EP3015192B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Stranggießen einer Leichtmetalllegierung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Stranggießen einer Leichtmetalllegierung Download PDF

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EP3015192B1
EP3015192B1 EP14191415.0A EP14191415A EP3015192B1 EP 3015192 B1 EP3015192 B1 EP 3015192B1 EP 14191415 A EP14191415 A EP 14191415A EP 3015192 B1 EP3015192 B1 EP 3015192B1
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EP
European Patent Office
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strand
mould
straightening unit
melt
continuous casting
Prior art date
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EP14191415.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3015192A1 (de
Inventor
Christian Chimani
Andreas Betz
Alois Birgmann
Salar Bozorgi
Christoph Angermeier
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LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen GmbH
Original Assignee
LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen GmbH
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Publication date
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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
    • B22D11/001—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of specific alloys
    • B22D11/003—Aluminium alloys
    • 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
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/043—Curved moulds
    • 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
    • B22D11/08—Accessories for starting the casting procedure
    • B22D11/081—Starter bars
    • 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
    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
    • B22D11/1282—Vertical casting and curving the cast stock to the horizontal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/14—Plants for continuous casting
    • B22D11/142—Plants for continuous casting for curved casting

Definitions

  • the invention relates to a process for the continuous casting of a light metal alloy, in particular an aluminum alloy or magnesium alloy, wherein a melt of the light metal alloy is withdrawn from a mold in order to obtain a solid continuous cast product after the melt has solidified, the melt having a curved starting head under solidification and The curvature is continuously withdrawn as a strand and then straightened using a straightening unit, a curved strand being pulled out of the mold.
  • the invention relates to a device for the continuous casting of a light metal alloy such as an aluminum alloy or a magnesium alloy, in particular for carrying out a method of the aforementioned type, comprising a mold for a melt and a start-up head for pulling a strand formed from the melt downward from the mold , wherein the strand can be removed from the mold in a curved manner, the starting head is curved and a straightening unit is provided in order to bend the strand after solidification but before it has completely cooled.
  • a light metal alloy such as an aluminum alloy or a magnesium alloy
  • DE 31 50 175 A1 discloses a device for casting steel, wherein a continuous strand is cast in accordance with the preceding paragraph, the strand emerging from the mold with a curved starting head in the beginning curved shape is extended.
  • the method is said to be applicable to metals including steel.
  • the JP 2007 275915 A discloses a method for strip casting of light metals, the light metal being brought into a strip structure by two opposing rollers, after which the strip thus produced is deflected in an oil strip and then directed.
  • the GB 1,069,097 discloses a method and an apparatus for the continuous casting of steel, wherein a strand is withdrawn from a mold and then bent into a horizontal course.
  • Aluminum alloys can also be created in continuous casting.
  • a strand from a mold is guided vertically down into a subsequent basin for further cooling.
  • aluminum alloys which can also be processed at much lower temperatures, solidify extremely quickly. While the metallurgical length until a strand completely solidifies in steel is several meters, in aluminum alloys it is in the range of a few centimeters. For this reason, vertical continuous casting of aluminum alloys can only be carried out semi-continuously, with a length of the continuous casting products being predetermined by an overall height of the device. If longer components are required, they have to be joined again, which can be problematic.
  • the object of the invention is to provide a method of the type mentioned at the outset with which the metallurgical advantages of vertical continuous casting can be utilized in a continuous and simple manner.
  • Another goal is to provide a suitable device for this.
  • the procedural object is achieved with a method according to claim 1.
  • An advantage achieved by the invention can be seen in the fact that a method is provided which combines the advantages of vertical continuous casting in light metal alloys, in particular aluminum alloys, with the advantages of continuous continuous casting.
  • the mold can be a mold that is usually used in vertical continuous casting.
  • the strand is pulled off with a curved starting head at the start of the pulling-off.
  • the curvature of the drawn-off strand is predetermined by the curvature of the starting head.
  • the curvature set in this way also minimizes the subsequent expenditure of force for straightening the drawn-off strand.
  • the start head and later the strand can be moved with drive means, in particular drive rollers, after the mold. If the strand is round in cross section, profiled drive rollers are preferably provided.
  • a contact pressure of the drive means on the strand is set by employing at least one movable adjusting means. This means that the desired contact pressure and thus the advance of the strand can be set at any time.
  • the actuating means or actuators can be operated in a position and / or pressure-controlled manner.
  • the strand is preferably bent into an approximately horizontal position.
  • the strand will be bent with the straightening unit after it has solidified, but before it has cooled completely. Since the solidification of z. B. aluminum alloys including subsequent cooling takes place comparatively quickly with steel, a radius of curvature is chosen for the strand so that it comes as quickly as possible in a horizontal or at least approximately horizontal position to be straightened, but can be straightened in this position with little effort. At the same time, provision can also be made for the strand to be straightened in the completely cooled state, although this requires a greater effort.
  • the force exerted on the straightening unit can be very high without further measures.
  • the strand is therefore also heated before the straightening unit.
  • increasing the temperature to more than about 0.4 times the homologous temperature can bring about a significant improvement in ductility.
  • It can also be provided in a control loop that during the continuous removal of the strand the heating before the straightening unit and cooling of the melt in and / or after the mold are reduced. In this case, the process is first carried out with a required cooling capacity on the mold and, if necessary, secondary cooling as well as a required heating output before the straightening unit.
  • control circuit can reduce the cooling, which at the same time means that a heating output in front of the straightening unit can also be reduced. As a result, both the heating output and the cooling output decrease in the further process, which leads to a particularly energy-efficient process.
  • a temperature around the drawn-off strand is adjusted or regulated as a function of the position in order to achieve an optimum of processability and energy efficiency.
  • the advantages of vertical and horizontal continuous casting in the case of aluminum alloys or other light metal alloys can be combined in a structurally simple manner.
  • the vertical acceptance with the curved start-up head ensures a high metallurgical quality of a continuous casting product.
  • the straightening unit can eliminate the curvature of the strand and provide a semi-finished product that can be continuously removed horizontally. If required, a separating unit for cutting the semi-finished product or continuous cast product to any length can also be provided following the straightening unit.
  • drive means for moving the strand and optionally at least one vibration device are provided after the mold.
  • the drive means can be contour-matched to an outer contour of the strand in order to enable the best possible power transmission.
  • an adjusting means can also be provided for setting a contact pressure of the drive means on the strand at a certain position. This allows the strand to be optimally moved forward. With the optionally provided at least one vibration device, a withdrawal behavior can be improved.
  • a control unit connected to the drive means can be provided, with which a pull-off speed of the strand can be adjusted and can be adjusted during a pull-off. This allows process optimization.
  • a heater is provided between the mold and the straightening unit.
  • the removed strand can optionally be tempered in front of the straightening unit in such a way that an input of force by the straightening unit is minimized.
  • This can be particularly useful because the strand of z. B. cools an aluminum alloy relatively quickly.
  • a control unit for the heating is provided, with which a heating output of the heating and / or a cooling output of a cooling device can be controlled as a function of a line temperature upstream of the straightening unit. Based on the strand temperature required for straightening, both the cooling capacity for creating a strand and a heating capacity of the heating can be minimized. However, the cooling capacity must of course be high enough to form a strand that is solidified at least on the outside.
  • FIG. 1 A device 1 according to the invention is shown in an exemplary embodiment variant for a continuous casting of aluminum alloys.
  • the device 1 has a mold 2.
  • the mold 2 is formed with a rectangular cross section, as is known for vertical continuous casting of aluminum alloys.
  • a cooling device 10 is provided for secondary cooling by means of air or possibly also water.
  • the device 1 also has drive means 7, which can be designed, for example, as rotatable drive rollers.
  • An actuating means 8 is arranged opposite the drive means 7.
  • the adjusting means 8 is formed with a lever, which is also shown in dashed lines in a position not engaging the starting head 5. With the Adjusting means 8 can be set, for example, via the lever movement of the starting head 5 shown and later, in a manner still to be explained, a strand 3 on the drive means 7.
  • a contact pressure is also set via a lever force.
  • the device 1 comprises a heater 9, which is arranged in front of a straightening unit 6, also provided, with a plurality of support units 12 and a straightening lever 13.
  • the support units 12 can be designed, for example, like the drive means 7 as rollers.
  • the straightening lever 13, like the adjusting means 8, is shown in two positions, the situation shown corresponding to that in continuous operation.
  • a control device which interacts with a supply for the cooling device 10 and the heater 9, can be provided, so that a cooling capacity of the cooling device 10 as well as a heating capacity of the heating device 9 depends on a temperature of a strand 3 shown in broken lines in front of the straightening unit 6 are adjustable.
  • a method according to the invention can be carried out with a device 1.
  • the initial situation corresponds to that in Fig. 1 .
  • a melt 11 of an aluminum alloy is held in the mold 2 and cannot melt downwards because an outlet is closed by the starting head 5.
  • the actuating means 8 is set on the starting head 5 in such a way that it is pressed sufficiently against the drive means 7.
  • the starting head 5 is then guided along the circular path of the strand 3 in the direction of the heater 9.
  • the strand 3 is formed on the starting head 5, which is then moved or guided forward by the drive means 7 and by the actuating means 8 with a passive roller.
  • the strand 3 passes through the heater 9, which, for example, can be designed as a spindle heater as shown.
  • a method according to the invention combines the advantages of vertical continuous casting of aluminum alloys with those of a horizontal method: high-quality semi-finished products are continuously obtained. This can be done through a simple Achieve a design that can be easily applied to different sized geometries. In addition, the process is not only insensitive to harsh casting environments, but also energy efficient. In particular, if the strand 3 reaches the straightening unit 6 at a sufficient temperature, possibly after heating with the heater 9 in the meantime, an input of force for the straightening required is also minimized.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen einer Leichtmetalllegierung, insbesondere einer Aluminiumlegierung oder Magnesiumlegierung, wobei eine Schmelze der Leichtmetalllegierung aus einer Kokille nach unten abgezogen wird, um nach Erstarrung der Schmelze ein festes Stranggussprodukt zu erhalten, wobei die Schmelze mit einem gekrümmten Anfahrkopf unter Erstarrung und Krümmung kontinuierlich als Strang abgezogen und anschließend mit einer Richteinheit gerade gebogen wird, wobei ein gekrümmter Strang aus der Kokille abgezogen wird.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Stranggießen einer Leichtmetalllegierung wie einer Aluminiumlegierung oder einer Magnesiumlegierung, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens der vorstehend genannten Art, umfassend eine Kokille für eine Schmelze und einen Anfahrkopf zum Abziehen eines aus der Schmelze gebildeten Stranges aus der Kokille nach unten, wobei der Strang gekrümmt aus der Kokille abziehbar ist, der Anfahrkopf gekrümmt ausgebildet ist und eine Richteinheit vorgesehen ist, um den Strang nach Erstarrung, aber vor vollständiger Abkühlung desselben zu biegen.
  • Für das Stranggießen von Stahl ist es bekannt, einen in einer Kokille außenseitig bereits teilweise erstarrten Strang aus der Kokille nach unten abzuziehen und über Rollen in einer Biegezone in eine annähernd horizontale Lage umzulenken, sodass der Strang in einer an die Biegezone anschließenden Richtzone gerade gerichtet und auf beliebige Längen abgelängt werden kann. Ein derartiges kontinuierliches Verfahren zum Stranggießen von Stahl in der dargestellten Art ist möglich, weil Stahl eine niedrige Wärmeleitzahl aufweist und somit relativ lange bis zur vollständigen Erstarrung benötigt. Dies bedeutet, dass der abgenommene Strang insbesondere in der Biegezone, aber auch noch in der Richtzone nur außenseitig vollständig erstarrt ist, im Inneren aber noch teilweise eine flüssige Phase vorliegt. Dies ermöglicht ein kontinuierliches Stranggießen von Stahl.
  • In der DE 31 50 175 A1 ist eine Vorrichtung zum Gießen von Stahl offenbart, wobei entsprechend dem vorstehenden Absatz ein kontinuierlicher Strang gegossen wird, wobei der Strang aus der Kokille mit einem gekrümmten Anfahrkopf in bereits anfänglich gekrümmter Form ausgefahren wird. Das Verfahren soll auf Metalle einschließlich Stahl anwendbar sein.
  • Die JP 2007 275915 A offenbart ein Verfahren zum Bandgießen von Leichtmetallen, wobei das Leichtmetall durch zwei gegenüberliegende Walzen in eine Bandstruktur gebracht wird, wonach das so erstellte Band in einem Ölband umgelenkt und danach gerichtet wird.
  • Die GB 1,069,097 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stranggießen von Stahl, wobei ein Strang aus einer Kokille abgezogen und danach in einen horizontalen Verlauf gebogen wird.
  • Auch Aluminiumlegierungen können im Strangguss erstellt werden. Bei einem vertikalen Strangguss wird ein Strang aus einer Kokille vertikal nach unten in ein nachfolgendes Becken zur weiteren Kühlung geführt. Im Gegensatz zu Stahl erstarren allerdings Aluminiumlegierungen, die zudem bei wesentlich niedrigeren Temperaturen zu verarbeiten sind, äußerst rasch. Während die metallurgische Länge bis zur vollständigen Erstarrung eines Stranges bei Stahl mehrere Meter beträgt, liegt diese bei Aluminiumlegierungen im Bereich von wenigen Zentimetern. Aus diesem Grund kann ein vertikaler Strangguss von Aluminiumlegierungen nur semikontinuierlich durchgeführt werden, wobei eine Länge der Stranggussprodukte durch eine Bauhöhe der Vorrichtung vorgegeben ist. Sind längere Bauteile erforderlich, muss wieder gefügt werden, was mit Problemen verbunden sein kann.
  • Dennoch ist es auch möglich, Aluminiumlegierungen kontinuierlich im Strangguss zu erstellen. Hierfür werden horizontale Stranggussverfahren eingesetzt, wobei ein Strang horizontal aus einem Reservoir abgezogen wird. Die Länge eines so erstellten Stranggussproduktes ist dabei im Gegensatz zum vertikalen Strangguss von Aluminiumlegierungen nicht limitiert. Allerdings ist bei einem horizontalen Strangguss von Aluminiumlegierungen nachteilig, dass die Qualität der erstellten Halbzeuge beispielsweise aufgrund von Seigerungen geringer ist als bei Halbzeugen, die im vertikalen Strangguss erstellt werden.
  • Bei anderen Leichtmetalllegierungen wie Magnesiumlegierungen sind analoge Limitierungen wie bei Aluminiumlegierungen gegeben.
  • Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem auf einfache und wirtschaftliche Weise die metallurgischen Vorteile des vertikalen Stranggusses in einem kontinuierlichen Verfahren nutzbar gemacht werden können.
  • Ein weiteres Ziel besteht darin, eine hierfür geeignete Vorrichtung anzugeben.
  • Die verfahrensmäßige Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
  • Ein der Erfindung erzielter Vorteil ist darin zu sehen, dass ein Verfahren bereitgestellt wird, das die Vorteile des vertikalen Stranggusses bei Leichtmetalllegierungen, insbesondere Aluminiumlegierungen, mit den Vorteilen des kontinuierlichen Stranggusses verbindet. Durch das Abziehen eines gekrümmten Stranges aus der Kokille ist es trotz der nur geringen metallurgischen Länge von Aluminiumlegierungen möglich, den abgezogenen Strang mit einer Biegung zu versehen, welche letztlich auf einer relativ kurzen Länge bzw. mit engem Radius eine Umlenkung in eine annähernd horizontale Lage erlaubt. In dieser Lage wird der abgezogene Strang mit einer Richteinheit gerade gebogen, sodass in der Folge in horizontaler Richtung verlaufend kontinuierlich ein Stranggussprodukt abgeführt werden kann. Die zuvor erforderliche Krümmung kann erreicht werden, wenn der Strang bereits aus der Kokille gekrümmt abgezogen wird. Je nach Legierung ist es aber auch möglich, den Strang zunächst vertikal abzuziehen, danach zu krümmen und dann in der Horizontalen gerade zu biegen.
  • Bei der Kokille kann es sich um eine Kokille handeln, die üblicherweise bei einem vertikalen Strangguss eingesetzt wird. Um die erforderliche Krümmung auf einfache Weise und ohne metallurgische Nachteile hinsichtlich der Qualität des Halbzeuges zu erreichen, wird der Strang zu Beginn des Abziehens mit einem gekrümmten Anfahrkopf abgezogen. Durch die Krümmung des Anfahrkopfes wird die Krümmung des abgezogenen Stranges vorgegeben. Durch die so festgelegte Krümmung wird auch ein nachfolgender Kraftaufwand zum Richten des abgezogenen Stranges minimiert.
  • Zunächst der Anfahrkopf und später der Strang können im Anschluss an die Kokille mit Antriebsmitteln, insbesondere Antriebsrollen, bewegt werden. Handelt es sich um einen im Querschnitt runden Strang, sind bevorzugt profilierte Antriebsrollen vorgesehen.
  • Von Vorteil ist es, wenn ein Anpressdruck der Antriebsmittel auf den Strang durch Anstellen zumindest eines verfahrbaren Stellmittels eingestellt wird. Dadurch lassen sich jederzeit ein gewünschter Anpressdruck und damit auch ein Vortrieb des Stranges einstellen. Das oder die Stellmittel können hierfür positions- und/oder druckgeregelt betrieben werden.
  • Mit der Richteinheit wird der Strang bevorzugt in eine annähernd horizontale Lage gebogen. Vorgesehen sein kann diesbezüglich auch, dass bei der kontinuierlichen Abnahme des Stranges bzw. des erstellten Stranggussproduktes nach der Richteinheit eine Säge oder dergleichen zum Ablängen von Halbzeugen mit bestimmter Länge vorgesehen ist.
  • Vorgesehen ist, dass der Strang nach Erstarrung, aber vor einer vollständigen Abkühlung mit der Richteinheit gebogen wird. Da die Erstarrung von z. B. Aluminiumlegierungen samt nachfolgender Abkühlung vergleichsweise mit Stahl rasch erfolgt, wird ein Krümmungsradius für den Strang so gewählt, dass dieser möglichst rasch in eine horizontale oder zumindest annähernd horizontale Lage kommt, um gerichtet zu werden, aber in dieser Lage mit geringem Kraftaufwand richtbar ist. Gleichwohl kann auch vorgesehen sein, dass der Strang in vollständig abgekühltem Zustand gerichtet wird, wenngleich dies einen höheren Kraftaufwand erfordert.
  • Auch wenn der Strang bei erhöhter Temperatur gerichtet werden soll, kann der Kraftaufwand an der Richteinheit hierfür ohne weitere Maßnahmen bereits sehr hoch sein. Der Strang wird vor der Richteinheit daher auch erwärmt. Je nach Legierung kann eine Erhöhung der Temperatur auf mehr als das ca. 0,4-Fache der homologen Temperatur eine deutliche Verbesserung der Duktilität bringen. Hierbei kann in einem Regelkreis auch vorgesehen sein, dass während des kontinuierlichen Abziehens des Stranges die Erwärmung vor der Richteinheit sowie eine Kühlung der Schmelze in und/oder nach der Kokille verringert werden. In diesem Fall wird das Verfahren zunächst mit einer erforderlichen Kühlleistung an der Kokille und gegebenenfalls einer Sekundärkühlung sowie einer erforderlichen Heizleistung vor der Richteinheit gestartet. Nachdem der Prozess angelaufen ist, kann durch den Regelkreis die Kühlung verringert werden, was gleichzeitig dazu führt, dass auch eine Heizleistung vor der Richteinheit verringert werden kann. Somit sinkt im weiteren Prozess sowohl die Heizleistung als auch die Kühlleistung, was zu einem besonders energieeffizienten Verfahren führt.
  • Es kann im Übrigen auch vorgesehen sein, dass eine Temperatur um den abgezogenen Strang in Abhängigkeit von der Position eingestellt bzw. geregelt wird, um ein Optimum von Verarbeitbarkeit und Energieeffizienz zu erreichen.
  • Das weitere Ziel der Erfindung wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 7 erreicht.
  • Mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung können auf konstruktiv einfache Weise die Vorteile von vertikalem und horizontalem Strangguss bei Aluminiumlegierungen oder anderen Leichtmetalllegierungen kombiniert werden. Einerseits wird durch die vertikale Abnahme mit dem gekrümmten Anfahrkopf eine hohe metallurgische Güte eines erstellten Stranggussproduktes sichergestellt. Andererseits kann durch die Richteinheit die Biegung des Stranges beseitigt und ein horizontal kontinuierlich abnehmbares Halbzeug zur Verfügung gestellt werden. Bei Bedarf kann im Anschluss an die Richteinheit auch eine Trenneinheit zum Ablängen des Halbzeuges bzw. Stranggussproduktes auf eine beliebige Länge vorgesehen sein.
  • Zweckmäßigerweise sind im Anschluss an die Kokille Antriebsmittel, insbesondere Antriebsrollen, zum Bewegen des Stranges sowie optional zumindest eine Vibrationseinrichtung vorgesehen. Die Antriebsmittel können konturmäßig an eine äußere Kontur des Stranges angepasst sein, um eine möglichst gute Kraftübertragung zu ermöglichen. Diesbezüglich kann insbesondere auch ein Stellmittel zur Einstellung eines Anpressdruckes der Antriebsmittel an den Strang an einer bestimmten Position vorgesehen sein. Dadurch lässt sich der Strang optimal vorwärts bewegen. Mit der optional vorgesehenen zumindest einen Vibrationseinrichtung kann ein Abzugsverhalten verbessert werden. Darüber hinaus kann eine mit den Antriebsmitteln in Verbindung stehende Regeleinheit vorgesehen sein, mit welcher eine Abzugsgeschwindigkeit des Stranges einstellbar und während eines Abziehens anpassbar ist. Dies erlaubt eine Prozessoptimierung.
  • Zwischen der Kokille und der Richteinheit ist eine Heizung vorgesehen. Mit der Heizung kann der abgeführte Strang gegebenenfalls vor der Richteinheit so temperiert werden, dass ein Krafteintrag durch die Richteinheit minimiert ist. Dies kann insbesondere deswegen zweckmäßig sein, weil der Strang aus z. B. einer Aluminiumlegierung relativ rasch abkühlt. In diesem Zusammenhang erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn eine Regeleinheit für die Heizung vorgesehen ist, mit welcher eine Heizleistung der Heizung und/oder eine Kühlleistung einer Kühleinrichtung in Abhängigkeit von einer Strangtemperatur vor der Richteinheit regelbar sind. Dadurch lässt sich auf Basis der für das Richten erforderlichen Strangtemperatur sowohl die Kühlleistung für die Erstellung eines Stranges als auch eine Heizleistung der Heizung minimieren. Die Kühlleistung muss aber selbstverständlich so hoch sein, dass ein zumindest außen fest erstarrter Strang gebildet wird.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen ergeben sich aus dem nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiel. In der Zeichnung, auf welche dabei Bezug genommen wird, zeigt:
    • Fig. 1
    eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
  • In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in einer beispielhaften Ausführungsvariante für ein kontinuierliches Gießen von Aluminiumlegierungen dargestellt. Die Vorrichtung 1 weist eine Kokille 2 auf. Die Kokille 2 ist mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet, wie dies für einen vertikalen Strangguss von Aluminiumlegierungen bekannt ist. Unterhalb der Kokille 2 ist eine Kühleinrichtung 10 für eine Sekundärkühlung mittels Luft oder gegebenenfalls auch Wasser vorgesehen. Nach unten hin schließt ein Auslass an, der in der in Fig. 1 dargestellten Situation durch einen Anfahrkopf 5 verschlossen ist. In der Kokille 2 befindet sich in dieser Situation eine Schmelze 11 einer Aluminiumlegierung.
  • Die Vorrichtung 1 weist des Weiteren Antriebsmittel 7 auf, die beispielsweise als drehbare Antriebsrollen ausgebildet sein können. Den Antriebsmitteln 7 gegenüberliegend ist ein Stellmittel 8 angeordnet. Das Stellmittel 8 ist mit einem Hebel ausgebildet, der strichliert in einer nicht an den Anfahrkopf 5 angreifenden Position zusätzlich dargestellt ist. Mit dem Stellmittel 8 kann beispielsweise über die dargestellte Hebelbewegung der Anfahrkopf 5 und später in noch zu erläuternder Weise ein Strang 3 an die Antriebsmittel 7 angestellt werden. Über eine Hebelkraft wird dabei auch ein Anpressdruck eingestellt.
  • Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 1 eine Heizung 9, die vor einer ebenfalls vorgesehenen Richteinheit 6 mit mehreren Stützeinheiten 12 sowie einem Richthebel 13 angeordnet ist. Die Stützeinheiten 12 können beispielsweise wie die Antriebsmittel 7 als Rollen ausgebildet sein. Der Richthebel 13 ist wie das Stellmittel 8 in zwei Positionen dargestellt, wobei die dargestellte Situation jener im kontinuierlichen Betrieb entspricht. Nicht dargestellt, aber vorgesehen sein kann eine Regeleinrichtung, welche mit einer Versorgung für die Kühleinrichtung 10 sowie der Heizung 9 zusammenwirkt, sodass eine Kühlleistung der Kühleinrichtung 10 ebenso wie eine Heizleistung der Heizung 9 in Abhängigkeit einer Temperatur eines strichliert dargestellten Stranges 3 vor der Richteinheit 6 regelbar sind.
  • Mit einer Vorrichtung 1 kann ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden. Die Ausgangssituation entspricht jener in Fig. 1. In der Kokille 2 ist eine Schmelze 11 einer Aluminiumlegierung gehalten, welche nach unten hin nicht austreten kann, weil ein Auslass durch den Anfahrkopf 5 geschlossen ist. Ehe der Prozess in Gang gesetzt wird, wird das Stellmittel 8 an den Anfahrkopf 5 so angestellt, dass dieser ausreichend gegen die Antriebsmittel 7 gepresst wird. Anschließend wird der Anfahrkopf 5 entlang der kreisförmig dargestellten Bahn des Stranges 3 in Richtung zur Heizung 9 geführt. Dabei bildet sich am Anfahrkopf 5 der Strang 3 aus, der anschließend durch die Antriebsmittel 7 sowie durch das Stellmittel 8 mit einer passiven Rolle vorwärts bewegt bzw. geführt wird. Anschließend durchläuft der Strang 3 die Heizung 9, die beispielsweise wie dargestellt als Spindelheizung ausgebildet sein kann. Nach Passieren der Heizung 9 wird der Strang 3 in der Richteinheit 6 auf eine horizontale Endform gebogen. Der Richthebel 13 kommt dabei am Strang 3 zur Anlage, sobald der Anfahrkopf 5 den Richthebel 13 passiert hat. Durch ein entsprechendes Richten entsteht schließlich ein Stranggussprodukt 4, das horizontal kontinuierlich abgenommen und bei Bedarf abgelängt werden kann.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren kombiniert die Vorteile eines vertikalen Stranggusses von Aluminiumlegierungen mit jenen eines horizontalen Verfahrens: Es werden hochqualitative Halbzeuge kontinuierlich gewonnen. Dies lässt sich durch eine einfache Konstruktion erreichen, die problemlos auf verschieden große Geometrien angewendet werden kann. Darüber hinaus ist die Verfahrensführung nicht nur unempfindlich gegen raue Gießumgebungen, sondern auch energieeffizient. Insbesondere wenn der Strang 3 mit ausreichender Temperatur, gegebenenfalls nach zwischenzeitlicher Erwärmung mit der Heizung 9, zur Richteinheit 6 gelangt, ist auch ein Krafteintrag für das erforderliche Richten minimiert.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Stranggießen einer Leichtmetalllegierung, insbesondere einer Aluminiumlegierung oder Magnesiumlegierung, wobei eine Schmelze (11) der Leichtmetalllegierung aus einer Kokille (2) nach unten abgezogen wird, um nach Erstarrung der Schmelze (11) ein festes Stranggussprodukt (4) zu erhalten, wobei die Schmelze (11) mit einem gekrümmten Anfahrkopf (5) unter Erstarrung und Krümmung kontinuierlich als Strang (3) abgezogen und anschließend mit einer Richteinheit (6) gerade gebogen wird, wobei ein gekrümmter Strang (3) aus der Kokille (2) abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (3) vor der Richteinheit (6) erwärmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (3) im Anschluss an die Kokille (2) mit Antriebsmitteln (7), insbesondere Antriebsrollen, bewegt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anpressduck der Antriebsmittel (7) auf den Strang (3) durch Anstellen zumindest eines verfahrbaren Stellmittels (8) eingestellt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (3) in eine annähernd horizontale Lage gebogen wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (3) nach Erstarrung, aber vor einer vollständigen Abkühlung mit der Richteinheit (6) gebogen wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass während des kontinuierlichen Abziehens des Stranges (3) die Erwärmung vor der Richteinheit (6) sowie eine Kühlung der Schmelze (11) in und/oder nach der Kokille (2) verringert werden.
  7. Vorrichtung (1) zum Stranggießen einer Leichtmetalllegierung wie einer Aluminiumlegierung oder einer Magnesiumlegierung, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend eine Kokille (2) für eine Schmelze (11) und einen Anfahrkopf (5) zum Abziehen eines aus der Schmelze (11) gebildeten Stranges (3) aus der Kokille (2) nach unten, wobei der Strang (3) gekrümmt aus der Kokille (2) abziehbar ist, der Anfahrkopf (5) gekrümmt ausgebildet ist und eine Richteinheit (6) vorgesehen ist, um den Strang (3) nach Erstarrung, aber vor vollständiger Abkühlung desselben zu biegen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kokille (2) und der Richteinheit (6) eine Heizung (9) vorgesehen ist.
  8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an die Kokille (2) Antriebsmittel (7), insbesondere Antriebsrollen, zum Bewegen des Stranges (3) sowie optional zumindest eine Vibrationseinrichtung vorgesehen sind.
  9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stellmittel (8) zur Einstellung eines Anpressdruckes der Antriebsmittel (7) an den Strang (3) an einer bestimmten Position vorgesehen ist.
  10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit den Antriebsmitteln (7) in Verbindung stehende Regeleinheit vorgesehen ist, mit welcher eine Abzugsgeschwindigkeit des Stranges (3) einstellbar und während eines Abziehens anpassbar ist.
  11. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regeleinheit für die Heizung (9) vorgesehen ist, mit welcher eine Heizleistung der Heizung (9) und/oder eine Kühlleistung einer Kühleinrichtung (10) in Abhängigkeit von einer Strangtemperatur vor der Richteinheit (6) regelbar ist.
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