt an einer strom
aufwärts gelegenen Stelle weitgehend unmittelbar beim Austreten aus den vertikalen Fertigwalzen 68b. Wenn das Kühlmittel aus dem
vorderen Ende des Nasenbereichs 80 austritt, kommt es auch mit den vertikalen Fertigwalzen 68b in Berührung, um diese einer Kühlwirkung
auszusetzen. Die horizontalen und vertikalen Fertigwalzen 68a und 68b werden ferner durch eine irgendwie unterschiedslose
herkömmliche Sprühanwendung von flüssigem Kühlmittel gekühlt, das aus am Walzengehäuse 76 angebrachten Düsen 72 austritt. Die Düsen
werden von Zuführungsleitungen (nicht dargestellt) versorgt, die
ebenfalls Teile des Rohrleitungssystems 64 darstellen. Wenn eine Kühlführungsanordnung stromaufwärts von einem bestimmten Walzenständer
angeordnet ist, ist ihre Düse eher für einen Gleichstromfluß als für einen Gegenstromfluß ausgelegt.
Beginnend mit der Gießvorrichtung 12 ergibt sich, daß geschmolzenes
Metall aus einem nicht dargestellten Ofen zum Gießtopf 2o geführt und dann durch den Gießausguß 22 zur gebogenen Kammer 15 geleitet
wird, die von der Gießtrommel 14 und dem mit ihr zusammenarbeitenden kontinuierlichen Band 16 begrenzt wird. Das geschmolzene
Metall wird zur Bildung eines kontinuierlichen Gießproduk'ts P verfestigt, das dann durch eine Führungsanordnung 24 durch eine
Klemmwalzenanordnung 26 und eine mittlere Führung 28, durch eine Abschervorrichtung 3o und eine Schleifenvorrichtung 32 in den
Vorwalzbereich der Walzstraße geführt wird. Daher wird der Walzvorgang eingeleitet, während das Gießprodukt in weitgehend demjenigen
Zustand sich befindet, in dem das Metall fest wird. Das Walzen des Produkts an den Vorwalz- und Fertigwalzbereichen der Walzstraße
erfolgt unter Sprühanwendung eines flüssigen Kühlmittels, vorzugsweise eines löslichen Öls, das durch geeignet angeordnete
Sprühdüsen 56 und 92 aufgebracht wird, die das Kühlmittel weitgehend unterschiedslos auf die Arbeitswalzen und/oder das Produkt
sprühen. An ausgewählten Punkten längs des Fertigwalzbereichs der Walzstraße wird das Produkt durch speziell ausgebildete Kühlführungsanordnungen
7o geführt. Diese enthalten Düsen 86 zum radia-
- Io -
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Io -
241885,
len Aufbringen von flüssigem Kühlmittel in konzentrierter Form auf
das Produkt, und zwar sobald dieses aus den Fertigwalzen austritt.
In typischer Weise sind die Kühlführungsanordnungen 7o stromabwärts
von den vertikalen Fertigwalzständern 44b, 44d, 44f und 44h angeordnet, wo das austretende Produkt einen runden Querschnitt
aufweist, der das radiale Aufbringen des Kühlmittels vereinfacht. Wenn es jedoch die Kühlerfordernisse vorschreiben, ist es selbstverständlich,
daß die vorliegende Erfindung auch das zusätzliche Anbringen ähnlicher Führungsanordnungen stromabwärts von den horizontalen
Fertigwalzständern einschließt, wo das austretende Produkt
einen ovalen Querschnitt aufweist. Auch können die Kühlführungsanordnungen
an den stromaufwärts gelegenen Seiten der Fertigwalzständer statt an den stromabwärts gelegenen Seiten angeordnet
sein.
Die nach der vorliegenden Erfindung erzielbaren Vorteile ergeben sich deutlich aus dem nachfolgenden Beispiel:
Ein Vergleich zwischen einem herkömmlichen kontinuierlichen Gieß- und nachfolgenden Walzbetrieb ohne Steuern bzw. Einstellen der
Temperatur des zu walzenden Produkts am Fertigwalzbereich der Walzstraße durch Verwendung von Kühlführungsanordnungen 7o mit
einem kontinuierlichen GLeß- und nachfolgenden Walzbetrieb nach der vorliegenden Erfindung ergibt sich durch die folgenden zwei
Versuchsdurchläufe, wobei in beiden Fällen die nachfolgenden Daten
eingehalten wurden:
a) fertiggestelltes Produkt: 9,53 mm (3/811) Durchmesser, 61 %
Aluminium, Weiterziehstab (redraw rod)
b) Wärmezahl: 6794
c) Chemische Analyse: Si o,o31 %; Fe o,165 %; Cu o,ool%;
Mn o,oo2 %; Mg o,oo7 %; Cr o,ool%; Ni o,oo2 %; Zn o,ol2 %; Ti o,ool%;
Ga o,oo8 %; V ο,οΐο %; B o,oo8 %;
Na ; Ausgleich durch Al
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d) Hauptwalzmotorgeschwindigkeit: 13oo Umdrehungen pro Minute
e) Stangenfertigstellungsgeschwindigkeit:
f) Kühlmittelflüssigkeit:
ca. 13 m/sec (26oo F.P.M.) lösliches Öl
Test 1:
Ohne Betrieb von Kühlführungsanordnungen am Fertigwalzbereich
Die Temperatur des kontinuierlich in die Walzstraße eintretenden Gießprodukts wurde zu etwa 53o° C (98o F) angenommen, und die
Temperatur der aus der Walzstraße austretenden fertiggestellten Stange wurde in ähnlicher Weise auf etwa 382° C (72o° F) veranschlagt.
Die Temperatur des löslichen Öls betrug vor der Aufbringung durch die Sprühdüsen 56 und 92 an den Vorwalz- und Fertigwalzbereichen
etwa 57° C (134° F), während die Temperatur des löslichen Öles nach dem Aufbringen etwa 6o° C (I4o° F) betrug. Es
wurden von der fertiggestellten Stange Proben mit folgenden Ergebnissen abgenommen:
Leitfähigkeit: Probe
| Zugfestigkeit kg/cm (PSI) |
61,81 61,78 61,85 |
Dehnung | |
| 1 2 3 |
Io4o (148oo) | % | |
| Physikalische Eigenschaften: | Io9o (155oo) | Streckgrenze kg/cin (PSI) |
8 |
| Probe | lllo (158oo) | Io2o (145oo) | 9 |
| Ilo3 (157OO) | Io75 (153OO) | 2o | |
| 1 | Ilo3 (157oo) | Io53 (15ooo) | 22 |
| 2 | Io9o (155OO) | Io75 (153OO) | 22 |
| 3 | Io8o (154oo) | Io68 (152OO) | Io |
| 4 | : Io9o (155oo) | Io53 (I5ooo) | 11 |
| 5 | Io47 (I49oo) | ||
| 6 | Io53 (I5ooo) | ||
| 7 | |||
| Mittel: |
So ergibt sich, daß bei einer Stangenfertigungsgeschwindigkeit von 13 m/sec (26oo F.P.M.) und einem Temperaturabfall von etwa
127° C (26o° F) während des Walzens ein Produkt entsteht, das eine mittlere Zugfestigkeit von ca. Io9o kg/cm
(155oo psi) aufweist. - 12 -
A09883/08Q5
241885
Test 2:
Die Temperatur des in die kühlende Walzstraße eintretenden Produkts
wurde auf etwa 52o° C (97o° F) veranschlagt, während die Temperatur der fertiggestellten und aus der Walzstraße austretenden
Stange in entsprechender Weise auf etwa 354° C (67o° F) veranschlagt wurde. Die Temperatur des löslichen Öls vor dem Aufbringen
durch die Düsen 56 und 92 und der Kühlführungsanordnungen 7o betrug
etwa 57° C (134° F). Die Temperatur des löslichen Öls nach dem Anwenden betrug etwa 6o C (1.4o F) . Es wurden wiederum Proben
von der fertiggestellten Stange mit dem folgenden Ergebnis abgenommen :
Leitfähigkeit: Probe
| Zugfe: | 1 2 3 |
|
| kg/cm | Eigensc | |
| Physikalische | 1343 | stigkeit |
| Probe | 133o | 2 (PSI) |
| 137o | (191OO) | |
| 1 | 133o | (189OO) |
| 2 | 13oo | (195oo) |
| 3 | 1316 | (189OO) |
| 4 | 1316 | (185OO) |
| 5 | : 133o | (187OO) |
| 6 | (I87oo) | |
| 7 | (189OO) | |
| Mittel: |
| (185OO) | |
| 61,75 61,56 61,67 |
(177OO) |
| Streckgrenze kg/cm2 (PSI) |
(I84oo) |
| I3oo | (186OO) |
| 1246 | (174OO) |
| 1295 | (175OO) |
| 131o | (175OO) |
| 1225 | (179OO) |
| 1232 | |
| 1232 | |
| I26o |
Dehnung %
4 4 4
Bruch im Spannkopf 4
4 4
Ein Vergleich der Ergebnisse des obigen Versuchs ergibt deutlich, daß bei nahezu identischen Betriebsbedingungen und bei derselben
Wärme des Aluminiums die konzentrierte radiale Anwendung des zusätzlichen löslichen Öls mittels der Kühlführungsanordnungen 7o
einen bedeutenden Anstieg der Zugfestigkeit der fertiggestellten Stange um ca. 24o kg/cm2 (34oo psi) hervorruft. Die Stangeneigen
schäften gemäß Versuch 1 entsprechen einer Härte von H 14 mit
2 einem Zugspannungsbereich von 986/1198 kg/cm (14/17ooo psi), wäh-
- 13 -
409883/0805
rend die Eigenschaften gemäß dem Versuch 2 einer .Härte von H 16
mit einem Zu< entsprechen.
mit einem Zugfestigkeitsbereich von 1127/14Io kg/cm (16/2oooo psi
Andere Versuche haben gezeigt, daß die Verwendung von Kühlführungs
anordnungen 7o am Fertigwalzbereich der Walzstraße eine bedeutende Vergrößerung der Produktionskapazität der gesamten Gieß-Walz-Arilage
ermöglicht. Beispielsweise war es bei einer Anlage der beschriebenen Art ohne Kuhlführungsanordnungen 7o notwendig, einen
Triple E Aluminiumweiterziehstab (Triple E aluminum redraw rod) bei etwa o,2o3/o,224 m/sec (4o/44 f.p.m.) zu gießen, um einen
Fertigstab mit den geforderten Härten zu erzeugen. Bei Verwendung von Kuhlführungsanordnungen 7o zum Aufbringen von zusätzlichem
Kühlmittel war es jedoch möglich, die erforderlichen Härten bei einem Gießen mit o,244/o,254 m/sec (48/5o f.p.m.) zu erzielen, wodurch
sich ein bedeutender Anstieg der Produktionskapazität um 17 % ergibt. Auch kann die Bedienungsperson der Walzstral?3 nach
der vorliegenden Erfindung die physikalischen Eigenschaften oder Härten durch Regulieren der Kühlmittelströmung durch die Kuhlführungsanordnungen
verändern oder auswählen, während die Gießtrommel und die Walzstraße bei optimalen Produktionsraten arbeiten.
Aus dem Vorhergehenden kann der Durchschnittsfachmann ersehen,daß
die vorliegende Erfindung zu bedeutenden Verbesserungen beim Betrieb einer kontinuierlichen Gieß/Walzstraßenanlage sowie in den
physikalischen Eigenschaften des dadurch erzeugten Produkts führt Diese Verbesserungen hängen in erster Linie von der Art und Weise
ab, in der das Kühlmittel am Fertigwalzbereich der Walzstraße auf das Produkt geführt wird.
Im Rahmen der Erfindung sind Veränderungen und Modifikationen der beispielhaft beschriebenen Ausführungsform möglich. Beispielsweisi
können die Anzahl, die Lage und/oder die spezielle Ausbildung der Kuhlführungsanordnungen in Anpassung an eine bestimmte Walzstrassenanlage
verändert werden.
-Patentansprüche-
- 14 -
409883/0805
Claims (12)
1. Verfahren zum kontinuierlichen Gießen und Walzen eines Produkt aus Nichteisenmetall, gekennzeichnet durch
a) ein Verfestigen bzw. Erstarren eines geschmolzenen Nichteisenmetalls
zur Erzielung eines kontinuierlichen bzw. durchgehenden Gießprodukts,
b) ein Führen des Gießprodukts zu einer Walzstraße und ein
Einleiten eines Warmwalzens des Gießprodukts, das sich weitgehend in dem Zustand befindet, bei dem das Metall
fest wird, wobei das Walzen danach fortgesetzt wird, wenn das Produkt durch die Vorwalz- und Fertigwälzbereiche der
Walzstraße gelangt, und
cT ein Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Produkts während
des Walzbetriebes, wobei die Temperatureinstellung anfänglich am Vorwalzbereich der Walzstraße durch eine
allgemein unterschiedslose Sprühanwendung von flüssigem Kühlmittel bei den Arbeitswalzen und dem Produkt und danach
am Fertigwalzbereich der Walzstraße durchgeführt wird, und zwar durch eine Fortsetzung der genannten
Sprühanwendung, die an ausgewählten Intervallen durch eine konzentrierte, umfassende, radiale Aufbringung von
flüssigem Kühlmittel auf das Produkt vergrößert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das konzentrierte, umfassende, radiale Aufbringen von flüssigem
Kühlmittel weitgehend unmittelbar nach dem Austreten des Produkts aus einem vorhergehenden, zusammenarbeitenden Paar von
Fertigwalzen erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Kühlmittel lösliches Öl ist, während das Nichteisenmetall
ein Metall auf Aluminiumbasis ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Fertigwalzbereich der Walzstraße eine abwechselnde Folge von Horizontal- und Vertikalwalzenständern aufweist, wobei das aus
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409883/0805
den Horizontalwalzenständern austretende Produkt einen ovalen Querschnitt und das aus den Vertikalwalzenständern austretende
Produkt einen runden Querschnitt aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
konzentrierte, umfassende, radiale Aufbringen von flüssigem Kühlmittel an Stellen unmittelbar hinter den Vertikalwalzenständern
erfolgt.
6.· Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum radialen
Aufbringen der Flüssigkeit das Produkt axial durch eine rohrförmige Führungsanordnung mit einer kreis- bzw. ringförmigen
Düse geleitet wird, durch die das flüssige Kühlmittel radial geführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
flüssige Kühlmitteldurch die Düse in Gegenstromrichtung fließt,
um das Produkt weitgehend unmittelbar nach dessen Austreten aus dem vorhergehenden Paar von Fertigwalzen zu berühren.
8. Verfahren nach Anspruch 7, ferner gekennzeichnet durch ein konzentriertes,
umfassendes, radiales Aufbringen von flüssigem Kühlmittel auf das aus den Horizontalwalzenständern des Fertigwalzbereichs
austretende Produkt.
9. Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen und Walzen eines Produkts
aus Nichteisenmetall gemäß einem Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch eine Kombination
a) einer Einrichtung (1.2) zum Verfestigen eines geschmolzenen
Nichteisenmetalls zur Erzielung eines kontinuierlichen bzw. durchgehenden Gießprodukts (P),
b) einer Einrichtung zum Führen des Gießprodukts zu einer Walzstraße (3.6) , die eine Anzahl von aufeinanderfolgend
und abwechselnd angeordneten Horizontal- und Vertikalwalzenständern aufweist, welche in einen Vorwalzbereich
und einen Fertigwalzbereich unterteilt sind, wobei das
-16-
409883/0805
Walzen des Gießprodukts am Vorwalzbereich der Walzstraße
in einem sich verfestigenden Zustand des Produkts eingeleitet und dann fortgesetzt wird, wenn das Produkt durch
die Vorwalz- und Fertigwalzbereiche der Walzstraße fortschreitet,
c) von ersten Kühleinrichtungen (56, 92) zum Steuern bzw. Regeln der Temperatur des Produkts während des Walzens
an den Vorwalz- und Fertigwalzbereichen der Walzstraße, wobei die ersten Kühleinrichtungen ein flüssiges Kühlmittel
in einer allgemein unterschiedslosen Weise auf die Arbeitswalzen und das Produkt sprühen, und
d) von zweiten Kühleinrichtungen (7o) an ausgewählten Positionen zwischen den Walzenständern des Fertigwalzbereichs
der Walzstraße, wobei die zweiten Kühleinrichtungen ein flüssiges Kühlmittel in konzentrierter, umfassender,
radialer Weise auf das Produkt aufbringen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
zweiten Kühleinrichtungen (7o) aufgrund ihrer Position das flüssige Kühlmittel weitgehend unmittelbar auf das Produkt
aufbringen, wenn dieses aus einem vorhergehenden, zusammenwirkenden
Paar von Fertigwalzen austritt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kühleinrichtung aus zumindest einer Kühlführungsanordnung
(7o) besteht, die ein rohrförmiges Außengehäuse (78), einen rohrförmigen und sich vom Außengehäuse nach vorne erstreckenden
Nasenbereich (8o), um eine Abstreifführung für ein axiales Aufnehmen des Produkts weitgehend unmittelbar bei dessem
Austreten aus einem vorhergehenden Satz von zusammenwirkenden Fertigwalzen zu bilden, und einen rückwärtigen rohrförmigen
Bereich (82) aufweist, der von dem Außengehäuse gestützt wird und eine axiale Ausrichtung zum Nasenbereich aufweist,
wobei der Nasenbereich und der rückwärtige rohrförmige Bereich mit dem Außengehäuse zur Begrenzung einer Ringkammer (84) zusammenarbeiten
und wobei das vordere Ende des rückwärtigen rohrförmigen Bereichs (82) mit dem rückwärtigen Ende des Na-
- 17 -
409883/0805
senbereichs (8.0) zur Bildung einer Öffnung (86) zusammenarbeiten,
die mit der Ringkammer (84) in Verbindung steht und den Bewegungspfad des Produkts (P). durch die Kühlführungsanordnung
(7o) umgibt, daß ferner mit dem Außengehäuse eine Einrichtung zum Einleiten von flüssigem Kühlmittel in die Ringkammer
(84) verbunden ist, von der das flüssige Kühlmittel durch die Öffnung (86) austritt, um in konzentrierter, umfassender,
radialer Weise auf das durch die Kühlführungsanordnung gelangende Produkt geführt zu werden.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (86) in bezug auf die Bewegungsrichtung des Produkts
(P) durch die Kühlführungsanordnung (7o) geneigt ist, um den
Strom des flüssigen Kühlmittels in eine Gegenstromrichtung zu leiten.
409883/080S
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| IT2246975A IT1037404B (it) | 1974-04-19 | 1975-04-17 | Disopositivo per la produzione di sequenze di impulsi di pressione utilizzabili in servomotori idraulici e procedimento per la produzione di movimenti lineari o rotanti mediante tali sequenze di impussi di pressione |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US37296573A | 1973-06-25 | 1973-06-25 |
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| DE2418853A Ceased DE2418853A1 (de) | 1973-06-25 | 1974-04-19 | Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen giessen und walzen eines products aus nichteisenmetall |
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| SE (1) | SE7406273L (de) |
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