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Verfahren und Maschine zum Stranggiessen von Metallen
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des Bodens der Giessrille und dem Abdeckband liegen, oder mit dem Abdeckband tangential in Berührung kommen, d. h. das flüssige Metall füllt die Giessrille in ihrem obersten Teil teilweise oder ganz auf. Die Giessrinne wird im wesentlichen horizontal und in flüssigkeitsdichtem Kontakt mit der Giessrille angeordnet und der Metallspiegel liegt in der Giessrille und in der Giessrinne auf gleicher Höhe.
Die Giessrinne kann aber auch etwas erhöhte Wände haben, die an ihrem vorderen Teil an das Abdeckband dicht anschliessen, was ermöglicht, den Metallspiegel in der Giessrinne etwas höher als den höchsten Punkt der Wände der Giessrille zu halten, so dass er mit dem Abdeckband in Kontakt kommt, bevor dieses das Giessrad berührt.
Der Metallspiegel wird in der Giessrinne mittels einer an sich bekannten Vorrichtung auf konstanter Höhe gehalten, so dass auch der Metallspiegel vor der Erstarrungsfront im Giessformhohlraum automatisch eine konstante Höhe erhält. Es ist also nicht mehr notwendig, wie bei den bekannten Verfahren, in das vor der Erstarrungsfront befindliche flüssige Metall selbst eine den Verlauf der Erstarrung störende Reguliervorrichtung einzutauchen. Als Niveauregulierungsvorrichtung kann z. B. ein Schwimmer verwendet werden. Es ist auch möglich, die Metallspiegelhöhe durch Kapazitätsmessung zu bestimmen, wobei eine Elektrode durch die Metalloberfläche und die andere Elektrode durch eine mit Abstand darüber angeord- nete Metallplatte gebildet wird, und die Kapazitätsschwankungen zum Kippen des Vorratsbehälters ausgewertet werden.
Ein solches Verfahren bietet den Vorteil, dass das flüssige Metall aus dem Vorratsbehälter (Giessofen oder Giesspfanne) durch eine Verbindungsrinne in die Giessrinne und sodann in die Giessrille praktisch ohne Niveauunterschied in ruhigem Fluss geführt werden kann.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens erstreckt sich der flüssige Metallvorrat über beide Seiten des Giessradscheitels. Die Speisung erfolgt durch die Giessrinne vor dem Scheitel des Giessrades (in dessen Drehsinn gesehen). Auf der andern Seite des Scheitels ist der flüssige Metallvorrat durch die Erstarrungsfront begrenzt. Die Lage dieser Front wird durch die Einstellung der Kühlung des Giessrades bestimmt.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird ferner der flüssige Metallvorrat so konstant gehalten, dass die Oberfläche seines freien Spiegels gegenüber seiner Tiefe gross ist. Der flüssige Metallvorrat übernimmt damit die Rolle eines Puffers und ist fähig, die trotz der vorgenommenen automatischen Regulierung der Metallspiegelhöhe in der Giessrinne unvermeidbaren kleinen Abweichungen der Zuführung des geschmolzenen Metalles aufzunehmen, ohne die Erstarrungsgeschwindigkeit praktisch zu beeinflussen.
Das erfindungsgemässe Verfahren bietet also den Vorteil, dass der Strom des geschmolzenen Metalles mit einem regelmässigen, gefällelosen Fluss von der Giessrinne zur Erstarrungsfront im Giessformhohlraum übergeführt wird. Dadurch wird das Metall über die ganze Breite der Giessrille einheitlich verteilt und es fliesst ohne Wirbelströmung bis an die Erstarrungsfront. Gleichzeitig wird auch die Bildung und das Mitreissen von Oxydhäutchen wirkungsvoll und in einfacher Weise verhindert.
Die Giessrinne kann, wie schon erwähnt, so weit geführt werden, dass sie mit ihrem vorderen Teil das Abdeckband beruht ; es kann aber auch zwischen diesen beiden Teilen ein kleiner Abstand gelassen werden.
Die Erfindung betrifft ferner eine Stranggiessmaschine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Diese Maschine besteht im wesentlichen aus einem von innen durch Wasser gekühlten Giessrad, dessen Kranz eine nach aussen offene Giessrille aufweist, die von einem mittels Umlenkrädern gegen das Giessrad gespannten, sich synchron mit dem Giessrad bewegenden, mit Brausen gekühlten Abdeckband, das durch eines der Umlenkräder an den oberen Teil des Giessrades angelegt wird, über einem Teil des Giessradumfanges abgedeckt ist und so den Giessformhohlraum bildet, und aus einer das geschmolzene Metall dem Eintritt des Giessformhohlraumes zuführenden Giessrinne ;
erfindungsgemäss wird das Abdeckband durch das Umlenkrad oberhalb des Niveaus des Scheitels des Bodens der Giessrille an das Giessrad herangeführt und die Giessrinne mündet im Bereich des Giessradscheitels, vorzugsweise - im Drehsinn des Giessrades gesehen-im Bereich vor dessen Scheitel ein, wobei ihr Ausguss dichtend am Boden und an den Wänden der Giessrille anliegt, um ein Zurückfliessen von Metall über den aufsteigenden Teil der Giessrille zu verhindern ; die Giessrinne weist ferner mindestens in der Nähe des Giessrades einen waagrechten, als Metallspeicher vor dem Eintritt des Giessformhohlraumes dienenden Teil auf und ist an ihrem vom Giessrad entfernten Teil auf einer parallel zur Achse des Giessrades liegenden Achse schwenkbar gelagert.
Die Erfindung wird anHand der Zeichnungen näher erläutert. Fig. lzeigt schematisch eine erfindungsgemässe Stranggiessmaschine in Seitenansicht. Fig. 2 stellt in grösserem Massstab und im Längsschnitt das Eingusssystem der in Fig. 1 gezeigten Stranggiessmaschine dar. Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie ni-in in Fig. 1. Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 1.
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offene Giessrille 2 bildet. Die Giessrille 2 ist auf einem Teil des Giessradumfanges durch ein Ab- deckband 3 abgedeckt, wodurch der Giessformhohlraum 4 gebildet wird.
Am oberen Teil des Giess- rades 1 wird flüssiges Metall durch eine Giessrinne 5 in den Giessformhohlraum 4 eingeführt ; der erzeugte Strang 6 verlässt das Giessrad an dessen unterem Teil und wird in bekannter Weise weiter trans- portiert und bearbeitet. Das Abdeckband 3 ist über Umlenkräder 7,8, 9 und 10 auf einer endlosen
Umlaufbahn geführt. Das Giessrad wird von innen durch fliessendes Wasser und das Abdeckband von aussen durch Brausen 11 gekühlt.
Die Giessrille 2 kann im Querschnitt beliebige Form aufweisen. Sie ist aber vorzugsweise im wesentlichen U-förmig und ihre Seitenwände sind nach aussen abgeschrägt, damit das Herausnehmen des
Stranges erleichtert wird. Das Abdeckband, das aus Stahl besteht, wird vorzugsweise vom Giessrad ange- trieben und läuft somit synchron mit dem Giessradkranz.
Das Umlenkrad 7 befindet sich am Scheitel des Giessrades und presst das Abdeckband 3 gegen das Giessrad. Der Eintritt der Schmelze in den Giessformhohlraum erfolgt somit waagrecht. Die Geschwin- digkeit und die Kühlung des Giessrades einerseits und die Metallzufuhr anderseits sind so aufeinander ab- gestimmt, dass die Erstarrungsfront stets am gleichen Ort bleibt, vorzugsweise in der Nähe des Giessrad- scheitels.
Die Speisung der Stranggiessmaschine erfolgt durch die Giessrinne 5, deren vorderer Teil im Quer- schnitt genau dem Giessrillenquerschnitt angepasst ist und sich vor dem Scheitel des Giessrades am Boden der Giessrille dichtend abstützt. Das Metall kommt von einem Vorratsbehälter über eine Verbindungsrin- ne 12 und einen Schwimmer 13 in die Giessrinne 5. Die Giessrinne 5 liegt im wesentlichen waagrecht. Sie ist an ihrem hinteren Teil durch eine parallel zur Achse des Giessrades liegende Achse 14 schwenkbar gelagert und ihr als Ausguss ausgebildeter vorderer Teil ruht auf dem Giesskranz.
Die Giessrinne mündet in der Giessrille vor dem Giessradscheitel ein und das Metall strömt bei seinem
Ausfliessen aus der Giessrinne dem Gefälle des Giessrades entgegen. Es ist aber auch möglich, die Spitze der Giessrinne weiter bis über den Scheitel des Bodens der Giessrille zu führen, immer aber unter der Vor- aussetzung, dass der Spiegel des flüssigen Metallvorrates höher liegt als der Boden der Giessrinne. In bei- denFällen sind die Fugen zwischen dem Ausguss der Giessrinne 5 und der Giessrille 2 einem metallo- statischen Druck ausgesetzt und müssen gut abgedichtet sein. Der Schnabel 15 der Giessrinne muss also aus einem Material hergestellt werden, das die gewünschte Dichtung sichert, und kann, wie dargestellt, als Ansatzstück ausgebildet sein. Die ganze Giessrinne kann aber auch einstückig ausgebildet werden und aus einem solchen Material bestehen.
Wenn die Giessrinne aus ungenügend dichtendem Material herge- stellt ist, ist es auch noch möglich, die Auflagefläche des Schnabels auf dem Giessrad noch mit einem dichtenden Überzug zu versehen.
Der Ausguss muss gegen das Giessrad bzw. gegen die Giessrille gepresst werden, was schon durch das
Eigengewicht der Giessrinne 5 und das Gewicht des in der Giessrinne befindlichen geschmolzenen Me- talles geschieht. Es ist jedoch oft notwendig, eine zusätzliche Anpresskraft auszuüben, was z. B. mit einem durch Hydraulik oder Druckluft betriebenen Kolben 16, mit einer Feder oder einem angehängten Ge- wicht, erfolgen kann. Die schwenkbare Lagerung der Giessrinne 5 auf der Achse 14 bietet den Vor- teil, dass Unregelmässigkeiten oder durch thermische Einwirkungen verursachte Variationen des Giessrad- durchmessers automatisch durch entsprechendes Schwenken der Giessrinne ausgeglichen werden.
Dabei ist es auch vorteilhaft, die Achse 14 am hinterstenTeil der Giessrinne anzubringen, damit die Amplituden dieser Schwenkungen der Giessrinne gering bleiben.
Der Ausguss der Giessrinne läuft in die Giessrille aus. Der Übergang ist noch dadurch gemildert, dass der Ausguss vorzugsweise vor dem Giessradscheitel liegt, so dass die geringe Steigung des Bodens der Giess- rille bis zum Scheitel der auslaufenden Schwelle des Ausgusses entgegenwirkt. Das Metall fällt nicht in einem freien, dünnen Fluss auf den Boden der Giessrille wie bei den bekannten Vorrichtungen, sondern strömt waagrecht in einem ruhigen, regelmässigen und massiven Fluss ohne Wirbelbildung vom Ausguss der
Giessrinne bis zur Erstarrungsfront, 0 weil praktisch keine Einschnürung seiner Stromlinien vorkommt, wie dies die Fig. 3 und 4 besonders deutlich erkennen lassen.
Es kann am Ausguss der Giessrinne 5 eine Abstreifleiste 17 angeordnet werden, um das Mit- reissen der oberflächlichenOxydhaut der in der Giessrinne befindlichen Schmelze in den Sumpf zu verhin- dern. Diese Abstreifleiste befindet sich vorzugsweise dicht am Abdeckband 3, damit die Oxydhaut un- mittelbar vor dem Eintritt des Metalles in die Giessform zurückgehalten wird. Somit ist eine Reoxydation der Schmelze hinter dem Abstreifer praktisch unmöglich.
Wenn der Metallspiegel in der Giessrinne höher als der Treffpunkt des Abdeckbandes 3 mit dem
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Giessrad 1 gehalten wird, müssen die Seitenwände der Giessrinne gegen das Abdeckband drücken, und sie weisen zu diesem Zwecke auf ihren Stirnflächen eine der Konvexität des Abdeckbandes entsprechende Konkavität auf. Vorzugsweise werden diese konkaven Stirnflächen zusätzlich noch mit einer Dichtung aus nachgiebigem, feuerfesten Material versehen.
Das beschriebene Verfahren und die zugehörige Maschine sind für das Giessen von Leichtmetallen besonders geeignet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Stranggiessen von Metallen, insbesondere Aluminiumlegierungen, in einem von innen gekühlten Giessrad, dessen Kranz eine nach aussen offene Giessrille bildet, die über einem Teil des Giessradumfanges von einem sich synchron mit dem Giessrad bewegenden Abdeckband abgedeckt ist, um den Giessformhohlraum zu bilden, dem das flüssige Metall mittels einer in den Giessformhohlraum einmündenden Giessrinne zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Giessformhohlraumaus einem in der Giessrinne enthaltenen und unmittelbar an das bereits in den Giessformhohlraum gelangte Metall anschliessenden, praktisch ruhenden Vorrat vom flüssigen Metall gespeist wird, wobei die Metallzufuhr zur Giessrinne in bezug auf den durch die Drehgeschwindigkeit des Giessrades bestimmten Abgang von erstarrtem Metall derart geregelt wird,
dass der freie Spiegel des flüssigen Metalles auf einer konstanten, über dem Scheitel des Bodens des Giessformhohlraumes liegenden Höhe gehalten wird.