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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft Stranggußanlagen, insbesondere ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Korrigieren der Kontur eines durch eine Stranggußanlage
hergestellten massiven Stabs oder Strangs.
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In einer Stranggußanlage mit synchroner Drehung und einem Gießrad,
das eine Form synchron mit der Bewegung eines durch Strangguß hergestellten massiven
Stabs oder Strangs bewegt, ist im allgemeinen die Querschnittsform des durch Strangguß
erzeugten Strangs trapezförmig entsprechend der Form der Ringnut des Gießrads zum
Führen des Strangs.
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In einer Stranggußanlage mit Vibrationsgießform nach dem Stand der
Technik jedoch, bei der das Stranggießen durch Ausüben von Vibrationen am Strang
erfolgt, ist es bekannt, daß bei der Herstellung eines Strangs mit rechteckigem
oder quadratischem Querschnitt durch Strangguß eine Verformung der Querschnittsform
(insbesondere rhombische Verformung) auftritt. Hierbei tritt in einer oder mehreren
der vier Ecken einer erstarrten äusseren Schicht des Strangs eine Rißbildung in
derjenigen Ecke auf, deren Winkel beim Wachsen der erstarrten äußeren Schicht stumpf
geworden ist. Dies ist durch verschiedene Faktoren bedingt: ungleichförmige Abkühlung
des Strangs in der Gießform, die eine primäre und eine sekundäre Abkühlungszone
einschließlich beispielsweise einer abkühlenden Führung bildet, Nicht-Ausfluchtung
von verschiedenen Ausrüstungsarten der Anlage, unrichtige Temperatur der Metallschmelze
und ungeeignete Gießbedingungen für die Metallschmelze usw. Diese Erscheinung ist
der Tatsache zuzuschreiben, daß die Ecke oder die Ecken des Strangs, in denen eine
hohe Abkühlungswirkung erzielt wird, ein schnelleres Wachsen der erstarrten äußeren
Schicht als die Ecke oder Ecken des Strangs aufweisen, in denen die erzielte Abkühlungswirkung
niedrig ist, wobei die erstarrte äußere Schicht in der oder den Ecken mit schnellerem
Wachstum eine große Dicke erhält. Das Ergebnis ist,
daß die Ecke
oder die Ecken mit starker Abkühlung einen spitzen Winkel bekommen, während die
Ecke oder die Ecken mit geringer Abkühlung einen stumpfen Winkel bekommen, wobei
die zulässigen Grenzen über steigende Zugspannungen auf der Innenfläche der erstarrten
äußeren Schicht in der oder den Ecken mit stumpfem Winkel wirken und in der erstarrten
äußeren Schicht des Strangs Risse erzeugen.
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Als Mittel zur Vermeidung einer Verformung der Querschnittsform des
Strangs ist eine Kühlvorrichtung zur Eckenabkühlung in der japanischen Offenlegungsschrift
18425/80 angegeben. Diese Vorrichtung enthält vier Kühlvorrichtungen, von denen
jede in einer der vier Ecken eines im Querschnitt rechteckigen Strangs angeordnet
ist zur Durchführung einer örtlichen Abkühlung. Die Kühlvorrichtung der obigen örtlich
kühlenden Bauart soll die vier Ecken des Strangs gleichförmig abkühlen, um das Auftreten
einer Verformung der Querschnittsform des Strangs zu vermeiden, der sich nach der
Freigabe aus einer senkrecht angeordneten Gießform nach unten bewegt. Wenn somit
die Querschnittsform des Strangs bei dessen Erstarrung auf Grund der obigen Faktoren
eine Verformung erfährt, oder wenn der Strang eine Verformung in der Gießform erfährt
und bereits eine Querschnittsverformung aufweist, wenn er die Gießform verläßt,
würde die Abkühlung des Strangs fortschreiten. Dagegen sind die Dicken der erstarrten
äußeren Schicht des Strangs selbst dann ungleichmäßig, wenn die vier Ecken des Strangs
durch die genannte Abkühlungsvorrichtung der Eckenkühlbauart abgekühlt werden. Somit
würden Zugkräfte an der Innenseite jeder Ecke wirken, in der die erstarrte äußere
Schicht eine geringere Dicke als bei den anderen Ecken hat. Es ist daher unmöglich,
eine Rißbildung in dieser Ecke zu verhindern. Wenn die Stranggußanlage von der Bauart
mit synchroner Drehung ist und ein Gießrad hat, ist die in der erstarrten äußeren
Schicht eines Strangs in den Anfangsstufen der Erstarrung einer Metallschmelze erfolgende
Verformung einer Vielzahl von Faktoren zuzuschreibnn, und zwar entweder einzeln
oder kombiniert. Es sind dies: Nicht-Ausfluchtung von verschiedenen Ausrüstungsarten
der Anlage (etwa Nicht-Ausfluchtung des
Gießrads mit der Waagerechten
und Nicht-Ausfluchtung des Kerns mit der Mitte der Anlage, Nicht-Ausfluchtung des
Führungstischs unter der Klemmwalze mit der Waagerechten und Nicht-Ausfluchtung
des Kerns mit der Mitte der Anlage usw.), Verwindung der Ausrüstung, ungleichmäßige
Abkühlung in einer primären Abkühlungszone oder im Gießrad und in einer sekundären
Abkühlungszone, ungeeignete Temperatur der in den Schmelzenbehälter oberhalb des
massiven Stabs gegossenen Metallschmelze, Turbulenz des gegossenen Metallschmelzenstroms
usw.
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Somit wurden bei einer Stranggißanlage der Bauart mit synchroner Drehung
Versuche unternommen zur Vermeidung einer Verformung der Querschnittsform eines
Strangs durch Verbessern der verschi eden en Faktoren, die für das Auftreten einer
Verformung der Querschnittsform terantwortlich gehalten wurden. Es ist aber unmöglich,
eine Korrektur der Kontur zu bewirken, wenn die Verformung der Querschnittsform
des Strangs auftritt, während dieser sich durch den Formabschnitt des Gießrads bewegt.
Selbst wenn die Abkühlung des aus dem Gießrad freigegebenen Strangs durch die Kühlvorrichtung
mit Eckenabkühlung erfolgt, ist es unmöglich, das Auftreten einer Verformung der
Querschnittsform des Strangs zu vermeiden. Es war bisher unmöglich, einen verformungsfreien
Strang durch Gießen herzustellen.
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Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung der oben angegebenen Nachteile
des Standes der Technik und die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung
zum Korrigieren der Kontur eines durch eine Stranggußanlage hergestellten Strangs,
die die Querschnittsform des Strangs wirksam korrigieren können, nachdem dieser
aus der Gießform freigegeben ist, durch Beseitigen einer Verformung der Querschnittsform
des Strangs, die dieser während seiner Bewegung durch die Gießform erfahren hat,
wodurch der Strang mit der gewünschten Kontur versehen wird,
wobei
die Steuerung der Abkühlung des Strangs gemäß einer Änderung erfolgt, die die Querschnittsform
des Strangs erfahren hat, während sich dieser durch die Gießform bewegt, wodurch
die Kontur des Strangs durch Beseitigung der Verformung korrigiert wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Gegenstände
der Ansprüche 1 bzw. 6.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das charakteristische Merkmal der Erfindung besteht somit in der Schaffung
einer Einrichtung zum Abfühlen jeglicher Änderung der Querschnittsform des aus der
Gießform frei gegebenen Strangs und zum Liefern von Kühlfluid zu einer oder mehreren
Ecken des Strangs, an denen diese Änderung auftritt, zur örtlichen Abkühlung, wodurch
die Kontur des Strangs durch Beseitigung der Änderung korrigiert wird.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Zeichnung beschrieben. Es zeigen.
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Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Stranggußanlage mit synchroner Drehung
und mit der Vorrichtung zum Korrigieren der Kontur eines Strangs gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung; Fig. 2 einen Schnitt des Gießradabschnitts der Stranggußanlage von
Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt eines Strangs von normaler Form; Fig. 4 einen Schnitt
eines Strangs mit verformtem Querschnitt, wobei die typische Form des verformten
Strangs dargestellt ist;
Fig. 5 einen Schnitt eines Strangs, dessen
Querschnittsform in der Gießform verformt wurde; Fig. 6 eine Abkühlungsvorrichtung
der Vorrichtung zum Korrigieren der Kontur eines Strangs, die in die Gießanlage
von Fig. 1 eingebaut werden kann; Fig. 7 eine Ansicht des Vorgangs, bei dem die
Verformung eines Strangs korrigiert wird; Fig. 8 einen teilweisen Schnitt einer
Stranggußanlage mit einem Messer, in dem die Abkühlungsvorrichtung der Vorrichtung
zum Korrigieren der Kontur eines Strangs nach der Erfindung eingebaut ist; Fig.
9 einen Schnitt des Strangs uDn Fig. 8 quer zum Strang; Fig.10 eine Ansicht eines
Beispiels der Konturabfühleinrichtung der Vorrichtung zum Korrigieren der Kontur
eines Strangs nach der Erfindung zum Abfühlen der Kontur des Strangs; Fig.11 und
12 Ansichten weiterer Arten von Konturabfühleinrichtungen nach der Erfindung; Fig.13
eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
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Gemäß Fig. 1 und 2 wird eine von einer Gießpfanne 1 transportierte
Metallschmelze in eine Zwischenpfanne 2 gegossen, von wo aus sie durch eine Gießschnauze
3 der Zwischenpfanne in einen Raum oder Formhohlraum 7 fließt, der durch ein rotierendes
Gießrad 4 aus Kupfer und ein endloses metallisches Band 6 begrenzt wird, das durch
eine Führungsrolle 5 gespannt wird.
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Die gegossene Metallschmelze wird im Formhohlraum 7 abgekühlt und
zu einem massiven Stab oder Strang 8 gegossen. Der Formhohlraum 7 wird durch einen
Formabschnitt e eines Umfangsteils des Gießrads 4 gebildet. Die in den Formabschnitt
0 gegossene Metallschmelze erfährt während ihrer Bewegung eine primäre Erstarrung,
wobei
ein massiver Stab geformt und durch Klemmwalzen 14 kontinuierlich abgezogen wird.
Währenddessen wird die Form des Strangs durch einen Führungstisch 9 und ein Messer
10 sowohl waagerecht als auch senkrecht korrigiert. Ein sekundäres Abkühlen des
massiven Stabs oder Strangs 8 erfolgt durch den Führungstisch 9, die Klemmwalzen
14 und eine im Anschluß daran angeordnete Abkühlvorrichtung 60 derart, daß ein Strahl
aus Kühlwasser auf jede der vier Seiten des Strangs 8 von trapezförmigem Querschnitt
gespritzt wird. Eine Abkühlvorrichtung 30 befindet sich zwischen dem Messer 10 und
den Klemmwalzen 14 und hat Eckdüsen, von denen jede einen Strahl aus Kühlwasser
auf eine der beiden Ecken an den gegenüberliegenden Enden der oberen Seite des Strangs
8 richtet und dessen örtliche Abkühlung bewirkt. Unmittelbar hinter der Abkühlvorrichtung
30 befindet sich eine Abfühleinrichtung 40 zum Ermitteln jeder Änderung der Querschnittsform
des Strangs 8. Im einzelnen ermittelt die Abfühleinrichtung 40 als Änderung der
Kontur des Strangs 8 jede Abweichung der Winkel an gegenüberliegenden Ecken der
oberen Seite des Strangs 8 gegenüber einem gegebenen Wert oder eine Zunahme des
Winkels dieser Ecken. Die Abfühleinrichtung 40 erzeugt ein Signal für eine Betätigungssteuereinrichtung
50, die entsprechend der von der Abfühleinrichtung 40 abgefühlten Abweichung die
Abkühlvorrichtung 30 so betreibt, daß ein Strahl aus Kühlwasser auf die Ecke oder
Ecken gerichtet wird, deren Winkel zugenommen hat. Hierdurch werden eine örtliche
Abkühlung und eine Korrektur der Kontur des Strangs 8 bewirkt.
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Fig. 2 zeigt den Formhohlraum 7. Das Gießrad 4 ist mit einer trapezförmigen
Ringnut versehen mit Ecken 13A und 14B an gegenüberliegenden Enden einer inneren
Umfangsfläche einer oberen Seite 13C der Ringnut.
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Fig. 3 zeigt den Strang 8 ohne Anderung seines Querschnitts unmittelbar
nach der Freigabe aus dem Gießrad 4. Dieser Strang hat eine erstarrte äußere Schicht
11 und einen aus Metallschmelze
bestehenden Kern 12. Zwei Ecken
A und B an gegenüberliegenden Enden der oberen Seite des trapezförmigen Querschnitts
entsprechen den Ecken 13A bzw. 13B des Gießrads 4 auf dessen Innenfläche. An den
Ecken A und B ist die Neigung aO einer Seite des trapezförmigen Querschnitts gleich
der Neigung b dessen anderer Seite oder aO = bo. Die Ecke A hat einen Winkel aO,
der gleich dem Winkel ßO der Ecke B ist oder aO ß 0 Der Teil der erstarrten äußeren
Schicht 11 an der Ecke A hat eine Dicke tao, die gleich der Dicke bo des entsprechenden
bo Teils der erstarrten äußeren Schicht an der Ecke B ist oder tao = tbo Der trapezförmige
Querschnitt des Strangs 8 hat eine normale Form, wenn er die obigen Werte aufweist.
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Fig. 4 zeigt den Strang 8 mit einer typischen Änderung oder Verformung.
Die obere Seite des Strangs 8, die der oberen Seite 13C der Innenumfangsfläche des
Gießrads 4 entspricht, hat sich nach rechts verschoben. Die Neigungen a1 und b1
der beiden Seiten haben die Beziehung a1 > b1. Die Winkel a1 und B1 der Ecken
haben die Beziehung a1 > B1. Die Dicken tal und tb1 der erstarrten äußeren Schicht
an den Ecken A bzw. B haben die Beziehung tal < tbl. Obwohl die Winkel an den
Ecken A und B des Strangs 8 der Beziehung aO = B zeigten, wenn die er-0 starrte
äußere Schicht 11 ursprünglich im Formabschnitt des Gießrads 4 gebildet wurde, zeigt
dieser Querschnitt des Strangs 8 das Einsetzen einer Änderung beim Fortschreiten
der Erstarrung von der Beziehung aO = Bo bis zur Beziehung a > ß1. Somit hat
sich in der Ecke A des Strangs 8 mit der erstarrten äußeren Schicht 11 von verringerter
Dicke der Neigungswinkel der Seite von aO auf a1 geändert. Da a1 > a ist, vergrößerte
sich der 0 Winkel der Ecke A und entwickelten sich Zugspannungen an der Innenfläche
der erstarrten äußeren Schicht 11. Wenn die auf diese Weise entwickelten Zugspannungen
die zulässigen Grenzen überschreiten, bilden sich Risse auf der Innenfläche der
erstarrten äußeren Schicht 11, die den Strang 8 beeinträchtigen.
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Fig. 5 zeigt den trapezförmigen Querschnitt des im Formhohlraum 7
befindlichen Strangs 8 mit einer Verformung, die gegenüber der Verformung des Querschnitts
des Strangs 8 von Fig. 4 eine Verschlechterung darstellt. Ein derart fortgeschrittener
Fall einer Verformung tritt im Formhohlraum 7 zwischen dem Gießrad 4 und dem Band
6 auf und wird im Anschluß daran noch stärker. Wenn im einzelnen der Querschnitt
des im Formhohlraum 7 befindlichen Strangs durch irgendeine Störung sich zu verformen
beginnt, wird die Ecke B der erstarrten äusseren Schicht 11 des Strangs 8 in volle
Berührung mit. der Ecke 13B der Innenfläche des Gießrads 4 gebracht, während die
Ecke A außer Berührung mit der Ecke 13A des Gießrads 4 gebracht wird. Hierdurch
wird zwischen der linken Seite des trapezförmigen Querschnitts des Strangs 8 und
der gegenüberliegenden Seite des Gießrads 4 ein Spalt 14 erzeugt. Dies bewirkt eine
Zunahme der Dicke t der erstarrten äußeren Schicht 11 an der b1 Ecke B und eine
Verlangsamung oder Unterbrechung der Zunahme der Dicke tal der Schicht 11 an der
Ecke A auf Grund der fehlenden Kühlung. Der Wert von tb1, der bereits größer als
derjenige von tal ist, wird weiter zunehmen, wenn sich der Strang 8 durch den Formabschnitt
des Gießrads 4 bewegt. Auf diese Weise wird der Winkel .ß1 der Ecke B fortschreitend
kleiner auf Grund der Zusammenziehung beim Abkühlen der Metallschmelze, während
die Dicke tbl der erstarrten äußeren Schicht 11 an der Ecke B zunimmt, was im Gegensatz
zu einer Zunahme des Winkels a, a1 der Ecke A steht. Hierdurch wird der Strang 8
fehlerhaft.
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Bei der Erfindung wird eine durch das Stranggießen herbeigeführte
Änderung oder Verformung des trapezförmigen Querschnitts des Strangs 8 abgefühlt.
Das Abkühlen erfolgt konzentriert an einer Ecke oder an Ecken des trapezförmigen
Querschnitts des Strangs, wenn der Winkel dieser Ecke oder Ecken von einem gegebenen
Wert abweicht oder größer wird. Auf diese Weise wird die in der Ecke oder den Ecken
bereits aufgetretene Formänderung verringert oder beseitigt und die Kontur des Strangs
korrigiert. Das heißt, wenn eine Ecke der Oberseite eines
5strangs
mit trapezförmigem Querschnitt einen Winkel hat, der von der gegebenen Größe abweicht
und zunimmt, hat die erstarrte äußere Schicht des Strangs an dieser Ecke eine Dicke,
die kleiner als die Dicke der erstarrten äußeren Schicht des Strangs an der anderen
Ecke der Oberseite des Strangs ist.
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Durch konzentriertes Abkühlen derjenigen Ecke des Strangs, deren Winkel
größer geworden ist, kann die Dicke der erstarrten äußeren Schicht an der Ecke mit
dem vergrößerten Winkel auf ein Niveau zurückgestellt werden, das im wesentlichen
gleich dem Dickenniveau der erstarrten äußeren Schicht des Strangs an der anderen
Ecke ist. Hierdurch erfolgt eine Korrektur der Kontur des Strangs.
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Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im
einzelnen anhand von Fig. 6 und 7 beschrieben. Fig. 6 zeigt im Schnitt einen Teil
des Strangs 8 mit der im Formabschnitt e von Fig. 1 gebildeten erstarrten äußeren
Schicht 11 und mit dem Kern 12 aus Metallschmelze. Dieser Strang bewegt sich auf
dem Führungstisch 9, der im Anschluß an den Formabschnitt e angeordnet ist. Der
Strang 8 zeigt bereits eine Verformung, bei der sich die obere Seite zur Ecke B
verschoben hat, während der Winkel a1 der Ecke A über den gegebenen Wert. zugenommen
hat.
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Beim Verfahren nach der Erfindung werden somit Eckspritzglieder 31a
und 31b der Abkühlvorrichtung 30 mit Düsen 32a bzw. 32b so betätigt, daß sie einen
Strahl aus Kühlwasser 15 konzentriert auf die Ecke A richten, deren Winkel größer
geworden ist. Hierdurch wird das Wachstum der erstarrten äußeren Schicht 11 an der
Ecke A beschleunigt.
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Die in Fig. 1 gezeigte Abfühleinrichtung 40 fühlt ab, welche der Ecken
A und B des trapezförmigen Querschnitts des Strangs 8 eine Winkelvergrößerung in
einem Ausmaß aufweist, daß eine Verformung des Querschnitts auftritt. Die Abfühleinrichtung
40 erzeugt dann ein Signal, das zur Steuereinrichtung 50 übertragen wird, die dementsprechend
ein Steuersignal zur Abkühlvorrichtung 30 liefert. In der Abkühlvorrichtung 30 wird
das als Strahl aus dem Eckspritzgliedern 31a und 31b gespritzte Kühlwasser 15
durch
eine Pumpe 16 gefördert. Steuerventile 17a und 17b sind in mit den Ecken A und B
in Verbindung stehenden Leitungen 18a bzw. 18b angeordnet und werden zur Steuerung
des Wasservolumens geöffnet und geschlossen. Das Wasser, dessen Volumen auf diese
Weise gesteuert wird, wird durch die Leitungen 18a und 18b zu den Eckspritzgliedern
31a und 31b mit den Düsen 32a bzw. 32b so geliefert, daß es durch die Düse als Strahl
auf diejenige Ecke gespritzt wird, deren Winkel größer geworden ist.
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Ferner wird ein Oberflächenkühlstrahl 21 durch ein Spritzrohr 22 auf
jede der vier Seitenflächen des Strangs 8 gerichtet und bewirkt eine gleichmäßige
Kühlung der vier Seitenflächen des Strangs 8 in derselben Weise wie beim Stand der
Technik.
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Fig. 7 zeigt das Fortschreiten einer Verformung des Querschnitts des
Strangs 8 beim Erstarrungsvorgang der Metallschmelze und die Art, in der die Verformung
beseitigt wird.
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Eine gestrichelte Linie stellt den Zustand der Verformung dar, den
der Querschnitt des Strangs erfährt, wenn die Metallschmelze erstarrt, während sie
durch die Oberflächenkühlstrahlen nach dem Stand der Technik allein gekühlt wird.
Eine ausgezogene Linie gibt die Art an, in der die Verformung unter Verwendung der
Eckenspritzglieder nach der Erfindung beseitigt werden kann.
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Die gestrichelten und ausgezogenen Linien zeigen Unterschiede der
Eckwinkel und der Dicke der erstarrten äußeren Schicht an den Ecken zwischen den
Ecken A und B. Im einzelnen ist ersichtlich, daß bei alleiniger Anwendung der Oberflächenkühlstrahlen
nach dem Stand der Technik die Verformung, die der Querschnitt des Strangs erfährt,
nicht angehalten werden kann, wenn einmal die Erscheinung beginnt, bis die Dicke
der erstarrten äußeren Schicht gewisse Grenzen erreicht. Im einzelnen schreitet
die Verformung fort, bis die zulässige Abweichung t der Dicke der erstarrten Schicht
der Ecken vom normalen Wert und die Abweichung y des Winkels der Ecken vom normalen
Wert, die Toleranzen für das Material ( oder Grenzen für die Rißbildung) darstellen,
erreicht oder überschritten werden.
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Die Verformung zeigt keine Neigung zur Zurückbildung, wenn sie ihren
Lauf nehmen kann. Wenn aber der Eckkühlstrahl nach der
Erfindung
angewendet wird, kann die im Winkel der Ecken auftretende Verformung schnell beseitigt
werden, wenn Strahlen aus Kühlwasser konzentriert durch die Eckkühlspritzglieder
auf die Ecke gerichtet werden, deren Winkel größer als ein gegebener Wert geworden
ist. Dies erfolgt unmittelbar,nachdem der Strang durch den Formabschnitt hindurchgetreten
ist. Folglich wird die Verformung des Strangsquerschnitts beseitigt und nimmt der
Strang durch Korrektur seiner eigenen Kontur seinen normalen Querschnitt wieder
an. Durch Ausüben des Eckkühlstrahls unmittelbar nach dem Hindurchtreten des Strangs
durch den Formabschnitt in der oben beschriebenen Weise, hat das Kühlverfahren nach
der Erfindung die zurückführende Wirkung einer Korrektur der Querschnittsverformung,
die unmittelbar nach dem Erstarren der Schmelze an der Ecke des Strangs aufgetreten
ist, und zwar bald nach der Einführung der Schmelze in den Formabschnitt. Die obige
Beschreibung bezieht sich auf die Querschnittsverformung des Strangs, bei der die
obere Seite sich zur Ecke B verschiebt und folglich der Winkel der Ecke A größer
wird. Selbstverständlich kann auch die umgekehrt auftretende Verformung beseitigt
werden durch Richten von Eckkühlstrahlen auf die Ecke B in derselben Weise wie oben
im einzelnen beschrieben, um einen Strang mit der gewünschten Kontur zu erzielen.
Der Eckkühlabschnitt für einen Strang, der die Stellung bestimmt, in der die Abkühlvorrichtung
30 angeordnet ist, sollte nicht länger als erforderlich sein, um seitliche Wirkungen
mit Unterkühlung der verfestigten äußeren Schicht des Strangs beim Versehen des
Strangs mit der gewünschten Kontur zu vermeiden. Im allgemeinen kann das Abkühlverfahren
nach der Erfindung zufriedenstellende Ergebnisse erzielen, wenn der Eckkühlabschnitt
so lang ist, daß der Strang für sein Hindurchbewegen höchstens 10 Sekunden braucht.
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Gemäß Fig. 8 und 9 kann die Abkühlvorrichtung 30 im Messer 10 eingebaut
sein, das den Strang waagerecht führt, unmittelbar nachdem er vom Gießrad 4 freigegeben
wurde. -Dies ermöglicht ein Richten der Eckabkühlstrahlen auf die Ecke des Strangs,
unmittelbar nachdem dieser aus dem Gießrad austritt. Hierdurch
werden
bei der Korrektur der Strangkontur bessere Ergebnisse erzielt.
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Die Abfühleinrichtung 40 zum Abfühlen jeder Änderung der Querschnittsform
eines Strangs kann gemäß Fig. 10 Spaltfühler 44a und 44b von berührender oder nichtberührender
Bauart aufweisen, die den Abstand messen, der durch die Bewegung der Ecken A und
B in Querrichtung zurückgelegt wird. Die Steuervorrichtung 50 empfängt ein Signal
von der Abfühleinrichtung 40, das die Messungen angibt und die Ecke mit einer Winkelzunahme
auswählt.
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Auf diese Weise liefert die Steuervorrichtung 50 ein Signal zur Abkühlvorrichtung
30 zur Durchführung der Eckabkühlung, bei der die Eckabkühlstrahlen auf die gewählte
Ecke gerichtet werden.
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Das Abfühlen einer Änderung der Kontur des Strangs 8 kann gemäß Fig.
11 optisch erfolgen. Fig. 11 zeigt zwei optische Fühler, die die Abfühleinrichtung
40 bilden und folgendes aufweisen: eine Lichtquelle 41, die Lichtstrahlen auf den
Strang 8 richtet, eine Linse 42, die die durch den Strang 8 nicht abgeschirmten
Lichtstrahlen sammelt, und einen Bildfühler 43, der die auf die Linse 42 fallenden
Lichtstrahlen abfühlt und einen mit der Länge Q einer Diagonale des Strangs im Zusammenhang
stehenden Ausgang erzeugt.
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Fig. 12 zeigt die Abfühleinrichtung 40, die die Kontur des Strangs
8 mechanisch abfühlt. Die mechanischen Fühler sind für gewöhnlich paarweise vorgesehen.
Fig. 12 zeigt ein derartiges Paar von mechanischen Fühlern mit Armen 45 und 46,
die dazwischen die einander diagonal gegenüberliegenden Ecken des Strangs 8 halten,
mit einem hydraulischen Zylinder 47, der die Arme 45 und 46 betätigt und sie in
und außer Berührung mit den Ecken bringt, und mit einem Fühler 48, der die Strecke
mißt, die durch die Arme 45 und 46 zurückgelegt wird, was mit der Dimension der
Länge Q einer Diagonale des Strangs 8 erfolgt.
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Wenn in der Abfühleinrichtung 40 von Fig. 11 und 12 die beiden Diagonalen
des Strangs 8 eine Differenz ihrer Länge Q aufweisen,
so ist der
Winkel derjenigen Ecke auf oder über den gegebenen Wert vergrößert, die sich an
demjenigen Ende der oberen Seite des trapezförmigen Querschnitts des Strangs befindet,
das zu der Diagonalen gehört, die kürzer als der gegebene Wert geworden ist. Auf
diese Weise ist es möglich, durch Abfühlen der Längen der Diagonalen mittels der
Abfühleinrichtung 40, durch Wählen der Ecke mit dem vergrößerten Winkel mittels
der Steuereinrichtung 50 und durch Aufbringen der Eckabkühlstrahlen mittels Betätigen
der Abkühlvorrichtung 30, jegliche entwickelte Verformung zu beseitigen und einen
Strang mit der gewünschten Kontur zu erzielen. Welche Abfühleinrichtung auch immer
verwendet wird, ist es möglich, die Abkühlvorrichtung 30 so zu betätigen, daß sie
Eckabkühlstrahlen auf die Ecke des Strangs 8 richtet, die durch die Steuereinrichtung
50 auf der Basis eines Signals gewählt wurde, das von der Abfühleinrichtung 40 geliefert
wurde. Diese Abfühleinrichtung fühlt eine Verformung des Querschnitts des Strangs
8 ab. Das heißt, eines der Steuerventile 17a und 17b wird automatisch geöffnet und
gestattet ein Hindurchströmen von Kühlwasser (Fig. 6), das in Abhängigkeit von der
Verformungsrichtung des Strangs und der Größe seiner Verformung in Strahlen auf
die gewählte Ecke gerichtet wird. Dies ermöglicht ein konzentriertes Spritzen des
Kühlwassers auf die Ecke mit dem vergrößerten Winkel unter ständiger mitlaufender
Kontursteuerung. Wie oben beschrieben, sind bei der Entwicklung einer Verformung
des Querschnitts eines Strangs eine Vielzahl von Faktoren betroffen. Es kommt häufig
vor, daß im Verlauf des Stranggießens die Richtung einer Verformung des Querschnitts
umgekehrt werden kann oder daß die Größe der Verformung eine Veränderung zeigt auf
Grund einer Änderung der Kombination der für die Verformung verantwortlichen Faktoren.
Um dieser Situation gewachsen zu sein, sei hervorgehoben, daß die mitlaufende Kontursteuerung
die Wirkung hat, die Verformung automatisch zu beseitigen, um eine Korrektur der
Kontur eines Strangs ohne Handarbeit automatisch zu ermöglichen.
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Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in der die
Abkühlvorrichtung 30 zum Bespritzen der Ecken mit Kühlwasser zwei Abkühlblöcke 33a
und 33b aufweist, von denen jeder eine der beiden Ecken A und B entsprechend den
Ecken 13A bzw. 13B auf der Innenfläche des Gießrads (Fig. 2) umschließt.
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Im Betrieb kann das Kühlwasser in Form eines dünnen Films zwischen
den Abkühlblöcken 33a und 33b und der erstarrten äusseren Schicht des Strangs fließen.
Hierdurch wird dieselbe Wirkung wie beim Richten der Eckabkühlstrahlen auf die Ecken
A und B mittels der Eckspritzglieder 31a und 31b erzielt.
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Letzteres ist bei der Ausführungsform von Fig. 1 bis 12 beschrieben.
Die weiteren Teile der Ausführungsform von Fig. 13 sind denjenigen von Fig. 6 ähnlich.
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Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß erfindungsgemäß eine
Verformung, die der Querschnitt eines Strangs im Formabschnitt erfährt, dadurch
beseitigt wird, daß unmittelbar nach der Freigabe dieses Strangs aus dem Formabschnitt
wenigstens eine der beiden Ecken konzentriert gekühlt wird, die sich an gegenüberliegenden
Enden der oberen Seite des trapezförmigen Querschnitts des Strangs befinden. Die
Abkühlung erfolgt an derjenigen Ecke, deren Winkel größer als der entsprechende
Winkel an einer Innenfläche.des Gießrads geworden ist, damit die gewünschte Kontur
des Strangs erzielt werden kann.
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Die Beseitigung einer Verformung kann entsprechend der Gestalt des
Strangs und dem Grad der Verformung so erfolgen, daß Risse vermieden werden können,
die sonst in der erstarrten äußeren Schicht des Strangs auf Grund eines außergewöhnlichen
inneren Zustands des Strangs gebildet werden, wodurch die Qualität des Strangs verbessert
wird.
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Während die Erfindung bei einer Stranggußanlage der synchron rotierenden
Art dargestellt und beschrieben wurde, ist es ersichtlich, daß die Erfindung bei
beliebigen anderen Arten von Stranggußanlagen zur Erzeugung eines Strangs aus einer
Metallschmelze angewendet werden kann.