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DE102008037259A1 - Elektromagnetischer Stopfen - Google Patents

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DE102008037259A1
DE102008037259A1 DE200810037259 DE102008037259A DE102008037259A1 DE 102008037259 A1 DE102008037259 A1 DE 102008037259A1 DE 200810037259 DE200810037259 DE 200810037259 DE 102008037259 A DE102008037259 A DE 102008037259A DE 102008037259 A1 DE102008037259 A1 DE 102008037259A1
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Germany
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casting device
inductor
electromagnetic field
outlet opening
pouring stream
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DE200810037259
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Roman Dr. Ritzenhoff
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Doncasters Precision Castings Bochum GmbH
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Doncasters Precision Castings Bochum GmbH
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gießvorrichtung (1), welche eine Auslassöffnung (2) aufweist, aus der ein Gießstrahl (3) austritt. Um Spritzverluste beispielsweise bei einem Kokillenwechsel zumindest zu reduzieren, ist vorteilhaft vorgesehen, dass an der Auslassöffnung (2) zumindest ein Element (6), das ein elektromagnetisches Feld erzeugt, so angeordnet und ausgeführt ist, dass der Gießstrahl (3) zeitweise zumindest einschnürbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Gießvorrichtung, welche eine Auslassöffnung aufweist, aus der ein Gießstrahl austritt.
  • Schmelzvorrichtungen sind zum Beispiel als Schmelzofen bzw. als Vakuuminduktionsschmelzofen (VIM-Ofen) bekannt. Beispielsweise können mit dem VIM-Ofen hochwertige Qualitätsstähle, bevorzugt Edelstähle bzw. Edelstahllegierungen sowie Nickel- und Cobaldbasissuperlegierungen erzeugt werden. Gießvorrichtungen können als Trichter, Gießrinnen und/oder Gießwannen ausgeführt sein. Bei dem so genannten fallenden Guss wird der erschmolzene Stahl aus der Schmelzvorrichtung in die Gießvorrichtung eingeleitet, und von hier direkt aus der Auslassöffnung strömend in eine Kokille gegossen. Die Gießvorrichtung z. B. in der Ausgestaltung als Gießrinne oder auch Gießwanne soll eine möglichst gleichmäßige Gießgeschwindigkeit und einen möglichst konstanten Volumenstrom aufrechterhalten. Zudem dient sie als Puffergefäß sowie zur Verbesserung des Reinheitsgrades, da sie mit Filtern, Wehren oder ähnlichen geeigneten Maßnahmen ausgestattet werden kann.
  • Um den Gießprozess möglichst kontinuierlich aufrecht zu erhalten, ist es bekannt, dass mehrere Gießformen bzw. Kokillen auf einem rotierbaren Drehtisch oder einem anderem Fördergerät gelagert sind. Ist eine Kokille mit dem erschmolzenen Stahl gefüllt, wird ein Kokillenwechsel vorgenommen, indem z. B. der Drehtisch weitergedreht wird, so dass eine zu befüllende Kokille unter den Gießstrahl gelangt. Die Kokillen sind auf dem Drehtisch aber etwas beabstandet zueinander angeordnet. Hierdurch ergibt sich in nachteiliger Weise der Effekt, dass bei einem Kokillenwechsel, also dem Weiterdrehen des Drehtisches um die gefüllte Kokille aus dem Gießstrahl heraus und eine zu füllende Kokille in den Gießstrahl hinein zu befördern, Spritzverluste auftreten. Das bedeutet, dass der Gießstrahl ohne in eine Kokille zu gelangen eben in den Spalt zwischen benachbarten Kokillen und/oder auf Wände der Kokillen selbst gegossen wird, was beispielhaft in 1 dargestellt ist. Spritzverluste bedeuten demnach hohe Materialverluste, was insbesondere bei hochwertigen Legierungen enorme wirtschaftliche Verluste bedeutet, da die Spritzverluste wirtschaftlich nicht verwertbar sind. Um dem Gießstrahl zu unterbrechen kann ein mechanischer Stopfen wegen möglicher Verunreinigungen der hochwertigen Legierungsschmelze oder aus konstruktiven Gründen nicht eingesetzt werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Gießvorrichtung der Eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, dass Spritzverluste zumindest weitgehend vermieden werden.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Gießvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei an der Auslassöffnung zumindest ein Element, das ein elektromagnetisches Feld erzeugt, so angeordnet und ausgeführt ist, dass der Gießstrahl zeitweise zumindest einschnürbar ist. In bevorzugter Ausgestaltung ist das zumindest eine, das elektromagnetische Feld erzeugende Element als Induktor ausgeführt, wobei diese Bezeichnung im Folgenden beibehalten wird.
  • Mittels des Induktors wird im Sinne der Erfindung ein magnetisches Feld erzeugt, welches den Gießstrahl berührungslos unterbrechen, zumindest aber einschnüren kann. Dies ist besonders vorteilhaft im fallenden Guss, wenn ein Kokillenwechsel erforderlich ist. Die Gießvorrichtung zum Beispiel in der Ausgestaltung als Gießrinne oder Gießwanne wird üblicherweise nicht bis zum Rande gefüllt, sondern weist noch gewisse Aufnahmekapazitäten auf.
  • Wird nun ein Kokillenwechsel durchgeführt, wird gleichzeitig der Induktor bestromt, so dass ein magnetisches Feld erzeugt wird. Dies ist mit geeigneten Einrichtungen, z. B. Steueranlagen gleichzeitig steuerbar. Ein Kokillenwechsel ist z. B. in einer sehr kurzen Zeitspanne von 1 bis 1,5 Sekunden durchgeführt, weswegen das magnetische Feld auch nur für die Zeit des Kokillenwechsels, also zeitweise erzeugt wird. Das magnetische Feld bewirkt zumindest ein Einschnüren des aus der Auslassöffnung der Gießvorrichtung austretenden Gießstrahls in dessen Umfangsrichtung gesehen. Der Gießstrahl wird also während des Kokillenwechsels zumindest dünner, so dass zumindest wenige Spritzverluste auftreten. Vorteilhaft wird unterstützend der elektrotechnische Pinch-Effekt ausgenutzt, um zumindest eine Gießstrahleinschnürung zu erzielen und somit Spritzverluste zu minimieren oder zu vermeiden. Da die Gießvorrichtung noch genügend Aufnahmekapazität hat, und aufgrund der kurzen Zeitspanne ist die kurzfristige Unterbrechung oder zumindest Einschnürung nicht weiter schädlich für die Legierung. Denn das kurzfristige Unterbrechen oder zumindest das kurzfristige Reduzieren des Gießstrahlvolumens wirkt sich nicht nachteilig auf die vorgesehene Funktion bzw. Funktionalität der Gießvorrichtung aus, im Vergleich zum Nichtanliegen eines elektromagnetischen Feldes.
  • Der Induktor kann ein- oder mehrwindig, beispielsweise zweiwindig ausgeführt sein.
  • Üblicher Weise weist die Gießvorrichtung in der Ausgestaltung als Gießrinne oder Gießwanne einen Boden und zwei sich winklig davon wegerstreckende Wände auf. Der Induktor ist in bevorzugter Ausgestaltung vorteilhaft direkt unterhalb der Auslassöffnung an dem Boden angeordnet, und umfasst die Auslassöffnung bzw. den Gießstrahl in bevorzugter Ausgestaltung vollumfänglich.
  • Zum Festlegen des Induktors an dem Boden der Gießvorrichtung kann eine Einsenkung in dem Boden der Gießvorrichtung eingebracht werden, in welcher der Induktor hinreichend befestigbar ist. In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Induktor mit geeigneten Befestigungselementen form- oder kraftschlüssig mit dem Boden der Gießvorrichtung verbunden ist.
  • Um den Induktor zum Beispiel vor der Wärmestrahlung des Gießstrahls zu schützen, und um ein Ausbrechen des Gießstrahls bei dem Anlegen des elektromagnetischen Feldes zu vermeiden, ist vorteilhaft vorgesehen, die Auslassöffnung über den Boden hinaus, von diesem weg orientiert mit einem Verlängerungselement zu verlängern.
  • Das Verlängerungselement kann in einer ersten beispielhaften Ausgestaltung als separates, keramisches Schutzrohr ausgeführt sein. In einer weiteren Ausgestaltung kann das Verlängerungselement als an der Gießvorrichtung im Bereich der Auslassöffnung angeformte Düsenverlängerung ausgeführt sein. Die Auslassöffnung wird auch als Düse bezeichnet. Die Düsenverlängerung kann eine Längserstreckung aufweisen, welche etwa einem Drittel der Längserstreckung des Induktors entspricht. Natürlich kann die Düsenverlängerung auch länger oder kürzer sein.
  • In bevorzugter Ausgestaltung weist das Verlängerungselement in der Ausgestaltung als separates, keramisches Schutzrohr eine an den Induktor angepasste Längserstreckung auf, kann aber auch etwas über die zum zu dem Boden orientierte Seite des Induktors gegenüberliegende freie Seite des Induktors überstehen.
  • Denkbar ist aber auch, wenn das Verlängerungselement in der Ausgestaltung als angeformte Düsenverlängerung oder zusätzlich mit einem separaten keramischen Schutzrohr kombiniert ist. Die angeformte Düsenverlängerung könnte dann zusätzlich zu den oben genannten Schutzfunktionen quasi als Hilfslager dienen, an welchem sich gegebenenfalls das keramische Schutzrohr anlegen lässt.
  • Um den Induktor bzw. seine elektrische Isolation auch an seiner dem Gießstrahl abgewandten Seite, und auch an seiner Ober- und Unterseite vor der Wärmestrahlung zu schützen, ist vorteilhaft vorgesehen, den Induktor mit einer thermischen Schutzhülle zu versehen. Die thermische Schutzhülle weist bevorzugt keramisches Material auf. Die Schutzhülle ist mehrteilig aufgebaut, und weist ein äußeres Formteil sowie eine faserkeramische Isolation auf. Das äußere Formteil kann in bevorzugter Ausführung im Querschnitt gesehen z-förmig mit einem zwischen einem Kopfsteg und einem Fußsteg senkrecht verlaufenden Basissteg ausgeführt sein. Der Fußsteg umfasst die Unterseite des Induktors in Richtung zum Gießstrahl, wobei der Kopfsteg dazu gegenüberliegend an der Unterseite des Bodens der Gießvorrichtung anliegen kann. Der Kopfsteg ist zum Fußsteg entgegen gesetzt orientiert. Der Basissteg liegt an einer dem Gießstrahl gegenüberliegenden Außenseite des Induktors an. Die faserkeramische Isolation ist zwischen dem keramischen Schutzrohr und der zum Gießstrahl orientierten Seite des Induktors angeordnet, und im Querschnitt gesehen L-förmig mit einem senkrechten Basissteg und einem Quersteg ausgeführt. Der Quersteg liegt an dem Boden der beispielhaften Gießrinne an, und ist mit seiner Dicke an die Ausgestaltung des Kopfsteges des äußeren Formteils angepasst. Der Basissteg liegt an dem Induktor an, und schließt bündig mit der Außenseite des Fußsteges ab. Der Induktor mit seinem Hohlprofil und der elektrischen Isolation ist so quasi vollständig von der thermischen Hülle eingehaust. Das keramische Schutzrohr kann somit auch als inneres, keramisches Formteil bezeichnet werden. Selbstverständlich kann vorgesehen sein, den Induktor mit einer Kühlflüssigkeit (Kühlmittelkreislauf) zu kühlen. Das äußere Formteil kann auch als Befestigungselement zur Fixierung des Induktors unterhalb der Gießvorrichtung dienen.
  • Das äußere keramische Formteil hat zudem die Funktion den Induktor gegen die Schwerkraft und gegen elektromagnetische Rückkräfte abzustützen. Vorteilhafter Weise müssen diese Kräfte daher nicht über einen Stromanschluss, auf den weiter unten näher eingegangen wird, aufgenommen werden. Dies ist insbesondere bei einem mehrwindigen Induktor von Vorteil, wobei die Kraftkompensation durch die starren Anschlussleitungen vermieden ist.
  • In bevorzugter Ausgestaltung sind die Befestigungen des äußeren Formteils als Steckverbindung, z. B. mit keramischen Bolzen und Splinten ausgeführt. Das innere Formteil, also das separate keramische Schutzrohr besteht bevorzugt aus einem Material, welches keine Verunreinigung der Schmelze bewirken kann. Beispielhaft kann das innere Formteil aus Al2O3 gebildet sein. Das äußere Formteil dagegen kann aus einem Material mit geeigneten mechanischen und thermischen Eigenschaften hergestellt sein.
  • Günstig im Sinne der Erfindung ist, wenn der Induktor so angeordnet und ausgeführt ist, dass der Gießstrahl bevorzugt unmittelbar am Ausgang der Auslassöffnung bzw. am Düsenausgang mittels des erzeugten elektromagnetischen Feldes zumindest eingeschnürt oder gar vollständig abgeschnürt wird.
  • Zur Stromversorgung des Induktors sind natürlich entsprechend dimensionierte Anschlusselemente erforderlich, welche zum Induktor geführt sind. In einem Vakuuminduktionsschmelzofen z. B. sind günstiger Weise Vakuumdurchführungen zur Kokillenkammer vorgesehen, wobei eine oder mehrere Stromschienen zweckmäßig sind. Die Stromschienen können seitlich zu der Gießvorrichtung bzw. zur Gießrinne angeordnet sein. Mittels Schleifkontakten kann eine Verbindung zum Induktor hergestellt werden. Für die Anschlussleitungen zum Induktor sind zweckmäßiger Weise Aussparungen in dem äußeren Formteil vorgesehen. Günstig im Sinne der Erfindung ist, wenn die Aussparungen übereinander angeordnet sind.
  • Mit der Erfindung wird eine Gießvorrichtung zur Verfügung gestellt, welche den aus der Auslassöffnung austretenden Gießstrahl mittels eines elektromagnetischen Feldes zumindest einschnürt. Das elektromagnetische Feld wird aber nur für die Dauer eines Kokillenwechsel angelegt, so dass Spritzverluste bei einem Kokillenwechsel zumindest reduziert sind, da der Gießstrahl in seinem Volumen während des Kokillenwechsels zumindest reduziert ist.
  • Die erfindungsgemäße Gießvorrichtung mit dem an der Auslassöffnung angeordneten Induktor ist besonders vorteilhaft an Schmelzvorrichtungen, zum Beispiel an einem Vakuuminduktionsschmelzofen einsetzbar. In dem Vakuuminduktionsschmelzofen können hochwertige Qualitätsstähle, bevorzugt Edelstähle bzw. Edelstahllegierungen sowie Nickel- und Cobaldbasissuperlegierungen erzeugt werden, welche im fallenden Guss über die Gießvorrichtung in Kokillen gegossen werden. Bei einem Kokillenwechsel können durch die Einschnürung oder gar Abschnü rung Spritzverluste vermieden oder zumindest reduziert werden. Der Gießstrahl wird aber nur zeitweise, nämlich nur für die Dauer des Kokillenwechsels zumindest eingeschnürt.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:
  • 1 eine Gießvorrichtung nach dem Stand der Technik,
  • 2 eine Gießvorrichtung gemäß der Erfindung in einer prinzipiellen Ansicht,
  • 3 eine Gießvorrichtung im Querschnitt in einer ersten Ausgestaltung,
  • 4 eine Gießvorrichtung im Querschnitt in einer zweiten Ausgestaltung,
  • 5 prinzipiell eine Stromzuführung zum Induktor, und
  • 6 ein Diagramm Stromstärke gegenüber dem Durchfluss.
  • In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
  • 1 zeigt den gegenwärtigen Zustand eines fallenden Gusses bei einem Kokillenwechsel (Stand der Technik). Aus einer nicht dargestellten Schmelzvorrichtung, z. B. in der Ausgestaltung eines Vakuuminduktionsschmelzofens gelangt eine erschmolzene Legierung in eine Gießvorrichtung 1, welche zum Beispiel als Gießrinne ausgeführt ist. Die Gießvorrichtung 1 z. B. in der Ausgestaltung als Gießrinne oder auch Gießwanne soll eine möglichst gleichmäßige Gießgeschwindigkeit und einen möglichst konstanten Volumenstrom aufrechterhalten. Zudem dient sie als Puffergefäß sowie zur Verbesserung des Reinheitsgrades, da sie mit Filtern, Wehren oder ähnlichen geeigneten Maßnahmen ausgestattet werden kann.
  • Die Gießvorrichtung weist an ihrem Gießende eine Auslassöffnung auf. Die Auslassöffnung ist symbolisch mittels des Pfeils 2 dargestellt, welcher gleichzeitig einen Gießstrahl symbolisiert, weswegen der Pfeil noch das Bezugszeichen 3 trägt. Der Gießstrahl strömt direkt in eine unter der Auslassöffnung angeordnete Kokille 4. Ist die Kokille 4 gefüllt, muß eine ungefüllte Kokille 4 unter die Auslassöffnung 2 transportiert werden. Dies geschieht bekannter Weise zum Beispiel mittels eines Drehtisches, auf welchem eine Vielzahl von Kokillen 4 aufstehen. Die Kokillen 4 sind zueinander beabstandet. Bei einem Kokillenwechsel gelangt der kontinuierlich fließende Gießstrahl 3 so in den Zwischenraum zwischen den benachbarten Kokillen 4. Dadurch entstehen bei einem Kokillenwechsel Spritzerverluste 5.
  • 2 zeigt denselben Zustand wie 1, also einen Kokillenwechsel bei einem fallenden Guss. Erfindungsgemäß ist an der Gießvorrichtung 1 ein, ein elektromagnetisches Feld erzeugendes Element 6 angeordnet, wobei das angelegte elektromagnetische Feld den Gießstrahl 3 bei einem Kokillenwechsel wie dargestellt abschnüren kann, zumindest aber einschnürt. Das Element 6 ist bevorzugter Weise als Induktor 6 ausgeführt, und wird im Folgenden als Induktor 6 bezeichnet. Das elektromagnetische Feld wird nur zeitweise, also nur bei einem Kokillenwechsel angelegt. Durch die Abschnürung bzw. durch die zumindest erreichte Einschnürung sind Spritzverluste wie in 1 dargestellt erfolgreich vermeidbar, zumindest aber reduzierbar. Denn wird der Gießstrahl 3 nicht wie dargestellt abgeschnürt, sondern eingeschnürt, reduziert sich auch dessen Strömungsvolumen.
  • Der Induktor 6 ist an eine Stromversorgung 7 angeschlossen, auf die weiter unten näher eingegangen wird.
  • In 3 ist ein Querschnitt durch die Gießvorrichtung 1 gezeigt, wobei lediglich ein Boden 8 der Gießvorrichtung 1 dargestellt ist. Seitenwände der Gießvorrichtung 1 sind nicht dargestellt. Die Gießvorrichtung 1 ist als Gießrinne ausgeführt, welche mit der Legierungsschmelze 9 nicht vollständig gefüllt ist. Die Oberfläche der Legierungsschmelze 9 ist gewellt dargestellt.
  • An dem Boden 8 ist die Auslassöffnung 2 angeordnet, welche trichterartig ausgeführt ist. Die Auslassöffnung 2 weist einen sich von der schmelzseitigen Bodenseite 11 konisch verjüngenden Einströmbereich 12 auf, welcher an einen im Querschnitt gesehen zylindrischen Ausströmbereich 13 anschließt. Der Ausström bereich 13 mündet an der zur schmelzseitigen Bodenseite 11 bzw. Innenseite 11 gegenüberliegenden Außenseite 14 des Bodens 8.
  • In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Induktor 6 beispielhaft zweiwindig ausgeführt. Die Auslassöffnung 2 bzw. der Ausströmbereich 13 ist mit einem Verlängerungselement 16 verlängert. Das Verlängerungselement 16 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 3 ist als separates keramisches Schutzrohr 17 ausgeführt, welches in Einkerbungen 18 des Bodens 8 kraftschlüssig gehalten ist.
  • Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist als Verlängerungselement 16 eine Düsenverlängerung 19, die auch als Rüssel bezeichnet werden kann, an den Boden 8 angeformt. Die Düsenverlängerung 19 weist bevorzugt denselben lichten Durchmesser auf, wie der Ausströmbereich 13.
  • An der Düsenverlängerung 19 liegt ein separates keramisches Schutzrohr 21 an.
  • Der Induktor 6 ist von einer thermischen Isolationshülle 22 umfasst. Die thermische Isolationshülle 22 weist ein äußeres keramisches Formteil 23 und eine faserkeramische Isolation 24 auf. Das äußere keramische Formteil 23 ist im Querschnitt gesehen z-förmig mit einem Basissteg 26, einem Fußsteg 27 und einem Kopfsteg 28 ausgeführt. Der Basissteg 26 verläuft im Querschnitt gesehen senkrecht zwischen dem Kopfsteg 28 und dem Fußsteg 27. Der Kopfsteg 28 ist entgegen gesetzt zum Fußsteg 27 orientiert. Die faserkeramische Isolation 24 ist im Querschnitt gesehen L-förmig mit einem senkrechten Basissteg 29 und einem Quersteg 30 ausgeführt. Der Quersteg 30 liegt wie der Kopfsteg 28 des äußeren keramischen Formteils 23 an dem Boden 8 der Gießvorrichtung 1 an. Der Basissteg 29 liegt an der zum Gießstrahl 2 orientierten Seite des Induktors 6 an. Das separate, keramische Schutzrohr 21 kann auch als inneres Formteil bezeichnet werden. Die thermische Isolationshülle 22 und das separate keramische Schutzrohr 21 schützen den Induktor 6 vor der Wärmestrahlung der Schmelze.
  • Zudem hat das separate keramische Schutzrohr 21 die Funktion, ein Ausbrechen des Gießstrahles 2 bei dem Anlegen des elektromagnetischen Feldes zu vermeiden. Diese Funktion kann auch mittels der angeformten Düsenverlängerung 19 erreicht werden. Das äußere keramische Formteil 23 hat zu dem die Aufgabe, den Induktor 6 gegen die Schwerkraft und gegen elektromagnetische Rückkräfte abzustützen.
  • Die Düsenverlängerung 19 weist wie dargestellt in etwa eine Längserstreckung auf, die einem Drittel der Höhenerstreckung des Induktors 6 entspricht. Natürlich kann die Düsenverlängerung 19 auch länger oder kürzer als dargestellt ausgeführt sein. Beispielsweise könnte die Düsenverlängerung 19 so ausgeführt sein, dass diese bündig mit der thermischen Isolationshülle 22 abschließt, oder diese überragt.
  • Mittels geeigneter Befestigungsvorrichtungen ist der Induktor 6 an dem Boden 8 form- oder kraftschlüssig festlegbar. In 3 ist eine besondere thermische Hülle nicht dargestellt. Diese könnte natürlich ähnlich zur thermischen Isolationshülle 22 gemäß 4 ausgeführt sein.
  • In 5 ist die Stromversorgung 7 des Induktors 6 dargestellt. Die Stromversorgung 7 weist beispielhaft Stromschienen 31 und Schleifkontakte 32 auf. Beispielsweise bei einem Vakuuminduktionsschmelzofen sind geeignete Vakuumdurchführungen im Kokillenkammerdeckel 33 vorgesehen. Dem Induktor 6 kann ein Übertrager zugeordnet sein, der mit dem Induktor 6 über starre Zuleitungen fest verbunden ist. Vor einem seitlichen Verschieben der Gießvorrichtung sollte der Übertrager nebst Induktor demontierbar sein. Damit eine Wiedermontage schnell und positionsgenau durchführbar ist, kann eine justierbare Grundplatte an der Gießvorrichtung 1 angeordnet werden, auf welcher der Übertrager mit dem damit verbundenen Induktor vorzugsweise mittels eines Schnellverschlusses befestigt werden kann. Aufgrund des starken elektromagnetischen Feldes ist für die Grundplatte und andere Befestigungselemente bevorzugt Material einzusetzen, welches nicht oder nur in sehr geringem Maße in Wechselwirkung mit dem elektromagnetischen Feld tritt.
  • 6 zeigt ein Diagramm bei welchem die Stromstärke I/A gegenüber dem Durchfluss Q/Qg der Schmelze aus der Auslassöffnung aufgetragen ist, wobei die durchgezogene Linie theoretische Werte darstellt und tatsächliche Messpunkte in der Praxis nach einem beispielhaften Versuchsaufbau ermittelt sind. Beispielhaft ist zu sehen, dass mit steigender Stromstärke (also dem abrupten Anlegen des elektromagnetischen Feldes während des Kokillenwechsels) der Durchfluss aufgrund der zumindest erreichten Einschnürung des Gießstrahls zumindest reduziert ist.
  • 1
    Gießvorrichtung
    2
    Auslassöffnung
    3
    Gießstrahl
    4
    Kokille
    5
    Spritzverluste
    6
    Element/Induktor
    7
    Stromversorgung
    8
    Boden von 1
    9
    Legierungsschmelze
    10
    11
    Innenseite
    12
    Einströmbereich
    13
    Ausströmbereich
    14
    Außenseite von 8
    15
    16
    Verlängerungselement
    17
    Keramisches Schutzrohr
    18
    Einkerbungen in 8
    19
    Düsenverlängerung
    20
    21
    Keramisches Schutzrohr
    22
    Thermische Isolationshülle
    23
    Äußeres keramisches Formteil
    24
    Faserkeramische Isolation
    25
    26
    Basissteg von 23
    27
    Fußsteg
    28
    Kopfsteg
    29
    Basissteg von 24
    30
    Quersteg
    31
    Stromschiene
    32
    Schleifkontakte
    33
    Kokillenkammerdeckel

Claims (12)

  1. Gießvorrichtung, welche eine Auslassöffnung (2) aufweist, aus der ein Gießstrahl (3) austritt, dadurch gekennzeichnet, dass an der Auslassöffnung (2) zumindest ein Element (6), das ein elektromagnetisches Feld erzeugt, so angeordnet und ausgeführt ist, dass der Gießstrahl (3) zeitweise zumindest einschnürbar ist.
  2. Gießvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Feld erzeugende Element (6) als Induktor (6) ausgeführt ist, der ein- oder mehrwindig ausgeführt ist.
  3. Gießvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Feld erzeugende Element (6) direkt unterhalb der Auslassöffnung (2) an einem Boden (8) der Gießvorrichtung (1) angeordnet ist, und den Gießstrahl vollumfänglich umfasst.
  4. Gießvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Feld erzeugende Element (6) form- oder kraftschlüssig mit der Gießvorrichtung (1) bzw. dessen Boden (8) verbunden ist.
  5. Gießvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (2) ein Verlängerungselement (16, 17; 16, 19; 16, 19, 21) aufweist.
  6. Gießvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlängerungselement (16) als separates keramisches Schutzrohr (17) ausgeführt ist.
  7. Gießvorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Verlängerungselement (16) als Düsenverlängerung (19) ausgeführt ist.
  8. Gießvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenverlängerung (19) an einem Boden (8) angeformt ist.
  9. Gießvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (2) mittels des als Düsenverlängerung (19) ausgeführten Verlängerungselementes (16) verlängert ist, wobei an der Düsenverlängerung ein separates keramisches Schutzrohr (21) anliegt.
  10. Gießvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Feld erzeugende Element (6) mit einer thermischen Isolationshülle (22) versehen ist.
  11. Gießvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Feld erzeugende Element (6) so angeordnet und ausgeführt ist, dass der Gießstrahl (3) unmittelbar an Ausgang der Auslassöffnung (2) zumindest einschnürbar ist.
  12. Verwendung einer Gießvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche für eine Schmelzvorrichtung, insbesondere für einen Vakuuminduktionsschmelzofen wobei an der Auslassöffnung (2) der Gießvorrichtung (1) zumindest ein Element (6), das ein elektromagnetisches Feld erzeugt, so angeordnet und ausgeführt ist, dass der Gießstrahl (3) zeitweise zumindest einschnürbar ist.
DE200810037259 2008-08-08 2008-08-08 Elektromagnetischer Stopfen Withdrawn DE102008037259A1 (de)

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DE200810037259 DE102008037259A1 (de) 2008-08-08 2008-08-08 Elektromagnetischer Stopfen
PCT/DE2009/001058 WO2010015230A1 (de) 2008-08-08 2009-07-29 Elektromagnetischer stopfen

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