DE20003977U1 - Gießverteiler für turbulenz- und krätzearmen Schmelzezustrom in kontinuierlich bewegte Massel-Kokillen einer Gießstraße - Google Patents

Description

Maerz-Gautschi Ga 00/01

Industrieofenanlagen GmbH 18.02.2000

Gießverteiler für turbulenz- und krätzearmen Schmelzezustrom in kontinuierlich bewegte Massel-Kokillen einer Gießstraße

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen Gießverteiler zur Einbringung von Schmelzen, insbesondere Metallschmelzen in kontinuierlich bewegte Massel-Kokillen einer Gießstraße, mit einem umlaufbaren und an seiner Peripherie Gießdüsen aufweisenden Schmelze-Verteilerorgan, dessen Umfangsgeschwindigkeit auf die Transportgeschwindigkeit der Masselkokillen der Gießstraße abstimmbar ist.

Gießstraßen für Masselguß verwenden als Gießverteiler bevorzugt Gießräder, die am Umfang mit Gießdüsen besetzt sind und sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit bewegen entsprechend der Transportgeschwindigkeit der Masselkokillen der Gießstraße. In ein solches Gießrad strömt die Schmelze direkt aus der Gießrinne oder aus einer Gießdüse am Ende der Gießrinne in die als Ringrinne ausgebildete Innenseite des Gießradringes, an dessen Außenumfang die Gießdüsen befestigt sind. Bei üblichen Ausführungsformen stellt sich als Mangel ein, daß der in das Gießrad und die Masselkokille auftreffende Schmelzestrahl starke Verwirbelungen der Schmelze verursacht. Diese Verwirbelung bewirkt einen intensiven Kontakt mit der umgebenden Luft. Dies führt zu Krätzebildung und zu weniger guten Material-Strukturen der gegossenen Masseln. Eine gute Material-Struktur gegossener Masseln, wie sie insbesondere bei Aluminium-Masseln verlangt wird, erfordert einen möglichst turbulenzarmen Einstrom der Schmelze in die Masselkokille ohne Krätzebildung.

In bekannten Anlagen wird versucht, einen möglichst turbulenzarmen Einstrom der Schmelze in die Masselkokille ohne Krätzebildung dadurch zu erzielen, daß das Gefälle zwischen dem Schmelzespiegel in der Gießrinne und der Gießrad-Ringrinne möglichst gering gehalten wird, damit die Auftreffgeschwindigkeit des

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Schmelzestrahles klein bleibt und so eine "schießende" Schmelzeströmung mit Wechselsprung und starker Verwirbelung unterbleibt oder sich zumindest in Grenzen hält. So sind Ausführungen bekannt mit konkav eingewölbter Ringrinne des Gießrades ohne größeren Rand, so daß die Schmelze aus der Gießrinne über einen löffelartigen Auslauf sehr flach mit geringem Gefälle in das Gießrad einströmen kann (z.B. EP 0 327 485 A2). Diese Ausführung hat auch am Gießrad löffelartige Gießdüsen mit einseitigem, nahezu horizontalem Ausfluß, der die Schmelze auf einer Schmalseite der Masselkokille einströmen läßt. Dieser asymmetrische Zufluß in die Masselkokille erweist sich jedoch für eine gleichmäßige Material-Struktur als nicht sehr günstig. Außerdem nehmen die horizontalen Enden der löffelartigen Gießdüsen beim Austauchen aus der Kokille wieder Schmelzereste mit, die unkontrolliert zurücktropfen und in der Schmelze entsprechende Turbulenzen verursachen. Eine andere bekannte Maßnahme, die Austrittsgeschwindigkeit aus einer Gießdüse zu mindern und die Schmelzeströmung zu vergleichmäßigen, besteht darin, am Ende der Gießdüse einen Diffusor mit einem Gleichrichter aus dünnwandigen Röhrchen anzuordnen (z.B. DE 4300505 A1). Die bekannten Ausführungsformen haben jedoch eine große Bauhöhe und führen somit zu einem großen Gefälle der Schmelze, was jedoch bei einem Gießrad nicht erwünscht ist.

Grundsätzlich bedingen jedoch Turbulenzen und Verwirbelungen, die an der freien Schmelzeoberfläche in einer Luftatmosphäre stattfinden, eine mehr oder weniger starke, unerwünschte Krätzebildung und ungünstige Material-Strukturen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gießverteiler zu schaffen, der einen weitestgehend turbulenz- und krätzearmen Schmelzezustrom in kontinuierlich bewegte Massel-Kokillen einer Gießstraße ermöglicht, so daß Masseln, insbesondere Aluminium-Masseln mit einer hochwertigen homogenen Gefügestruktur erhalten werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einem Gießverteiler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

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Beim erfindungsgemäßen Gießverteiler mit umlaufbarem Schmelze-Verteilerorgan ist die Eingießstrecke der Gießstraße oberhalb der Masselkokillen zunächst einmal von einer Abschirmhaube abgedeckt, die das Abgas eines integrierten Aufwärmbrenners als Inertgasatmosphäre über dem Eingußbereich hält und diesen gegen Außenluft abschirmt. Die Abschirmhaube hält das Abgas des Aufwärm- bzw. Vorwärmbrenners zurück und hält so die Quasi-Intertgas-Atmosphäre, so daß die krätzeverursachende Luft vom Eingußbereich weitgehend verdrängt wird. Weiterhin sind beim erfindungsgemäßen Gießverteiler die Gießdüsen des umlaufbaren Verteilerorgans so konstruiert, daß sie mit ihren Ausmündungen beim Befüllen der Masselkokillen unterhalb des Schmelzespiegels in der jeweiligen Kokille liegen, d. h. die Schmelze wird von den Gießdüsen immer möglichst unmittelbar auf die Kokillensolen turbulenzarm abgelegt.

Beim erfindungsgemäßen Gießverteiler kann das an seiner Peripherie die Gießdüsen tragende umlaufbare Schmelze-Verteilerorgan, das zwischen der die Schmelze heranführenden Gießrinne und den Masselkokillen angeordnet ist, ein drehbar gelagertes Gießrad z. B. mit horizontaler Drehachse, aber auch ein drehbar gelagerter Gießteller oder auch eine über Kettenräder umlaufende Gießdüsenkette sein.

Bei der Abschirmhaube des erfindungsgemäßen Gießverteilers kann an den Durchtrittsöffnungen für die Masselkokillen eine Spaltabsaugung mit wirksamen Drosselelementen vorgesehen sein, die sowohl in der Abschirmhaube als auch außen zur Atmosphäre hin angeordnet sein können, wobei eine Luftabsaugung in die Abschirmhaube und auch ein Abgasaustritt in die Atmosphäre verhindert werden soll.

Eine gesonderte Abgasleitung mit einer entsprechenden Regelung des Abgasstromes oder des Abgasdruckes in der Abschirmhaube sorgt dafür, daß unter dieser Haube die gewünschte Quasi-Inertgas-Atmosphäre während des Gußes der Masseln erhalten bleibt.

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Eine solche Abschirmhaube läßt sich nicht nur über einem Gießrad anordnen, sondern sinngemäß mit entsprechendem Aufbau auch über anderen Gießverteilervorrichtungen, wie z.B. über einer Gießdüsenkette oder über einem Gießteller, deren bzw. dessen Gestaltung bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen noch gezeigt und beschrieben wird.

Am Ende der Gießrinne vor dem Eintritt in die Abschirmhaube ermöglicht ein knapp unter dem Schmelzespiegel angeordneter, abschwenkbaren Rost, daß in der Gießrinne anschwimmende Krätze aufgefangen wird, bevor sie in das Gießrad einströmen kann. Von Zeit zu Zeit läßt sich dann der mit Krätze gefüllte Rost seitlich hochschwenken, so daß die Krätze abrutschen und über eine Rutsche abgeleitet werden kann.

Ein Lamellen-System am Austritt der Gießdüsen, das zwischen den einzelnen Lamellen nur verhältnismäßig geringe Strömungsquerschnitte freigibt, erhöht den Strömungswiderstand und mindert so die Schmelze-Austrittsgeschwindigkeit, was die in die Masselkokille einströmende Schmelzeströmung entsprechend beruhigt. Das Lamellen-System bleibt seitlich offen oder nur mit Spalt teilweise oder ganz mit Seitenplatten als Spritzschutz abgeschirmt, so daß am Rande des Schmelzestrahles aus der Gießdüse der Umgebungsdruck herrscht. Dies bewirkt, daß die Strömung zwischen den einzelnen Lamellen infolge des Reibungswiderstandes und anderer Widerstände fortlaufend an kinetischer Energie verliert. Der Schmelzestrahl hat hierdurch eine geringere Strömungsgeschwindigkeit, wie dies bei einer verlustlosen Strömung wäre, und ist dadurch seitlich auch entsprechend breiter, was eine geordnete Verteilung der Schmelze in der Kokille begünstigt.

Bei Gießdüsen eines Gießrades, die in der Gußstellung zumindest näherungsweise einen vertikalen Zustrom zur Masselkokille haben, ergeben sich besondere Vorteile, wenn nach der Erfindung die einzelnen Düsen-Lamellen schwenk- und/oder verschiebbar an der Ringrinne oder einem Düsenstutzen des Gießrades in der Gießstellung vertikal nach unten hängen. Hierbei sind die einzelnen Lamellen am Ende nahe der Gießradrinne an Zapfen oder Laschen eingehängt.

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Im Bereich der Gießstrecke hängen so die Lamellen infolge der Schwerkraft stets vertikal (sofern der Lamellen-Anschlag noch nicht erreicht ist) und sind bei entsprechender Verschiebbarkeit - bis in Nähe der Kokillen-Sole ausgefahren, so daß der Schmelzestrahl nahezu über dem gesamten Füllbereich unter dem Flüssigkeitsspiegel der Schmelze in die Kokille einströmt. Bis jeweils zur Tiefststellung einer Gießdüsen des Gießrades verschieben sich die auf der Kokillensole aufstehenden Lamellen - geführt an den Haltezapfen oder Haltelaschen - relativ zur Gießradrinne hin vertikal. Nachdem die Tiefststellung der Gießdüsen überschritten worden ist, bleiben die Lamellen ausgefahren auf der Kokillensole infolge der Schwerkraft und der Strahlkräfte, die von der Schmelzeströmung auf die Lamellen wirken. Sobald die an der Gießradrinne umlaufenden Lamellen das Ende der Lamellenführung erreicht haben, werden die Lamellen, an den Haltezapfen vertikal hängend, aus der mit Schmelze gefüllten Kokille herausgehoben. Die vertikal aus der Schmelze herausgehobenen Lamellen nehmen bei entsprechend glatter Oberfläche und scharfer Lamellen-Abstromkante kaum Schmelze mit, die beim weiteren Umlauf des Gießrades erkalten und erstarren könnte. Außerdem führt das strömungsgerechte, vertikale Austauchen der Lamellen aus der Schmelze zu keiner Anfachung von Turbulenzen und Verwirbelungen an der Schmelze-Oberfläche der gefüllten Masselkokille, was für eine gute Massel-Oberfläche sehr schädlich wäre. Im weiteren Umlauf des Gießrades fallen die Lamellen wieder in radialer Richtung zurück bis zu einem Anschlag an der Gießrad-Ringrinne. Der Auftreff-Stoß auf den Anschlag läßt dabei Fremdkörper, die auf der Zuströmseite der Lamellen-Düse zurückgehalten worden sind, abfallen und auf einer Rutsche abführen.

An Stelle einzelner ausfahrbarer Lamellen in den Gießdüsen eines Gießrades läßt sich auch der untere Teil einer Gießdüse teleskopartig ausfahrbar gestalten und mit entsprechenden Widerstandselementen, wie z.B. Wabenkörper, Gleichrichter, Lamellen, mäanderartigen Strukturen u.a., ausstatten. Die Wirkungsweise einer solchen Teleskopdüse entspricht einer der oben beschriebenen Lamellendüse. Bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen ist ein Gießradsegment mit Teleskopdüse dargestellt und beschrieben.

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Mit tellerförmigen Gießrädern, deren Drehachse entweder schräg unterhalb oder auch oberhalb des flach geneigten Gießradtellers angeordnet sein kann, lassen sich dadurch kleine Gefälle für die Schmelze verwirklichen, daß die Schmelze aus der Gießrinne in niedriger Höhe direkt über einen flachen Rand in den Gießradteller einströmen kann. In der horizontalen Projektion beschreiben die Gießdüsen an dem geneigten Gießradteller eine Ellipsen-Bahn. Dies bedingt somit, daß die Gießdüsen über dem Füllbereich der Kokillen geringere Höhenunterschiede durchfahren als bei vertikalen Gießrädern mit horizontaler Drehachse, was gleichfalls zu niedrigeren Gefällen und zu geringeren Gefälle-Unterschieden für die Schmelze führt. Dies führt auch für jede der Gießdüsen zu einer längeren, wirksamen Eingußstrecke in die bewegten Kokillen, so daß im Vergleich zu einer konventionellen Gießrad-Ausführung eine geringere Zahl von Gießdüsen am Gießrad-Umfang ausreicht. Bei einem Gießradteller können an Stelle von Gießdüsen am Umfang des Tellers löffelartige Ausgußschaufeln vorgesehen sein, die an einer kurzen Seite der Kokille die Schmelze flach einströmen lassen. Gießdüsen in allen Ausführungen können auch bei einem Gießradteller an dem flachen kegelförmigen Tellerrand angebracht werden. Eine kegelförmige Borde am Außenumfang Gießradtellers verhindert bei dieser Varianten ein Überlaufen der Schmelze.

Eine zusätzliche Maßnahme, der Schmelze beim Durchströmen des Gießrades kinetische Energie zu entnehmen, besteht darin, die Schmelze aus der Gießrinne mit einem Vordrall in Richtung der Masselbewegung in das Gießrad einströmen zu lassen und den Schmelzestrom im Gießrad so umzulenken, daß eine Kraft in Richtung der Drehbewegung des Gießrades wirkt. In dem Maße, wie Im Gießrad dem Schmelzestrom durch Strömungsumlenkung die Energie entnommen wird, mindert sich auch die kinetische Energie der Absolutströmung im Abstrom der Gießrad-Düsen. Im Prinzip handelt es sich hierbei somit um eine Turbinenströmung. Eine solche Turbinenströmung ist strömungsgerechter und somit verwirbelungsfreier, wenn am Gießdüsen-Austritt der Gießrinne und in den Gießdüsen des Gießrades entsprechende Umlenkschaufeln eingebaut sind, die eine gewünschte Strömungsumlenkung bewirken.

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Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei wird darauf verzichtet, Sekundär-Merkmale, wie z.B. Hubvorrichtungen für Gießrinne, Gießrad und Abschirmhaube sowie Sichtöffnungen in der Abschirmhaube, Isolierungen u.a., darzustellen.

Es zeigt:

Fig. 1: Längsschnitt l-l längs der Drehachse eines Gießrades und die Gießrinne mit Abschirmhaube und Spaltabsaugung für die Aufwärm-Ab

gase;

Fig. 1a: Teilschnitt Ia-Ia mit Krätzerost in Auffang- und Entleerstellung; Fig.2: Querschnitt H-Il durch das Gießrad und die Gießdüse der Gießrinne mit Abschirmhaube und Spaltabsaugung für die Aufwärm-Abgase; Fig.2a: Altemativ-Spaltabsaugung der Abgase über den frisch gegossenen Masseln mit Abschirmstrahl von rezirkuliertem Abgas;

Fig.3: Längsschnitt Ill-Ill durch die Drehachse eines Gießrades mit Doppelzahnrad, angetrieben über Mitnehmer auf den Massel-Gußformen, mit Abschirmhaube und Spaltabsaugung für die Aufwärm-Abgase; Fig.3a Einzelheit IHa aus Fig.3 (in vergrößerter Darstellung) mit einem Querschnitt durch den Kühlluftkanal für die Rollen und die Kette für den Transport der Masselkokillen;

Fig.4: Querschnitt IV-IV durch das Gießrad mit Doppelzahnrad und die Gießdüse der Gießrinne mit Abschirmhaube und Spaltabsaugung für die Aufwärm-Abgase;

Fig.5: Schnitt längs der Gießrichtung einer Massel-Gießanlage mit umlaufender Gießdüsenkette, in Gießdüsen eingelegtes Krätze-Sieb, Abschirmhaube über dem Gießbereich und Spaltabsaugung für die Aufwärm-Abgase.
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Fig.6bisFig.16

Anmerkungen diesen Darstellungen sind wegen einer besseren Übersicht einige bereits in den Fig. 1 bis 5 ausführlich gezeigten Merkmale nicht ge-

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zeichnet, wie z.B.: Abschirmhaube mit Spaltabsaugung, Gießradantrieb und -lagerung, Kokillen-Förderelemente, Kokillen-Kühlkanal u.a..

Fig.6: Gießrad-Segment mit Teleskop-Lamellen in den Gießdüsen und Querschnitt durch die Gießrinne mit Lamellen zur Schmelze-Führung

am Austritt der Gießdüse;

Fig.7: Draufsicht VII aus Fig.6 auf das Gießrinnen-Ende mit Gießdüse; Fig.8: Schnitt VIII-VIII durch die Gießdüse mit Lamellen beim Einguß der

Schmelze an der tiefsten Stelle des Gießrades; Fig.9: Schnitt einer Gießdüse mit Lamellen an der höchsten Stelle des Gießrades mit Schnittführung wie bei Fig.6;

Fig. 10: Gießrad-Segment mit Teleskop-Düsen in den Gießdüsen und Querschnitt durch die Gießrinne mit Lamellen zur Führung der Schmelze am Austritt der Gießdüse;
Fig.11: Draufsicht Xl auf eine Teleskop-Düse mit Mäandereinsatz (Gießdüse

ist nicht gezeichnet);
Fig.12: Schnitt XII-XII durch die Gießdüse mit Teleskop-Düse beim Einguß

der Schmelze an der tiefsten Stelle des Gießrades;

Fig. 13: Schnitt einer Gießdüse mit zurückgerutschter Teleskop-Düse an der höchsten Stelle des Gießrades mit Schnittführung wie bei Fig. 10 und

abfallende Krätze auf eine Krätzerutsche;

Fig. 14: Tellerförmiges Gießrad, einem "Gießteller", mit schräger Drehachse, zur Energieentnahme gekrümmten Strömungskanälen und Gießdüsen, sowie mit Schmelzezustrom in Umfangsrichtung direkt aus der Gießrinne und Einguß an der Kokillenseite;

Fig.15: Gießrad mit schräg nach oben abgehender Drehachse und Gießdüsen am Gießrad mit "halbaxialer" Meridianströmung durch diese Gießdüsen;

Fig. 16: Teilschnitt durch die Drehachse eines Gießrades mit gekrümmten Gießdüsen, beschaufelt wie bei Querstromturbinen, zur Energie-Min-

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derung des mit Vordrall aus der gekrümmten Gießdüse der Gießrinne zuströmenden Schmelzestrahles;

Fig. 16a: Geschwindigkeitsplan für die Schmelzedurchströmung durch eine zur Energieentnahme gekrümmte Gießdüse des Gießrades gemäß Fig. 16 mit Minderung der Absolutgeschwindigkeit von vi (Gießdüseneintritt)

auf V2 (Gießdüsenaustritt).

Fig.1 zeigt im Längsschnitt längs der Drehachse eines Gießrades (5) in schematischer Darstellung den Zustrom der Schmelze (2) - in dem gezeigten Beispiel eine Aluminium-Schmelze - über eine Gießrinne (1) durch eine Gießdüse (1 g) in die Gießrad-Ringrinne (5r). Am Außenumfang dieser Gießrad-Gießrinne sind Gießdüsen (5g) angeordnet, durch die in den unteren Lagen die Schmelze (2) in die gerade darunter befindlichen Massel-Kokillen (3) einströmt. Beidseitig bewegt ein Förderketten-Paar mit Führungsrollen (3f) die Massel-Kokillen in Richtung der Drehbewegung des Gießrades (5). Ein Antriebszahnrad (5a) im Ende des Gießrades (5), das mit einem Wellenzapfen (6) auf einem Lagerbock gelagert wird, ist im Eingriff mit dem Förderketten-System und wird so synchron mit den Massel-Kokillen angetrieben. Die Massel-Kokillen bewegen sich im Bereich der Gießstrecke in einem Kühlkanal, das mit einem Kühlfluid (3k), z.B. Wasser, gefüllt ist (siehe auch Fig.2).

Eine Abschirmhaube (9) überdeckt erfindungsgemäß das Gießrad (5) über einem ausreichenden Bereich vor und insbesondere auch nach der Eingußzone und hält somit das Abgas des Vorwärmbrenners (4) zurück. Dies bewirkt eine Quasi-Inertgas-Atmosphäre über dem Eingußbereich, so daß die krätzeverursachende Luft weitgehend verdrängt bleibt. Eine Spaltabsaugung (8e) an den Durchtrittsöffnungen für die Massel-Kokillen mit wirksamen Drosselelementen (9d), die sowohl in der Abschirmhaube als auch außen zur Atmosphäre hin angeordnet sind, verhindert eine Luftabsaugung in die Abschirmhaube und auch einen Abgasaustritt in die Atmosphäre. In den gezeigten Darstellungen Fig.1 bis 4 sind Abdeckbleche (9d) beidseitig eines Einsaugrohres (8e) ringsum an der unteren Auflage der Abschirmhaube (9) über den Massel-Kokillen (3) im Bereich der Gießstrecke angeordnet. Die Länge der Abdeckbleche (9d) muß hierbei die

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gesamte Kokille bis über die Anschlußflansche zu den Nachbarkokillen überdecken, jeweils gemessen längs der Gießstrecke, so daß über den Kokillen-Anschlußflanschen während der Bewegung der Kokillen mindestens immer ein Drosselspalt (9s) beidseitig des Einsaugrohres (8e) wirkt. Am Eingang zur Abschirmhaube (9) (siehe Fig.2) wird hierbei von der Atmosphäre gedrosselt Luft (8L) in das Einsaugrohr (8e) und von der anderen Seite aus der Abschirmhaube, gleichfalls gedrosselt, in begrenzter Menge Abgas (8G) abgesaugt. So wird verhindert, daß Luft in die Abschirmhaube eintritt und auch kein Abgas in unerwünschten Mengen aus ihr austritt.

Am Austritt der mit Schmelze gefüllten Kokillen aus der Abschirmhaube ist die Einsaugung eines Luftstromes über die noch heiße Schmelze nicht günstig, so daß eine schwenkbare Drosselklappe (9k) direkt vor dem Einsaugschlitz des Einsaugrohres (8e) sinnvoll ist mit Abmessungen, die direkt über der Schmelze nur einen minimalen Spalt und nur einen vernachlässigbaren Luftstrom zulassen. Diese Drosselklappe (9k) hängt über der Schmelze (2) bis knapp über den Schmelze-Spiegel herunter und wird beim Unterfahren der Kokillen-Kante von dieser hochgeklappt und klappt dann bei der folgenden Kokille wieder über ihrer Schmelze-Füllung herunter. Mehrere hintereinander angeordnete (hier nicht dargestellte) Drosselklappen (9k) ergeben ein besonders wirksames Abschirmungssystem ( eine Art Labyrinth-Dichtung) gegen eine Lufteinsaugung über der Schmelze.

Eine alternative Spaltabschirmung am Austritt der mit Schmelze gefüllten Kokillen zeigt der Teilausschnitt Fig.2a. Anstatt bei der Spaltabsaugung das Abgas (8G) über das Einsaugrohr (8e) in ein Abgasrohr zu fördern, rezirkuliert ein Ventilator (8) das Abgas und bläst es über Ausblasschlitze eines Ausblasrohres (8a) über den mit Schmelze gefüllten Kokillen wieder in die Absaugöffnungen des Einsaugrohres (8e). Ein solcher zirkulierender Abgasstrom (8G) schirmt als Abgas-Schleier über den mit Schmelze gefüllten Kokillen beim Verlassen der Abschirmhaube (9) weitgehend vor Luftzutritt ab.

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Am Durchtritt der Gießradwelle (6) aus der Abschirmhaube (9) sind auch entsprechende Abdichtungen vozusehen (siehe Fig. 1). Dies kann z.B. mit Drosselringen (9r) geschehen, zwischen die eine Verbindungsleitung zu der Einsaugleitung (8e) angeschlossen ist. Durch diese Verbindungsleitung wird das Leck-Abgas (8G) und durch den Spalt eindringende Luft (8L) in die Einsaugleitung (8e) eingesaugt.

Eine gesonderte Abgasleitung (8r) an der Abschirmhaube (siehe Fig.1 bis 5) mit einer entsprechenden Regelung des Abgasstromes (8G) oder des Abgasdruckes in der Abschirmhaube sorgt dafür, daß unter dieser Haube die gewünschte Quasi-Inertgas-Atmosphäre während des Gusses der Masseln erhalten bleibt und ein Luftzustrom den Guß nicht beeinträchtigt.

Eine zusätzliche Maßnahme, die Verunreinigungen und Krätze bereits vor Eintritt der Schmelze in die Gießdüse (1g) und das Gießrad zurückhält, ist ein Krätzerost (1r) vor Eintritt der Gießrinne (1) in die Abschirmhaube (9), wie die Fig.1 mit dem Teilschnitt Ia-Ia in Fig. 1a zeigen. In der Auffangstellung A befindet sich der Krätzerost (1r) in horizontaler Lage knapp unter der Schmelze-Oberfläche, so daß Krätze und andere Verunreinigungen auf die Oberfläche des Krätzerostes Schwimmen können. Sobald die aufgefangene Krätze (10) die Oberfläche des Krätzerostes (1r) nahezu bedeckt, wird der seitlich nahe der Gießrinnen-Oberkante gelagerte Krätzerost hochgeschwenkt (siehe Fig. 1a gestrichelte Entleerstellung E), so daß die Krätze (10) vom Krätzerost (1r) abrutscht und über eine Krätzerutsche (10r) abgeführt werden kann.

Unter der Abschirmhaube (9) befindet sich am Ende der Gießrinne (1) zwischen dem Krätzerost (1r) und dem Einlauf in die Gießdüse (1g) ein Verschluß-Schwimmer (1 v), der so gestaltet ist, daß er bei leerer Gießrinne auf dem Einlauf der Gießdüse (1g) dicht aufliegt und auch mit seiner vorderen Seitenwand, die am Krätzrost (1 r) anliegt, die Abschirmhaube gegen die Atmosphäre abschließt. Bei einem Schmelzestrom in der Gießrinne hebt der hydrostatische Auftrieb diesen Verschluß-Schwimmer (1v) an und der Einlauf der Gießdüse (1g) wird frei, so daß die Schmelze (2) nach unten durch die Gießdüse (1g) in die Gießrad-

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Ringrinne (5r) strömen kann. Beim Hochschwimmen des Verschlußschwimmers (1v) bleibt jedoch seine Vorderseite am Krätzerost (1r) und an der Wand der Abschirmhaube (9) anliegen, so daß auch am Eintritt der Gießrinne in die Abschirmhaube weitgehend ein Luftzustrom in die Abschirmhaube unterbunden bleibt. 5

Eine andere Ausführung des Gießrades (5) und seiner Abschirmhaube (9) zeigen die Fig.3 und 4. Diese Ausführung der Erfindung hat ein völlig symmetrisches Gießrad (5) mit beidseitigen Antriebszahnrädern (5a), die in drei Führungsrollen-Paare (6f) gelagert werden und im Eingriff sind im oberen Bereich der Seitenwände der Kokillen (3). Vorteilhaft wirkt sich hierbei eine "eingriffsgerechte" Gestaltung der Kokillen-Seitenwände mit ihren Übergangsflanschen aus, die im Eingriffsbereich der beiden Antriebszahnräder (5a) sind. Die Gießrad-Lagerung auf Führungsrollen (6f) ermöglicht eine kompakte Abschirmhaube (9) ohne eine Wellendurchführung mit massivem Lagerbock für eine auskragende Welle mit Gießrad. Die hier vorgeschlagene Lagerung der Führungsrollen (6f) läßt sich direkt in die Seitenwände der Abschirmhaube (9) integrieren, wobei das Lagergehäuse (6k) mit Kührippen in den kühleren Außenbereich der Abschirmhaube verlegt ist. An Stelle einer Kühlung in freier Konvektion kann auch mit einem umgewälzten Kühlfluid die Lagerung der Führungsrollen gekühlt werden.

Die beidseitige Lagerung des Gießrades auf Führungsrollen (6f) führt nicht nur zu einer kompakten Abschirmhaube (9) sondern sie eröffnet auch vielfältige Möglichkeiten der Gestaltung. So kann das Gießrad völlig symmetrisch ausgeführt sein, was weniger Teile und somit eine einfachere Fertigung bedingt. Auch läßt sich ein solches Gießrad unschwer - ohne Lagerprobleme - so breit ausführen, daß der gesamte Schmelze-Spiegel über einer Kokille überdeckt wird, so daß die Gießdüsen (5g) am Gießrad entsprechend große Strömungsquerschnitte aufweisen können, was große Schmelze-Durchsätze und somit große Gießleistungen ermöglicht. Ein breites Gießrad läßt auch eine Gießrad-Ringrinne (5r) zu mit einem niederen Seitenbord, da der Schmelze-Stand in der Gießrad-Ringrinne wegen der guten Ausbreitungsmöglichkeit in einer breiten Ringrinne niedrig bleibt. Bei niedrigem Seitenbord kann auch die Gießrinne (1)

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niedriger angeordnet werden, so daß ein geringes Schmelzegefälle zu geringeren Austrittsgeschwindigkeiten aus der Gießdüse (1g) und somit zu einer turbulenzärmeren Schmelzeströmung führt. Dieses beidseitig offene Gießrad ermöglicht aber auch, daß z.B. beidseitig jeweils eine Gießrinne (1) in das Gießrad (5) symmetrisch eingeführt wird und somit der doppelte Schmelzedurchsatz erzielt werden könnte.

In der Ausführung Fig.3 ist weiter zu erkennen, daß mit der kompakteren Abschirmhaube (9) die Förderkette mit den Führungsrollen (3f) der Massel-Kokillen

(3) außerhalb des heißen Bereiches unter der Abschirmhaube kommt. Einzelheit Fig.3a zeigt in vergrößerter Darstellung, wie die Förderkette mit den Führungsrollen (3f) zu kühlen sind, ohne daß ein größerer Luftzutritt unter die Abschirmhaube (9) erfolgt. Hierzu wird ein besonderer Kühlluftkanal (3L) über der Förderkette mit den Führungsrollen (3f) vorgesehen. In den Kühlluftkanal (3L) wird aus der Atmosphäre durch verschiedene Eintrittsöffnungen (3e) die Kühlluft in Höhe der Schiene für die Führungsrollen (3f) eingesaugt. Der Kühlluftkanal (3L) schließt an das Einsaugrohr (8e) für die Spaltdichtungen der Abschirmhaube an, wo die erwärmte Kühlluft durch die Austrittsöffnungen (3a) in das Einsaugrohr (8e) abgesaugt werden. Drosselplatten (3d), die jeweils auf den Haltepratzen der Kokillen (3) angebracht sind, ergeben mit dem Abdeckblech (9d) einen engen Drosselspalt (9s), so daß aus dem heißen Bereich über den Massel-Kokillen nur wenig Abgas (8G) in den Kühlluftkanal (3L) eingesaugt wird. Eine untere Abschirmung (3b) zum Boden hin, die bis in das Kokillen-Kühlfluid (3k) hineinreicht, drosselt gleichfalls wirksam eine Abgas-Einsaugung in den Kühlluftkanal (3L).

Lamellen-Vorhänge (3v) an den Ein- und Ausfahrstellen der Führungsrollen (3f) mit der Förderkette aus der Abschirmhaube bewirken, daß der Kühlluftstrom nicht konzentriert am Anfang und Ende des Kühlluftkanales (3L) sondern verteilt über die ganze Länge des Kühlluftkanales durch die Eintrittsöffnungen (3e) eingesaugt wird.

Die Fig.2 und 4 zeigen eine exzentrische Einführung der Gießrinne (1) in das Gießrad (5). Hierbei ist die Gießrinne mit der Gießdüse (1g) etwas exzentrisch (in diesen Darstellungen nach links) gegen die Drehrichtung &ohgr; des Gießrades

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versetzt. Hierdurch trifft der Schmelzestrahl aus der Gießdüse (,1g) - selbst bei rein vertikaler Anordnung der Gießdüse - mit einer Geschwindigkeitskomponente in Drehrichtung des Gießrades (5) auf die Gießrad-Ringrinne (5r) und nicht rechtwinklig mit einem Stoß. Dies bedingt einen strömungsgünstigeren Eintritt des Schmelzestrahles in die Gießrad-Ringrinne. Diese Geschwindigkeitskomponente in Drehrichtung des Gießrades bewirkt jedoch auch, daß die Schmelze beim Durchströmen des drehenden Gießrades (5) durch Schubkräfte und Umlenkkräfte in der Gießrad-Gießdüse (5g) etwas Energie an das Gießrad abgibt (entspricht dem Energieumsatz in einem Turbinenlaufrad), so daß dem Schmelzestrahl entsprechend kinetische Energie entzogen wird. Hierdurch strömt der Schmelzestrahl aus der Gießrad-Gießdüse (5g) mit geminderter Geschwindigkeit in die Massel-Kokillen (3) und verursacht somit in den Kokillen geringere Turbulenzen in der Schmelze. Weitere Verbesserungen in Bezug auf strömungsgerechten Energie-Entzug aus der Schmelzeströmung beim Gießvorgang ergeben Umlenkschaufeln oder Umlenk-Lamellen, wie bei den noch nachfolgenden Fig.6 bis 16 näher erläutert wird.

Die dargestellten Abschirmhauben sind knapp unter den Abdeckblechen (9d) geteilt, so daß bei abgehobener Abschirmhaube (9) die Massel-Kokillen (3) mit ihren Führungsrollen(3f) frei zugänglich sind. Wie bei bekannten Anlagen kann auch bei den hier vorgeschlagenen Ausführungen die Gießrinne (1) und das Gießrad (5) zusammen mit der erfindungsgemäßen Abschirmhaube (9), z.B. mittels Hydraulik- oder Pneumatik-Zylindern, hochgeschwenkt werden. Da dies allgemein bekannte Systeme sind, wurde der besseren Übersicht halber darauf verzichtet, diese Hubvorrichtungen besonders darzustellen. Hinzuweisen ist jedoch darauf, daß die in Fig.3 und 4 gezeigte Abschirmhaube eine einfache Abhubvorrichtung dadurch ermöglicht, daß das Gießrad auf Führungsrollen (6f) direkt in der Abschirmhaube (9) gelagert ist. Beim Abheben der Abschirmhaube kann somit gleichzeitig das Gießrad mit abgehoben werden.

Abschirmhauben in der Art, wie sie in Fig. 1 bis 4 gezeigt worden sind, lassen sich nicht nur über einem Gießrad anordnen sondern sinngemäß mit entsprechendem Aufbau auch über anderen Gießvorrichtungen wie z.B. über einer

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Gießdüsenkette mit aneinander gereihten Gießdüsen gemäß Fig.5 oder einem Gießteller nach Fig. 15 bzw. 16. Die in Fig.5 gezeigte Gießdüsenkette (7) hat verhältnismäßig kurze Gießdüsen (7g) mit einem Sieb (7s) am Düsenaustritt. Ein Zuströmblech (7z) verbindet jeweils zwei Gießdüsen (7g) gelenkig miteinander, so daß eine endlose, geschlossene Gießdüsenkette (7) entsteht, die über entsprechende Kettenräder (7k) geführt wird. Eine solche Gießdüsenkette ermöglicht lange Eingießstrecken, so daß lange Eingießzeiten zu verwirklichen sind, wie sie z.B. Beim Guß größerer Masseln erforderlich werden. Die Gießdüsen (7g) einer Gießdüsenkette werden mit Vorteil so dimensioniert, daß das Sieb (7s) im gefüllten Zustand der Kokillen (3) unter dem Spiegel der Schmelze (2) bleibt, so daß aufschwimmende Krätze (10) und Unreinheiten von den Sieben (7s) beim Austritt aus der Schmelze jeweils abgehoben wird und nach dem Durchgang durch das Kettenrad (7k) jeweils aus den umgekehrten Gießdüsen (7g) in Krätzerutschen (10r) abfallen können. Diese Siebe (7s) in den Gießdüsen (7g) fangen nicht nur eventuelle Unreinheiten aus dem Schmelzezustrom der Gießrinnen (1) ab, sondern infolge ihres Siebwiderstandes verteilen und beruhigen sie den Schmelzestrahl aus der Gießdüse (1g) der Gießrinne (1). Die lange Eingießstrecke, wie sie eine Gießdüsenkette ermöglicht, läßt auch zu - wie Fig.5 zeigt -, daß zwei Gießrinnen (1) in die Abschirmhaube (9) hintereinander eingeführt werden und gleichzeitig durch zwei Gießdüsen (1g) die Schmelze (2) in die mit der gleichförmigen Geschwindigkeit um bewegten Kokillen (3) einbringen. Die Abschirmhaube (9) mit den Spaltabsaugungen entspricht in der Wirkungsweise den in den vorangegangenen Fig.1 bis 4 dargestellten und erläuterten Abschirmhauben.

Solche Gießdüsen (7g) mit Siebeinlage (7s) können auch zu einem trommelartigen Gießrad zusammengefaßt werden, wie dies bereits in den vorangegangenen Ausführungen abgehandelt worden ist. Dies führt dann zu einer kampakteren Gießvorrichtung als bei Einsatz dieser Gießdüsen-Varianten in einer Gießdüsenkette.

Die schematischen Zeichnungen in Fig.6 bis 9 zeigen in Teilschnitten ein Gießdüsen-Sytem gemäß der Erfindung, bei dem durch erhöhte Wandschubspan-

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nungen in engen Strömungskanälen dem Schmelzestrahl aus den Gießdüsen (5g) eines Gießrades (5) beträchtlich kinetische Energie entzogen wird, so daß die Schmelze (2) abgebremst mit geringerer Geschwindigkeit turbulenzarm in die Massel-Kokillen einströmt. In dem Ausführungsbeispiel Fig.6 gezeigten Beispiel hängen U-förmig gebogene Blech-Lamellen (5L) in engen Abständen an Führungszapfen (5f), die sich am Ende der Gießdüse (5g) in beiden Seitenwänden befinden. Diese Lamellen (5L) sind in den Führungszapfen (5f) radial verschiebbar und können sich so an die verschiedenen Abstände zwischen Gießradumfang und Sole der Massel-Kokillen (3) anpassen. Bei der synchronen Bewegung von dem Gießrad (5) und den auf der Förderkette (3f) aneinander gereihten Massel-Kokillen (3), die in Fig.6 von links nach rechts dargestellt ist, fallen die Lamellen (5L) unmittelbar nach dem Verlassen des fest an der Abschirmhaube befestigten Führungsbleches (9f) nach unten bis zum Anschlag an die Führungszapfen (5f) und kommen so in Eingußbereitschaft. Bei Beginn des Schmelzeeingusses aus der Gießdüse (1g) der Gießrinne (1) in die Gießdüse (5g) des Gießrades (5) stehen die Lamellen (5L) auf der Sole der Massel-Kokille (3) auf. Hierdurch wird die zwischen den einzelnen Lamellen (5L) durchströmende Schmelzeströmung durch Wandreibung im Lamellenspalt gebremst, trifft mit geminderter Geschwindigkeit auf der Sole der Massel-Kokillen auf und strömt dann auf der Kokillen-Sole seitlich aus den offenen Lamellen-Spalten. Da während des gesamten Einguß-Vorganges der Schmelzestrom aus der Gießdüse (5g) durch die Lamellen (5L) bis auf die Kokillen-Sole geführt wird, strömt der Füllstrom in der Kokille nahezu während des gesamten Füllvorganges unter dem Schmelze-Spiegel (siehe auch Fig.8), so daß die Oberfläche der Schmelze - insbesondere in der letzten Phase der Kokillen-Füllung - ziemlich frei von stärkeren Verwirbelungen bleibt. Die ist für eine gute Gefügestruktur der Masseln sehr wichtig. Erst am Ende der Kokillen-Füllung kommen mit zunehmendem Abstand des Gießradumfanges von den Kokillen die Lamellen (5L) zum Anschlag an die Führungszapfen (5f) der Gießdüse (5g) und werden von dieser aus der Schmelze (2) hochgehoben. Die Lamellen hängen beim Hochziehen an den Führungszapfen (5f) vertikal bis zum Anschlag an die Anschlagkante (5k) und nehmen daher beim strömungsgerechten, nahezu vertikalen Ausheben aus der Schmelze (2) kaum Fluid mit. Die infolge der Oberflächenspannung an Lamellen

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noch anhaftenden Schmelzereste tropfen rasch von einer scharfen Hinterkante der Lamellen in die Schmelze (2) ab. Geneigte, z.B. beidseitig dachförmig oder zahnartig, Hinterkanten verbessern gleichfalls das Abtropfen von anhaftenden Schmelzeresten.
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Die Anschlagkante (5k) der Gießdüse (5g) kann auch näher zum Düseneinlauf hin angeordnet werden, so daß die Lamellen (5L) über eine längere Strecke vertikal hängen können. Auch ist möglich, die Seitenwände (5b) der Gießdüsen (5g) über die Führungszapfen (5f) hinaus zu verlängern (siehe auch Fig. 10 und 12), so daß diese als Seitenblenden für die seitlich offenen Lamellen-Spalte dienen und so seitliches Abspritzen von Schmelze abschirmen.

Noppen (5n) an den Lamelle (5L) halten in jeder Stellung des Gießrades immer ein Mindest-Spalt zwischen den Lamellen geöffnet und verhindern so insbesondere auch, daß bei der weiteren Drehung des Gießrades (5) in die kühleren Zonen "einfrierende" Schmelzereste die Lamellen zusammenkleben. Nähern sich beim Umlauf des Gießrades die Gießdüsen (5) jeweils der Gipfelposition, so fallen die Lamellen (5L) zurück (siehe Fig.9) bis zum Haltering (5h) an der Gießrad-Ringrinne (5r). Auf dem weiteren Umlaufweg des Gießrades bleiben die Lamellen (5L) am Haltering in der Ringrinne anliegen und gelangen an das Führungsblech (9f) (dessen Anfang ist nicht dargestellt) und werden von diesem zurückgehalten bis an dessen Ende (siehe Fig.6)die Lamellen wieder nach unten aus den Gießdüsen (5g) herausfallen, so daß sie wieder in Eingießposition kommen. °

Die Gießrinne (1) in Fig.6 hat eine Gießdüse (1g) aus Keramik mit einem runden Sitz in der Gießrinne und einer rechteckigen Düsenöffnung (nur die Ecken sind gemäß Fig.7 gerundet), so daß eingelegte, gekrümmte Leitplatten (1L) die Schmelze-Strömung in Richtung der Ringrinne (5r) des Gießrades strömungsgerecht und ohne größere Verwirbelungen umlenken. Ausreichend eng eingefügte Leitplatten sorgen auch für einen Bremseffekt bei der aus der Gießdüse ausströmenden Schmelzeströmung wie bereits bei der vorher erläuterten Strömung durch die Lamellen (5L). Die Leitplatten (1L) lassen sich in die Rechtecköffnung

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der Gießdüse (1g) z.B. mittels Klemmlaschen (1k), die an den Leitplatten abgebogen sind, mit dem vorgesehenen Spaltabstand einklemmen. Solche nur einklemmten Leitplatten können bei Verschleiß auch ausgewechselt werden. Über die Sole der Gießrinne (1) herausragende Leitplatten (1L) bewirken einen vorteilhaften symmetrischen und drallfreien Schmelzezustrom in die Gießdüse (ig).

An Stelle der hier in Fig.6 bis 8 dargestellte U-förmig gebogenen Blechlamellen (5L) für die Gießdüsen (5g) des Gießrades können z.B. auch Platten verwendet mit Laschen auf der Eintrittsseite, die in der Gießdüse (5g) in ensprechenden Führungen radial geführt sind. Diese Lamellen-Platten können verschiedenartige Strukturen aufweisen, z.B.: Noppen, Rillen, Wellen mit oder ohne Versatz u.a., wobei die Rillen oder Wellentäller strömungsgerecht in Richtung der Strömung verlaufen sollten. Ebenso könnten eingehängte Keramik-Lamellen in den Gießdüsen (5g) als "Bremslamellen" verwendet werden. Die Hinterkanten solcher Keramik-Lamellen sollten jedoch einen möglichst kleinen Krümmungsradius aufweisen, damit eine eindeutige Abrißkante für die Schmelzeströmung vorliegt. Bei allen Ausführungen können solche "Bremslamellen" auch zu Lamellen-Paketen zusammengefaßt und in den Gießdüsen verschiebbar eingehängt werden. Ein Gießdüsen-System eines Gießrades mit einem solchen Lamellen-Paket zeigen die Fig. 10 bis 13. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Lamellen (5m) gemäß Fig. 11 mäanderartig gefaltet in einen Düseneinsatz (5t) auswechselbar eingeklemmt. Dieser Düseneinsatz (5t) ist in der Gießdüse (5g) verschieb- und kippbar als "Teleskopdüse" eingefügt. Die Funktion dieser Teleskopdüsen (5t) entspricht derjenigen, wie sie mit Fig.6 bis 9 bei den Gießdüsen-Ausführungen mit Lamellendüsen (5L) beschrieben worden ist. Fig. 10 zeigt den Durchlauf des Gießrades (5) mit den verschiedenen Positionen der Teleskopdüse (5t) von der Zuführung (links) aus dem Führungsblech (9f) bis zum Abheben (rechts) aus der Schmelze (2). Sobald die Teleskopdüse (5t) bei der Bewegung des Gießrades (5) das feststehende Führungsblech (9f) verlassen hat, fällt die Teleskopdüse herunter bis zur Haltekante (5k) der Gießdüse (5g) über eine der synchron mitbewegten Massel-Kokillen (3). Mit Beginn des Schmelze-Einstromes durch die Gießdüse (5g) steht die Teleskopdüse (5t) mit den Seitenblenden (5b) auf der

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Sole der Kokille (3). Hierbei haben sich die auf einem Zapfen gelenkig eingehängten Umlenk-Lamellen (5u) ausgeklappt (siehe Fig. 12), so daß die Schmelzeströmung, geführt von den Umlenk-Lamellen (5u), nach beiden Richtungen auf der Sole in die Kokille (3) einströmt. Bei der synchronen Bewegung von Gießrad (5) und Kokillen (3) verschieben sich jeweils die Teleskopdüsen (5t) und Gießdüsen (5g) relativ ineinander, so daß die Haltekanten (5k) von Gießdüse (5g) und Teleskopdüse (5t) zunächst keinen Kontakt mehr miteinander haben. Nachdem bei der Weiterbewegung des Gießrades (5) eine Massel-Kokille (3) mit Schmelze (2) gefüllt worden ist, kommen mit zunehmendem Abstand zwischen Gießradumfang und Kokille die rechtsseitigen Haltekanten (5k) von Gießdüse und Teleskopdüse wieder zusammen, so daß bei der Umlaufbewegung das Gießrad die Teleskopdüsen jeweils nacheinander aus der Schmelze heraushebt.

Kurz bevor die Gipfelposition erreicht worden ist, fällt (siehe Fig. 13) die TeIeskopdüse (5t) in der Gießdüse (5g) bis auf den Haltering (5h) in der Gießrad-Ringrinne (5r) zurück. Der Aufschlag auf dem Haltering (5h) vermag Krätze (10) und andere Verunreinigungen, die am Eintritt eines engen Mäander-Einsatzes (5m) festsitzen, zum Abfallen zu bringen. Die abfallende Krätze (10) läßt sich dann z.B. über eine Krätzerutsche abführen. Beim weiteren Umlauf des Gießrades sorgt das Führungsblech (9f) dafür, daß die Teleskopdüse in der Gießdüse bis zum Führungsblech-Ende eingeschoben bleibt und dann wieder zum nächsten Umlauf in Eingießstellung gelangt.

Die in Fig.6 bis 13 dargestellten Lamellendüsen (5L) und Teleskopdüsen (5t), die sich über den Massel-Kokillen (3) aus den Gießrad-Gießdüsen (5g) herausschieben, verlängern auch die nutzbare Eingießstrecke in die Kokillen. Dadurch können weniger Gießdüsen (5g) am Umfang des Gießrades (5) angeordnet werden, was zu einem kleineren Gießrad-Durchmesser führt.

Fig. 14 bis 16 zeigen Gießdüsen (5g) an dem Gießrad (5) mit Schaufelkanälen (5s) zur Strömungsumlenkung. Bei Fig. 14 und 15 ist die Gießradwelle (6) schräg angeordnet, so daß jeweils ein tellerartiges Gießrad (5) geneigt über den Massel-Kokillen (3) synchron bewegt wird. Diese synchrone Bewegung kann mecha-

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nisch über die bewegten Kokillen oder einen synchron gesteuerten Elektromotor an der Gießradwelle (6) bewirkt werden. In der horizontalen Projektion beschreiben die Gießdüsen (5g) an einem solchen geneigten Gießradteller (5d) eine Ellipsen-Bahn. Dies bedingt somit, daß die Gießdüsen über dem Füllbereich der Kokillen geringere Höhenunterschiede durchfahren als bei vertikalen Gießrädern mit horizontaler Drehachse, Dies führt somit zu geringeren Gefälle-Unterschieden für die Schmelze. Jede der Gießdüsen (5g) hat so eine längere wirksame Eingießstrecke der Schmelze (2) in die bewegten Kokillen (3), so daß eine geringere Zahl von Gießdüsen an einem kleineren Gießrad-Durchmesser ausreicht. Ein kleiner, flach angeordneter Gießradteller (5d) ermöglicht auch eine kompakte, niedrige Abschirmhaube (9) (in Fig.14 und 15 nicht besonders dargestellt) mit den Merkmalen, die bei Fig.1 bis 4 ausführlich erläutert worden sind.

Der Gießradteller (5d) in Fig. 14 ist besonders flach ausgeführt. Hier kann die Gießrinne (1) direkt - ohne besondere Gießdüse - in Umfangsrichtung vor den Umlenkkanälen (5s) über den Gießradteller (5d) eingeführt werden, so daß der Zustrom der Schmelze (2) auf den Gießradteller in Richtung der Drehbewegung erfolgt. Einsatzstücke (5e), die z.B. aus Keramik sein können, begrenzen den Gießradteller (5d) und bilden im Intervall der Kokillen-Abmessungen nach oben offene Ausgießkanäle (5s) für die Schmelze. Werden diese Ausgießkanäle auf dem Gießradteller (5d) wie Turbinen-Schaufelkanäle gekrümmt, so wird aus der Schmelzeströmung bei der Durchströmung des gekrümmten Ausgießkanales (5s) Energie entnommen und ihre Absolutgeschwindigkeit wird gemindert. An Stelle von Gießdüsen sind am Ende der Ausgießkanäle (5s) löffelartige Ausgußschaufeln (5g) vorgesehen, die an der Seite der Kokille (3) die Schmelze flach geneigt zur Kokillen-Sole einströmen lassen.

Fig. 15 zeigt eine Variante eines Gießradtellers (5d) mit Gießdüsen (5g), die einen gekrümmten Schaufelkanal (5s) aufweisen. Die Gießdüsen (5g) sind auf einer gedachten kegelförmigen Mantelfläche so angeordnet, daß sich die Gießdüsen in Tiefstellung jeweils auf einer vertikalen Mantellinie der Kegelmantelfläche sind. Eine kegelförmige Borde (5c) am Außenumfang des Gießradtellers (5d) verhindert ein Überlaufen der Schmelze. An der Gießrinne (1) befindet sich

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eine vertikale Gießdüse (1g) mit einem gekrümmten Schaufelkanal (1s), der die Schmelze an der Innenseite der Begrenzungsborde (5c) in die Gießdüsen (5g) mit Vordrall in Drehrichtung des Gießradtellers (5d) einströmen läßt.

Die Wirkungsweise einer Gießdüsen-Ausführung mit gekrümmtem Schaufelkanal (1s) der Gießrinnen-Gießdüse (1g) und Umlenkschaufeln (5s) der Gießrad-Gießdüsen (5g) zeigen die Fig.16 und 16a. Hierbei handelt sich um ein Gießrad (5) mit horizontaler Drehachse, so daß die.Durchströmung der Gießdüsen in der vertikalen Ebene gut überschaubar ist. Die Schmelzeströmung wird im Schaufelkanal (1s) in Drehrichtung des Gießrades (5) umgelenkt und hat so beim Einströmung in die Gießrad-Gießdüsen (5g) eine Absolutgeschwindigkeit V₁ mit einer Drallkomponente v_1u in Gießrad-Drehrichtung. Bei der Durchströmung des Schaufelkanales (5s) der Gießrad-Gießdüse (5g), der den Schaufelkanälen einer Querstromturbine entspricht, wird in dem Maße die kinetische Energie der Absolutströmung gemindert, wie die Schaufelkräfte von der Schmelzeströmung die Energie übertragen. Am Austritt aus der Gießdüse (5g) strömt hierdurch die Schmelze mit der deutlich kleineren Absolutgeschwindigkeit V₂ aus, wie aus dem Geschwindigkeitsplan in Fig. 16a entnommen werden kann. Eine "Turbinenströmung" durch die Gießrad-Gießdüse bewirkt somit auch eine günstige, geringe Zuströmgeschwindigkeit zu den Kokillen.

Die dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtungen bewirken durch Minderung des Schmelzegefälles, Verringerung der Schmelzaustrittsgeschwindigkeit mit "Bremslamellen" und/oder "Turbinenströmung" in den Gießdüsen, Einguß auf der Kokillensole, eine Abschirmhaube über dem Gießrad mit Krätzerost an der Gießrinne u.a. eine turbulenzarme und weitgehend krätzefreie Schmelze in den Massel-Kokillen. Dies führt in der Kombination der jeweils geeigneten Vorrichtungen zu Masseln mit einer hochwertigen Gefügestruktur. Die vorgeschlagenen Vorrichtungen und Ausführungsformen können somit an einem Gießverteiler sowohl weitgehend zusammen als auch auswahlweise kombiniert verwendet werden.

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Gießverteiler für turbulenz- und krätzearmen Schmelzezustrom in kontinuierlich bewegte Massel-Kokillen einer Gießstraße

LISTE DER BEZUGSZEICHEN

1 Gießrinne; 1 b Seitenblende an den offenen Lamellen-Seiten der Gießdüse an der Gießrinne;

1d Durchfluß-Regulierschieber; 1 g Gießdüse an der Gießrinne; 1k KLemmlasche; 1L Lamellen am Gießdüsenaustritt biegbar zur Einstellung der Strömumgsumlenkung und der Verteilung des Strömungswiderstandes

quer zur Schmelzeströmumg; 1 r Krätzerost schwenkbar am Ende der Gießrinne;

1 s Umlenkchaufeln zur Strömungsumlenkung in der Gießdüse; 1v Verschluß-Schwimmer; 1w Gießwanne;

2 Schmelze;

3 Massel-Kokille;

3a Kühl luftaustritt in das Einsaugrohr 8e;

3b Abschirmung zum Boden;

3d Drosselplatte an der Haltepratze der Massel-Kokille;

3e Kühllufteintritt:

3f Förderkette mit Führungsrollen der Massel-Kokillen;

3k Kokillen-Kühlfluid;·

3L Kühlluftkanal für die Kühlung der Lagerung von Führungsrollen der

Massel-Kokillen;

3v Vorhang-Lamellen an der Ein- und Ausfahrt der FührungsroHen;

4 Aufwärm-Brenner;

5 Gießrad bzw. Gießteller;

5a Antriebszahnrad des Gießrades;

5b Seitenblenden an den Seiten Teleskopdüsen oder Lamellen;

5c Borde des Gießradtellers oder der Gießrad-Ringrinne;

5d Gießradteller;

5e Einsatzstücke der Ausgießkanäle;

5f Führungszapfen der Lamellendüsen;

5g Gießdüse oder Ausgußschaufel am Gießrad;

5h Haltering;

Haltekante; Lamellendüsen zur Schmelze-Verteilung im Gießrad hängend; " Mäandereinsatz; Distanz-Noppen zum Einhalten eines Mindest-Strömungsquerschnittes zwischen den Lamellen 5L; Gießrad-Ringrinne; Schaufelkanal oder Ausgießkanal zur Strömungsumlenkung; Teleskop-Düse; Umlenk-Lamelle klappbar; Gießradwelle mit Lagerung (unvollständig, nur symbolisch angedeutet); Gießrad-Führungsrollen; Lagerung der Führungsrollen 6f mit Kühlrippen; Gießdüsenkette; Gießdüse in der Gießdüsenkette; Kettenrad; Sieb zur Krätze-Rückhaltung und zur Schmelze-Verteilung; Zuströmblech zur Gießdüse; Abgas-Ventilator; Ausblasrohr mit Ausblasöffnung; Einsaugrohr mit Einsaugöffnung; Luft aus der Atmosphäre; Abgas; rezirkuliertes Abgas; geregelter Abgasaustritt; Abschirmhaube zur Abschirmung des Eingusses gegen Außenluft; Abdeckblech des Drosselspaltes; Führungsblech für Lamellendüsen oder Teleskopdüsen; Drosselklappe; Drosselring; Drosselspalt; Krätze; Krätzerutsche;

Drehrichtung des Laufrades mit der Winkelgeschwindigkeit &ohgr;; Bewegungsgeschwindigkeit der Massel-Gußform;

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U2 Umfangsgeschwindigeit der Gießdüse am Gießdüsenaustritt; &ngr; Absolutgeschwindigkeit der Schmelze (Beobachter ortsfest); w Relativgeschwindigkeit der Schmelze ("mitfahrender Beobachter" auf der Massel);

A Auffangstellung des Krätzerostes; ::

E Entleerstellung des Krätzerostes.

Claims (28)

1. Gießverteiler zur Einbringung von Schmelzen, insbesondere Metallschmelzen in kontinuierlich bewegte Massel-Kokillen (3) einer Gießstraße, mit einem umlaufbaren und an seiner Peripherie Gießdüsen aufweisenden Schmelze-Verteilerorgan, dessen Umfangsgeschwindigkeit auf die Transportgeschwindigkeit der Masselkokillen (3) der Gießstraße abstimmbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine die Schmelze heranführende Gießrinne (1) reicht mit ihrem Ende, an dessen Unterseite wenigstens eine Gießdüse (1g) angeordnet ist, bis zum umlaufbaren Verteilerorgan
die Gießdüsen (5L, 5t, 5g, 7g) des umlaufbaren Verteilerorgans liegen mit ihrer Ausmündung beim Befüllen der Masselkokillen (3) unterhalb des Schmelzespiegels der jeweiligen Kokille
die Eingießstrecke der Gießstraße ist oberhalb der Masselkokillen (3) von einer Abschirmhaube (9) abgedeckt, die das Abgas eines integrierten Aufwärmbrenners (4) als Inertgasatmosphäre über dem Eingußbereich hält und diesen gegen Außenluft abschirmt.

2. Gießverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das umlaufbare Verteilerorgan mit seinen an der Peripherie angeordneten Gießdüsen ein drehbar gelagertes Gießrad (5 bzw. 5d) mit horizontaler, vertikaler oder schräg zur Vertikalen angeordneter Drehachse oder eine über Kettenräder (7k) umlaufende Gießdüsenkette (7) ist.

3. Gießverteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am Umfang des drehbar gelagerten Gießrades (5) angeordneten Gießdüsen (5g, 5L, 5t) radial verschiebbar sind in der Weise, daß die Düsen (5L, 5t) beim Guß in der Eingießstrecke bis zur Sole der Kokillen (3) selbsttätig teleskopartig ausfahren, so daß die einströmende Schmelze nach dem Beginn der Kokillenfüllung unter dem Schmelzespiegel bleibt, während die im Bereich des oberen Scheitelpunktes des Gießrades (5) sich befindenden Gießdüsen selbsttätig radial nach innen in ihre leere Position zurückrutschen.

4. Gießverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Gießrinne (1) ein deren Gießdüse (1g) vorgeschalteter abschwenkbarer Krätzerost (1r) angeordnet ist, dessen horizontale Lage etwas unter dem Schmelzespiegel der Gießrinne (1) liegt und in dessen hochgeschwenkter Position die aufgefangene Krätze (10) ausgeworfen wird.

5. Gießverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmhaube (9) zwecks Spaltabsaugung an den Öffnungsspalten auf der Einfahrseite der Kokillen (3) ein Einsaugrohr (8e) mit Einsaugöffnungen auf der Unterseite aufweist, an das auf der Unterseite beidseitig horizontale Abdeckplatten (9d) so angeschlossen und dimensioniert sind, daß beide Abdeckplatten jeweils mindestens eine Oberkante der bewegten Kokillen (3) mit einem engen Drosselspalt (9s) immer überdecken zur Drosselung der Luft- und der Abgas-Einsaugung (8L und 8G).

6. Gießverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmhaube (9), insbesondere auf der Ausfahrseite der Kokillen (3), ein Einsaugrohr (8e) hat, das zum Gießrad (5) hin mit einer Abdeckplatte (9d) gemäß Anspruch 2 die Abgas-Einsaugung (8G) drosselt und zur Atmosphäre mit mindestens einer über den Kokillen-Kanten gelenkigen Drosselklappe (9k), deren Unterkante knapp über dem Schmelzespiegel der gefüllten Kokille (3) herunterhängt, den Luftzustrom über die heiße Schmelze (2) weitgehend unterbindet.

7. Gießverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmhaube (9), insbesondere auf der Ausfahrseite der Kokillen (3), ein Einsaugrohr (8e) hat, das zum Gießrad (5) hin mit einer Abdeckplatte (9d) gemäß Anspruch 5 die Abgas-Einsaugung (8G) drosselt und mit einem Umwälz-Ventilator (8) das im Einsaugrohr (8e) angesaugte Abgas (8G) durch ein Ausblasrohr (8a) parallel zu den Öffnungen des Einsaugrohres (8e) das rezirkulierte Abgas (8R) als Quasi-Inertgas-Schleier über der noch heißen Schmelze (2) in das Einblasrohr (8e) wieder einbläst.

8. Gießverteiler nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß am Rande der Abschirmhaube (9) jeweils über den beiden Kokillen-Förderketten mit den Führungsrollen (3f) ein Kühlluftkanal (3L) vorgesehen ist, der Kühlluft-Eintrittsöffnungen (3e) längs Führungsschiene der Rollen (3f) und Austrittsöffnungen (3a) zu den Einsaugrohren (8e) hat, und daß folgende Abschirmungen vorhanden sind: Abschirmplatten (3b) zum Boden, Drosselplatten (3d) an den Haltepratzen der Massel-Kokillen (3), Vorhang-Lamellen (3v) jeweils am Ein- und Austritt der Führungsrollen (3f) aus dem Kühlluftkanal (3L).

9. Gießverteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießrad (5) symmetrisch gestaltet ist und an den beiden Borden (5c) der Gießrad-Ringrinne (5r) je ein Antriebszahnrad (5a) angeordnet ist mit Eingriff an den Flanken der Massel-Kokillen (3) und daß mehrere Führungsrollen- Paare (6f) an den beiden Seitenwänden der Abschirmhaube (9) das Gießrad (5) am Innenumfang der beiden Gießrad-Borden (5c) lagern.

10. Gießverteiler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer breiten, auf beiden Seiten offenen trommelartigen Ausführung des Gießrades von jeder der beiden offenen Seiten eine Gießrinne (1) mit Gießdüse (1g) eingeführt wird.

11. Gießverteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Gießdüsen (7g) und Zuströmbleche (7z) gelenkig zu einer endlosen Gießdüsenkette (7) aneinander gereiht sind und über mehrere Kettenräder (7k) durch eine Abschirmhaube (9) mit Spaltabsaugung bewegbar sind.

12. Gießverteiler nach Anspruch 11, mit Gießdüsenkette bei langer Eingießstrecke, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Gießrinnen (1) mit Gießdüsen (1g) hintereinander angeordnet sind.

13. Gießverteiler nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gießdüsen (7g) oder (5g) einer Gießdüsenkette (7) bzw. eines Gießrades (5) zur Krätze-Rückhaltung jeweils Siebe (7s) eingelegt sind in einer Position unterhalb des Schmelzespiegels bei gefüllter Kokille (3).

14. Gießverteiler nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß am Austritt der Gießrad-Gießdüsen (5g) bewegliche Lamellen (5L) in engerer Spaltanordnung vorgesehen sind, wobei einfache, profilierte oder U-förmige Platten mit verschiedenen Strukturen, wie z. B. Noppe, Rillen, Wellen mit oder ohne Versatz verwendbar sind.

15. Gießverteiler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmkante einer Lamelle (5L) gering schräg oder dachförmig sowie gezahnt ausgeführt sein kann.

16. Gießverteiler nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (5L) zu einem Paket - z. B. auch als Mäander- oder Zick- Zack-Struktur mit Falz jeweils in Strömungsrichtung - zusammengefaßt sind und als Paket beweglich in den Gießdüsen (5g) schwenk- und/oder teleskopartig verschiebbar so angeordnet sind, daß das Paketende im Eingießbereich nahe oder auf der Kokillensole ist.

17. Gießverteiler nach Anspruch 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (5L) oder Lamellen-Pakete in den Gießrad-Gießdüsen (5g) jeweils zwischen den beiden Seitenwänden (5b) bis zu Begrenzungsanschlägen radial verschiebbar und schwenkbar in der Drehebene des Gießrades geführt sind, wobei die Führung durch Zapfen, Laschen, Leisten, Nuten, Kulissen u. a. - entsprechend gepaart an Seitenwänden (5b) und Lamellen - erfolgen kann.

18. Gießverteiler nach Anspruch 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmig gebogenen Lamellen (5L) in Führungszapfen (5f) hängen, die auf beiden Düsen-Seitenwänden (5b) in Umfangsrichtung sind, und daß im unteren Bereich der Lamellen jeweils Noppen (5n) Distanz zur Nachbar-Lamelle halten.

19. Gießverteiler nach Anspruch 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gießdüse (5g) eine Teleskop-Düse (5t) mit etwas kleinerem Durchmesser radial verschiebbar ist, wobei die Gießdüse am Ende eine Innenborde (5k) und die Teleskop-Düse (5t) am Anfang eine Außenborde hat mit jeweils ausreichendem Spiel, so daß sowohl der Auszug der Teleskop- Düse begrenzt ist als auch eine gewisse Schwenkfähigkeit der Teleskopdüse eingeräumt bleibt.

20. Gießverteiler nach Anspruch 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießdüse (5g) und eine darin verschiebbare Teleskop-Düse (5t) einen Rechteckquerschnitt mit umgebördelten Haltekanten (5k) auf den Rechteckseiten in Umfangsrichtung aufweisen, wobei die Haltekanten der Düse (5g) zur Düseninnenseite und die Haltekanten der Teleskop-Düse (5t) nach außen umgebördelt sind, und daß in die Teleskop-Düse Lamellen als Mäandereinsatz (5m) eingebracht sind.

21. Gießverteiler nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß an der Teleskop-Düse (5t) die beiden Rechteckseiten in Umfangsrichtung als Seitenblenden (5b) in Eingießstellung bis zur Sole der Kokille (3) reichen und daß zwischen den Blenden (5b) an einem Bügel beim Auftreffen auf der Kokillensole zwei schwenkbare Umlenkbleche (5u) symmetrisch ausklappbar sind.

22. Gießverteiler nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießrad-Gießdüsen (5g) als Schaufelkanal (5s) mit "Turbinenbeschaufelung", insbesondere in der Ausführung wie bei Querstromturbinen, ausgebildet sind.

23. Gießverteiler nach Anspruch 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß den Gießdüsen (5g) mit Turbinenbeschaufelung gemäß Anspruch 22 Lamellendüsen (5L) oder Teleskopdüsen (5t) gemäß den Ansprüchen 14 bis 21 nachgeordnet sind.

24. Gießverteiler nach Anspruch 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren Lamellen (5L) und/oder Teleskopdüsen (5t) der Gießdüsen (5g) nach dem Überschreiten des Gießrad-Gipfelpunktes von einem Führungsblech (9f) erfaßt und eingeschoben geführt werden, bis das Führungsblech (9f) über den Massel-Kokillen (3) endet, so daß die Lamellen (5L) bzw. die Teleskopdüsen (5t) nach dem Verlassen des Führungsbleches zur Gießbereitschaft in die mitbewegten Kokillen (3) einschiebbar sind.

25. Gießverteiler nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießrinne (1) mit der vertikalen oder in Gießrad-Drehrichtung geneigten Gießdüse (1g) über der Gießrad-Ringrinne (5r) vor deren tiefster Stelle angeordnet ist, so daß der Schmelze-Strahl aus der Gießdüse (1g) in einem Neigungswinkel auf der Sole der Ringrinne mit Vordrall in Gießrad-Drehrichtung auftrifft.

26. Gießverteiler nach den vorangegangenen Ansprüchen, gekennzeichnet durch in die Gießrinnen-Gießdüse (1g) mittels abgebogener Klemmlaschen (1k) nahe beeinander eingeklemmte Umlenk-Lamellen (1L) mit Seitenblenden (1b), so daß der Schmelze-Strahl durch die Lamellen gebremst unter flachem Winkel mit Vordrall auf die Sole der Gießrad- Ringrinne (5r) strömt.

27. Gießverteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießradwelle (6) schräg nach oben oder nach unten angeordnet ist an das zu den Massel-Kokillen (3) geneigte tellerförmige Gießrad (5), das am Außenumfang des Gießradtellers (5d) von einer kegelförmige Borde (5c) begrenzt wird und dessen Gießdüsen (5g) am Rande des Gießradtellers (5d) auf einer gedachten Kegelmantelfläche so angeordnet sind, daß die Gießdüsen in Tiefststellung sich jeweils auf einer vertikalen Mantellinie befinden.

28. Gießverteiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießradwelle (6) schräg nach unten oder nach oben angeordnet ist an den zu den Massel-Kokillen (3) geneigten Gießradteller (5d) mit schwach konkaver, z. B. auch leicht kegelförmiger Oberseite, die am Außenumfang von Einsatzstücken (5e) mit oben offenen Ausgießkanälen (5s) für die Schmelze im Intervall der Kokillen-Abmessungen begrenzt wird und am Ende der Ausgießkanäle löffelartige, in der Eingußstellung nach unten zu den Kokillen geneigte Ausgußschaufeln (5g) hat, und daß die Gießrinne (1) direkt über dem Gießradteller (5d) vor den Ausgießkanälen (5s) mit Ausgießrichtung in Drehrichtung eingeführt ist.