DE1758276A1

DE1758276A1 - Verfahren und Einrichtung fuer gleichmaessige Temperaturverteilung im Strang beim Stranggiessen oder -pressen

Info

Publication number: DE1758276A1
Application number: DE19681758276
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans-Guenter Eckhardt
Original assignee: ECKHARDT DIPL ING HANS GUENTER
Current assignee: ECKHARDT DIPL ING HANS GUENTER
Priority date: 1968-05-04
Filing date: 1968-05-04
Publication date: 1971-01-07

Description

Yerfahren and Einriehtang fflr glelchmäs alge Temperaturverteilung im Strang beim Stranggießen oder - t> r e s β en.

Bekanntlich wird beim kontinuierlichen Stranggießen der aus der Gießwanne mit einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes abfließende Strang länge seines Weges durch die umgebende kühlere Luft oder zusätzliche Kühlmittel an der äußeren Schale schnell abgekühlt. Bei erstarrter Schale wird der noch eehr | biegsame Strang der Weiterverarbeitung über Umlenkwalze» oder dgl. in Kurvenbahnen zugeführt; beispielsweise wird er in einem vertikalen Yiertelkreis von vertikaler in horizontale Bewegung übergeführt, oder es werden mehrere Stränge, die wegen der Gießwannengröße zunächst tinen größeren Abstand haben, näher zusammengebracht. Hierbei erkaltet die Schale längs der Bahn ständig weiter, während der lern des Strängt· nooh flüssig bleibt. Diese sogenannte "Sumpf¹¹-bildung hat den Hachteil einer ungleichmäßigen Gefügebildung} es können sieh in der Mitte de· Stranges sogar Lunker bilden. Bs ist bekannt, diesem !fachttil vorzubeugen, indem der Strang an dem Funkt seines Weges, wo der Kern gerade erstarrt und sich bei Stahl beispielsweise in teigigem Zustand befindet, eine leichte Verformung dureh Walztn oder Zithdtisen erfährt. Hierzu ist es aber erforderlich, die bereits stärker abgtktthltt und hartgewordene Schalt wieder s* erwärmen, damit die terformwig übtr dtn ganzen Querschnitt möglichst gleichmäßig erfolgt. PUr die··· Vitdtrftufwärmtn 4er Strangschale wurden bisher Kittel der Wärmezufuhr vorgeschlagen, z.B. an festen Punkten der Bahn angeordnete Gasbrenner mit Ringdüsen oder Hochfrequenz-Induktione-Glüheinrichtungen, die

ο einrichtungsmäßig einen hohen Kostenaufwand bedingen und wegen

cd der ständig zuzuführenden Fremdenergie hohe zusätzliche

S Betriebskosten verursachen.

*"-. Es wurde auch vorgeschlagen, zwiechen zwei der genannten

Gasbrenner einen feststehenden Kasten anzuordnen, den der Strang

^ durohläuft und der in gewissem Maße die zwischenzeitliche

JÜJstrahlung zwischen zwei Brennern vermindern soll. ^₂- BAD ORIGiNAt

Sie Erfindung hat etui Siele, die aufwendige eueätsiiche yon lärme von außerhalb dee Strange« st» Wiederaufheisen der, Schale unnötig zu machen und nur die ia Kern enthaltene Wärme unter Anwendung einfaoher Einrichtungen hierfür aueiunutien·

Brfindungsgeaäfl wird die· dadurch erreicht, d a B der Strang an einem Punkt «einer Bahn, wo »eine Sehale bereite su einem gewleeen Grade erkaltet IfI, der geeamte Wärmeinhalt βineβ Strangabeohnltte aber einer mittleren Temperatur entspricht, die über der gewtLneohten Terfonrangetemperatur liegt, mit Hilfe mitlaufender Elemente umhüllt wird, die etrangeeitig eine hitzebeständig·, wtrmeieolierende Oberfläche haben, und d a β dieee Elemente, eofern erforderlieh, entweder Tor Umlenkwalβen abgenommen und dahinter wieder aufgeeetit, oder erst Tor den Verfonnungeelnriohtungen entfernt werden. Dadurch wird erreicht, daß die la Innern des Strange· Torhandene Wärmemenge die bereite etärker abgekühlte Schale dee Strange· wieder auf höhere Temperatur bringt, bei gleichseitiger Abkühlung und Erstarrung dee Kerne·, ohne dal τοη aaien Wärme »geführt werden muß. Durch die echarfe äußere Kühlung unmittelbar naoh Austritt des Stranges aus der Gießwanne stellt sieh nämlich sunächst la Innern des Stranges ein schroffes Temperaturgefälle tob Kern zur Schale hin ein, sodsJ z.B. bei Stahl da· Zentralι der Querschnittsfläche mit über 1400° C noch flüssig ist, während die Außenhaut bereits auf 600° 0 abgekühlt iet| elehe Abb. 1. Die Integration de· Wärmeinhaltβ über die gesamte Querβohnlttsflache kann dann eine mittlere Temperatur ergeben, die s.B. mit 1000° C über der gewünschten Verformungβtemperaturliegtt Wird nun in diesem Zustand der weitere Abfluee τοη fir·)· aus dew Strang dureh Aufbringung ein·· wärme1edierenden lantels weltgehend unterbunden, se tritt ein Temperaturausgleich Tom Kern but Schale hin ein, wobei eich da· Temperaturgefälle etark Termindert.

Das Gefälle 1st bekanntlich abhängig τοη der Größe des Wärmeflueees. Gemäß Abb. 2 gleicht sich die ursprünglich Torhandene räumliche Temperatur-Kurre a) naoh einiger Zelt so au·, dal ·!· in Kurre b) und danach in c) übergeht.

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Tür die Laufzeit des Stranges rom Gießen bis zum Verformen steht ein ausreichender Weg zur Verfügung, um isolierende Elemente auf den Strang zu bringen und wieder abzunehmen. Dagegen mußte sich die bekannte Zufuhr äußerer Wärme wegen der notwendigen Vorrichtungen und der dabei erfolgenden entgegenwirkenden Abstrahlung auf einen kurzen Strangabschnitt beschränken, sodaß ein starker koneentrierter Wärmezufluß erforderlich wurde. Hierbei wurde die Außenhaut nach Abb. 5 notwendigerweise wieder mehr erwärmt, wobei sie in unerwünschter Weise für weitere mechanische Beanspruchung beim Weitertransport empfindlich wurde und außerdem in unerwünschter Weise mehr mit der umgebenden Atmosphäre reagieren konnte. Außerdem läßt sich der Grad des. Temperaturauegleiches bei diesem bekannten Verfahren weniger gut beherrschen, da zwei Wärmeflüsse Qa und Qg gegeneinander wirken·

Mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung wird erreicht, daß Kern und Schale nur noch eine geringe Temperaturdifferenz haben und je nach Dauer der Wärmeisolierung auf die gewünschte, annähernd gleichmäßig rerteilte Verformungstemperatur gebracht werden können.

Der Abfluß der Wärme aus dem Strang nach dem Gießen erfolgt wegen der hohen Temperatur weitgehend durch Strahlung, sofern er nicht unmittelbar hinter der Gießwanne durch wärmeleitende und -abführende Kühlmittel besonders rerstärkt wird. Die mitlaufenden wärmeisolierenden Elemente gemäß der Erfindung sollten deshalb zweckmäßig besonders die Strahlung unterbinden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht» daß sie auf der dem Strang zugekehrten Seite eine möglichst gut reflektierende Schicht haben. Hierfür sind spiegelnde hitzebeständige Metalle, weiße Metalloxyde oder weißes Porzellan gut geeignet.

Hohe reflektierende Wirkung sollte duroh möglichst kurzen Abstand zwischen der Außenhaut des Stranges und den reflektierenden Elementen erzielt werden.

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In weiterer Ausbildung der Erfindung werden mitlaufende Elemente vorgeschlagen, die dadurch besonders gekennzeichnet sind, daß sie vermittele halboffener Profilform von zwei Seiten oder, bei Verwendung angelenkter oder auflegbarer Deckel auf der offenen Seite, τοη einer Seite unmittelbar auf die Außenhaut des Stranges gebracht werden können.

Beispiele für solche Elemente sind in den Abb. 4, 5 und 6 .

dargestellt.

In Abbildung 4 wird der Strang symmetrisch τοη zwei im Profil halboffenen Elementen vollkommen ummantelt. Diese Anordnung empfiehlt sich bei geradliniger vertikaler Abwärtsftthrung ft·· Stranges bis zur Verformungsstelle·

In Abb. 5 ist ein Element dargestellt, welch·· im Profil halboffen ist und an den Schenkeln gelenkig angeordnete Deckel trägt, die eich um den Strang herum schließen lassen. Diese Ausbildung ermöglicht es, daß sioh die Elemente τοη einer gewissen Neigung der Strangbahn ab bis zur Horizontalen selbst auf dem Strang halten können und bei Anheben de· Deekel· durch einen über dem Strang befindlichen Abstreifer nach unten abfallen können.

In Abb. 6 ist ein Element dargestellt, welches bei halboffen·« Profil derart elastisch auegebildet ist, daß es federnd den Strang auf drei Seiten umklammert und sich durch Belbungskräfte selbst am Strang festhält, während auf der Oberseite ein getrenntes Deckelelement aufgelegt wird. Auoh die·· Anordnung ist besonders geeignet bei geneigter bis horizontaler ftthrung des Stranges.

Das Auflegen der Elemente, Abnehmen und fiUokführen iur Auflagesteile kann mittels an eich bekannter elnfaoher Beeohickungs-, Abstrelf- und Transportvorriohtungen oder -Apparate Toll automatisiert werden. Bine sehr einfaohe Einrichtung ist gemäß der Erfindung dadurch besonders gekennzeichnet, daß die isolierenden Elemente auf endlosen Tragelementen, wie Ketten, Gliederbändern, Gurten o.dgl. angebracht sind, welche die Elemente ein- oder mehrseitig an den Strang heranführen, mitlaufen lassen und wieder abnehmen, wobei der Antrieb dieser

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endlosen Tragelemente duroh Eeibungskräfte rom Strang selbst oder dessen PUhrungsrollen erfolgen kann. Dies hat den besonderen Vorteil, daß sich die Aufgabe- und Abnahmegeschwindigkeit der Elemente selbsttätig der Stranggeschwindigkeit anpaßt.

Sie Abb. 7 zeigt eine Anordnung mit endlosen Tragelementen

gemäß der Erfindung, wobei isolierende Elemente nach Abb. 6 auf dem unteren Band (1) und isolierend· Deckelelemente nach

Abb. 6 auf dem oberen Band (2) angeordnet sind. Umlenkrollen

(3) bringen die Elemente auf den Strang und ziehen sie wieder ab. Es können getrennte Umlenkrollen angeordnet werden, es können aber auch die ftthrungsrollen für den Strang als

Umlenkrollen mit benutzt werden. f

Bei tragfähiger Ausbildung der isolierenden Elemente können diese die Strangführungsrollen gemeinsam mit dem Strang durchlaufen. Bei empfindlichen Elementen dagegen kann nur abschnittweises Mitlaufen von einer führungsrolle bis zur nächsten vorgesehen werden·

Wegen der Kurvengängigkeit des Stranges in der Abzugstbene und, bei ZusammenfUhrung mehrerer Stränge, senkrecht dazu ist es zweckmäßig, die isolierenden Elemente in Strangrichtung kurz auszubilden und gegen das Nachbarelement in an sich bekannter "JTeise Überlappungen vorzusehen· Im fall· der Beschichtung der isolierenden Elemente mit keramisohen Reflektoren wird Unterteilung der Beschichtung in klein· Mosaikplättchen vorgeschlagen, um die Bruohgefahr zu vermindern und die Elastizität der Elemente zu erhöhen·

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht isolierende mitlaufende Elemente vor, die dadurch besonders gekennzeichnet sind, daß wärmeisollerende und reflektierende Stoffe in folien- oder Pulverform auf hitzebeständigen Bändern angeordnet werden, welche In an sioh bekannter Weise vermittele 71okelspulen und den Strang umlaufenden Spulentragringen schraubenförmig auf den Strang gewickelt und wieder abgewickelt werden·

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Diese Einrichtung hat den besonderen Torteil lüokenloser ummantelung des Stranges bei guter ICurvengängigkeit·

Sine weitere Ausbildung der Erfindung sieht Kiemente und ein Isolierrerfahren vor, das d a d u r ο h besondere gekennzeichnet. 1st, daf reflektierende BBd isolierende Stoffe gemeinsam oder nacheinander vermittele siner an sieh bekannten Versprüheinrichtang auf den Strang gespritst und, falls erforderlich, Tor dsr Verformung dnreh Abschälen oder Abwaeohen wieder entfernt werden.

Dieses Verfahren hat den besonderen Vorteil dsr Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Kaliber de· Stranges. Sa hat auch den Vorteil, daß Verbundwerkstoffe gleichseitig alt diesem Isolierverfahren beschichtet werden könnem. Die obengenannten gliederförmigen Isolierelemente können ein unveränderliches Profil haben und wären dann bei teeheel dee StrengkaliVers auszutauschen. Es 1st aber auch alt Hilfe einfacher bekannter Mittel mOglioh, s.B. Verstellsohrauben, geteilter, Überlappender Ausbildung der Elementsohenkel usw., die Profile der Isolierelemente verstellbar auszubilden.

Einrichtung und Verfahren gemäß der Erfindung ist nicht allein auf das Stranggießen von Metallen anwendbar, sondern kann rai Ausgleich innerer Temperaturdifferensen auf alle kontinuierlichen thermoplastischen Verfahren angewendet werden.

Die Dauer der firmestauung und damit der Grad dee leapcraturausgleichs und der Abkühlung auf eine gewünschte Hitteltemperatur kann variiert werden, wenn die Länge der Ieolierstreoke variabel gehalten wird, s.-B. durch Verschiebung der Aufgabe- und Abnahaestslle der Isoliereleaente längs dee Stranges oder duroh abschnittsweise Unterbrechung Aer Isolierung.

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Claims

Anspruch 1

Verfahren und Einrichtung für gleichmäßige Temperaturverteilung im Strang beim Stranggießen oder Strangpressen, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang ar. eirerc Punkt seiner Bahn, wo seine Schale bereits zu einem gewissen Grade erkaltet 1st, der getarnte Wärmeinhalt eines Strangabschnitteβ aber einer mittleren Temperatur entspricht, die über der gewünschten Verformung·temperatur liegt, mit Hilfe mitlaufender Elemente nahttllt wird, die strangseitlg eine hitzebeständig·, wärmeieolierende Oberfläche haben, und d a B diese Element·, sofern erforderlich, entweder vor ümlenkwaleen abgenommen und dahinter wieder aufgesetzt oder erst ror den Verformungseinrichtungen entfernt werden.

Anspruch 2

Wärmeisolierende Elemente nach Anspruch 1, dadurch besonders gekennzeichnet, daß sie auf der dem Strang zugekehrten Seite ein· möglichst gut reflektierend· Schicht haben.

Anspruch 3

Wärmeisolierende Elemente nach Anspruch 1 und 2, dadurch besonders gekennzeichnet, daß eic vermittels halboffener Profilform von zwei Seiten oder, bei Verwendung angelenkter oder auflegbarer Deckel auf der offenen Seite, von einer Seite unmittelbar auf die Außenhaut des Stranges gebraoht werden können,

Anspruch 4

Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch besonders gekennzeichnet, daß die isolierenden Elenente auf endlosen Tragelementen, wie Ketten, Gliederbändern, Gurten oder dgl., angebracht sind, welche die Element· ein- oder mehrseitig an den Strang heranführen, mitlaufen lassen und wieder abnehmen, wobei der Antrieb dieser endlosen Tragelemente durch Reibungskräfte vom Strang selbst oder dessen PÜhrungsrollen erfolgen kann.

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Anspruch 5

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Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch besonders gekennzeichnet, daB wärmeisolierende und reflektierende Stoffe in Folien- oder Pulverform auf hitzebeständigen Bändern angeordnet werden, welche in an sich bekannter Weise vermittele Wickelspulen und den Strang umlaufenden Spulentragringen schraubenförmig auf den Strang gewickelt und wieder abgewickelt werden.

Anspruch 6

Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch besonders gekennzeichnet, daf reflektierende und isolierende Stoffe gemeinsam oder nacheinander vermittels einer an sich bekannten VersprUheinriehtung auf den Strang gespritzt und, falls erforderlich, vor der Verformung durch Abschälen oder Abwaschen wieder entfernt werden«

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