DE2038474A1

DE2038474A1 - Vorrichtung zum Stranggiessen von Rohren

Info

Publication number: DE2038474A1
Application number: DE19702038474
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Alfred Wertli
Original assignee: WERTLI DIPL ING ALFRED
Current assignee: WERTLI DIPL ING ALFRED
Priority date: 1969-08-08
Filing date: 1970-08-03
Publication date: 1971-02-11
Also published as: DE7029149U; US3734166A; CH512279A; AT304787B; NL7011614A; SE370340B; DK125745B; JPS4931410B1; FR2057076A1; NL168732C; BE754617A; FR2057076B1; ES382923A1; GB1323752A; NL168732B; CA942925A

Description

Dr. »ng. E. BERKENFELD · Üipl.-Ing. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln

Anlage ι Aktenzeichen

zur Eingabe vom 31. JuÜ 197θ Wl. Name d. Anm. Alfred

Vorrichtung zum Stranggiessen von Rohren

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stranggiessen von Rohren aus Metallen, insbesondere von Gusseisen, Kupferlegierungen und hochleitenden Reinmetallen, mit einer ofenabhängigen Kokille, in der ein Dorn angeordnet ist und die von einer Kühlvorrichtung umgeben ist.

Bei den derzeit ν zum Stranggiessen von Rohren verwendeten Einrichtungen sind volle Dorne vorgesehen, über welche der Schmelze grosse Wärmemengen entzogen werden. Der Wärmestrom verläft hierbei über den vollen Querschnitt des Domes bis an dessen der Schmelze abgewendetes Ende, verteilt sich gleichmäßig über die Dornoberfläche in das den Dorn umgebende erstarrte Rohr und gelangt durch dieses hindurch über die Kokille in die Kühlvorrichtung.

Es hat sich gezeigt, dass mit dieser Wärmestromverteilung, die durch die Verwendung eines vollen Domes bedingt ist, es nicht möglich ist, die Erstarrungszone über einen längeren Zeitraum an der selben Stelle zuhalten. Insbesondere verursachen sich änderndeTemperaturen der Schmelze und die damit verbundenen Ver- . änderungen des Wärmestromes ein Verschieben der Erstarrungszone, was ein Durchbrechen von Schmelze zur Folge haben kann. Es ist Iß Ziel der Erfindung, eine Einrichtung zum Stranggiessen von

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Rohren zu schaffen, bei welcher der Wärmefluss so verläuft, dass der übertritt des grössten Teils der Wärme aus dem Dorn über das gegossene Rohr in die Kühlvorrichtung in der Erstarrungszone stattfindet.

Die Erfindung besteht darin, dass der Dorn über einen Teil seiner Länge hohl und mit sich in Abzugsrichtung des gegossenen Rohres verjüngender Wanddicke ausgebildet ist. Durch diese Formgebung des hohlen Domes wird es auf einfache Weise möglich, sowohl die Verteilung als auch die Grosse des Wärmestromes so festzulegen, dass der grösste. Teil der Wärme aus dem Dorn im Gebiet der Erstarrung in die Kühlvorrichtung übergeht, weil die Einengung des Wärmeleitungsquerschnittes im Dorn zu einem Zusammendrängen des Wärmeflusses in der Erstarrungszone führt. Damit ist sichergestellt, dass keine Durchbrüche von Schmelze auftreten können, was sich sowohl auf die Wirtschaftlichkeit als amen auf die Sicherheit des Betriebes der Vorrichtung günstig auswirkt.

Durch unterschiedliche Formgebung des Hohlraumes des erfindungsgemässen Domes kann die Wärmezufuhr in das Gusstück von der Dornseite her beeinflußt werden, was sich auf den Erstarrungsvorgang und beim Giessen von Gusseisen auf*die Graphitausbildung weitergehend im gewünschten Sinne auswirkt. Andererseits kann beim Stranggiessen von Nichteisenmetallen, insbesondere von hochleitendem Kupfer, eine beachtliche Steigerung der Giessgeschwindigkeit dadurch erreicht werden, daß der Wärmedurchgang durch entsprechende Formgebung des Hohldornes gedrosselt wird.

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So können für dünnwandige Kupferrohre Geschwindigkeit bis etwa

loo^m/min erreicht werden.

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Nach einer Ausführung der Erfindung hat der Hohlraum des Domes annähernd die Form einer Glocke, deren öffnung dem Austrittsende des gegossenen Rohres zugewendet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die schematisch einen Vertikalschnitt durch eine Stranggiessvorrichtung zeigt.

Eine Kokille 1 und ein darin angeordneter zylindrischer Dorn 2 sind an einem Warmhalteofen 3 befestigt. Der Dorn weist einen Flansch 7 auf, der in eine entsprechende Aussparung der Kokille passt und der öffnungen 11 für den Durchfluss der Schmelze vom Ofen 3 in den Ringspalt zwischen Dorn und Kokille hat. Die Kokil_t Ie 1 ist mit einer Kühlvorrichtung 4 versehen, die z. B. / von Wasser durchströmt wird. Der Dorn 2 ist über einen Teil seiner Länge hohl; der Hohlraum bildet eine etwa glockenförmige Ausnehmung 5, so dass die Wanddicke des Dornes in Abzugsrichtung des Rohres θ abnimmt. Die Strömungsrichtung der Schmelze ist durch einenPfeil 9 dargestellt. Der Wärmefluss im Dorn entspricht etwa dem strichliert angedeuteten Verlauf, wobei die Erstarrungszone der Schmelze im mit A bezeichneten Bereich liegt. An die Kühlvorrichtung ή schliesst sich ein Sekundärkühler Io an. Die äkundärkühlung kommt dadurch zustande, dass Kühlmittel in der Zone 6 gegen das Rohr 8 gespritzt wird. Zweckmässig reicht der Dorn bis in die Sekundärkühlzone 6 des Giesstranges, wodurch eine zusätzliche Sicherung gegen Durchbrüche erreicht wird. Kokille 1 und Dorn 2 bestehen aus wärmefestem Material, das sich durch flüssige Netalle nicht benetzen lässt.

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Anstatt den Dorn 2 über den Flansch 7 iri einer Aussparung der Kokille zu halten, ist es auch möglich, eine Schraubverbindung zwischen den beiden Teilen vorzusehen. Anstatt zylindrisch kann der Außenmantel des Dornes auch leicht kegelig ausgebildet sein, wobei das sich verjüngende Ende in Abzugsrichtung des Rohres 8 angeordnet ist. Wenn die Wanddicke des Dornes so gering/Lst, dass mit einem Zerbrechen der Dornwand gerechnet werden muss, so ist es auch möglich, im gefährdeten Wandbereich auf der Dorninnenseite wulstartige Verdickungen vorzusehen. Eine solche Verdickung oder Verstärkung wird an der Stelle X gezeigt. Anstatt einer solchen rippenartigen Verstärkung am Ende des Dornes kann zum Verstärken der Dornwandungen auch eine Platte in den Dorn eingesetzt werden. Als Beispiel für eine solche Verstärkung wird eine Plätte Y gezeigt.

Eine Kühlung der Innenwand des Dornes kann sich als vorteilhaft erweisen. Hierzu wird ein inertes Gas oder auch eine Flüssigkeit verwandt. Das Kühlmittel tritt durctofeine Bohrung 16 in den Warmhalte-ofen 3 ein, strömt dann radial durch die Wand der Kokille 1 und tritt dann durch den Flansch 7 zwischen zwei benachbarten öffnungen 11 durch und läuft/schließlich in eine Bohrung ein, die koaxial und zentrisch im Dorn 2 verläuft. Die Bohrung 16 ist in strichlierten und ausgezogenen Linien dargestellt.

Das Rohr 8 wird durch die Wasserströmung 13 gekühlt, die durch den Kühlmantel 4 durchläuft und am Sekundärkühler .Io als Wasserstrahl 6 austritt. Es mag sehr vorteilhaft sein, die Stärke der Wasserströmung 13 und des Kuhlstrahles 6 in Abhängigkeit von der Tempaatur des gegossenen Rohres 8 zu regeln. Hierzu sind an W 13/13 . -4-

geeigneten Stellen 15 Temperaturfühler 12 angeordnet. Diese Temperaturfühler 12 leiten einem Verstärker 14 ein elektrisches Signal zu, das der Temperatur an den Stellen 15 proportional ist Der Verstärker a Ik steuert über geeignete Steuerglieder den Durchlauf der Wasserströmung 13.

Insbesondere bei hohen Gießgeschwindigkeiten ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung zweckmäßig. Diese Ausführungsform sieht eine Einrichtung zum Bestimmen der Lage der Grenzfläche zwischen fester und flüssiger Phase vor. Diese Einrichtung enthält eine Ultraschall-Meßvorrichtung. Sie kann ihrerseits wieder zum Steuern der Kühlmittelströmung 13 verwandet werden, um damit die Erstarrungs- oder Kühlzone A innerhalb der vorgesehenen Grenzen zuJi halten.

Unter der Bezeichnung hochleitendes Reinmetall wird im vorstehenden ein Metall mit guter Wärmeleitfähigkeit verstanden, z. B. Kupfer.

Patentansprüche:

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Claims

Dr. Ing. E. BERKEImFELD · üipl.-lng. H. B ERKEN FELD, Paten

20 3 8,4 7A₁

ntanwalte, Köln

Anlage Aktenzeichen

zurEingabevon 31. Juli 197O Wl. Name d. Ann.. Alfred

Patentan Sprüche

1) Vorrichtung zum Stranggieesen von Rohren aus Metallen, insbesondere von Gusseisen, Kupferlegierungen und hochleitenden Reinmetallen, mit einer ofenabhängigen Kokille, in der ein Dorn angeordnet ist und die von einer Kühlvorrichtung umgeben ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Dorn (2) über einen Teil seiner Länge hohl und mit sich in Abzugsrichtung des gegossenen Rohres verjüngender Wanddicke ausgebildet ist.

2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum des Domes (2) annähernd die Form einer Glocke hat, deren öffnung dem Austrittsende des gegossenen Rohres (8) zugewendet ist.

3) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Umfang des Dörnes (2) zylinderförmig ist.

¹O Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die die Kokille (1) umgebende Kühlvorrichtung (4) eine Sekundärkühlzone (lo) für das gegossene Rohr (8) anschließt und daß der Dorn (2) bis in die Sekundärkühlzone (lo) reicht.

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5) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (2) an seinem der Schmelze zugewendeten Ende mit einem Öffnungen (11) für den Durchfluß der Schmelze
aufweisenden Flansch (7) versehen ist.

6) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (2) mit einer Gas-, insbesondere Luftkühlung versehen ist.

7) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmitteldurchfluß veränderbar ist.

8) Forrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Temperaturfühler (12) vorgesehen ist, der mit Mitteln (1*1,13) zum Verändern des Kühlmitteldurchflusses in WirkungsverbLidung steht.

9) Vorrichtung nach einenjbder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Lage der Phasengrenze (A) fest/flüssig bestimmende Ultraschalleinrichtung vorgesehen ist, die die von außen auf das Rohr (8.) wirkende
Kühlung und/oder die Kühlung des Domes (2) beeinflußt.

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