DE1758935B2 - - Google Patents
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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
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0608—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by caterpillars
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
Die Erfmdune bezieht sich auf eine Maschine mit
Raupenkokille für das Bandgießen von Nichteisenmetallen insbesondere von Aluminium und Alummiumlesierunsen.
bei der Kokillenhälften und umlaufende Führunssteile der Maschin; jeweils durch
eine metallische" Träger aufweisende Verbindung zusammenhängen.
Bei Raupenkokillen zum kontinuierlichen Gießen von Metallbändern wird im allgemeinen die Gießform
durch eine Doppelreihe von Kokillenhälften gebildet, die zu zwei endlosen Ketten \ereinigt sind. Am
Eineießende legen sich die einander gegenüberliegenden
KoVillenhälften gegeneinander und bewegen
sich in dieser Läse über eine gewisse Strecke, auf cer
sie die Raupenkokille bilden: dann trennen sie sich.
um sich nach kurzer Zeit am Eingießende wiederi η
zu treffen. . .
Eine »attunessemäße Gießmaschine ist aus E. H e r rmanru
Handbuch des Siranggießens, Alumina Verlas Düsseldorf, S. 51 und 52 und Bilder IM) u Λ
151, bekannt. Bei dieser Gießmaschine hänger die Kokillenhälften jeweils mit einem umlaufenden K'--runssteil,
das die Kokillenhälfte läng' einer vorbestimmten Bahn führt, durch eine metallische Träger
aufweisende, relativ massiv.. Verbindung zusamme.
Hierdurch wird ein relativ großer Teil der \on eier
jeweiligen Kokillenhälfte während der Berührung rit
dem eineegossenen Metall aufgenommenen Wärme ..n
das zuseordnete Führungsteil weitergegeben, welches sich infolgedessen \erziehen kann. Dadurch ergeben
sich in der Führung der Kokillenhälften unzuläsvge Abweichunsen von der theoretisch bestimmten B.ii 1,
was zu ungleichmäßigem Querschnitt und unebener Oberfläche des gegossenen Bandes führt. Außerdem
besteht die Gefahr, daß die Stoßstellen zwischen den aufeinanderfolgenden Kokillenhälften nicht mehr
einwandfrei schließen, wodurch Grate um' Absfr.ze
auf dem segossenen Band und unter Umständen so_u;r
Austritt flüssigen Metalls aus der Raupenkokille entstehen.
Es kommt noch das Problem des Abdichten* der Gießdüse in der Kokille hinzu, weil ein Rückwärtsfließen
der Schmelze verhindert werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs genannten Art dahingehend
zu verbessern, daß die Kokilleninnenfläche bei den auftretenden Betriebsverhältnissen die ursprüngliche
Form beibehält.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer gattungsgemäßen Maschine vorgesehen, daß der wärmeleitende
Querschnitt und/oder der Wärmeleitungskoeffizient der Verbindung eine so geringe Gesamtwärmeleitfähigkeit
ergibt, daß die umlaufenden Führungsteile im" Betrieb höchstens handwarm werden.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der
Unteransprüche. Außer für das Bandgießen von Aluminium und Aluminiumlegierungen ist die Maschine
lemäß der Erfindung auch besonders zum Gießen von
Zink. Kupfer und deren Legierungen geeignet.
Da sich das Führungs- und Antriebssystem für die
Kokillenhälften thermisch praktisch nicht '»erziel-1.,
'.».eist ein mit der erfmdungsgemäßen Maschine gegossenes
Bund einen gleichmäßigen Querschnitt und eine praktisch ebene, gratfreie Oberfläche auf.
Der mit der Erfindung erziehe Fortschritt macht sich bei großen Bandbreiten und bei Werkstoffen mit
höheren Schmelztemperaturen besonders bemerkbar. Lm nämlich Metallbärder guter Qualität von größerer
Breite, beispielsweise \or 600 bi M'Onim oder mehr,
wirtschaftlich gießen zu könner. müssen im wesentlichen folgende Bedingungen erfüllt werden:
1. Die Kokillenhäiften müssen auf der Strecke, auf
der sie die Gießform bilden, genau und \on Wärmeeinwirkung unbeeinflußt geführt werden.
Abweichungen \on der theoretisch bestimmten Bahn dürfen höchstens wenige zehntel Millimeter
betragen.
2. Die mit dem Band in Berührung kommende
Kokillenfläche (Kormwandung) muß über den
ganzen Bereich der Temperatuneränderuns. d;n
die Kokille zyklisch durchläuft, in der ursprünglichen
form bleiben. Abweichungen dürfen höchstens wenige zehnte! Millimeter betragen.
3. Die Berührungsflächen zwischen den einander
folgenden Kokillenhälften müssen während des Durchlaufen·- der Gießstrecke ein gutes Schließen
der Trennfugen gewährleisten, damit ein Band mit praktisch gratfreier Oberfläche erhalten wird.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die oben angeführten Bedingungen dann erfüllt werden,
wenn einerseits eine unmittelbare Berührung der Kokillen,lälften mit den Eührungs- und Antriebsteilen
vermieden wird und andererseits die Kokillenhälften .so gestaltet und so gehalten sind, daß sie sich wohl frei
ausdehnen, nicht aber in unzulässigem Maße \cr werfen können. Auf diese Weise wird das präzise
Funktionieren der Führungs- und Antriebsteile durch die thermischen Einflüsse in den Kokillenhälften nicht
beeinträchtigt, und es wird eine praktisch gleichmäßige Stärke des gegossenen Bandes erreicht.
Durch weitere, an Hand der Figuren beschriebene
und zum Bereich der Erfindung gehörende Maßnahmen wird dafür gesorgt, daß sich die Kokillenhälften
praktisch nicht verwerfen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Darstellungen an mehreren Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 die Maschine schematisch in Seitenansicht,
F i g. 2 den Aufbau eines Kokillengliedes mit der Kokillenhälfte nach F i g. 5 sowie mit den entsprechenden
Führungs- und Antriebsteilen und einem Teil des Maschinenkörpers, teilweise im Schnitt.
F i g. 3 eine Seitenansicht von F i g. 2 unter Weglassung der Anlriebszahnräder.
F i g. 4 eine Draufsicht von F i g. 2 mit abgenommenen
Kokilic'.ihälften,
F i g. 5 eine Kokillenhälftc einer ersten Ausführungsform in schaubildlicher, schematischer Darstellung
und wie sie in der Maschine nach F i g. 2 bis 4 verwendet wird,
F i g. 6 die Unterseite der Kokiücnhälfte nach F i g. 5 mit Führungsnuten und Führungsstücken,
F i g. 7 eine Seitenansicht der Kokillcnhälfte nach F i 2. 6 mit Führungsnuten.
F i g. S eine Stirnansicht einer KokiÜenhälfte einer zweiten Ausführungsforni.
F i 2. 9 einen Schnitt quer zur Kühlfläche (Formwandune)
der KokiÜenhälfte nach F i g. S in. größerem
Maßstab.
F i g. 10 den Aufbau eines Kokil'.engliedes mit der KokiÜenhälfte nach F i g. 8 und 9 sowie mit der,
entsprechenden Führungs- und Antriebsteilen und einem Teil des Maschinenkörpers.
:o Das Prinzip der Raunengiefimaschme nach F i g. 1
braucht hier nicht eingehend beschrieben zu werden, da es in der Einleitung erklärt ist. Die Gießform 100
ist durch eine Doppelreihe \on Kokillenhälften '01 gebildet, die zu zwei umlaufenden endlosen Ketten 102
vereinigt sind. Am Eingießende 103 legen sich die einander gecenüberüegenden Kokillen gegeneinander
und bewegen sich in dieser Lage über eine gev is-.e
Strecke, auf der sie die Rr .penkokiüe 100 bilden.
Das Gießmetall fließt aus dei Pinne 104 du:^h die
Düse 105 in die geschlossene Gießform 100. Der erstarrte Strang 106 tritt in dieser Ausfuhrung unten aus
der Gießform heraus und wird durch Förderwalzenpaare 107 und 108 weitergeführt. I ber die Besonderheiten
der erfindungsgemäßen Maschire geben die Erläuteruneen zu den F i 2. 2 bis " und S bis 10 Aufschluß.
Die erste Forderung ist die Lnterbindung eines
nennenswerten Wärmefiusses \on den Kokillenhälften auf das Trag- und L muiufs\stern. Die Notwendigkeit
dieser Forderung wurde in den bisherigen Konstruktionen nicht erkannt, jedenfalls nicht verwirklicht.
Es gibt 1. B. Raupenkokillen, in denen die Formhälften durch Laschen miteinander verbunden
und durch Zahnräder angetrieben sind, mit denen sie unmittelbar in Kontakt kommen.
In der erfindungsgemäßen Raupengießmaschine stützen sich die Kokillenhälften durch einen oder
mehrere Zwischenteile geringer Gesamtwärmeleitfähigkeit,
vorzugsweise durch metallische Träger m.thältnismäßig
kleinen Querschnitts, auf tragende Führungsteile. Auf diese Weise wird erreicht, daß die
Führungs- und Antriebsteüe praktisch kalt bleiben.
F i g. 2 zeigt schemaiisch die Befestigung einer
Kokillenhälfte 10 nach F i g. 5 auf ein tragendes Führungsteil 11, das aus Stahl besteht. Die Kokillcnhälfte
stützt sich auf dieses Führungsteil 11 mit vier Trägern 12 in Gestalt von Stahlbolzen von 10 mm
Durchmesser und 45 mm Länge mit gehärteten, um einen Radius von 22,5 mm abgerundeten Enden, die
auf Stützscheibehen 13 aus gehärtetem Stahl gelagert sind. Diese Stützscheibchen sind einerseits in die
Kokillenhälfte 10 und andererseits in das Führungsteil 11 eingelassen. Das Befestigen geschieht mit Hilfe
des in eine Bohrung 14 in der Mitte der Kokillenhälfte 10 eingeschraubten weiteren Trägers 15 in Gestalt
eines Stahlbolzens von 20 mm Durchmesser, der mittels der Mutter 16 unter Zwischen'egen von Tcllerfedern
17 gegen das Führungsseil 11 fest angezogen wird.
Die Stüt'.scheibchen 13 haben die Gestalt einer
ebenen Rundscheibe mit erhabenem Rand: die abgerundeten Enden der Träger 12 berühren normalerweise
nur den ebenen Teil der Stützscheibchen. und zwar praktisch nur punktförmig, so daß der Wärmeübergang
minimal und vernachlässigbar ist. Beim Ausdehnen oder Zusammenziehen der Kokillenhälfte 10
nehmen die Träger 12 ehe schwache Schräglage ein; diese Veränderung der Lage der Träger 12 geschieht
zu Ξ Das Führung! fähigkcit bedeutend niedriger ist als diejenige des
dachen Achsen te^ngsstucke 21 22 und£ P^t,.^~baren Träger 12 können auch
ounk.'gen nnt dΪΤ «£ Pafailekbene'gegenüber ao nachgiebige Stützen vorgesehen werden welche d.e
5 PfAnfnoiiMl unverschiebbar ist. Kokillenhälfte 10 und das Führungsteil 11 fest ver-
XtSS^toM^Sw**™*™* binden und sich bei Längenänderungen der ersteren
länee der Führungsstücke 21, 22 und 23 mit der Wand vorzugsweise nur elastisch verformen.
Amen 18 19 b'w 20 etwa 35 mm und die Ein- Es können auch starre Träger verwendet werden,
der Nuten IB, l» γ»λ . zu ^ ^ wekhen die KokiUenhalfte 10 bei Längenanderun-
ZwShen dem FührungsteU 11 und der Kokillen- gen gleitet, wobei die Gleitflächen vorzugsweise einen
häf^e 10 ist ein Zwischenraum vorhanden, der den selbstschmierenden Gleitbelag, z. B. aus Graphit oder
Warn Suß von der Kokillenhälfte zum Führungsteil Bornitrid, aufweisen, oder «können an Stelle des
weSaehend verhindert. Vorzugsweise ist zwischen Gleitbelages auch k'eine Walzkörper verendet wer-
ipHpr Kokillenhälfte 10 und jedem huhrungste» li ein 30 ucn. es i>i aucn mogiicn. oniic ιί»««.. —
lltktierendes Blech 24 z. B. aus rostfreiem Stahl die KokiUenhalfte 10 vom Führungsteil 11 durch ene
oderTnodisiertem Aluminium, angeordnet, das die einteilige oder unterteilte Isolierplatte zu distanzieren.
W-mesSien zurückwirft auf sicher Pla«e die KokiUenhalfte bei Langen-
Dieses Blech besitzt Öffnungen für den Durchgang änderungen, immer ausgehend vom Fixpunkt //.
der Träeer 12 des weiteren Trägers 15 und der 35 gleitet.
Führungsstücke 21 22 und 23, vorzugsweise mit einem Es ist femer möglich, die KokiUenhalfte 10 mittels
Soiel von einem oder mehreren Millimetern. Es ist eines in diese und in das Führungste.l 11 h.ne.nvon
vier Druckfedern 25 z. B. aus 2-mm-Stahldraht, ragenden Bolzens, durch welchen der Fixpunkt beeegen
Distanzbüchsen 26 gedruckt, die den Abstand stimmt wird, gegen Verschieben zu sichern und durch
von der Kokillenhälfte bestimmen. 4° ein oder mehrere Führungsstucke 21 b.s 23 am Ver-
An Stelle eines reflektierenden Bleches kann eine drehen in der Parallelebene zu hindern,
wärmedämmende Masse vorgesehen werden. Das Führungsteil 11 ist beidseitig mit einem Zahn-
wärmedämmende Masse vorgesehen werden. Das Führungsteil 11 ist beidseitig mit einem Zahn-
Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 bis 7 ge- Stangenabschnitt 27 versehen, welcher der Lange A
schieht die Verbindung der Kokillenhälften 10 mit den (F i g. 5) der Kokillenhälfte 10 entspricht. In die
tragenden Führungsteilen 11 erfindungsgemäß nicht +5 Zahnstangenabschnitte 27 greift zwecks Bewerkstellidirekt
(die KokiUenhalfte 10 und das Führungsteil 11 gung der Kokillenbewegung beiderseits ein angetne
berühren sich nicht), sondern durch die vier Träger 12 benes Zahnrad 28 ein. An den Enden ler Achse 29.
von 10 mm Durchmesser und durch den weiteren deren Mittellinie in der Trennungsebene zweier Ko-Träger
15 von 20 mm Durchmesser. killenhälften liegt (s. F i g. 3), befinden sich Führungs
d Fd abgewandte Fläche der 50 rollen 30 Die Achse 29 ist in Bohrungen 31 gelagert
fläche von 80 840 mm*. Die Träger 12 haben einen vorgesehen, die über die Gelenkteile 33 des be
Querschnitt von total 314 mm2, doch fallen sie für die harten Führangsteiis 11 greifen. Die Rollen 30 laufer Wärmeleitung praktisch außer Betracht, da sie sich in genau bearbeiteten Führungen 34 eines Maschinen mit beiden Enden praktisch nur punktförmig abstützen. 55 körpers 35. Da das Führungsteil 11 kalt bleibt, ist ein« Der weitere Träger 15 hat einen Querschnitt von sehr genaue Führung gewährleistet, unabhängig voi 314 mm1 Rundet man diese Zahl unter Berücksichti- den Temperaturschwankungen in den Kokillenhälften euna des Querschnittes der Druckfedern 25 auf 350, Die Kokillenhälften werden bei der Berührung mi
Querschnitt von total 314 mm2, doch fallen sie für die harten Führangsteiis 11 greifen. Die Rollen 30 laufer Wärmeleitung praktisch außer Betracht, da sie sich in genau bearbeiteten Führungen 34 eines Maschinen mit beiden Enden praktisch nur punktförmig abstützen. 55 körpers 35. Da das Führungsteil 11 kalt bleibt, ist ein« Der weitere Träger 15 hat einen Querschnitt von sehr genaue Führung gewährleistet, unabhängig voi 314 mm1 Rundet man diese Zahl unter Berücksichti- den Temperaturschwankungen in den Kokillenhälften euna des Querschnittes der Druckfedern 25 auf 350, Die Kokillenhälften werden bei der Berührung mi
ergibt sich daß in der beschriebenen Ausführungsform der Schmelze ungleichmäßig erwärmt. Es treten hierbe
das Verhältnis der der Formwandung abgewandten 60 in den wärmeren Bereichen Druck- und in den kälterei
Fläche der KokiUenhalfte 10 zum Querschnitt der Zugspannungen auf, welche Spannungen bei gegebene
metallischen Verbindungsteile mehr als 200:1 beträgt. Temperaturverteilung um so höher sind, je mehr di
Der für die Kennzeichnung der erfindungsgemäßen wärmeren Bereiche an einer freien Ausdehnung ge
Maschine benutzte Ausdruck »metallische Teile ver- hindert sind. Diese Spannungen verursachen das Vei
hältnismäßig kleinen Querschnitts« bedeutet, daß der 65 werfen der Kokillenhälften; außerdem führen sie zi
resamtauerschnitt dieser metallischen Verbindung^- Ermüdungserscheinungen und Rissen in der Kokillen
teile erößenordnungsgemäß 200mal kleiner ist als die fläche, wodurch die Lebensdauer der Kokillenhälfte
Zl Formwandung parallele Verbindungsfläche der sehr ungünstig beeinflußt wird.
7 8
Durch eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen sprechende Formgebung bei der Bearbeitung der Kühl-
Maschine wird das Verwerfen der Kokillenhälften fläche 36 (Formwandung) weitgehend kompensiert
vermieden. werden.
Bei der in den F i g. 2 bis 7 dargestellten Aus- In der als Beispiel gezeigten Kokillenhälfte 10 nach
führungsform der erfindungsgemäßen Maschine sind 5 F i g. 2 beträgt die Breite A 600 mm und die Breite B
die Kokillenhälften so dick, daß die weitaus größte der Formwandausnehmung 36 550 mm. Da diese
Wärmemenge, die das Gießmetall zuführt, die Rück- Kokillenhälfte für das Gießen von 18 mm dicken
seite der Kokillenhälften nicht erreicht und beim Bändern aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen
anschließenden Kühlen der Formwand nach Durch- bestimmt ist, beträgt die Tiefe C ihrer Ausnehmung 36
laufen der Gießstrecke durch diese Formwand hin- io (welche die Formwand bildet) rund 9 mm. Die Dicke D
durch mittels des Kühlmittels wieder entzogen wird. der Kokillenhälfte beträgt 255 mm, ihre Länge E in
Mit anderen Worten sind in dieser Ausführungsform Gießrichtung 188 mm. Das Verhältnis der Dicke D
die Kokillenhälften so gebaut, daß im Betrieb der zur Länge £ ist daher 1,36; die Kokillenhälfte ist
Wärmefluß im wesentlichen in dem Bereich stattfindet, dicker als lang.
welcher der Gießformwand zugewandt ist, während 15 Die Gießmaschine (s. Fig. 1) umfaßt 24 solcher
in dem Bereich, der an die der Formwand abgewen- Kokillenhälften in jeder Raupe. Je 6 aneinander- oder
deten Fläche angrenzt, ein nur unbedeutender Tempe- aufeinanderliegende Kokillenhälften auf beiden Seiten
raturwechsel stattfindet. bilden den Formhohlraum. Dieser ist infolgedessen
Gemäß letzterer Bedingung sollen nach einer zweck- 180 .-, 6 = 1128 mm lang.
mäßigen Ausführung die Kokillenhälften einen warmen ao Mit 37 ist der warme Teil bezeichnet, mit 38 der
und einen kalten Bereich aufweisen. Der warme Be- kalte. Während des Wanderns der Kokillenhälften auf
reich der Kokillenhälfte stellt einen Teil der eigent- der Strecke, auf welcher sie mit den gegenüberliegenden
liehen Kokille dar, die mit der Schmelze bzw. dem zu Kokillenhälften den Formhohlraum, d. h. die Kokille
gießenden Band in Berührung kommt und den Wärme- selbst bilden, fließt die Wärme senkrecht in den warmen
transport übernimmt, während der Zweck des alten as Teil 37 hinein und erreicht ungefähr die in F i g. 5
Bereiches darin besteht, den warmen Bereich dauernd durch eine gestrichelte Linie 39 angedeutete thermische
in der gewünschten, bestimmten Lage zu halten, so daß Grenzzone. Nach dem Auseinandergehen am Kokillen-
dic im Betrieb mit dem zu gießenden Band in Beruh- ausgangsende werden die Kokillenhälften nach einem
rung stehende Kokillenfläche immer genau aus- beliebigen Verfahren gekühlt, wobei der Wärmefluß
gciiduei und foiiiibcsiändig bleibt. 30 umgekehrt wird »nrf von der thermischen Grenzzone39
Die Masse des warmen Bereichs ist so bemessen, gegen die Formwand 36 geht. Nachdem die gekühlten
daß sie die der Schmelze bzw. dem Band entzogene Kokillenhälften am Eingießende wieder zusammen-
Warme während mindestens eines Durchlaufs durch gebracht worden sind, werden sie erneut vom flüssigen
die Gießstrecke speichern kann. Zweckmäßigerweise Metall aufgeheizt, und der Wärmefluß geht in Richtung
wird für die Kokillenhälften eine Dicke gewählt, die 35 auf die thermische Grenzzone 39. Dieser Vorgang
dem 8-bis 20fachen, vorzugsweise dem 10- bis 15fachen wiederholt sich, bis das Gießen beendet ist. Wie aus
der die Dicke des zu gießenden Bandes bestimmenden obigem hervorgeht findet ein wesentlicher, wechselnder
Abmessung des Formhohlraumes entspricht. Wärmefluß zwischen der Formwand 38 und der
Auf dem Rückweg zur Ausgangsstelle der Gieß- thermischen Grenzzone 39 statt.
strecke wird der warme Bereich der Kokillenhälften 40 Bei einer Gießgeschwindigkeit von 2,5 mmin
durch Eintauchen in eine Kühlflüssigkeit oder durch (Gießmetall: Reinaluminium) betrug die Tiefe F der
Bespritzen mit einer solchen auf die gewünschte Grenzzone 39 ungefähr 50 bis 60 mm und die Dicke G
Temperatur gekühlt. des kalten Teils (Tragteils) ungefähr 205 bis 195 mm.
Die Temperatur der Kokillenmasse in größerer An den Kokillenhälften wurden bei deren Aus-Tiefe
wird beim Durchlaufen der Gieß- wie der Kühl- 45 einandergehen folgende Temperaturen gemessen:
strecke praktisch nicht beeinflußt, sobald eine be- Mitte der Formwand 36 210 C
stimmte Betriebstemperatur erreicht ist. Rand der Formwand 36 (noch in der
Im folgenden wird der Bereich der Kokillenhälfte, Tiefe der Ausnehmung) 160 = C
in dem der wesentliche Wärmeaustausch stattfindet, Mitte der thermischen Grenzzone 39 100" C
»warmer Teil« benannt und der andere Bereich »kalter 50 Thermische Grenzzone 39 an den Sei-
Teil«. Durch die ausreichende Bemessung des kalten tenwänden der Kokillenhälfte 80° C
Teils wird die erforderliche Starrheit erreicht.
Die unter der am Wärmeaustausch teilnehmenden Nach dem Kühlen durch angespritztes Wasser
Schicht liegende Kokillenmasse (der »kalte Teil«) hat wurden folgende Durchschnitts-Temperaturen ge-
also den Zweck, eine Verformung des Kokillenblocks 55 messen:
innerhalb zulässiger Grenzen zu halten. Wird der Mitte der Formwand 36 115° C
Querschnitt bzw. das Flächenträgheitsmoment des Rand der Formwand 36 (noch in der
Kokillenblocks 10 groß genug vorgesehen, so ist es Tiefe der Ausdehnung) 1050C
möglich, die beim Durchlaufen eines Arbeitszyklus Mitte der thermischen Grenzzone 39 1050C
entstehende Verbiegung der Kühlfläche 36 (Form- 60 Thermische Grenzzone 39 an den Seiwandung) innerhalb weniger Zehntelmillimeter zu tenwänden der K .,kiilenhälfte 6O0C
entstehende Verbiegung der Kühlfläche 36 (Form- 60 Thermische Grenzzone 39 an den Seiwandung) innerhalb weniger Zehntelmillimeter zu tenwänden der K .,kiilenhälfte 6O0C
halten. Bei einem zu gießenden Aluminiumband von
600 mm Breite ergibt sich damit ein Querschnitt des Würde das Verhältnis der Dicke G zur Tiefe F
Kokillenblocks von etwa 250 mm Höhe, wobei nur (d. h. des Tragteils zum warmen Teil) zu klein sein,
etwa >/5 der Kokillenmasse (»warmer Teil«) am 65 wurden die Wärmeschwankungen im warmen Teil ein
Wärmetransport teilnimmt und 4/s (»kalter Teil«) als stetiges Verwerfen des letzteren verursachen, und es
Versteifung dienen. Die jeweils auftretende Durch- wäre nicht möglich, breite Bänder mit der erforder-
biegung der Kokillenhälfte 10 kann durch ent- liehen Querschnittsgenauigkeit zu gießen. Die Kokillen-
ίο
der, Kok.llenhalftendort £
hohlraumes auseinandergehen, folgende
Schnittstemperaturen gemessen.
Mitte der Fläche 40 70 C
Kokillenwand 41, in der Nähe der
Ecke 42 60 bis 70 L·
An der *«m U*..O»» waren die Temp£ra-
15 ' te Kokillenhälfte 43 nach F i g. 10 weist Nuten
J f ^ die massive Kokil,enhä!fte 10 „ach den F i g. 6
^ ?_ die ^ 5Q entspricht der Nut 18>
die Nut 151
der Nut 20; die der Nut 19 entsprechende Nut ist in der F i g. 10 nicht sichtbar.
Auch auj def Seite des Stahiblockes 47, die dem
FJhnjjgdl« zuge^nd. «jrfjd £■*. * *
S8-
Mitte der Fläche 40 60 bis 70 C
Kokillenwand41,inderNäheder
Ecke 42 60 bis /U L
Die Endplatten 61 ejner zusammengesetzten Koa5
^ülenhälfte 43 werden zweckmäßigerweise besonders kräftig ausgeführt. Deren Stärke beträgt vorzugsweise
40 bis 80 mm, wobei die Steifigkeit noch durch eine Rippe erhöht werden kann, um eine unzulässige
Verwerfung infolge der ungleichmäßigen Erwärmung ^Betrieb z-erhinden^
3S
Man erkennt daß während des Gießens die Temperatnr?m
kaf"en Teil nur unwesentlich schwankt. Da ÄkiÄS vorweise aus Stahl bestehen, g
der einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten 30 ^Betrieb
hit ist es möglich, durch Wahl einer genugcuucu '"■">"
Dicke der Kok 1 enhälften diesen eine Starrheit zu if die das einwandfreie Gießen von beispiels-6ά)
bis 8SZn^ breiten Aluminiumplatten
" 1 ht
D°a! Ausführungsbeispiel nach den F i g. 8 bis 10 ist
besonder? für dJ Gießen von großen Bandbreiten, 7 B von 700 bis 1500 mm und mehr, bestimmt. In
diesem Fall ist es vorteilhaft, an Stelle der oben beschriebenen massiven Kokillenhälften 10 aus Platten
zSammeSSeSte Kokillenhälften 43 zu benutzen,
woS d£ Planen senkrecht zum Gußband und in
läig richtung desselben stehen.
Die die zusammengesetzte Kokillenhälfte 43 bildenden
Platten 44 werden durch zwei oder mehr Zuganker 45 zusammengepreßt. Dadurch entsteht ein
elastischer Körper relativ geringer Biegungssteifigkeit, der auf die für die massiven Kokillenhälften be-
schriebene Art und Weise mit dem Führungsteil 46 voneinander distanziert werden (F i g. 9). Die Z
verbunden und dadurch in seiner Lage gehalten wird. 50 schenlagen 63 können zwischen allen einzelnen Platter
Bei zusammengesetzten Kokillenhälften ist es not- oder zwischen einigen davon vorgesehen weiden
wendig das Führungsteil bedeutend kräftiger aus- Um die Ausdehnung der Platten in Richtung dei
*,,f.-,hren als es bei massiven Kokillenhälften er- Bandbreite zu ermöglichen, sollen die Z ischenlagei
freilich ist bis höchstens 2O mm an die Kühlfläche 62 (Form
Bei den aus Platten 44 zusammengesetzten Kokillen- 55 wandung) heranreichen. Die Dicket/ der Zwischen
hälften wäre der versteifende kalte Teil 38 der massiven lagen in Millimeter soll größer sein als der halbe Wer
Kokillenhälften 10 unwirksam, so daß er in Wegfall des Produktes, errechnet aus dem Ausdehnungs
kommt außerdem wäre es unzweckmäßig, die Dicke D koeffizienten α des mit der Schmelze in Berühren
hei den zusammengesetzten Kokillenhälften gleich kommenden metallischen Kokillenwerkstoffes, au
eroß zu halten wie bei den massiven Kokillenhälften 10. 60 dem mittleren Abstand b zweier benachbarter Zwi
Die totale Dicke der aus Platten zusammengesetzten schenlagen in Millimeter und aus der Schmeh
Kokillenhälften beträgt zweckmäßigerweise z. B.
bis 150 mm, darf aber diese Werte etwas unter--oder
überschreiten. Die bei massiven Kokillenhälften
Zeh den kalten Teil 38 gewährleistete Steifheit muß 65 2
hW auf andere Art und Weise gewährleistet werden.
n« cpschieht ζ B durch Vermehrung der Träger 12 Beim Gießen von Aluminium werden somit d
d der weiteren Träger 15 sowie durch eine kräftigere Zwischenlagen bei beispiels /eise 30 mm dicken Platte
Millimetern, beispielsweise von 2 bis 5 mm Starke hergestellt, entstehen normalerwe.se, durch die naturliehe
Unebenheit der Platten bedingt, gew.sse, wenn
auch unregelmäßlEe. statistisch verteilte Zwischenräume
von wenigen hundertstein Millimeter. Diese Zw.schenräume gestatten bei Temperaturanstiegen
eine ungehinderte Ausdehnung der Platten 44 m
Richtung der Bandbreite.
Dadurch ist es möglich, durch die an Hand der
F i g. 2, 4, 6 und 7 beschriebene Art und We1Se der Befestigung der Kokillenhälfte auf dem Führungsteil
die Kühlfläche 62 (Formwandung) ohne große Kräfte durch das Führungsteil 46 dauernd in der gewünschten
Lage und praktisch eben zu halten.
Es können nun auch dickere Platten 44 verwendet werden, welche vorteilhafterweise mittels Zwischenlager.
63 aus wärme- und formbeständigem Werkstott voneinander distanziert werden (F i g. 9). Die Zwi-
schenlagen in Millimeter und aus der S temperatur Γ des zu gießenden Metalls in 0C:
rf
aus Stahl mindestens 0,11 mm dick sein, z. B.
. 11-ΙΟ-6· 30-700
el— -— = 0,115mm
el— -— = 0,115mm
11 · 10-6·30·680
<·/= - ... = 0,112 mm
Die Weite der durch die z.wischenlagen an der
Kühlfläche 62 (Formwand) gebildeten Spalten 64 darf anderseits nicht so groß sein, daß geschmolzenes
Gießmetall zwischen die Platten so weit eindringen kann, daß sich störende Rippen an der Oberfläche
des gegossenen Bandes bilden. Im Falle des Aluminiums beträgt die höchstzulässige Spaltenweite etwa
0,3 mm.
Es können in ein und demselben Kokillenblock auch Platten verschiedener Stärke angeordnet werden;
das kann beispielsweise für die Befestigung der Kokillenhälfte auf dem Führungsteil 46 vorteilhaft sein.
Die Gießleistung ist abhängig von den Wärmeleiteigenschaften des Kokillenwerkstoffes. Beispielsweise
ist mit Kupferkokillen gegenüber Stahlkokillen eine etwa sechsfache Gießleistung zu erwarten. Infolge der
relativ hohen Gewichte der Kokillenblöcke kann Kupfer aus Preisgründen wohl nur in Ausnahmefällen
in Betracht gezogen werden.
Wird der Kokillenblock aus dünnen Platten von beispielweise 2 bis 5 mm Siärke aufgebaut, ist es
möglich, in Abständen Platten aus gut leitendem Werkstoff, beispielsweise Kupfer oder Aluminium,
anzuordnen. Dadurch kann der Wärmcentzug ver
bessert und die Gießleistunu entsprechend erhöht
werden. Um einen genügend gleichmäßigen Wärmeentzug über die Breite des zu gießenden Bandes zu
gewährleisten, müssen die Plat.cn verschiedener Werkstoffe relativ eng beieinander und gleichmäßig
verteilt sein. Beispielsweise soll beim Gießen eines Aluminiumbandes die Distanz zweier Platten aus
gleichem Werkstoff vorteilhafterweise weniger als 40°/0 der zu gießenden Bandstärke betragen. Die
to Dicke der Platten aus den verschiedenen Werkstoffen braucht nicht gleich zu sein; beispielsweise können
ab-.vechslungsweise Kupferplatten von 2 mm Stärke
mit Stahlplatten von 5 mm Stärke oder umgekehrt vorgesehen werden.
Die Plattenstärken werden entsprechend den verlangten Wärmeleiteigenschaften des Kokillenblockes
gewählt.
Vorzugsweise werden die Kokillenhälften 10 bzw. 43 dadurch gekühlt, daß eine Kühlflüssigkeit in einem
ao Kasten, in dem Unterdruck herrscht, gegen die vom
Gußstrang abgewendeten Formwandungen 3f bzw. 62 gespritzt wird, wobei der Unterdruck so gewählt wird,
daß infolge Einströmens von Luft in den Kasten die Kühlflüssigkeit zwischen Kasten und Formhälften
»5 nicht austreten kann.
Zu diesem Zweck wird ein Kasten verwendet, der gegen die zu kühlenden Kokillenhälften offen ist und
an diese bis auf einige Zehntelmillimeter heranreicht, eine Anzahl von gegen die Formwandungen 36 bzw. 62
priizdüsen enthält und ar
erzeugende Vorrichtung angeschlossen ist.
erzeugende Vorrichtung angeschlossen ist.
Als Kühlflüssigkeit hat
Emulsion gut bewährt.
Emulsion gut bewährt.
sich eine Öl-in-Wasser-
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche:1. Maschine mit Raupenkokille für das Bar.dgießen von Nichteisenmetallen, insbesondere von Aluminium und Aluminiumlegierungen, hei der Kokillenhälften und umlaufende Führungsteile der Maschine jeweils durch eine metallische Träger aufweisende Verbindung zusammenhängen, dadurch gekennzeichnet, daß der wärme- :o leitende Querschnitt und oder der Wärmeleitungskoeffizient der Verbindung eine so geringe Gesamtwärmeleitfähigkeit ergibt, daß die umlaufender, Führungsteile (11:46) im Betrieb höchstens handwarm werden.2. Maschine nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichne·, daß die Ge<imt\\ärmc!eitfähigkeit der Kokillen.iälften (10 bzw. 431 etwa 200mal größer ist als diejenige der Träger (12. 15i.3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Träger il2. I5i einen wärmeübertragenden Gesamtquerschnitt aufwehen, dessen Verhältnis zu der der Formwsnilung (36) abtcwandten Fläche der Kokillenhälften (10 bzw. 43) weniger als 1 : 200 beträgt.4. Maschine nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kokillenhälften (10 bzw. 43; und den umlaufenden Führungsteilen (11 bzw. 46) ein wanwefiektierendes Blech (24) angeordnet ist.5. Maschine nach einem 1er Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (Ol der Kokillenhälften (10) dem 8- bis 20fachen. vorzugsweise dem 10- bis 15fachen der die Dicke des /u gießenden Bandes bestimmenden Abmessung Ό des Formhohlraumes entspricht.6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 1^iS 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokillenhälftcn (43) aus Platten (44) zusammengesetzt sind und die umlaufenden Führungsteile (46) durch Stahlblöcke (47) \erstärkt sind, welche die Kokillenhälften (43) über Träger (12, 15) genau ausgerichtet halten.7. Maschine nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Zwischenlagen (63) aus wärmeisolierendem, formbeständigem Werkstoff, die zwischen den Platten (44) angeordnet sind.8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlagcn (63) bis höchstens 20 mm an die Formwandung (62) heranreichen.9. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Nuten (18, 19 und 20) gleitbar angeordnete Führungsstücke (21, 22 und 23) die Kokillenhälften (10) während des Betriebes trotz Längenänderungen infoige Temperaturwechsels in der zum jeweiligen Führungsteii (11) bestimmten zentralen Lage halten.10. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlblöcke (47) Nuten (48 usw. und 52 bis 54) aufweisen, die in ähnlicher Weise wirken wie die Nuten (18 bis 20) der Kokillen-Hälften (10) der Maschine nach Anspruch 9, wobei die Nuten (52 bis 54) mit Keilen (55 bis 57) zusammenwirken, die ihrerseits in Nuten (58 bis 60) eingelegt sind.11. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen Kasten für jede Kokillenreihe, der gegen die zu kühlenden, vom Gußstrang abgewendeten Kokillenhälften (10 bzw.43) offen ist und an diese bis auf einige zehntel Millimeter heranreicht, eine Anzahl von gegen die Formwandungen (36 bzw. 62) gerichtete Spritzdüsen enthä't und an eine Unterdruck erzeugende Vorrichtung angeschlossen ist.
Applications Claiming Priority (1)
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Owner name: SCHWEIZERISCHE ALUMINIUM AG, 3965 CHIPPIS, CH |
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