Schleuderguss- und Strangguss-Verfahren zum Herstellen von metallischen Bändern oder stabförmigem Gut und Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Schleuderguss- und Strang- gussverfahren zum Herstellen von metallischen Bändern oder stabförmigem Gut. An dieses kombinierte Schleu- derguss- und Stranggussverfahren kann sich unmittelbar ein Walzverfahren anschliessen.
Bei bekannten Stranggussverfahren werden Walz- werks-Halberzeugnisse dadurch hergestellt, dass der unter dem hydrostatischen Druck stehende Metallstrom in eine wassergekühlte Stranggusskokille einfliesst und in dieser entsprechend der Querschnittsform der Kokille zu erstarren beginnt. Nach dem Verlassen der Kokille wird der sich so gebildete Strang gegebenenfalls durch Kühlbrausen weiter abgekühlt und unter Umständen in einem nachgeschalteten Walzwerk oder einer ähnlichen Einrichtung plastisch verformt.
Die Dichtigkeit des auf diese Art und Weise erzeugten Gutes ist verhältnismäs- sig gering, da diese ausschliesslich von dem hydrostati schen Druck innerhalb der Stranggusskokille abhängig ist.
Eine grössere Werkstoffdichte wird bekanntlich un ter der Einwirkung von Zentrifugalkräften erreicht und dieses Schleudergussverfahren wird bei der Herstellung von Buchsen und rohrförmigen Körpern bereits ausge nutzt.
Es sind auch Verfahren bekannt, die beide Verfah ren vereinigen wobei es jedoch bis heute noch nicht ge lungen ist, ein kontinuierliches Verfahren zum Herstel len von Bändern, Brammen o. dgl. zu schaffen, das sich aus einem vorgeschalteten Schleuderguss und einem nachgeschalteten Stranggussverfahren zusammensetzt, wobei die Vorteile beider Verfahren ausgenutzt werden.
Um ein solches kombiniertes Schleuderguss- und Strangguss-Verfahren zu erreichen, wird gemäss der Er findung vorgeschlagen, das einem umlaufenden topfför- migen Körper, z. B. einer Scheibe, zugeführte flüssige Metall in eine Kammer zu schleudern, aus der das Metall durch einen kokillenartigen Raum als strangge- gossenes Material abgezogen wird. Hierbei kann die Schleuderkammer vorzugsweise spiralförmig ausgebildet sein.
Durch dieses Verfahren wird erreicht, dass das Material eine mehrmalige Umkehrung einer Bewegungs richtung erfährt, wodurch eine sehr gute Durchmischung des Metalls erzeugt und ausserdem eine grössere Dichte gegenüber den bekannten Verfahren erreicht wird.
Bei der praktischen Ausführung kann der zuflies sende Gussstrang über mehrere gegenläufig zueinander umlaufende Schleuderscheiben o. dgl. in einen gemein samen Kokillenraum überführt werden. Der abfliessende Metallstrom kann im Kokillenraum durch Einbau von Zwischenwänden o. dgl. in eine beliebige Anzahl von Strängen von beliebigem Querschnitt aufgeteilt werden. Unmittelbar nach dem Verlassen des Kokillenraumes kann der Strang durch ein Walzwerk mit übergrossen Walzendurchmessern geführt und weiter bearbeitet wer den.
Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbei spiele von Vorrichtungen zur Ausübung des Verfahrens gemäss der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig.1 einen Längsschnitt durch eine kombinierte Schleuderguss- und Stranggussvorrichtung, Fig.2 einen Querschnitt nach der Linie AA der Fig. 1, Fig.3 einen Querschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform, Fig. 4 einen waagerechten Schnitt durch eine Vor richtung mit einer Schleuderscheibe,
Fig. 5 eine Ausführung mit zwei Schleuderscheiben und Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel im Schnitt, wobei die Fig. um 90 verdreht gezeichnet ist.
Nach Fig. 1 kommt ein senkrecht unilaufendes Rohr 1 zur Anwendung, das in Verbindung mit der topfförmi- gen, ebenfalls umlaufenden Scheibe 2 verbunden ist. Durch Öffnungen 3 in dem Rohr 1 kann das im freien Fall durch das Rohr 1 zugeführte Metall auf die Scheibe 2 austreten. Die Scheibe 2 lenkt infolge ihrer gewölbten Form das einfliessende Metall nach oben ab, wodurch dieses durch die Zentrifugalkraft über die Kante 4 der Scheibe 2 in den Schleuderraum 5 gelangt. Dieser Schleuderraum ist nach oben durch die Wand 6 und nach unten durch eine Wand 7 begrenzt.
Die äussere Wand 8 ist wie insbesondere aus Fig. 4 hervorgeht, spi ralförmig zur Rotationsachse des Rohres 1 ausgeführt, d. h. der Abstand zwischen der rotierenden Scheibe 2 und der Aussenwand 8 ist an der Stelle 9 sehr gering und an der Austrittsstelle 10 entsprechend grösser, so dass der Metallstrang, der durch die Scheibe 2 in dem Schleuderraum 5 entsteht, sich in den eigentlichen Kokillenraum 11 ergiessen kann. Dieser Kokillenraum 11 ist durch die Wände 12 und 13 begrenzt. Diese Stranggusskokille ist umgeben von einer Kühlvorrich tung 14.
Die Fig. 2 und 3 zeigen verschiedene Möglich keiten für die Ausbildung des Kokillenraumes, es ist nicht nur möglich, der Strangussform im Einzelstrang verschiedene Querschnitte zu geben, wie z. B. quadra tisch, rund, oval oder auch flach, sondern die Strang- gussform kann auch durch Längswände in verschiedene einzelne Querschnitte unterteilt werden, die unter sich getrennt sind, um beispielsweise fünf oder sechs Stränge mit quadratischem oder rundem Querschnittgleichzeitig herzustellen.
In Fig. 5 sind zwei rotierende Scheiben 17 und 18 mit gegenläufiger Drehbewegung dargestellt. Diese Scheiben sind mit Fallohren 15 und 16 versehen, die dem Rohr 1 gemäss Fig. 1 entsprechen. Nach dieser Fig. 5 erweitern sich die Schleuderräume 19 und 20 zur Bil dung des Metallstromes spiralförmig. An der Stelle 21 vereinigen sich beide durch Schleudern erzeugte Metall ströme zu einem einzigen Metallstrom, der sich in den Kokillenraum 22 ergiesst. Auf diese Weise ist es mög lich, einen gegenüber der Vorrichtung nach Fig.4 wesentlich breiteren Metallstrom zu erzeugen, wie es z.
B. für die Erzeugung eines breiten Ausgangsquer schnittes zur Herstellung von Breitband notwendig ist. Auch der Kokillenraum 22 ist von einem Kühlraum 23 umgeben. Die Abmessungen dieses Kühlraumes 23 rich ten sich nach der Giessgeschwindigkeit und nach der Fabrikationsmenge. die die jeweilige Anlage erzeugt. Der Kokillenraum 22 kann durch entsprechende Zwi schenräume 24 in beliebige Querschnittsform unterteilt werden, um also eine grössere Anzahl von Strängen mit Rund- oder Flach- oder Quadratquerschnitten gleich zeitig herstellen zu können.
Beim Austritt aus dem Kokillenraum 11 oder 22 ge langt das Metall unter eine Kühlbrause, die in Fig. 6 an gedeutet ist, um zu erreichen, dass nicht nur die Aussen haut sondern auch das Innere des Metallquerschnittes sich soweit abkühlt, dass eine unmittelbare weitere Ver formung des Metallstromes möglich ist. Der austretende Metallstrom gelangt gemäss Fig. 6 zwischen zwei gegen einander rotierende Walzen 25 und 26 mit einem sehr grossen Durchmesser. Die Durchmesser der Walzen 25 und 26 können beispielsweise so gewählt werden, dass die Verformungslänge der Walze mit dem Walzgut ein Vielfaches, z. B. das Fünffache des Walzenspaltes be trägt.
Durch die Wahl dieser sehr grossen Durchmesser kann man auf die bekannten Verfahren, die entspre chende Kettenbänder zum Verformen des Walzgutes benötigen, verzichten, da solche einem grossen Ver- schleiss und dadurch grossen Unterhaltungskosten aus gesetzt sind. Der sehr grosse Durchmesser der Walzen bietet eine sehr grosse Verformungslänge zwischen den Punkten 27 der Fig. 6, d. h. das Metall befindet sich ge nügend lang zwischen den Walzen, um es komprimieren zu können, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Aus senhaut platzt und das innen gegebenenfalls noch flüssi- ges Metall ausfliessen kann.
Selbstverständlich nehmen die beiden Walzen 25 und 26 während des Walzvor gangs erhebliche Mengen an Wärme auf. Um diese er zeugte Wärme laufend abfliessen lassen zu können, kann man die Walze als grosse Hohlzyinder ausbilden die in nen mit Kühlmitteln laufend beaufschlagt werden. Da der Walzdruck pro Flächeneinheit verhältnismässig gering ist, kann auf eine dicke Wandstärke dieser Walze ver zichtet werden, um einen gute Wärmeübergang zwischen dem zu walzenden Gut und dem Kühlmittel zu ermögli chen.
Durch das Verfahren gemäss der Erfindung werden die Vorteile des Schleudergussverfahrens und des Stranggussverfahrens miteinander verbunden. Durch das Schleudergussverfahren wird eine grosse Verdich tung des Gussmaterials erzeugt und dadurch gleichzeitig höhere Festigkeiten erhalten. Da der verdichtete Metall strom laufend durch Schleuderraum 5 bzw. durch die Schleuderräume 19 und 20 in den Kokillenraum 11 bzw. 22 fliesst, kommt ein kontinuierliches Verfahren zu stande, d. h. aus dem gekühlten Kokillenraum 11 bzw.
22 fliesst ein laufender Metallstrom ab, der der Form der Kokillenräume entspricht.
Durch die Einschaltung einer weiteren gegenläufigen Scheibe gemäss Fig. 5 ist es möglich, die Wandbreite um das Doppelte zu vergrössern. Durch die Erhöhung der Anzahl der Gruppen solcher Schleuderscheiben, die gleichzeitig in einem Stranggussbehälter wirken, kann die Grösse oder die Breite eines beispielsweise erzeugten Bandes in sehr weiten Grenzen nach oben erweitert wer den. Durch die Möglichkeit des Zusammenschaltens von beliebigen Gruppen von Schleuderscheiben, die auf dem gleichen Strang arbeiten, ist auch eine gute Anpassung an eine vorhandene Giesskapazität möglich.
Ein wesentlicher Vorteil des in Vorschlag gebrach ten Verfahrens ergibt sich ferner durch die Möglichkeit der horizontalen Anordnung der Vorrichtungen für die Durchführung des kombinierten Giessverfahrens, so dass eine derartige Anlage in vorhandene Hallen unter gebracht werden kann, so dass die bei üblichen Strang- gussanlagen für das senkrechte Giessen erforderlichen Etagenaufbauten entfallen können. Ein weiterer Vorteil liegt in der Möglichkeit der Abwicklung des gesamten Giessprozesses in einer horizontalen Ebene, so dass der Transportweg des flüssigen Metalles wesentlich einfa cher und kürzer ist.