DE1758575A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Metallgussstranges - Google Patents

Description

Patentanvälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, Dr. Ing. A. Weickmann

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dk. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

S MÜNCHEN 27, DEN MOHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 4*3921/22

Lar;e Ontario Steel Company Limited,

2JjU, iiopkins Street South, Whitby, Ontario, Kanada

Koppers Company, Inc.,

koppers Building, Pittsburgh, Pennsylvania 15219, V. S. v. A.

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Metallgußstranges

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zur Herstellung eines Metallgußstranges, wie eines

Stahlgußstranges.

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Beim Stahlstrangguß wird geschmolzener Stahl in eine Durchfließ-Gießform gegossen, in welcher der Stahl die gewünschte Querschnittsform ecJhält. Das geformte Metall wird dabei von der Unterseite der Gießform als endloser Längsstrang abgeführt. Während dieses Vorganges befindet sich die Gießform in geeigneter höhe über einer Arbeitsfläche. Bei einer als "Kochtopf"-Haschine bekannten Vorrichtung kann sich der aus der Gießform austretende Metallstrang während seiner Bewegung entlang einer

P vertikalen Achse vollständig verfestigen. In dieser vertikalen Stellung kann der Metallstrang dann zerschnitten werden. Wird der Metallstrang in eine horizontale Bahn umgelenkt, so kann er in horizontaler Lage zerschnitten werden. Eine Bewegung des erstarrten Metallstranges in horizontaler Richtung kann auch dadurch erreicht werden, daß eine gekrümmte Gußform verwendet wird, zu der eine bogenförmige Rollenplatte axial ausgerichtet ist. Im Unterschied hierzu kann auch eine gerade Gußform verwendet werden, wobei der Metallstrang dann im

fc plastischen Zustand umgelenkt wird. In jedem Fall wird der Metallstrang wieder ausgerichtet, nachdem er eine horizontale Bahn erreicht hat. Hierfür geeignete Vorrichtungen sind als "Flachkopf"- oder "Halbflachkopf"-Vorrichtungen bekannt. Sowohl bei der "Hochkopf"- als auch bei der "Flachkopf"-Vorrichtung wird die jeweilige Gießform aus einem über ihr angeordneten, auch als Tundish bezeichneten Trichter mit Metall gefüllt; dieser Trichter wird seinerseits mit Hilfe einer Gießpfanne mit geschmolzenem Metall gefüllt. Die Gießpfanne muß, um das Metall ausgießen zu können, dazu über den Trichter angehoben «erden. „„_|7/bm

HADOBKHNM.

Vor dem Ausgießen des flüssigen Stahls aus der Gießpfanne und vor Beginn des Stranggusses ist es erforderlich, die Unuei*seite der Gießform Kurzzeitig zu verschließen, so daß uer t-eschinolzene Stahl durch diese Gießform nicht einfach hinaurchlaufen Kanu. Zu diesem Zweck wira ein Absperrkopf verwendet, mit dessen iiilfe die Unterseite der Gießform verschlossen wird. Dieser Absperrkopf ist an einem Auslösebügel bzw. an einer Auslüsekette befestigt, die durch einen Antriebsmechanismus reführt wird. Der AbsperrKopf wird in die Unter- A seite aer Gie^forn, hinein bewegt; der dabei zwischen dem AbüLerr^oyf und der Innenwandung der Gießform vorhandene Zwischenc: alt v.'irc uann mit Hilfe eines geeigneten Materials abgedichtet. jlito aei At s ν err..o pi" in der Stellung, in die er geführt worden ist, :ib--Gaichöet;, so wira das flüssige Letall aus der Gießkanne in einzelnen Charren in aen Trichter eingegossen. Aus uiese:;. i'richter fließt daj reschmolzene Heuall dann direkt in die Gießform ein, in der es erstarrt und in. Bereich des AbsoerrKopfes sich verfestigt. Die Gießform selbst wird hin-und her.-peschwenkt und geschmiert, um ein Anhaften des hetalles an der Giei:fornwand zu verhindern. Durch eine entsprechende Betätigung des Antriebsmechanismus wix-d der Absperrkopf aus seiner Absperrstellung weggezogen, so daß nunmehr die eigentliche Herstellung des Stranggusses erfolgt. Während sich der Metallstrang noch in der Gießform befindet, bilde·; si ^Ii au" linsen e'.ne dünne Haut aus. Diese Haut nimmt mit Fortbewegung des Stranges von der Gießform mit zunehmender Entfernung von dieser in der Dicke zu. Der Strang wird normalerweise durch

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eine Kühlkammer hindurchgeführt, wodurch die Erstarrung des Metalls beschleunigt wird. Nachdem der Strang einen Abführ* mechanismus durchlaufen hat (der mit einer auf die Ausgießgeschwindigkeit des Metalle in die Gießform abgestimmten Geschwindigkeit läuft), wird der Strang in einzelne Barren von geeigneter Länge zerschnitten, die später in gewünschte Formen gewalzt werden können·

Ein Kachteil des vorstehend betrachteten konventionellen Gießverfahrene besteht darin, daß das geschmolzene Metall der Umgebungsluft ausgesetzt wird, und zwar erstens in der Gießpfanne, zweitens beim Ausgießen aus der Gießpfanne in den Trichter, drittens in dem Trichter, viertens beim Einfließen in die Gießform und fünftens in der Gießform selbst· Die Oberfläche des geschmolzenen Metalls kommt mit der Umgebungsluft ferner noch dadurch verstärkt in Berührung, daß auf das aus der Gießpfanne in den Trichter und aus diesem in die Gießform eingeführte Metall eine Bührbewegung ausgeübt wird. Dadurch, daß die Oberfläche des geschmolzenen Metalls mehrfach der Umgebungsluft ausgesetzt ist, ergeben sich nachteilige Auswirkungen auf den Stahl, und zwar aufgrund der starken Affinität des geschmolzenen Stahls mit dem Sauerstoff (und unter gewissen Umständen auch mit Wasserstoff) der Umgebungsluft· Sie Folge hiervon ist, daß "unreiner" Stahl erzeugt wird. Dies führt letztlich zu Gußteilen von geringer Qualität, deren jeweilige Oberfläche Defekte aufweist, wie Feinlunker und Einschlüsse.

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Derartige Gußteile sind dann lediglich für Verstärkungsbügel und dgl. Gut verwendbar.

•Während der vergangenen Jahreist der zuvor erwähnte nachteilige Einfluß von Sauerstoff in seiner Wirkung dadurch verringert worden, daß Entgasungsvorgänge durchgeführt wurden, durch die die Menge an Sauerstoff und Wasserstoff in dem in der Gießpfanne enthaltenen geschmolzenen Stahl bis zum Gießpunkt regulierbar ist. Die Regulierung der Umgebungsluft beim Gießen von Barren hat ebenfalls zu einer Steigerung der Qualität von Stahlprodukten geführt. Es ist jedoch bisher keine Vorrichtung entwickelt worden, die die Umgebungsluft bei einem Stranggußverfahren zu regulieren gestatten, so daß sogar bei Entgasung des in der Gießpfanne befindlichen Metalls der ständig vergossene Stahl reoxidiert wird, wenn er in den Trichter und in die Gießform eingegossen wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausführung eines Metallstranggusses zu schaffen, bei dem die Reoxidabion des geschmolzenen Stahls vermindert ist.

Ein weiterer, dem oben betrachteten Verfahren zur Ausführung eines Metallstranggusses anhaftender Nachteil besteht darin, daß die Gießform zusammen mit dem GJrichter und der Gießpfanne gehoben werden muß. Dies erfordert eine ziemlich aufwendige TragraWkonstruktion und ein entsprechendes Gehäuse· Dies

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wiederum macht einen Hohen Kapitalaufwand bei der Konstruktion erforderlich und bringt während des Betriebs erhebliche Unbequemlichkeiten mit sich.

Bas neu zu schaffende Verfahren und die zu dessen Durchführung dienende Vorrichtung sollen daher einen Strangguß auszuführen erlauben, bei dem der Gießvorgang völlig in einer horizontalen Bahn erfolgt.

Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Art der Ausführung eines MetallStranggusses wird eine große Anzahl von Betätigungsmechanismen verwendet, einschließlich eines Trichters, einer Schwingeinrichtung, einer Walzenplatte, eines Umbiegemechanismus und/oder eines Ausrichtungsmechanismus· Diese Vorrichtungen erfordern eine regelmäßige Wartung und Überwachung, und darüber hinaus insbesondere eine Überwachung und Konstanthaltung des fegeis an geschmolzenem Stahl in dem Trichter und der Gießform.

Bas. neu zu schaffende Verfahren und die z"ur Durchführung dieses Verfahrens dienende Vorrichtung sollen daher einen HetallStrangguß auf einfachere Weise auszuführen gestatten.

Das Anheben der Gießform bei der konventionellen Ausführung eines MetallStranggusses führt zum Entstehen eines Kppfteiles, das einen hohen ferrostatischen Druck des geschmolzenen Metalls in der den aus der Gießform austretenden Metallgußstrang

■'«ν.

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.Vanaair: hervorruft. Hierdurch entstehend oeriodische lu.n,en una "Ausbrüche" des peschmolzenen Metalls an otellen, an denen die erstarrte Außenhaut des Gußstranges noch uünn ist,

!»es neu zu schaffende Verfahren und die zu dessen Durchx'uhrunr dienende Vorrichtung sollen demgemäß den ferro-L-taticchen Druck des geschmolzenen Teils innerhalb des Er_r els des Gui: stranges herabzusetzen erlauben.

'■^L\z iionvur.uionclloii ouran--ier-en bestimm; er Lerierungen .".'Jnneη eber—'alls _.ev;isso uchwierifkeiten auftreten. Bo führt :;. ;. eic Ve:.vci:aur..: von Aluminiumverbindungen zwecks Steuerung •er i,crr. τ-..e cec Stahls häufig zu einer Vers topf un--_' der Jri-chuer-Aucla::. ii'nun;;. Ü:ahl, cev v;icaer sulfoniert v/ird, Kann rv.r eretellunf von iiuahlf-uustrUn.'en ebenfalls nichc verv.'anaet veraeii, und ^war aui'rrunu der Beanspruchungen, denen u.er gegossene Hetallstx'an- durch Umbiegen und/oder Ausrichten cvus-resetzt; ist. Zufolrre derarticer 3eancpruchunren würde ein S.US solchem Stahl bestehender 3tran~ zerbrechen.

Das neu zu schaffende Verfahren und die zu dessen DurchiührunjT dienende Vorrichtung sollen demgemäß die Verwendung von Hetall ermöglichen, das dazu neigt, die Auslaüdurchrrän^e zu verstopfen, oder bei dem die Wahrscheinlichkeit groii ist, daß es zerbricht.

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Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher

erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht eine Vorrichtung zur Ausführung eines Metallstranggusses; dabei zeigt Fig. 1a

einen Gießbehälter, eine Gießform, einen Sprühbehälter und einen Auslauftisch, während fig. 1b einen Abführmechanismus und einen Schneidetisch zeigt.

Fig.· 2 zeigt die Gieform in einer Seitenschnittansicht. Fig. 3 zeigt einen Absperrkopf in einer Seitenschnittansicht.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besteht die erfindungsgemäße Gießvorrichtung aus einem Gießbehälter bzw. aus einer Gießpfanne 10, die seitlich mit einer horizontal angeordneten Durchfließ-Gießform 11 verbunden ist. Diese Gießform 11 ist ihrerseits axial mit einem Sprühbehälter 12 verbunden, der zu einen Auslauf-Fördertisch 13 hinführt. Dieser Fördertisch 13 endet neben einem Abfuhr-Mechanismus 14 (siehe Fig. 1b) und einem Zerschneide-Fördertisch 15.

Die Gießpfanne 10 enthält einen hitzebeständigen Aufnahmeteil 16 mit einer flachen Bodenwand 17« die auf einer Stützplatte 1b aufliegen kann. Diese Stützplatte liegt ihrerseits

auf auf einer horizontalen Arbeitsfläche 19/ Der obere äußere Teil des Aufnahmeteiles 16 trägt eine ringförmige Schulter 20. Diese Schulter 20 dient zur Aufnahme eines ringförmigen Paßringes 21, wenn die Gießpfanne 10 auf der Plattform 16 aufliegt. Der Paßring 21 bildet das Bodenteil eines Vakuum-Gehäuses 22, das eine

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auf dem Paßring befestigte Kappe oder Abzughaube 23 und eine Gießpfannenabdeckung 10 enthält. Die zuletzt genannten Elemente bilden eine Vakuumkammer 24·. Das Vakuumgehäuse 22 ruht auf Stützsäulen 25, die auf der Arbeitsfläche 19 befestigt sind. Den Zugang zum oberen Teil der Abdeckhaube 23 ermöglicht ein flexibles Rohr 26, das zu einer auf der Arbeitsfläche 19 liegenden Vakuumpumpe 27 hinführt. Eine Vakuum-Meßeinrichtung und ein Vakuum-Regelventil 29 sind ebenfalls auf der Abdeckhaube 23 angeordnet; sie erstrecken sich in die Kammer 24· hinein. M

Das Lnterteil der Gießpfanne 10 trägt eine Auslaßdüse 30 mit einer auf der Oberseite befindlichen versenkten kreisförmigen Einlaßöffnung 3Ί und einem abgewinkelten Durchgang 32, der in einem Verbindungsstück oder Auslaßzapfen 33 endet, welcher von der Seite der Gießpfanne wegsteht. Der Metallfluß durch die Auslaßdüse 30 wird durch einen Absperrmechanismus 34- gesteuert, zu welchem ein vertikaler Abstichstab 35 gehört, der an seinem unteren Ende ein in die Öffnung 31 hineinpassendes Absperr- _Λ teil 36 enthält. Der Einstichstab 35 ist an seinem oberen Ende mit einem horizontal angeordneten Auslegearm 37 verbunden, der seinerseits an einer durch einen hydraulischen Zylinder betätigbaren, vertikal angeordneten Kolbenstange 38 befestigt ist. Der erwähnte Hydraulikzylinder 39 ist auf der Unterseite des Paßringes 21 angeordnet. Die den Hydraulikzylinder 39 und den Kolben 38 umfassende Anordnung ist ferngesteuert. Ein innerer Abeperrmechanismus des beschriebenen !Typs wird anstelle

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eines üußeren, dem Auslaßzapfen 33 zugeordneten Unterbrechungsmechanismus bevorzugt, da letzterer den Flußweg des geschmolzenen Metalls von der Gießpfanne 10 in die Gießform 11 verlängern würde, was zu einer Herabsetzung des Wirkungsgrades der erfindungsgemäßen Gießvorrichtung führen würde.

Der von der Gießpfanne 10 seitlich wegstehende Auslaßzapien der Düse 30 liegt an der Gießform 11 an, die zu dem horizontalen Teil des Durchganges 32 axial ausgerichtet ist. Die Gießform enthält, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, eine vorzugsweise aus Kupfer bestehende zylinderförmige Innenwand 40, eine konzentrische, zylinderförmige Zwischenwand 41 und eine konzentrische Außenwand 42. Die Innenwand 40 der Gießform umschließt eine Gießkammer 40a mit einem Einlaß 40b, einem Auslaß 40c und einer Innenfläche 4Od. Die Außenwand 42 besteht aus einem zylinderförmigen Teil 43, das über ein konzentrisches, zylinderfönnigee Teil 44 schiebbar ist, welches einen kreisförmigen Dichtungering 45 trägt, der außen an dem Wandteil 43 anliegt. Die Wandteile 43 und 44 tragen jeweils einen nach außen eich erstreckenden ringförmigen Flansch 46. Diese Flansche 46 sind mittels Bolzen 47 und mittels auf diesen jeweils vorhandenen Druckfedern 50 zusammengehalten. Das freie Ende des Teiles 43 ist an einem ringförmigen Scheibenflansch befestigt; das frei· Ende des Teiles 44 ist an einem ringförmigen Scheibenflansch 49 befestigt. Die Zwischenwand 41 ist zwischen ihren Enden an einen nach Innen verlaufenden

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flansch y\ des Wandteiles 44 befestigt, das neben einem Ü-fürmi_f;en Ring 45 angeordnet ist; an einem freien Ende isi; die Zwischenwand 41 mit dem ßcheibenflansch 49 verbunden. Damit sind also drei Kammern gebildet, nämlich eine Kammer 52, die von aem Aufcenwandteil 44 der Wand 41, dem Zwischenscheibenflansch 44 und dem Flansch 41 umgeben ist, eine Kammer 53. > die durch die Innenwand 40, die Zwischenwand 41, den Scheibenflansch 4ü und den Scheibenflansch 49 umgeben ist, und eine Kammer 44, die durch die Zwischenwand 41, das Wandteil und den Scheibenflansch 51 uaigeben ist. Das Wandteil 44 trägt ein Kinlairrohr 55» aas mit seiner öffnung in die Kammer 52 hineinrart. Die «fand 41 trägt neben dem Flansch 49 zwischen aer. kammern 52 und 53 eine Vielzahl von Einlaßöffnungen 56 und neben den Flansch 4o neben den Kammern 53 und 5^ eine Viel zahl von Auslaiicffnungen 57· Das Wandteil 4p trägt ein von aer Ka.ai.ier p4 wegführendes Auslafcrohr 5c. In den zwischen aen Enden der Innenwand 40 und den Scheibenflanschen 46 und vorhandenen Spalten ist jeweils eine Dichtung 59 vorgesehen.

Die GießformΊ1 ist von einer Vielzahl von durch das Außenwandteil 44, die Zwischenwand 41 und die Innenwand 40 hindurchverlaufenden Leitungen 60 umgeben, die an dem Wandteil durch ein geeignetes Schraubengewinde und Bolzen 61 befestigt sind und die bündig mit der Innenfläche der Innenwand 40 der Gießform abschließen. Der Scheibenflansch 49 trägt eine Vielzahl von Guß-Einstellrollen. 62, die am Umfang um die Auslaßöffnung 40c der Innenwand 40 hemm angeordnet sind.

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Auf der Innenfläche Wd der Innenwand 40 ist neben der Einlaßöffnung 40b ein Kegel 63 vorgesehen, der zu Aufnahme des Auslaßzapfens 33 dient, welcher so abgeschrägt ist, daß er in den Kegel 63 paßt und einen ständig freien Durchgang durch die Düse 43 und die Gießform 11 ermöglicht. Der Auslaßzapfen 33 trägt einen Umfangsflansch 64, der mit dem Flansch mittels Bolzen 6b verbunden ist. Auf diese Weise ist der Auslaßzapfen mit der Gießform 11 verbunden, über eine Leitung

mittel

stehen Rohrleitungen C6 mit einer Schmierpumpe 67 in Verbindung, die auf der Arbeitsfläche 19 angeordnet ist. Eine umlaufende Wasserpumpe (nicht gezeigt) ist mit einem Einlaßrohr 55 und einem Auslaßrohr 5b verbunden.

Auf einem auf der Arbeitsfläche 19 aufliegenden Tragrahmen ist ein Sprühbehälter 12 befestigt. Der Sprühbehälter 12 enthält eine Kammer 70, die eine zylinderförmige Wand 69 und an deren Enden jeweils einen ringförmigen Anlageflansch 71 enthält. In die Sprühkammer 70 ragt durch die Wand 69 eine Vielzahl von Sprühdüsen 72 hinein. Die Düsen sind mit einer Vielzahl von Rohrleitungen oder Steigrohren 75 verbunden, welche außen an der zylinderförmigen Wand 69 befestigt sind und über flexible Rohrleitungen 73a mit einer Druckpumpe (nicht gezeigt) verbunden sind.

Der, von auf der Arbeitsfläche 19 aufliegenden Stützen 74 getragene Abfuhrtisch 13 ist neben der Auslaßseite der Sprühkammer 12 angeordnet. Der Tisch 13 besteht aus zwei parallel

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verlauf enden U-Trägsrn 75 mit einer Vielzahl von zylinderförmigen Walzen 67, die quer zu diesenTrägern paarweise drehbar angeordnet sind. Auf diese Weise ist eine horizontale Förderfläche gebildet, die von dem Sprühbehälter 12 zu dem Abführmechanismus 16 hinführt.

Wie aus Fig. 1b ersichtlich ist, besteht der Abführmechanismus aus einem Rahmen 77, der auf der Arbeitsfläche 19 angeordnet ist. Der Rahmen '^ trägt zwei Antriebs- oder Abführwalzen 78, deren jede durch einen Elektro- oder Hydraulikmotor 79 angetrieben wird. Jede Walze 78 ist mit ihrem zugehörigen Motor auf einem in dem Rahmen 77 vertikal verschiebbaren Block 80 gelagert. Von den beiden Blöcken wird der obere Block SO mittels einer auf dem Rahmen 77 angeordneten Zylinder- und Kolbenan-Ordnung 81 nach unten gedrückt, während der untere Block 60 durch eine Schraubenanordnung 82 in vertikaler Richtung verstellbar ist.

Der hinter dem AbführmechanismuB 14 angeordnete Schneidetisch 15 besitzt denselben Aufbau wie der Abfuhr- oder Auslauf-Tisch 13; er besteht aus zwei U-Trägern 83, die von auf der Arbeitsfläche 19 stehenden Trägern 84 getragen sind. Quer auf den U-Trägern 83 sind jeweils paarweise zylinderförmige Walzen 85 in einer Vielzahl drehbar angeordnet. Auf diese Weise ist eine horizontale förderfläche gebildet.

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Ein in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendeter Absperrkopf 66 ist in Fig. 3 näher gezeigt. Gemäß Fig. 3 besteht der Absperrkopf 86 aus einen zylinderfürmigen Längsstab mit einem an dessen freien Ende 66 lösbar befestigten T-Bügel 37. Ein Luftaustritte durchgang 69 geeigneter Länge erstreckt sich von der Fläche des Endes öö durch den Absperrkopf 66 zu dessen offenes Seitenende hin. Der Absperrkopf 66 ist an seinem anderen Ende (nicht gezeigt) an einem Bügel oder an einer Kette bekannter Bauart befestigt.

Während des Betriebs der Vorrichtung ist" die Einlaßöffnung 31 des Durchgangs 32 durch den Absperrmechanismus 34- abgesperrt; die Gießpfanne 10 wird dabei mit geschmolzenem Metall 90 gefüllt. Im Unterschied hierzu könnte die Gießpfanne 10 auch von einem Schmelzofen mit flüssigem Metall gefüllt werden bzw. selbst als elektrischer Lichtbogenofen ausgebildet sein. Im letzteren Falle würde der Durchgang 32 auf der Außenseite an dem Auslaözapfen 39 versperrt werden} der Abspernnechanismua würde dabei absiebbar ausgebildet werden, um verschoben zu werden, naohdem die Gießpfanne 10 auf der Plattform 18 in Stellung gebracht ist, jedoch bevor der Ourcbgang 32 geöffnet ist, Der Innendurchmesser dee Paßringes 21 sollte, um die Gießpfanne 10 «it ihrem vorstehenden Auelaßzapfen 33 aufnehmen su können, groß genug sein.

Venn die Gießpfanne 10 in Stellung gebracht ist, wird die Vakuueabdeckhaube auf dem Paßring 21 oberhalb der Gießpfanne

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fesoresteilt. Sodann wird die Vakuumpumpe 27 betätigt, aie in der Kammer 24 ein reguliertes Vakuum zu erzeugen restattet, dessen Wert durch das Manometer 28 angezeigt wird.

Bevor mit dem Gießvorgang begonnen wir! und vorzugsweise bevor die Gießpfanne 10 mit geschmolzenem Metall gefüllt wird, werden der Absperrkopf 66 und der mit ihm verbundene Stab auf den Schneide-Tisch 15 gebracht und zwischen die %

Abfahrwalzen ?b eingeführt. Diese Walzen werden sodann in liücia-.'ärtsrichtun.-· bewegt, so daß der Absperrkopf sich über cen Abrühr-i'isch 15 durch den Sprüh-Behälter 12 in die Gießform 11 hinein bewegt. Wenn der Absperrkopf ö6 in die Gießi'onu 11 eingeführt worden ist, und zwar in einer einem Viertel eier Länre eier 3ie£fonnKamner 46a entsprechenden Länrre, dann weraen die Abführwalzen-Antriebe 79 angehalten. Der Absperrliopf wird in seiner in der Gießform eingenommenen Stellung mit Hilfe eines geeigneten Abdichtungsmaterials abgedichtet. g Das Abdichtun^smaterial wird hierzu zwischen den Absperrstab und der Gießformwand 40a eingefüllt. Auf diese Weise wird ein sofortiges Austreten des geschmolzenen Metalls aus der Gießform verhindert.

Ist der Absperrkopf 86 in der Gießform 11 abgedichtet und ist in der Kammer 24 das gewünschte Vakuum erreicht, so wird mit dem Gießvorgang begonnen, indem das Absperrglied 36 von der Einlaßöffnung 31 der Gießpfanne 10 weggezogen wird. Dadurch

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RAD ORlGiNAU

kann dann das geschmolzene Metall 90 durch den Durchgang in die Gieisformkammer der Gießform 11 einfließen, hit Eintritt des Metalles in die Gießform wird die in deren Förmkammer enthaltene Luft durch den Luftdurchgang b9 nach außen herausgedrückt. Gelangt das geschmolzene Metall 90 mit dem kalten Absperrkopf 66 in Berührung, so beginnt es sich um den T-förmigen Bügel 6? zu verfestigen und versperrt den Durchgang' 89. Gleichzeitig mit dem Offnen des Durchgangs 32 durch

^ Inbetriebsetzung des Absperrmechanismus 34 wird der Abfuhr- Mechanismus 14 in Tätigkeit gesetzt, mit dessen Hilfe der Absperrkopf 66 von¹ der Gießform 11 weggezogen wird. Da das erstarrte Ketal! mit dem Absperrkopf 66 über den T-förmigen Bügel 67 fest verbunden ist, wird das Metall ebenfalls mit weggezogen. Wenn das geschmolzene Metall mit dem sich wepbev/egenden Absperrkopf 86 weggeführt wird, kühlt es sich ebenfalls an der Gießform-Innenwand 40 ab. Dadurch bildet sich neben der Gießformwand 4Od der Gießform 11 eine dünne Haut aus erstarrtem Metall aus. Diese Metallhaut bildet sich ständig«

* wenn das geschmolzene Metall während der Herstellung eines Gußstranges 91 durch die Gießform 11 hindurchfließt· Der genannte Gußstrang 91 schrumpft dabei von der Innenfläche 4Od der Gießform-Innenwand 40 aus nach innen hin zusammen. Dies hat zur Folge, daß in der Gießformkammer 40a sich ein ringförmiger Hohlraum 92 ausbildet. Der Hohlraum 92 nimmt in. seiner Dicke von Übergangspunkt des die Fläche 4Od der Gießform-Innenwand berührenden geschmolzenen Metalls vom flüssigen Zustand in den

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Erstarrungs-Zustand bis zum Auslaß 40c der Gießformkammer 40a vom Wert Null bis zu einem Maximalwert zu.

Weben dem Auslaßende 40c der Gießform 11 wird der Metallbzw. Gußstrang 91 mittels der Walzen 62 in die Gießformkammer 40a eingeführt. Der ringförmige Hohlraum 92 wird dabei ständig mit einem Gießformschmiermittel ausgefüllt, das von der Schmiermittelpumpe 67 durch die Leitung 66 unter _M Druck zugepumpt wird. Dieses Schmiermittel ist notwendig, um ein Anhaften der Haut des Metallstrangs 91 an der Gießformwand 4Od zu verhindern; das genannte Schmiermittel dient damit einem ähnlichen Zweck wie die Gießform-Schwingungserzeugung in herkömmlichen Gießvorrichtungen. Das Schmiermittel kann, sofern dies zweckmäßig ist, für weitere Verwendung wieder herangezogen werden. Die zufolge der Wärme des in der Gießform befindlichen geschmolzenen Metalls 90 in axialer Sichtung erfolgende Ausdehnung der Gießform-Innenwand 40 wird durch eine entgegen der Wirkung von Federn 50 f erfolgende Verschiebung der Außenwand 42 aufgefangen. Die Gießform-Innenwand 40 wird mit Hilfe von Wasser ständig gekühlt, das, wie dies die in I?ig, 2 angedeuteten Pfeile erkennen lassen, durch den Einlaß 55 j die Kammer 52, die Öffnung 56, die Kammer 55, die Auglaßöffnung 57» die Kammer 54 und das Auslaßrohr 58 zirkuliert.

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Der aus der Gießform 11 austretende Metallstrang 91 durchläuft den Sprühbehälter 12, in welchem er flit Hilfe Von aus ~ den Düsen 72 austretendem kalten Wasser besprüht wird· üaaurch wird das Abkühlen beschleunigt und die Hautdicke des Stranges vergrößert. Nach Austritt aus den Sprühbehälter 12 erstarr« der Metallstrang 91 weiter; er wird dabei über die Walzen 76 des Abführ-Tischeß 15 zu dem Abführmechanismus 14 bin geleitet, in welchem er durch die Abführwalzen 7- zu dem Schneide-Tisch hingeführt wird. Mit Hilfe geeigneter Einrichtungen, die entweder manuell oder automatisch betätigbar sind, wird der Metallstrang in einzelne Barren (nicht gezeigt) zerteilt, wenn er über den Schneidertisch 15 läuft. Die so erhaltenen Metallbarren werden nach unten aus der Bewe^ungsbahn des Metallatranges herausgeführt und zur Abkühlung und weiteren Verwendung entsprechend gelagert.

Venn die Gießpfanne 10 entleert ist, ist der Gießvorgang beendet. Zn Aneohluß hieran wird ein entsprechender Vorgang aufgeführt, wie er oben ausgeführt worden ist.

Ii aei darauf eingewiesen, daß bei dem «läuterten Gießverfahren eine inaanl von in Wiohaelbesiehung zueinander stehenden Variablen oder Peraaetera vorhanden let. Diese Variablen enthalten die ßtröaungegeeohwindigkeit dea geschmolzenen Metalle 90 oder die GiefigeaoAwindigkeit des Hetallatranga 91, die Teaperatur dea geechÄolsanen Metalle» die Abkühleeschwindig-

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next dec reschr.".olzenen hetalls in der Gießform 11, der Di-UCi. cieE Schmiermittels in dem hohlraum 92 der Gießform-,-ai.^er <'KJra und das in der Kammer 24 über der Gießpfanne 10 herrschende Vaiaiun, das sich proportional mit der Tiefe des in der Gießpfanne 10 enthaltenen geschmolzenen Metalls ändert, ifurcii eei-'Miete Wahl dieser Variablen kann der richtige Über- · • ui. .i-r-uTiÄt des Ketalls vom geschmolzenen in den festen Zustand in der üei.i'oria 11 erreicht weraen.

uQv aus der Gie,:iorn. 11 austretende Metallstrang 91 kann als I ohlru.-.ceil betrachtet; werden, das mit unter hydrostatischem DrucK stehendem flüssigen hetall gefüllt ist, wobei der hydro-Etaticche Druc^: rleich der riefe des geschmolzenen Metalles 90 in der Gießpfanne 10 isö. Dieser hydrostatische Druck wird in der Vaüuuiakammer £4· herabgesetzt und in kontrollierbare Grenzen .ebrejht, woaurch ein Ausbauchen, Ausbrechen oder eine sonstige Verforaun;; der Stranprukhaut vermieden ist. Eine iOl^e dieser Haiinahme ist, dai: ein geringerer Drue* durch die Abführwalzen 76 ä ausgeübt zu werden braucht, wodurch die Möglichkeit der Eckenriijbiidunr: bei dea teilweise bereits erstarrten Metallstrang vermieden ist.

Aus vorstehendem dürfte ersichtlich geworden sein, dafi durch die vorliegende Erfindung ein vollständig geschlossenes System für einen Strangguß geschaffen worden ist, d.h. daß nach erfolgten Ausgießen des geschmolzenen Metalles in die Gießpfanne

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*AD ORIGJNAl.

dieses geschmolzene "Metall an keiner Stelle mit der Umgebungsluft in Berührung gelangt. Auf diese Weise wird die Verunreinigung des aus diesem Metall hergestellten Gußstranges reguliert. Darüber hinaus können in Verbindung mit der Vakuum-Vorrichtung eine Vakuum-Entgasung, eine Organspülung bzw. ähnliche Reinigungsverfahren angewandt werden, um das geschmolzene. Metall 90 in der Gießpfanne 10 zu reinigen. Abschließend sei noch bemerkt, daß das erfindungsgemäße System auch bei einem Stranggußverfahren angewandt v/erden könnte, bei dem der Gußstrang die vorgesehene Gießform in vertikaler Ebene verläßt.

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Claims (24)

Patentans prüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Metallgußstranges aus

in einem Vorratsbehälter enthaltenem geschmolzenen Metall, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in dem Vorratsbehälter (10) unter Normaldruck abgesenkt wird und daß das geschmolzene Metall (90) aus dem Vorratsbehälter (10) in eine Durchfließ-Gießform (11) ununterbrochen eingeleitet wird, von deren Austrittsseite (Wc) ein Metallstrang (91) kontinuierlich v/egge zogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall (90) entlang einer horizontalen Bahn aus der Gießform (11) herausgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in dem Vorratsbehälter (10) umgekehrt proportional zur Höhe des geschmolzenen Metalls (90) in dem Vorratsbehälter (10) abgesenkt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Gießform (11) austretende Metallstrang (91) an einer Schneideeinrichtung vorbeigeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekenn zeichnet, daß das geschmolzene Metall (90) im Vorratsbe halter (10) entgast wird.

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6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis b, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gießform (11) zwischen der Stelle (4Od), an der das Metall (90) vom flüssigen in den festen Zustand übergeht, und der Stelle (4Oc), an der das Metall (90 bzw. 91) aus der Gießform (11) austritt, ein Flüssigkeits-Schmiermittel unter solchem Druck eingeleitet wird, daß ein Anhaften der Stranggußhaut an der Gieformwand verhindert ist.

?. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Gießform (11) austretende Metallstrang (91) einer Abkühlungs-Sprühbehandlung unterzogen v/ird,

δ. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform (11) wassergekühlt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Gießform (11) austretende Metallstrang (91) mit Hilfe einer Abführeinrichtung (14·) von der Gießform (11) mit einer auf die Einströmgeschwindigkeit des geschmolzenen Metalls (90) in die Gießform (11) abgestimmten Geschwindigkeit weggeführt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Metall (90) in den Vorratsbehälter (10) ununterbrochen eingefüllt wird, so daß es in diesem Vorratsbehälter (10) stets In nahezu konstanter Höhe enthalten ist·

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11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ; ei.ennzeichnet, dai: vor Herausführen eines Metall Stranges (;1) aus der Gießform (11) deren Auslaßb'ffnung (AOc) mittels eines AosperricoDfes (86) verschlossen wird, der auf eine erste JSr scanning des in die Gießform (11) eingeführten I-.etalls (90) hin von der Auslai:öf±"nun{* (4Oc) we^cezopen wird.

"\J.. /en ehren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ce-.er.i.reichnet;, da., aas :eschmolzene netall (sO) 7,un^:"chso in ;:·3Γ. 7o:t;;υsbehälter (10) aui" dessen Bodenwand und dann seitlich in axe üieuiOru (11) einreleitet wird.

i;.. /eriahren ncc:: ^ncoruch 12_t dadurch re.-iennreichnei;, da.; j.ie i.Di'ührun.j aes .-esch-iolsenen Hetalls (^C) aus deia VorrnrGbeh.iiter (1C) aurcn eine Ab sperreinrichtung (55i5S) rs "aliero vira.

14. Vori'ichtunr zur Durchführung des Verfahrens nach einem aer Ansprüche 1 bis 1p, Efe^emzeichnet dui'ch einen Vorratsbehälter (10) zur Aufnahme von geschmolzenem Ketall durch eine in dem Vorratsbehälter (10) vorgesehene Auslaüeinrichtunc (50), die aus diesem Vorratsbehälter (10) das geschmolzene i'ietall (90) herauszuführen erlaubt;, durch eine axial zu der Auslaßeinrichtung (50) angeordnete Durchfliei:- Giehform (11) und durch Einrichtungen (22,26,27) zur Regulierung des hydrostatischen Druckes des in dem Vorratsbehälter (10) enthaltenen geschmolzenen heöalls (90).

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15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,

glied

daß der Vorratsbehälter (10) ein Abc peri/.(35 »36) enthält, über das er mit der Gießform (11) verbunden ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßeinrichtung (30) einen Durchgang (32) enthält, der sich vom Boden des Vorratsbehälters (10) aus nach unten erstreckt und seitlich in einen mit der Gießform (11) verbindbaren Auslaßansatz (33) ausläuft.

17· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1A- bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abführeinrichtung (14) vorgesehen ist, die zur Auslaßöffnung (40c) der Gießform (11) axial ausgerichtet ist und die den aus dieser Gießform (11) austretenden Metallgußstrang (91) wegzuführen erlaubt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17» dadurch gekennzeichnet, daß zur Abkühlung des Metallgußstranges (91) eine Abkühleinrichtung (12) vorgesehen ist, die neben der Auslaßoffnune (40c) der Gießform (11) angeordnet ist.

19- Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühleinrichtung (12) einen Sprühbehälter (70) enthält*

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19« dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (27,26,22) zur Regulierung des hydrostatischen Druckes des in dem

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Vorratsbehälter (10) enthaltenen geschmolzenen Metalls (90) ein zumindest den Vorratsbehälterraum umschließendes und zu einem gewissen Grade evakuiertes Gehäuse (22) enthalten.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14- bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (10) eine Gießpfanne mit einem ringförmigen Flansch (20) enthält, welcher von einem Paßring (21) aufgenommen ist, der eine in der Gießpfanne eine Vakuumkammer (24) bildende Abdeckhaube (23) trägt, und daß Einrichtungen (26,27) vorgesehen sind, die diese Kammer (24) zu einem gewissen Grade evakuieren.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnät, daß Einrichtungen (67,66) vorgesehen sind, die ein fflüssigkeits-Schmiermittel unter Druck in die Gießform (11) zwischen der Stelle (4Od),an der die Stranggußoberfläche vom flüssigen in den festen Zustand übergeht, und der Stelle (40c)_}an der der Gußstrang (91) aus der Gießform (11) austritt, einzuführen erlauben.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen enthält, die den Gußstrang (91) in einzelne Barren zu zerteilen erlauben.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch

gekennzeichnet, daß die AuslaßöJtfnung (40c) der Gießform (11)

mit Hilfe eines Absperrkopfes (86)

vor Ausführung eines Stranggusses/versperrt ist, der von der Gießform (11) wegziehbar ist.

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