Stranggieß-Verfahren

Allgemein

Verfahren zur Herstellung symmetrisch gestalteter Voll- oder Hohlgussstücke (Knüppel, Stangen, Rohre) durch Gießen in eine formgebende, wassergekühlte Kokille, aus der sie in kontinuierlicher oder halbkontinuierlicher Folge abgezogen werden. Je nach Abzugsrichtung unterscheidet man Vertikal- und Horizontalstrangguss je nach Lage der Abzugsrichtung des Stranges aus der Kokille sowie das Stranggießen auf Bogenanlagen. Bild 1 zeigt die Prinzipanordnung des senkrechten Stranggießens. Das flüssige Metall wird von einer Gießpfanne mit Stopfenzug in den Eingusstiegel der Stranggießmaschine gegossen Dieser Tiegel kann aus Sicherheitsgründen ebenfalls mit einem Stopfen versehen sein. Das Gießmetall fließt aus dem Eingusstiegel in die wassergekühlte Stranggießkokille, in der es von außen her erstarrt und somit einen Metallstrang bildet, der nach unten abgezogen wird. Innerhalb des Stranges verbleibt ein flüssiger Schmelzsumpf, dessen Kern je nach Strangdurchmesser eine beträchtliche Tiefe erreichen kann. An der Berührungsfläche des Gießmetalls mit der Kokille entsteht eine erstarrte Randschicht, die sich von der Kokilleninnenwand unter der Wirkung der Erstarrungsschwindung abhebt und beim Verlassen der Kokille eine genügende Dicke haben muss, damit der Strang eine ausreichende Stabilität gegen den metallostatischen Druck der Restschmelze besitzt und ungefährdet abgezogen werden kann.

Die Wasserkühlung der Kokille wird als Primärkühlung bezeichnet. Die weitere Abkühlung des Gussstranges erfolgt unterhalb der Kokille durch Wasserbesprühung (Sekundärkühlung). Die Abziehbewegung wird von Treibrollen übernommen. Der vollständig erstarrte Strang wird schließlich von einer Trenneinrichtung in Stücke von entsprechender Länge geschnitten. Durch Einsetzen eines feuerfesten Dorns in der Mitte der Stranggießkokille können auch Hohlstränge (Rohre) gegossen werden.

Zur Verkürzung der mit steigendem Strangdurchmesser zunehmenden Bauhöhe von Senkrecht-Stranggießanlagen kann der Gussstrang auch in die waagerechte Richtung umgelenkt werden, sofern es sich um Metalle mit guter Warmverformbarkeit handelt. Wie aus Bild 2 hervorgeht wird zwischen Senkrechtbiegeanlagen und sogenannte Bogenanlagen unterschieden. Bei den erstgenannten wird der bereits erstarrte, feste Strang im noch warmen Zustand gebogen und wieder gerichtet, während bei der Bogenanlage Biege- und Richtoperationen vorgenommen werden, solange der Strang noch einen flüssigen Kern besitzt.

Wird, unabhängig von der speziellen Verfahrensweise, längere Zeit ohne Unterbrechnung gegossen und werden dabei mehrere Schmelzen von annähernd gleicher Zusammensetzung vergossen, bezeichnet man dies als Sequenzgießen.

Die Kokillen sind doppelwandig und wassergekühlt, um die zur Bildung einer erstarrten und tragfähigen Strangschale erforderliche Wärme abführen zu können. Bei Gießbeginn ist die untere Öffnung der Kokille durch den Kopf eines sogenannten Kaltstranges verschlossen, der von unten eingefahren und beim Gießen wieder zurückgezogen wird.

Bei den genannten Verfahren erfolgt das Gießen kontinuierlich ohne Unterbrechung, wobei der Strang von einer synchron mitlaufenden, sogenannten fliegenden Säge abgelängt wird, oder diskontinuierlich, wenn der Strang jeweils nach Erreichen einer bestimmten Länge, meist etwa 6 bis 12  m, vollständig aus der Anlage genommen wird.

Beim Horizontalstrangguss befindet sich die Kokille seitlich am Gießofen (Bild  3). Der Strang wird in horizontaler Richtung mit Treibrollen abgezogen. Ist die Kokille direkt am Ofen angebaut, ohne dass sie Eigenbewegungen mit und gegen den Strang durchführen kann, bezeichnet man sie als ofenabhängige Kokille. Ferner gibt es Anlagen mit separatem Eingusstiegel und ofenunabhängiger Kokille. Vibriereinrichtungen werden auch beim Horizontalstrangguss zur Verbesserung der Strangoberfläche und der Werkstoffeigenschaften verwendet.

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