DE2532995A1

DE2532995A1 - Metallstranggussanlage mit einer vertikalen kokille

Info

Publication number: DE2532995A1
Application number: DE19752532995
Authority: DE
Inventors: Gottfried Ing Schmidt
Original assignee: Vereinigte Metallwerke Ranshoffen Berndorf AG
Current assignee: Austria Metall AG
Priority date: 1974-07-26
Filing date: 1975-07-23
Publication date: 1976-02-12
Also published as: ATA614874A; AT343830B; CH595158A5; GB1483024A

Description

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Anmelder: Vereinigte Metallwerke Ranshofen-Berndorf

Aktiengesellschaft, Braunau a.I., Österreich

Metallstranggußanlage mit einer vertikalen Kokille

Die Erfindung betrifft eine Metallstranggußanlage mit einer vertikalen Kokille, die von einem darüber befindlichen Gefäß, wie Ofenrinne, Vorherd od.dgl., im freien Fall mit Schmelze beschickt wird.

Derartige Anlagen sind zur Herstellung von Barren für Strangpressen und Walzwerke bekannt, die alle relativ große Querschnitte aufweisen. Sie sind daher zur Herstellung von Strängen geringen Querschnittes (0 etwa 20 mm) wie sie für nachfolgende kontinuierliche Walzwerke benötigt werden, nicht geeignet. Für solche Anlagen gibt es bereits kontinuierliche Gießanlagen mit einem Gießrad (z.B. Properzi-Verfahren), welches aber auch relativ große Anfangsquerschnitte liefert und daher für kleinere Walzwerke nicht geeignet ist. Für kleinere Querschnitte werden Horizontalstranggußanlagen verwendet, die jedoch eine an den Ofen angeflanschte Kokille besitzen. Dies bringt im allgemeinen folgende Nachteile mit sich:

1. Bei Kokillenwechsel muß der Gießofen leergefahren werden.

2. Die Kokille weist eine geringere Standfestigkeit auf.

3. Das Kristallgefüge ist nicht symmetrisch.

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4. Bei Kupfer ist nur der Guß von sauerstofffreiem Kupfer möglich.

Alle diese Nachteile werden bei der eingangs beschriebenen Anlage dadurch vermieden, daß die Kokille höhenverstellbar ausgebildet ist, so daß sie direkt an der AuslaufÖffnung des Gefäßes oder im Abstand davon besohiokbar ist.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben.

Darin zeigt Fig. 1 die Gesamtanlage mit direkt an das Gefäß bzw. den Ofen angesetzter Kokille, während die Fig. 2 dasselbe mit im Abstand befindlicher Kokille veranschaulicht. In Fig. 3 ist die Kokille im Querschnitt vergrößert dargestellt, während Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform ebenfalls im Detail und Querschnitt veranschaulicht. Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Anlage für mehrstrangiges Gießen in Auf- und Kreuzriß.

Vie man aus der Zeichnung (Fig. 1) erkennen kann, ist ein Induktions-Schmelzofen 10 mit einem angeflanschten Vorherd 11 versehen, der an seinem Boden eine durch einen verstellbaren Stopfen 12 verschließbare Gießdüse 13 aufweist. Unterhalb der Gießdüse 13 ist die aus mehreren Teilen bestehende Kokille 14 so angescliossen, daß der aus der Gießdüse 13 austretende Gießstrahl ohne Luftzutritt direkt in die Kokille eintritt. Dadurch ist es bei Kupfer möglich, Sauerstofffreies Kupfer abzugießen (<10 ppm 02). Der aus der Kokille 14 austretende Gießstrang 16 wird durch eine Rollenausziehvorrichtung 15 oszillierend oder kontinuierlich ausgezogen und gegebenenfalls in die Horizontale umgelenkt, wo er dann in einem nachgesohalteten kontinuierlichen Walzwerk 17 auf die gewünschte Dimension herunter-

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gewalzt wird. Um allfällige Geschwindigkeitstoleranzen auszugleichen, ist dem Walzwerk 17 ein Geschwindigkeitsregler 18 vorgeschaltet.

Will man hingegen sauerstoffhaltiges Kupfer gießen, so wird - wie in Fig. 2 dargestellt - die Kokille 14 mit Abstand unterhalb der Gießdüse angeordnet, so daß der aus dieser austretende Gießstrahl im freien Fall einen Luftraum passiert und dabei Sauerstoff aufnehmen kann. Dieser Abstand ermöglicht es auch, den Verschleißteil der Kokille auszuwechseln und/oder eine Vakuumentgasungseinrichtung bzw. eine nicht dargestellte Spülanlage zwisohen Vorherd 11 und Kokille 14 einzuschalten.

Die Kokille 14 selbst besteht - wie aus Fig. 3 ersichtlich - aus einem gut leitenden Kokillenteil 1 (beispielsweise aus Cu), in dem in seinem oberen Teil ein die Formgebung des Stranges 16 bewirkender Einsatz 3 aus einem gut schmierenden Werkstoff, wie z.B. Graphit, eingesetzt ist. Es kann dafür auch imprägnierter Graphit bzw. Sinterwerkstoffe angewendet werden. Der Einsatz 3 erweitert sich in seinem oberen Teil trichterförmig, wobei in diesem Teil von oben ein ebenfalls trichterförmiger Einlaufstutzen 5 hineinragt. Duroh diesen Einlaufstutzen fällt der im Vergleich zum Strang 16 sehr dünne Gießstrahl in die Kokille. Der Badspiegel im Einsatz 3 wird von einem Schmiermittel 19 (Graphitstaub, Ruß) abgedeckt. Anstelle der Abdeckung durch das Schmiermittel 19 kann auch gemäß Fig. 4 eine Abdeckung durch eine Graphitplatte 20 (Fig. 4) treten. Es soll auch dadurch der Zutritt von Luftsauerstoff zum Badspiegel verhindert werden.

Der trichterförmige Einsatz 3, der oben in den eigentliohen Kokillenteil 1 eingesetzt ist, wird in seinem Ober-

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teil von Ringräumen 21 umgeben, die als Isolierung dienen oder sogar zur Aufnahme einer Heizung geeignet sind. Der eigentliche Kokillenteil 1 ist in seinem unteren Teil von einem Außenmantel 2 umgeben, der einen oberen Ringraum 22 und einen unteren Rj^ngraum 23 zwischen sich und Kokillenteil 1 freiläßt. Der obere Ringraum 22 dient der Primärkühlung, die gegebenenfalls mit heißem Wasser (8o°) erfolgt, während der untere Ringraum der Sekundärkühlung mit Kaltwasser dient. Selbstverständlich ist es möglioh, am Austrittsende des Stranges 16 Öffnungen vorzusehen, durch welche das Sekundärkühlwasser den Strang berieselt und damit vor Nachoxidation schützen kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle der Wasserberieselung eine Schutzgasatmosphäre vorzusehen.

Der Außenmantel 2 ist in seinem oberen Teil konisch gehalten und auf den in diesem Teil ebenfalls konisch gehaltenen eigentlichen Kokillenteil 1 aufgesetzt. Es ergeben sich dadurch nicht nur günstige Dichtungsverhältnisse, sondern auch eine nach oben kontinuierlich verminderte Wärmeableitung vom Strang. Eine örtliche abrupte Abkühlung des Stranges 16 wird damit vermieden. Die Schrumpfspaltbildung tritt dadurch verzögert ein. Der Spalt zwischen eigentlichem Kokillenteil 1 und dem Außenmantel 2 wird von einem Tragring 4 abgedeckt, der dort noch für eine zusätzliche Dichtheit sorgt.

Der Einlaufstutzen 5 wird durch drei Tragarme gehalten. Zwischen den Tragarmen ist eine Zugänglichkeit zum Badspiegel und damit eine Möglichkeit für die Zugabe von Schmiermitteln gewährleistet.

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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf einstrangiges Gießen beschränkt, sondern es kann auch mehrstrangig gegossen werden, wie die Figuren 5 und 6 zeigen. Hier wird eine fünfstrangige Anlage veranschaulicht, welche darin besteht, daß dem Schmelzofen 10 und Vorherd 11 ein Zwisohengefäß angeflanscht ist, in welches durch den verstellbaren Stopfen 12 die Schmelze im freien Fall durch den Raum 26 einfließt. Das Zwischengefäß 24 ist durch eine Zwischenwand 25 geteilt, welche im Bad eintaucht und somit den Raum über dem Bad in zwei Teile teilt. Der eine Teil 26 ist somit luftdicht gegenüber dem anderen Teil 28 abgetrennt und kann an eine nicht eingezeichnete Vakuumanlage bzw. Spülgasanlage angeschlossen werden. Der Teil 28 beinhaltet die fünf Gießstopfen 27, welche zur Regelung des Gießstrahles in fünf Kokillen 14 dienen. Diese Kokillen sind durch Tragringe 4 gegebenenfalls zu einem Kokillenblook zusammengefaßt, der als Ganzer höhenverstellbar ist und entweder im Abstand vom Zwischengefäß oder direkt angeschlossen betrieben werden kann. Jede Kokille 14 im Kokillenblock besitzt einen eigenen Kühlkreislauf und ist somit getrennt regelbar. Auch das Zwisohengefäß 24 kann gegebenenfalls beheizt werden.

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Claims

Patentansprüche

f l.j Metallstranggußanlage mit einer vertikalen Kokille, die von einem darüber befindlichen Gefäß, wie Ofenrinne, Vorherd od.dgl., im freien Fall mit Schmelze beschickt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokille (14) höhenverstellbar ausgebildet ist, so daß sie direkt an der Auslauföffnung (13) des Gefäßes (ll) oder im Abstand davon beschickbar ist.
2. Metallstranggußanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Gefäß (11) austretende frei fallende Gießstrahl wesentlich dünner als der Querschnitt des aus der Kokille (14) austretenden Stranges (16) ist.,
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokille (14) mehrteilig ausgebildet ist, wobei im oberen Teil ein insbesondere trichterförmiger Einsatz (3) aus Graphit od.dgl., angeordnet ist.
4. Anlage naoh einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der trichterförmige Einsatz (3) über einen mit seinem Auslauf in ihn hineinragenden ebenfalls trichterförmigem Einlaufstutzen (5) vorzugsweise aus Graphit gespeist wird.
5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Einsatz (3) und Kokille (l) bzw. zwischen dieser und sie in ihrem unteren Teil umschließenden Außenmantel (2) Ringräume (22, 23) zum Isolieren bzw. Hindurohleiten von Kühl- oder Heizmittel vorgesehen sind.

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6. Anlage nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß Außenmantel (2) und Kokille (l) konisch ineinandergesteckt sind, wobei auch der Primär-Kühlmittelraum (22) nach oben konisch ausgebildet ist.
7. Anlage nach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil der Kokille (l) Ringräume (21) für eine Heizung vorgesehen sind.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokille (1) und Außenmantel (2) von einem Tragring (4) umgeben sind, der die Trennfuge überdeckt.
9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Badspiegel in der Kokille

(3) durch eine Graphitplatte (20) oder Schmiermittel (19) abgedeckt ist.
10. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren T_eil der Kokille zwei Ringräume (22, 23) vorgesehen sind, von denen der untere (23) gegebenenfalls zum austretenden Strang offen ist, so daß dieser vom Kühlmittel berieselt wird.
11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gefäß (11) und Kokille (14) eine Vakuumentgasungseinrichtung oder eine Behandlung mit Spülgasen vorgesehen ist.
12. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß be~i mehrstrangigem Gießen an den Vorherd (11) ein vorzugsweise beheiztes Zwisohengefäß (24)

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angeschlossen ist, dessen Innenraum durch eine Trennwand (25), die unter den Badspiegel reicht, in zwei Teile (26, 28) geteilt ist, von denen der Teil (26) gegebenenfalls an eine Evakuierungs- oder Spülgasanlage angesohlossen ist, während der Teil (28) die Gießstopfen für die Beschickung der einzelnen Kokillen aufweist.

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