Stranggiesseinrichtung mit einem Schwimmer zur Regulierung des Metallzuflusses beim Giessen von Leichtmetallen, insbesondere von Aluminium und Aluminiumlegierungen Es ist bekannt, beim Stranggiessen das flüssige Metall durch eine Öffnung, z. B. eine Düse im Boden eines Giessbechers, der durch eine Rinne vom Schmelzofen gespeist wird, in die Kokille fliessen zu lassen.
Es ist auch bekannt, in der Kokille Prallplat- ten oder Verteilerplatten anzuordnen, die den Metall strahl zerteilen und nach allen Richtungen ablenken. In vielen Fällen ist es erwünscht, dass der Metall spiegel in der Stranggiesskokfle immer auf der glei chen Höhe steht. Zu diesem Zweck hat man schon einen Prallteller mit Schwimmkörpern versehen, der mit dem Metallspiegel gehoben und gesenkt wird, wo durch die aus dem Zuführungsrohr bzw. der Düse ausfliessende Metallmenge selbsttätig reguliert wird.
Beim Giessen von Barren grossen Querschnitts ist es schwierig, einen rissfreien Strang zu erhalten. Die Risse treten vor allem im Fussstück des Barrens auf, das abgesägt werden muss. Sie sind vorwiegend eine Folge von zu grosser Sumpftiefe und von einer stark schwankenden Höhe des Metallspiegels in der Kokille.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stranggiesseinrichtung mit einem Schwimmer zur Re gulierung des Metallzuflusses beim Giessen von Leichtmetallen, insbesondere von Aluminium und Aluminiumlegierungen, bei welcher der Schwimmer unter der Zuflussöffnung angeordnet ist.
Erfindungsgemäss bedeckt der Schwimmer mehr als die Hälfte des Metallspiegels in der Kokille und weist in der Mitte eine Mulde auf, von der radial angeordnete Kanäle ausgehen, die das flüssige Metall in Richtung auf die Innenwand der Kokille führen. Dadurch wird gleichzeitig mit der Regulierung des Metallflusses eine vorteilhafte Metallverteilung be wirkt, so dass auch Stränge grossen Querschnitts ohne Rissbildung gegossen werden können.
Die Strang- giesskokille kann verschiedene Querschnittsformen haben; der Schwimmer besitzt vorzugsweise jeweils die gleiche, aber etwas kleinere Querschnittsform, so dass er den Metallspiegel in der Kokille mit Aus nahme eines Randstreifens bedeckt. Die erfindungs gemässe Stranggiesseinrichtung wird vorzugsweise mit runden Kokillen verwendet.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine Stranggiesseinrichtung mit einer runden Stranggiiess- kokille dargestellt. Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt und Fig. 2 eine Draufsicht.
Die Stranggiesskokille 1 wird durch den Giess becher 2 mit Düse 3 gespeist. Der Giessbecher 2 kann auch eine Zuführungsrinne oder ein sonstiges Zuführungsgefäss sein. Der Schwimmer 4, der aus einem keramischen Material hergestellt ist, weist in der Mitte eine Mulde 5 auf, in der die Düse 3 bis fast auf den Boden reicht und von der aus die offenen Kanäle 6 das Metall in radialer Richtung nach aussen gegen die Innenwand der Kokille führen.
Im Boden der Mulde 5 ist an der Stelle, die unter der Düse 3 zu liegen kommt, vorzugsweise eine Prallplatte aus einem Material angebracht, das gegen Erosion widerstandsfähiger ist als das Material des Schwimmers, damit der Boden durch den auftreten den Metallstrahl nicht erodiert wird. Es kann eine mit einer Schlichte überzogene Stahlplatte oder eine Schamotteplatte verwendet werden.
Der Schwimmer 4 ist im weiteren mit einer Aufhängevorrichtung in Form von abgebogenen Stäben 7 versehen, mit der er beim Giessbeginn in die Kokille eingehängt wird. Wird beim Giessende der Strang ohne weiteren Metall zufluss abgesenkt, so bleibt der Schwimmer wieder mit diesen Stäben 7 in der Kokille hängen und bleibt nicht auf dem Strang liegen, wo .er beim Erstarren der letzten Schmelzreste leicht einfrieren würde. Zur Zentrierung des Schwimmers in der Kokille sind an den Aufhängestäben 7 Führungsnocken 8 angebracht, die bei einer seitlichen Verschiebung des Schwim mers an der Kokille anstossen.
Die Düse im Boden des Giessbechers ist, wie bei den bekannten Schwimmer-Reguliervorrichtungen, in solcher Höhe angeordnet, dass die Austrittsöffnung sich in geringem Abstand über dem Boden der Mulde in der Mitte des Schwimmers befindet, wenn der Schwimmer in Arbeitsstellung ist, das heisst, wenn der Metallspiegel die für das Giessen festgesetzte Höhe in der Kokille einnimmt. Steigt nun der Me tallspiegel zu hoch, so wird der Boden der Mulde gegen die Austrittsöffnung gehoben; dadurch wird die ausfliessende Metallmenge verringert, und der Metallspiegel sinkt wieder ab.
Sinkt er zu weit ab und infolgedessen auch die Verteilerplatte, so wird die ausfliessende Metallmenge so gross, dass der Me tallspiegel wieder ansteigt. Auf diese Weise stellt sich ein Gleichgewichtszustand ein, wie es auch bei anderen Reguliervorrichtungen der Fall ist. Der Schwimmer vereinigt nun diesen Vorteil, den er mit anderen bekannten Schwimmer-Reguliervorrich- tungen gemeinsam hat, mit dem weiteren Vorteil, dass er den Metallstrom nach Verlassen der Zuflussöffnung ausserhalb des flüssigen Giesskopfes in Richtung auf die Innenwandung der Kokille führt, so dass der Giesskopf in der Nähe seines Umfanges gespeist wird und nicht von der Mitte her. Anderseits wird die Mitte des Giesskopfes mit Metall aus einem ring förmigen Aussenbereich gespeist.
Zum Stranggiessen von Aluminium oder dessen Legierungen kann der Schwimmer beispielsweise als Hohlkörper aus Eisenblech zusammengeschweisst und mit einer feuerfesten Schlichte überzogen sein. Vor teilhafterweise verwendet man jedoch zur Anfertigung des Schwimmers ein gegen das flüssige Leichtmetall beständiges, keramisches Material mit einem spe zifischen Gewicht unter demjenigen des zu vergiessen- den Metalles.
Beim Giessen von Aluminium oder dessen Le gierungen hat sich für den Schwimmer der unter dem Namen Marinite bekanntgewordene Isolierstoff als besonders geeignet erwiesen. Dieser Stoff besteht im wesentlichen aus Calciumsilikat und langfaserigem Asbest und wird in Platten geliefert, die sich leicht durch Sägen, Fräsen und Feilen bearbeiten lassen, so dass sich der Schwimmer leicht aus einer solchen Platte herausarbeiten lässt.
Die radialen Kanäle 6 können frei auslaufen; es ist aber auch möglich und in manchen Fällen vor teilhaft, ihr Aussenende zu schliessen und sie in dessen Nähe mit einer Bodenöffnung zu versehen, so dass das flüssige Metall in der Nähe des Giesskopfrandes lotrecht oder schräg nach unten einläuft.
Die Anzahl der radialen Kanäle 6 richtet sich nach der Grösse der Kokille. Für das Stranggiessen von Aluminium in eine runde Kokille mit einem inneren Durchmesser von 575 mm eignet sich z. B. ein Schwimmer aus Marinite von 530-535 mm Durchmesser, der sechs Kanäle von 22 mm Breite und 25 mm Tiefe aufweist. Die Gesamthöhe des Schwimmers beträgt etwa 80 mm.
Die radialen Kanäle führen das flüssige Metall bis auf wenige Millimeter Abstand von der Ko- killen-Innenfläche in die Kokille ein, was sich für das Giessen von grossen Rundbarren als vorteilhaft erwiesen hat. Der günstigste Abstand des Einfliessens von der Kokillen-Innenfläche richtet sich nach der Grösse der Kokille. Er kann durch Änderung des Durchmessers des Schwimmers verändert werden.
Continuous casting device with a float for regulating the metal inflow when casting light metals, in particular aluminum and aluminum alloys. It is known to continuously cast the liquid metal through an opening, e.g. B. to let a nozzle in the bottom of a casting cup, which is fed through a channel from the melting furnace, flow into the mold.
It is also known to arrange baffle plates or distributor plates in the mold, which split the metal beam and deflect it in all directions. In many cases it is desirable that the metal mirror in the continuous casting coke is always on the same level. For this purpose, a baffle plate has already been provided with floating bodies, which is raised and lowered with the metal level, where the amount of metal flowing out of the feed pipe or the nozzle is automatically regulated.
When casting ingots with a large cross-section, it is difficult to obtain a crack-free strand. The cracks mainly occur in the foot of the ingot that has to be sawed off. They are predominantly a consequence of too great a sump depth and a strongly fluctuating height of the metal level in the mold.
The present invention relates to a continuous casting device with a float for regulating the metal inflow when casting light metals, in particular aluminum and aluminum alloys, in which the float is arranged below the inflow opening.
According to the invention, the float covers more than half of the metal level in the mold and has a trough in the middle, from which radially arranged channels emanate, which guide the liquid metal towards the inner wall of the mold. This results in an advantageous metal distribution at the same time as the metal flow is regulated, so that even strands of large cross-sections can be cast without cracking.
The continuous casting mold can have various cross-sectional shapes; the float preferably has the same, but somewhat smaller cross-sectional shape, so that it covers the metal mirror in the mold with the exception of an edge strip. The continuous casting device according to the invention is preferably used with round molds.
In the drawing, a continuous casting device with a round continuous casting mold is shown as an exemplary embodiment. Fig. 1 is a vertical section and Fig. 2 is a plan view.
The continuous casting mold 1 is fed through the casting cup 2 with nozzle 3. The pouring cup 2 can also be a feed channel or some other feed vessel. The float 4, which is made of a ceramic material, has a trough 5 in the middle, in which the nozzle 3 extends almost to the bottom and from which the open channels 6 push the metal in the radial direction outwards against the inner wall lead the mold.
In the bottom of the trough 5, at the point that comes to lie under the nozzle 3, a baffle plate made of a material that is more resistant to erosion than the material of the float, so that the bottom is not eroded by the metal jet occurring. A steel plate coated with a size or a fireclay plate can be used.
The float 4 is also provided with a suspension device in the form of bent rods 7, with which it is suspended in the mold when casting begins. If the strand is lowered at the end of casting without any further metal inflow, the float remains stuck with these rods 7 in the mold and does not remain on the strand, where it would easily freeze when the last remnants of melt solidify. To center the float in the mold 7 guide cams 8 are attached to the suspension rods, which abut the mold when the float is shifted sideways.
As with the known float regulating devices, the nozzle in the bottom of the pouring cup is arranged at such a height that the outlet opening is a short distance above the bottom of the trough in the middle of the float when the float is in the working position, that is, when the metal level assumes the height in the mold set for casting. If the Me tallspiegel rises too high, the bottom of the trough is raised against the outlet opening; this reduces the amount of metal flowing out and the metal level sinks again.
If it drops too far and, as a result, also the distributor plate, the amount of metal flowing out becomes so large that the metal level rises again. In this way, a state of equilibrium is established, as is also the case with other regulating devices. The float now combines this advantage, which it has in common with other known float regulating devices, with the further advantage that, after leaving the inflow opening, it guides the metal flow outside the liquid pouring head towards the inner wall of the mold, so that the pouring head is fed near its circumference and not from the center. On the other hand, the center of the casting head is fed with metal from a ring-shaped outer area.
For the continuous casting of aluminum or its alloys, the float can, for example, be welded together as a hollow body made of sheet iron and coated with a refractory coating. Before geous enough, however, a ceramic material resistant to the liquid light metal with a specific weight below that of the metal to be cast is used to make the float.
When casting aluminum or its alloys, the insulating material known under the name Marinite has proven to be particularly suitable for swimmers. This material consists essentially of calcium silicate and long-fiber asbestos and is supplied in sheets that can be easily processed by sawing, milling and filing, so that the swimmer can easily work out of such a sheet.
The radial channels 6 can run out freely; But it is also possible and in some cases before geous to close its outer end and to provide it with a bottom opening in its vicinity, so that the liquid metal in the vicinity of the Giesskopfrandes runs vertically or obliquely downwards.
The number of radial channels 6 depends on the size of the mold. For the continuous casting of aluminum in a round mold with an inner diameter of 575 mm, z. B. a Marinite float of 530-535 mm diameter, which has six channels 22 mm wide and 25 mm deep. The total height of the float is about 80 mm.
The radial channels introduce the liquid metal into the mold up to a distance of a few millimeters from the inner surface of the mold, which has proven to be advantageous for casting large round bars. The most favorable distance of the inflow from the inner surface of the mold depends on the size of the mold. It can be changed by changing the diameter of the float.