CH410301A - Schwimmer für die Regulierung des Metallzuflusses zur Kokille beim Stranggiessen von Walzbarren aus Nichteisenmetallen, insbesondere aus Aluminium und Aluminiumlegierungen - Google Patents

Description

      Schwimmer        für    die Regulierung des     NTetallzuflusses    zur     Kokille        beim        Stranggiessen    von  Walzbarren aus Nichteisenmetallen, insbesondere aus     Aluminium    und     Aluminiumlegierungen       Halbzeug aus Aluminium für dekorative     anodi-          sche    Oxydation oder     anodische        Glänzung    muss in  bezug auf Gleichmässigkeit und Feinheit des Gefüges  hohen     Ansprüchen    genügen.

   Durch Kornverfeinerung  bei der Herstellung des gegossenen     Vormaterials     und durch Homogenisierung,     Warmverformung    und       Rekristallisation    während der     Knetbearbeitung    lässt  sich das Gefüge im     gewünschten    Sinne beeinflussen.  Die Wirksamkeit dieser Massnahmen hängt jedoch  weitgehend von der     Gussqualität    ab, d. h. es kommt  in erster Linie darauf an, bereits beim Giessen die  Verteilung von Primärkristallen und Restschmelze in  Form von gleichmässig feinen Kornzellen zu steuern.

    Das Makrogefüge, das aus mehr oder weniger grossen       Kornzellenbezirken    aufgebaut ist, hat für die     Anodi-          sierung    nur sekundäre Bedeutung, wird aber durch  eine feinzellige Erstarrung ebenfalls günstig beein  flusst.  



  Die Bedingungen für eine feinzellige Erstarrung  sind optimal, wenn die Entmischung in der     Schmelze     durch schroffes Erstarren bei kräftiger Bewegung  der Schmelze unterdrückt wird. Die Bewegung der  Schmelze muss     unmittelbar    an der     Erstarrungsfront     so kräftig und gleichmässig sein, dass der nachteilige  Einfluss des     starken    Temperaturgefälles, das im all  gemeinen eine grobzellige,     dendritische        Entmischung     begünstigt, weitgehend gemildert oder nahezu aus  geschaltet wird.  



  Diese Verhältnisse wirken sich besonders stark  in der Hautzone von     Stranggusswalzbarren    aus, weil       dort    das Temperaturgefälle beim Erstarren extrem  stark ist und dadurch die     grobzellige        dendritische     Entmischung besonders begünstigt wird.    Nun tritt bei Aluminiumblechen, die     anodisch     geglänzt oder     anodisch    oxydiert werden sollen, gerade  diese Hautzone deutlich in Erscheinung. Normaler  weise muss sie so tief     abgefräst    werden, dass die       Dendritenzone    verlässlich entfernt wird. Grosse     Fräs-          tiefen    sind unwirtschaftlich.

   Darüber hinaus nimmt  die Grösse der an die     Dendritenzone    angrenzenden,  regellos orientierten Kornzellen mit zunehmender  Tiefe zu, so dass Aluminiumbleche aus sehr tief ge  frästen     Walzbarren    beim     Anodisieren    eine störende       Streifigkeit    aufweisen, die auf das sekundäre Gefüge  zurückzuführen ist.  



  Aus diesen Überlegungen wurde der erfindungs  gemässe Schwimmer zur Regulierung des Metallzu  flusses beim     Stranggiessen    von     Walzbarren    aus Nicht  eisenmetallen, insbesondere aus Aluminium und Alu  miniumlegierungen, entwickelt. Mit Hilfe dieses  Schwimmers soll die     grobzellige,        dendritische    Ent  mischung zugunsten einer     feinzelligen,    regellos orien  tierten Erstarrung unterdrückt werden.  



  Der erfindungsgemässe Schwimmer ist aus zwei  in einem Abstand von beispielsweise 4 bis 8 mm  voneinander angeordneten,     steifen    Platten zusammen  gesetzt, wobei die obere     Platte        schwimmfähig    und  mit einer oder mehreren     Öffnungen    für die Zuführung  der     Metallschmelze    in den Raum zwischen den Plat  ten versehen ist und die beiden Platten nur an ihren  Schmalseiten miteinander verbunden sind. Der  Schwimmer weist ausserdem     zweckmässigerweise    eine  Aufhängevorrichtung auf,     mit    der er bei Giessbeginn  in die Kokille eingehängt wird; die Aufhängevorrich  tung besteht beispielsweise aus abgebogenen Stäben.  



  Der     Schwimmer    ist     zweckmässig    so gebaut, dass  er im Betrieb einen freien Metallspiegel nur in den      vorzugsweise zylinderförmigen     Einlauföffnungen    auf  weist, sonst     nirgendwoanders.        Hierbei        ist    es angezeigt,  die     Auslaufschlitzbreite    (d. h. der Abstand zwischen  dem Rand der unteren Platte und demjenigen der  oberen Platte) klein zu halten. Sie beträgt z. B. 4 bis  8 mm, vorzugsweise 5 bis 7 mm, wobei die höheren  Werte im     allgemeinen    für das Giessen von grossen  Barrenformaten gewählt werden.  



  Der Abstand der Längsseiten des Schwimmers  von der inneren     Kokillenwand    beim Giessen von       Walzbarren    von beispielsweise etwa 150 bis 400     mm     Dicke und 600 bis 1500 mm Breite beträgt zweck  mässig höchstens 30 mm; vorzugsweise wird er bei  15 bis 20 mm gehalten. Wenn kein Anfrieren am  Rand des Schwimmers eintreten würde, könnte auf  unter 15 mm gegangen werden. An den Schmalseiten  kann der Abstand bis 50 mm betragen; dort braucht  keine     Schmelze    auszufliessen.

   Die Ecken der Platten  werden vorzugsweise abgerundet oder gebrochen,  wobei eine     Annäherung    des     Plattenrandverlaufes    an  die     Erstarrungsgrenze    angestrebt     wird.     



  Da die beiden Platten nur an ihren Schmalseiten  miteinander verbunden sind, ist der breite     Metallfluss     an den Längsseiten nicht durch Stützstege unter  brochen, so dass an den Breitseiten des Walzbarrens  die Hautzone     gleichmässig    dick     ausfällt.     



  Wenn der     Schwimmer    den flüssigen Giesskopf  in der     Kokille    weitgehend bedeckt, besteht rings  um den Schwimmer     ein    nur     schmaler        freier    Me  tallspiegel, der bis zum Giessende praktisch ruhig  stehen bleibt; die     Oxidhaut    reisst nicht ab. Auch in  den     Eingiessöffnungen    des Schwimmers reisst die auf  dem freien Metallspiegel gebildete     Oxidhaut    nicht ab,  so dass eine sehr saubere     Barrenoberfläche    erhalten       wird.     



  Als Werkstoff für die Herstellung des erfindungs  gemässen     Schwimmers    wird normalerweise Schwarz  blech verwendet. Der obere Teil besteht z. B. aus  1 mm dickem Blech, der untere aus 2 mm dickem  Blech; zwecks Versteifung ist der Rand des unteren  Teiles um z. B. 3 bis 6 mm nach oben     umgebördelt,     so dass der Abstand zwischen der oberen und dem  Grund der unteren Platte z. B. 10 bis 14 mm, vor  zugsweise etwa 12     mm    beträgt. Selbstverständlich  kann die untere Platte aus Stahlblech auch auf andere  Weise versteift sein, z. B. durch an der Unterseite  angeschweisste Rippen. Unter den     Einlauföffnungen     sind vorzugsweise     Gusseisenplatben    von etwa 4 mm  Dicke eingesetzt.

   Der aus Eisenblech hergestellte       Schwimmer    wird mit einer     Kokillenschlichte    über  zogen. Die untere Platte     wird        zweckmässigerweise     vor jedem Guss neu geschlichtet, die übrigen Teile  etwa nach jedem dritten Guss, z. B. nach dem Giessen  von 4 bis 5 t     Aluminium.    Der Schwimmer ist für das  Giessen von 30 bis 40 t Aluminium brauchbar.  



  Bei Benützung eines Bleches für die Herstellung  der oberen Platte können deren Ränder einen z. B.  etwa 25 bis 30 mm hohen Rand aufweisen, wodurch  das Gerät     schwimmfähig    wird. Für den oberen Teil  kann eine Platte aus dem markenrechtlich geschützten    Werkstoff     Marinite    verwendet werden; in diesem  Falle vermittelt das leichte spezifische Gewicht des       Marinite    die Schwimmfähigkeit. Auch die untere  Platte könnte aus einem derartigen feuerfesten Werk  stoff bestehen.  



  Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungs  beispiel     während    des Giessens, und zwar zeigt     Fig.    1  einen Schnitt nach der Linie     A-A    von     Fig.    3,     Fig.    2  einen Schnitt nach der Linie B -B von     Fig.    3 und       Fig.    3 eine Draufsicht.  



  Der Schwimmer 10 ist in die Kokille 11 einge  setzt. Die     Metallzuführungsdüsen    12 sind in den       Fig.    1 und 2 gestrichelt angedeutet; sie sind in die  zylinderförmigen     Einlaufkanäle    13 eingeführt und  halten den Schwimmer zentriert, wenn dieser nicht  mehr am     Kokillenrand    hängt. Die obere Platte 14  weist einen umgebördelten Rand 15 und die oben  erwähnten     Einlaufkanäle    13 auf und besteht aus  Schwarzblech. Die untere Platte 16 weist     umgebör-          delte    Ränder 17 sowie     Graugusseinsätze    18 unter  den     Eingiesskanälen    13 auf.

   An beiden Schmal  seiten ist eine Lasche 19 angeschweisst, die einer  seits als Klemmvorrichtung für das Einstecken der  oberen Platte 14 und anderseits als Aufhängevor  richtung dient. Wie ersichtlich, nehmen die Laschen  19 die ganze Breite der Schmalseiten ein, so dass  dort kein Metall ausfliesst. Man kann selbstverständ  lich die beiden Platten so verbinden, dass auch an  den Schmalseiten des Schwimmers Metall ausfliesst.  Die Schmalseiten des Walzbarrens sind hinsichtlich  der Hautzone von sehr untergeordneter Bedeutung,  da die Güte der Oberfläche der Bleche, die aus dem       Walzbarren    hergestellt werden, nur von dem Zu  stand der Breitseiten des Walzbarrens abhängt. Die       Ecken.    20     sind    abgeschrägt.  



  Die     Fig.    1 und 2 zeigen ausser dem Schwimmer,  der Kokille und den Zuführungsdüsen den oberen  Teil des entstehenden Walzbarrens 21 mit seinem  flüssigen Bereich 22 und seinem erstarrten Bereich  23. Durch Absenken des Meniskus 24 lässt sich die  Schroffheit des     Abkühlens    noch verstärken.  



  Der Rand 15 der oberen Platte 14 und die     zylin-          derförmigen    Wandungen der     Einlaufkanäle    13     si-          chem    die     Schwimmfähigkeit    des     Schwimmers.    Diese  lässt sich selbstverständlich auch auf andere Weise  erreichen.  



  Der Schwimmer sollte so gebaut sein, dass das  Giessmetall unterhalb des Meniskus 24 in die Kokille       einfliesst;    mit anderen Worten, der Auslaufschlitz  sollte tiefer liegen als der freie Metallspiegel rings um  den Schwimmer.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Schwimmer für die Regulierung des Metallzu flusses zur Kokille beim Stranggiessen von Walz barren aus Nichteisenmetallen, insbesondere aus Alu minium und Aluminiumlegierungen, dadurch gekenn zeichnet, dass er aus zwei in Abstand voneinander angeordneten, steifen Platten zusammengesetzt ist, wobei die obere Platte mit einer oder mehreren Öffnungen für die Zuführung der Metallschmelze in den Raum zwischen den Platten versehen ist und die beiden Platten nur an ihren Schmalseiten mitein ander verbunden sind, so dass beim Giessen die durch die öffnungen zugeführte Metallschmelze gegen die Breitseiten der Kokille frei auslaufen kann.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Schwimmer nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Abstand seiner Längsseiten von der inneren Kokillenwand höchstens 30 mm beträgt. 2. Schwimmer nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ab stand 15 bis 20 mm beträgt. 3. Schwimmer nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ab stand seiner Schmalseiten von der inneren Kokillen wand höchstens 50 mm beträgt. 4. Schwimmer nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Auslaufschlitzes zwischen den Rän dern der beiden Platten 4 bis 8 mm beträgt. 5.

   Schwimmer nach Patentanspruch und Unter anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aus laufschlitzbreite 5 bis 7 mm beträgt. 6. Schwimmer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Aufhängevorrich tung versehen ist.