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Vorrichtung zum kontinuierlichen Giessen von Metallsträngen
Beim Stranggiessen wird flüssige Gussmasse beispielsweise von oben in eine aufrecht stehende Kokille ohne Boden gegossen. Die Kokillenwände sind gekühlt, so dass der Gussmasse Wärme entzogen wird und der Strang erstarrt. Der entstehende Strang wird dann langsam nach unten abgezogen.
Verwendet man eine Stranggusskokille mit nur einer Kokillenstufe von konstanter Querschnittsfläche, so erfolgt die Erstarrung der flüssigen Gussmasse von aussen nach innen. Damit erfolgt auch das Wachstum der Kristalle in dieser Richtung. Es bilden sich dendritenartige, auf das Strangzentrum hin gerichtete Kristalle, welche die Eigenschaften des gegossenen Stranges, insbesondere seine Querbiegefestigkeit, sehr ungünstig beeinflussen. Weiterhin besteht die Gefahr der Lunkerbildung sowie der Entstehung von Spannungen und Rissen. Durch diese Nachteile wird beispielsweise die Verwertbarkeit gegossener Stränge aus Stahl im Maschinenbau wesentlich beeinträchtigt.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es bekannt, eine Stranggusskokille zu verwenden, die aus mehreren hintereinander angeordneten Kokillenstufen mit sich zum endgültigen Strangquerschnitt erweiternden Querschnittsflächen besteht. Bei Verwendung einer solchen Stranggusskokille erfolgt der Aufbau des Stranges von innen nach aussen, so dass das Kristallwachstum in vorteilhafter Weise beeinflusst wird.
Allen bekannten Stranggussanlagen ist jedoch der Nachteil gemeinsam, dass sich die erstarrende Gussmasse infolge der Schrumpfung des Materials verhältnismässig schnell von den Kokillenwänden ablöst. Infolge des dadurch eintretenden Verlustes des Wärmekontaktes zwischen Strangoberfläche und Kokillenwand kann die Kühlwirkung der Kokille nur zum Teil ausgenutzt werden.
Zur Vermeidung dieses Nachteiles wird im Stammpatent Nr. 225363 vorgeschlagen, das Verfahren zum kontinuierlichen Giessen von Metallsträngen in hintereinander angeordneten Kokillenstufen mit sich zum endgültigen Strangquerschnitt erweiternden Querschnittsflächen in der Art durchzuführen, dass in den der letzten Kokillenstufe vorangehenden Stufen durch Regelung der Wärmeabfuhr das Schmelzgut in Form eines oder mehrerer Längskanäle bis zum Giessende flüssig gehalten wird, so dass die der ersten Kokillenstufe zugeführte Schmelze. durch diese Kanäle bis in die letzte Stufe fliessen kann : Die bei der Verfestigung der Gussmasse notwendigerweise eintretende Schrumpfung des Stranges kann dabei keine den Strang von den Wänden ablösende Kraft erzeugen.
Dies wird durch die zwischen den einzelnen verfestigten Bereichen des Stranges verbleibenden Bereiche noch flüssiger Gussmasse verhindert. Damit ergibt sich erstmals die Möglichkeit, längere Strangstücke in ständigem Kontakt mit der kühlenden Kokillenwand bis zum Austritt aus dem Kokillenschacht zu führen. Dadurch wird es vor allem möglich, die Giessgeschwin-
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Verwendet man eine Stranggusskokille, bei welcher die flüssige Gussmasse von oben eingegossen wird, so ist es nur unter grossen Schwierigkeiten möglich, einen Strang vorgeschriebener Länge herzustellen. Die Schwierigkeiten liegen vor allem darin, dass zum Angiessen die Kokille verschlossen werden muss und dass das Eingiessen sehr vorsichtig zu erfolgen hat.
Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist es bekannt, die Stranggusskokille mit flüssiger Gussmasse von
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unten her zu beschicken. Diese für den sogenannten "steigenden Guss" eingerichteten Anlagen weisen den
Vorteil auf, dass ihre Anlage- und Betriebskosten niedriger liegen als bei Anlagen, bei denen die Be- schickung der Stranggusskokille von oben her erfolgt. Weiterhin sind bei solchen Anlagen die Schwierig- keiten beim Angiessen der Kokille vermieden.
Die Vorrichtung nach der Erfindung dient zum kontinuierlichen Giessen von Metallsträngen in hin- tereinander angeordneten Kokillenstufen, nach Patent Nr. 225363, und zeichnet sich dadurch aus, dass sie für steigenden Guss eingerichtet ist und für die Steuerung des Schmelzgutzuflusses Absperrschieber enthält.
Durch die erfindungsgemässe Kombination der im Stammpatent beschriebenen Stranggusskokille mit einer für steigenden Guss notwendigen Einrichtung werden die im Zusammenhang mit dem Stammpatent erzielbaren Vorteile mit den Vorteilen des steigenden Gusses vereinigt. Es ergibt sich dadurch eine Vor- richtung, die bei verhältnismässig niedrigen Anlage- und Betriebskosten das Giessen von Metallsträngen erlaubt, ohne dass die bei den bisher üblichen Stranggussverfahren auftretenden Gussfehler auftreten. Insbesondere werden mittels der neuen Vorrichtung wesentlich höhere Giessgeschwindigkeiten erreicht, ohne dass bei dem entsprechenden Metallstrang Lunkerbildungen, innere Spannungen oder ungünstige Kristal- lisationsformen auftreten. Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit und Gebrauchsfähigkeit des Strangguss -
Verfahrens wesentlich erhöht.
Die Vorrichtung nach der Erfindung bietet weiterhin die Möglichkeit zur Herstellung von Gussteilen gewünschter Länge. Dies wird in einfacher Weise dadurch erreicht, dass der Schmelzgutzufluss mittels der erwähnten Absperrschieber gesteuert wird. Wählt man dabei die Bewegung der Strang-Auszugsvorrichtung in geeigneter Weise, so lässt sich erreichen, dass das Strangende in der Giessform vollständig erstarrt und erst dann aus dieser entfernt wird.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Figur näher erläutert.
In dieser Figur ist mit 1 eine Eingussffnung bezeichnet, die über Giesskanäle 2 und 3 mit einer aus den beiden Teilen 11 und 12 von sich erweiternder Querschnittsfläche bestehenden Stranggusskokille in Verbindung steht. Die flüssige Gussmasse 5 gelangt durch die Kanäle 2 und 3 und die Zuflussöffnung 8 in die Stranggusskokille. Da diese Kokille und die Eingussöffnung 1 kommunizierende Röhren bilden, steigt die Gussmasse in der Kokille bis zu dem in der Eingussöffnung erreichten Flüssigkeitsspiegel an.
Der Teil 11 der Stranggusskokille ist mit Einsätzen 14 und 15 aus hitzebeständigem schlecht wärmeleitendem Material versehen. Entlang dieser Einsätze verfestigt sich die durch die Öffnung 8 eintretende Gussmasse 5 nicht, so dass sie ungehindert zum Kokillenteil 12 gelangen kann. Weiterhin wird durch die beiden Einsätze 14 und 15 erreicht, dass sich der Strang nicht von den Kokillenwänden ablöst, so dass also die volle Kühlwirkung des Teiles 11 ausgenutzt werden kann.
Im Kokillenteil 12 erstarrt schliesslich die flüssige Gussmasse und bildet den Strang 13. Dieser Strang wird mittels einer Auszugsvorrichtung 7 langsam nach oben gezogen, wobei durch 8 laufend flüssige Gussmasse nachströmt.
Zwei Schieber 9 und 10 dienen zur Steuerung des Zuflusses der Gussmasse 5. Mit ihrer Hilfe kann erreicht werden, dass der Strang 13 nur bis zu einer bestimmten Länge anwächst und dann abreisst. Dieses Abreissen geschieht nach Verschluss der Öffnung 8 durch Einschieben des Schiebers 10.
Damit ein kontinuierlicher Durchfluss von Gussmasse 5 aufrecht erhalten werden kann, lässt sich beispielsweise links der Eingussoffnung l eine der Kokille 11, 12 genau gleichende Zwillingskokille anordnen.
Auf diese Weise ist ein wechselseitiger Betrieb der beiden Kokillen möglich.
Es ist zweckmässig, die Giesskanäle 2 und 3 zu heizen, damit in diesen Kanälen keine Verfestigung der Gussmasse eintritt.
Der entstehende Strang 13 wird von innen nach aussen aufgebaut, wodurch sich sehr günstige Verhältnisse ergeben. Insbesondere wird, da hier auch die Abkühlung zum Teil von innen nach aussen verläuft, Lunkerbildung sowie ungünstiges Kristallwachstum und das Auftreten schädlicher Spannungen und Risse vermieden. Weiterhin wird, wie schon erwähnt, die Kühlwirkung der Kokillenstufe 11 voll ausgenutzt.