EP0035958A2 - Stranggiesskokille - Google Patents

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EP0035958A2
EP0035958A2 EP81710011A EP81710011A EP0035958A2 EP 0035958 A2 EP0035958 A2 EP 0035958A2 EP 81710011 A EP81710011 A EP 81710011A EP 81710011 A EP81710011 A EP 81710011A EP 0035958 A2 EP0035958 A2 EP 0035958A2
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EP
European Patent Office
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gas
melt
mold
wall
supplied
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EP81710011A
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EP0035958A3 (en
EP0035958B1 (de
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Siegfried Prof. Dr.Ing. Engler
Herbert Dipl.-Ing. Woithe
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Vereinigte Aluminium Werke AG
Original Assignee
Individual
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/0401—Moulds provided with a feed head
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/049—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for direct chill casting, e.g. electromagnetic casting

Definitions

  • the invention relates to a method for the manufacture of semi-finished product from a non-ferrous metal by means of a continuous casting mold, wherein by supplying as G between the melt on the one hand and the H Dahlkopf- or ' Mold wall on the other hand, a stable pressure gas cushion is built up as a separating layer.
  • W alzbarren and ribbons ° is used any shape and alloy composition in general.
  • the separating layer formed by the gas cushion is intended to prevent the strand surface from touching the wall of the hot head and the rest of the mold wall.
  • the pressurized gas cushion is also intended for the purpose of heat dissipation or one Serve cooling, so that it comes to the so-called edge shell effect.
  • This heat dissipation or cooling in the area of the mold itself is referred to as primary cooling.
  • the strand is further cooled by water from the outside. This is known as secondary cooling.
  • the gas forming the pressure cushion is supplied at a temperature which is at least 100 ° C. above room temperature and that the mold wall remains uncooled.
  • the invention is based on the knowledge that the abovementioned errors can be avoided or reduced in their extent if, contrary to the knowledge previously considered valid, as little heat as possible is dissipated in the radial direction in the area of the mold and if the coarse outer shell zone is thus largely is avoided.
  • a significantly better surface quality of the cast strand is ensured. This in turn has the advantage that the amount of post-processing required is reduced accordingly. This can save considerable costs.
  • Carbon dioxide, nitrogen, argon, air or mixtures of these gases will advantageously be used to form the compressed gas cushion, especially since these gases are particularly low heat conductors.
  • the mold wall is heated before the casting process begins. Accordingly, the hot head wall can also be heated before the casting process begins.
  • the heating can take place either electrically or by means of the compressed gas itself, a combination of these two types of heating also being conceivable.
  • the gas is fed in at such a high temperature that radially outward transport of heat from the melt and thus an outer shell growth are largely prevented in the region of the compressed gas cushion.
  • the pressure gas cushion not only serves to prevent direct contact between the melt and the solidifying part of the strand on the one hand and the mold wall on the other hand, but also at the same time as a thermal separating layer, i.e. as a shield against a mold wall, the one has a lower temperature than the melt and the solidifying part of the strand. In other words, this means that the difference between the temperature of the gas and the liquidus temperature is kept as low as possible or even made zero.
  • the gas supplied escapes downwards and if the gas is supplied at such a pressure and in such an amount that the pressure of the gas in the pressure gas cushion is equal to or greater than the sum of the atmospheric pressure and the metallostatic Pressure of the melt in the area of the compressed gas cushion.
  • the gas used to build up the compressed gas cushion there are several options for supplying the gas used to build up the compressed gas cushion.
  • The. Gas can also be supplied at several points in the hot head cross section. It is advantageous according to the invention that the heated compressed gas is supplied both on the underside of the hot head and on the mold wall itself.
  • the gas pressure can be built up partly in an approximately vertical direction from above and partly in an approximately horizontal direction from the mold wall underneath.
  • An upper limit for the gas temperature to be selected will generally be given by the liquidus temperature or, at most, only a few degrees above this temperature. Since the melt has a temperature during casting that is higher than the liquidus temperature, such a quantity of heat can be released from the melt to the gas without disadvantages that the. corresponds to this temperature difference.
  • the continuous casting mold shown in FIG. 1 has an outer jacket part 11 and an insert part 12. Together with a base part 13 and a wall part 14, these form an annular space 15 which is closed in the circumferential direction and in which the water required for direct cooling is contained. Between the insert part 12 on the one hand and the bottom part 13 and the wall part 14 on the other hand, an annular gap-shaped channel 16 is formed, through which water is distributed over the circumference of a casting strand 17 to the outer circumferential surface thereof.
  • the wall part 14 ensures a uniform supply of the water fed into the annular space 15 at any point over the circumference.
  • the mold has a hot head 18 made of heat insulation the material, which also serves to prevent the liquid melt introduced into the mold from cooling.
  • the hot head 18 has an inwardly projecting wall 19 in contact with the melt, which at its deepest point merges into an obliquely upward and inclined underside 20.
  • a porous wall 21 adjoins the wall 19 offset to the outside. The part of the hot head 18 protruding inwards from this represents the hot head overhang 22.
  • an annular space 23 is formed by the insert part 12, the hot head 18 and by the wall 21 itself, to which gas flows via at least one channel 24 is fed under pressure.
  • the supply can alternatively also take place wholly or partly via cavities which are formed here in the form of a network 25 in the hot head 18 and in which heat can be exchanged between the gas and the hot head 18. If necessary, the mold and in particular its area formed by the hot head 18 can be additionally heated, for example by means of an electrical heater (not shown here).
  • a solidification front runs between the liquid melt, which is designated here by reference number 26, and the casting strand 17, which is made of solidified material.
  • the casting strand 17 is lowered in accordance with the progress of solidification, with new melt 26 being added at the same time.
  • the gas supplied to the annular space 23 has a temperature which corresponds approximately to the liquidus temperature and is therefore only slightly lower than the temperature of the supplied melt 26.
  • the pressure and the quantity of gas supplied in the annular space 23 are dimensioned such that the gas pressure in the compressed gas cushion corresponds approximately to the sum of the atmospheric pressure and the metallostatic pressure of the melt 26 in the region of the wall 21.
  • the pressure gas emerging from this can make contact between the wall 21 and the part of the underside 20 of the hot head 18 adjoining it, on the one hand, and the oxide skin on the outside of the casting strand 17 and in the region of the not yet solidified melt 26, on the other hand, by forming a corresponding pressure gas cushion prevent.
  • Heat dissipation in the radial direction to the outside is prevented by the temperature of the gas.
  • the solidification front 27 therefore also has a relatively flat course in the outer region, which shows that the edge shell effect which is otherwise caused by primary cooling is not or at least barely present.
  • the gas can only escape downward, since the lowest point of the wall 19 is lower than the highest point of the cross-sectional part of the melt located below the hot head overhang 22.
  • the embodiment shown in FIG. 2 contains only one differently designed hot head 28 with a side wall 29 protruding into the melt 26 downwardly open annular recess 30 of approximately U-shaped cross-section forms the underside of the hot head overhang 31.
  • the supply of the heated and pressurized gas takes place through one or more channels 32.
  • the lowest point of the wall also lies here 29 below the highest point of the cross-sectional area of the melt 26 located in the area of the recess 30.
  • the lower area of the hot head 28 is designed as a porous wall 37, behind which an annular space 38 is located. Channels 39 open into these, through which heated compressed gas can be supplied, as can channels 32.
  • the gas supplied can only escape downwards along the outside of the casting strand 17 and cannot escape upwards along the wall 29.
  • FIG. 3 shows a further embodiment only for a hot head 33, the hot head overhang 34 of which now has an obliquely downward nose from which the wall 35 projecting into the melt 26 extends upwards.
  • a portion of the heated and pressurized gas is supplied via channels 36 on the underside of the hot head overhang 34.
  • the lower region of the hot head 33 is also designed as a porous wall 40, behind which an annular space 41 is located. The latter is also supplied with heated compressed gas via channels 42.
  • the method proposed by the invention can be used advantageously not only for the continuous casting of aluminum and aluminum alloys, but generally for non-ferrous metals, for example for copper and magnesium, and their alloys.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Halbzeug aus einem Nichteisen-Metall durch Stranggießen mittels einer Durchlaufkokille. Es ist bekannt, durch Zuführen von Gas zwischen der Schmelze einerseits und einer zwangsgekühlten Kokillenwandung andererseits ein Gaspolster als Trennschicht aufzubauen. Bisher wurde der Schmelze bereits im Bereich der Kokille durch die Primärkühlung Wärme entzogen, was die Entstehung einer Randschalenzone zur Folge hatte. Die Erfindung hat erkannt, daß sich eine Verbesserung der Gießstrangqualität und eine Verringerung des bisher durch die notwendige Nachbearbeitung entstandenen Aufwandes dadurch erreichen läßt, daß man im Bereich der Kokille eine Wärmeabfuhr aus der Schmelze in radialer Richtung sowie einen Wandkontakt der Schmelze verhindert. Zu diesem Zweck soll das zur Bildung einer Trennschicht dienende Druckgas mit einer Temperatur zugeleitet werden, die mindestens 100°C über der Raumtemperatur liegt, wobei die Kokillenwand ungekühlt bleibt bzw. beheizt wird. Dies führt zu einer bedeutenden Qualitätsverbesserung und zur Einsparung zumindest eines wesentlichen Teils der sonst notwendigen Nachbearbeitung (Figur 1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Halbzeug aus einem Nichteisen-Metall durch Stranggießen mittels einer Kokille, wobei durch Zuführen von Gas zwischen der Schmelze einerseits und der Heißkopf- bzw.' Kokillenwandung andererseits ein stabiles Druckgaspolster als Trennschicht aufgebaut wird.
  • Im Rahmen eines derartigen Verfahrens wird im allgemeinen eine Durchlaufkokille zur Herstellung von Rundbarren, Walzbarren und Bändern°beliebiger Form und beliebiger Legierungszusammensetzung verwendet. Die durch das Gaspolster gebildete Trennschicht soll eine Berührung der Strangoberfläche mit der Wandung des HeiBkopfes und der übrigen Kokillenwandung verhindern.
  • Obwohl sich Halbzeugfabrikate mit dem Stranggießverfahren wirtschaftlicher herstellen lassen als mit der Verwendung von Standkokillen und auch eine bessere Qualität erreichbar ist, treten beim Stranggießen immer noch Fehlerscheinungen auf, die einer sofortigen Weiterverarbeitung aus dem Gußzustand entgegenstehen. Neben inneren Fehlern wie Rissen und gegebenenfalls auch Porosität gehören hierzu Oberflächenfehler, die als Welligkeit der Stranggußoberfläche, als Aufreißen derselben, als Kaltläufe, als Oberflächenseigerung oder auch als Reiblinien an der Strangoberfläche in Erscheinung treten können. Deshalb müssen die Gußprodukte vor einer Weiterverarbeitung nachbehandelt werden, zum Beispiel durch Fräsen oder durch Abdrehen.
  • Außer dem Zweck, eine Berührung zwischen der Wandung des Heißkopfes und der Kokillenwand einerseits sowie der Strangoberfläche andererseits zu verhindern, soll das Druckgaspolster gleichzeitig dem Zweck der Wärmeabfuhr bzw. einer Kühlung dienen, damit es zu dem sogenannten-Randschaleneffekt kommt. Dies bedeutet die Bildung einer Erstarrungszone im Randbereich des Stranges in Höhe der Kokillenwandung. Diese Wärmeabfuhr bzw. Kühlung im Bereich der Kokille selbst bezeichnet man als Primärkühlung. Unmittelbar vom Verlassen der Kokille an wird der Strang von außen durch Wasser weiter abgekühlt. Dies bezeichnet man als Sekundärkühlung.
  • Es war Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Auftreten der obengenannten Fehler, insbesondere der Oberflächenfehler, am Gußprodukt zu verhindern und eine notwendige Nachbearbeitung zu vermeiden oder zumindest das Ausmaß dieser Fehlerhaftigkeit und das Ausmaß der erforderlichen. Nachbearbeitung soweit wie möglich herabzusetzen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das das Druckpolster bildende Gas mit einer Temperatur zugeleitet wird, die mindestens 100° C über der Raumtemperatur liegt, und daß die Kokillenwand ungekühlt bleibt.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich die genannten Fehler vermeiden bzw. in ihrem Ausmaß herabsetzen lassen, wenn entgegen den bisher für gültig erachteten Erkenntnissen im Bereich der Kokille möglichst wenig Wärme in radialer Richtung nach außen abgeführt wird und wenn somit die grobe Randschalenzone weitgehend vermieden wird. Gleichzeitig wird durch die Verhinderung einer direkten Berührung zwischen der Schmelze und dem erstarrenden Teil des Stranges einerseits und der Kokillenwand andererseits eine wesentlich bessere Oberflächenbeschaffenheit des Gußstranges gewährleistet. Dies wiederum hat den Vorteil, daß das Ausmaß der notwendigen Nachbearbeitung entsprechend herabgesetzt wird. Hierdurch lassen sich erhebliche Kosten einsparen.
  • Zur Bildung des Druckgaspolsters wird man vorteilhaft Kohlendioxid, Stickstoff, Argon, Luft oder Mischungen aus diesen Gasen verwenden, zumal diese Gase in besonders geringem Maße wärmeleitend sind.
  • Damit auch eine anfängliche Wärmeabfuhr in radialer Richtung zu Beginn des Gießvorganges weitgehend oder sogar vollständig vermieden werden kann, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Kokillenwand bereits vor Beginn des Gießvorganges beheizt wird. Entsprechend kann auch die Heißkopfwand bereits vor Beginn des Gießvorganges beheizt werden.
  • Das Beheizen kann entweder elektrisch oder durch das Druckgas selbst erfolgen, wobei auch eine Kombination dieser beiden Beheizungsarten denkbar ist.
  • Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Gas mit einer so hohen Temperatur zugeleitet wird, daß im Bereich des Druckgaspolsters ein radial nach außen gerichteter Transport von Wärme aus der Schmelze und damit ein Randschalenwachstum weitgehend unterbunden werden. Wenn nur die Gastemperatur ausreichend hoch ist, dient das Druckgaspolster nicht nur zur Verhinderung einer unmittelbaren Berührung zwischen der Schmelze und dem erstarrenden Teil des Stranges einerseits und der Kokillenwand andererseits, sondern gleichzeitig auch als thermische Trennschicht, das heißt als Abschirmung gegenüber einer Kokillenwand, die eine niedrigere Temperatur hat als die Schmelze und der erstarrende Teil des Stranges. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß man die Differenz zwischen der Temperatur des Gases und der Liquidustemperatur auf einem möglichst niedrigen Wert hält oder sogar zu null werden läßt.
  • Ferner ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, wenn das zugeführte Gas nach unten entweicht und wenn das Gas unter einem solchen Druck und in'einer solchen Menge zugeführt wird, daß der Druck des Gases im Druckgaspolster gleich oder größer ist als die Summe aus dem Atmosphärendruck und dem metallostatischen Druck der Schmelze im Bereich des Druckgaspolsters.
  • Für die Zuführung des zum Aufbau des Druckgaspolster dienenden Gases gibt es mehrere Möglichkeiten. Das. Gas kann auch gleichzeitig an mehreren Stellen des HeiBkopfquerschnittes zugeführt werden. So ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, daß das erhitzte Druckgas sowohl an der Unterseite des Heißkopfes als auch an der Kokillenwand selbst zugeführt wird. Somit kann der Gasdruck teilweise in etwa senkrechter Richtung von oben her und teilweise von der darunterliegenden-Kokillenwandung aus in etwa horizontaler Richtung aufgebaut werden.
  • Eine obere Grenze für die zu wählende Gastemperatur wird im allgemeinen durch die Liquidustemperatur oder eine allenfalls nur wenige Grade über dieser liegende Temperatur gegeben sein. Da die Schmelze beim Gießen eine Temperatur hat, die höher ist als die Liquidustemperatur, kann ohne Nachteile eine solche Wärmemenge von der Schmelze an das Gas abgegeben werden, die die- . ser Temperaturdifferenz entspricht.
  • Nachfolgend werden einige vorteilhafte Ausgestaltungen der.Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben.
  • Im einzelnen zeigen:
    • Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine Kokille;
    • Fig. 2 in einer der Darstellung nach Figur 1 entsprechende Darstellung einen Teilschnitt durch eine andere Ausführungsform der Kokille.
    • Fig. 3 einen Teilbereich aus einem solchen Teilschnitt, der eine andere Form des Heißkopfüberhanges darstellt.
  • Für alle Ausführungsformen gilt gemeinsam, daß jeweils der links einer Mittelachse 1o befindliche Teil einer Kokille dargestellt ist, wobei diese einen kreisförmigen Querschnitt hat. Selbstverständlich ist die Erfindung auch für Kokillen anwendbar, die, eine andere Querschhittsform haben.
  • Die in Figur 1 dargestellte Stranggießkokille hat einen äußeren Mantelteil 11 und einen Einsatzteil 12. Diese bilden zusammen mit einem Bodenteil 13 und einem Wandteil 14 einen in Umfangsrichtung geschlossenen Ringraum 15, in dem das für die direkte Kühlung benötigte Wasser enthalten ist. Zwischen dem Einsatzteil 12 einerseits und dem Bodenteil 13 und dem Wandteil 14 andererseits ist ein ringspaltförmiger Kanal 16 gebildet, durch den über den Umfang eines Gießstranges 17 verteilt Wasser an die äußere Umfangsfläche desselben herangeführt wird. Der Wandteil 14 gewährleistet über den Umfang hin eine gleichmäßige Zuführung des an beliebiger Stelle in den Ringraum 15 eingespeisten Wassers.
  • Die Kokille hat einen Heißkopf 18 aus wärmeisolierendem Material, der unter anderem auch dazu dient, eine Abkühlung der in die Kokille eingebrachten flüssigen Schmelze zu verhindern. Der Heißkopf 18 hat eine nach innen ragende und mit der Schmelze in Berührung stehende Wandung 19, die an ihrem tiefsten Punkt in eine schräg nach oben und geneigt verlaufende Unterseite 20 übergeht. Gegenüber der Wandung 19 nach außen versetzt schließt eine poröse Wand 21 an. Der von dieser aus nach innen hervorstehende Teil des Heißkopfes 18 stellt den Heißkopfüberhang 22 dar. An der Rückseite der Wand 21 ist durch den Einsatzteil 12, den Heißkopf 18 und durch die Wand 21 selbst ein Ringraum 23 gebildet, dem über mindestens einen Kanal 24 Gas unter Druck zugeführt wird. Die Zuführung kann alternativ ganz oder teilweise auch über Hohlräume erfolgen, die hier in Form eines Netzwerkes 25 im Heißkopf 18 ausgebildet sind und in denen Wärme zwischen dem Gas und dem Heißkopf 18 getauscht, werden kann. Gegebenenfalls können die Kokille und insbesondere ihr durch den HeiBkopf 18 gebildeter Bereich zusätzlich beheizt werden, zum Beispiel mittels einer hier nicht dargestellten elektrischen Heizung.
  • Zwischen der flüssigen Schmelze, die hier mit der Bezugsziffer 26 bezeichnet ist, und dem aus bereits erstarrtem Material bestehenden Gießstrang 17 verläuft eine mit der Bezugsziffer 27 bezeichnete Erstarrungsfront.
  • Während des Gießens wird der Gießstrang 17 entsprechend dem Fortschritt der Erstarrung abgesenkt, wobei gleichzeitig neue Schmelze 26 hinzugegeben wird. Das dem Ringraum 23 zugeführte Gas hat eine Temperatur, die etwa der Liquidustemperatur entspricht und somit nur wenig niedriger ist als die Temperatur der zugeführten Schmelze 26. Der Druck sowie die zugeführte Menge des Gases im Ringraum 23 sind so bemessen, daß der Gasdruck im Druckgaspolster
    etwa der Summe aus dem Atmosphärendruck und dem metallostatischen Druck der Schmelze 26 im Bereich der Wand 21 entspricht. Somit kann das aus dieser austretende Druckgas eine Berührung zwischen der Wand 21 und dem an diese angrenzenden Teil der Unterseite 20 des Heißkopfes 18 einerseits und der Oxydhaut an der Außenseite des Gießstranges 17 und im Bereich der noch nicht erstarrten Schmelze 26 andererseits durch Bildung eines entsprechenden Druckgaspolsters verhindern. Durch die Temperatur des Gases wird eine Wärmeabfuhr in radialer Richtung nach außen unterbunden. Die Erstarrungsfront 27 hat deshalb auch im äußeren Bereich einen verhältnismäßig flachen Verlauf, der erkennen läßt, daß der sonst durch Primärkühlung bewirkte Randschaleneffekt nicht oder zumindest kaum mehr vorhanden ist. Wie Figur 1 ferner erkennen läßt, kann das Gas nur nach unten entweichen, da der tiefste Punkt der Wandung 19 tiefer liegt, als der höchste Punkt des unterhalb des Heißkopfüberhanges 22 befindlichen Querschnittsteils der Schmelze.
  • Erst unterhalb der porösen Wand 21 und damit unterhalb der Erstarrungsfront 27 erfolgt eine Kühlung durch das aus dem ringspaltförmigen Kanal 16 austretende Wasser. Unmittelbar im Austrittsbereich des Kanals 16 wird die Kühlwirkung an der Außenfläche des Gießstranges 17 zunächst noch dadurch etwas herabgesetzt, daß das Druckgas dort mit einer verhältnismäßig hohen Temperatur austritt. Für Aluminium-Strangguß zum Beispiel gilt eine Temperatur in der Größenordnung von 700° C.
  • Gegenüber der Ausführungsform nach Figur 1 enthält die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform nur einen unterschiedlich ausgebildeten Heißkopf 28 mit einer in die Schmelze 26 hineinragenden seitlichen Wandung 29. Eine nach unten offene ringförmige Aussparung 30 von etwa U-förmigem Querschnitt bildet die Unterseite des Heißkopfüberhanges 31. Die Zuführung des erwärmten und unter Druck stehenden Gases erfolgt durch ein oder mehrere Kanäle 32. Wie Figur 2 erkennen läßt, liegt auch hier der tiefste Punkt der Wandung 29 unterhalb des höchsten Punktes des im Bereich der Aussparung 30 befindlichen Querschnittsbereiches der Schmelze 26. Der untere Bereich des Heißkopfes 28 ist als poröse Wand 37 ausgebildet, hinter der sich ein Ringraum 38 befindet. In diesen münden Kanäle 39, durch die ebenso wie durch die Kanäle 32 erhitztes Druckgas zugeführt werden kann. Wie Figur 2 erkennen läßt, kann das zugeführte Gas nur an der Außenseite des Gießstranges 17 entlang nach unten entweichen und nicht entlang der Wandung 29 nach oben austreten.
  • Figur 3 schließlich zeigt eine weitere Ausführungsform nur für einen Heißkopf 33, dessen Heißkopf-Uberhang 34 jetzt eine schräg nach unten gerichtete Nase hat, von der aus sich die in die Schmelze 26 hineinragende Wandung 35 nach oben erstreckt. Ein Teil des erwärmten und unter entsprechendem Druck stehenden Gases wird über Kanäle 36 an der Unterseite des HeißkopfÜberhanges 34 zugeführt. Im übrigen ist auch hier der untere Bereich des Heißkopfes 33 als poröse Wand 4o ausgebildet, hinter der sich ein Ringraum 41 befindet. Letzterer wird über Kanäle 42 ebenfalls mit erhitztem Druckgas versorgt.
  • Im übrigen gilt, soweit es hier nicht ausdrücklich unter Bezug auf die Figuren 2 und/oder 3 anders beschrieben ist, daß im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach Figur 1 Gesagte.
  • Das von der Erfindung vorgeschlagene Verfahren ist nicht nur zum Stranggießen von Aluminium und Aluminium-Legierungen mit Vorteil anwendbar, sondern allgemein für Nichteisen-Metalle, zum Beispiel für Kupfer und Magnesium, sowie deren Legierungen.
  • Durch die Unterbringung von Kühlwasser in dem Ringraum 15 und durch die Ableitung desselben über den ringspaltförmigen Kanal 16 wird in keinem Fall eine indirekte Kühlung der Schmelze auf dem Weg über die Kokillenwand bewirkt. Ein Wärmefluß bestimmter Größe durch den Heißkopf insbesondere in'Richtung auf das Kühlwasser ist unvermeidbar, im übrigen aber für das Verfahren ohne Bedeutung. Es ist aber vorteilhaft, das Kühlsystem so auszubilden und mit Hilfe des ringspaltförmigen Kanals 16 die Kühlung in einer genau definierten und scharf begrenzten Zone des Gußstranges zur Wirkung zu bringen, um eine möglichst gleichmäßige Schrumpfung des Gußstranges über dem Umfang zu erzielen.
    • Bezugsziffernliste
    • 10 Mittelachse
    • 11 Mantelteil
    • 12 Einsatzteil
    • 13 Bodenteil
    • 14 Wandteil
    • 15 Ringraum
    • 16 Kanal
    • 17 Gießstrang
    • 18 Heißkopf
    • 19 Wandung
    • 20 Unterseite .
    • 21 Wand
    • 22 Heißkopfüberhang
    • 23 Ringraum
    • 24 Kanal
    • 25 Netzwerk
    • 26 Schmelze
    • 27 Erstarrungsfront
    • 28 Heißkopf
    • 29 Wandung
    • 30 Aussparung
    • 31 Heißkopfüberhang
    • 32 Kanal
    • 33 Heißkopf
    • 34 Heißkopfüberhang
    • 35 Wandung
    • 36 Kanal
    • 37 Wand
    • 38 Ringraum
    • 39 Kanal
    • 40 Wand
    • 41 Ringraum
    • 42 Kanal

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen von Halbzeug aus einem Nichteisen-Metall durch Stranggießen mittels einer Kokille, wobei durch Zuführung von Gas zwischen der Schmelze einerseits und der Heißkopf- bzw. Kokillenwandung andererseits ein stabiles Druckgaspolster als Trennschicht aufgebaut wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mit einer Temperatur zugeleitet wird, die mindestens 100°C über der Raumtemperatur liegt, und daß die Kokillenwand ungekühlt bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokillenwand bereits vor Beginn des Gießvorganges beheizt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißkopfwand bereits vor Beginn des Gießvorganges beheizt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Beheizen elektrisch erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Beheizen durch das Druckgas selbst erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mit einer so hohen Temperatur zugeleitet wird, daß im Bereich des Druckgaspolsters ein radial nach außen gerichteter Transport von Wärme aus der Schmelze und damit ein Randschalenwachstum weitgehend unterbunden werden.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zugeführte Gas nach unten entweicht und daß das Gas unter einem solchen Druck und in einer solchen Menge zugeführt wird, daß der Druck des Gases im Druckgaspolster gleich oder größer ist als die Summe aus dem Atmosphärendruck und dem metallostatischen Druck der Schmelze im Bereich-des Druckgaspolsters.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Druckgaspolsters Kohlendioxid, Stickstoff, Argon, Luft oder Mischungen aus diesen Gasen dienen.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erhitzte Druckgas sowohl an der Unterseite des Heißkopfes als auch an der Kokillenwand selbst zugeführt wird.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erhitzte Druckgas durch poröse Wandungsteile dem Druckgaspolster zugeführt wird.
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DE3008781A DE3008781C2 (de) 1980-03-07 1980-03-07 Verfahren zum Stranggießen von Metallen
DE3008781 1980-03-07

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Publication Number Publication Date
EP0035958A2 true EP0035958A2 (de) 1981-09-16
EP0035958A3 EP0035958A3 (en) 1981-11-25
EP0035958B1 EP0035958B1 (de) 1984-07-18

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ID=6096546

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Country Status (3)

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EP (1) EP0035958B1 (de)
AT (1) ATE8467T1 (de)
DE (2) DE3008781C2 (de)

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