Das Stranggießen ist ein kosteneffizientes metallurgisches Verfahren, das die Herstellung von hochwertigen Metallprofilen ermöglicht. Neben Stahl werden vor allem Aluminium und Kupfer mit diesem Verfahren gegossen, das zahlreiche Vorteile bietet. Schauen wir uns das genauer an.
In der Metallurgie ist das Gießen von Metallen, neben dem Schmieden, eine weit verbreitete Methode zur Herstellung von Legierungen. Beim Gießen wird das Metall in einem Ofen stark erhitzt, bis es schmilzt. Anschließend wird das geschmolzene Metall in vorgefertigte Formen gefüllt, entweder in sogenannte Einwegformen, die nur für einen Gießvorgang verwendet werden, oder in wiederverwendbare Einwegformen.
Es gibt verschiedene Verfahren zur Herstellung von Legierungen, und je nach den gewünschten Eigenschaften des Endprodukts muss ein Hersteller zwischen Schleuderguss, Sandguss und vielen anderen Gießverfahren wählen. In diesem Blogbeitrag werden wir uns das Stranggießen genauer ansehen.
Was ist Strangguss?
Im Vergleich zu anderen Gießverfahren ist das Stranggießen relativ neu. Erste Versuche mit diesem Verfahren wurden Mitte des 19. Jahrhunderts unternommen, doch erst in den 1950er Jahren erlangte es größere Bedeutung. Seitdem ist es als äußerst effektive Methode zur Herstellung von Halbzeugen bekannt. Insbesondere Stangen, Rohre, Bänder, Brammen und Profile aus Kupfer werden mithilfe dieses Verfahrens hergestellt.
Der Strangguss erfolgt in mehreren Schritten:
- Vorbereitungen: Für den Strangguss werden Formenmaterialien mit exzellenter Wärmeleitfähigkeit und Oxidationsbeständigkeit benötigt. Daher kommen wassergekühlte Kristallisationsformen, vorzugsweise aus hochwertigem Graphit, zum Einsatz. Diese Graphitformen werden dann in die gewünschte Größe und Form gebracht.
- Schmelzverfahren: Das Metall wird in einem Schmelzofen auf die jeweils erforderliche Temperatur erhitzt. Die Schmelzpunkte variieren je nach Metall und liegen zwischen etwa 700°C bei Aluminium und über 1600°C bei Stahl. Der Schmelzpunkt von Kupfer liegt bei etwa 1100°C, also dazwischen.
- Formgebungsverfahren: Das geschmolzene Metall wird aus der Pfanne in einen Zwischenbehälter gegossen, von dem aus es durch eine wassergekühlte Form fließt und dort in der Randzone erstarrt. Der so entstandene Strang, der im Inneren noch flüssig ist, wird kontinuierlich nach unten aus der Form gezogen. In einer bogenförmigen Kühlkammer wird der Strang umgelenkt und mit Wasser besprüht, bevor er schließlich gerichtet und auf die gewünschte Länge geschnitten wird.
Vorteile des Stranggießens
Der Strangguss führt aufgrund des hohen Drucks im Warmhalteofen und der raschen Abkühlgeschwindigkeit zu einer besonders feinen, kompakten, homogenen und druckfesten Struktur der gegossenen Legierung. Diese weist keine Verunreinigungen auf und erzeugt Halbzeuge von hoher Qualität mit präzisen Abmessungen und ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften. Weitere Vorteile sind:
Weitere Vorteile sind:
- Hohe Qualität durch gerichtete Erstarrung
- Hochvolumige Produktionen
- Hohe Kosteneffizienz
- Gute und zuverlässige Festigkeit
Horizontaler und vertikaler Stranguss
Es gibt zwei Hauptarten des Stranggießens, nämlich das Horizontalstranggießen und das Vertikalstranggießen. Beim Vertikalstrangguss wird das Gießen gestoppt, sobald die Kokille voll ist, und dieser Vorgang wird wiederholt, bis keine Schmelze mehr vorhanden ist. Dieses Verfahren wird typischerweise für das Gießen von Aluminium und einigen anderen Metallen für spezielle Anwendungen eingesetzt.
Beim horizontalen Stranggießen fließt die Schmelze kontinuierlich durch das Gießsystem und wird im Voraus auf die gewünschte Größe geschnitten, sobald keine Schmelze mehr vorhanden ist. Diese Methode findet Anwendung sowohl bei Nichteisenmetallen als auch bei Stahl.
Faktoren zur Herstellung hochwertiger Legierungen:
Der Strangguss ist lediglich eine von vielen verschiedenen Methoden zur Herstellung von Legierungen. Um gleichbleibend hohe Qualität bei der Legierungsherstellung sicherzustellen, ist es entscheidend, sorgfältig abzuwägen, welches Gießverfahren für das gewünschte Endprodukt am besten geeignet ist. Kontinuierliche Prozesse und Qualitätskontrollen spielen eine wichtige Rolle bei der Herstellung hochwertiger Legierungen.
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