EP0685281A2 - Verfahren und Anlage zum Stranggiessen von endabmessungsnahen Giessformaten - Google Patents

Verfahren und Anlage zum Stranggiessen von endabmessungsnahen Giessformaten Download PDF

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EP0685281A2
EP0685281A2 EP95250103A EP95250103A EP0685281A2 EP 0685281 A2 EP0685281 A2 EP 0685281A2 EP 95250103 A EP95250103 A EP 95250103A EP 95250103 A EP95250103 A EP 95250103A EP 0685281 A2 EP0685281 A2 EP 0685281A2
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EP
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strand
casting
continuous casting
copper
cutting device
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Eberhard Fischer
Helmut Maag
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Vodafone GmbH
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Mannesmann AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a process for the continuous casting of near-net-size casting formats for further cold forming from non-ferrous metals, in particular strips, bars or tubes made of copper or copper alloys.
  • a device for the continuous casting of metal products is known from EP 0203867 B1, in which the liquid metal is fed from a ladle into a continuously charged form and from there to a take-off and secondary cooling device. After solidification, the finished strip is deflected and wound on a reel device.
  • the device known from this document has neither means for surface treatment of the belt nor for transverse division.
  • the aim of the invention is to create a method and a system for the continuous casting of any profiles, in which endless casting strands made of copper or copper alloys are brought into the desired delivery quality and formats for later cold forming with structurally simple means with a minimum of metallic losses become.
  • the invention achieves this aim by the features of method claim 1 and device claim 5.
  • the strip is continuously cast in a vertical position, the strip being pulled off centrally after it has solidified and threaded directly into a surface treatment machine. Due to the exact guidance of the strand emerging vertically from the mold, the use of a threading machine is not necessary. In a system with an oscillating mold and continuous strand movement, no special devices are required for adapting the surface treatment machine to the strand movement.
  • a special, segregation-free product is manufactured using a high-frequency moving vertical mold and linear strand withdrawal speed.
  • the strip which is free of defects after the removal of surface material can then be treated as desired, for example bent and wound up immediately thereafter.
  • This process is of particular importance in the continuous casting of alloys which tend to segregate, in particular tin-bronze or phosphorus-deoxidized copper.
  • tin bronzes on the strand surface can have brittle phases due to tin accumulations, which lead to the formation of surface cracks. If, for example, such a strip is bent without pretreatment, these cracks are reinforced in the following way: The surface cracks on the outside of the bent band deepen, the cracks on the inside are initially compressed, and become particularly wide when bent back later due to the previous upsetting.
  • the brittle phase is removed by the surface removal in the vertical region of the strip, so that the strip can subsequently be deformed as desired.
  • the output is increased by reducing mechanical processing and the production program is significantly expanded by avoiding surface defects.
  • the system according to the invention only requires a base frame connected to the foundation, on which the pulling device, the surface processing device, the separating device and, if necessary, the belt deflector are arranged.
  • the typically higher investment costs of a vertical system are thus significantly reduced.
  • a special advantage is offered by arranging a quiver in the strand withdrawal direction directly below the separating device, since this enables the production of particularly bending-sensitive material.
  • FIG. 1 shows a casting device arranged on a casting platform 53, consisting of a distributor 11, a hot-top 12, a mold 13, which is connected to an oscillation drive 14 including secondary cooling, which is arranged above a cooling water distributor 15 the guide rollers 16 are provided.
  • a strand S is withdrawn from the casting device in the vertical direction by a pull-out device 22.
  • a surface treatment machine here a milling machine 23, as well as a separating device, here a pair of scissors 24, are connected to the pull-out device 22 in the direction of the belt, which are arranged together on a base frame 21 connected to the hut foundation 51.
  • the devices for pulling out 22, for surface treatment 23 and for separating 24 can be reached from a work platform 52 which has an opening 54 through which the connection of the devices 22 to 23 to the base frame 21 is permitted.
  • the base frame 21 receives a bending device 25 and a conveyor device 41.
  • the strand S is deflected in its conveying direction by the bending device 25 and fed to a strip reel or strip rolling machine 31 arranged on a base frame part 26.
  • the strand S or the cold strand A is fed from the conveying device 41 to a quiver 42 provided in the hut foundation 51.
  • the strand S itself can be deflected by closing the bending device 25 and a strip reel or reeling machine 31 can be fed.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Stranggießen von endabmessungsnahen Gießformaten zur weiteren Kaltumformung aus Nichteisenmetallen, insbesondere von Bändern, Stangen oder Rohren aus Kupfer oder Kupferlegierungen. Das Verfahren weist erfindungsgemäß folgende Schritte auf: a) Die Schmelze wird in einer Vertikalkokille kontinuierlich gegossen. b) Der erstarrte Strang wird zentrisch geführt abgezogen und direkt in eine Oberflächenbehandlungsmaschine eingefädelt. c) Die Oberfläche des Stranges wird abgetragen. d) Anschließend wird der bezüglich seiner Oberfläche fertige Strang vorgebbar quer abgetrennt. e) Abschließend werden die maßkorrekten Strangstücke der Anlage entnommen. Bei der Anlage zur Durchführung des Verfahrens ist ein mit einem Fundament (51) verbundener Grundrahmen (21) vorgesehen, auf dem in Reihe eine Auszieheinrichtung (22), eine Oberflächenbearbeitungsanlage (23), eine Quertrenneinrichtung (24) und eine Förderreinrichtung (25 bzw. 41) vorgesehen sind. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen von endabmessungsnahen Gießformaten zur weiteren Kaltumformung aus Nichteisenmetallen, insbesondere von Bändern, Stangen oder Rohren aus Kupfer oder Kupferlegierungen.
  • In vertikalen oder in horizontalen Stranggießanlagen werden verschiedene Gießformate wie Bänder, Stangen oder Rohre endlos vergossen. Das Flüssigmetall wird dabei einer gekühlten Kokille zugeführt, die dem Metall die Wärme entzieht und eine feste Strangschale entstehen läßt.
  • So ist aus der EP 0203867 B1 eine Vorrichtung zum Stranggießen von Metallerzeugnissen bekannt, bei der das Flüssigmetall aus einer Gießpfanne in eine kontinuierlich beschickte Form und von dort einer Abzugs- und sekundären Kühlvorrichtung zugeführt wird. Nach der Durcherstarrung wird das fertige Band umgelenkt und auf einer Haspeleinrichtung gewickelt.
  • Die aus dieser Schrift bekannte Einrichtung weist weder Mittel zur Oberflächenbehandlung des Bandes noch zur Querteilung auf.
  • Bei horizontalen Stranggießanlagen für Nichteisenmetalle ist es bekannt, zur spanabhebenden Bearbeitung beispielsweise Fräsmaschinen einzusetzen und für die Querteilung der Bänder fliegende Scheren zu verwenden.
  • Die Erfindung verfolgt das Ziel, ein Verfahren und eine Anlage zum kontinuierlichen Gießen von beliebigen Profilen zu schaffen, bei der mit konstruktiv einfachen Mitteln endlose Gießstränge aus Kupfer bzw. Kupferlegierungen bei einem Minimum von metallischen Verlusten in die gewünschte Abgabequalität sowie -formate zur späteren Kaltumformung gebracht werden.
  • Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch die Merkmale des Verfahrensanspruches 1 und des Vorrichtungsanspruches 5.
  • Erfindungsgemäß wird das Band in einer vertikalen Lage stranggegossen, wobei das Band nach seiner Erstarrung zentrisch abgezogen und direkt in eine Oberflächenbehandlungsmaschine eingefädelt wird. Durch das exakte Führen des vertikal aus der Kokille austretenden Stranges ist der Einsatz einer Einfädelmaschine nicht erforderlich. Bei einer Anlage mit oszillierender Kokille und kontinuierlicher Strangbewegung sind darüber hinaus keine besonderen Einrichtungen für die Anpassung der Oberflächenbehandlungsmaschine an die Strangbewegung erforderlich.
  • Da durch das Vertikalgießen mit oszillierender Kokille nicht nur die bei stehender Kokille auftretenden Ziehmarken wegfallen, sondern auch die Seigerungen die in geringem Maße die Bandoberfläche beeinflussen, ist nur eine geringe Menge an Oberflächenmaterial abzutragen.
  • Ein besonderes seigerungsfreies Produkt wird beim Einsatz einer hochfrequent bewegten Vertikalkokille und linearer Strangabzugsgeschwindigkeit hergestellt.
  • Das nach dem Abtragen von Oberflächenmaterial fehlerfreie Band kann anschließend beliebig behandelt werden, beispielsweise gebogen und unmittelbar danach aufgewickelt werden. Dieses Verfahren ist von besonderer Bedeutung beim Stranggießen von zu Seigerungen neigenden Legierungen, insbesondere von Zinn - Bronzen oder phosphordesoxidiertem Kupfer. So können beispielsweise Zinn - Bronzen auf der Strangoberfläche durch Zinnanreichungen spröde Phasen aufweisen, welche zur Bildung von Oberflächenrissen fuhren. Wird beispielsweise ein solches Band ohne Vorbehandlung gebogen, so verstärken sich diese Risse in folgender Weise:
    Die Oberflächenrisse auf der Außenseite des gebogenen Bandes vertiefen sich, die Risse auf der Innenseite werden zunächst zusammengedrückt, und werden beim späteren Zurückbiegen durch das vorhergehende Stauchen besonders breit.
  • Erfindungsgemäß wird durch die Oberflächenabtragung noch im vertikalen Bereich des Bandes die Sprödphase abgetragen, so daß anschließend das Band beliebig verformt werden kann. Neben der Verbesserung der Bandqualität wird u. a. durch die Verminderung der mechanischen Bearbeitung die Ausbringung erhöht und durch die Vermeidung von Oberflächenfehlern das Produktionsprogramm deutlich erweitert.
  • Die erfindungsgemäße Anlage erfordert nur einen mit dem Fundament verbundenen Grundrahmen, auf dem die Zieheinrichtung, die Oberflächenbearbeitungseinrichtung, die Trenneinrichtung und ggfs. die Bandumlenkung angeordnet sind. Die üblicherweise höheren Investitionskosten einer Vertikalanlage werden damit deutlich verringert.
  • Wird die Oberflächenbearbeitungsmaschine nach der Bandumlenkung in der Horizontalen installiert, so wird eine äußerst aufwendige Bandrückbiege- und Richtmaschine zum exakten Einfädeln des Bandes in die Oberflächenbearbeitungseinrichtung erforderlich.
  • Ein besonderer Vorteil bietet sich an bei einer Anordnung eines Köchers in Strangabzugsrichtung unmittelbar unter der Trenneinrichtung, da damit die Produktion von besonders biegeempfindlichen Material möglich wird.
  • Ein Beispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargelegt.
  • Dabei zeigt die einzige Figur 1 eine auf einer Gießbühne 53 angeordneten Gießeinrichtung, bestehend aus einem Verteiler 11, einem Hot-top 12, einer Kokille 13, die mit einem Oszillationsantrieb 14 einschließlich Sekundärkühlung in Verbindung steht, welcher über einem Kühlwasserverteiler 15 angeordnet ist, an dem Führungsrollen 16 vorgesehen sind.
  • Aus der Gießeinrichtung wird ein Strang S durch eine Ausziehvorrichtung 22 in vertikaler Richtung abgezogen. An die Ausziehvorrichtung 22 schließen sich in Bandführungsrichtung eine Oberflächenbehandlungsmaschine, hier eine Fräsmaschine 23, sowie eine Trenneinrichtung, hier eine Schere 24, an, die gemeinsam auf einem mit dem Hüttenfundament 51 verbundenen Grundrahmen 21 angeordnet sind.
  • Die Einrichtungen zum Ausziehen 22, zur Oberflächenbehandlung 23 und zum Trennen 24 sind von einer Arbeitsbühne 52 erreichbar, welche eine Öffnung 54 aufweist, durch die die Verbindung der Einrichtungen 22 bis 23 mit dem Grundrahmen 21 zuläßt.
  • Der Grundrahmen 21 nimmt eine Biegeeinrichtung 25 und eine Fördereinrichtung 41 auf.
    Durch die Biegeeinrichtung 25 wird der Strang S in seiner Förderrichtung umgelenkt und einer auf einen Grundrahmenteil 26 angeordneten Bandhaspel bzw. Bandeinrollmaschine 31 zugeführt.
  • Bei Öffnung oder Wegfall der Biegeeinrichtung 25 wird der Strang S oder der Kaltstrang A von der Fördereinrichtung 41 einem im Hüttenfundament 51 vorgesehenen Köcher 42 zugeführt. Der Strang S selber kann - wie oben beschrieben - durch Schließen der Biegeeinrichtung 25 umgelenkt und eine Bandhaspel oder -einrollmaschine 31 zugeführt werden.
    • Positionsliste:
    • 11
    Gießeinrichtung
    12
    Verteiler
    13
    Hot-top
    14
    Kokille
    15
    Oszillationsantrieb und Sekundärkühlung
    16
    Kühlwasserverteiler
    17
    Führungsrollen
    Maschinen
    21
    Grundrahmen
    22
    Auszieheinrichtung
    23
    Oberflächenbehandlungseinrichtung
    24
    Trenneinrichtung
    25
    Förder- und Biegeeinrichtung
    26
    Grundrahmenteil Wickeln
    31
    Bandhaspel bzw. Bandeinrollmaschine vertikale Einrichtung
    41
    Fördereinrichtung
    42
    Köcher
    Bühnen
    51
    Hüttenfundament
    52
    Arbeitsbühne
    53
    Gießbühne
    54
    Öffnung
    S
    Strang
    A
    Kaltstrang

Claims (12)

  1. Verfahren zum Stranggießen von endabmessungsnahen Gießformaten zur weiteren Kaltumformung aus Nichteisenmetallen, insbesondere von Bändern, Stangen oder Rohren aus Kupfer oder Kupferlegierungen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    a) Die Schmelze wird in einer Vertikalkokille kontinuierlich gegossen.
    b) Der erstarrte Strang wird zentrisch geführt abgezogen und direkt in eine Oberflächenbehandlungsmaschine eingefädelt.
    c) Die Oberfläche des Stranges wird abgetragen.
    d) Anschließend wird der bezüglich seiner Oberfläche fertige Strang vorgebbar quer abgetrennt.
    e) Abschließend werden die maßkorrekten Strangstücke der Anlage entnommen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Vertikalkokille insbesondere hochfrequent oszilliert und der Strang mit linearer Geschwindigkeit nach unten gefördert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Strang vor seiner Entnahme aus der Anlage gebogen und gewickelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Strang bei Erreichen eines vorgebbaren Bundgewichtes quer abgetrennt wird.
  5. Verfahren nach einem der oben genannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Oberflächenabtragtiefe kleiner 5 % der Strangdicke beträgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Oberfläche des Stranges mechanisch abgetragen wird, z. B. durch eine Fräs- oder Schäleinrichtung.
  7. Anlage zum Vertikalgießen von endabmessungsnahen Gießformaten zur weiteren Kaltumformung aus Nichteisenmetallen mit einem Verteiler, der mit einem Eingießtrichter in Verbindung steht, welcher an eine senkrecht angeordnete Kokille angeschlossen ist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein mit einem Fundament (51) verbundener Grundrahmen (21) vorgesehen ist, auf dem in Reihe eine Auszieheinrichtung (22〉, eine Oberflächenbearbeitungseinrichtung (23), eine Quertrenneinrichtung (24) und eine Fördereinrichtung (25 bzw. 41) vorgesehen sind.
  8. Anlage nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Oberflächenbearbeitungseinrichtung (23) eine spanabhebende spanabhebende Maschine ist, z. B. eine Fräs- oder Schälmaschine.
  9. Anlage nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Quertrenneinrichtung (24) ein mechanisches Schneidegerät ist, z. B. eine Schere.
  10. Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in Bandabzugsrichtung hinter der Quertrenneinrichtung (24) und der Fördereinrichtung (41) sich ein Köcher (42) anschließt.
  11. Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die in Bandabzugsrichtung hinter der Quertrenneinrichtung (24) vorgesehene Fördereinrichtung (25) zugleich als Biegeeinrichtung ausgebildet ist, an die sich eine Bandwickel- bzw. Bandeinrolleinrichtung (31) anschließt.
  12. Anlage nach Anspruch 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Förder- und Biegeeinrichtung (25 ) und die Fördereinrichtung (41) in der Weise ausgestaltet sind, daß der Einsatz eines Kaltstranges (A) erfolgen kann.
EP95250103A 1994-05-30 1995-05-03 Verfahren und Anlage zum Stranggiessen von endabmessungsnahen Giessformaten Expired - Lifetime EP0685281B1 (de)

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DE4419387 1994-05-30

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