DE1483638B2 - Verfahren und Maschine zum Strang gießen von Metallen - Google Patents

Description

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auch etwas erhöhte Wände besitzen, die an das Ab- F i g. 1 ist eine Skizze einer erfindungsgemäßen

deckband dicht anschließen; das ermöglicht, den Me- Stranggießmaschine in Seitenansicht;

tallspiegel in der Gießrinne etwas höher als den F i g. 2 zeigt in einem größeren Maßstab und im

höchsten Punkt der Wände der Ausnehmung zu hai- Längsschnitt das Eingußsystem der in F i g. 1 darge-

ten, so daß er mit dem Abdeckband in Kontakt s stellten Stranggießmaschine;

kommt, bevor dieses das Gießrad berührt. F i g. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie B-B der

Bei Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens Fig. 1;

wird der Metallspiegel in der Gießrinne mittels einer Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach Linie A-A der

an sich bekannten Vorrichtung auf konstanter Höhe Fig. 1.

gehalten, so daß auch der Metallspiegel des Sumpfes io Die erfindungsgemäße Stranggießmaschine weist

automatisch eine konstante Höhe erhält. Es ist also ein Gießrad 1 auf, dessen Kranz eine nach außen of-

nicht mehr notwendig, wie bei den bekannten Ver- fene Ausnehmung 2 aufweist. Die Ausnehmung 2 ist

fahren, im Sumpf selbst eine den Verlauf der Erstar- auf einem Teil des Gießradumfanges durch ein

rung störende Reguliervorrichtung einzutauchen. Als Deckband 3 gedeckt, wodurch der Gießformhohl-

Niveauregulierungsvorrichtung in der Gießrinne 15 raum 4 gebildet wird. Am oberen Teil des Gießra-

kann z.B. ein Schwimmer verwendet werden. Es ist des 1 wird flüssiges Metall durch eine Gießrinne5 in

auch möglich, die Metallspiegelhöhe durch Kapazi- den Gießformhohlraum 4 geführt; der erzeugte

tätsmessung zu bestimmen. Strang 6 verläßt das Gießrad an dessen unterem Teil

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung des erfin- und wird in bekannter Weise weiter transportiert und

dungsgemäßen Verfahrens erstreckt sich der Sumpf ao bearbeitet. Das Deckband 3 ist durch die Umlenkrä-

über beide Seiten des Gießradscheitels. Die Speisung der 7, 8, 9, 10 in einer endlosen Umlaufbahn geführt,

erfolgt durch die Gießrinne vor dem Scheitel des Das Gießrad 1 wird von innen durch fließendes Was-

Gießrades (in dessen Drehsinn gesehen). Auf der an- ser und das Deckband 3 von außen durch Brausen 11

deren Seite des Scheitels ist der Sumpf durch die Er- gekühlt.

starrungsfront begrenzt. Die Lage dieser Front wird 25 Die Ausnehmung 2 kann im Querschnitt eine be-

durch die Einstellung der Kühlung des Gießrades be- liebige Form aufweisen. Sie ist aber vorzugsweise im

stimmt. wesentlichen U-förmig und ihre Seitenwände sind

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird fer- nach außen abgeschrägt, damit das Herausnehmen ner der Sumpf so ausgebildet, daß die Oberfläche des des Stranges erleichtert wird. Das Deckband, zweckfreien Metallspiegels gegenüber der Tiefe des Sump- 30 mäßigerweise ein Stahlband, ist vorzugsweise durch fes groß ist. Dieser bekommt somit eine größere Puf- das Gießrad angetrieben und läuft somit synchron ferwirkung und ist fähig, die trotz der vorgenomme- mit dem Gießradkranz.

nen automatischen Regulierung der Metallspiegel- Das Umlenkrad 7 befindet sich auf dem Scheitel

höhe in der Gießrinne unvermeidbaren kleinen Ab- des Gießrades und preßt das Deckband 3 gegen die-

weichungen der Zuführung des geschmolzenen Me- 35 ses Rad. Der Eintritt des Gießformhohlraumes 11 ist

tails aufzunehmen, ohne die Erstarrungsgeschwindig- somit waagerecht. Die Geschwindigkeit und die Küh-

keit praktisch zu beeinflussen. lung des Gießrades einerseits und die Metallzufuhr

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet also den anderseits sind so aufeinander abgestimmt, daß die

Vorteil, daß der Strom des geschmolzenen Metalls Erstarrungsfront während des Gießvorganges am

mit einem regelmäßigen gefällelosen Fluß von der 40 gleichen Ort bleibt, vorzugsweise in der Nähe des

Gießrinne in den Sumpf übergeführt wird. Dadurch Gießradscheitels.

wird das Metall über die ganze Breite der Ausneh- Die Speisung der Stranggießmaschine erfolgt

mung einheitlich verteilt und fließt ohne Wirbelströ- durch die Gießrinne 5, deren vorderer Teil im Quer-

mung bis an die Erstarrungsfront. Gleichzeitig wird schnitt genau dem Querschnitt der Ausnehmung 2

auch die Bildung und das Mitreißen von Oxidhäut- 45 angepaßt ist und sich vor dem Scheitel des Gießrades

chen wirkungsvoll und in einfacher Weise verhindert. auf den Boden der Ausnehmung dichtend abstützt.

Die Gießrinne kann, wie gesagt, so weit geführt Das Metall kommt von einem Vorratsbehälter durch

werden, daß sie mit ihrem vorderen Teil das Abdeck- die Verbindungsrinne 12 über einen Schwimmer 13

band berührt; es kann aber auch zwischen beiden in die Gießrinne 5. Die Gießrinne 5 liegt im wesentli-

ein kleiner Abstand gelassen werden. 5° chen waagerecht. Sie ist an ihrem hinteren Teil durch

Die Erfindung betrifft ferner eine Stranggießma- eine parallel zu derjenigen des Gießrades liegenden

schine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Achse 14 schwenkbar gelagert und ihr als Ausguß

Verfahrens. ausgebildeter vorderer Teil ruht auf dem Gießkranz.

Diese Maschine besteht im wesentlichen aus einem Die Gießrinne mündet in der Ausnehmung vor

drehbaren Gießrad mit einer nach außen offenen 55 dem Gießradscheitel ein, und das Metall strömt bei

Ausnehmung, die mit einem über einen Teil des Rad- seinem Ausfließen aus der Gießrinne dem Gefälle

umfanges mitlaufenden Band einen Formhohlraum des Gießrades entgegen. Es ist aber auch möglich,

mit offenen Enden bildet, und zeichnet sich dadurch das Vorderende der Gießrinne weiter bis über den

aus, daß das Deckband am Eintritt des Formhohl- Scheitel des Bodens der Ausnehmung zu führen, im-

raumes durch ein Umlenkrad oder eine Umlenkrolle 60 mer aber unter der Voraussetzung, daß der Metall-

mindestens annähernd auf den Scheitel des Gießra- spiegel des Sumpfes höher liegt als der Boden der

des gedrückt ist, und die Gießrinne für die Zufüh- Ausnehmung. In beiden Fällen sind die Fugen zwi-

rung des flüssigen Metalls an ihrem hinteren Teil um sehen dem Ausguß der Gießrinne 5 und der Ausneh-

eine horizontale Achse schwenkbar gelagert ist und mung 2 einem metallostatischen Druck ausgesetzt

mit ihrem vorderen Teil dichtend auf dem Boden 65 und müssen gut abgedichtet sein. Der Schnabel 15

und an den Wänden der Ausnehmung aufliegt. der Gießrinne muß also aus einem Werkstoff herge-

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher stellt werden, der die gewünschte Dichtung sichert

erläutert. und kann, wie dargestellt, als angesetztes Stück aus-

gebildet sein. Die ganze Gießrinne kann aber auch einstückig ausgebildet werden. Wenn die Gießrinne aus ungenügend dichtendem Werkstoff hergestellt ist, ist es möglich, die Auflagefläche des Schnabels auf dem Gießrad noch mit einem dichtenden Überzug zu versehen.

Der Ausguß muß gegen das Gießrad bzw. gegen die Ausnehmung gepreßt sein, was bereits durch das Eigengewicht der Gießrinne 5 und das Gewicht des in der Gießrinne befindlichen geschmolzenen Metalls geschieht. Es ist jedoch zweckmäßig und oft notwendig, eine zusätzliche Anpreßkraft auszuüben, was z. B. mit einem durch Hydraulik oder Druckluft betriebenen Kolben 16, mit einer Feder oder einem angehängten Gewicht erfolgen kann. Die schwenkbare Lagerung der Gießrinne 5 auf der Achse 14 bietet den Vorteil, daß Unregelmäßigkeiten oder durch thermische Einwirkungen verursachte Variationen des Gießraddurchmessers automatisch durch entsprechendes Schwenken der Gießrinne ausgeglichen werden. Dabei ist es auch zweckmäßig, die Achse 14 am hintersten Teil der Gießrinne anzubringen, damit die Amplituden dieser Schwenkungen der Gießrinne gering bleiben.

Der Ausguß der Gießrinne läuft in die Ausnehmung aus. Der Übergang ist noch dadurch gemildert, daß der Ausguß in Gießrichtung vorzugsweise vor dem Gießradscheitel liegt, so daß die geringe Steigung des Bodens der Ausnehmung bis zum Scheitel der auslaufenden Schwelle des Ausgusses entgegenwirkt. Das Metall fällt nicht in einen freien dünnen Fluß auf den Boden der Ausnehmung, wie in den bekannten Vorrichtungen, sondern strömt waagerecht in einem ruhigen, regelmäßigen Fluß ohne Wirbelbildung vom Ausguß der Gießrinne bis zur Erstarrungsfront, weil praktisch keine Einschnürung seiner Stromlinien vorkommt, wie aus den F i g. 3 und 4 besonders hervorgeht.

Es kann dienlich sein, am Ausguß der Gießrinne 5 eine Abstreifleiste 17 anzuordnen, um das Mitreißen der oberflächlichen Oxidhaut der in der Gießrinne befindlichen Schmelze in den Sumpf zu verunmöglichen. Diese Abstreifleiste befindet sich vorzugsweise dicht am Deckband 3, damit die Oxidhaut unmittelbar vor dem Eintritt des Metalls in die Gießform zurückgehalten wird. Somit ist eine Reoxidation der Schmelze hinter dem Abstreifer praktisch unmöglich.

Wenn der Metallspiegel in der Gießrinne höher als der Treffpunkt des Deckbandes 3 mit dem Gießrad 1 gehalten wird, müssen die Seitenwände der Gießrinne gegen das Abdeckband drücken und weisen zu diesem Zweck auf ihren Stirnflächen eine der Konvexität des Abdeckbandes entsprechende Konkavität auf. Vorzugsweise werden diese konkaven Stirnflächen zusätzlich noch mit einer Dichtung aus nachgiebigem, feuerfestem Werkstoff versehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 2 Patentansprüche· minium und Aluminiumlegierungen, nach dem Ro- tary-Gießverfahren mit einem von innen durch Was-

1. Verfahren zum Stranggießen von Leichtme- ser gekühlten Gießrad, dessen Kranz eine nach tallen, insbesondere von Aluminium und Alumi- außen offene Ausnehmung aufweist, welche von niumlegierungen, nach dem Rotary-Gießverfah- 5 einem sich synchron mit dem Gießrad bewegenden ren unter Verwendung eines Gießrades mit einer Deckband über einen Teil des Gießradumfangs ge-Ausnehmung am Umfang und eines Bandes, das deckt ist, um den Gießformhohlraum zu bilden,
über einen Teil des Radumfanges mitläuft und Ein solches Verfahren ist schon bekannt und z.B. dabei die Ausnehmung zu einem Formhohlraum in der schweizerischen Patentschrift 354 206 bemit offenen Enden schließt, dem das flüssige Me- io schrieben. Die Qualität des durch dieses Verfahren tall durch eine Gießrinne zugeführt wird, da- erzeugten Stranges wird von mehreren Faktoren durch gekennzeichnet, daß der Metall- leicht beeinflußt. Vor allem spielt die Zufuhr des spiegel des Sumpfes im Gießkopf höher gehalten flüssigen Metalls, bzw. ihre Regulierung eine bedeuwird als der Scheitel des Bodens der Ausneh- tende Rolle. Die Konstanthaltung der Höhe des Memung. 15 tallspiegels des Erstarrungssumpfes ist dabei ent-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- scheidend. Es wurde daher schon seit langem eine kennzeichnet, daß der Metallspiegel des Sumpfes Lösung dieses Problems gesucht, wie z. B. aus der auf der gleichen Höhe gehalten wird wie der Me- genannten Patentschrift hervorgeht.

tallspiegel der Schmelze in der im wesentlichen Bei den bekannten Verfahren wird das Metall hih-

horizontal gehaltenen Gießrinne. 20 ter dem Scheitel des Gießrades in dessen Drehsinn

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- zugeführt, so daß es von der Zuführungsrinne dank kennzeichnet, daß der Metallspiegel in der Gieß- dem Gefälle dieses Gießradteiles in den tiefer liegenrinne höher als die Auftreffstelle des Deckbandes den Sumpf hinunter fließt. Der Metallspiegel des auf das Gießrad am Scheitel desselben gehalten Sumpfes (des Gießkopfes) ist gegenüber der Tiefe rewird, und daß derart die Tiefe des Sumpfes um 35 lativ klein. Diese Tiefe ist auch durch sehr kleine einen Bruchteil größer gehalten wird als der Ab- Abweichungen der Speisung leicht beeinflußbar, was stand des Deckbandes vom Boden der Ausneh- im Strang zu einer Unregelmäßigkeit der Struktur mung am Scheitel des Gießrades. führen kann. Überdies tritt beim Abfließen des Me-

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 tails von der Zuführungsrinne in den Gießformhohlbis3, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige 3° raum bis zur Erstarrungsfront eine Turbulenz ein, Metall im Drehsinn des Gießrades gesehen, vor was Oxideinschlüsse begünstigt. Dies ist besonders dem Scheitel der Ausnehmung zugeführt wird. der Fall in der Ausführung nach der schweizerischen

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Patentschrift 354 206, nach welcher das Metall in bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sumpf einem dünnen Strahl aus einem Drosselventil durch des Gießkopfes sich über beide Seiten des Gieß- 35 eine lange geneigte Rinne in die Ausnehmung am radscheitels erstreckt. Radkranz kommt, und zwar an einer Stelle, an wel-

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- eher der Radkranz ein relativ starkes Gefälle aufrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, beste- weist. Dank dem Gefälle rieselt die Schmelze in der hend im wesentlichen aus einem drehbaren Gieß- Ausnehmung ohne Kontakt mit dem Abdeckband, rad mit einer nach außen offenen Ausnehmung, 40 bis sie im Sumpf anlangt und sich dort verteilt. Der die mit einem über einen Teil des Radumfanges lange Weg vom Drosselventil bis an die Erstarrungsmitlaufenden Band einen Formhohlraum mit of- front im Sumpf begünstigt schon allein die Bildung fenen Enden bildet, dadurch gekennzeichnet, daß und das Mitreißen von Oxidhäutchen.

das Deckband (3) am Eintritt des Formhohlrau- Bei den bekannten Vorrichtungen nach der deut-

mes durch ein Umlenkrad (7) oder eine Umlenk- 45 sehen Patentschrift 956 066 und der deutschen Aus-

rolle mindestens annähernd auf den Scheitel des legeschrift 1 163 500 steht während des Gießens der

Gießrades (1) gedrückt ist und die Gießrinne (5) Metallspiegel des Sumpfes im Gießkopf unterhalb

für die Zuführung des flüssigen Metalls an ihrem des Scheitels des Bodens der Ausnehmung,

hinteren Teil um eine horizontale Achse (14) Nach der Erfindung werden nun die erwähnten

schwenkbar gelagert ist und mit ihrem vorderen 50 Nachteile dadurch beseitigt, daß der Metallspiegel

Teil (15) dichtend auf dem Boden und an den des Sumpfes im Gießkopf ständig höher als der

Wänden der Ausnehmung (2) aufliegt. Scheitel des Bodens der Ausnehmung reicht. Als

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- Sumpf wird der flüssige Metallanteil verstanden, der kennzeichnet, daß die um die Achse (14) vor der Erstarrungsfront in der durch die Ausnehschwenkbare Gießrinne (5) durch eine mechani- 55 mung am Kranz des Gießrades und das Abdeckband sehe Einrichtung (16) auf das Gießrad (1) nach- gebildeten Gießform steht. Dabei kann der Metallgiebig gedrückt wird. spiegel des Sumpfes zwischen dem Scheitel des Bo-

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, da- dens der Ausnehmung und dem Abdeckband liegen durch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (in jedem Fall aber höher als der Boden der für die der Gießrinne (5) mit dem Deckband (3) mittels 60 Zufuhr des flüssigen Metalls verwendeten Gießnachgiebigen, feuerfesten Materials abgedichtet rinne), oder mit dem Abdeckband tangential in Besind, rührung kommen, d. h. das flüssige Metall des Sumpfes füllt die Ausnehmung an ihrem obersten Teil teil-

weise oder ganz auf. Die Gießrinne wird im wesentli-

65 chcn horizontal und in flüssigkeitsdichtem Kontakt mit der Ausnehmung am Radkranz angeordnet, und

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum der Metallspiegel des Sumpfes und in der Gießrinne

Stranggießen von Leichtmetallen, insbesondere Alu- liegt auf derselben Höhe. Die Gießrinne kann aber