CH454367A - Verfahren zur kontinuierlichen Überführung schmelzflüssiger Metalle oder Legierungen in feste Zustandsform von bestimmtem Querschnitt, ohne Anwendung einer Kokille - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen Überführung schmelzflüssiger Metalle oder Legierungen in feste Zustandsform von bestimmtem Querschnitt, ohne Anwendung einer Kokille

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CH454367A
CH454367A CH1834066A CH1834066A CH454367A CH 454367 A CH454367 A CH 454367A CH 1834066 A CH1834066 A CH 1834066A CH 1834066 A CH1834066 A CH 1834066A CH 454367 A CH454367 A CH 454367A
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0605Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by two belts, e.g. Hazelett-process

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description


  Verfahren zur kontinuierlichen     Überführung        schmelzflüssiger    Metalle oder     Legierungen     in feste Zustandsform von bestimmtem     Querschnitt,    ohne Anwendung einer Kokille    Kontinuierliche Giessprozesse zeichnen sich in der  Hauptsache dadurch aus, dass eine Schmelze in eine  am oberen und unteren Ende offene, gerade oder ge  bogene, gekühlte Kokille vergossen wird, so dass infolge       ihrer    Form und ihrer Kühlwirkung auf den austretenden  Metallstrang eine mehr oder weniger dicke Schicht  erstarrten Materials gebildet wird, welche Schicht ihrer  seits mit Hilfe an sich     bekannter    Stützanordnungen  einen noch     schmelzflüssigen    Kern umgibt,

   bis auch  dieser unter der Kühlwirkung erstarrt ist. Diese Schicht  besitzt auf Grund von Umständen bei     ihrer    Bildung  sehr schlechte Festigkeitseigenschaften. Sie ist wegen  ihrer     Gussstruktur    sowie auf     Grund    von     Oxydationsver-          läufen    und Eindiffusion des     Kokillenmetalls    in die  Schicht, wie z. B. Kupfer, brüchig und spröde.

   Die  Schicht besitzt auch Fehlerstellen in Form von     Schlak-          ken-    und/oder     Oxydeinschlüssen,    die keinen ausreichen  den Widerstand gegen den hohen     hydrostatischen        Druck     bieten. Auf Grund dieser Fehlerschichten sowie bei not  wendigen Biegebeanspruchungen reisst die Schicht und  das im     schmelzflüssigen    Zustand befindliche Innere des  Stranges tritt aus, was viele damit verbundene Unan  nehmlichkeiten zur Folge hat.  



  Die Kokille mit den     dazugehörigen    komplizierten  Mechanismen für die Oszillation, die nötig     ist,    um einem  Anhaften der erstarrenden Schicht vorzubeugen, sowie  für die Kühlung und die Schmierung usw. ist sehr kost  spielig und wird stark verschlissen. Sie muss daher oft  ausgewechselt werden. Auch ist z. B. der Auszugs  mechanismus wegen der Genauigkeit, mit welcher alle  Bewegungsabläufe     aufeinander    abgestimmt werden müs  sen, kompliziert, empfindlich und kostspielig. Dieses  Verfahren macht die Kokille im höchsten Grade schwer       hantierlich,    besonders bei     Dimensionsänderungen,    d. h.

    beim     übergang    von einer     Querschnittsform    zur anderen.  Die bei diesem Verfahren notwendige     Kokillenkühlung,     die eine radiale Kühlung des durchgehenden     Metalls     zur Folge hat, liefert eine Struktur in dem fertigen  Produkt     (Transkristallisation),    die für die technologische    Weiterverarbeitung die denkbar ungünstigste ist. Dieser  Umstand hat dazu beigetragen, dass z. B. in den Stahl  werken die Anwendung des Verfahrens nur auf die  einfachsten Qualitäten begrenzt ist.  



  Ein anderer Nachteil bei Einsatz der Kokille besteht  in der Gefahr des Auftretens von Längsrissen in der  Schicht bei der Kühlung des aus der Kokille austreten  den Stranges. Die durch die     Kokillenkühlung    bedingte  Kontraktion des Metalls führt zu einer Unterbrechung  der Kühlwirkung im unteren Teil der Kokille. Der aus  der Kokille tretende, demnach sehr warme Teil des  Stranges darf daher nicht     einer        allzu    kräftigen Kühlung  ausgesetzt werden, was wiederum die Möglichkeit für  eine mehr axiale Wärmeableitung eliminiert. Schliesslich  begrenzt die Anwendung der Kokille auf entscheidende  Weise die     Möglichkeit,    Endprodukte mit geringen Di  mensionen insbesondere bezüglich der Dicke zu erhal  ten.

   Eine gewisse Materialstärke für Platinen, z. B. für  die Blechherstellung, darf nicht unterschritten werden,  was     in    diesem Fall eine weitere Bearbeitung des Pro  duktes in kostspieligen Anlagen notwendig macht.  



  Mit der vorliegenden Erfindung, die als eine Mo  difikation des Giessens     zwischen        Walzen    bezeichnet wer  den kann, wird das Ziel verfolgt, alle oben angeführten  Mängel der verschiedenen bekannten Giessverfahren mit  Kokille zu beseitigen und noch andere Vorteile zu er  zielen.  



  Dabei wird auf die Kokille verzichtet. Die bei den  früheren Verfahren gebildete, wenig zufriedenstellende  Schicht wird durch eine im voraus hergestellte Schicht  aus fehlerfreiem metallischem Material,     beispielsweise     aus Blech, ersetzt. Dadurch wird ebenfalls die bisher  noch notwendige     Oszillationsbewegung    und der dazu  gehörige Mechanismus überflüssig.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge  kennzeichnet, dass zur Bildung einer das noch flüssige  Metall umschliessenden äusseren festen Schicht eine ge  trennt hergestellte Schicht aus fehlerfreiem Blechmate-           rial    verwendet wird, das zu einer Hülle von     gewünschter     Form zusammengefügt oder geschweisst wird, und die  Hülle mit     flüssigem    Metall aus einem Behälter     gefüllt     wird, wobei die Hülle an wenigstens zwei einander gegen  überliegenden Seiten mittels einer     Rollenanordnung    ge  stützt wird,

   wonach die Hülle mit der     Schmelze    bei       gleichzeitiger    Kühlung im Takt mit dem kontinuierli  chen Zusammenfügen der Bleche zur Hülle durch wei  tere Anordnungen durch     Stützung,    Formgebung und/  oder zur     Biegung    von der vertikalen     in    die horizontale  Lage zu     Schneidanlagen    und zum Lager geführt wird.  



  In bevorzugter Weise wird die     Schmelze,    welche in  die durch     Zusammenschweissung    von Blechen gebildete  Hülle vergossen wird, von unten gekühlt, d. h. nicht wie  in der Kokille beim Niveau der Schmelze in der  Hülle, sondern bei der     Abschlussordnung    bzw. an dieser  Stelle. Die Wärme wird dadurch nur zu einem     kleinen     Teil radial - nämlich durch die mässige Kühlwirkung  der abgekühlten Stützwalzen - aber zum weitaus grössten  Teil axial abgeleitet.  



  Die Kühlwirkung der     Stützwalzen    ist nur erforder  lich zur Sicherstellung der notwendigen Festigkeit der  Blechhülle, jedoch nicht für die Erstarrung des schmelz  flüssigen Innern. Eine solche mässige     Kühlung    kann  z. B. erreicht werden durch Anwendung von Dampf.  Die Erstarrung wird hauptsächlich durch Kühlung von  unten erreicht. Der     Erstarrungsprozess    führt in einem  solchen Falle, wie bekannt, zu einer feinen kristallinen  Struktur, welche eine Voraussetzung für eine nachfol  gende einwandfreie Bearbeitung ist     (Walzen    usw.).  



  Die Blechhülle besitzt Sekundärstruktur mit hoher  Dehnbarkeit und ist frei von Fehlerstellen wie     Oxydein-          schlüssen    und Rissen. Sie ist in jeder     Hinsicht    der ent  sprechend den konventionellen Verfahren hergestellten       Erstarrungsschicht    überlegen. Sie kann in Abhängigkeit  von der     chemischen    Zusammensetzung aus demselben  Material wie die     Schmelze    oder aus einem anderen Ma  terial in Blechform bestehen.  



  Man wird natürlich mit Vorteil Bleche zweiter Wahl  und billigster Qualität wählen. Das Konditionieren, d. h.  das Schleifen oder     Hobeln,    das bei den konventionellen  Verfahren sehr zeitraubend und teuer ist, fällt bei An  wendung des erfindungsgemässen Verfahrens praktisch       vollständig    weg. Die Blechhülle, die     ein    Oxydations  schutz bei der weiteren Warmbearbeitung ist, wird teils  wegoxydiert, teils weggebeizt oder sie fällt während der       Bearbeitung    des Produktes ab, wird aufgesammelt und  umgeschmolzen. In dem letztgenannten Falle     kann    durch  geeignete Massnahmen, wie z.

   B. durch vorheriges Auf  tragen von     dünnen        Schichten,        beispielsweise    von Oxy  den, aus der Innenseite der Hülle einer     Verschweissung     des Bleches mit dem Material entgegengearbeitet wer  den. Will man dagegen eine fehlerfreie     Verschweissung     der     Blechhülle    mit dem vergossenen Material erhalten,  wie z.

   B. für     Plattierungszwecke,    so werden auf die  Oberfläche der     Schmelze    in der Blechhülle      Oxydlö-          sungsmittel         bekannter    Typen aufgebracht, die leicht       schmelzend    sind und nicht in das     geschmolzene    Mate  rial aufgenommen werden, wodurch die dünne Oxyd  schicht der Hülle knapp über dem Niveau der     Schmelze     aufgelöst und die Voraussetzungen für einen fehler  freien Kontakt der     Schmelze    mit der Hülle garantiert  wird.

   Die     Anwendung    bekannter     Entgasungsverfahren,     besonders mit     Hilfe    von     inerten    Gasen -     Aufblasetech-          nik    - erleichtert     wesentlich    die Bildung eines fehler  freien Kontaktes.  



  Die Kosten für die Bleche sind geringer als die für         Kokillen.    Gleichzeitig garantiert das erfindungsgemässe  Verfahren     eine    grössere Ausbeute, gegenüber welcher  der     Preis    des Bleches eine nicht ins Gewicht fallende  Ausgabe ist.  



  Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im fol  genden     anhand    der beigefügten Zeichnung näher erläu  tert.  



  Aus dem Trichter 1 fliesst die     Schmelze    in eine  Blechhülle 2, die     durch    das     Zusammenfalzen    oder  Schweissen von     Blechstreifen    2a mittels geeigneter Werk  zeuge oder Schweissanlagen 3 gebildet wird.  



  Dabei werden die Blechstreifen 2a über die Rollen 6  laufend von den Vorratsrollen 5 abgezogen. Bei dem  dargestellten     Ausführungsbeispiel    ist die Hülle aus vier  Streifen hergestellt, die so zusammengeschweisst werden,  dass eine Hülle von     rechteckigem    Querschnitt entsteht.  Es ist jedoch bei geeigneter Wahl und Anordnung der  Blechstreifen sowie der Rollen und der Schweisseinrich  tung eine grosse Anzahl von verschiedenen Hüllenquer  schnitten denkbar. Zum     Beispiel    können bevorzugt auch  zwei Blechstreifen verwendet werden, die zu einer Hülle  mit     kreisförmigem    oder ovalem Querschnitt zusammen  geschweisst werden.

   Das vordere Ende der Hülle wird  durch     eine        Verschlusseinrichtung    abgeschlossen, wie sie  ähnlich bei den herkömmlichen     Kokillen-Giessverfahren     verwendet wird. Die     Verschlusseinrichtung    ist mit einem  nicht dargestellten Auszugsmechanismus verbunden.  



  Die     Schmelze    strömt aus dem Trichter 1     in    die  Hülle und erstarrt erst bei der     Verschliesseinrichtung.     Da diese     Verschliesseinrichtung    durch den     Auszugsme-          chanismus    fortbewegt wird,     bewegt    sich die Hülle mit  dem erstarrenden Metall     zwischen        einer    Reihe von  Rollen abwärts. Die Rollen 7 sollen bevorzugt verhält  nismässig reibungsfrei laufen und die Hülle     an    minde  stens zwei Seiten stützen.

   Sie werden durch die Sprüh  düsen 4a und 4b gekühlt, wobei der Kühleffekt der  Düsen 4a     verhältnismässig    schwach sein soll, um     einen     anfänglichen Kühlschock zu vermeiden, während der       Kühleffekt    der Düsen 4b grösser sein soll. Dies hat zur  Folge, dass die im oberen Teil des     Gussstranges    befind  liche Wärme nur zu einem geringeren Teil gegen die  Zone 10a, d. h. radial, sondern     vielmehr    gegen die stär  ker gekühlte Zone 10b, d. h.     axial,    strömt.  



  Das erstarrende     Gussteil    wird durch den Auszugs  mechanismus entlang den Stützrollen 8 im Takt mit  dem Giessen und dem kontinuierlichen     Zusammenfügen     der     Blechstreifen    2a zu der Hülle herabgezogen. Die  Rollen 8 können entlang einer geraden oder gekrümm  ten Linie     angeordnet    sein und werden durch     weitere     Sprühdüsen 4b,     wie    dargestellt, gekühlt. Auf diese Weise  wird das     Gussteil    für die weitere Bearbeitung, wie z. B.  Walzen, Biegen, Schneiden, oder zur Lagerung     weiter-          geführt.     



  Die Art der hier verwendeten Kühlung, also zuerst  mit den Düsen 4a die geringe und dann mit den Düsen  4b die stärkere Kühlung, ergibt, dass die     Hauptrichtung     der Wärmeströmung in Längsrichtung des Giessstranges  verläuft. Die beginnende Kühlung findet bei der     Ver-          schliesseinrichtung    statt und nicht, wie bei der herkömm  lichen Methode, bei der eine Form benutzt wurde, in  Höhe der     Schmelzoberfläche.    Die Stützrollen müssen  nur bis zu dem Grade gekühlt werden, um die Festig  keit der Hülle zu     gewährleisten,    aber nicht,

   um den  Kern 9 des     Giessstranges    zur Erstarrung zu     bringen.     Die     anfängliche    Erstarrung tritt infolgedessen in gerin  gerem Masse bei 10a und stärker werdend erst bei  10b auf, wobei die schwächere Kühlung der Stützrollen      durch Anwendung von Dampf erreicht werden kann.  Die überwiegend axiale Wärmeströmung bewirkt eine  hauptsächlich axiale Kühlung, die zur Folge hat, dass die  Kristallrichtung     im    fertigen     Gussblock    hauptsächlich  axial ist und dadurch     Transkristallisation    vermieden  wird, und die dadurch erzielbare feinere Kristall  struktur ist besonders     günstig    für die weitere Bearbei  tung wie z. B. des Walzens.

   Beim bekannten Verfahren  dagegen erfolgt die     Kristallbildung    hauptsächlich in ra  dialer     Richtung,    so dass sich radial orientierte Kristalle  ergeben, wobei die Gefahr der     Transkristallisation    vor  handen ist.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur kontinuierlichen Überführung schmelz- flüssiger Metalle oder Legierungen in feste Zu standsform von bestimmtem Querschnitt, ohne Anwen dung einer Kokille, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung einer das noch flüssige Metall umschliessenden äusseren festen Schicht eine getrennt hergestellte Schicht aus Blechmaterial verwendet wird, das zu einer Hülle von gewünschter Form zusammengefügt wird, und die Hülle mit flüssigem Metall aus einem Behälter gefüllt wird,
    wobei die Hülle an wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Seiten mittels einer Rollenanordnung gestützt wird; wonach die Hülle mit der Schmelze bei gleichzeitiger Kühlung im Takt mit dem kontinuierli chen Zusammenfügen der Bleche zur Hülle durch wei tere Anordnungen zur Stützung, Formgebung und/oder zur Biegung von der vertikalen in die horizontale Lage zu Schneidanlagen und zum Lager geführt wird. UNTERANSPRÜCHE 1.
    Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die in der Hülle befindliche Schmelze zuerst eine weniger starke Kühlzone und dann eine stärkere Kühlzone durchläuft, so dass die Wärmelei tung und damit die Kühlung des in der Blechhülle be findlichen flüssigen Metalls vorwiegend axial geschieht, und zwar erst beim Austritt aus der Stützanordnung, während die Hülle mit dem Metall in der Stützanord nung in radialer Richtung zur Erhaltung der notwendi gen Festigkeit der Blechhülle nur mässig gekühlt wird. 2.
    Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass eine im wesentlichen vertikale, rohrförmige metallische Hülle kontinuierlich hergestellt wird, in de ren oberes Ende das flüssige Metall eingegossen wird, und die Hülle mit dem enthaltenen Metall kontinuier lich abwärts bewegt und gekühlt wird, um das ent haltene Metall zur Erstarrung zu bringen, worauf das erstarrte Metall in Stücke zerteilt wird. 3.
    Verfahren nach Patentanspruch und Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die abwärts bewegte Hülle derart gekühlt wird, dass nur eine inwen dig an die Hülle angrenzende Schicht erstarrt, während ein Kern flüssigen Metalls erhalten bleibt, und die Hülle mit dem darin enthaltenen Metall gebogen wird, wo durch die senkrechte Bewegungsrichtung in die waag rechte übergeht und die waagrecht sich bewegende Hülle bis zur vollständigen Erstarrung des enthaltenen Metalls gekühlt wird, woran sich die Zerteilung in Stücke anschliesst.
CH1834066A 1965-03-27 1966-12-21 Verfahren zur kontinuierlichen Überführung schmelzflüssiger Metalle oder Legierungen in feste Zustandsform von bestimmtem Querschnitt, ohne Anwendung einer Kokille CH454367A (de)

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