EP1046443A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Formung von Metallsträngen - Google Patents
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- EP1046443A1 EP1046443A1 EP99108049A EP99108049A EP1046443A1 EP 1046443 A1 EP1046443 A1 EP 1046443A1 EP 99108049 A EP99108049 A EP 99108049A EP 99108049 A EP99108049 A EP 99108049A EP 1046443 A1 EP1046443 A1 EP 1046443A1
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- European Patent Office
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- metal
- continuous
- melt
- metal strand
- continuous mold
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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
- B22D11/1206—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for plastic shaping of strands
Definitions
- the invention relates to a method for forming metal strands from strand-like Metal flows in a continuous caster with a container of melt in a connected to it, preferably flanged to it Continuous mold and, after exiting from it, are further shaped.
- the metal strand is preformed in the continuous mold after its exit from the continuous mold and solidification of its structure and Cooling either stored in the form of semi-finished strand sections, then re-heated to a rolling stand configuration and in this stepwise or continuously to profiled strands reshaped or, immediately following the exit, using its exit heat is rolled into profiles.
- the metal strand often results from the exit the continuous mold relatively large temperature differences across the cross section from the edge zone to the core. These often lead to tensions between the two Zones and cause cracks in the edge zone, especially edge cracks.
- Forming strands cast in this way with very different material states within the cross section of the material is only within narrow limits possible.
- the layers cause completely solidified Material with increasing thicknesses, which limit the shape options and even make it impossible under special circumstances.
- This object is achieved in that the structure of the strand-like metal flow inside the continuous mold into one suitable for thixo molding Condition with globulistic granulation and residual melt distributed between them brought in the area between liquidus and solidus temperature and solidifying after the emerging metal strand emerges from the continuous mold, this thixo-shaped during its further movement and then, in the frozen Condition is further shaped to the finished profile.
- the movement of the metal strand between the mold and the forming tool should preferably be without Influenced by train, only under pressure from the container the melt into the continuous mold metal flow can be effected.
- the structure of the metal flow in the continuous mold can be achieved by introducing Flow movements and controlled, temperature-compensating feed or Dissipation of heat can be influenced.
- the flow movements can run perpendicular or transverse to the flow direction or in or against it; they can also be generated by electromagnetic stirring devices.
- the container of the melt can, as the invention further proposes, be heated and, if necessary, the surface of the melt in the container is pressurized in a controlled manner become.
- the peripheral area of the metal strand in the continuous mold can be subjected to different and controlled heat impacts in sections in the flow direction become. It has been shown that the thixo formation of the solidifying Metal strand after its exit from the continuous mold with cross-sectional reductions from 1: 1.1 to 1 15, based on the cross section at the outlet can be effected from the continuous mold.
- the metal strand can expedient in the area between the outlet from the continuous mold and entry into the area after thixo molding in an inert atmosphere
- the facilities involved in the molding process can and temperature field measuring devices, their measurement results downstream computing and monitoring devices are fed, which the forming process in the area between the continuous mold and Control the thixo molding device.
- These devices can be used for heating and cooling the continuous mold and / or the metal strand to regulate the Melt bath temperature and / or the pressurization of the melt Measuring devices can be provided for several temperature fields, deliver the measurement results as actual values of the monitoring and computing device be fed. These actual values generally only correspond to the Temperatures of the edge zones of the mold or, subsequently, the surface temperature of the metal strand at its exit.
- the temperature profile for the entire course of the molding process can created using pre-calculated parameters as simulation and online can be compared with actual values, and the simulation can be carried out in the Real-time of a scale comparison system.
- the simulation can Run online alongside the actual flow of the molding process
- the metal strand can already be made into one with reference to during thixo molding the finished profile is brought close to the final dimension, which then is formed into a finished profile by a re-rolling process.
- the on the thixo-forming subsequent shaping of the metal strand can be carried out continuously or discontinuously after passing through a heating furnace in profile changing Roll stands or roll stand groups can be effected.
- the heating furnace can, as the invention proposes, to piercing temperatures can be made adjustable from 800 to 1250 ° for the subsequent rolling stands. In the transition of the melt container, a thermal is expedient Isolation provided.
- the metal strand supporting, heated Support devices are provided provided the forming tools are not direct intervene behind the mold.
- the forming device for the thixo molding of the Metal strand can have vibrating jaw tools or pairs of rollers or also be designed as a continuous forging machine the molds of these forming devices can be heated.
- the Forging tools of the continuous forging machine can be made from one or consist of several hammer groups arranged one after the other, in different, offset levels become effective
- FIG. 1 there is one on the container BH for the melt SM Continuous die DK flanged, behind the outlet mouth AM a forming machine SB is arranged.
- the movement of the deforming jaws 4, 5 of these Forming machine SB are over eccentric connecting rods EP1, EP2, EP3, EP4, EP5 and EP6 drive-driven Behind the forming machine SB is a roller table RG arranged.
- the melt SM in the container BH occurs under hydrostatic pressure or under the pressure, not shown, acting on the surface of the melt SM Facilities (arrow EP) as a strand-shaped metal flow in the Continuous mold DK on.
- the structure of this metal flow MF is in the continuous mold by introducing flow movements, vertically and if necessary transverse to the direction of flow (arrow BS) with temperature-compensating inflow or Dissipation of heat with the help of arranged around the continuous mold DK, not shown devices, such as electromagnetic agitators and controllable Heating and cooling devices in the condition suitable for thixo molding with globulistic grain and, between this, distributed residual melt brought and in this state, slowly solidifying, as a metal strand in the area of the deformation jaws 4, 5 of the forming machine SB.
- the entire system for the thixo-forming up to the finished profile according to FIG. 2 exists from the described device with container BH for the melt SM, Continuous mold DK, forming machine SB and roller table RG.
- the roller table RG there is an emergency shear and a continuous heating furnace WO.
- a descaling device EZ is provided and behind this is a compact roll stand arrangement, which is a duo ram DSV and two universal scaffolding UG, with a duo scaffolding frame arranged between them ZG includes.
- This compact roller group is located on the output side a pair of shears TSH.
- the one coming from the forming machine SB, lying on the roller table RG and thixo-shaped metal strand can be continuous or section by section be introduced discontinuously into the continuous heating furnace WO, from this, after it has been brought to the required puncture temperature, in get the compact roller group arrangement from which it is divided as a finished profile, if necessary, cooled and straightened further divided into finished lengths can.
- FIG. 3 shows examples of that, as a preliminary profile VP from the Continuous die DK emerged profile of the metal strand in the forming machine into an intermediate profile ZP thixo-shaped and was then formed into the finished profile FP in the compact rolling arrangement 4 shows a corresponding preliminary profile VP, which in the Intermediate profile ZP thixo-shaped, then in the compact rolling group for Finished profile FP was rolled.
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Abstract
Ein Verfahren zur Formung von Metallsträngen aus strangförmigen Metallflüssen (MF). Diese werden in einer Stranggießanlage mit Behälter (BH) der Schmelze (SM) in einer, mit diesem Behälter (BH) verbundenen, an diesen angeflanschten Durchlaufkokille (DK) geformt, und nach dem Austritt aus dieser weiter geformt. Das Gefüge des strangförmigen Metallflusses (MF) wird innerhalb der Durchlaufkokille (DK) in einen, für das Thixo-Formen geeigneten Zustand mit globulistischer Körnung und zwischen dieser verteilter Restschmelze im Bereich zwischen Liquidus- und Solidustemperatur gebracht. Erstarrend wird der Metallstrang (MS) nach seinem Austritt aus der Durchlaufkokille (DK), während seiner Weiterbewegung thixogeformt und daran anschließend im erstarrten Zustand weiter zum fertigen Profil (FP) geformt. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formung von Metallsträngen aus strangförmigen
Metallflüssen, die in einer Stranggießanlage mit Behälter der Schmelze
in einer, mit diesem verbundenen, vorzugsweise an diesen angeflanschten
Durchlaufkokille geformt und, nach dem Austritt aus dieser weiter geformt werden.
Mit Verfahren dieser Art wird der in der Durchlaufkokille vorgeformte Metallstrang
nach seinem Austritt aus der Durchlaufkokille und Erstarren seines Gefüges und
Abkühlung entweder in der Form von Halbzeug-Strangabschnitten gespeichert,
anschließend auf Walztemperatur wiedererhitzt einer Walzgerüstanordnung zugeführt
und in dieser schrittweise oder durchgehend zu profilierten Strängen
weitergeformt oder auch, im unmittelbaren Anschluß an den Austritt, unter Ausnutzung
seiner Austrittswärme zu Profilen walzverformt.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, dem, aus der Durchlaufkokille austretenden
Metallstrang bereits ein Profil zu geben, dessen Form und Abmaße den
Formen und Abmaßen des zu walzenden Fertigprofils möglichst nahe kamen,
um damit durch Verkürzung der Prozeßkette eine Leistungserhöhung der Anlage
zu erreichen.
Weiter wurde auch schon vorgeschlagen, die Leistung der Anlage dadurch zu
steigern, daß die Arbeitstakte der Stranggießanlage und die der Walzanlagen so
aufeinander abgestimmt wurden, daß bei entsprechender Auslegung beider Anlagen
ein Betrieb im Verbund in einer Produktionseinheit ermöglicht wurde.
Hierzu wurde weiter bereits vorgeschlagen, den Metallstrang unmittelbar nach
seinem Austritt aus der Durchlaufkokille durch Walzen bzw. Schmieden oder
Walzen und Schmieden in Kombination zu komprimieren mit dem Ziel, die Qualität
des Metallstrangs zu verbessern und dabei auch bereits den Querschnitt zu
reduzieren. Die Kompression kann dabei in einem Bereich erfolgen, in dem das
Material noch nicht vollständig erstarrt und die Kernzone noch flüssig ist (US-PS
4.930,207).
Ein anderer Verfahrensvorschlag geht dahin, den Metall strang mit Beginn der
Erstarrung in der Durchlaufkokille zu formen. Diese Formung wird durch eine
entsprechende Ausbildung der Durchlaufkokille erreicht. Der Gießquerschnitt
(rund oder oval) wird dabei in einen Profilquerschnitt umgeformt, der im wesentlichen
den gleichen Umfang aufweist. Bei dieser Formung sind die äußeren
Schichten des Querschnitts des Metallstrangs vollständig erstarrt und die mittleren
Schichten sowie der Kern befinden sich in einem flüssigen Zustand.
Bei solchen Verfahren ergeben sich häufig beim Austritt des Metallstrangs aus
der Durchlaufkokille relativ große Temperaturunterschiede über den Querschnitt
von der Randzone zum Kern. Diese führen häufig zu Spannungen zwischen beiden
Zonen und bewirken Risse in der Randzone insb. Kantenrisse.
Weitere Nachteile der beschriebenen bekannten Verfahren bestehen darin, daß
die Vorprofil-Gießquerschnitte bisher meist nicht unter Gießdicken von 50 mm
gebracht werden konnten. Wegen der Verwendung von Gießrohren sind die
Moglichkeiten, kleinere Gießquerschnitte zu erreichen, begrenzt Deshalb mussen
meist auch für kleinere und dünnwandige Fertigprofile entsprechend nicht
verhältnismäßige große Gießquerschnitte verwendet werden, die entsprechend
hohe Umformgrade bei der nachfolgenden Formung im Walzwerk mit sich bringen.
Andererseits sind zur Erzielung der gewünschten technologischen Eigenschaften
je nach Stahlqualitat meist nur Umformgrade zwischen 1:4 und 1:8 erforderlich.
-Dies bedeutet, daß z B bei der Herstellung dünnwandiger Profile
Umformgrade, < 1:20 erforderlich sind, die entsprechend hohe Produktions- und
Investitionskosten mit sich bringen. Ohne Gießrohre gegossene kleine Querschnitte
fuhren zu einer geringen Leistung pro Gießstrang und schränken die
Möglichkeit eines Verbundbetriebes von Gieß- und Walzanlage stark ein bzw
machen sie unmoglich.
Das Formen von so gegossenen Strängen mit sehr unterschiedlichen Material-zuständen
innerhalb des Querschnitts des Materials ist nur in engen Grenzen
möglich. Insbesondere verursachen die Schichten von vollstandig erstarrtem
Material mit zunehmender Dicke Spannungen, die die Formmöglichkeiten beschränken
und unter besonderen Umständen sogar unmöglich machen.
Neben den geschilderten Verfahren zur Formung von Metallsträngen wurden in
jungerer Zeit Formgebungsverfahren mit der Bezeichnung Thixo-Formen bekannt,
bei denen die Formung eines besonders eingestellten Gefüges im teilerstarrten
Zustand erfolgt Nach einer "SIMA-Vertahren" genannten Methode wird
der Werkstoff zunächst oberhalb seiner Rekristallisationstemperatur stranggepreßt
und dann kalt geformt. Bei anschließender Erwärmung auf den Temperaturbereich
Solidus-Liquidus wird ein globulitisches Querschnittsgefüge mit Restschmelze
erzeugt.
Ausgehend von einer weiteren, bekanntgewordenen Entwicklung des GießSchmiedens
von Formstücken, bei dem eine Umformung von unlegierten duktilen
Eisenkohlenstoff-Werkstoffen in teilerstarrtem Zustand durchgeführt wird, und
für die ein speziell hergestelltes Vormaterial verwendet wird, werden z.B. Rundbolzen
stranggegossen und bei der Erstarrung, um ein Abscheren der, in die
Schmelze ragenden Dendriten zu erreichen, einem Drehfeld ausgesetzt und die
gegossenen Strange in Bolzen unterteilt, die vor dem Schmieden oder Verarbeiten
in einer Druckgießmaschine in den Temperaturbereich Solidus-Liquidus
gebracht werden, hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, die oben erläuterten
Schwierigkeiten und Nachteile zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Gefüge des strangförmigen Metallflusses
innerhalb der Durchlaufkokille in einen, für das Thixo-Formen geeigneten
Zustand mit globulistischer Körnung und zwischen dieser verteilter Restschmelze
im Bereich zwischen Liquidus- und Solidustemperatur gebracht und erstarrend
nach dem Austritt des entstehenden Metallstrangs aus der Ourchlaufkokille, dieser
während seiner Weiterbewegung thixo-geformt und anschließend, im erstarrten
Zustand weiter zum fertigen Profil geformt wird. Die Bewegung des Metallstrangs
zwischen Kokille und Umformwerkzeug soll dabei vorzugsweise ohne
Beeinflussung durch Zug, ausschließlich unter dem Druck des aus dem Behälter
der Schmelze in die Durchlaufkokille eintretenden Metallflusses bewirkt werden.
Das Gefuge des Metallflusses in der Durchlaufkokille kann durch Einbringen von
Strömungsbewegungen und gesteuerte, temperaturausgleichende Zu- bzw.
Abfuhr von Wärme beeinflußt werden. Die Strömungsbewegungen können dabei
senkrecht oder quer zur Durchflußrichtung bzw. in oder entgegen dieser verlaufen;
sie können auch durch elektromagnetische Rühreinrichtungen erzeugt werden.
Der Behälter der Schmelze kann, wie die Erfindung weiter vorschlägt, beheizt
und ggf die Oberfläche der Schmelze im Behälter gesteuert druckbeaufschlagt
werden. Der Umfangsbereich des Metallstrangs in der Durchlaufkokille
kann in Durchflußrichtung abschnittsweise unterschiedlich und gesteuert warmebeaufschlagt
werden. Es hat sich gezeigt, daß die Thixo-Formung des erstarrenden
Metallstrangs nach seinem Austritt aus der Durchlaufkokille unter Querschnittsreduktionen
von 1:1,1 bis 1 15, bezogen auf den Querschnitt beim Austritt
aus der Durchlaufkokille bewirkt werden kann. Der Metallstrang kann
zweckmäßig in dem Bereich zwischen dem Austritt aus der Durchlaufkokille und
dem Eintritt in den Bereich nach der Thixo-Formung in einer Inertatmosphare
stattfinden Den, am Formungsprozeß beteiligten Einrichtungen konnen Temperatur-
und Temperaturfeld-Meßeinnchtungen zugeordnet sein, deren Meßergebnisse
nachgeordneten Rechen- und Überwachungseinrichtungen zugeführt werden,
die den Forrnungsprozeß in dem Bereich zwischen Durchlaufkokille und
Thixo-Formeinrichtung steuern. Diese Einrichtungen können solche zum Heizen
und Kühlen der Durchlaufkokille und/oder des Metallstrangs, zur Regelung der
Schmelzbadtemperatur und/oder der Druckbeaufschlagung der Schmelze sein
Es konnen für mehrere Temperaturfelder Meßeinrichtungen vorgesehen werden,
die Meßergebnisse liefern, die als Istwerte der Überwachungs- und Recheneinrichtung
zugeführt werden. Diese Istwerte entsprechen in der Regel nur den
Temperaturen der Randzonen der Kokille oder, anschließend, der Oberflächentemperatur
des Metallstranges bei seinem Austritt. Da aber die Temperaturverhältnisse
uber den gesamten Querschnitt des Stranges benötigt werden, die
man nicht messen kann, werden errechnete Werte benötigt. So ist es möglich,
den erwunschten Temperaturverlauf für einen bestimmten Querschnitt zu errechnen.
Dieser Temperaturverlauf, das errechnete Temperaturprofil, gibt die
Sollwerte fur die einzelnen Temperaturfelder an, die entsprechend der ortlichen
und anlagetechnischen Verhaltnisse zur Einstellung von Korrekturfaktoren führen.
Dabei werden für die verschiedenen Temperaturfelder je nach den Abweichungen,
die Heiz- bzw Kühleinrichtungen entsprechend betätigt, um das gewünschte
Temperaturprofil einzusteuern und konstant zu halten.
Das Temperaturprofil für den gesamten Verlauf des Formungsprozesses kann
unter Verwendung vorerrechneter Parameter als Simulation erstellt und Online
mit entstehenden Istwerten verglichen werden, und die Simulation kann in der
Echtzeit einer maßstabsgleichen Vergleichsanlage erfolgen. Die Simulation kann
Online neben dem tatsächlichen Ablauf des Formungsprozesses verlaufen
Das Zusammenspiel aller Parameter der Prozeßkette laßt sich nicht ohne weiteres
mittels einer Vorberechnung der einzelnen Parameter erfassen. Möglich ist
es aber, den gesamten Prozeßablauf, insbesondere die Wärmeabfuhr beim Erstarrungsvorgang
in den Rechner einzugeben und den gesamten Prozeßablauf
zu simulieren. Die gegenseitige Beeinflussung mehrerer Parameter läßt sich
damit deutlich machen und ermöglicht die Wahl der richtigen Einstellungen zur
Erzielung gewünschter Temperaturgradienten in der Kokille und im teilerstarrten
Strang sowohl in der Längs- als auch in der Quemchtung.
Der Metallstrang kann schon während des Thixo-Formens in eine, mit Bezug auf
das Fertigprofil endabmessungsnahe Abmessung gebracht werden, die anschließend
durch einen Nachwalzvorgang zum Fertigprofil geformt wird. Die an
die Thixo-Formung anschließende Formung des Metallstrangs kann kontinuierlich
oder diskontinuierlich nach Durchlaufen eines Erwärmungsofens in profilverandernden
Walzgerusten oder Walzgerüstgruppen bewirkt werden. Der Erwärmungsofen
kann dabei, wie die Erfindung vorschlägt, auf Anstichtemperaturen
von 800 bis 1250° für die nachfolgenden Walzgerüste einstellbar gemacht werden.
Im Übergang des Behälters der Schmelze wird zweckmäßig eine thermische
Isolation vorgesehen. In dem Bereich zwischen dem Austritt des Metalistrangs
aus der Durchlaufkokille und den anschließenden, die weitere Formung
bewirkenden Einrichtungen können, den Metallstrang abstützende, beheizbare
Stützeinrichtungen vorgesehen werden, sofern die Umformwerkzeuge nicht direkt
hinter der Kokille eingreifen. Die Umformeinrichtung für das Thixo-Formen des
Metallstrangs kann Schwingbacken-Werkzeuge bzw. Walzenpaare aufweisen
oder auch als durchlaufende Schmiedemaschine ausgebildet werden, dabei
können die Formwerkzeuge dieser Umformeinrichtungen beheizbar sein. Die
Schmiedewerkzeuge der Durchlauf-Schmiedemaschine können aus einer oder
mehreren hintereinander angeordneten Hammergruppen bestehen, die in verschiedenen,
gegeneinander versetzten Ebenen wirksam werden
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und den Vorrichtungen zu seiner Anwendung
wird die Herstellung von Profilen in einer verkürzten Prozeßkette wirtschaftlich
und qualitativ verbessert. Dabei werden in einer kompakten Anlage
mit, aufeinander abgestimmten, im Verbund arbeitenden Einrichtungen vorprofilförmige,
ggfs. schon endabmessungsnahe Querschnitte durch Thixo-Formen
erzielt und anschließend durch Walzen fertig geformt.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
naher erläutert. In der Zeichnung zeigen
- Fig. 1
- eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, von der Seite gesehen in schematischer Darstellung,
- Fig. 2
- die Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer dieser nachgeschalteten Anlage für die Weiterverformung, ebenfalls in schematischer Darstellung,
- Fig 3
- eine, mit der Anlage nach Anspruch 2 erzielte Formstichfolge und
- Fig. 4
- eine andere, ebenfalls mit der Anlage nach Anspruch 2 erzielte Formstichfolge.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen, ist an dem Behälter BH für die Schmelze SM eine
Durchlaufkokille DK angeflanscht, hinter deren Austrittsmündung AM eine Umformmaschine
SB angeordnet ist. Die Bewegung der Verformbacken 4, 5 dieser
Umformmaschine SB werden über Exzenter-Pleuel EP1, EP2, EP3, EP4, EP5
und EP6 antriebsbewegt Hinter der Umformmaschine SB ist ein Rollgang RG
angeordnet.
Die, im Behälter BH befindliche Schmelze SM tritt unter hydrostatischem Druck
bzw unter dem Druck, nicht dargestellter, die Oberfläche der Schmelze SM beaufschlagender
Einrichtungen (Pfeil EP) als strangförmiger Metallfluß in die
Durchlaufkokille DK ein. Das Gefüge dieses Metallflusses MF wird in der Durchlaufkokille
durch Einbringen von Strömungsbewegungen, senkrecht und ggf.
quer zur Durchflußrichtung (Pfeil BS) unter temperaturausgleichender Zu- bzw.
Abfuhr von Wärme mit Hilfe von, um die Durchlaufkokille DK angeordneten, nicht
dargestellten Einrichtungen, wie elektromagnetischen Rührwerken und steuerbaren
Heiz- und Kühleinrichtungen in den, für das Thixo-Formen geeigneten Zustand
mit globulistischer Körnung und, zwischen dieser verteilter Restschmelze
gebracht und gelangt in diesem Zustand, langsam erstarrend, als Metallstrang in
den Bereich der Verformungsbacken 4, 5 der Umformmaschine SB. Diese führen,
angetrieben über die Exzenter-Pleuel EP1 und EP2 bzw. EP3 und EP4
Verformbewegungen quer und, angetrieben durch die Exzenter-Pleuel EP5 und
EP6, Verformbewegungen in bzw. entgegen der Bewegungsrichtung (Pfeil PF)
des Metallstranges MS aus Der durch diese Bewegungen der Verformungsbakken
4, 5 thixo-geformte Metallstrang MS gelangt auf den Rollgang RG. Dieser
Formungsbereich zwischen dem Austritt 4 der Durchlaufkokille DK und dem
Rollgang RG kann auf nicht dargestellte Weise von einer tnertatmosphäre umschlossen
werden. Des weiteren kann zwischen der Austrittsmündung der
Durchlaufkokille DK und dem Eingang der Umformmaschine SB eine, ebenfalls
nicht dargestellte, ggf. beheizte Strangstütze angeordnet werden.
Die Gesamtanlage für die Thixo-Formung bis zum Fertigprofil nach Fig. 2 besteht
aus der beschriebenen Vorrichtung mit Behälter BH für die Schmelze SM,
Durchlaufkokille DK, Umformmaschine SB und Rollgang RG. Dem Rollgang RG
ist eine Notschere nachgeordnet und dieser ein Durchlauf-Wärmofen WO. Unmittelbar
hinter diesem ist eine Entzunderungseinrichtung EZ vorgesehen und
hinter dieser eine Kompaktwalzgerüstanordnung, die ein Duo-Stauchvorgerüst
DSV und zwei Universalgerüste UG, mit zwischen diesen angeordnetem Duo-Stauchgerüst
ZG umfaßt. Ausgangsseitig dieser kompaktwalzgruppe befindet
sich noch eine Trennschere TSH.
Der aus der Umformmaschine SB kommende, auf dem Rollgang RG aufliegende
und thixo-geformte Metallstrang kann kontinuierlich oder auch abschnittsweise
diskontinuierlich in den Durchlaufwärmofen WO eingebracht werden, aus diesem,
nachdem er auf die erforderliche Änstichtemperatur gebracht worden ist, in
die Kompaktwalzgruppenanordnung gelangen, aus der er als Fertigprofil geteilt,
ggf. gekühlt und gerichtet in Fertiglängen weiter unterteilt abgelagert werden
kann.
Die Formstückfolge nach Fig. 3 zeigt Beispiele für das, als Vorprofil VP aus der
Durchlaufkokille DK ausgetretene Profil des Metallstrangs, das in der Umformmaschine
zu einem endabmessungsnahen Zwischenprofil ZP thixo-geformt und
anschließend in der Kompaktwalzanordnung zum Fertigprofil FP geformt wurde
Die Formprofilfolge nach Fig 4 zeigt ein entsprechende Vorprofil VP, das in das
Zwischenprofil ZP thixo-geformt, anschließend in der Kompaktwalzgruppe zum
Fertigprofil FP gewalzt wurde.
- BH
- Behälter
- SM
- Schmelze
- MF
- Metallfluß
- MS
- Metallstrang
- DK
- Durchlaufkokille
- AM
- Austrittsmündung
- BS
- Bewegungsrichtung
- EP
- Beaufschlagungsdruck
- FB
- Umformmaschine
- EP1
- Exzenter-Pleuel
- EP2
- Exzenter-Pleuel
- EP3
- Exzenter-Pleuel
- EP4
- Exzenter-Pleuel
- EP5
- Exzenter-Pleuel
- EP6
- Exzenter-Pleuel
- RG
- Rollgang
- WA
- Wärmofen
- DSV
- Duo-Stauch-Vorgerüst
- UG
- Universalgerüst
- DZG
- Duo-Stauch-Zwischengerüst
- EZ
- Entzunderungseinrichtung
- TSH
- Trennschere
- VP
- Vorprofil
- ZP
- Zwischenprofil
- FP
- Fertigprofil
- 4
- Verformungsbacke
- 5
- Verformungsbacke
Claims (25)
- Verfahren zur Formung von Metallstrangen aus strangförmigen Metallflüssen, die in einer Stranggießanlage mit Behälter der Schmelze in einer, mit diesem verbundenen, vorzugsweise an diesen angeflanschten Durchlaufkokille geformt und, nach dem Austritt aus dieser weiter geformt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gefüge des strangformigen Metallflusses (MF) innerhalb der Durchlaufkokille (DK) in einen, für das Thixo-Formen geeigneten Zustand mit globulistischer Körnung und, zwischen dieser verteilter Restschmelze im Bereich zwischen Liquidus- und Solidustemperatur gebracht und erstarrend, nach dem Austritt des entstehenden Metallstrangs (MS) aus der Durchlaufkokille (DK), dieser während seiner Weiterbewegung thixo-geformt und anschließend, im erstarrten Zustand weiter zum fertigen Profil geformt wird. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegung des Metallstrangs (MS) zwischen Kokille und Umformwerkzeugen ohne Beeinflussung durch Zug, ausschließlich unter dem Druck des, aus dem Behälter (BH) der Schmelze (SM) in die Durchlaufkokille (DK) eintretenden Metallflusses (MF) bewirkt wird. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gefüge des Metallflusses (MF) in der Durchlaufkokille (DK) durch Einbringen von Strömungsbewegungen und gesteuerte, temperaturausgleichende Zu- bzw. Abfuhr von Wärme beeinflußt wird. - Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungsbewegungen senkrecht oder quer zur Durchflußrichtung (PS) bzw. in oder entgegen dieser verlaufen. - Verfahren nach den Ansprüchen 3 und/oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromungsbewegungen durch elektromagnetische Rühreinrichtungen erzeugt werden - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter (BH) der Schmelze (SM) beheizt wird - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Oberfläche der Schmelze (SM) im Behälter (BH) gesteuert druckbeaufschlagt wird. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Umfangsbereich des Metallstrangs (MS) in der Durchlaufkokilie (DK) in Durchflußrichtung abschnittsweise unterschiedlich und gesteuert wärmebeaufschlagt wird. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Thixo-Formung des erstarrenden Metallstrangs (MS) nach seinem Austritt aus der Durchlaufkokille (DK) unter Querschnittsreduktionen von 1:1,1 bis 1 15, bezogen auf den Querschnitt beim Austritt aus der Durchlaufkokille (DK) bewirkt wird. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Metallstrang (MS) in dem Bereich zwischen dem Austritt aus der Durchlaufkokille (DK) und dem Eintritt in den Bereich nach der Thixo-Formung von einer inertatmosphäre umschlossen wird. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß den, am Formungsprozeß beteiligten Einrichtungen Temperatur- und Temperaturfeld-Meßeinrichtungen zugeordnet sind, deren Meßergebnisse nachgeordneten Rechen- und Überwachungseinrichtungen zugeführt werden, die den Formungsprozeß in dem Bereich zwischen Durchlaufkokille und Thixo-Formeinrichtungen steuern. - Verfahren nach Anspruch 11.
gekennzeichnet durch
von den Rechen- und Überwachungseinrichtungen gesteuerte Einrichtungen zum Heizen und Kühlen der Durchlaufkokille und/oder des Metallstrangs, zur Regelung der Schmelzbadtemperatur und/oder der Druckbeaufschlagung der Schmelze - Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Überwachungseinrichtungen die Heiz- bzw. Kühleinrichtungen auf die Erzeugung eines vorgegebenen Temperaturprofils einregeln. - Verfahren nach den Ansprüchen 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Temperaturprofil für den gesamten Verlauf des Formungsprozesses unter Verwendung vorerrechneter Parameter als Simulation erstellt und mit entstehenden Istwerten verglichen wird - Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Simulation in der Echtzeit einer maßstabsgleichen Vergleichsanlage erfolgt. - Verfahren nach den Anspruchen 14 und/oder 15.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Simulation online neben dem tatsächlichen Ablauf des Formungsprozesses verläuft. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Metallstrang (MS) schon während des Thixo-Formens in eine, mit Bezug auf das Fertigprofil endabmessungsnahe Abmessung gebracht wird, die anschließend durch einen Nachwalzvorgang zum Fertigprofil geformt wird. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die, an die Thixo-Formung anschließende Formung des Metallstrangs (MS) kontinuierlich oder diskontinuierlich nach Durchlaufen eines Erwärmungsofens (WO) in profilverändernden Walzgerüsten oder Walzgerüstgruppen (WSV, UG, DZG, UG) bewirkt wird - Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Erwärmungsofen (WO) auf Anstichtemperaturen von 800 bis 1250° für die nachfolgenden Walzgerüste (DSV, UG, DZG, UG) einstellbar ist. - Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine den Übergang des Behälters (BH) der Schmelze (SM) zur Durchlaufkokille (DK) angeordnete thermische isolation. - Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine in dem Bereich zwischen dem Austritt des Metallstrangs (MS) aus der Durchlaufkokille (DK) und den anschließenden, die weitere Formung bewirkenden Einrichtungen angeordnete, den Metallstrang (MS) abstützende, beheizbare Stützeinrichtung. - Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umformeinrichtung (SB) für das Thixo-Formen des Metallstrangs Schwingbackenwerkzeuge (4, 5) bzw. Walzenpaare aufweist oder als Durchlauf-Schmiedemaschine ausgebildet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Formwerkzeuge (4, 5) der Umformeinrichtung (SB) beheizbar sind - Vorrichtung nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schmiedewerkzeuge der Durchlaufschmiedemaschine aus einer oder mehreren hintereinander angeordneten Hammergruppen bestehen , - Vorrichtung nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hammergruppen in verschiedenen, gegeneinander versetzen Ebenen wirksam werden.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP99108049A EP1046443A1 (de) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Formung von Metallsträngen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP99108049A EP1046443A1 (de) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Formung von Metallsträngen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP1046443A1 true EP1046443A1 (de) | 2000-10-25 |
Family
ID=8238027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP99108049A Withdrawn EP1046443A1 (de) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Formung von Metallsträngen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1046443A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011003415A1 (de) * | 2011-02-01 | 2012-08-02 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen eines metallischen Bauteils |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4621676A (en) * | 1983-02-23 | 1986-11-11 | The Secretary Of State For Trade And Industry In Her Britanic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Casting of metallic materials |
| JPH01289552A (ja) * | 1988-05-16 | 1989-11-21 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 丸形連続鋳造鋳片の鍛圧装置 |
| US4930207A (en) * | 1988-06-07 | 1990-06-05 | Kawasaki Steel Corp. | Method and apparatus for continuous compression forging of continuously cast steel |
-
1999
- 1999-04-23 EP EP99108049A patent/EP1046443A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4621676A (en) * | 1983-02-23 | 1986-11-11 | The Secretary Of State For Trade And Industry In Her Britanic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Casting of metallic materials |
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| US4930207A (en) * | 1988-06-07 | 1990-06-05 | Kawasaki Steel Corp. | Method and apparatus for continuous compression forging of continuously cast steel |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 014, no. 069 (M - 0932) 8 February 1990 (1990-02-08) * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011003415A1 (de) * | 2011-02-01 | 2012-08-02 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen eines metallischen Bauteils |
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