DE2113405A1 - PROCESS FOR HORIZONTAL CONTINUOUS CASTING OF METALS, IN PARTICULAR FOR THE PRODUCTION OF METAL STRIPS - Google Patents
PROCESS FOR HORIZONTAL CONTINUOUS CASTING OF METALS, IN PARTICULAR FOR THE PRODUCTION OF METAL STRIPSInfo
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Description
Stoiberger Metallwerke KG
von Asten, Lynen & SchleicherStoiberger Metallwerke KG
by Asten, Lynen & Schleicher
ST 1ST 1
10. 3. 1971March 10, 1971
Verfahren zum horizontalen Stranggießen von Metallen, insbesondere zur Herstellung von MetallbändernProcess for the horizontal continuous casting of metals, in particular for production of metal straps
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum horizontalen Stranggießen von Metallen, insbesondere zur Herstellung von Metallbändern, bei dem der Strang aus einer feststehenden Kokille abgezogen und zwischen den einzelnen Schritten dieser Vorwärtsbewegung kurzfristig wieder auf die Kokille zubewegt wird.The present invention is concerned with a method for the horizontal continuous casting of metals, in particular for the production of metal strips, in which the strand is pulled from a fixed mold and placed between the individual Steps of this forward movement again in the short term is moved towards the mold.
Zum Gießen von Metallsträngen sind bereits zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen bekannt geworden, bei denen die Kokille in gleichmäßige Schwingungen versetzt wird, um ein Anhaften des gegossenen Stranges an der Kokille zu verhindern bzw. wenn ein solches Anhaften bereits stattgefunden hat, ein Lösen des Stranges von der Kokille zu erreichen. Zum gleichen Zweck war es auch bereits bekannt, den Strang gegen die Kokille in einer Rückwärtsbewegung laufen zu lassen, so daß der gegossene Strang sich ohne Bruch von der Gießform ablösen kann. (DAS 1 120 6kl) For casting metal strands, numerous methods and devices are already known in which the mold is set in uniform vibrations in order to prevent the cast strand from sticking to the mold or, if such sticking has already taken place, the strand is detached from the mold To reach the mold. For the same purpose it was already known to let the strand run against the mold in a backward movement so that the cast strand can be detached from the casting mold without breaking. (DAS 1 120 6kl)
Van hat auch bereits (DRP 750 301) bei sich ändernder Lage •ier inneren Gießformwand zu« Flüssigkeitsspiegel die Gießform während des Gieß.ens in der Längsrichtung des entstehenden Stranges um eine bestimmte Strecke mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Strang verschoben und alsdann am StrangVan also already has (DRP 750 301) when the situation changes • ier inner mold wall to «liquid level the mold during casting in the longitudinal direction of the resulting strand by a certain distance at the same speed like the strand shifted and then on the strand
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entlang in ihre Umfangslage zurückbewegt. Dabei wird die Form bei ihrer Bewegung in der Längsrichtung des entstehenden Stranges um eine vorbestimmte Strecke mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Strang verschoben, während die Rückwärtsbewegung der Form in die Anfangslage mit erhöhter Geschwindigkeit erfolgen kann. Auch hierbei soll ein Anfrieren des Gießgutes an der Kokillenwand verhindert werden.moved back along to their circumferential position. The shape is created as it moves in the longitudinal direction Strand moved a predetermined distance at the same speed as the strand, while the backward movement of the mold to the initial position at increased speed can be done. In this case too, freezing of the cast material on the mold wall is to be prevented.
Dem gleichen Zweck dient auch eine weiterhin bekannte Anordnung (US-Patent 1 385 595), bei der neben der Kokillenwand auch der Kokillenboden in konstante Schwingungen versetzt wird.A further known arrangement also serves the same purpose (US Patent 1,385,595), in addition to the mold wall the bottom of the mold is also set in constant vibrations.
Bekannt sind aber auch Verfahren und Vorrichtungen zum horizontalen Stranggießen von Metallen, bei denen die Kokille feststeht und der Strang zunächst ein Stück von der Schmelze wegbewegt wird, danach etwas zur Schmelze zurückbewegt und dann wieder ein Stück von der Schmelze wegbewegt wird usw., wobei die vom Strang zurückgelegte Strecke bei der von der Schmelze weggerichteten Bewegung größer ist als bei der entgegengesetzten Bewegung (Schweizer Patent 402 294t)« Bei dieser nach Art der Pilgerschrittbewegung durchgeführten Strangbewegung, bei der also vor jedem Weiterziehen eine Rückwärtsbewegung stattfindet, haftet die Oberfläche des Stranges weniger fest an der Kokillenwand. Darüber hinaus soll durch die Rückwärtsbewegung des Stranges auch das flüssige Metall am Eintritt der Kokille zusätzlich bewegt werden, wodurch ein frühzeitiges Erstarren am Kokilleneintritt verhindert wird und das flüssige Metall bei der Weiterbewegung des Stranges damit störungsfrei in die Kokille nachfließen kann.However, methods and devices for the horizontal are also known Continuous casting of metals in which the mold is fixed and the strand is initially a piece of the melt is moved away, then something is moved back to the melt and then again a piece is moved away from the melt etc., the distance covered by the strand in the movement away from the melt being greater than with the opposite movement (Swiss patent 402 294t) « In this string movement carried out in the manner of the pilgrim step movement, i.e. in the one before each further pulling Backward movement takes place, the surface of the strand adheres less firmly to the mold wall. Furthermore If the backward movement of the strand should also move the liquid metal at the entry of the mold, which prevents premature solidification at the mold entry and the liquid metal as it moves on of the strand can flow smoothly into the mold.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch die Schwingung der Kokillen in den bekannten Vorrichtungen erzielte Oberflächenverbesserung des Stranges weiterhin sicherzustellen, darüber hinaus jedoch zur Verbesserung desThe invention is based on the object achieved by the vibration of the molds in the known devices Surface improvement of the strand to continue to ensure, but also to improve the
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Gefüges des gegossenen Stranges beizutragen* Diese Aufgabe
wird geaiäß der Erfindung bei einem Verfahren zum horizontalen
Stranggießen von Metallen dadurch erreicht, daß der
Strang zunächst von der Kokille kontinuierlich wegbewegt,
dann angehalten und während des Aufwachsens der Erstarrung in Richtung der Schmelze beim Haltevorgang durch eine Vibration
um die Nullage hin- und herbewegt und schließlich gegebenenfalls unter erneuter Vibration während der Zugphase
wieder kontinuierlich abgezogen wird. Die Vibration während des Aufwachsens der Erstarrung führt dazu, daß der bereits
erstarrte Teil des Stranges gegen die Schmelze wirkt, so
daß eTon der Grenzfläche Schmelze - Kristalle eine Turbulenz
entsteht, die zur Störung der Kristalle und damit zur Verbesserung des Gefüges führt. Bereits wachsende Kristalle
werden auseinandergerissen, so daß ein besonders feines
Gefüge gebildet wird. Durch diese Kornfeinheit wird die
Verformungsfähigkeit des so gegossenen Stranges wesentlich
verbessert, Oberflächenfehler, Risse und dergleichen, insbesondere
an den Korngrenzen, sind verhindert. Das je nach den gegossenen Legierungen bei den bekannten Verfahren gegebenenfalls
notwendige Homogenisierungs^lühen kann eingespart
werden, so daß eine unmittelbare Kaltverformung aus
dem Gußzustand möglich ist. Nach dem Verfahren gemäß der
Erfindung hergestellte Stränge lassen Kaltverformungen bis zu 8O % ohne jegliche Wärmebehandlung zu.To contribute to the structure of the cast strand * This object is achieved according to the invention in a method for the horizontal continuous casting of metals in that the
Strand initially moved continuously away from the mold,
then stopped and during the growth of the solidification in the direction of the melt during the holding process is moved back and forth by a vibration around the zero position and is finally withdrawn continuously again with renewed vibration during the pulling phase. The vibration during the growth of the solidification leads to the fact that the already solidified part of the strand acts against the melt, see above
that at the interface between the melt and the crystals a turbulence arises which leads to the disturbance of the crystals and thus to the improvement of the structure. Crystals already growing
are torn apart, so that a particularly fine one
Structure is formed. This grain fineness makes the
The deformability of the strand cast in this way is significantly improved, surface defects, cracks and the like, especially at the grain boundaries, are prevented. The homogenization annealing which may be necessary depending on the cast alloys in the known processes can be saved, so that immediate cold deformation takes place
the as-cast state is possible. According to the procedure according to the
Strands produced in accordance with the invention allow cold deformations of up to 80 % without any heat treatment.
In Durchführung der Erfindung hat es sich als zweckmäßig
erwiesen, die Vibration des Stranges während des Haltevorganges mit Frequenzen von 1-50 Hz, vorzugsweise von 5 20
Hz, zu betreiben. Dabei wird die Amplitude der Schwingung vorteilhaft 0,1-2 mm, vorzugsweise 0,5-1 «an»» je
nach den verwendeten Materialien betragen. Ebenso läßt sich auch die Frequenz an die zu vergießenden Materialien anpassen.
Die Dauer der Ruhepause, d. h. des Haltevorganges,It has proven to be useful in carrying out the invention
proved to operate the vibration of the strand during the holding process with frequencies of 1-50 Hz, preferably of 5-20 Hz. The amplitude of the oscillation is advantageously 0.1-2 mm, preferably 0.5-1 "on" each
according to the materials used. The frequency can also be adapted to the materials to be cast. The duration of the rest period, i.e. the holding process,
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während dem die Vibration erfolgt,ist im wesentlichen abhängig von den erfolgten Hüben pro Minute, das Verhältnis von Abzugsdauer zu Stillstandszeit wird entsprechend den gewählten Materialien, sei es Messing, Zink, Bronze oder andere, eingestellt. Wesentlich für die Erfindung ist in jedem Fall, daß die Vibration bei den oben angegebenen Frequenzen und Amplituden ohne Fortsetzung des Gießvorganges erfolgt.during which the vibration occurs is essentially dependent on the strokes per minute, the ratio of Downtime is deducted according to the selected materials, be it brass, zinc, bronze or other, set. In any case, it is essential for the invention that the vibration at the frequencies and Amplitudes take place without continuing the casting process.
Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird man vorteilhaft so vorgehen, daß der aus der Kokille austretende Strang von einer Abzugsvorrichtung erfaßt und von dieser in Abzugsrichtung transportiert wird. Nach einer bestimmten Strecke wird die Abzugsvorrichtung angehalten, der Strang wird freigegeben, und während dieser Ruhelage wird der Strang von einer Vibrationsvorrichtung erfaßt und von dieser in Schwingungen um diese Ruhelage versetzt. Shließlich wird der Strang durch die Vibrationseinrichtung freigegeben und gleichzeitig durch die«· den Strang fassende Abzugs einrichtung weiter transportiert. Der so behandelte Strang kann dann anschließend in bekannter Weise so aufgewickelt werden*, besonders vorteilhaft ist es jedoch, insbesondere dann, wenn es sich bei dem gegossenen Strang um Bänder handelt, unmittelbar im Anschluß an die erfolgte Vibration den Strang einer Fräseinrichtung zuzuführen, mit deren Hilfe das Metallband an der Ober- und Unterseite oberflächenbehandelt werden kann. Die Fräser, beispielsweise an sich bekannte Stirnfräser, werden dann quer zur Vorschubrichtung an der Ober- bzw. Unterseite des Bandes entlanggeführt. Dabei ist es wesentlich, daß die Programmierung des Vorschubes der Fräser in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit des Stranges gesteuert wird.To carry out the method according to the invention, one will advantageously proceed in such a way that the one emerging from the mold Strand is detected by a withdrawal device and transported by this in the withdrawal direction. After a certain The haul-off device is stopped, the strand is released, and during this rest position the strand is detected by a vibration device and from this in Oscillations offset around this position of rest. Finally, the strand is released by the vibration device and at the same time transported further by the haul-off device that grips the strand. The strand treated in this way can then subsequently wound up in a known manner *, but it is particularly advantageous, especially then, if the cast strand is ribbons, the strand immediately following the vibration a milling device with the help of which the metal strip can be surface treated on the top and bottom. The milling cutter, for example known per se Face milling cutters are then placed at right angles to the feed direction on the Guided along the top and bottom of the tape. It is essential that the programming of the feed rate Milling cutter is controlled as a function of the feed rate of the strand.
Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird man die Abzugsvorrichtung aus vorzugsweise hydraulisch betätigten Klemmbacken ausbilden, die nach dem Vorschub des StrangesTo carry out the method according to the invention, the extraction device is preferably hydraulically operated Form clamping jaws after the advancement of the strand
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und der Übernahme durch die Vibrationseinrichtung selbsttätig in ihre Ausgangslage zurückgehen. Die Vibrationseinrichtung läßt sich vorteilhaft ebenfalls aus vorzugsweise hydraulisch betätigten Klemmbacken aufbauen, die z. B. durch elektromagnetische Schwinger in Schwingungen um die Ruhelage versetzt werden können. Falls erforderlich kann, in Durchlaufrichtung des Stranges gesehen, hinter der Vibrationseinrichtung zusätzlich noch ein gesonderter Abzug angeordnet sein, der für die Führung des Stranges nach erfolgter Vibration sorgt.and the takeover by the vibration device automatically go back to their original position. The vibration device can also advantageously be made from preferably build hydraulically operated clamping jaws, the z. B. by electromagnetic oscillators in oscillations around the rest position can be moved. If necessary, seen in the direction of passage of the strand, behind the vibration device in addition, a separate trigger can be arranged for the guidance of the strand after Vibration ensures.
Die Erfindung sei an Hand der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is based on that shown in FIGS Embodiments explained in more detail.
Die Stranggießanlage zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung besteht beispielsweise, wie aus der Figur 1 ersichtlich, aus dem Vergießofen 1, der mit dem zu vergießenden Metall gefüllt ist, der nachgeschalteten Rollenführung 2 sowie einer in einem gemeinsamen Maschinenteil 3 zusammengefaßten Abzugsvorrichtung k und Vibrationsvorrichtung 5· 6 ist eine weitere Rollenführung zur Übernahme des Bandes nach Verlassen der Vibrationsvorrichtung. In dem Vergießofen 1 wird das zu vergießende Material, beispielsweise Messing oder eine Zinnbronze, in bekannter Weise auf die für den Gießvorgang erforderlichen Temperaturen gebracht und nach Anstich des Ofens der Strang 7» i«n dargestellten Ausführungsbeispiel ein Metallband, über die Rollenvorrichtung 2 aus dem Vergießofen abgezogen. Zum Abziehen dient die Abzugsvorrichtung 4, die in Achsrichtung bewegbar angeordnet ist und aus den schematisch angedeuteten Klemmbakksn 8 und 9 besteht, die von oben und unten vorzugsweise hydraulisch gegen das Metallband 7 gepreßt werden. Ist das Metallband 7 eine gewisse Strecke, die dem Vorschub der Abzugsvorrichtung entspricht, abgezogen worden, dann wird der Strang angehalten und die Vibrationsvorrichtung 5 überuitsmt das Metallband 7 dadurch, daß die ebenfalls Vorzugs-The continuous casting plant for carrying out the method according to the invention consists, for example, as shown in Figure 1, k from the casting furnace 1, which is filled with the metal to be cast, the downstream roller guide 2 as well as a combined in a common machine part 3 extraction device and vibration device 5 · 6 is a further roller guide for taking over the belt after it has left the vibration device. In the casting furnace 1, the material to be cast, for example brass or a tin bronze, is brought to the temperatures required for the casting process in a known manner and, after the furnace has been pierced, the strand 7 "i" n illustrated embodiment is a metal band, via the roller device 2 from the Potting furnace withdrawn. The pull-off device 4, which is arranged to be movable in the axial direction and consists of the schematically indicated clamping jaws 8 and 9, which are preferably hydraulically pressed against the metal strip 7 from above and below, is used for pulling off. If the metal strip 7 has been withdrawn a certain distance, which corresponds to the advance of the pull-off device, then the strand is stopped and the vibration device 5 covers the metal strip 7 in that the likewise preferred
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weise hydraulisch betätigten Klemmbacken 10 und 11 gegen das Metallband gedrückt werden. Während der Ruhepause des Abzuges erfolgt nun eine Schwingung um den Nullpunkt in und entgegen der Abzugsrichtung mit einer Frequenz von beispielsweise 5-20 Hz und einer Amplitude von 0,5 - 1 nun für die angegebenen Materialien wie Zinnbronze und Messing. Nach erfolgter Ruhepause, d. h. in Bezug auf ein Ab-* ziehen, deren Dauer von den Hüben pro Minute abhängig ist, gibt die Vibrationseinrichtung 5 durch Lösen der Klemmbakken 10 und 11 das Metallband wieder frei, die Abzugsvorrichtung 4, die zwischenzeitlich in ihre Ausgangsposition zurückgekehrt ist, übernimmt das Metallband durch Anpressen ihrer Klemmbacken 8 und 9» so daß nunmehr ein erneutes Abziehen des vergossenen Bandes erfolgen kann, und zwar so lange, bis die Abzugsvorrichtung ihre Endstellung wieder erreiht hat und die Vibrationsvorrichtung auf dem Metallstrang wirksam werden kann.as hydraulically operated clamping jaws 10 and 11 against the metal band are pressed. During the pause in the fume cupboard, there is now an oscillation around the zero point in and against the withdrawal direction with a frequency of, for example, 5-20 Hz and an amplitude of 0.5-1 now for the specified materials such as tin bronze and brass. After a break, i. H. in relation to an ab- * pull, the duration of which depends on the strokes per minute, gives the vibration device 5 by loosening the clamping jaws 10 and 11 free the metal strip again, the pull-off device 4, which has meanwhile returned to its starting position is, the metal band takes over by pressing their clamping jaws 8 and 9 »so that it is now pulled off again of the encapsulated tape can take place until the triggering device returns to its end position and the vibration device can be effective on the metal strand.
Wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise eine Zinnbronze vergossen, dann hat sich hier eine Vibrationsfrequenz von 7 - 10 Hz bei einer Amplitude von 0,5 1,0 mm als am vorteilhaftesten erwiesen. Bei einem Vorschub von 20 Hüben pro Minute beträgt dann das Verhältnis von Abzugsdauer zu Stillstandszeit, während der die Vibration dem Strang überlagert wird, 1 : 2, d. h. während einer Standzeit von 2 Sekunden erfolgt die Vibration des Stranges, während für die Abzugszeit eine Sekunde angesetzt ist.Is according to the method according to the invention, for example Cast a tin bronze, then here has a vibration frequency of 7-10 Hz with an amplitude of 0.5 1.0 mm proved to be most advantageous. At a feed of 20 strokes per minute is then the ratio of pull-off time to standstill time during which the vibration superimposed on the strand, 1: 2, d. H. During a standstill of 2 seconds, the strand vibrates while one second is set for the withdrawal time.
Für den Fall, daß Messing vergossen werden soll, beträgt die Schwingungsfrequenz 10 - 20 Hz, bei einer auf 0,2 0,4 mm verringerten Amplitude, das Verhältnis von Abzugszeit zu Stillstandszeit beträgt hier vorteilhaft 1:3. In the event that brass is to be cast, the oscillation frequency is 10-20 Hz, with a frequency of 0.2 0.4 mm reduced amplitude, the ratio of withdrawal time to standstill time is advantageously 1: 3.
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Die während des Aufvachsens der Erstarrung in Richtung der Schmelze bei den oben angegebenen Metallen vorgenommene Vibration des gegossenen Stranges führt zu einer Verwirbelung an der Grenzfläche zwischen der Schmelze und den bereits erstarrten Kristallen, so daß ein feinkristallines Gefüge entsteht. Dieses Gefüge ermöglicht ein unmittelbares Anschließen einer Kaltverformung, beispielsweise ein weiteres Auswalzen der gegossenen Bänder, zu einem Bandmaterial dünner Wandstärke, ohne daß weitere Glühvorgänge, die bei den üblichen Verfahren unvermeidlich sind, angeschlossen werden müssen.Those during the growth of solidification in the direction of the Melt vibration of the cast strand carried out on the metals specified above leads to turbulence at the interface between the melt and the already solidified crystals, so that a finely crystalline Structure arises. This structure enables a direct connection of a cold deformation, for example a further rolling of the cast strips into a strip material with a thin wall thickness, without further annealing processes, which are unavoidable with the usual procedures, must be connected.
Abweichend von der in der Figur 1 dargestellten Stranggußanlage weist die in der Figur 2 dargestellte Ausführung neben dem Vergießofen 1, der Rollenvorrichtung 2, der Abzugsvorrichtung k sowie der Vibrationsvorrichtung 5 und der sich daran anschließenden Rollenführung 6 weitere Einrichtungen auf, die zur anschließenden Oberflächenbehandlung des gegossenen Metallbandes 7 verwendet werden. Hierzu dient beispielsweise die Fräsvorrichtung 12, die schematisch angedeutet aus einer Teilfräse 13 für die Unter- und einer Teilfräse Ik für die Oberseite des Metallbandes besteht. Mit 15 sind hierbei die auf der dem Band jeweils entgegengesetzten Seite des Fräsers 13 bzw. Ik angeordneten Gegenlagerrollen bezeich n-et. Das so behandelte Metallband 7 wird dann in bekannter Weise mittels der Aufrollhaspel 16 zu Bunden aufgewickelt, und nach Erreichen der gewünschten Bundstärken wird das gegossene Metallband 7 mittels der Bandschere 17 durchtrennt. Als vorteilhaft hat es sich auch erwiesen, zwischen der Bandschere 17 und der Aufrollhaspel einen nicht dargestellten Bandspeicher vorzusehen oder auch das Band in einer Schlaufe zu führen, um so auch während der Haltezeit ein kontinuierliches Aufwickeln des Bandes mittels des Aufrollhaspels l6 zu erreichen·Deviating from the embodiment shown in Figure 1 continuous casting, the embodiment shown in Figure 2 adjacent to the casting furnace 1, the roll apparatus 2, the extraction device k and the vibratory device 5 an d to the subsequent roller guide 6 more facilities for subsequent surface treatment of the cast metal strip 7 can be used. For this purpose, the milling device 12 is used, for example, which, indicated schematically, consists of a partial milling cutter 13 for the lower and a partial milling cutter Ik for the upper side of the metal strip. The counter bearing rollers arranged on the opposite side of the milling cutter 13 or Ik are denoted by 15 here n-et. The metal strip 7 treated in this way is then wound up into bundles in a known manner by means of the winding reel 16, and after the desired bundle thicknesses have been reached, the cast metal strip 7 is severed by means of the band shears 17. It has also proven to be advantageous to provide a tape storage device (not shown) between the tape shears 17 and the reel-up or to guide the tape in a loop in order to achieve continuous winding of the tape by means of the reel-up reel 16 during the holding time.
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Das in den Ausführungsbeispielen an Hand der Figuren 1 und 2 beschriebene Verfahren ist selbstverständlich nicht auf das Gießen von Metallbändern beschränkt, sondern kann für beliebige andere metallische Stränge Anwendung finden, pie Vibration während der Halteperiode, d. h. während der Erstarrung des. Stranges zur Schmelze hin, liefert auf jeden Fall Stränge mit feinkristallinem Gefüge, wobei gegenüber bekannten Verfahren, bei denen dem Abziehen eine zusätzliche Hin- und Herbewegung überlagert wird, die Gefahr des Abreißens des Stranges, sei es ein Band, eine Stange oder ein Draht, verhindert ist.The method described in the exemplary embodiments with reference to FIGS. 1 and 2 is of course not included the casting of metal strips is limited, but can be used for any other metallic strands, pie Vibration during the holding period, d. H. during the solidification of the strand towards the melt, delivers on everyone Case strands with a finely crystalline structure, compared to known methods in which the pulling off an additional Back and forth movement is superimposed, the risk of tearing the strand, be it a tape, a rod or a wire that is prevented.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OHW | Rejection |