NO138617B

NO138617B - MACHINE FOR STRAND MOLDING OF METALS OR ALLOYS OF DIFFERENT COMPOSITION

Info

Publication number: NO138617B
Application number: NO742278A
Authority: NO
Inventors: Andre Quehen; Roger Figueres
Original assignee: Secim; Pechiney Aluminium
Priority date: 1973-06-26
Filing date: 1974-06-21
Publication date: 1978-07-03
Also published as: DK149643C; NL174022B; OA04722A; RO65495A; JPS5546362Y2; NL7407964A; IT1011975B; AU7011674A; CS406574A2; HU170069B; SE7408023L; CA1026925A; YU36106B; CS264251B2; SE412869B; DD111820A5; BE816910A; DK149643B; FR2234936A1; DE2426026C3

Description

Den foreliggende oppfinnelse går ut på en maskin til streng-støpning av metaller eller legeringer av forskjellig sammensetning, omfattende et hjul med støpespor og omstyringshjul på hvilke der løper et endeløst metallband som delvis har anlegg mot sporhjulet, The present invention concerns a machine for string casting of metals or alloys of different composition, comprising a wheel with casting grooves and turning wheels on which runs an endless metal band which partially abuts against the groove wheel,

slik at det lukker en delbue av sporet, og hvor båndets påløpssted på sporhjulet er et fast punkt hvor metallet eller legeringen i flytende form avgis til sporet. so that it closes a partial arc of the track, and where the contact point of the band on the track wheel is a fixed point where the metal or alloy in liquid form is released to the track.

Oppfinnelsen finner særlig anvendelse ved strengstøpning The invention finds particular application in strand casting

fra emner av ikke-jernmetaller eller -legeringer i en produksjonskjede hvor man går ut fra metallet eller legeringen i flytende til-stand, støper i et sporhjul og deretter valser i en kontinuerlig prosess. from blanks of non-ferrous metals or alloys in a production chain where one starts from the metal or alloy in a liquid state, casts in a track wheel and then rolls in a continuous process.

Slike kontinuerlige produksjonskjeder omfatter for tiden i alminnelighet ved inngangen en såkalt firehjuls støpeinnretning (fig. 1) etterfulgt av flere valsestoler. Støpeinnretningen består av et hjul 2 forsynt med et periferisk spor og tre vendehjul 4, 5 Such continuous production chains currently generally comprise at the entrance a so-called four-wheel casting device (fig. 1) followed by several rolling stands. The casting device consists of a wheel 2 provided with a circumferential groove and three turning wheels 4, 5

og 7 samt et metallbånd 3 som løper over alle hjulene i en endeløs sløyfe. and 7 as well as a metal band 3 which runs over all the wheels in an endless loop.

To hjul 4 og 7 plassert henholdsvis over og under sporhjulet Two wheels 4 and 7 placed respectively above and below the track wheel

2, trykker båndet 3 mot dette hjul og lukker dermed sporet over en del av omkretsen av hjulet 2. 2, the band 3 presses against this wheel and thus closes the track over part of the circumference of the wheel 2.

Det tredje omstyringshjul 5 kan forskyves et lite stykke med The third turning wheel 5 can be moved a small distance with

en jekk 8 og strammer båndet, hvis lineære hastighet under drift er lik omkretshastigheten av støpehjulet 2. Der foreligger således kontakt mellom båndet og hjulet uten glidning. Under drift blir hjulet 2 og båndet 3 kjølet kraftig med vann.'. Under fremstillingen av produktet avgir en støpedyse 1, plassert ovenfor hjulet 2, til stadighet en metall- eller legeringsmelte til den av båndet lukkede del av sporet, hvor metallet resp. legeringen stivner til et første emne som sendes direkte videre til valsestolene i den kontinuerlig a jack 8 and tightens the belt, whose linear speed during operation is equal to the peripheral speed of the casting wheel 2. There is thus contact between the belt and the wheel without slipping. During operation, the wheel 2 and the belt 3 are cooled strongly with water.'. During the production of the product, a casting nozzle 1, placed above the wheel 2, constantly emits a metal or alloy melt to the part of the track closed by the belt, where the metal or the alloy solidifies into a first blank which is sent directly on to the rolling chairs in the continuous

arbeidende kjede. working chain.

Emnets temperatur ved- utgangen fra hjulet er en meget betydningsfull faktor for den oppnådde kvalitet. Er den for høy, kan emnet være ufullstendig stivnet og vil dårlig utholde de på-kjenninger det blir utsatt for ved utgangen fra sporet. Er The temperature of the workpiece at the exit from the wheel is a very important factor for the quality achieved. If it is too high, the workpiece may be incompletely hardened and will not withstand the stresses it is exposed to at the exit from the track. Is

temperaturen derimot lav, vil der melde seg vanskeligheter i metallurgisk henseende under valseoperasjonene, og den nødvendige effekt for valsningen vil øke betydelig. on the other hand, if the temperature is low, there will be difficulties in metallurgical terms during the rolling operations, and the required power for the rolling will increase significantly.

Det er således viktig å regulere denne temperatur på en optimal verdi som avhenger av det metall eller den legering man It is therefore important to regulate this temperature at an optimum value which depends on the metal or alloy

arbeider med. Kjølingen av metallet i sporet skjer ved varme-utveksling med hjulkransen, som i sin tur i regelen kjøles ved påsprøytning av vann. Da påsprøytningen allerede skjer i stor mengde, er det praktisk talt ikke mulig å regulere emnets utgangstemperatur ved å påvirke denne strømningsmehgde, og i kjente anlegg består den eneste mulige forholdsregel til å endre temperaturen i å påvirke metallets oppholdstid i sporet, altså å endre hjulets om-dreiningshastighet. Enhver hastighetsøkning ytrer seg ved en høyning av emnets temperatur og omvendt. working with. The metal in the track is cooled by heat exchange with the wheel rim, which in turn is usually cooled by spraying water. As the spraying already takes place in large quantities, it is practically not possible to regulate the output temperature of the workpiece by influencing this flow rate, and in known systems the only possible precaution to change the temperature consists in influencing the residence time of the metal in the groove, i.e. changing the wheel's -rotation speed. Any increase in speed manifests itself in an increase in the workpiece's temperature and vice versa.

Imidlertid er det for et gitt produkt - avhengig av metallets eller legeringens art - ikke mulig å endre hastigheten av emnets fremstilling og av passasjen gjennom de etterfølgende valsestoler However, for a given product - depending on the nature of the metal or alloy - it is not possible to change the speed of the workpiece's manufacture and of its passage through the subsequent rolling stands

i betydelig gradi En for høy hastighet ville føre til sprekker i støpet og til' feil under valsningen, mens en for lav hastighet ville minske anleggets produksjonskapasitet. Med andre ord svarer hvert produkt til et relativt snevert temperatur- og hastighets-område for optimale produksjonsbetingelser. I de vanlige innretninger, hvor temperaturreguleringen bare skjer ved regulering av hastigheten, vil man således ikke på en gang kunne oppnå optimal temperatur, og optimal hastighet, og man ville til dette formål behøve en produksjonskjede som var nøye tilpasset den enkelte legeringsart. to a significant degree A speed that is too high would lead to cracks in the casting and to errors during rolling, while a speed that is too low would reduce the plant's production capacity. In other words, each product corresponds to a relatively narrow temperature and speed range for optimal production conditions. In the usual devices, where the temperature regulation only takes place by regulating the speed, it will thus not be possible to achieve optimum temperature and optimum speed at the same time, and for this purpose you would need a production chain that was carefully adapted to the individual type of alloy.

Den foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å regulere temperatur og hastighet innbyrdes uavhengig, og spesielt å la emnets temperatur variere uten å endre hastigheten av hjulet bg dermed også uten å endre valsehastigheten. Oppfinnelsen gjør det således mulig for forskjellige legeringer å benytte et anlegg med stor kapasitet, som opprinnelig var bestemt for et bestémt metall resp. en bestemt legering. The present invention makes it possible to regulate temperature and speed independently of each other, and in particular to allow the workpiece's temperature to vary without changing the speed of the wheel bg and thus also without changing the roller speed. The invention thus makes it possible for different alloys to use a plant with a large capacity, which was originally intended for a specific metal or a particular alloy.

Oppfinnelsen går således ut på en maskin av den innledningsvis angitte art som er karakterisert ved at omstyringshjulet på sporhjulets utgangsside kan forskyves innen et vinkelområde på ca. 9.0° om sporhjulets sentrum. Ifølge oppfinnelsen kan dermed emnets temperatur reguleres uavhengig av hjulets hastighet ved at lengden av det produkt som er innesluttet i hjulets spor, endres ved endring av omslutningsbuen av båndet som lukker sporet. The invention is thus based on a machine of the kind indicated at the outset, which is characterized by the fact that the reversing wheel on the output side of the track wheel can be displaced within an angular range of approx. 9.0° about the center of the track wheel. According to the invention, the workpiece's temperature can thus be regulated independently of the wheel's speed by changing the length of the product enclosed in the wheel's groove by changing the enclosing arc of the band that closes the groove.

I det tilfelle hvor omstyringshjulets aksel er opplagret i et bevegelig lager hvis stilling kan reguleres i forhold til sporhjulet, er maskinen ifølge oppfinnelsen kjennetegnet ved at lageret for omstyringshjulet kan forskyves langs en bane som er slik bestemt at båndets samlede lengde ikke blir forandret. In the case where the steering wheel's shaft is stored in a movable bearing whose position can be regulated in relation to the track wheel, the machine according to the invention is characterized by the fact that the bearing for the steering wheel can be displaced along a path that is determined in such a way that the overall length of the belt is not changed.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli belyst mer detaljert ved to eksempelvis anførte spesielle utførelsesformer som er anskueliggjort på tegningsfigurene 2 og 3. In the following, the invention will be explained in more detail by way of two examples of special embodiments which are shown in figures 2 and 3.

Fig. 2 anskueliggjør en anvendelse av oppfinnelsen ved den Fig. 2 illustrates an application of the invention to it

kontinuerlige støpeinnretning som er vist på fig. 1. continuous casting device which is shown in fig. 1.

Fig. 3 viser en utførelsesvariant som muliggjør regulering under drift. Fig. 3 shows an embodiment which enables regulation during operation.

På fig.. 1 har vende- eller omstyringsh julet 7 en fast stilling, og omslutningsbuen av båndet 3 på sporhjulet 2 kan ikke forandres. In Fig. 1, the turning or reversing wheel 7 has a fixed position, and the encircling arc of the belt 3 on the track wheel 2 cannot be changed.

Derimot vil man se at det i utførelsen på fig. 2 er mulig å regulere innstillingen av hjulet 7 i forhold til hjulet 2. In contrast, it will be seen that in the embodiment in fig. 2 it is possible to regulate the setting of wheel 7 in relation to wheel 2.

Maskinstativet har en åpning som opptar det ikke viste lager for akselen for hjulet 7 på en slik måte at det blir mulig å fast-gjøre lageret på et vilkårlig sted i åpningen og dermed endre lengden av omslutningsbuen av båndet 3 på hjulet 2 etter ønske. The machine stand has an opening which accommodates the not shown bearing for the axle of the wheel 7 in such a way that it becomes possible to fasten the bearing at an arbitrary place in the opening and thus change the length of the enveloping arc of the band 3 on the wheel 2 as desired.

Før støpningen begynner, bestemmer man stillingen av hjulet 7 under hensyntagen til den ønskede utgangstemperatur av metallet, og når vendehjulet 7 så er fastgjort, strammer man båndet 3 med vendehjulet 5, hvis aksel kan forskyves innen visse grenser med en strekkfisk eller skruejekk 8 eller et hvilket som helst tilsvarende organ. Hjulene blir så satt i rotasjon så båndet 3 blir satt i gang, og man støper metallet eller legeringen i den inhgrensede kanal i hjulet 2 med smelte fra støpedysen 1. Emnet 10 ved utgangen får da den optimale temperatur som ønskes for umiddelbart påfølgende, kontinuerlig valsing uteri behov for fornyet oppvarmning. Before the casting begins, the position of the wheel 7 is determined taking into account the desired output temperature of the metal, and when the turning wheel 7 is then fixed, the belt 3 is tightened with the turning wheel 5, whose shaft can be displaced within certain limits with a tension fish or screw jack 8 or a any corresponding body. The wheels are then set in rotation so that the belt 3 is set in motion, and the metal or alloy is cast in the enclosed channel in the wheel 2 with melt from the casting nozzle 1. The blank 10 at the exit then receives the optimal temperature desired for immediately following, continuous rolling uteri need for renewed heating.

Fig. 3 viser en variant som gjør det mulig å regulere båndets omslutningsbue på hjulet under drift. Her kan lageret for vendehjulet,7 beveges langs en skruespindel hvis faste retning er slik at den "slakk" som fås i båndet når lageret for hjulet 7 forskyver seg fra den ene ende av spindelen til den annen, lett lar seg oppta av strammeinnretningen 8 for vendehjulet 5. Lageret for hjulet 7 Fig. 3 shows a variant which makes it possible to regulate the tape's arc of coverage on the wheel during operation. Here the bearing for the turning wheel 7 can be moved along a screw spindle whose fixed direction is such that the "slack" that occurs in the band when the bearing for the wheel 7 moves from one end of the spindle to the other can easily be taken up by the tensioning device 8 for the turning wheel 5. The bearing for the wheel 7

er fast forbundet med en mutter som skrur seg langs spindelen, som har fast vinkelstilling, men kan dreies manuelt eller med motor. is permanently connected with a nut that screws along the spindle, which has a fixed angular position, but can be turned manually or with a motor.

Vendehjulet 7 kan dermed nærme seg til eller fjerne seg fra sporhjulet 2 for å endre båndets omslutningsbue på sporhjulet. The turning wheel 7 can thus approach or move away from the track wheel 2 in order to change the band's arc of coverage on the track wheel.

Oppfinnelsen har vært prøvet ved en produksjonskjede med høy virkningsgrad for produkter av rent aluminium ved kontinuerlig støpning i et sporhjul etterfulgt av en rekke valsestoler. Anlegget har et støpehjul med diameter 1400 mm og et spor med tverrsnitt 1000 mm 2. The invention has been tested at a production chain with a high degree of efficiency for products made of pure aluminum by continuous casting in a track wheel followed by a series of rolling mills. The plant has a casting wheel with a diameter of 1400 mm and a track with a cross section of 1000 mm 2.

For hovedproduksjonen av produkter av rent aluminium lukkes sporet For the main production of products made of pure aluminium, the track is closed

med et bånd over en lengde av 2500 mm. Ved en lineær hastighet av 11,5 m/min har det kontinuerlige emne den optimale temperatur av 450°C ved inngangen.til første valsestol. Energiforbruket er da 60 - 70 KW. with a band over a length of 2500 mm. At a linear speed of 11.5 m/min, the continuous blank has the optimum temperature of 450°C at the entrance to the first roll stand. The energy consumption is then 60 - 70 KW.

Man har først søkt å anvende dette anlegg uten å gjøre bruk One has initially sought to use this facility without making use of it

av oppfinnelsen, for støpning av en legering, betegnet 5052, på aluminiumbasis og dessuten inneholdende 2,5 % Mg og 0,20 % Cr. of the invention, for casting an alloy, designated 5052, on an aluminum basis and also containing 2.5% Mg and 0.20% Cr.

Uten å endre omslutningsvinkelen på sporet forsøkte man å variere hastigheten og témperaturen av emnet og oppnådde følgende resultater: Without changing the wrapping angle of the track, they tried to vary the speed and temperature of the workpiece and obtained the following results:

a) Ved en hastighet av 9,5 m/min var temperaturen av emnet a) At a speed of 9.5 m/min was the temperature of the object

ved inngangen til valseverket bare 370°C, og på grunn av for stor at the entrance to the rolling mill only 370°C, and because of too large

hårdhet av emnet gikk energiforbruket opp i 140 KW. hardness of the subject, the energy consumption rose to 140 KW.

b) For å skaffe en tilfredsstillende temperatur av 450°C måtte man bringe hastigheten opp i 13,5 m/min, og energiforbruket gikk b) In order to obtain a satisfactory temperature of 450°C, the speed had to be brought up to 13.5 m/min, and the energy consumption went

opp til 150 KW. Minskningen av kraftbehovet for valseverket var her rikelig oppveiet av økningen i arbeidshastighet. up to 150 KW. The reduction in the power requirement for the rolling mill was here amply offset by the increase in working speed.

Man ser at anlegget i disse to tilfeller måtte arbeide helt utenfor sitt normale effektområde. It can be seen that in these two cases the plant had to work completely outside its normal power range.

Ved å anvende fremgangsmåten og innretningen ifølge oppfinnelsen kunne man derimot oppnå en emnetemperatur av 450°C under overholdelse av hastigheten på 9,5 m/min, men idet man minsket den lukkede sporlengde til 1650 mm. Energiforbruket var da 90 KW. By using the method and device according to the invention, on the other hand, a workpiece temperature of 450°C could be achieved while maintaining the speed of 9.5 m/min, but reducing the closed track length to 1650 mm. The energy consumption was then 90 KW.

Det samme anlegg ble likeledes benyttet for en legering, betegnet 5056, på aluminiumbasis og inneholdende 5 % Mg, 0,10 % Cr og 0,10 % Mn. Ved denne legering ligger det optimale temperatur-område for emnet når det gjelder å unngå valsefeil, i området mellom 400 og 4*20°C, mens valsehastigheten bør ligge mellom 9 og 10 m/min. Uten anvendelse av oppfinnelsen er det med en lukket sporlengde av 2500 mm umulig å holde seg innenfor de optimale områder for temperatur og hastighet på en gang. Med en hastighet av 10 m/min når emnetemperaturen således bare verdien 310°C. The same plant was also used for an alloy, designated 5056, on an aluminum base and containing 5% Mg, 0.10% Cr and 0.10% Mn. With this alloy, the optimum temperature range for the workpiece when it comes to avoiding rolling defects is in the range between 400 and 4*20°C, while the rolling speed should be between 9 and 10 m/min. Without application of the invention, with a closed track length of 2500 mm it is impossible to stay within the optimum ranges for temperature and speed at the same time. With a speed of 10 m/min, the workpiece temperature thus only reaches the value 310°C.

Gjør man derimot bruk av den mulighet oppfinnelsen byr på, ved å la den omsluttede lengde av sporet variere, kunne man få en emnetemperatur av 410°C ved en hastighet av 10 m/min ved å endre båndets omslutningslengde til 1650 mm. However, if one makes use of the possibility offered by the invention, by allowing the enclosed length of the track to vary, one could obtain a workpiece temperature of 410°C at a speed of 10 m/min by changing the belt's enclosed length to 1650 mm.

Det sier seg selv at oppfinnelsens rekkevidde ikke bare utstrekker seg til de beskrevne utførelseseksempler, men også It goes without saying that the scope of the invention does not only extend to the described embodiments, but also

dekker alle varianter som bare skiller seg fra disse ved detaljer eller ved anvendelse av ekvivalente midler. covers all variations which differ from these only in details or by the use of equivalent means.

I utførelsesformen på fig. 2 kan således formen av åpningen være vilkårlig, forutsatt at den tillater en forskyvning av vénde-hjulet 7 i' forhold til hjulet 2. In the embodiment of fig. 2, the shape of the opening can thus be arbitrary, provided that it allows a displacement of the turning wheel 7 in relation to the wheel 2.

Likeledes kan denne åpning erstattes med en vilkårlig annen føringsanordning. Videre kan man tenke seg å regulere båndets omslutningsbue under drift ved innretningen ifølge fig. 2 ved å anordne et forskyvningsorgan for lageret for vendehjulet 7 i føringsanordningen for dette lager (f.eks. et tannstangsystem). Videre kan man sammenkoble strammeinnretningen for vendehjulet 5 Likewise, this opening can be replaced with any other guide device. Furthermore, it is conceivable to regulate the tape's enveloping arc during operation with the device according to fig. 2 by arranging a displacement means for the bearing for the turning wheel 7 in the guide device for this bearing (e.g. a rack and pinion system). You can also connect the tensioning device for the turning wheel 5

med forskyvningen av akselen for vendehjulet 7. with the displacement of the axle of the turning wheel 7.

Man kan også erstatte skrujekken 8 på fig. 2 og 3 med en vilkårlig annen innretning til stramning av båndet. One can also replace the screw jack 8 in fig. 2 and 3 with any other device for tightening the band.

Likeledes kan man ved den variant som er vist på fig. 3, tenke seg å anordne skruespindelen til forskyvning av lageret for hjulet-7 svingbart, slik at akselen for hjulet 7 ved hjelp av en passende føringsanordning vil følge den kurve som utgjør det geometriske sted for de punkter som uten forskyvning av hjulet 5 aldri bevirker slakk i båndene. Likewise, with the variant shown in fig. 3, imagine arranging the screw spindle for displacing the bearing for the wheel-7 pivotably, so that the axle for the wheel 7 will, by means of a suitable guide device, follow the curve which constitutes the geometric location of the points which, without displacing the wheel 5, never cause slack in the bands.

Sluttelig kan man tenke seg å anordne skruespindelen til forskyvning av hjulet 7 svingbart om en av sine ender og utstyre dens annen ende med strammeanordning, slik at fjærer som til stadighet holder skruen i stilling med avstand mellom hjulene 2 og 5, også til stadighet gir stramning av båndet uansett stillingen av lageret for hjulet 7 på spindelen. Finally, it is conceivable to arrange the screw spindle for displacing the wheel 7 pivotably about one of its ends and to equip its other end with a tensioning device, so that springs that constantly hold the screw in position with a distance between the wheels 2 and 5 also constantly provide tension of the tape regardless of the position of the bearing for the wheel 7 on the spindle.

Man kan videre tenke seg å la innretningen ifølge oppfinnelsen arbeide helautomatisk ved å fjernstyre forskyvningen av vendehjulet 7 ved hjelp av en motor eller jekk og gjøre denne forskyvning avhengig av temperaturvariasjoner i det stivnede produkt ved utgangen fra sporet eller ved inngangen til valseverket under anvendelse av en servostyring påvirket av en. regulator av kjent type. Man oppnår dermed en automatisk korreksjon av avvik i metallets utgangstemperatur, så denne forblir praktisk talt konstant på den valgte verdi under hele støpetiden. It is also conceivable to let the device according to the invention work fully automatically by remotely controlling the displacement of the turning wheel 7 by means of a motor or jack and making this displacement dependent on temperature variations in the solidified product at the exit from the track or at the entrance to the rolling mill using a power steering affected by a. regulator of known type. One thus achieves an automatic correction of deviations in the metal's output temperature, so this remains practically constant at the selected value throughout the casting time.

Sluttelig kan oppfinnelsen, som spesielt er bestemt for et anlegg til produksjon av tråd, på samme måte også anvendes ved fremstilling av flate profiler eller blikk ved bruk av et støpehjul med bredt og grunt sporprofil. Finally, the invention, which is specifically intended for a plant for the production of wire, can in the same way also be used in the production of flat profiles or sheets using a casting wheel with a wide and shallow groove profile.

Oppfinnelsen er likeledes anvendelig ved såkalte trehjuls støpehjulanlegg. The invention is also applicable to so-called three-wheel casting wheel plants.

Claims

1. Machine for strand casting of metals or alloys of different composition, comprising a wheel (2) with casting tracks and turning wheels (4, 5, 7) on which runs an endless metal belt (3) which partially abuts against the track wheel (2), so that it closes a partial arc of the track, and where the contact point of the band (3) on the track wheel (2) is a fixed point where the metal or alloy in liquid form is delivered to the track, characterized in that the reversing wheel (7) on the output side of the track wheel (2) can is displaced within an angular range of approx. 90° about the center of the track wheel (2).

2. Machine as stated in claim 1, where the steering wheel (7) shaft is stored in a movable bearing whose position can be regulated in relation to the track wheel (2), characterized in that the bearing for the steering wheel (7) can be displaced along a path that is decided that the overall length of the band (3) will not be changed.