DE2623667A1 - Verfahren und einrichtung zum herstellen von stranggussprofilen - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum herstellen von stranggussprofilen

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Hansjoerg Klotzbuecher
Erwin Kolb
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/14—Plants for continuous casting

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

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Telefon (089) 496872 Telegramme patemus münchen >—χ ι· ι. |—^ ι ι—j ι · Postscheck München 39418-802
Patentanwalt Dr.-Ing. R. Liesegang Bank^,^*co Μΰη*βη26O300/
PROLIZENZ AG
P 009 51
Verfahren und Einrichtung zum Herstellen von Stranggussprofilen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Herstellen von Stranggussprofilen, insbesondere von Pressbarren aus Aluminium- oder Magnesiumlegierungen.
Aus Aluminium- oder Magnesiumlegierungen im Stranggiessverfahren hergestellte Stranggussprofile, im folgenden auch kurz "Profile" genannt, müssen nach dem Giessen zum Heterogenisieren und/oder Homogenisieren einer Wärmebehandlung (z.B. Aufheizen, Hochglühen, Abkühlen) unterzogen werden. Ein solches HersteI!verfahren umfasst also ausser dem eigentlichen Stranggiessen die anschliessende Wärmebehandlung und gegebenenfalls das .Aufteilen und Verpacken.
Bei bekannten Verfahren ist zwischen den einzelnen Verfahrensschritten, nämlich dem Stranggiessen und Abtrennen der Profile in zur Wärmebehandlung zweckmässige Längen sowie der anschfiessenden Wärmebehandlung und schliesslich dem üblicherweise anseht iessenden Sägen auf gewünschte Endlängen, Stapeln und Verpacken, eine aufwendige Zwischenhandhabung mit Transport und Lagerung notwendig. Bekannte Einrichtungen zum
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Herstellen von Profilen · haben deshalb einen hohen spezifischen Platzbedarf. Ausserdem erfordern bekannte Verfahren den Einsatz von einer grösseren Anzahl von Arbeitskräften, die für den Transport der Stranggussprofile von einer Bearbeitungsstation zur anderen sowie zum Zwischenlagern der Stranggussprofile eingesetzt werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, mit der die Herstellung von Stranggussprofilen, insbesondere von Pressbarren, aus Aluminium- oder Magnesiumlegierungen, unter Vermeidung des aufwendigen Zwischenhandhabens und auf einer erheblich verringerten Hallenfläche möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren nach der Erfindung vorgesehen, dass das flüssige Metall zu Stranggussprofilen vergossen wird und dass die Stranggussprofile entsprechend der Giessgeschwindigkeit maschinell abgeführt, abgetrennt und einer kontinuierlichen oder quasi-kontinuierlichen Wärmebehandlung unterzogen werden.
Vorzugsweise wird das Metall dabei horizontal und kontinuierlich vergossen, wobei die Stranggussprofile in mit Giessgeschwindigkeit bewegtem, warmem Zustand abgetrennt werden können.
Eine Einrichtung zum Herstellen von Stranggussprofilen gemäss der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Horizontal-Stranggiessmaschine, die ein- oder mehrsträngig,d.h.mit einerodermehreren parallelen "Kokillen . versehen sein kann, eine an diese
αnschIiessende Transportbahn, wie eine Rollenbahn, eine der Transportbahn zugeordnete Trennvorrichtung und eine anschliessend an die Transportbahn angeordnete Wärmebehandlungsstation zur kontinuierlichen Wärmebehandlung der Stranggussprofile.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung dieser Einrichtung ist die der Transportbahn zugeordnete Trennvorrichtung mit einer der Produktionsgeschwindigkeit des Stranggussprofiles, mit der dieses aus der Stranggiessmaschine kommt, entsprechenden Geschwindigkeit längs der Transportbahn bewegbar.
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Mit dem Verfahren und der Einrichtung nach der Erfindung ist erstmals eine kontinuierliche Herstellung von wärmebehandelten StranggussprofiJen möglich.
Mit der Erfindung ist vor allem der Vorteil erzielbar, daß die Konstanz der Produktqualität verbessert wird, weil das Material stets unter praktisch gleichbleibenden Bedingungen behandelt wird. Dies hat einen positiven Einfluss auf die Gleichmässigkeit und Güte der metallurgischen Struktur.
Wenn die Wärmebehanldung allein in einem Hochglühen und Abkühlen besteht, brauchen die vom Stranggiessen her kommenden Stranggussprofile zweckmässig nur auf die dazu erforderliche Glühtemperatur abgekühlt zu werden. In diesem Fall lässt sich der zusätzliche Vorteil einer Energieersparnis erzielen, der bei der bisherigen Herstellungsweise mit einem Abkühlen auf Umgebungstemperatur in keinem Fall realisierbar war.
Bei hochgattierten Legierungen lässt sich das gewünschte Gefüge jedoch nur erzielen, wenn der Wärmebehandlung eine Abkühlung auf eine verhältnismässig tiefe Temperatur, wie 300 C, jedoch nicht tiefer als 200 C, vorausgeht. Die Wärmebehandlung umfasst in diesen Fällen ausser dejn Hochfllühen_noch_ein_Aufheizeni_
Dadurch, dass man nicht auf Raumtemperatur abzukühlen braucht, wird in beiden Fällen eine weitere Verbesserung der Produktqualität erzielt.
Ferner sind die Zwischenhandhabung mit Zwischentransport und -lagerung der Stranggussprofile sowie die dazu bisher benötigten Arbeitskräfte eingespart. Der spezifische Platzbedarf der erfindungsmässen Einrichtung ist wesentlich kleiner als der bei den bisher üblichen Einrichtungen. Schliesslich ist die Materialdurchlaufzeit verkürzt und die Beächädigungsgefahr für das Material verringert.
Die Wärmebehandlung nimmt in der Regel unterschiedlich lange Zeiträume in Anspruch. Diesem Umstand wird bei einer bevorzugten Ausführung einer Einrichtung nach der Erfindung, bei der die Wärmebehandlungsstation mindestens einen Vorwärmofen und davon getrennt einen Warmhalteofen umfasst, dadurch Rechnung getragen, dass der Vorwärmofen eine taktweise oder im Durchlauf-Aussetzbetrieb betreibbare Transportvorrichtung und der Warmhalteofen eine unabhängig davon im Durchlaufbetrieb betreibbare Transportvorrichtung aufweist. Dabei kann zwischen dem Vorwärmofen und dem Warmhalteofen eine Transportvorrichtung angeordnet sein, die zum Transportieren der Stranggussprofile von der
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Transportbahn bzw. von dem dieser benachbarten Puffermagazin zum Vorwärmofen und ausserdem vom Vorwärmofen zu dem Warmhalteofen gestaltet ist.
Bei einer einfacheren Ausführungsform der Erfindung umfasst die WärmebehandlungsstaHon einen im Durchlaufbetrieb betreibbaren Ofen mit einer Vorwärmzone und einerWarmhaltezone sowie eine durch diese beiden Zonen geführte Transportvorrichtung für die Stranggussprofile. Die Wärmebehandlungsstation ist in diesem Fall zwar einfacher aufgebaut, erfordert jedoch ein sehr genaues Dosieren der Wärmezufuhr in der Vorwärmzone, damit an deren Ende die gewünschte Wärmebehandlungstemperatur erreicht wird. Da die Wärembehandlung nur über die Temperaturdosierung und nicht über die individuelle Beeinflußung der Transportgeschwindigkeit oder Taktfolge in der Vorwärmzone und in der Warmhaltezone gesteuert · werden kann, ist die Flexibilität dieser zuletzt beschriebenen Wärmebehandlungsstation mit nur einem Ofen nicht so groß wie diejenige mit getrenntem Vorwärmofen und Warmhalteofen.
Das Verfahren und die Einrichtung nach der Erfindung sind im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Einrichtung zum Herstellen von Pressbarren; Fig. 2 eine Draufsicht auf eine abgewandelte Einrichtung nach der Erfindung und Fig. 3, 4 eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf eine bei der Einrichtung nach der Erfindung verwendeten "fliegenden Säge" in grösserem Masstab.
In der schematischen Draufsicht nach Fig. 1 sind mit dem Bezugszeichen 1 und 2 zwei Giessöfen bezeichnet, in denen eine Schmelze vorbereitet wird. Die beiden Giessöfen speisen abwechselnd über eine Giessrinnenanordnung/eine Horizontal-Stranggiessmasehine, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 3 versehen ist. In Giessrichtung an die Stranggiessmaschine 3 schliesst eine Rollenbahn 4 an. Längs dieser Rollenbahn 4 ist eine "fliegende Säge" 5 mit dem Giesstrang mit Giessgeschwindigkeit reversierend mitbewegbar angeordnet, wobei die Reversierbewegung im Eilgang erfolgen kann.
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Längs der einen Seite des von der Stranggiessmaschine 3 entfernten Endes der Rollenbahn 4 befindet sich ein Beschickungsmagazin 6, das die von der Säge geschnittenen Pressbarren selbsttätig von der Rollenbahn 4 abnimmt. Ein entsprechendes Magazin 6', das in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien dargestellt ist, kann zusätzlich für eine Zwischenspeicherung" oder - entnahme vorgesehen sein. Beispielsweise wird das Magazin 6' zur Zwischenspeicherung von Pressbarren verwendet, wenn die an das Beschickungsmagazin 6 anschliessende Wärmebehandlungsstation wegen Wartung oder Reparatur nicht in Betrieb ist.
Die Wärmebehandlungsstation umfasst drei Vorwärmöfen 9 sowie einen Warmhalteofen 10. Die Vorwärmöfen 9 werden taktweise mittels einer zwischen ihnen und der Beschickungsstation 6 angeordneten Transportvorrichtung 11 mit einzelnen Pressbarren beschickt. Die Länge der Vorwärmöfen ist .so bemessen, dass jeweils ein Pressbarren der grössten Länge (etwa 7,5 m) in einen Vorwärmofen passt. In den Vorwärmöfen sind Brennerreihen angeordnet, welche die eingesetzten Bolzen in stationärem Zustand unmittelbar mit ihren Flammen beaufschlagen und dadurch ein schnelles Anwärmen der Pressbarren bewirken. Die Pressbarren werden nach dem Erreichen der Hochglühtemperatur mittels der reversierend betreibbaren Transportvorrichtung 11 aus den Vorwärmöfen in den dazu quer angeordneten Warmhalteofen 10 überführt. Dieser Warmhalteofen hat eine eigene Transportvorrichtung, auf der die Pressbarren mit einer der gewünschten Glühzeit entsprechenden Geschwindigkeit in Querlage durch den Warmhalteofen hindurch transportiert werden.
Die Glühzeit ist länger als die Vorwärmzeit. Je nach der gewünschten Produktionskapazität sind ein oder mehrere Vorwärmöfen vorgesehen, so daß die Wärmebehandlung kontinuierlich durchgeführt werden kann. Am Ausgang 12 des Warmhalteofens 10 werden die geglühten Pressbarren auf einen Rollgang 13 und von dort in eine Kühl- oder Abschreckvorrichtung 14 überführt.
Von der Abschreckvorrichtung 14 gelangen die abgeschreckten Pressbarren wieder auf den Rollgang 13, der die Pressbarren auf einen weiteren Rollgang 17 überführt. Von einem in Fig. 1 links von dem Rollgang 17 dargestellten Magazintisch 18 lassen sich Pressbarren in unveränderter Gesamtlänge entnehmen.
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Von einem in Fig. 1 rechts von dem Rollgang 17 dargestellten Magazintisch 19 werden die Pressbarren einer Transportbahn 21 zu einer Aufteilsäge 22 zugeführt, wo die Pressbarren 7 auf die gewünschten End längen gebracht werden. Entweder werden die auf Endlänge geschnittenen Pressbarren in Richtung des Pfeiles 23 abgegeben oder sie werden in Richtung der Pfeile 24 und 25 einem Stapelautomaten 26 und von dort in Stapeln einer Abbinde- und Verpackungsstation 27 zugeführt.
Auf der anderen Seite der Transportbahn 21 ist ein Förderband 15 für Abfall angeordnet, unter dessen einem Ende sich ein Abfallbehälter 16 befindet.
Die Ausführung nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 lediglich dadurch, dass anstatt der Vorwärmöfen 9 und des Warmhalteofens 10 nur ein einziger Ofen 10' vorgesehen ist, der eine durch eine strichpunktierte Linie A-A getrennte Vorwärmzone 9r und eine Warmhaltezone 10"aufweist. Die Pressbarren werden von der Beschickungsvorrichtung einer kontinuierlich durch diesen Ofen führenden Transportvorrichtung 11' zugeführt, Die Temperatur in der Vorwärmzone 9' ist so dosierbar, dass ση deren Ende bzw. am Beginn der Glühzone die Pressbarren Glühtemperatur erreicht haben. Die Transportvorrichtung IT ist in Fig. 2 durch ein gestricheltes Rechteck angedeutet. Sie kann von einer doppelsträngigen Förderkette mit quer sich zur Transportrichtung (Pfeil B) erstreckenden Auflagen für die Pressbarren 7 gebildet sein. Am Ausgang des Ofens IT werden die Pressbarren 7 wie bei der Ausführung nach Fig. 1 quer zur Förderrichtung B der Transportvorrichtung IT (Pfeil C) auf den Rollgang 13 mit nicht gezeigten, bekannten Mitteln überführt.
Die in Fig. 3 und 4 dargestellte "fliegende" Säge 5, die längs der Rollenbahn 4 mit Giessgeschwindigkeif mitbewegbar ist, weist ein Kreissägeblatt 30 auf, das zusammen mit seinem Antriebsmotor 31 quer zur Rollenbahn in Säge-Vorschubrichtung mittels eines nicht näher bezeichneten translatorischen Antriebes bewegbar ist0 Die Anordnung aus dem Kreissägeblatt 30, ihrem Antrieb 31 und dem Vorschubantrieb ist auf einem insgesamt mit dem Bezugszeichen 32 bezeichneten Wagen angeordnet, der auf beidseits längs der Rollenbahn 4 angeordneten Schienen 33,34 in Transportrichtung verfahrbor ist. Der Wa-
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gen 32 trägt eine Klemmanordnung mit einem Klemmbalken 35, mit dem die Stranggussprofile während des Sägevorganges gehalten werden.
Von der Stranggiessmaschine ist in den Fig 3 und 4 links das Kokillensystem 36 und daneben ein Transportteppich 37 mit Anpress-Mechanismus 38 zum Anpressen der Stranggussprofile an den Obertrum des Transportteppichs 37 zu sehen. Die "fliegende" Säge arbeitet wie folgt: Zunächst wird der Wagen 32 auf Giessgeschwindigkeit in Richtung des Pfeiles A beschleunigt. Anschliessend werden die Stranggussprofile mit dem von dem Wagen 32 mitgeführten Klemmbalken 35 festgeklemmt. Nun wird der Sägevorschub (Pfeil B in Fig. 4) eingestellt, so dass das Sägeblatt 30 die Stranggussprofile durchschneidet, während sich die Profile mit Giessgeschwindigkeit vorwärtsbewegen. Der Sägevorschub wird nun in Rückwärtsrichtung (Pfeil C in Fig. 4) betätigt, so dass das Sägeblatt 30 wieder in die Ausgangsstellung zurückfährt. Dann wird die Klemmung des Balkens 35 aufgehoben, und der Sägewagen 32 fährt wieder in seine Grundstellung in Richtung des Pfeiles D in Fig. 3 im Eilgang zurück.
Bei bestimmten Anwendungsfällen können die erzeugten Stranggussprofile auch in unaufgeteilter, voller Länge Verwendung finden, wobei sie dann direkt vom Magazintisch 18 entnommen werden.
Die Stranggussprofile können auch beim anschliessenden Verpressen unmittelbar als Balken, Stromschienen oder dgl. eingesetzt werden.
Auch sind Anwendungsfälle denkbar, bei denen die Stranggussprofile nachträgliche Dickenreduzierung durch Walzen anstatt durch Pressen erfahren.
Ansprüche:
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Claims (21)

Ansprüche
1. Verfahren zum Herstellen von Stranggussprofilen, insbesondere von Preßbarren aus Aluminium- oder Magnesiumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Metall zu Stranggussprofilen vergossen wird, und daß die Stranggussprofile entsprechend der Gießgeschwindigkeit maschinell abgeführt, abgetrennt und einer kontinuierlichen oder quasi-kontinuierlichen Wärmebehandlung unterzogen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall . kontinuierlich vergossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall ' horizontal vergossen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stranggussprofile beim Gießen nur derart abgekühlt werden, daß deren Temperatur zu Beginn der Wärmebehandlung nicht tiefer als 200 C liegt.
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5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stranggußprofile beim Gießen nur derart abgekühlt werden, daß ihre Temperatur zu Beginn der Wärmebehandlung der legierungsbedingten Hochglühtemperatur entspricht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stranggußprofile vor der Wärmebehandlung in mit Gießgeschwindigkeit bewegtem, warmem Zustand abgetrennt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stranggußprofile zur Wärmebehandlung kontinuierlich aufgeheizt und anschließend hochgeglüht werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stranggußprofile am Ende der Wärmebehandlung kontrolliert abgekühlt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stranggußprofile in Endlängen unterteilt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die unterteilten Stranggußprofile automatisch, ggf. in Stapeln verpackt werden.
11. Einrichtung zum Herstellen von Stranggußprofilen, insbesondere von Preßbarren aus Aluminium- oder Magnesiumlegierungen, gekennzeichnet durch eine Horizontal -Stranggießmaschine(3, ein- oder mehrsträng ig), eine an diese anschliessende Transportbahn (4), einer der Transportbahn zugeordnete Trennvorrichtung (5) und eine anschließend an die Transportbahn angeordnete Wärmebehandlungsstation
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenn vorrichtung eine fliegende Säge (5) ist.
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13. Einrichtung nach Anspruch U oder 12, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (1,2,8) zum ständigen Zuführen von Metallschmelze zu der Stranggiessmaschine (3).
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem von der Stranggießmaschine (3)entfemten Ende der Transportbahn(4) und der Wärmebehandlungsstation (9,10; 10') ein Puffermagazin (6 bzw.6') vorgesehen ist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlungsstation mindestens einen Vorwärmofen (9) und davon getrennt einen Warmhalteofen (10) umfaßt.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmofen (9) eine taktweise oder im Durchlauf-Aussetzbetrieb betreibbare Transportvorrichtung und der Warmhalteofen (10) eine unabhängig davon im Durchlaufbetrieb
betreibbare Transportvorrichtung aufweist.
17. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Transportvorrichtung (11) zum Transportieren der Stranggußprofile von der Transportbahn (4) bzw. von dem dieser benachbarten Puffermagazin (6) zum Vorwärmofen
und außerdem vom Vorwärmofen (9) zu dem Warmhalteofen (10) vorgesehen ist.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlungsstation einen im Durchlaufbetrieb betreibbaren Ofen (IQ') mit einer Vorwärmzone (9') und einer Warmhaltezone (10") sowie eine durch
diese beiden Zonen geführte Transportvorrichtung (11#) für die Stranggußprofile
umfaßt.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmebehandlungsstation eine Kühlvorrichtung (14) zum kontrollierten Abkühlen der Stranggußprofile nachgeschaltet ist.
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20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmebehandlungsstation eine Trennvorrichtung (22) zum Sägen der Stranggußprofile auf. die gewünschten Endlängen und ggf. eine Entgrat- und/oder Bürstvorrichtung nachgeschaltet ist.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß an ihrem Abgabeende eine selbsttätige Stapel- und Verpackungsvorrichtung
(26,27) angeordnet ist.
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Leerseite
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