Was sind Stranggießanlagen?

Stranggießanlagen sind ein unverzichtbarer Bestandteil der modernen Metallverarbeitung und haben die Metallproduktion und -formung grundlegend verändert. Sie haben die Produktionseffizienz deutlich gesteigert, indem sie den gleichmäßigen Transfer von flüssigem Metall in Halbzeuge wie Knüppel, Stangen und Brammen ermöglichen. Ihre Fähigkeit, Prozesse zu beschleunigen und gleichzeitig hohe Qualität zu gewährleisten, macht sie für eine Vielzahl industrieller Anwendungen unverzichtbar.

Den Stranggießprozess verstehen

Das kontinuierliche Gießverfahren ist eine ingenieurtechnische Meisterleistung, die flüssiges Metall in einem einfachen, ununterbrochenen Fluss in feste Formen verwandelt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Chargenverfahren, die zahlreiche Einzelprozesse umfassen, ermöglichen kontinuierliche Gießanlagen den reibungslosen Übergang von flüssigem Metall zu geformten Strukturen.

Das Verfahren beginnt mit dem Gießen von flüssigem Metall in eine Form, woraufhin es abkühlt und erstarrt. Das leicht erstarrte Metall wird kontinuierlich entnommen, wodurch ein stetiger Produktionsfluss gewährleistet wird. Durch die Chargenverarbeitung mit individuellen Heiz-, Gieß- und Kühlzyklen minimieren kontinuierliche Gießanlagen (CCMs) Ausfallzeiten und bieten unübertroffene Effizienz. Diese kontinuierliche Technik ist der Grundstein der modernen Metallverarbeitung und sichert Präzision, Skalierbarkeit und Wirtschaftlichkeit.

Hauptkomponenten von Stranggießanlagen

Um die Genauigkeit und Effektivität des Stranggießens zu erreichen, nutzen Stranggießanlagen eine Reihe spezifischer Komponenten, die zusammenarbeiten:

1. Gießpfanne: Die Gießpfanne dient als Reservoir und versorgt den Gießprozess mit flüssigem Metall. Ihre Konstruktion ermöglicht einen regulierten Fluss, verhindert Spritzer und gewährleistet eine kontinuierliche Versorgung der Form.

2. Form: Die Grundlage des Prozesses bildet die Formgebung, bei der geschmolzenes Metall in den festen Zustand übergeht. Die äußersten Schichten werden häufig mit Wasser gekühlt, um die Erstarrung zu beschleunigen und sicherzustellen, dass das Metall seine Form behält.

3. Kühlsystem: Während des Formprozesses wird das Metall mittels Sprüh- oder Badverfahren schnell abgekühlt. Dieser Schritt ist entscheidend für die Entwicklung eines homogenen Mikrogefüges und hat unmittelbaren Einfluss auf die Gesamtqualität des Endprodukts.

4. Abzugs- und Schneidsystem : Mit zunehmender Härte des Metalls wird dieses kontinuierlich abgetragen und auf die benötigten Längen zugeschnitten. Hochwertige Schneidmechanismen gewährleisten saubere, präzise Schnittkanten, sodass das Werkstück für die Weiterverarbeitung bereit ist.

Arten von Stranggießanlagen

CCM-Gießmaschinen sind in zwei Hauptausführungen erhältlich, die beide auf bestimmte industrielle Anwendungen zugeschnitten sind:

✔ Vertikale Stranggießanlage

Vertikale Stranggießanlagen eignen sich zur Herstellung hochreiner Metalle und Speziallegierungen. Ihre vertikale Bauweise ermöglicht eine gleichmäßige Kühlung und verringert das Risiko von Oberflächenfehlern, wodurch sie sich ideal für hochwertige Produkte wie Kupfer und Aluminium eignen.

✔ Horizontale Stranggießanlagen

Horizontale Stranggießanlagen werden typischerweise für lange Bauteile wie Stangen und Rohre eingesetzt. Aufgrund ihrer ungünstigen Form eignen sie sich für Anlagen mit begrenztem Platzangebot in der Höhe und erzielen dennoch eine hohe Produktionsleistung.

Funktionsprinzip

Um ein optimales Ergebnis zu erzielen, wird der Stranggießprozess sorgfältig reguliert. Hier eine kurze Übersicht:

● Zuführung des flüssigen Metalls: Das flüssige Metall wird durch einen geregelten Prozess in die Form eingebracht, wodurch ein gleichmäßiger und konstanter Fluss gewährleistet wird.

● Erste Erstarrung in der Form: Sofern das geschmolzene Metall die Form erreicht, härtet die äußere Schicht aus und bildet eine Hülle, die als strukturelles Gerüst für die spätere Abkühlung dient.

● Sekundärkühlung: Durch mehrere Kühlsprühvorgänge erstarrt das halbfeste Metall im Kern. Die Einhaltung einer geeigneten Temperatur ist in diesem Schritt entscheidend, um Probleme wie Brüche und Einschlüsse zu vermeiden.

● Anwendung von Inertgas: Um eine Oxidation während des gesamten Prozesses zu verhindern, wird ein Inertgas (wie z. B. Argon) zugeführt, wodurch eine sichere Umgebung geschaffen wird.

● Entnahme & Schneiden: Das erstarrte Metall wird kontinuierlich entnommen und mit automatischen Schneidvorrichtungen auf die benötigten Längen zugeschnitten, um für die weitere Verarbeitung oder den Verbrauch vorbereitet zu werden.

Vorteile der Stranggießtechnologie

Das Stranggießverfahren bietet zahlreiche Vorteile und ist daher in der modernen Fertigung eine immer häufiger anzutreffende Methode:

▶ Hohe Effizienz und Produktivität: Der fehlerfreie Betrieb der CCMs verhindert Ausfallzeiten und ermöglicht so eine groß angelegte Fertigung mit wenigen Unterbrechungen.

▶ Höchste Qualität: Moderne Kühlsysteme und sorgfältige Kontrollen garantieren, dass die hergestellten Produkte geringe Verunreinigungen und eine gleichmäßige Mikrostruktur aufweisen.

▶ Reduzierter Materialverbrauch: Trotz der Prozesse älterer Menschen reduzieren CCMs den Metallschaden und machen den Prozess somit umweltbewusster und kostengünstiger.

▶ Skalierbarkeit und Vielseitigkeit: CCMs können eine Vielzahl von Metallen verarbeiten, insbesondere Stahl, Aluminium, Kupfer und deren Legierungen, und decken damit ein breites Spektrum an Geschäftsanforderungen ab.

Anwendungsbereiche von Stranggießanlagen

Die Vielseitigkeit von Stranggießöfen macht sie in einer Vielzahl von Branchen wichtig.

● Metallproduktion

CCMs werden häufig bei der Herstellung von Stahl, Aluminium und Kupfer eingesetzt. Sie werden für die Produktion von Knüppeln, Brammen und Stangen benötigt – einer Vielzahl von Rohstoffen, die in der Bau-, Automobil- und Elektroindustrie Verwendung finden.

● Schmuckherstellung

Mithilfe dieser Technologien lassen sich hochpräzise Gold- und Silberdrähte herstellen, die für die Fertigung von exzellentem Schmuck verwendet werden.

● Spezialanwendungen

CCMs stellen spezielle Legierungen und hochreine Metalle her, unter anderem für die Luft- und Raumfahrt-, Medizin- und Elektronikbranche.

Technologische Fortschritte bei CCMs

Änderungen der Stranggießverfahren und deren Weiterentwicklung zur Verbesserung von Effizienz und Qualität:

■   Verbesserte Formenkonstruktionen:   Jüngste Entwicklungen in der Formenbautechnik haben die Wärmeübertragung verbessert, was zu einer gleichmäßigeren Kühlung und weniger Oberflächenfehlern führt.

■ Automatisierungs- und Überwachungssysteme: Moderne Stranggießanlagen für die chemische Industrie (CCM) verfügen über kontinuierliche Überwachungssysteme, die Abweichungen erkennen und so hohe Standards gewährleisten und gleichzeitig den manuellen Aufwand reduzieren.

■ Umweltfreundliche Konstruktionen: Angesichts des zunehmenden Fokus auf ökologische Verantwortung werden CCMs heutzutage so konstruiert, dass sie energieeffizient sind und den CO2-Fußabdruck der Metallproduktion verringern.

Herausforderungen und Lösungen

Trotz ihrer offensichtlichen Vorteile stehen Stranggießöfen vor Herausforderungen.

◆ Oberflächenrisse: Ungleichmäßige Kühlung kann zu Rissen an der Oberfläche des Produkts führen und dessen strukturelle Integrität gefährden.

◆ Lösung: Moderne Kühlsysteme und eine präzise Temperaturregelung wurden entwickelt, um dieses Problem effektiv zu lösen.

◆ Ungleichmäßige Erstarrung: Unterschiede in den Abkühlgeschwindigkeiten können zu einer ungleichmäßigen Erstarrung und damit zu einem ungleichmäßigen Mikrogefüge führen.

◆ Lösung: Die neuesten Maschinen nutzen hochentwickelte Sensoren, die die Kühlbedingungen kontinuierlich erfassen und anpassen, um eine gleichbleibende Kühlleistung zu gewährleisten.

Abschluss

Stranggießanlagen sind ein unverzichtbarer Bestandteil der modernen Metallverarbeitung und gewährleisten Effizienz, Qualität und Nachhaltigkeit. Ihre Fähigkeit, flüssiges Metall in hochpräzise Halbzeuge umzuwandeln, hat Branchen wie das Bauwesen und die Schmuckherstellung revolutioniert.

Mit fortschreitender Technologie werden Stranggießanlagen eine immer wichtigere Rolle in der umweltfreundlichen Fertigung spielen und den stetig wachsenden Bedarf an hochwertigen Metallen decken. Ihre innovativen Konstruktionen und ihre Flexibilität garantieren ihre anhaltende Relevanz und prägen die Zukunft der Metallverarbeitung. Erfahren Sie mehr über horizontale und vertikale Stranggießanlagen auf Hasung!