DE1652671A1

DE1652671A1 - Verfahren und Schaelvorrichtung zum Vorbearbeiten eines aus einer Stranggiessanlage austretenden und durch Walzen,Streckschmieden od.dgl. weiter zu bearbeitenden Gussstranges

Info

Publication number: DE1652671A1
Application number: DE19681652671
Authority: DE
Inventors: Kralowetz Dr Techn Dipl- Bruno
Original assignee: FERTIGUNGSTECHNIK U MASCHB GMB
Current assignee: FERTIGUNGSTECHNIK U MASCHB GMB
Priority date: 1967-03-07
Filing date: 1968-01-13
Publication date: 1970-01-08
Also published as: FR1553563A; GB1218930A; GB1218929A

Description

PATENTANWALT Din..-ing. 807 INGOLSTÄDT/DONAÜ,

FRITZ SCHNELL· -- ■ ' , postfach .so

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Gesellschaft für Fertigungstechnik und Maschinenbau Gesellschaft m.b.H. in Steyr (Österreich)

Verfahren und Schälvorrichtung zum Vorbearbeiten .eines aus einer Stranggießanlage austretenden und durch Walzen, Streckschmieden od.dgl. weiter zu bearbeitenden Gußstranges

Stranggießanlagen gewinnen zur Belieferung von Walzwerken od.dgl. immer mehr an Bedeutung, was vor allem darauf zurückzuführen ist, daß das Material in der Stranggießanlage bereits eine Rohform erhält, die der endgültigen Verarbeitungsform näher angepaßt ist. Für die v/eitere Verformung v/erden dann nur Walzenstraßen für kleinere Abmessungen benötigt, so daß auf die sogenannte Blockstrecke, die sonst beim Verformen von Ingots erforderlich ist, verzichtet werden kann. Außerdem erlaubt das Stranggußverfahren weitgehend einen kontinuierlichen Betrieb, d.h., das Gießen und Weiterverarbeiten kann in einem ununterbrochenen Arbeitsablauf und gegebenenfalls in einer Hitze erfolgen.

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Ein solches Durchlaufverfahren möglichst in einer Hitze ist bei Stahl bisher aber auf kommerzielle Qualitäten beschränkt. Stähle, die höheren Qualitätsansprüchen genügen, bzw. höher legierte Stähle können auf diese Art nicht bearbeitet werden, da die Oberfläche des Gußstranges Verunreinigungen, z.B. Silikateinschlüsse, und Rißbildungen aufweist, die eine Weiterbearbeitung ohne Vorbehandlung ausschließen. Gleiches gilt unter Umständen auch für den Metallguß. Es müßte also der Gußstrang vor der Weiterbearbeitung zur Beseitigung der Oberflächenfehler geschält werden.

Das Schälen durch spanabhebende Bearbeitung kann von Hand aus oder maschinell durchgeführt werden. Ein automatischer mechanischer Schälprozeß hat jedoch zur Voraussetzung, daß das Rohprodukt mit einer regelmäßigen und gleichbleibenden Querschnittsform der Schälvorrichtung zugeführt wird, denn nur dann ist zu erwarten, daß gleichmäßiges Schichten mit einer Dicke von nur wenigen Millimetern von der Rohlingsoberfläche abgenommen werden. Der Gußstrang, wie er aus einer Stranggießanlage austritt, ist dagegen durch Wärmeverzug und andere Einflüsse unregelmäßig und weist Unterschiede in den Querschnittsabmessungen auf, die ein Vielfaches der abzutragenden Schichtdecke betragen, weshalb bisher von einem Schälen des angelieferten Gußstranges im Durchlaufverfahren Abstand genommen werden mußte. Es sind zwar Schälvorrichtungen, wie Warmfräsmaschinen und Warmschleifmaschinen, bekannt, jedoch eignen sich diese nicht für die Bearbeitung von Strangguß im Durchlaufbetrieb.

Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Möglichkeit zu schaffen, einen aus einer Stranggießanlage austretenden und durch Walzen, Streckschmieden od.dgl. weiter zu bearbeitenden Gußstrang im Durchlaufbetrieb so vorzubearbeiten, daß die Oberflächenfehler des Gußstranges beseitigt und hohen Qualitätsansprüchen genügende Produkte

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erzielt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren vorgeschlagen, das darin besteht, daß der Strang im Durchlauf zunächst mittels auf seinen ganzen Umfang einwirkender Hämmer kalibriert und dann bei einer Temperatur nahe der Schmiedetemperatur spanabhebend geschält wird, worauf die Weiterbearbeitung gegebenenfalls nach einer Nacherwärmung erfolgt. Durch das Kalibrieren, das mit Hilfe bekannter Hämmer- bzw. Schmiedemaschinen am laufenden Strang mit vergleichsweise hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann, werden die unvermeidlichen Unregelmäßigkeiten bzw. Ungleichmäßigkeiten des aus der Stranggießanlage austretenden Gußstranges beseitigt und diesem eine gleichmäßige Querschnittsform verliehen, so daß dann das nachfolgende Schälen keine Schwierigkeiten bereitet und ohne weiteres maschinell vorgenommen werden kann, soferne nur der Vorschub in der Schälvorrichtung der Stranggeschwindigkeit angeglichen ist. Werden für das Schälen Hartmetall- oder Keeamikschneiden verwendet, so kann bei den in Präge kommenden Temperaturen von etwa 800⁰C, also ohne Abkühlung des Gußstranges geschält werden. Anschließend an die Schälvorrichtung kann dann der Strang einen Ofen durchlaufen, der den Strang wieder auf Schmiedehitze bringt, und dann der kontinuierlich der Weiterverformung durch Walzen, Streckschmieden od.dgl. zugeführt werden. Es ist aber auch möglich, den Strang hinter der Schälvorrichtung in Stücke zu zerschneiden und diese dann einzeln weiter zu bearbeiten.

Die Schälvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß zwischen zwei Vorschubaggregaten in einem vom Strang durchlaufenen Gehäuse vier um den Strang mit jeweils 90° - Winkelversetzung angeordnete, von je einer Exzenterwelle angetriebene, in je einer drehbaren Führung

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gleitende und an ihrem strangseitigen Ende Schneidwerkzeuge tragende Schubstangen vorgesehen sind, deren Schwingebenen durch die Strangachse verlaufen, wobei die Arbeitebewegung der' Schneidwerkzeuge dem Strangvorschub entgegengerichtet ist. Die vier als Werkzeugträger dienenden Schubstangen führen also schwingende Bewegungen aus, wobei die Werkzeuge eineetwa ellipsenfömnige Bahn beschreiben, deren längere Achse parallel zur Strangachse und deren kürzere Achse padial zur Strangachse gerichtet ist. Bei der Arbeit sbewegung entlang der zum Strang gekehrten Ellipsenhälfte wird das Material entgegen der Strangvorschubrichtung vom Strang in dünner Schicht abgeschält. Da vier jeweils um 90° winkelversetzte Schubstangen mit Werkzeugen um den Strang herum angeordnet sind, kann der ganze Strangumfang bearbeitet werden, gleichgültig, ob es sich um eine recht- ' eckige, quadratische, achteckige oder runde Querschnittsform handelt. Bas Vorschubmaß in einer solchen Vorrichtung läßt sich leicht der gegebenen Stranggeschwindigkeit anpassen. Die besondere Ausbildung der Vorrichtung mit schwingenden Schubstangen ermöglicht eine gute Abdichtung und Abschirmung der Lagerstellen ud.dgl. gegen Schmutz und Hitzeeinflüsse, was bei einer spanabhebenden Warmbearbeitungsmaschine von wesentlicher Bedeutung ist. Die Werkzeuge sind an den Schubstangenenden gut zugänglich und können daher leicht ausgewechselt werden, wogegen bekannte Präsvorrichtungen mit großen Prässcheiben diesbezüglich Schwierigkeiten bereiten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat einen geringeren Raumbedarf, ist wirtschaftlicher in der Anschaffung und erfordert keine hohe Antriebsleistung. Das Vorrichtungsgehäuse bzw. die bewegten Teile können zur Abfuhr der Strahlungswärme leicht gekühlt werden.

Die Führungen können in bezug auf die vom Strang gebildeten Gehäusemittelachse außerhalb der Exzenterwellen

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angeordnet und die Schubstangen dementsprechend doppelarmig ausgebildet sein, wobei sich dann die Exzenterwellen strangseitig entgegen der Vorschubrichtung drehen.

Die Exzenterwellen sind in an sich bekannter Weise exzentrisch in im Gehäuse drehverstellbaren Büchsen gelagert. Beim Verdrehen dieser Büchsen wird dann die jeweilige Hublage der schwingenden Schubstangen, also die Eindringtiefe der Werkzeuge in den Strang geändert, um die jeweils gewünschte Spannstärke einstellen zu können.

Zweckmäßig ist es auch, wenn die Schwingebene der Schubstangen bei zumindest angenähert waagrechtem Verlauf unter 45° geneigt sind, wobei zwischen den beiden unteren Schubstangen eine Gehäuseöffnung für den Austritt der abfallenden Späne vorgesehen ist. Bei dieser Anordnung der Schubstangen ergibt sich also eine günstige Abfuhr der Späne.

Die Schubstangen könnten paarweise einander unmittelbar gegenüberliegend angeordnet sein und mit ihren Werkzeugen jeweils gleichzeitig zum Eingriff kommen, so daß die beiden Schubstangen den Strang gegenseitig abstützen und ein Durchbiegen zufolge des Schnittdruckes verhindern. Dabei könnte aber der Fall eintreten, daß der Schnittdruck an den beiden gegenüberliegenden Seiten durch ungleichmäßige Temperaturverteilung oder durch andere Einflüsse verschieden ist, was dann erst wieder Verbiegungen oder Verwerfungen des Stranges zur Folge haben könnte. Es ist daher günstiger, wenn jeder Schubstange eine diametral gegenüberliegende Stütze, vorzugsweise eine Stützrolle, für den Strang zugeordnet ist.

Die Stützrollen od.dgl. sind in zum Strang radialer Richtung verstellbar, so daß eine Anpassung an verschiedene Querschnittsabmessungen und des Stranges möglich ist.

Die einzelnen Schubstangen mit den ihnen zugeordneten Stützrollen od.dgl. könnten in Stranglängsrichtung

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mit entsprechenden Abständen nebeneinander angeordnet werden. Raumsparender ist es jedoch, wenn die Drehachsen der Stützrollen, der Exzenterwellen und der Führungen je zweier um 90° gegeneinander winkelversetzter Schubstangen in einer Normalebene zur Strangachse liegen, weil sich dadurch die Abmessungen der Vorrichtung in Stranglängsrichtung etwa auf der Hälfte reduzieren lassen.

Dabei sind die vier Exzenterwellen hinsichtlich der Exzenterdrehstellung gegeneinander um 90° versetzt, so daß sich jeweils nur das Schneidwerkzeug einer Schubstange im Eingriff befindet und dadurch, der leistungsbedarf der Vorrichtung herabgesetzt wird.

In weiterer Ausbildung der Erfindung bestehen die Schneidwerkzeuge aus einem am Schubstangenende auswechselbar befestigten firundkörper und einer Mehrzahl von in diesem lösbar eingesetzten Schneidplatten, die in wenigstens zwei quer zum Strang verlaufenden Reihen angeordnet sind und deren Umhüllende etwa einem Quadranten des gewünschten Strangquerschnittprofiles entspricht. Diese Werkzeugbauart ist besonders wirtschaftlich in bezug auf Anschaffung, Instandhaltung und schnelle Auswechselbarkeit der Werkzeuge. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Schneidplatten in an sich bekannter Weise quadratisch ausgebildet sind, so daß durch Drehen und gegebenenfalls Wenden der einzelnen Schneidplatten immer wieder neue Schneidkanten in die Arbeitsstellung gebracht werden können und an jeder Schneidplatte insgesamt acht Schneidkanten zur Verfügung stehen. Ein Nachschliff erübrigt sich dabei, die Platten werden, wenn alle Schneidkanten aufgebraucht sind, weggeworfen und durch neue Schneidplatten ersetzt. Die Grundkörper sind selbstverständlich ebenfalls auswechselbar, um verschiedene Querschnitteformen des Gußstranges schälen, zu können.

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XM die Wellen und Lageretellen gegen Hitzeeinwirkung abzuschirmen und vor Schmutzzutritt zu bewahren, tragen die Schubstangen strangseitig mit geringem Abstand ▼on den Schneidwerkzeugen je eine Schutzkappe, die einen im Gehäuse vorgesehenen Kragen mit Spiel übergreift.

Die beiden Torschubaggregate bestehen erfindungsgemäß aus je zwei angetriebenen, den Strang zwischen sich aufnehmenden Vorschubwalzen, die. zur Strangführung eine rechtwinkelig V-förmige Ringnut aufweisen, welche Nutenform für runde, quadratische undjpolygonale Querschnittsformen des Gußstranges geeignet ist. Zur Anpassung an verschiedene Querschnittsmaße sind die beiden Vorschubwalzen eines Vorschubaggregates in zwei mittels eines Kolbentriebes od.dgl. verstellbaren, durch zwei miteinander kämmende Zahneegmente auf gemeinsame, aber gegenläufige Schwenkbewegung gekuppelten Schwingen gelagert, so daß sich eine stets zentrische Stranghalterung ergibt.

In der Zeichnung ist eine Schälvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren. beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 die Vorrichtung im zur Strangachse normalen

Schnitt nach der linie I-I der Fig. 2, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Strangachse nach der Linie II-II der Fig. 1 ohne die beiden Vorschubaggregate ,

Fig. 3 die Gesamtmaschine in Seitenansicht, Fig. 4 ein Vorschubaggregat im Schnitt nach der Linie

IV-IV der Fig. 3 und

Fig. 5 und 6 das Ende einer Schubstange mit dem Schneidwerkzeug im zur Strangachse parallelen Schnitt nach der Linie V-V der Flg. 6 und in Ansicht in Stranglängsrichtung in größerem Maßstab. Der aus einer Stranggießanlage austretende Gußstrang 1 wird zunächst in einer nicht dargestellten

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Hämmermaschine kalibriert und dann im Durchlaufbetrieb einer Schälvorrichtung zugeführt, die ihn noch bei Temperaturen nahe der Schmiedetemperatur durch Abnahme einer dünnen Oberflächenschicht für die Weiterbearbeitung vorbereitet.

Die Schälvorrichtung weist zwischen zwei gleichen, insgesamt mit 2 bezeichneten Vorschubaggregaten (Pig. 3 und 4) ein Gehäuse 3 auf, in dem vier mit 90°-Winkelversetzung um den Strang verteilte Schubstangen 4,4a,5 angeordnet sind. Die Schubstangen 4,4a,5 werden von Exzenterwellen 6 angetrieben, die exzentrisch in im Gehäuse 3 drehverstellbaren Büchsen 7 gelagert sind. Zur Drehverstellung der Büchsen 7 ist je efei Schneckentrieb 8 vorgesehen. Die Schubstangen 4, 5 bow. 4a sind doppelarmig ausgebildet und gleiten mit ihrem dem Strang 1 abgekehrten Arm in einer drehbaren Führung 9, so daß die Schubstangen eine schwingende Bewegung in Ebenen ausführen, die durch die Strangachse verlaufen, wobei die strangseitigen Schubstangenenden eine etwa elliptische Bahn beschreiben, wie dies in Fig. angedeutet ist.

Jeder Schubstange ist eine Stützrolle 10 diametral gegenüberliegend engeordnet. Die Stützrollen sind in Haltern 11 gelagert, die einen Gewindeteil aufweisen, auf dem ein gegen Axialverschiebung gesichertes Schneckenrad mit Muttergewinde sitzt. Mit Hilfe der Schnecken 13 können die Stützrollen 10 daher an den Strang angestellt werden. Für die Exzenterwellen 6 der beiden Schubstangen 4,5 ist ein gemeinsamer Antriebsmotor 14 vorgesehen, der über einen Riementrieb 15 eine Welle 16 antreibt, die durch eine Kreuzscheibenkupplung 17 mit der Exzenterwelle 6 der Schubstange gekuppelt ist. Ferner sitzt auf der Welle 16 ein Tellerrad 18, das mit einem Tellerrad 19 kämmt, das über eine weitere Kreuzscheibenkupplung 17 die Exzenterwelle 6 der Schubstange 4 antreibt. Die Schubstange 4a und die ihr gegenüber um 90°

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aufwärts winkelfcersetzte vierte Schubstange sind mit ihren zugehörigen Stützrollen 10 den Schubstangen 4,5 gegenüber in Stranglängsrichtung versetzt, wie dies die Fig. 2 erkennen läßt. Der Antrieb dieser beiden weiteren Schubstangen erfolgt aber in gleicher Weise vom Motor 14a her über den Riementrieb 15a. Ober Tellerräder 20, 21 sind die beiden Antriebsgruppen miteinander auf Gleichlauf verbunden. Die Exzenterwellen 6 aller vier Schubstangen sind aber hinsichtlich der Exzenterdrehstellung so versetzt, daß immer nur das Ende einer Schubstange den strangnahen Abschnitt der etwa ellipsenförmigen Umlaufbahn bestreicht. Zwischen den unteren Schubstangen 4, 4a ist eine GehäuseÖffnung 22 vorgesehen, durch die die Späne auf einen Transporteur 23 abfallen können. Jede Schubstange trägt an ihrem strangseitigen Ende ein Schneidwerkzeug 24. Ferner ist on diesem Ende eine Schutzkappe 25 vorgesehen, die einen am Gehäuse angeordneten Kragen 26 übergreift. Die Drehrichtung der Exzenterwellen 6 ist so gewählt, daß sich die Werkzeuge 24 bei ihrem Eingriff entgegen der Vorschubrichtung bewegen.

Jedes Vorschubaggregat 2 besteht aus einem Vorschubwalzenpaar 27, wobei die beiden Walzen jedes Paares eine rechtwinkelig V-förmige Ringnut zur Aufnahme des Stranges 1 aufweisen. Die Walzen jedes Paares sind in Schwingen 28 gelagert, die mit Hilfe eines Kolbentriebes 29 schwenkverstellbar und durch miteinander kämmende Zahnsegmente 30 auf gemeinsame aber gegenläufige Bewegung gekuppelt sind. Jede der beiden Walzen wird durch einen eigenen Motor 31 über ein Stirnradpaar angetrieben.

Die Werkzeuge 24 bestehen aus einem am Schubstangenende lösbar befestigten Grundkörper 32 und einer Mehrzahl quadratischer Schneidplatten 33, die in zwei Reihen quer zur Stranglängsrichtung angeordnet und jeweils mittels eines Keiles 34 und eines Schraubenbolzens mit Rechts- und Linksgewinde festgehalten sind. Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß die Umhüllende der Schneidplatten 33 jeweils dem einen Quadranten des gewünschten Strangquerschnitt sprof ils entsprich*.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Torbearbeiten eines aus einer Stranggießanlage austretenden und durch Walzen, Streckschmieden od.dgl. weiterzubearbeitenden Gußstranges, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang im Durchlauf zunächst mittels auf seinen ganzen umfang einwirkender Hammer kalibriert unddann bei einer Temperatur nahe der Schmiedetemperatur spanabhebend geschält wird, worauf die Weiterbearbeitung gegebenenfalls nach einer Nacherwärmung erfolgt.

2. Schälvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Vorschubaggregaten (2) in einem vom Strang (1) durchlaufenden Gehäuse (3) vier um den Strang mit jeweils 90° Winkelversetzung angeordnete, von je einer Exzenterwelle (6) angetriebene, in je einer drehbaren Führung (9) gleitende und an ihrem strangseitigen Ende Schneidwerkzeuge (24) tragende Schubstangen (4,4a,5) vorgesehen sind, deren Schwingebenen durch die Strangachse verlaufen, wobei die Arbeitsbewegung der Schneidwerkzeuge dem Strangvorschub entgegengerichtet ist.

3. Schälvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (9) in bezug auf die vom Strang (1) gebildete Gehäusemittelachse außerhalb der Exzenterwellen (6) angeordnet und die Schubstangen (4,4a,5) dementsprechend ddpelarmig ausgebildet sind, wobei sich die Exzenterwellen strangseitig entgegen der Vorschubrichtung drehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterwellen (5) in an sich bekannter Weise exzentrisch in im Gehäuse (3) drehverstellbaren Büchsen (7) gelagert sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingebenen der Schubstangen

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(4,4a,5) bei zumindest angenähert waagrechtem Strangverlauf unter 45° geneigt sind, wobei zwischen den beiden unteren Schubstangen (4,4a) eine GehäuseÖffnung (22) für den Austritt der abfallenden Späne vorgesehen ist.

6. Torrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

2 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schubstange (4,4a, 5) eine diametral gegenüberliegende Stütze, vorzugsweise eine Stützrolle (10) für den Strang (1) zugeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurdh gekennzeichnet, daß die Stützrollen (10) od.dgl. in zum Strang (1) radialer Richtung verstellbar sind.

8. Torrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen der Stützrollen (10), der Exzenterwellen (6) und der Führungen (9) je zweier um 90° gegeneinander winkelversetzter Schubstangen (4,5) in einer Normalebene zur Strangachse liegen.

9· Torrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8, tedurch gekennzeichnet, daß die vier Exzenterwellen (6) hinsichtlich der Exzenterdrehsiellung gegeneinander um 90° versetzt sind, so daß sich jeweils nur das Schneidwerkzeug (24) einer Schubstange (4,4a.!?) im Eingriff befindet.

10. Torrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidwerkzeuge (24) aus einem am Schubstangenende auswechselbar befestigten Grundkörper (32) und einer Mehrzahl von in diesem lösbar eingesetzten Schrfeidplatten (33) bestehen, die in wenigstens zwei quer sum Strang (1) verlaufenden Reihen angeordnet sind und deren Umhüllende etwa einem Quadranten des gewünschten Strangquerschnittprofiles entspricht.

11. Torrichtung nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidplatten (33) in an sich bekannter Weise quadratisch ausgebildet sind.

12. Torrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schub-

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stangen (4,4a,5) strangseitig je eine Stützkappe (25) tragen, die einen im Gehäuse (3) vorgesehenen Kragen (26). mit Spiel übergreift.

13. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubaggregate (2) aus je zwei angetriebenen, den Strang (1) zwischen sich aufnehmenden Torschubwalzen (27) bestehen, die zur Strangführung eine rechtwinkelig V-förmige Ringnut aufweisen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vorschubwalzen (27) eines Vorschubaggregates (2) in zwei mittels eines Kolbentriebes (29) od.dgl. verstellbaren, durch zwei miteinander kämmende Zahnsegmente (30) auf gemeinsame, aber gegenläufige Bewegung gekuppelten Schwingen (28) gelagert sind.

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