DE1953879A1

DE1953879A1 - Vorrichtung fuer die Zufuehrung von geschmolzenem Metall zu einer Giessmaschine

Info

Publication number: DE1953879A1
Application number: DE19691953879
Authority: DE
Inventors: Jlario Properzi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-11-25
Filing date: 1969-10-25
Publication date: 1970-06-18
Also published as: FR2024196A1; FR2024196B1

Description

M.

Ilario Properzi Via Vittor. Pisani 8 Mailand - Italien

Vorrichtung für die Zuführung von geschmolzenem Metall zu einer Giessmaschine

Vorliegende Erfindung bezieht eich auf eine Vorrichtung für die Zuführung von geschmolzenem Metall zu einer Giessmaschine zum Zwecke der Herstellung kontinuierlicher Metallbarren im allgemeinen.

Bekanntlich besteht eine kontinuierliche Giessmaschine mit rotierendem Rad zur Erzeugung kontinuierlicher Metallbarren im wesentlichen aus einem rotierenden Rad, welches eine Rille auf seiner UmfangsflMche von der For in des Querschnittes des zu erzeugenden Barrene aufweist. Diese Rille ist über einen gewissen Bogenabschnitt durch ein Metallband abgedeckt, welches die Rille versculiesst und sich zusammen mit dem Rad verschiebt, so das· das -flüssige Metall, das am

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Beginn des durch das Band abgedeckten Abschnittes der Rille eingegossen wird, in der Σϋΐΐβ verbleibt und aus ihr in Form eines festen, kontinuierlichen Harrens an der Stelle, an welcher das Band die Rille verläset, austritt.

Sine der ire entlichsten Bedingungen zur raschen und gleichmassigen Uebertraguug der abzuführenden Wärmeenergie zum Zwecke der Umwandlung des flüssigen Metalles in einen festen Barren ist die, dass während der Bildung des Barrens dessen ftussere Haut, Film,Schicht oder Schale vollkommen und fest in Berührung mit den Wänden der Rille oder Form gehalten wird, die durch Besprühen mit KühlflUssigkeiten, gewöhnlich enthärtetem Wasser, gekühlt werden. Bs ist offensichtlich, dass dieser enge Kontakt auch während der Verfestigungskontraktion aufrecht erhalten werden muss, die eine Eigenschaft der Metalle und ihrer Legierungen ist, wenn sie vom flüssigen Zustand in den festen übergehen.

Wenn dieser äussere Film oder die Schale nicht in der Weise gebildet werden, dass sie in enger Berührung mit den Formwänden bleiben, so ist die Aussenfläche rauh und der Wärmeaustausch schlecht und unrege!massig, so dass ein mangelhaft geformter Barren entsteht und die Wirksamkeit der Maschine stark reduziert wird.

Um den nötigeκ Druck für das Anpressen der gebildeten Schicht gegen die Formwände zu erzielen, erfolgt die Zufuhr des flüssigen Metalles mittels eines Rohres, welches oben mit einem Behälter in Verbindung steht, in dem der Spiegel des verwendeten flüssigen Metalles konstant auf einer gegebenen Höhe in Bezug auf das Füllniveau, welches in der Rille herrscht, gehalten wird.

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Die Erfordernis der Erzeugung dieses hohen Druckes mit starker Flüssigkeitshöhe bedeutet, dass bei den derzeit angewendeten Zuführungssystemen Wirbelbildun£>;en auf Grund der hohen Geschwindigkeit, mit der das flüssige Metall in die Rille eingeführt wird, auftreten. Dies führt auf Grund von Einschlüssen von Oxyden und Gasblasen in dem progressiv geformten Barren zu mangelhaften Produkten.

Hauptsächliches Ziel der Erfindung ist die weitgehendste Beseitigung der vorerwähnten Nachteile der bekannten Systeme und die Schaffung einer Vorrichtung für die Zuführung von geschmolzenem Metall für kontinuierliche Giessmaschinen, welche derart ausgelegt ist, dass beim Einführen des geschmolzenen Metalles in die Radrille die Turbulenz bedeutend herabgesetzt wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer einfach herstellbaren und leicht auch an bekannten Ausführungen von Giessmaschinen anbringbaren Vorrichtung.

Diese und weitere Ziele werden mit der Vorrichtung für die Zuführung von geschmolzenem Metall zu einer kontinuierlichen Giessmaschine gemüse der Erfindung erreicht,,welche aus einem Giessrad, aus einer am Umfang des Giessrades vorgesehenen Rille, die längs einem Band abgedeckt ist, wobei an der Einlasstelle des geschmolzenen l'etalles in die Rille ein freies oberes Niveau von geschmolzenem Metall gebildet wird, aus einem Beschickun^sbehälter für das geschmolzene Letal1, dessen Niveau höher liegt als dieses freie Niveau des luetalles in der Rille, und aus einer Ausgusstülle, welche den Behälter mit dem freien Niveau des in der Rille befindlichen geschmolzenen Metalles verbindet, besteht, und dadurch gekennzeichnet int, dass ein unterer Endteil dieser Ausgusstülle

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derart angeordnet ist, dass er vollkommen in die Zone des geschmolzenen Metelles unterhalb des erwähnten freien Niveaus eintaucht, um dadurch eine Turbulenz im Fluss des geschmolzenen Metall« bei dem erwähnten Endteil zu verhindern und einen regelmBssigen und gleichmKssig verteilten Druck des geschmolzenen Metalles gegen die Wunde der Form zu schaffen*

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind deutlicher der folgenden Beschreibung einer vorzugsweise^, jedoch nicht ausechliesslichen Ausftihrungsform einer Vorrichtung für die Zuführung von geschmolzenem Metall zu einer kontinuierlichen Giessmaschine gemüse der Erfindung zu entnehmen, welche beispielsweise in der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist« in der Fig. 1 schaubildlich und teilweise im Schnitt eine Vorderansicht einer mit der erfindungsgemüssen Vorrichtung ausgestatteten Giessiaaschine zeigt und Fig. eine ßuerschnitssdarstellung in grbsserem Maestab der erfindungsgemttssen Zuführungsvorrichtung ist.

Gerne«s Fig. 1 ist die Vorrichtung 1 für die Zuführung von geschmolzenem Metall neben einer Seite des Giessrades 2 angeordnet, welches eine periphere Rille oder Form 3 besitzt, in der der kontinuierliche Barren gebildet wird. Diese Form 3 ist flber annähernd den halben Umfang d*s Rades durch ein Stahlband 4 abgedeckt, da« neben dem Rad 2 mit zwei Rollen 5 und 6 geführt ist und um Scheiben 7 und 8 lftuft.

Die Fig. 1 zeigt weitere einen oberen Behälter θ für das geschmolzene Metall mit den Betreffenden Einste11Organen und die auesen liegenden Kühleinrichtungen 10 und 11, welche da« Rad über einen gewissen Kreisbogen uefaeeen und durch die Düsen 10a bzw. 11a das Kühlmittel gegen die Rille 3 bzw. das Band 4 richten.

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Diese Kühleinrichtungen 10 und 11 bewirken die Verfestigung des geschmolzenen Metalles, welches auf diese Weise in einen kontinuierlichen Barren 12 umgewandelt wird, während sich das Rad 2 ununterbrochen dreht.

Die Vorrichtung für die Zufuhr von geschmolzenem Metall gemäss vorliegender Erfindung ist in Fig. 2 im Einzelnen veranschaulicht. Diese Figur zeigt ein vertikal angeordnetes Rohr oder eine Ausgusstülle 13, die mit ihrem oberen Ende mit dem erwähnten Behälter 9 in Verbindung steht. Der untere Endteil, und zwar die Düse 14 des Hohrus 13 ic* koaxial zu letzterem angeordnet und erstreckt sich nach unten, um so «reit als möglich in die Rille 3 des Rades 2 einzutreten (die Eintrittslänge der Düse 14 in die Rille 13 des Rades 2 hängt von den Abmessungen der Düsenspitze in bezug auf die Rille 3 und von der Krümmung des Rades 2 ab).

Die Düse 14 hat einen grösseren Innenquerschnitt, beispielsweise doppelt so gross wie der des Rohres 13, sodass die Geschwindigkeit der durch das geschmolzene Metall gebildeten Flüssigkeit bedeutend herabgesetzt wird, wenn sie aus dem Rohr 13 in die Düse 14 gelangt. Letztere taucht tief unter das in der Rille 3 des Rades 2 herrschende Fttllniveau 15 ein, welches von der Rotationageschwindi^keit des Rades und der Zuführungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Metalles abhängt.

Das untere Ende des Rohres 13 ist bei 17 erweitert und kegelstumpfförmig ausgebildet, so dass ein Anschluss zwischen dem Rohr 13 und der Düse 14 gebildet wird.

In der Fig. 2 bezeichnet die Linie 16 die Zone, in welcher sich das geschmolzene Metall zu verfestigen beginnt, so dass die eigentliche Zufuhr des geschmolzenen Metalles innerhalb jener Grenze statt-

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findet, an welcher die Dttse 14 angeordnet ist.

Die Fig. 2 zeigt veiters die Auslässe 10a der inneren Kühlvorrichtung 10.

Der Strom des flässigen Metalles wird mit grösserer Genauigkeit mittels des Einstelldoraes geregelt, der in Fig. 1 gezeigt ist.

Obige Aus führungen lassen die Arbeitsweise der Vorrichtung deutlich erkennen.

Der nötige Druck für die Erzielung eines Kontaktes der Schale des sich bildenden Barrens mit den Wänden der Rille 3 wird dadurch " gewährleistet, dass der Behälter θ in einer vorbestimmten Höhe in bezug auf das Füllniveau oder freie Niveau 15 gehalten wird, wogegen die Abgabe, d.h. die Menge an für den Betrieb der Maschine erforderlicher Flüssigkeit in wesentlichen durch eine entsprechende Wahl des Innenquerschnittes des Rohres 13 gesteuert wird. Die Gegenwart der Düse 14 mit einem grOsseren Innenquerschnitt als jenea des Rohres 13 hat eine Verlangsamung des Flusses zur Folge, wodurch die Turbulenzerscheinung am Auslass über die ganze LÄnge der Düse 14 auf ein Minimum herabgesetzt wird.

Wie deutlich aus der Zeichnung ersichtlich ist, liegt die Dttse ) 14 vorzugsweise tangential zum Rad 2 und tritt vertikal in die Rille 3 ein.

In der Praxis wurde gefunden, dass beste Ergebnisse erzielt werden, wenn der untere land beil 14 der Tülle in das geschaolxene Metall bis zu einer Tiefe von 60 bis 150 mm eintaucht.

Im Falle des Giessens von Aluminiumbarren beträgt die Fliesegeschwindigkeit des geschmolzenen Metalles im Inneren des Ilohrabachnittes 14 etwa 1 m/sec, wogegen die Flieaageschwindigkeit in der

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Tttlle 13 etwa zweimal so gross ist.Eines der in der Praxis verwendeten Räder hatte einen Durchmesser von 1400 mm und machte etwa 3,5 Uadrehungen pro Minute, so dass die Umfangsgeschwindigkeit etwa 250nm/sec betrug· Die ßuerschnittsfona der Tülle war vorzugsweise kreisrund, obgleich zufriedenstellende Versuche auch mit trapezförmigem Querschnitt der Tülle, der in seiner Form der trapezförmigen Ausbildung des Hohlraumes des geschmolzenen Metalles entsprach, durchgeführt wurden. Ia Pulle von Aluminium und dessen Legierungen liegt die Temperatur des geschmolzenen Metalles etwas über 670*C.

Auf Grund der hohen Botationsgeschwindigkeit des Rades unterscheiden sich die Temperaturen innerhalb und ausserhalb der Tttlle nicht stark voneinander. Bei dieser Druckgiessmethode kann das Bad intensiv gekühlt werden, es ist jedoch nur dann möglich, wenn die Umfangsgeschwindigkeit des Rades entsprechend gewählt wurde und beispielsweise in der oben angegebenen Grössenordnung liegt. Bei zu geringer Umfangsgeschwindigkeit, beispielsweise der Hälfte des oben angegebenen Wertes, würde sich das Metall um die eingetauchte Tttlle herum verfestigen.

Der Druck des flüssigen Metalles gegen die Wände der Rille beruht auch auf der kinetischen Energie der flüssigen Metallmasse, die von einer bedeutenden H5he herabströmt und welche der flüssigen Masse die erwähnte Giessgeschwindigkeit von etwa 1 m/sec bei einer Ilasse von etwa 2 kg/sec im Falle eines Rades der vorerwähnten Grosse vermittelt. Diese Energie wird durch die mechanische Arbeit beim üerabstromen des Metalles absorbiert, und es wird folglich ein Druck gegen die Rillenwände unter Bedingung geringer Turbulenz geschaffen, wobei die Turbulen* umso geringer ist, je weiter die Tttlle in das geschmolzene Metall eintaucht.

Das aus dem Tüllenende austretende Metall steigt längs der aussenwand des eingetauchten Teiles der Tüll β bis zum Niveau 15 des ge-

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schmolzenen Metalles auf und wird dort gegen die Wände der Rille gedrängt* liier wird die Schale gebildet und das Metall, während es sich nach unten beiregt, auf Grund der vorerwähnten Kinetischen Energie zusammengedrückt.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung gewährleistet die einwandfreie Erzeugung von Endlosbarren mit einer tadellosen Aussen- und Innenstruktur .

Die oben beschriebene Erfindung kann in vieler Hinsicht abgeändert und modifiziert werden, ohne dadurch ihren Rahmen zu überschreiten.

" Bei der praktischen Durchführung der Erfindung können die angewendeten Materialien und Abmessungen, je nach den Erfordernissen, beliebig gewählt werden.

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Claims

1853879 Patentansprüche.

1. Vorrichtung ftlr die Zuführung von geschmolzenem Metall zu einer kontinuierlichen Giessmaschine, die aus einem Giessrad, aus einer am Umfang des Giessrades vorgesehenen Rille, die längs einem Band abgedeckt ist, wobei an der Einlasstelle des geschmolzenen Metalles in die Rilleein freies oberes Niveau von geschmolzenem Metall gebildet wird, aus einem Beschickungsbehälter für das geschmolzene Metall, dessen Niveau höher liegt als dieses freie Niveau des Metalles in der Rille, und aus einer Ausgusstülle, welche den Behälter mit dem freien Niveau des in der Rille befindlichen geschmolzenen Metalles verbindet, besteht, dadurch gekennzeichnet, dass ein unterer Endteil (14) dieser Ausgusstülle (13) derart angeordnet ist, dass er in die Zone des geschmolzenen Metalles unterhalb des erwähnten freien Niveaus (15) vollkommen eintaucht, um dadurch eine Turbulenz im Fluss des geschmolzenen Metalles bei dem erwähnten Endteil zu verhindern und einen regeIeSssigen und gleicbmässig verteilten Druck des geschmolzenen Metalles gegen die Wände der Form zu schaffen«

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in die Zone des geschmolzenen Metalles eintauchende untere Endteil (14) eine Vertikallänge von wenigstens 60 Bm besitzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in die Zone des geschmolzenen Metalles eintauchende untere Endteil (14) eine Vertikallänge zwischen 60 und 150mm besitzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zone des geschmolzenen Metalles seitlich und unten durch eine Schicht von verfestigtem Metall ■it konkaver Form begrenzt ist, welche Schicht eine obere Begrenzungslinie von verfestigte· Metall längs des Umrisses der Rille und nächst des freien Niveaus besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der in die

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Zone des geschmolzenen. Metalles eintauchende Endteil (14) sich in der erwähnten Zone des geschmolzenen Metalles in wesentlichen bis unter die erwähnte obere Begrenzungslinie erstreckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgusstülle einen mit dem erwlhnten BebKlter" (9) verbundenen oberen Rohrabschnitt (13) und einen diesen Rohrabschnitt (13) am unteren Endteil umfassenden unteren Rohrabschnitt (14) aufweist, welch letzterer einen inneren- Querschnitt besitzt, der grosser ist als der Querschnitt des oberen Rohrabschnittes (13), wodurch die Fliessgeschwindigkeit des durchströmenden geschmolzenen Metalles herabgesetzt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellinie des erwähnten unteren Rohrabschnittes (14) im wesentlichen tangential zur Mittellinie der «■ Ifafang des Giessrades (2) angeordneten Rille (3) liegt.

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