Verfahren zum vertikalen Stranggiessen von Nichteisenmetallen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum vertikalen Stranggiessen (Absenkgies- sen) von Nichteisenmetallen, vor allem von Alumi nium und Aluminiumlegierungen, unter Verwendung eines mit einer oder mehreren Zuflussdüsen als Ven- teil zusammenwirkenden Schwimmers im flüssigen Giesskopf zur automatischen Regelung der Metall zufuhr.
Insbesondere beim Stranggiessen von Walzbarren und Pressbolzen aus Aluminium oder Aluminiumle gierung bemühen sich die Fachleute, eine möglichst glatte Oberfläche und eine möglichst dünne Stengel- kristallschicht am Umfang des Stranges zu erhalten, wozu vor allem ein intensives Kühlen des entstehen den Stranges notwendig ist. Die Dicke der insbeson dere an Walzbarren durch spanabhebende Behand lung, z. B. durch Fräsen, zu entfernende Schicht (Randzone) und infolgedessen der Späneabfall sollen auf ein Mindestmass herabgesetzt werden.
Im Falle von Metall von sogenannter Eloxalqualität, d. h. das sich in Form von Blechen oder Profilen anodisch oxydieren lässt, ohne dass Streifen, Flecken und der gleichen während des Eloxierens zum Vorschein kommen, ist es ausserdem sehr erwünscht, dass beim Entfernen der Randzone der Bereich der Stengel- kristallzone nach einer möglichst wenig tiefgehenden Bearbeitung mit Sicherheit beseitigt ist.
Das Ziel kann z. B. durch eine hohe Giessge- schwindigkeit, d. h. durch eine hohe Absenkge- schwindigkeit des entstehenden Stranges, oder durch Giessen mit niedrigem Meniskus in der Kokille, d. h. mit niedriger Metallhöhe in dieser, erreicht werden.
Das Giessen mit hoher Absenkgeschwindigkeit führt leicht zum Reissen des Stranges, insbesondere wenn es sich um einen Walzbarren handelt. Diese Arbeitsweise ist daher nur begrenzt anwendbar, näm- lich bei Strängen verhältnismässig kleiner Quer schnittabmessungen, z. B. von Stangen oder Platten.
Beim Giessen mit niedrigem Meniskus dagegen besteht keine Reissgefahr, auch wenn es sich bei spielsweise um Aluminiumwalzbarren eines Quer schnitts von 800 X 150 mm und darüber handelt.
Wie Versuche gezeigt haben, stösst beim Absenk- giessen von Walzbarren mit einem Querschnitt von 800 X 150 mm und darüber sowie von Pressbolzen (Rundbarren) eines Durchmessers von 200 mm und darüber nach der üblichen Arbeitsweise das Einhal ten einer Meniskushöhe unter etwa 50 bis 60 mm auf grosse Schwierigkeiten, weil der Abstand zwi schen dem Schwimmer und Anfahrboden, der zu Beginn die Kokille unten verschliesst, zu klein ist und der Schwimmer in dem erstarrenden Metall ein zufrieren droht.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass beim Absenkgiessen unter Verwendung eines Ventil schwimmers im flüssigen Giesskopf beim Angiessen andere Giessbedingungen eingehalten werden müssen als beim Weitergiessen, wenn man z. B. bei Walz- barren eine möglichst glatte Oberfläche und eine nur dünne Randzone mit Stengelkristallen auf einfachem und sicherem Wege erhalten will.
Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass beim Anfahren die Zuführungs düse bzw. -düsen und der mit diesen zusammenwir kende Schwimmer so hoch über Kokillenunterkante eingestellt sind, dass die zugeführte Metallschmelze in der unten durch den Anfahrboden geschlossenen Kokille bis zu einer Höhe steigt, bei der ein Einfrieren des Schwimmers in der erstarrenden Metallschmelze nicht zu befürchten ist, und dass kurz nach Beginn des Absenkens des Anfahrbodens und des entstehen- den Metallstranges die Düse bzw.
Düsen auf eine um mehr als 10 mm niedrigere Höhe eingestellt wer den, was das Absenken des Schwimmers und des Meniskus auf die für das Weitergiessen gewünschte niedrigere Höhe bewirkt. Z. B. beim Stranggiessen von Aluminiumwalzbarren grossen Querschnitts kann ohne Schwierigkeit mit einer Meniskushöhe von 60 bis 80 mm angefahren und mit einer solchen von 25 bis 40 mm weitergegossen werden.
Bis jetzt betrug beim vertikalen Absenkgiessen von Aluminiumwalzbarren grossen Querschnitts die niedrigste Meniskushöhe etwa 50 bis 60 mm. Das Auslaufende der Zuführungsdüse bzw. der Zufüh rungsdüsen befand sich auf einer Höhe knapp dar über. Zu Beginn der Giessoperation wurde die Ko kille bis auf 50 bis 60 mm mit der Metallschmelze rasch gefüllt, bis der Schwimmer die Düse bzw. die Düsen schloss.
Sobald das Erstarren der Metall schmelze genügend fortgeschritten war, begann man mit dem Absenken des Anfahrbodens und infolge dessen des entstehenden Walzbarrens bei vorgese hener Geschwindigkeit; die Höhenlage der Düsen und infolgedessen des Meniskus wurde nicht geändert.
Bei einer Meniskushöhe von 50 bis 60 mm ist es aber nicht möglich, die optimale rasche Erstarrung zu er reichen; die Oberfläche weist Querrippen, Kalt- schweissstellen usw. auf, und die Randzone mit Sten- gelkristallen ist ziemlich dick, so dass es unter die sen Umständen praktisch nicht möglich ist, einen Aluminiumwalzbarren zu giessen, der sich ohne span abhebende Bearbeitung der Breitseiten einwandfrei verwalzen lässt.
Dank dem erfindungsgemässen Verfahren lassen sich auch Walzbarren und Pressbolzen aus Alumi nium und Aluminiumlegierung (z. B. aus AIMn und niedrig legiertem AlMg) mit glatter Oberfläche gies- sen, weil mit sehr tiefem Meniskus gearbeitet werden kann.
Die Aluminiumwalzbarren können zu Blechen von Eloxalqualität abgewalzt werden, da die Stengel- kristallzone dünn und gleichmässig auftritt und somit bei relativ geringer Frästiefe mit Sicherheit entfernt wird.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Ver fahrens besteht darin, dass der Giesstemperaturbe- reich weiter gewählt werden kann als bisher, ohne dass Kaltschweissstellen oder dickere Stengelkristall- zonen auftreten. Bein Reinaluniinium kann man z. B. den Giesstemperaturbereich nach oben um etwa 10 C und nach unten um 10 bis 15 C erweitern, was einer Verdoppelung des Bereiches entspricht.
Auch bei AIMn und niedrig legiertem AlMg ist eine glattere Oberfläche infolge starker Verringerung des Aus schwitzens feststellbar.
Beim Stranggiessen von Walzbarren kann das er- findungsgemässe Verfahren durch ein solches Regu lieren des Kühlens der Schmalseiten und der Breit seiten ergänzt werden, dass ein nahezu rechteckiger Sumpf entsteht. Auf diese Weise ist die Dicke der Erstarrungskruste innerhalb der Kokille an den Breit seiten derjenigen an den Schmalseiten des Stranges weitgehend gleich, mit einer kleinen Abrundung an den Ecken.
Diese Verhältnisse sind durch Fig. 1 veranschau licht, die eine schematische Draufsicht auf eine Bar renkokille unter Weglassen der Zuführungsvorrich- tung darstellt. Mit 10 ist die Kokille bezeichnet und mit 11 der Rand des flüssigen Metallsumpfes knapp unter dem Metallspiegel beim konventionellen Strang giessen. Wie ersichtlich, erstarrt die Metallsclnnelze an den vier Ecken viel rascher als an der Mitte der Breit- und der Schmalseiten. Man spricht von kalt laufenden Ecken . Es entsteht dort ziemlich starker Kaltschweiss.
Die gestrichelte Linie 12 zeigt den Rand des Metallsumpfes beim erfindungsgemässen Verfah- ren unter Anpassung der Kühlung. Der Sumpf ist nahezu rechteckig, so dass die vier Barrenkanten gut auslaufen; eine vorzeitige Kaltschweissbildung an den Barrenschmalseiten wird verhindert, und der Me niskus kann auf etwa 35 mm von Kokillenunterseite abgesenkt werden, ohne dass die Schmelze z. B. in Barrenmitte durchzubrechen droht.
Am besten wird die Kühleinrichtung der Schmal seiten von derjenigen der Breitseiten getrennt ausge führt. Vorteilhafterweise wird das unterschiedliche Kühlen zusätzlich durch unterschiedliche Abstände und unterschiedliche Grösse der Spritzlöcher an den Breitseiten der Kokille unterstützt.
Die Figuren 2 bis 14 zeigen eine für die Aus führung des erfindungsgemässen Verfahrens gut be währte Vorrichtung sowie schematisch eine für das Mehrfachstranggiessen bestimmte Apparatur.
Fig.2 ist eine Ansicht der verstellbaren Metall- zuführungsvorrichtung, Fig. 3 eine Draufsicht, Fig. 4 ein Längsschnitt durch den Schwimmer nach der Linie<B><I>A -A</I></B> von Fig. 5 und Fig. 5 eine Draufsicht auf den Schwimmer;
Fig. 6, 7 und 8 stellen Einzelheiten der Hubvorrichtung in verschiedenen Stellungen dar, Fig.9 eine Draufsicht auf die Walzbarrenkokille, Fig. 10 einen Längsschnitt nach der Linie B-B von Fig. 9 und Fig. 11 einen Querschnitt längs der Linie C-C von Fig. 9.
Die Figuren 12 bis 14 zeigen sche matisch in Ansicht (teilweise im Schnitt) bzw. in Draufsicht eine Absenkvorrichtung für das Mehr- fachstranggiessen bzw. das Hydraulikschema.
Die Zuführungsvorrichtung 13 in den Figuren 2 und 3 ruht mittels des abgekröpften Balkens 14 und der Hubvorrichtung 15 auf den Schmalseiten 16 der Walzbarrenkokille 17. Die Schmalseiten 16 sind in den Figuren 2 und 10 im Schnitt dargestellt. Mit 18 sind die Breitseiten der Kokille bezeichnet. 20 ist der Anfahrboden, der mit dem Absenkkolben 21 verbun den ist. Die Innenmasse der Kokille nach dem Bei spiel betragen 1020 und 265 mm, so dass Walz- barren von ca. 1000X260 mm gegossen werden.
Die Innenwandung 19 ist hier glatt (kann aber auch vertikal gerieft sein) und hat eine Höhe von 115 mm.
Die eigentliche Metallzuführung besteht einer seits aus dem mit Kokillenschlichte innen überzoge nen Graugussbecher 22, der mittels der Zuflussrinne 23 mit der Giessmetallschmelze beschickt wird und zwei Ausflussdüsen 24 besitzt, und anderseits aus dem Schwimmer 25 mit erhabenen Stellen 26 (Prall tellern), die den Metallzufluss im Zusammenwirken mit den Düsen 24 regulieren und letztere verschlies- sen, wenn der Metallspiegel in der Kokille den fest gelegten Höchststand erreicht.
Beim Anfahren wird die Zuflussrinne 23 zweckmässigerweise horizontal angeordnet, damit sie nach dem Absenken des Giess- bechers 22 nicht zu steil zu liegen kommt.
Mit seinen Enden 27 ruht der Schwimmer auf den Tragwinkeln 28, die durch die Zwischenstücke 29 mit dem abgekröpften Balken 14 durch einen Schraubenbolzen 30 mit Mutter verbunden sind. Dank den Schlitzen 31 lassen sich die Zwischenele mente 29 und infolgedessen die Winkel 28 in der Höhe einstellen.
Die Konstruktion und die Wirkungsweise der Hubvorrichtung 15 lassen sich am besten anhand der Figuren 6, 7 und 8 erklären.
Durch Betätigung des Hebels 32 werden die Kur venscheiben (Exzenterscheiben) 33 in Umdrehung versetzt, wodurch über die Rollen 34, die Träger 35 und den Tisch 36 das Auflager 37 des abgekröpften Balkens 14 gehoben oder gesenkt wird. Die Hülsen 38, die mit dem Tisch 36 fest verbunden sind, und die Bolzen 39 dienen zur Führung des Tisches 36 und des Auflagers 37. Das Absenken der Zuführungs vorrichtung 13 muss selbstverständlich auf beiden Seiten gleichmässig erfolgen. Dies wird durch die Arretiervorrichtung 40 erreicht, die mit einer eine Art Skala bildenden Reihe von Löchern 41 zusam menwirkt.
Vor der Betätigung des Hebels 32 wird der Hebel 42 angedrückt, wodurch die Spitz-. des Bolzens 43 aus dem Loch 41 herausgezogen wird, in dem sie gerade sitzt. Nach Erreichen der ge wünschten Stellung wird der Hebel 42 losgelassen und die Spitze des Bolzens 43 wird unter dem Druck der Schraubenfeder 44 in das entsprechende Loch 41 eingeführt und der Hebel 32 dadurch arretiert.
Bei der in den Figuren 2, 3, 9 bis 11 dargestellten Kokille bestehen die Breitseiten 18 aus einem strang- gepressten Hohlprofil aus AlMgSi; das Kühlwasser wird durch die Anschlüsse 45 dem Hohlraum 46 zu geführt und verlässt diesen durch die Bohrungen 47, die das Kühlwasser gegen die Breitseiten des austre tenden Stranges spritzen. Durch den beidseitigen Wasseranschluss wird in der Mitte ein Stau erzeugt, was einen Druckanstieg und somit eine stärkere Küh lung in der Mitte zur Folge hat. Ausserdem sind an beiden Enden der Hohlprofile 18 gegen die Schmal seiten hin auf 21/2 /o der Länge der Breitseiten keine Bohrungen angebracht.
Die ersten Bohrungen gegen die Mitte hin haben auf beidseits 8 % der Hohlprofil- länge einen Durchmesser von 2 mm, die übrigen Boh rungen (im mittleren Teil des Hohlprofils) einen sol chen von 2,5 mm. Die Schmalseiten 16 der Kokille sind als L-Profile ausgebildet und aus AlMgSi 5 ge gossen. Sie werden durch die Spritzrohre 48 gekühlt.
Diese weisen zwei Reihen von Spritzlöchern auf, die so angeordnet sind, dass das Kühlwasser einerseits an das L-Profil (indirekte Kühlung), anderseits knapp unterhalb des Kokillenrandes an den austretenden Walzbarren (direkte Kühlung) gespritzt wird. Das Kühlwasser wird durch den Anschluss 49 zugeleitet. Ein Ventil 50 ermöglicht die Regelung der Kühl wasserzufuhr.
Die Kokillenschmal- und Breitseiten sind mit einander verschraubt und verstiftet. Die Innenseiten 19 sind glatt bearbeitet. 51 sind Befestigungslappen.
Der Schwimmer nach den Figuren 4 und 5 ist so ausgebildet, dass der Metallaustritt horizontal gegen die Schmalseiten erfolgt. Er besteht aus 1,5 mm star kem Schwarzblech und ist mit Kokillenschlichte üb--r- zogen.
Vor Beginn des Giessens mit der in den Figuren 2 bis 11 dargestellten Apparatur werden der Giess- becher 22 und die Giessrinne 23 ausgebaut und d:r Schwimmer 25 durch Verschieben der Tragwinkel 28 auf den zum Angiessen notwendigen Abstand zwischen den Giessdüsen 24 und den Pralltellern 25 einreguliert. Die Hubvorrichtungen 15 werden mittels Exzenterscheiben 33 in Hochstellung gebracht. Wie schon erwähnt, muss das Angiessen zwecks Verhin derung eines Einfrierens des Schwimmers in der Nähc des Kokillenbodens bei hohem Meniskus erfolgen.
Sobald sich der Schwimmer von den Tragwinkeln 28 gelöst hat und somit frei spielt, können Anfahrkopf 20 und Absenkkolben 21 abgesenkt werden. Nach dem der Walzbarren um etwa 5 cm ausetreten ist, kann die Zuführungsvorrichtung 13 (die aus dem Giessbecher 22 und dem Schwimmer 25 besteht) lang sam abgesenkt werden, bis die gewünschte Meniskus höhe für dasWeitergiessen erreicht ist. DieAbsenkung muss gleichmässig erfolgen, was mit Hilfe der Loch skala 41 leicht durchführbar ist. Ist der gewünschte Meniskus erreicht, wird der Hebel 32 arretiert.
Bei Giessende muss die Reguliervorrichtung wie der gehoben werden, damit sie nicht einfrieren kann. Das geschieht in einem Zug mit Hilfe der Hebel 32, die das Ausheben des Schwimmers aus dem flüssigen Giesskopf ermöglichen. Durch das Anheben wird die in der Rinne 23 verbleibende Restschmelze in den Ofen oder den Tiegel zurückgeführt.
Beim Mehrfachstrang giessen hat die in den Fi guren 2 und 3 dargestellte Apparatur den Nachteil, dass man an vier, sechs oder mehr Stellen regulieren muss. Dieser Nachteil wird durch Verwendung der Reguliervorrichtung nach den Fig. 12 bis 14 vermie den. Diese wird unmittelbar auf den Rahmen 52 der Stranggiessmaschine aufgesetzt. Die verschiedenen Metallzuführungsvorrichtungen 13 ruhen auf einem einzigen Regulierrahmen 53 aus Winkeleisen, der mit Hilfe von vier hydraulisch betätigten Kolben 54., die in Zylindern 55 laufen, gehoben und gesenkt wird. Der Hub beträgt beispielsweise 100 mm.
Mittels einer Pumpe 65 (eine Handpumpe genügt) werden über ein Gleichlaufventil 57 die Kolben 54 synchron ge hoben. Das Absenken erfolgt durch die Belastung der Kolben 54 und das Steuern des ölrücklaufs in das ölreservoir 58 durch das Reulierventil 59. Der Re- Z, gulierrahmen 53 kann auf diese Weise von einem einzigen Ort gesteuert und in jeder beliebigen Höhe fixiert werden.
Es sind selbstverständlich noch andere Vorrich tungen zum Absenken der Metallzuführung und in folgedessen des Meniskus beim Anfahren möglich. Auch kann die Kokille anders gebaut sein als im be schriebenen Beispiel.
Üblicherweise wird der Strang in Wasser abge senkt, wobei der Wasserspiegel bis etwa 10 cm an die Kokillenunterkante herangeführt sein kann. Es kom men selbstverständlich andere Kühlmittel als Wasser in Frage. Ausserdem lässt sich zerstäubtes Wasser für die direkte Kühlung des Stranges benützen.
Method for the vertical continuous casting of non-ferrous metals The present invention relates to a method for the vertical continuous casting (sinking casting) of non-ferrous metals, especially aluminum and aluminum alloys, using a float in the liquid casting head that cooperates with one or more inflow nozzles as a valve for automatic control of the metal feed.
Particularly when continuously casting aluminum or aluminum alloy billets and extrusion billets, the experts try to obtain the smoothest possible surface and the thinnest possible columnar crystal layer on the circumference of the strand, which primarily requires intensive cooling of the strand produced. The thickness of the in particular on rolling ingots by machining treatment, z. B. by milling, layer to be removed (edge zone) and consequently the chip waste should be reduced to a minimum.
In the case of metal of so-called anodizing quality, i.e. H. which can be anodically oxidized in the form of sheets or profiles without streaks, stains and the like appearing during anodizing, it is also very desirable that when removing the edge zone, the area of the stem crystal zone after as little deep processing as possible is definitely eliminated.
The goal can e.g. B. by a high casting speed, d. H. by a high lowering speed of the resulting strand, or by casting with a low meniscus in the mold, d. H. with a low metal height in this.
Casting at a high lowering speed easily leads to the strand breaking, especially if it is a rolling billet. This mode of operation can therefore only be used to a limited extent, namely with strands of relatively small cross-sectional dimensions, e.g. B. of bars or plates.
When casting with a low meniscus, however, there is no risk of tearing, even if it is for example aluminum billets with a cross section of 800 X 150 mm and above.
As tests have shown, when sinking ingots with a cross-section of 800 x 150 mm and above, as well as extrusion billets (round bars) with a diameter of 200 mm and above, the meniscus height of less than 50 to 60 mm is maintained in the usual way to great difficulties because the distance between the float and the approach floor, which closes the bottom mold at the beginning, is too small and the float threatens to freeze over in the solidifying metal.
The invention is based on the knowledge that when lowering pouring using a valve float in the liquid pouring head when pouring, different pouring conditions must be observed than when pouring, if you z. For example, in the case of billets, the aim is to obtain the smoothest possible surface and an only thin edge zone with columnar crystals in a simple and safe way.
The method according to the invention is characterized in that, when starting up, the feed nozzle or nozzles and the float that interacts with them are set so high above the lower edge of the mold that the molten metal fed in rises to a height in the mold closed at the bottom by the approach floor in which there is no risk of the float freezing in the solidifying molten metal, and that shortly after the start of the lowering of the approach floor and the resulting metal strand, the nozzle resp.
Nozzles set to a height that is more than 10 mm lower, which causes the float and the meniscus to be lowered to the lower height desired for further pouring. For example, when continuously casting aluminum billets with a large cross-section, a meniscus height of 60 to 80 mm can be approached without difficulty and casting can continue with a meniscus height of 25 to 40 mm.
Up to now, the lowest meniscus height was around 50 to 60 mm when casting aluminum billets with a large cross section. The outlet end of the feed nozzle or the feed nozzles was at a level just above it. At the beginning of the casting operation, the Ko kille was quickly filled to 50 to 60 mm with the molten metal until the float closed the nozzle or nozzles.
As soon as the solidification of the molten metal had progressed sufficiently, the lowering of the start-up floor and, as a result, the resulting rolling ingot at the intended speed, began; the height of the nozzles and, consequently, the meniscus was not changed.
With a meniscus height of 50 to 60 mm, however, it is not possible to achieve optimal rapid solidification; the surface has transverse ribs, cold welds, etc., and the edge zone with columnar crystals is quite thick, so that under these circumstances it is practically impossible to cast an aluminum billet that can roll perfectly without machining the broad sides leaves.
Thanks to the method according to the invention, rolling ingots and extrusion billets made of aluminum and aluminum alloy (for example from AlMn and low-alloy AlMg) with a smooth surface can be cast, because it is possible to work with a very deep meniscus.
The aluminum billets can be rolled into sheets of anodized quality, as the columnar crystal zone is thin and even and can therefore be removed with certainty at a relatively low milling depth.
A further advantage of the method according to the invention is that the casting temperature range can be selected to be wider than before without cold weld points or thicker columnar crystal zones occurring. Bein Reinaluniinium you can z. B. expand the casting temperature range upwards by about 10 C and downwards by 10 to 15 C, which corresponds to a doubling of the range.
Even with AIMn and low-alloy AlMg, a smoother surface is noticeable due to a marked reduction in sweating.
In the continuous casting of rolling ingots, the method according to the invention can be supplemented by regulating the cooling of the narrow sides and the broad sides in such a way that an almost rectangular sump is created. In this way, the thickness of the solidification crust within the mold is largely the same on the broad sides of those on the narrow sides of the strand, with a small rounding at the corners.
These relationships are illustrated by FIG. 1, which shows a schematic plan view of a bar mold with the omission of the feed device. With 10 the mold is designated and with 11 the edge of the liquid metal sump just below the metal level in the conventional strand cast. As can be seen, the metal melt solidifies much more quickly at the four corners than at the middle of the broad and narrow sides. One speaks of cold running corners. There is quite a lot of cold sweat there.
The dashed line 12 shows the edge of the metal sump in the method according to the invention with adaptation of the cooling. The swamp is almost rectangular, so that the four edges of the bar run out well; Premature cold welding on the narrow sides of the ingot is prevented, and the cone can be lowered to about 35 mm from the underside of the mold without the melt z. B. threatens to break through in the middle of the bar.
The cooling device of the narrow sides is best carried out separately from that of the broad sides. Advantageously, the different cooling is additionally supported by different distances and different sizes of the injection holes on the broad sides of the mold.
FIGS. 2 to 14 show a device that has proven itself well for carrying out the method according to the invention and, schematically, an apparatus intended for multiple strand casting.
FIG. 2 is a view of the adjustable metal feed device, FIG. 3 is a plan view, FIG. 4 is a longitudinal section through the float along the line <B> <I> A </I> </B> of FIG. 5 and FIG. 5 is a plan view of the float;
6, 7 and 8 show details of the lifting device in different positions, FIG. 9 a top view of the rolling ingot mold, FIG. 10 a longitudinal section along the line BB of FIG. 9 and FIG. 11 a cross section along the line CC of FIG 9.
FIGS. 12 to 14 show schematically in a view (partly in section) or in a plan view a lowering device for multiple strand casting or the hydraulic scheme.
The feed device 13 in FIGS. 2 and 3 rests on the narrow sides 16 of the rolling ingot mold 17 by means of the cranked beam 14 and the lifting device 15. The narrow sides 16 are shown in section in FIGS. 2 and 10. With 18 the broad sides of the mold are designated. 20 is the approach floor, which is verbun with the lowering piston 21 the. The internal dimensions of the mold according to the example are 1020 and 265 mm, so that rolling ingots of approx. 1000 × 260 mm are cast.
The inner wall 19 is smooth here (but can also be grooved vertically) and has a height of 115 mm.
The actual metal feed consists on the one hand of the gray cast iron cup 22, which is coated on the inside with a mold coating and which is charged with the molten metal via the inflow channel 23 and has two outflow nozzles 24, and on the other hand of the float 25 with raised points 26 (impact plates), which the metal inflow regulate in cooperation with the nozzles 24 and close the latter when the metal level in the mold reaches the fixed maximum level.
When starting up, the inflow channel 23 is expediently arranged horizontally so that it does not come to lie too steeply after the pouring cup 22 has been lowered.
With its ends 27, the float rests on the support brackets 28, which are connected by the intermediate pieces 29 to the cranked beam 14 by a screw bolt 30 with a nut. Thanks to the slots 31, the Zwischenele elements 29 and consequently the angle 28 can be adjusted in height.
The construction and the mode of operation of the lifting device 15 can best be explained with reference to FIGS. 6, 7 and 8.
By actuating the lever 32, the cure venscheiben (eccentric disks) 33 are set in rotation, whereby the support 37 of the cranked beam 14 is raised or lowered via the rollers 34, the carrier 35 and the table 36. The sleeves 38, which are firmly connected to the table 36, and the bolts 39 serve to guide the table 36 and the support 37. The lowering of the feed device 13 must, of course, be carried out evenly on both sides. This is achieved by means of the locking device 40 which cooperates with a series of holes 41 forming a kind of scale.
Before actuating the lever 32, the lever 42 is pressed, whereby the pointed. of the bolt 43 is pulled out of the hole 41 in which it is currently seated. After reaching the desired position, the lever 42 is released and the tip of the bolt 43 is inserted under the pressure of the coil spring 44 into the corresponding hole 41 and the lever 32 is locked.
In the mold shown in FIGS. 2, 3, 9 to 11, the broad sides 18 consist of an extruded hollow profile made of AlMgSi; the cooling water is fed through the connections 45 to the cavity 46 and leaves it through the bores 47, which spray the cooling water against the broad sides of the strand exiting. The water connection on both sides creates a backlog in the middle, which results in a pressure increase and thus greater cooling in the middle. In addition, no holes are attached at both ends of the hollow profiles 18 against the narrow sides to 21/2 / o of the length of the broad sides.
The first holes towards the center have a diameter of 2 mm on both sides for 8% of the length of the hollow profile, the other holes (in the middle part of the hollow profile) have a diameter of 2.5 mm. The narrow sides 16 of the mold are designed as L-profiles and cast from AlMgSi 5 ge. They are cooled by the spray tubes 48.
These have two rows of spray holes which are arranged in such a way that the cooling water is sprayed onto the L-profile on the one hand (indirect cooling) and, on the other hand, just below the edge of the mold onto the emerging rolling ingot (direct cooling). The cooling water is fed in through connection 49. A valve 50 allows the regulation of the cooling water supply.
The narrow and broad sides of the mold are screwed and pinned together. The inner sides 19 are machined smooth. 51 are fastening tabs.
The float according to FIGS. 4 and 5 is designed so that the metal emerges horizontally against the narrow sides. It consists of 1.5 mm thick black plate and is coated with a mold finish.
Before starting pouring with the apparatus shown in FIGS. 2 to 11, the pouring cup 22 and the pouring channel 23 are removed and the float 25 is removed by moving the support bracket 28 to the distance between the pouring nozzles 24 and the baffle plates 25 required for pouring regulated. The lifting devices 15 are brought into the upper position by means of eccentric disks 33. As already mentioned, the casting must be carried out in the sewing of the mold bottom with a high meniscus in order to prevent the float from freezing.
As soon as the float has detached itself from the support brackets 28 and thus plays freely, the starting head 20 and lowering piston 21 can be lowered. After the billet has emerged by about 5 cm, the feed device 13 (which consists of the pouring cup 22 and the float 25) can be slowly lowered until the desired meniscus height is reached for further pouring. The lowering must take place evenly, which can easily be done with the help of the perforated scale 41. When the desired meniscus is reached, the lever 32 is locked.
At the end of pouring, the regulating device must be raised again so that it cannot freeze. This is done in one go with the aid of levers 32, which enable the float to be lifted out of the liquid pouring head. As a result of the lifting, the residual melt remaining in the channel 23 is returned to the furnace or the crucible.
When casting multiple strands, the apparatus shown in Figures 2 and 3 has the disadvantage that you have to regulate at four, six or more points. This disadvantage is avoided by using the regulating device according to FIGS. 12-14. This is placed directly on the frame 52 of the continuous casting machine. The various metal feed devices 13 rest on a single regulating frame 53 made of angle iron, which is raised and lowered with the aid of four hydraulically operated pistons 54 running in cylinders 55. The stroke is 100 mm, for example.
By means of a pump 65 (a hand pump is sufficient), the pistons 54 are raised synchronously via a synchronizing valve 57. The lowering takes place by loading the pistons 54 and controlling the oil return into the oil reservoir 58 by the regulating valve 59. The regulating frame 53 can in this way be controlled from a single location and fixed at any desired height.
There are of course other Vorrich lines for lowering the metal supply and consequently the meniscus when starting possible. The mold can also be constructed differently than in the example described.
Usually the strand is lowered in water, whereby the water level can be brought up to about 10 cm to the lower edge of the mold. Of course, other coolants than water are possible. In addition, atomized water can be used for direct cooling of the strand.