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EP0045365B1 - Metalleinlauf in Stranggiessvorrichtungen mit bewegten Kokillenwänden - Google Patents

Metalleinlauf in Stranggiessvorrichtungen mit bewegten Kokillenwänden Download PDF

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Publication number
EP0045365B1
EP0045365B1 EP81104544A EP81104544A EP0045365B1 EP 0045365 B1 EP0045365 B1 EP 0045365B1 EP 81104544 A EP81104544 A EP 81104544A EP 81104544 A EP81104544 A EP 81104544A EP 0045365 B1 EP0045365 B1 EP 0045365B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gap
pouring body
walls
guide rails
mould
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP81104544A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0045365A1 (de
Inventor
Dieter Dipl.-Ing. Figge
Jürgen Dr.-Ing. Hartwig
Dieter Dr.-Ing. Neuschütz
Jürgen Dr.-Ing. Pötschke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fried Krupp AG
Original Assignee
Fried Krupp AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fried Krupp AG filed Critical Fried Krupp AG
Priority to AT81104544T priority Critical patent/ATE6215T1/de
Publication of EP0045365A1 publication Critical patent/EP0045365A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0045365B1 publication Critical patent/EP0045365B1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/064—Accessories therefor for supplying molten metal

Definitions

  • the invention relates to a metal inlet in continuous casting devices, according to the preamble of claim 1 CH-A-508 433.
  • Such known continuous casting devices can be operated with good results, in particular when the metal inlet is closed to the outside, since the access of air to the liquid metal can be prevented and the regulation of the amount of metal supplied can be controlled, in particular at high casting speeds. Difficulties arise in the area of the fixed casting body in that it has to be sealed against the mold walls moving in the casting direction in order to avoid the escape of liquid metal to the outside.
  • a nozzle for supplying molten metal during strip casting in caterpillar molds is known, the part of which comes into contact with the casting metal consists of a heat-resistant and chemically resistant material with poor thermal conductivity.
  • the nozzle mouthpiece is all-round, i.e. around its entire circumference with inserts made of a self-lubricating material These protrude from the surface of the mouthpiece just enough to prevent any direct contact between the nozzle surface and the mold halves, and on the other hand to prevent casting metal from penetrating into the play between the mouthpiece and the mold halves.
  • the order of magnitude for the play between the mouthpiece and the mold halves is in the range between 0.2 to 0.3 mm, the dimension of 0.3 mm being at the upper limit in terms of preventing the penetration of molten metal.
  • the FR-PS 1 094517 describes a generic metal inlet, the cast body - apart from a metallic jacket, if necessary - consist of a refractory material with low thermal conductivity and is supported by several guide rails on the walls of the mold, which is designed as a rigid body.
  • the mold walls are optionally covered with graphite in the area of the casting body, i.e. with a good heat-conducting material, lined.
  • the technical problem on which the invention is based is that the forces acting between the molten metal and the mold material or cast-in body necessitate very small gap dimensions for a purely mechanical seal; at the high casting temperatures, particularly for copper and steel and their high aggressiveness for refractory materials, these cannot be maintained over the necessary period of a few hours.
  • the liquid metal entering the gap between the mold walls and the casting body could have a sealing effect when it solidified completely; however, this solidification process is undesirable and disadvantageous, since the metal which has just solidified is continuously torn out of the gap or else grinds on the moving mold walls and would thus damage their surface. This would result in destruction of the metal skin just created, a poor surface of the cast product and possibly damage to the continuous casting device.
  • the invention then includes the finding that a continuous casting process under stationary conditions is only possible if no bridge of solidified metal is formed in the gap between the facing surfaces of the mold walls and the casting body. It is therefore important to prevent the metal from solidifying on the casting body, since otherwise there is a risk of bridging to the mold. So that the onset of solidification does not reach the casting body, i.e.
  • the mold walls are equipped with a suitable heat-insulating coating and move so quickly relative to the casting body that the gap area filled with liquid metal only as much metal flows as is consumed by solidification and is removed by the movement of the mold walls: between the mold walls and at least the outlet area of the casting body, there is always a two-phase area in which the metal flowing into the gap is just consumed by solidification in the solidification area.
  • the invention thus conveys the teaching that the gap between the casting body and the moving mold walls can be automatically sealed by solidifying metal, provided that the material properties and the geometric relationships of the components to be sealed against one another, depending on the speed of the mold walls, caused by the setting of the gap are coordinated with one another such that the amount of metal flowing into the gap corresponds to the amount of solidified metal conveyed out of the gap with the mold walls.
  • the subject of the invention therefore requires a movement of the mold walls which is coordinated with the gap dimension, since only then does the liquid region in the gap remain by maintaining a balance between the quantity of liquid metal supplied and the quantity of solidifying metal discharged. Since liquid metal is allowed to flow into the gap, this shows considerably, depending on the speed of the mold walls, among other things larger dimensions than the previously known comparable devices.
  • Powder and alcoholic suspensions based on glass, slag, graphite, ceramic-graphite are used in particular as coating materials for the mold walls; however, the coating can also be produced using suitable salts, fats and oils.
  • the gap in the subject of the invention is set so that it is more than 0.3 mm and at most up to 2 mm.
  • Preferred embodiments are characterized in that the gap is not larger than 1.5 or 1 mm (claims 2 and 3).
  • the mutually facing walls of the mold and the casting body are advantageously designed and arranged in such a way that they run parallel to one another at least in the outlet region of the casting body.
  • the gap between the casting body and the moving mold walls is preferably set to a value between 0.5 and 1 mm, the speed of the mold walls being between 10 and 20 meters per minute (claim 4).
  • Such an embodiment is particularly suitable for casting steel.
  • the guide rails can in particular also be movably guided in the casting body using spring elements.
  • the guide rails can be height-adjustable within the cast body, in particular by adjusting wedges or similar remote-controlled lifting devices.
  • the guide rails are expediently designed to be relatively narrow on the side facing the mold walls; their width transverse to the longitudinal direction of the cast body is preferably not more than five millimeters (claim 7).
  • the outlet region of the casting body is equipped with a bore which widens in the shape of a funnel; the wall of the bore advantageously has a convex curvature, but under certain circumstances also a straight line or concave curvature.
  • the curvature of the outlet area which is tailored to the casting problem, optimally achieves the following goals: high mechanical stability of the pouring area of the pouring body, sufficiently high heat capacity and heat conduction to the outside, i.e. in the direction of the mold, and extensive calming of the turbulent flow.
  • the outlet area and the remaining area of the casting body are expediently connected to one another in a manner which permits thermally induced dimensional changes (claim 13); in particular, the two areas of the casting body can be fastened to one another by plug connections.
  • Si 3 N 4 , BN or cermet are used in particular as suitable materials for the exit area; the rest of the casting body can be made in particular of refractory high-alumina ceramic, such as silimanite stone.
  • the above-mentioned connection which allows displacements is particularly advantageous if the outlet region of the cast-in body - in contrast to its remaining region - consists of a material with good thermal conductivity (claim 16).
  • the gap in the outlet region of the casting body is advantageously filled with inert gas; the inert gas pressure is chosen so that its size is slightly below that of the metallostatic pressure of the melt in the outlet area (claim 14). Since the inert gas pressure is always lower than the already mentioned metallostatic pressure of the melt, the inert gas cannot get into the liquid metal and into the casting line.
  • An embodiment of the subject matter of the invention with an inert gas seal preferably additionally has the features of claim 15.
  • the metal inlet according to the invention has, as essential components, band-shaped mold walls 2 moved in the direction of arrow 1 and a fixed casting body 3, which in turn is composed of an outlet area 4 and a rear remaining area 5.
  • the areas 4 and 5 consist of a material with good (area 4) or with low (area 5) thermal conductivity.
  • the liquid metal to be cast is introduced in the direction of arrow 6 through a bore 7 in the casting body 3 between the moving mold walls 2; the solidification range emanating from this is denoted by 8.
  • the operating conditions prevailing during the casting process are therefore selected such that just as much liquid metal flows in through the gap-shaped liquid region 8 'as there is after the solidification of the mold walls 2 by their movement to the right (arrow 1).
  • the casting body 3 on the side facing the mold walls 2 (that is to say in the area of the outer surfaces 4 'and 5' in FIG. 1) is equipped with guide rails 10 on which support the mold walls 2 with a low preload (see Fig. 2).
  • the width b of these guide rails is preferably not more than five millimeters, their mutual distance a transverse to the longitudinal direction of the cast body 3 is not more than two hundred millimeters.
  • the guide rails 10 In order to be able to change the guiding effect of the guide rails 10, if necessary, they can be held in an adjustable manner in the casting body 3, in a modification of the embodiment shown in FIG. 2; In addition, it is possible to arrange the guide rails 10 movably in the casting body 3 with the interposition of spring elements.
  • the guide rails 10 - viewed in the direction of the longitudinal axis 7 '(or in the direction of the arrows 1 and 6) - come as close as possible to the exit edge 4 "of the exit area 4; however, their distance from this exit edge must be such that that they are in any case outside the solidification area 8 indicated in FIG. 1 - which extends into the gap 9.
  • the distance c of the front edges of the guide rails 10 from the trailing edge 4 is therefore not less than thirty millimeters (cf. FIG. 1).
  • the outlet area 4 of the casting body 3 is equipped with an annular channel 11, through which inert gas is guided into the gap between the components 2 and 4.
  • the ring channel 11 is connected via a feed line 12 to an inert gas source, not shown.
  • the pressure of the inert gas is dimensioned such that it is constantly slightly below the value of the metallostatic pressure in the melt in the area of the exit edge 4 "of the exit area 4.
  • the inert gas present prevents the melt from penetrating too far into the gap between the components 2 and 4, without the risk of storing inert gas in the casting line.
  • the ring channel 11 On the rear side facing away from the trailing edge 4 ′′, the ring channel 11 is closed by a seal 13 which is in contact with the mold walls 2 at the same time.
  • the subject matter of the invention is not limited to use in connection with belt-shaped mold walls; it can also interact with mold walls of a different design.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Dental Prosthetics (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)
  • Feeding And Watering For Cattle Raising And Animal Husbandry (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Metalleinlauf in Stranggiessvorrichtungen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 CH-A-508 433.
  • Derartige bekannte Stranggiessvorrichtungen lassen sich insbesondere bei nach aussen hin abgeschlossenem Metalleinlauf mit gutem Ergebnis betreiben, da der Zutritt von Luft zum flüssigen Metall verhinderbar und die Regelung der zugeführten Metallmenge insbesondere bei hohen Giessgeschwindigkeiten beherrschbar ist. Schwierigkeiten entstehen im Bereich des feststehenden Eingusskörpers dadurch, dass dieser gegen die in Giessrichtung bewegten Kokillenwände abgedichtet sein muss, um das Austreten flüssigen Metalls nach aussen zu vermeiden.
  • Aus der CH-A 508 433 ist eine Düse für die Zuführung geschmolzenen Metalls beim Bandgiessen in Raupenkokillen bekannt, deren mit dem Giessmetall in Berührung kommender Teil aus einem hitzebeständigen und chemisch widerstandsfähigen Werkstoff schlechter Wärmeleitfähigkeit besteht. Das Mundstück der Düse ist allseitig, d.h. um seinen ganzen Umfang, mit Einlagen aus einem selbstschmierenden Werkstoff versehen; diese stehen aus der Oberfläche des Mundstücks gerade so weit hervor, dass einerseits jede direkte Berührung der Düsenoberfläche mit den Kokillenhälften und andererseits ein Eindringen von Giessmetall in das Spiel zwischen Mundstück und Kokillenhälften verhindert ist. Die Grössenordnung für das Spiel zwischen Mundstück und Kokillenhälften liegt in dem Bereich zwischen 0,2 bis 0,3 mm, wobei das Mass von 0,3 mm sich hinsichtlich der Verhinderung des Eindringens von Metallschmelze an der oberen Grenze befindet.
  • Die FR-PS 1 094517 beschreibt einen gattungsgemässen Metalleinlauf, dessen Eingusskörper - abgesehen ggf. von einem metallischen Mantel - durchgehend aus einem feuerfesten Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit besteht und sich über mehrere Führungsschienen an den Wänden der als in sich starrer Körper ausgebildeten Kokille abstützt. Die Kokillenwände sind im Bereich des Eingusskörpers gegebenenfalls mit Graphit, d.h. mit einem gut wärmeleitenden Werkstoff, ausgekleidet.
  • Wie der oben erläuterte Stand der Technik erkennen lässt, besteht das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem darin, dass die zwischen Metallschmelze und Kokillenwerkstoff bzw. Eingusskörper werkstoffwirkenden Kräfte für eine rein mechanische Abdichtung sehr kleine Spaltabmessungen erforderlich machen; diese lassen sich bei den hohen Giesstemperaturen insbesondere für Kupfer und Stahl und deren hohe Aggressivität für feuerfeste Werkstoffe nicht über den notwendigen Zeitraum von einigen Stunden aufrechterhalten. Das in den Spalt zwischen Kokillenwänden und dem Eingusskörper gelangende flüssige Metall könnte zwar bei seiner vollständigen Erstarrung abdichtend wirken; dieser Erstarrungsvorgang ist jedoch unerwünscht und nachteilig, da das gerade erstarrte Metall fortlaufend aus dem Spalt herausgerissen oder aber auf den bewegten Kokillenwänden schleifen und somit deren Oberfläche beschädigen würde. Dies hätte eine Zerstörung der gerade entstandenen Metallhaut, eine schlechte Oberfläche des Giesserzeugnisses sowie gegebenenfalls eine Beschädigung der Stranggiessvorrichtung zur Folge.
  • Die gestellte Aufgabe wird durch einen Metalleinlauf der eingangs genannten Gattung gelöst, der im wesentlichen zumindest die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
  • Die Erfindung beinhaltet danach die Erkenntnis, dass ein kontinuierlicher Giessprozess unter stationären Bedingungen nur dann möglich ist, wenn in dem Spalt zwischen den einander zugewandten Flächen der Kokillenwände und des Eingusskörpers keine Brücke aus erstarrtem Metall gebildet wird. Es kommt daher darauf an, die Erstarrung des Metalls am Eingusskörper zu verhindern, da andernfalls die Gefahr einer Brückenbildung zur Kokille besteht. Damit die beginnende Erstarrung nicht den Eingusskörper erreicht, also zwischen diesem und den Kokillenwänden ein mit flüssigem Metall angefüllter Flüssigbereich aufrechterhalten bleibt, sind die Kokillenwände mit einer geeigneten wärmedämmenden Beschichtung ausgestattet und bewegen sich relativ zum Eingusskörper so schnell, dass in den mit flüssigem Metall angefüllten Spaltbereich nur soviel Metall fliesst, wie durch Erstarren verbraucht und durch die Bewegung der Kokillenwände abgeführt wird: Zwischen den Kokillenwänden und zumindest dem Austrittsbereich des Eingusskörpers ist also stets ein Zweiphasenbereich vorhanden, in dem das in den Spalt einströmende Metall durch Erstarrung im Erstarrungsbereich gerade aufgezehrt wird.
  • Die Erfindung vermittelt also die Lehre, dass der Spalt zwischen dem Eingusskörper und den bewegten Kokillenwänden selbsttätig durch erstarrendes Metall abdichtbar ist, sofern die Materialeigenschaften und die durch die Einstellung des Spalts bedingten geometrischen Verhältnisse der gegeneinander abzudichtenden Bestandteile in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Kokillenwände gerade so aufeinander abgestimmt sind, dass die in den Spalt einströmende Metallmenge der mit den Kokillenwänden aus dem Spalt herausgeförderten erstarrten Metallmenge entspricht.
  • Der Erfindungsgegenstand setzt also, im Gegensatz zum Stand der Technik, eine mit der Spaltabmessung abgestimmte Bewegung der Kokillenwände voraus, da nur dann der in dem Spalt befindliche Flüssigbereich durch Aufrechterhalten eines Gleichgewichts zwischen der Zuführmenge an flüssigem Metall und der Abführmenge an erstarrendem Metall bestehen bleibt. Da das Einfliessen flüssigen Metalls in den Spalt zugelassen wird, weist dieser-abhängig u.a. von der Geschwindigkeit der Kokillenwände - erheblich grössere Abmessungen auf als die bisher bekannten vergleichbaren Einrichtungen.
  • Als Beschichtungswerkstoffe für die Kokillenwände kommen insbesondere Pulver und alkohotische Suspensionen auf Glas-, Schlacke-, Graphit-, Keramik-Graphit-Basis zur Anwendung; die Beschichtung kann jedoch auch unter Verwendung geeigneter Salze, Fette und Öle hergestellt sein.
  • Der Spalt ist beim Erfindungsgegenstand so eingestellt, dass er mehr als 0,3 mm und allenfalls bis 2 mm beträgt. Bevorzugte Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt nicht grösser ist als 1,5 bzw. 1 mm (Anspruch 2 bzw. 3).
  • Die einander zugewandten Wände der Kokille und des Eingusskörpers sind vorteilhafterweise so ausgebildet und angeordnet, dass sie zumindest im Austrittsbereich des Eingusskörpers parallel zueinander verlaufen.
  • Vorzugsweise ist der Spalt zwischen dem Eingusskörper und den bewegten Kokillenwänden auf einen Wert zwischen 0,5 bis 1 mm eingestellt, wobei die Geschwindigkeit der Kokillenwände zwischen 10 bis 20 Meter pro Minute beträgt (Anspruch 4). Eine derartig ausgebildete Ausführungsform ist insbesondere zum Vergiessen von Stahl geeignet.
  • Infolge der hohen Wärmebelastung der Kokillenwände stellt deren Verwerfung, durch welche der Abstand zum Eingusskörper verändert wird, ein besonderes Problem dar. Um diesen Abstand, das heisst die Spaltbreite, möglichst konstant auf dem gewünschten Wert zu halten, ist es zweckmässig, Führungsschienen vorzusehen, an denen sich die Kokillenwände mit geringer Vorspannung abstützen (Anspruch 5). Die vorteilhaft aus dem Werkstoff des Eingusskörpers bestehenden Führungsschienen (Anspruch 11 ) können fest mit dem Eingusskörper verbunden sein, sind aber zweckmässigerweise derart beweglich (Anspruch 10) in diesem gehalten, dass entweder ein gewünschter Abstand zwischen Kokille und Eingusskörper während des Giessvorgangs erhalten bleibt oder dass der Abstand zwischen den beiden genannten Bestandteilen in dem gewünschten Umfang verändert werden kann.
  • Die Führungsschienen können insbesondere auch unter Verwendung von Federelementen beweglich im Eingusskörper geführt sein. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist es möglich, die Lage der Führungsschienen bezüglich der Kokillenwände von aussen zu verstellen; zu diesem Zweck können die Führungsschienen insbesondere durch Verstellkeile oder ähnliche fernbedienbare Hubeinrichtungen innerhalb des Eingusskörpers höhenverstellbar sein.
  • Zweckmässigerweise sind die Führungsschienen auf der den Kokillenwänden zugewandten Seite verhältnismässig schmal ausgebildet; ihre Breite quer zur Längsrichtung des Eingusskörpers beträgt vorzugsweise nicht mehr als fünf Millimeter (Anspruch 7).
  • Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, die Führungsschienen so anzuordnen, dass ihr Grösstabstand voneinander quer zur Längsrichtung des Eingusskörpers zweihundert Millimeter beträgt (Anspruch 6). Um eine Brückenbildung zwischen den Kokillenwänden und dem Eingusskörper zu vermeiden, nähern sich die Führungsschienen der Austrittkante des Eingusskörpers allenfalls bis auf dreissig (Anspruch 8) bzw. bis auf fünfzig Millimeter (Anspruch 9).
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist der Austrittsbereich des Eingusskörpers mit einer sich in Giessrichtung trichterförmig erweiternden Bohrung ausgestattet; die Bohrungswandung verläuft vorteilhaft konvex-gekrümmt, unter Umständen jedoch auch geradlinig oder konkav-gekrümmt. Durch die auf das Giessproblem abgestimmte Krümmung des Austrittsbereiches werden die folgenden Ziele optimal erreicht: Hohe mechanische Stabilität des Eingussbereiches des Eingusskörpers, ausreichend hohe Wärmekapazität und Wärmeleitung nach aussen, das heisst in Richtung Kokille, und weitgehende Beruhigung der turbulenten Strömung.
  • Der Austrittsbereich und der Restbereich des Eingusskörpers sind zweckmässig in einer Weise miteinander verbunden, die thermisch bedingte Abmessungsänderungen zulässt (Anspruch 13); insbesondere können die beiden Bereiche des Eingusskörpers durch Steckverbindungen aneinander befestigt sein. Als geeignete Werkstoffe für den Austrittsbereich kommen insbesondere Si3N4, BN oder Cermet zur Anwendung; der Restbereich des Eingusskörpers kann insbesondere aus feuerfester hochtonerdehaltiger Keramik hergestellt sein, wie beispielsweise Silimanitstein. Die erwähnte, Verschiebungen zulassende Verbindung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Austrittsbereich des Eingusskörpers - im Gegensatz zu dessen Restbereich - aus einem Werkstoff mit guter Wärmeleitfähigkeit besteht (Anspruch 16).
  • Um zu verhindern, dass das flüssige Metall zu weit in den Spalt zwischen der Kokille und dem Eingusskörper eindringt, ist der Spalt im Austrittsbereich des Eingusskörpers vorteilhaft mit Inertgas gefüllt; der Inertgasdruck ist dabei so gewählt, dass seine Grösse geringfügig unterhalb derjenigen des metallostatischen Drucks der Schmelze im Austrittsbereich liegt (Anspruch 14). Da der Inertgasdruck stets kleiner ist als der bereits erwähnte metallostatische Druck der Schmelze, kann das Inertgas nicht in das flüssige Metall und in den Giessstrang gelangen. Eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes mit Inertgas-Abdichtung weist vorzugsweise zusätzlich die Merkmale des Anspruchs 15 auf.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert.
    • Fig. 1 schematisch einen Längs-Teilschnitt durch den erfindungsgemässen Metalleinlauf im Austrittsbereich des Eingusskörpers,
    • Fig. 2 in gegenüber Fig. 1 verkleinertem Massstab einen Teilschnitt durch den mit mehreren nebeneinander liegenden Führungsschienen ausgestatteten Eingusskörper quer zu dessen Längserstreckung und
    • Fig. 3 schematisch einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Metalleinlauf, dessen Eingusskörper im Austrittsbereich mit einem Inertgaskanal ausgestattet ist.
  • Der erfindungsgemässe Metalleinlauf weist als wesentliche Bestandteile in Richtung des Pfeiles 1 bewegte bandförmige Kokillenwände 2 und einen feststehenden Eingusskörper 3 auf, der seinerseits aus einem Austrittsbereich 4 und einem rückwärtigen Restbereich 5 zusammengesetzt ist. Die Bereiche 4 und 5 bestehen aus einem Werkstoff mit guter (Bereich 4) bzw. mit geringer (Bereich 5) Wärmeleitfähigkeit.
  • Das zu vergiessende flüssige Metall wird in Richtung des Pfeiles 6 durch eine Bohrung 7 im Eingusskörper 3 zwischen die sich bewegenden Kokillenwände 2 eingeleitet; der von diesen ausgehende Erstarrungsbereich ist mit 8 bezeichnet. Die Bohrung 7 mit der Längsachse 7' erweitert sich im Austrittsbereich 4 mit der Aussenfläche 4' und derAustrittskante4" in Giessrichtung (Pfeil 6) trichterförmig.
  • Zur Abdichtung des Spaltes 9 zwischen den Kokillenwänden 1 und der Aussenfläche 4' bzw. 5' der Bereiche 4 und 5 des Eingusskörpers 3 wird dafür Sorge getragen, dass der Abstand zwischen den Bestandteilen 2 und 3 stets etwa 0,7 Millimeter beträgt. Darüber hinaus sind die Kokillenwände 2 - die sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 17 Meter pro Minute bewegen - so beschichtet, dass die beginnende Erstarrung (Erstarrungsbereich 8) nicht den Eingusskörper 3 bzw. dessen Austrittsbereich 4 erreicht, sondern ein mit flüssigem Metall angefüllter spaltförmiger Flüssigbereich 8' aufrechterhalten bleibt. Die Aufrechterhaltung dieses Flüssigbereiches 8' hat zur Folge, dass im Spalt 9 zwischen den Bestandteilen 2 und 3 keine Brücke aus erstarrtem Metall gebildet wird. Die während des Giessvorgangs herrschenden Betriebsbedingungen (Spaltbreite, Beschichtung der Kokillenwände, Geschwindigkeit der Kokillenwände) sind also derart gewählt, dass durch den spaltförmigen Flüssigbereich 8' immer gerade so viel flüssiges Metall nach links nachströmt, wie nach dem Erstarren an den Kokillenwänden 2 durch deren Bewegung nach rechts (Pfeil 1 ) abgeführt wird.
  • Um sicherzustellen, dass die Spaltbreite in der gewünschten Grösse ständig erhalten bleibt, ist der Eingusskörper 3 auf der den Kokillenwänden 2 zugewandten Seite (das heisst im Bereich der Aussenflächen 4' und 5' in Fig. 1) mit Führungsschienen 10 ausgestattet, an denen sich die Kokillenwände 2 mit geringer Vorspannung abstützen (vgl. Fig. 2). Die Breite b dieser Führungsschienen beträgt vorzugsweise nicht mehr als fünf Millimeter, ihr gegenseitiger Abstand a quer zur Längsrichtung des Eingusskörpers 3 nicht mehr als zweihundert Millimeter.
  • Um die Führungswirkung der Führungsschienen 10 gegebenenfalls verändern zu können, können diese - in Abänderung der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform - verstellbar im Eingusskörper 3 gehalten sein; darüber hinaus ist es möglich, die Führungsschienen 10 unter Zwischenschaltung von Federelementen beweglich im Eingusskörper 3 anzuordnen.
  • Die Mittelebene des Eingusskörpers 3 quer zur Längsachse 7' ist in Fig. 2 mit 7" bezeichnet.
  • Zweckmässigerweise reichen die Führungsschienen 10 - in Richtung der Längsachse 7' (bzw. in Richtung der Pfeile 1 und 6) gesehen - so nah wie möglich an die Austrittskante 4" des Austrittsbereichs 4 heran; ihr Abstand von dieser Austrittskante muss jedoch so bemessen sein, dass sie in jedem Falle ausserhalb des in Fig. 1 angedeuteten Erstarrungsbereiches 8 - der in den Spalt 9 hineinreicht- liegen.
  • Der Abstand c der Vorderkanten der Führungsschienen 10 von der Austrittskante 4" ist daher nicht kleiner als dreissig Millimeter (vgl. Fig. 1).
  • Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist der Austrittsbereich 4 des Eingusskörpers 3 mit einem Ringkanal 11 ausgestattet, durch welchen Inertgas in den Spalt zwischen den Bestandteilen 2 und 4 geführt wird. Der Ringkanal 11 steht über eine Zuführleitung 12 mit einer nicht dargestellten Inertgasquelle in Verbindung.
  • Der Druck des Inertgases ist dabei so bemessen, dass er ständig geringfügig unter dem Wert des metallostatischen Druckes in der Schmelze im Bereich der Austrittskante 4" des Austrittsbereiches 4 liegt. Das vorhandene Inertgas verhindert das zu weite Eindringen von Schmelze in den Spalt zwischen den Bestandteilen 2 und 4, ohne dass die Gefahr des Einlagerns von Inertgas in den Giessstrang besteht.
  • Auf der von der Austrittskante 4" abgewandten rückwärtigen Seite ist der Ringkanal 11 durch eine gleichzeitig an den Kokillenwänden 2 anliegende Dichtung 13 verschlossen.
  • Der Erfindungsgegenstand ist nicht auf die Verwendung im Zusammenhang mit bandförmigen Kokillenwänden beschränkt; er kann auch mit andersartig aufgebauten Kokillenwänden zusammenwirken.

Claims (16)

1. Metalleinlauf in Stranggiessvorrichtungen, die einen feststehenden feuerfesten Eingusskörper (3) und eine diesen teilweise umschliessende Kokille mit in Giessrichtung bewegten Kokillenwänden (2) aufweisen, wobei zwischen den einander zugewandten Flächen der Kokillenwände und des Eingusskörpers zumindest an dessen Austrittsbereich (4) ein Spalt (9) eingestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokillenwände (2) eine wärmedämmende Beschichtung aufweisen, dass der Spalt (9) mehr als 0,3 mm bis 2 mm beträgt und dass die Geschwindigkeit der Kokillenwände derart eingestellt ist, dass in dem Spalt zwischen dem von den Kokillenwänden (2) ausgehenden Erstarrungsbereich (8) und dem Eingusskörper (3) ein mit flüssigem Metall angefüllter Flüssigbereich (8') vorhanden ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (9) allenfalls bis zu 1,5 mm beträgt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (9) allenfalls bis zu 1 mm beträgt.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (9) auf einen Wert zwischen 0,5 bis 1 mm eingestellt ist und dass die Geschwindigkeit der Kokillenwände (2) zwischen 10 bis 20 m/min. beträgt.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (9) zwischen den Kokillenwänden (2) und dem Eingusskörper (3) durch an diesen angeordnete Führungsschienen (10) eingestellt ist, die sich mit geringer Vorspannung an den Kokillenwänden abstützen.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grösstabstand der Führungsschienen (10) voneinander - quer zur Längsrichtung des Eingusskörpers (3) gesehen - 200 mm beträgt.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Führungsschienen (10) quer zur Längsrichtung des Eingusskörpers (3) höchstens 5 mm beträgt.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschienen (10) sich der Austrittskante (4") des Eingusskörpers (3) - in dessen Längsrichtung gesehen -allenfalls bis auf 30 mm nähern.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschienen (10) sich der Austrittskante (4") des Eingusskörpers (3) - in dessen Längsrichtung gesehen - aIIenfaIIs bis auf 50 mm nähern.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschienen (10) beweglich im Eingusskörper (3) gehalten sind.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschienen (10) aus dem Werkstoff des Eingusskörpers (3) bestehen.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittsbereich (4) des Eingusskörpers (3) eine sich in Giessrichtung (Pfeil 6) trichterförmig erweiternde Bohrung (7) aufweist.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittsbereich (4) und der Restbereich (5) des Eingusskörpers (3) in einer Weise miteinander verbunden sind, die thermisch bedingte unterschiedliche Abmessungsänderungen zulässt.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (9) im Austrittsbereich (4) des Eingusskörpers (3) Inertgas mit einem Druck enthält, dessen Grösse geringfügig unterhalb derjenigen des metallostatischen Drucks der Schmelze im Austrittsbereich (4) liegt.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingusskörper (3) auf der den Kokillenwänden (2) zugewandten Aussenseite einen Ringkanal (11) aufweist, der ausserhalb der Kokille an eine Inertgasquelle angeschlossen und auf der vom Austrittsbereich (4) abgewandten Seite gegenüber den Kokillenwänden (2) abgedichtet ist.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittsbereich (4) des Eingusskörpers (3) - im Gegensatz zu dessen Restbereich (5) - aus einem Werkstoff mit guter Wärmeleitfähigkeit besteht.
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