DE1558355C2 - Verfahren zum horizontalen Stranggießen von dünnwandigen Metallrohren aus Aluminiumlegierungen - Google Patents

Description

Für die Herstellung von Metallrohren sind bereits Verfahren und auch Vorrichtungen bekannt, bei. denen die Schmelze kontinuierlich unter Ausbildung eines langgestreckten Hohlkörpers verformt und unter Abkühlen zum Erstarren gebracht wird. Neben der Herstellung von Rohren durch vertikales Strangpressen unter Druck, wie beispielsweise in der USA.-Patentschrift 3 228 075 beschrieben, ist es auch schon bekannt, Metallrohre durch horizontales Stranggießen herzustellen. Ein Verfahren dieser Art beschreibt die britische Patentschrift 869 104, bei dem das horizontale Stranggießen in eine zylindrische Stranggießkokille mit sich in Gießrichtung verjüngenden konischen Dorn, der ortsfest am Einlaß der Kokille angeordnet ist, erfolgt. In der Patentschrift ist das Verfahren ausführlich erläutert am Beispiel einer Aluminium-Zinn-Legierung, die zu einem Hohlkörper gegossen wird, aus dem Antifriktionsringe für Lager gefertigt werden können.

Beim Arbeiten nach diesen bekannten Verfahren und mit diesen bekannten Vorrichtungen wurde festgestellt, daß das Stranggießen eines Rohres mit dikker Wand oder einer kompakten Stange verhältnismäßig leicht ist, daß aber beim Stranggießen eines dünnwandigen Rohres erhebliche Schwierigkeiten auftreten, die der praktischen Durchführung des Verfahrens weitgehend entgegenstehen. Die nähere Untersuchung dieser Erscheinungen hat gezeigt, daß die genannten Schwierigkeiten im wesentlichen bei Beginn des Stranggießens auftreten, und zwar wird dann infolge des geringen Querschnitts des Produkts häufig ein Erstarren des Metalls und damit ein Blökkieren der Vorrichtung festgestellt, bevor das Stranggießen richtig in Gang gekommen ist. Solche Zwischenfälle sind wegen des Stillstandes der Vorrichtung und der Reparaturkosten sowie wegen der Metall- und Produktionsverluste, die sie mit sich bringen, deshalb besonders lästig, weil sie ebenso häufig wie unregelmäßig auftreten.

Andererseits ist die Herstellung von dünnwandigen Metallrohren von so großen Interesse, daß es nicht an Versuchen gefehlt hat, die Nachteile der bekannten Verfahren auszuschalten, ohne gleichzeitig die Herstellung durch zusätzliche Belastungen zu erschweren. Der Erfindung lag, nachdem auf diesem Gebiet keine Erfolge zu verzeichnen waren, die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, bei dem unter Ausschaltung der obengenannten Nachteile die ,Vorteile des horizontalen Stranggießens von kompakten Stangen und dickwandigen Rohren bei der Herstellung dünnwandiger Rohre beibehalten werden können, indem die metallische Schmelze gezwungen wird, progressiv den für das Endprodukt gewünschten inneren Endquerschnitt anzunehrhen. \

Die Lösung dieser Aufgabe ist ein'Verfahren zum horizontalen Stranggießen von dünnwandigen Metallrohren aus Aluminiumlegierungen, wie Aluminium-Zink-Legierungen, in eine zylindrische Stranggießkokille mit sich in Gießrichtung verjüngenden konischen Dorn, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Dorn erst nach dem Angießen vom gießseitigen Ende her in die Stranggießkokille so lange vorgeschoben wird, bis sich durch den Schnitt der Erstarrungsfront der Schmelze mit der Formoberfläche die gewünschte Wandstärke des Metallrohres ergibt, worauf der Dorn zur Stranggießkokille stationär gehalten wird.

Zu Beginn dieses Verfahrens kann man eine kompakte Stange gießen und progressiv auf das rohrförmige Produkt übergehen; man kann aber auch beginnen, indem man ein Produkt mit einem hohlen inneren Querschnitt von kleinem Durchmesser gießt. Beispielsweise kann man zuerst ein kompaktes Element gießen und dann den Kern, ausgehend von einer vorherbestimmten hinteren Stellung, progressiv und ohne. Unterbrechung in eine ebenfalls vorherbestimmte vordere Stellung vorschieben, die von der Art des Metalls und den Abmessungen des herzustellenden Rohres abhängig ist, bis der gewünschte innere Querschnitt und die gewünschte Wandstärke erhalten werden. Der Kern wird zunächst in einer solchen Stellung auf der Gießachse gehalten, daß man bis zum Erreichen des stabilen Betriebszustandes eine Wand gießt, die dicker als gewünscht ist, worauf der Kern nach vorn bis zum Erreichen der endgültigen dünnen Wand verschoben wird. Wenigstens in seiner hinteren Grenzstellung liegt die vordere Spitze des Kerns hinter der hinteren Grenzstellung der vorderen Erstarrungsfläche des Metalls; dies entspricht dem Gießen eines kompakten Querschnitts. In der vorderen Stellung des Kerns liegt sein größter Querschnitt hinter der vorderen Grenzstellung der vorderen Erstarrungsfläche des Metalls.

■Erfindungsgemäß können nicht nur dünnwandige Rohre hergestellt werden, vielmehr kann man beim Verfahren gemäß der Erfindung auch ohne Unterbrechung des Stranggießens von einem Rohr mit gegebener Wandstärke auf ein Rohr mit einer anderen Wandstärke übergehen. Von besonderem Vorteil ist aber, daß nicht mehr die Gefahr des vorzeitigen Erstarrens des Metalls während der ersten Phasen des Stranggießens besteht. Darüber hinaus weist das Verfahren wichtige industrielle Vorteile hinsichtlich der Herstellung und der Qualität der Produkte auf, insbesondere die Möglichkeit, die Herstellungstoleranzen der erhaltenen rohrförmigen Produkte dadurch wesentlich zu verringern, indem beispielsweise durch sehr geringe Amplitude aufweisende Verschiebungen des Kerns, ohne das Stranggießen zu unterbrechen, der innere Querschnitt des Rohres reguliert werden kann.

Neben Äluminium-Zink-Legierungen können bei dem Verfahren gemäß der Erfindung auch ähnliche Legierungen auf Aluminiumbasis mit anderen Legierungskomponenten eingesetzt werden, auch die eingangs beim Stande der Technik erwähnten Aluminium-Zinn-Legierungen.

Die Durchführung des Verfahrens gemäß der Er-

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findung kann in einer Vorrichtung erfolgen, wie sie flüssige Metall 1, das aus dem Behälter 2 durch die

in der Zeichnung dargestellt ist, und zwar in Öffnung 5 des Gießkopfes 3 in die Kokille 6 gelangt.

Fig. 1 schematisch im Längsschnitt zu Beginn des umfließt in jedem Falle das vordere Ende des koni-

Stranggioßens, in sehen Dorns 9. Durch das aus den Löchern 8' des

-^;;Fig. 2 dagegen bei einer anderen Stellung des 5 Mantels8 austretende Wasser wird das Metall 1 ab-

Dorns. gekühlt, wobei sich ausgehend von der Erstarrungs-

Der das flüssige Metall 1 aufnehmende Behälter 2, front 7 des Metalls eine kompakte Stange 15 ausbil-

durch eine entsprechende Isolierung 4 wärmeisoliert, . det.

ist dicht auf dem ebenfalls wärmeisolierten Gieß- Sobald das Metall regelmäßig strömt, wird der kopf 3 angeordnet und steht mit diesem durch eine io Dorn 9 vom gießseitigen Ende her in der Kokille Öffnung 5 in Verbindung. Im Gießkopf 3 ist durch progressiv vorgeschoben, bis das Ende 9' des Dorns bekannte Dichtungsmittel die Stranggießkokille 6 die Erstarrungsfront 7 der Schmelze schneidet und befestigt, die von einem Kühlmantel 8 umgeben ist. ein Rohr 16 mit der gewünschten Wandstärke, die Dieser weist Löcher 8' auf, durch die Kühlwasser- sich durch diesen Schnitt der Erstarrungsfront mit strahlen austreten können. Auf der anderen Seite des 15 der Formoberfläche ergibt. Nunmehr wird der Dorn Kopfes 3 ist eine Hülse 12 dicht angeordnet, in der stationär gehalten. Für den Dorn hat sich eine Kegelein mit Isoliermaterial 11 überzogenes Endstück 10 form besonders bewährt, deren Scheitelhalbwinkel verschiebbar angeordnet ist. An diesem Endstück 10 etwa 15 bis 20 beträgt. Die Regelung des Dornvorist der konische Dorn 9 befestigt. Die Längsverschie- schubs kann bei entsprechenden Meß- und Steuereinbung des Endstücks 10 wird durch eine über eine 20 richtungen selbstverständlich auch automatisch erl'ol-Handkurbel 14 drehbare Spindel 13 gesteuert. gen. Die Lage der Erstarrungsfront in der Kokille

Beim Angießen nimmt der Dorn 9 zunächst die in kann gegebenenfalls über die Kühlgeschwindigkeit

Fig. 1 gezeigte hintere Grenzstellung ein, und das variiert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum horizontalen Stranggießen von dünnwandigen Metallrohren aus Aluminiumlegierungen, wie Aluminium-Zink-Legierungen, in eine zylindrische Stranggießkokille mit sich in Gießrichtung verjüngenden konischen Dorn, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn erst nach dem Angießen vom gießseitigen Ende her in die Stranggießkokille so_ lange vorgeschoben wird, bis sich durch den Schnitt der Erstarrungsfront der Schmelze mit der Formoberfläche ■ die gewünschte Wandstärke des Metallrohres ergibt, worauf der Dorn zur Stranggießkokille stationär gehalten wird.'