EP0045365A1 - Means for introducing molten metal into a continuous-casting mould having travelling walls - Google Patents

Means for introducing molten metal into a continuous-casting mould having travelling walls Download PDF

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EP0045365A1
EP0045365A1 EP81104544A EP81104544A EP0045365A1 EP 0045365 A1 EP0045365 A1 EP 0045365A1 EP 81104544 A EP81104544 A EP 81104544A EP 81104544 A EP81104544 A EP 81104544A EP 0045365 A1 EP0045365 A1 EP 0045365A1
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EP
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gap
casting body
casting
mold walls
guide rails
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EP81104544A
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Dieter Dipl.-Ing. Figge
Jürgen Dr.-Ing. Hartwig
Dieter Dr.-Ing. Neuschütz
Jürgen Dr.-Ing. Pötschke
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Fried Krupp AG
Original Assignee
Fried Krupp AG
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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
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/064—Accessories therefor for supplying molten metal

Definitions

  • the invention relates to a metal inlet in continuous casting machines, comprising a fixed refractory gate member and these partially encloses Bende-mold with moving in the direction of casting Kokillendoin - have the.
  • the invention has for its object to develop a metal inlet, which has a comparatively little technical effort over longer periods in the transition area between the casting body and the moving mold walls - which can be designed in particular as strips - a sufficient tightness.
  • the metal inlet should be used in particular in continuous casting machines in which metals such as aluminum, copper, steel and zinc are processed.
  • the technical problem underlying the invention is that the forces acting between the molten metal and the mold material or the casting body material make very small gap dimensions necessary for a purely mechanical seal; at the high casting temperatures, especially for copper and steel and their high aggressiveness for refractory materials, these cannot be maintained over the necessary period of a few hours.
  • the liquid metal entering the gap between the mold walls and the casting body could indeed act as a seal when it solidifies completely; however, this solidification process is undesirable and disadvantageous, since the metal which has just solidified is continuously torn out of the gap or else grinds on the moving mold walls and would thus damage their surface. This would result in the destruction of the metal skin just created, a poor surface of the cast product and possibly damage to the continuous casting device.
  • the stated object is achieved by a metal inlet of the type mentioned at the outset, which essentially has at least the features of claim 1.
  • the invention then includes the knowledge that a continuous casting process under stationary conditions is only possible if no bridge of solidified metal is formed in the gap between the facing surfaces of the mold walls and the casting body. It is therefore important to prevent the metal from solidifying on the casting body, since otherwise there is a risk of bridging to the mold. So that the onset of solidification does not reach the casting body, i.e.
  • a liquid area filled with liquid metal is maintained between it and the mold walls, the mold walls are equipped with a suitable heat-insulating coating and move so quickly relative to the casting body that in the
  • the gap area filled with liquid metal only flows as much metal as is consumed by solidification and is carried away by the movement of the mold walls: Between the mold walls and at least the outlet area of the casting body, there is always a two-phase area in which the metal flowing into the gap due to solidification in the solidification area is just being consumed.
  • the invention thus conveys the teaching that the gap deliberately set between the casting body and the moving mold walls can be automatically sealed by solidifying metal, provided that the material properties and geometric relationships of the components to be sealed off against one another and the speed of the mold walls are precisely matched to one another such that the amount of metal flowing into the gap corresponds to the solidified amount of metal conveyed out of the gap with the mold walls.
  • powder and alcoholic suspensions based on glass, slag, graphite, ceramic-graphite are used as coating materials; however, the coating can also be produced using suitable salts, fats and oils.
  • the gap is set so that it is not larger than two millimeters, preferably 1.5 or 1 millimeter (claims 2 to 4).
  • the walls of the mold and the casting body are advantageously designed and arranged such that they run parallel to one another at least in the outlet region of the casting body.
  • the gap between the casting body and the moving mold walls is preferably set to a value between 0.5 and 1 millimeter, the speed of the mold walls being between 10 and 20 meters per minute (claim 5).
  • Such an embodiment is particularly suitable for casting steel.
  • the guide rails can in particular also be guided movably in the casting body using spring elements.
  • the guide rails can be adjusted in height within the casting body, in particular by adjusting wedges or similar remote-controlled lifting devices.
  • the guide rails are expediently designed to be relatively narrow on the side facing the mold walls; their width transverse to the longitudinal direction of the casting body is preferably not more than five millimeters (claim 8)
  • the outlet region of the casting body is equipped with a bore which widens in the shape of a funnel; the wall of the bore advantageously has a convex curvature, but under certain circumstances also a straight line or concave curvature.
  • the curvature of the outlet area which is tailored to the casting problem, optimally achieves the following goals: high mechanical stability of the casting area of the casting body, sufficiently high thermal capacity and heat conduction to the outside, i.e. in the direction of the mold, and extensive calming of the turbulent flow.
  • the outlet area and the remaining area of the pouring body are expediently connected to one another in a manner which permits thermally induced dimensional changes (claim 14); in particular, the two areas of the casting body can be fastened to one another by plug connections.
  • Si S N 4 , BN or cermet are used in particular as suitable materials for the exit area; the rest of the casting body can be made in particular of refractory high-alumina ceramic, such as silimanite stone.
  • the above-mentioned connection which permits displacements is particularly advantageous if the outlet region of the cast-in body - in contrast to its remaining region - consists of a material with good thermal conductivity (claim 17).
  • the gap in the outlet region of the casting body is advantageously filled with inert gas; the inert gas pressure is chosen so that its size is slightly below that of the metallostatic pressure of the melt in the outlet area (claim 15). Since the inert gas pressure is always lower than the already mentioned metallostatic pressure of the melt, the inert gas cannot the liquid metal and get into the casting line.
  • An embodiment of the subject matter of the invention with an inert gas seal preferably additionally has the features of claim 16.
  • the metal inlet according to the invention has, as essential components, band-shaped mold walls 2 moved in the direction of arrow 1 and a fixed casting body 3, which in turn is composed of an outlet area 4 and a rear remaining area 5.
  • the areas 4 and 5 consist of a material with good (area 4) or with low (area 5) thermal conductivity.
  • the liquid metal to be cast is introduced in the direction of arrow 6 through a bore 7 in the casting body 3 between the moving mold walls 2; the solidification range emanating from this is denoted by 8.
  • the operating conditions prevailing during the casting process are thus selected such that just as much liquid metal flows in through the gap-shaped liquid region 8 'as there is after the solidification on the mold walls 2 due to their movement to the right (arrow 1).
  • the casting body 3 on the side facing the mold walls 2 (that is to say in the region of the outer surfaces 4 'and 5' in FIG. 1) is equipped with guide rails 10 on which the Support mold walls 2 with a low preload (see Fig. 2).
  • the width b of these guide rails. is preferably not more than five millimeters, their mutual distance a transverse to the longitudinal direction of the pouring body 3 is not more than two hundred millimeters.
  • the guide rails 10 - viewed in the direction of the longitudinal axis 7 '(or in the direction of the arrows 1 and 6) - come as close as possible to the exit edge 4 "of the exit area 4; however, their distance from this exit edge must be dimensioned in such a way that 1 - which extends into the gap 9 - the distance c of the front edges of the guide rails 10 from the trailing edge 4 "is therefore not less than thirty millimeters (cf. FIG. 1).
  • the outlet area 4 of the casting body 3 is equipped with an annular channel 11, through which inert gas is guided into the gap between the components 2 and 4.
  • the annular channel 11 communicates through a supply line 12 with a not shown inert gas in V e r retention.
  • the pressure of the inert gas is such that it is constantly slightly below the value of the metallostatic pressure in the melt in the area of the outlet edge 4 "of the outlet area 4.
  • the inert gas present prevents the melt from penetrating too far into the gap between the components 2 and 4, without the risk of storing inert gas in the casting line.
  • the annular channel 11 On the rearward side facing away from the exit edge 4 ′′, the annular channel 11 is closed by a seal 13 which is in contact with the mold walls 2 at the same time.
  • the subject matter of the invention is not limited to use in connection with belt-shaped mold walls; it can also interact with mold walls of a different design.

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Abstract

1. A metal inlet of a continuous casting apparatus, comprising a stationary fire resistant pouring body (3) partially surrounded by a mould havign walls (2) movable in the castin direction, whereby a gap (9) is provided between the facing surfaces of the mould walls and the pouring body at least at the outlet portion (4) of the latter, characterized in that the mould walls (2) have a thermally insulating layer, the gap (9) amounts to more than 0,3 mm to 2 mm and the speed of the mould walls is such that a zone (8') filled with liquid metal is present in the gap between the solidification range (8) formed from the mould walls (2) and the pouring body (3).

Description

Metall einlauf in Stranggießvorrichtungen mit bewegten KokillenwändenMetal inlet in continuous casting machines with moving mold walls

Die Erfindung bezieht sich auf einen Metalleinlauf in Stranggießvorrichtungen, die einen feststehenden feuerfesten Eingußkörper und eine diesen teilweise umschlie-Bende Kokille mit in Gießrichtung bewegten Kokillenwän- den aufweisen.The invention relates to a metal inlet in continuous casting machines, comprising a fixed refractory gate member and these partially encloses Bende-mold with moving in the direction of casting Kokillenwän - have the.

Derartige bekannte Stranggießvorrichtungen lassen sich insbesondere bei nach außen hin abgeschlossenem Metalleinlauf mit gutem Ergebnis betreiben, da der Zutritt von Luft zum flüssigen Metall verhinderbar und die Regelung der zugeführten Metallmenge insbesondere bei hohen Gießgeschwindigkeiten beherrschbar ist. Schwierigkeiten entstehen im Bereich des feststehenden Eingußkörpers dadurch, daß dieser.gegen die in Gießrichtung bewegten Kokillenwände abgedichtet sein muß, um das Austreten flüssigen Metalls nach außen zu vermeiden.Known continuous casting devices of this type can be operated with good results, in particular when the metal inlet is closed off to the outside, since the access of air to the liquid metal can be prevented and the regulation of the amount of metal supplied can be controlled, in particular at high casting speeds. Difficulties arise in the area of the fixed casting body in that it has to be sealed against the mold walls moving in the casting direction in order to prevent liquid metal from escaping to the outside.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Metalleinlauf zu entwickeln, welcher mit verhältnismäßig geringem technischen Aufwand über längere Zeiträume im Übergangsbereich.zwischen dem Eingußkörper und den bewegten Kokillehwänden - die insbesondere als Bänder ausgebildet sein können - eine ausreichende Dichtheit aufweist. Der Metalleinlauf soll dabei insbesondere in Stranggießvorrichtungen zum Einsatz gelangen, in denen Metalle wie Aluminium, Kupfer, Stahl und Zink verarbeitet werden.The invention has for its object to develop a metal inlet, which has a comparatively little technical effort over longer periods in the transition area between the casting body and the moving mold walls - which can be designed in particular as strips - a sufficient tightness. The metal inlet should be used in particular in continuous casting machines in which metals such as aluminum, copper, steel and zinc are processed.

Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, daß die zwischen Metallschmelze und Kokillenwerkstoff bzw. Eingußkörperwerkstoff wirkenden Kräfte für eine rein mechanische Abdichtung sehr kleine Spaltabmessungen erforderlich machen; diese lassen sich bei den hohen Gißtemperaturen insbesondere für Kupfer und Stahl und deren hoher Aggressivität für feuerfeste Werkstoffe nicht über den notwendigen Zeitraum von einigen Stunden aufrechterhalten. Das in den Spalt zwischen den Kokillenwänden und dem Eingußkörper gelangende flüssige Metall könnte zwar bei seiner vollständigen Erstarrung abdichtend wirken; dieser Erstarrungsvorgang ist jedoch unerwünscht und nachteilig, da das gerade erstarrte Metall fortlaufend aus dem Spalt herausgerissen oder aber auf den bewegten Kokillenwänden schleifen und somit deren Oberfläche beschädigen würde. Dies hätte eine Zerstörung der gerade entstandenen Metallhaut, eine schlechte Oberfläche des Gießerzeugnisses sowie gegebenenfalls eine Beschädigung der Stranggießvorrichtung zur Folge.The technical problem underlying the invention is that the forces acting between the molten metal and the mold material or the casting body material make very small gap dimensions necessary for a purely mechanical seal; at the high casting temperatures, especially for copper and steel and their high aggressiveness for refractory materials, these cannot be maintained over the necessary period of a few hours. The liquid metal entering the gap between the mold walls and the casting body could indeed act as a seal when it solidifies completely; however, this solidification process is undesirable and disadvantageous, since the metal which has just solidified is continuously torn out of the gap or else grinds on the moving mold walls and would thus damage their surface. This would result in the destruction of the metal skin just created, a poor surface of the cast product and possibly damage to the continuous casting device.

Die gestellte Aufgabe wird durch einen Metalleinlauf der eingangs genannten Gattung gelöst, der im wesentlichen zumindest die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Die Erfindung beinhaltet danach die Erkenntnis, daß ein kontinuierlicher Gießprozeß unter stationären Bedingungen nur dann möglich ist, wenn im Spalt zwischen den einander zugewandten Flächen der Kokillenwände und des Eingußkörpers keine Brücke aus erstarrtem Metall gebildet wird. Es kommt daher darauf an, die Erstarrung des Metalls am Eingußkörper zu verhindern, da andernfalls die Gefahr einer Brückenbildung zur Kokille besteht. Damit die beginnende Erstarrung nicht den Eingußkörper erreicht, also zwischen diesem und den Kokillenwänden ein mit flüssigem Metall angefüllter Flüssigbereich aufrechterhalten bleibt, sind die Kokillenwände mit einer geeigneten wärmedämmenden Beschichtung ausgestattet und bewegen sich relativ zum Eingußkörper so schnell, daß in den mit flüssigem Metall angefüllten Spaltbereich nur soviel Metall fließt, wie durch Erstarren verbraucht und durch die Bewegung der Kokillenwände abgeführt wird: Zwischen den Kokillenwänden und zumindest dem Austrittsbereich des Eingußkörpers ist also stets ein Zweiphasenbereich vorhanden, in dem das in den Spalt einströmende Metall durch Erstarrung im Erstarrungsbereich gerade aufgezehrt wird.The stated object is achieved by a metal inlet of the type mentioned at the outset, which essentially has at least the features of claim 1. The invention then includes the knowledge that a continuous casting process under stationary conditions is only possible if no bridge of solidified metal is formed in the gap between the facing surfaces of the mold walls and the casting body. It is therefore important to prevent the metal from solidifying on the casting body, since otherwise there is a risk of bridging to the mold. So that the onset of solidification does not reach the casting body, i.e. a liquid area filled with liquid metal is maintained between it and the mold walls, the mold walls are equipped with a suitable heat-insulating coating and move so quickly relative to the casting body that in the The gap area filled with liquid metal only flows as much metal as is consumed by solidification and is carried away by the movement of the mold walls: Between the mold walls and at least the outlet area of the casting body, there is always a two-phase area in which the metal flowing into the gap due to solidification in the solidification area is just being consumed.

Die Erfindung vermittelt also die Lehre, daß der bewußt zwischen dem Eingußkörper und den bewegten Kokillenwänden eingestellte Spalt selbsttätig durch erstarrendes Metall abdichtbar ist, sofern die Materialeigenschaften und geometrischen Verhältnisse der gegeneinander abzudichtenden Bestandteile sowie die Geschwindigkeit der Kokillenwände gerade so aufeinander abgestimmt sind, daß die in den Spalt einströmende Metallmenge der mit den Kokillenwänden aus dem Spalt herausgeförderten erstarrten Metallmenge entspricht. Als Beschichtswerkstoffe kommen insbesondere Pulver und alkoholische Suspensionen auf Glas-, Schlacke-, Graphit-, Keramik-Graphit-Basis zur Anwendung; die Beschichtung kann jedoch auch unter Verwendung geeigneter Salze, Fette und Öle hergestellt sein.The invention thus conveys the teaching that the gap deliberately set between the casting body and the moving mold walls can be automatically sealed by solidifying metal, provided that the material properties and geometric relationships of the components to be sealed off against one another and the speed of the mold walls are precisely matched to one another such that the the amount of metal flowing into the gap corresponds to the solidified amount of metal conveyed out of the gap with the mold walls. In particular, powder and alcoholic suspensions based on glass, slag, graphite, ceramic-graphite are used as coating materials; however, the coating can also be produced using suitable salts, fats and oils.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes ist der Spalt so eingestellt, daß er nicht größer ist als zwei Millimeter, vorzugsweise 1,5 bzw. 1 Millimeter (Ansprüche 2 bis 4). Bei entsprechender gegenseitiger Abstimmung der Materialeigenschaften und geometrischen Verhältnisse der gegeneinander abzudichtenden Bestandteile unter Berücksichtigung des Gießmetalls ist es jedoch möglich, den Spalt auh größer als zwei Millimeter einzustellen. Die einander zugewandtenIn preferred embodiments of the subject matter of the invention, the gap is set so that it is not larger than two millimeters, preferably 1.5 or 1 millimeter (claims 2 to 4). With a corresponding mutual coordination of the material properties and geometric relationships of the components to be sealed against one another, taking into account the casting metal, it is possible, however, to set the gap larger than two millimeters. The facing each other

Wände der Kokille und des Eingußkörpers sind vorteilhafterweise so ausgebildet und angeordnet, daß sie zumindest im Austrittsbereich des Eingußkörpers parallel zueinander verlaufen.The walls of the mold and the casting body are advantageously designed and arranged such that they run parallel to one another at least in the outlet region of the casting body.

Vorzugsweise ist der Spalt zwischen dem Eingußkörper und den bewegten Kokillenwänden auf einen Wert zwischen 0,5 bis 1 Millimeter eingestellt, wobei die Geschwindigkeit der Kokillenwände zwischen 10 bis 20 Meter pro Minute beträgt (Anspruch 5). Eine derartig ausgebildete Ausführungsform ist insbesondere zum Vergießen von Stahl geeignet.The gap between the casting body and the moving mold walls is preferably set to a value between 0.5 and 1 millimeter, the speed of the mold walls being between 10 and 20 meters per minute (claim 5). Such an embodiment is particularly suitable for casting steel.

Infolge der hohen Wärmebelastung der Kokillenwände stellt deren Verwerfung, durch welche der Abstand zum Eingußkörper verändert wird, ein besonderes Problem dar. Um diesen Abstand, das heißt die Spaltbreite, möglichst konstant auf dem gewünschten Wert zu halten, ist es zweckmäßig, Führungsschienen vorzusehen, an denen sich die Kokillenwände mit geringer Vorspannung abstützen (Anspruch 6). Die vorteilhaft aus dem Werkstoff des Eingußkörpers bestehenden Führungsschienen (Anspruch12) können fest mit dem Eingußkörper verbunden sein, sind aber zweckmäßigerweise derart beweglich (Anspruch 11) in diesem gehalten, daß entweder ein gewünschter Abstand zwischen Kokille und Eingußkörper während des Gießvorgangs erhalten bleibt oder daß der Abstand zwischen den beiden genannten Bestandteilen in dem gewünschten Umfang verändert werden kann.As a result of the high thermal load on the mold walls, their warping, by means of which the distance to the casting body is changed, is a particular problem Distance, that is, the gap width, to keep the desired value as constant as possible, it is expedient to provide guide rails on which the mold walls are supported with low pretension (claim 6). The advantageously made of the material of the casting body guide rails (claim 12) can be firmly connected to the casting body, but are expediently movable (claim 11) in this that either a desired distance between the mold and the casting body is maintained during the casting process or that Distance between the two components mentioned can be changed to the desired extent.

Die Führungsschienen können insbesondere auch unter Verwendung von Federelementen beweglich im Eingußkörper geführt sein. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist es möglich, die Lage der Führungsschienen bezüglich der Kokillenwände von au-Ben zu verstellen; zu diesem Zweck können die Führungsschienen insbesondere durch Verstellkeile oder ähnliche fernbedienbare Hubeinrichtungen innerhalb des Eingußkörpers höhenverstellbar sein.The guide rails can in particular also be guided movably in the casting body using spring elements. In a particularly preferred embodiment of the subject matter of the invention, it is possible to adjust the position of the guide rails with respect to the mold walls from outside; For this purpose, the guide rails can be adjusted in height within the casting body, in particular by adjusting wedges or similar remote-controlled lifting devices.

Zweckmäßigerweise sind die Führungsschienen auf der den Kokillenwänden zugewandten Seite verhältnismäßig schmal ausgebildet; ihre Breite quer zur Längsrichtung des E4ngußkörpers beträgt vorzugsweise nicht mehr als fünf Millimeter (Anspruch 8)The guide rails are expediently designed to be relatively narrow on the side facing the mold walls; their width transverse to the longitudinal direction of the casting body is preferably not more than five millimeters (claim 8)

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, die Führungsschienen so anzuordnen, daß ihr Größtabstand voneinander quer zur Längsrichtung des Eingußkörpers zweihundert Millimeter beträgt (Anspruch 7). Um eine Brückenbildung zwischen den Kokillenwänden und dem Eingußkörper zu vermeiden, nähern sich die Führungsschienen der Austrittkante des Eingußkörpers allenfalls bis auf dreißig (Anspruch 9) bzw. bis auf fünfzig Millimeter (Anspruch 10).It has also proven to be advantageous to arrange the guide rails so that their greatest distance from one another transversely to the longitudinal direction of the casting body is two hundred millimeters (claim 7). In order to avoid bridging between the mold walls and the casting body, the guide rails approach the trailing edge of the casting body at most up to thirty (claim 9) or up to fifty millimeters (claim 10).

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist der Austrittsbereich des Eingußkörpers mit einer sich in Gießrichtung trichterförmig erweiternden Bohrung ausgestattet; die Bohrungswandung verläuft vorteilhaft konvex-gekrümmt, unter Umständen jedoch auch geradlinig oder konkav-gekrümmt. Durch die auf das Gießproblem abgestimmte Krümmung des Austrittsbereiches werden die folgenden Ziele optimal erreicht: Hohe mechanische Stabilität des Eingußbereiches des Eingußkörpers, ausreichend hohe Wärmekapazität und Wärmeleitung nach außen, das heißt in Richtung Kokille, und weitgehende Beruhigung der turbulenten Strömung.In a particularly preferred embodiment of the subject matter of the invention, the outlet region of the casting body is equipped with a bore which widens in the shape of a funnel; the wall of the bore advantageously has a convex curvature, but under certain circumstances also a straight line or concave curvature. The curvature of the outlet area, which is tailored to the casting problem, optimally achieves the following goals: high mechanical stability of the casting area of the casting body, sufficiently high thermal capacity and heat conduction to the outside, i.e. in the direction of the mold, and extensive calming of the turbulent flow.

Der Austrittsbereich und der Restbereich des Eingußkörpers sind zweckmäßig in einer Weise miteinander verbunden, die thermisch bedingte Abmessungsänderungen zuläßt (Anspruch 14); insbesondere können die beiden Bereiche des Eingußkörpers durch Steckverbindungen aneinander befestigt sein. Als geeignete Werkstoffe für den Austrittsbereich kommen insbesondere SiSN4, BN oder Cermet zur Anwendung; der Restbereich des Eingußkörpers kann insbesondere aus feuerfester hochtonerdehaltiger Keramik hergestellt sein, wie beispielsweise Silimanitstein. Die erwähnte, Verschiebungen zulassende Verbindung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Austrittsbereich des Eingußkörpers - im Gegensatz zu dessen Restbereich - aus einem Werkstoff mit guter Wärmeleitfähigkeit besteht (Anspruch 17).The outlet area and the remaining area of the pouring body are expediently connected to one another in a manner which permits thermally induced dimensional changes (claim 14); in particular, the two areas of the casting body can be fastened to one another by plug connections. Si S N 4 , BN or cermet are used in particular as suitable materials for the exit area; the rest of the casting body can be made in particular of refractory high-alumina ceramic, such as silimanite stone. The above-mentioned connection which permits displacements is particularly advantageous if the outlet region of the cast-in body - in contrast to its remaining region - consists of a material with good thermal conductivity (claim 17).

Um zu verhindern, daß das flüssige Metall zu weit in den Spalt zwischen der Kokille und dem Eingußkörper eindringt, ist der Spalt im Austrittsbereich des Eingußkörpers vorteilhaft mit Inertgas gefüllt; der Inertgasdruck ist dabei so gewählt, daß seine Größe geringfügig unterhalb derjenigen des metallostatischen Drucks der Schmelze im Austrittsbereich liegt (Anspruch 15). Da der Inertgasdruck stets kleiner ist als der bereits erwähnte metallostatische Druck der Schmelze, kann das Inertgas nicht in das flüssige Metall und in den Gießstrang gelangen. Eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes mit Inertgas-Abdichtung weist vorzugsweise zusätzlich die Merkmale des Anspruchs 16 auf.In order to prevent the liquid metal from penetrating too far into the gap between the mold and the casting body, the gap in the outlet region of the casting body is advantageously filled with inert gas; the inert gas pressure is chosen so that its size is slightly below that of the metallostatic pressure of the melt in the outlet area (claim 15). Since the inert gas pressure is always lower than the already mentioned metallostatic pressure of the melt, the inert gas cannot the liquid metal and get into the casting line. An embodiment of the subject matter of the invention with an inert gas seal preferably additionally has the features of claim 16.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert.The invention is explained in detail below with reference to two preferred exemplary embodiments shown in the drawing.

Es zeigen:

  • Fig. 1 schematisch einen Längs-Teilschnitt durch den erfindungsgemäßen Metalleinlauf im Austrittsbereich des Eingußkörpers,
  • Fig. 2 in gegenüber Fig. 1 verkleinertem Maßstab einen Teilschnitt durch den mit mehreren nebeneinander liegenden Führungsschienen ausgestatteten Eingußkörper quer zu dessen Längserstreckung und
  • Fig.3 schematisch einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Metalleinlauf, dessen Eingußkörper im Austrittsbereich mit einem Inertgaskanal ausgestattet ist.
Show it:
  • 1 schematically shows a longitudinal partial section through the metal inlet according to the invention in the outlet area of the casting body,
  • Fig. 2 on a reduced scale compared to Fig. 1, a partial section through the cast body equipped with a plurality of guide rails lying side by side transversely to its longitudinal extent and
  • 3 schematically shows a longitudinal section through a metal inlet according to the invention, the casting body of which is equipped with an inert gas channel in the outlet area.

Der errindungsgemäße Metalleinlauf weist als wesentliche Bestandteile in Richtung des Pfeiles 1 bewegte bandförmige Kokillenwände 2 und einen feststehenden Eingußkörper 3 auf, der seinerseits aus einem Austrittsbereich 4 und einem rückwärtigen Restbereich 5 zusammengesetzt ist. Die Bereiche 4 und 5 bestehen aus einem Werkstoff mit guter (Bereich 4) bzw. mit geringer (Bereich 5) Wärmeleitfähigkeit.The metal inlet according to the invention has, as essential components, band-shaped mold walls 2 moved in the direction of arrow 1 and a fixed casting body 3, which in turn is composed of an outlet area 4 and a rear remaining area 5. The areas 4 and 5 consist of a material with good (area 4) or with low (area 5) thermal conductivity.

Das zu vergießende flüssige Metall wird in Richtung des Pfeiles 6 durch eine Bohrung 7 im Eingußkörper 3 zwischen die sich bewegenden Kokillenwände 2 eingeleitet; der von diesen ausgehende Erstarrungsbereich ist mit 8 bezeichnet. Die Bohrung 7 mit der Längsache 7' erweitert sich im Austrittsbereich 4 mit der Außenfläche 4' und der Austrittskante 4" in Gießrichtung (Pfeil 6) trichterförmig.The liquid metal to be cast is introduced in the direction of arrow 6 through a bore 7 in the casting body 3 between the moving mold walls 2; the solidification range emanating from this is denoted by 8. The bore 7 with the longitudinal axis 7 'widens in the outlet area 4 with the outer surface 4' and the outlet edge 4 "in the pouring direction (arrow 6).

Zur Abdichtung des Spaltes 9 zwischen den Kokillenwänden 1 und der Außenfläche 4' bzw. 5' der Bereiche 4 und 5 des Eingußkörpers 3 wird dafür Sorge getragen, daß der Abstand zwischen den Bestandteilen 2 und 3 stets etwa 0,7 Millimeter beträgt. Darüber hinaus sind die Kokillenwände 2 - die sich mit einer_Geschwindigkeit von etwa 17 Meter pro Minute bewegen - so beschichtet, daß die beginnende Erstarrung (Erstarrungsbereich 8) nicht den Eingußkörper 3 bzw. dessen Austrittsbereich 4 erreicht, sondern ein mit flüssigem Metall angefüllter spaltförmiger Flüssigbereich 8' aufrechterhalten bleibt. Die Aufrechterhaltung dieses Flüssigbereiches 8' hat zur Folge, daß im Spalt 9 zwischen den Bestandteilen 2 und 3 keine Brücke aus erstarrtem Metall gebildet wird. Die während des Gießvorgangs herrschenden Betriebsbedingungen (Spaltbreite, Beschichtung der Kokillenwände, Geschwindigkeit der Kokillenwände) sind also derart gewählt, daß durch den spaltförmigen Flüssigbereich 8' immer gerade so viel flüssiges Metall nach links nachströmt, wie nach dem Erstarren an den Kokillenwänden 2 durch deren Bewegung nach rechts (Pfeil 1) abgeführt wird.To seal the gap 9 between the mold walls 1 and the outer surface 4 'or 5' of the areas 4 and 5 of the pouring body 3, care is taken that the distance between the components 2 and 3 is always about 0.7 millimeters. In addition, the mold walls 2 - which move at a speed of about 17 meters per minute - are coated in such a way that the onset of solidification (solidification area 8) does not reach the casting body 3 or its exit area 4, but rather a gap-shaped liquid area 8 filled with liquid metal '' is maintained. The maintenance of this liquid region 8 'has the consequence that no bridge of solidified metal is formed in the gap 9 between the components 2 and 3. The operating conditions prevailing during the casting process (gap width, coating of the mold walls, speed of the mold walls) are thus selected such that just as much liquid metal flows in through the gap-shaped liquid region 8 'as there is after the solidification on the mold walls 2 due to their movement to the right (arrow 1).

Um sicherzustellen, daß die Spaltbreite in der gewünschten Größe ständig erhalten bleibt, ist der Eingußkörper 3 auf der den Kokillenwänden 2 zugewandten Seite (das heißt im Bereich der Außenflächen 4' und 5' in Fig. 1) mit Führungsschienen 10 ausgestattet, an denen sich die Kokillenwände 2 mit geringer Vorspannung abstützen (vgl. Fig. 2). Die Breite b dieser Führungsschienen . beträgt vorzugsweise nicht mehr als fünf Millimeter, ihr gegenseitiger Abstand a quer zur Längsrichtung des Eingußkörpers 3 nicht mehr als zweihundert Millimeter.In order to ensure that the gap width of the desired size is maintained at all times, the casting body 3 on the side facing the mold walls 2 (that is to say in the region of the outer surfaces 4 'and 5' in FIG. 1) is equipped with guide rails 10 on which the Support mold walls 2 with a low preload (see Fig. 2). The width b of these guide rails. is preferably not more than five millimeters, their mutual distance a transverse to the longitudinal direction of the pouring body 3 is not more than two hundred millimeters.

Um die Führungswirkung der Führungsschienen 10 gegebenenfalls verändern zu können, können diese - in Abänderung der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform - verstellbar im Eingußkörper 3 gehalten sein; darüber hinaus ist es möglich, die Führungsschienen 10 unter Zwischenschaltung von Federelementen beweglich im Eingußkörper 3 anzuordnen. Die Mittelebene des Eingußkörpers 3 quer zur Längsachse 7' ist in Fig. 2 mit 7" bezeichnet.In order to be able to change the guiding effect of the guide rails 10, if necessary, these can be held in an adjustable manner in the casting body 3, in a modification of the embodiment shown in FIG. 2; In addition, it is possible to arrange the guide rails 10 movably in the casting body 3 with the interposition of spring elements. The center plane of the casting body 3 transversely to the longitudinal axis 7 'is designated by 7 "in FIG. 2.

Zweckmäßigerweise reichen die Führungsschienen 10 - in Richtung der Längsachse 7' (bzw. in Richtung der Pfeile 1 und 6) gesehen - so nah wie möglich an die Austrittskante 4" des Austrittsbereichs 4 heran; ihr Abstand von dieser Austrittskante muß jedoch so bemessen sein, daß sie in jedem Falle außerhalb des in Fig. 1 angedeuteten Erstarrungsbereiches 8 - der in den Spalt 9 hineinreicht - liegen. - Der Abstand c der Vorderkanten der Führungsschienen 10 von der Austrittskante 4" ist daher nicht kleiner als dreißig Millimeter (vgl. Fig. 1).Advantageously, the guide rails 10 - viewed in the direction of the longitudinal axis 7 '(or in the direction of the arrows 1 and 6) - come as close as possible to the exit edge 4 "of the exit area 4; however, their distance from this exit edge must be dimensioned in such a way that 1 - which extends into the gap 9 - the distance c of the front edges of the guide rails 10 from the trailing edge 4 "is therefore not less than thirty millimeters (cf. FIG. 1).

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist der Austrittsbereich 4 des Eingußkörpers 3 mit einem Ringkanal 11 ausgestattet, durch welchen Inertgas in den Spalt zwischen den Bestandteilen 2 und 4 geführt wird. Der Ringkanal 11 steht über eine Zuführleitung 12 mit einer nicht dargestellten Inertgasquelle in Ver-bindung.In the embodiment shown in FIG. 3, the outlet area 4 of the casting body 3 is equipped with an annular channel 11, through which inert gas is guided into the gap between the components 2 and 4. The annular channel 11 communicates through a supply line 12 with a not shown inert gas in V e r retention.

Der Druck des Inertgases ist dabei so bemessen, daß er ständig geringfügig unter dem Wert des metallostatischen Druckes in der Schmelze im Bereich der Austrittskante 4" des Austrittsbereiches 4 liegt. Das vorhandene Inertgas verhindert das zu weite Eindringen von Schmelze in den Spalt zwischen den Bestandteilen 2 und 4, ohne daß die Gefahr des Einlagerns von Inertgas in den Gießstrang besteht.The pressure of the inert gas is such that it is constantly slightly below the value of the metallostatic pressure in the melt in the area of the outlet edge 4 "of the outlet area 4. The inert gas present prevents the melt from penetrating too far into the gap between the components 2 and 4, without the risk of storing inert gas in the casting line.

Auf der von der Austrittskante 4" abgewandten rückwär- .tigen Seite ist der Ringkanal 11 durch eine gleichzeitig. an den Kokillenwänden 2 anliegende Dichtung 13 verschlossen.On the rearward side facing away from the exit edge 4 ″, the annular channel 11 is closed by a seal 13 which is in contact with the mold walls 2 at the same time.

Der Erfindungsgegenstand ist nicht auf die Verwendung im Zusammenhang mit bandförmigen Kokillenwänden beschränkt; er kann auch mit andersartig aufgebauten Kokillenwänden zusammenwirken.The subject matter of the invention is not limited to use in connection with belt-shaped mold walls; it can also interact with mold walls of a different design.

Claims (17)

j. Metalleinlauf in Stranggießvorrichtungen, die einen feststehenden feuerfesten Eingußkörper und eine diesen teilweise umschließende Kokille mit in Gießrichtung bewegten Kokillenwänden aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einander zugewandten Flächen der Kokillenwände (2) und des Eingußkörpers (3) zumindest an dessen Austrittsbereich (4) ein Spalt (9) eingestellt ist, und daß die Kokillenwände (2) derart beschichtet sind und eine derartige Geschwindigkeit aufweisen, daß in dem Spalt (9) zwischen dem von ihnen ausgehenden Erstarrungsbereich (8) und dem Eingußkörper (3) ein mit flüssigem Metall angefüllter Flüssigbereich (8') vorhanden ist.j. Metal infeed in continuous casting devices which have a fixed refractory casting body and a mold partially enclosing this with mold walls moved in the casting direction, characterized in that between the mutually facing surfaces of the mold walls (2) and the casting body (3) at least at its outlet area (4) Gap (9) is set, and that the mold walls (2) are coated and have such a speed that in the gap (9) between the solidification area (8) emanating from them and the casting body (3) a filled with liquid metal Liquid area (8 ') is present. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (9) allenfalls bis zu zwei Millimeter beträgt.2. Device according to claim 1, characterized in that the gap (9) is at most up to two millimeters. 3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (9) allenfalls bis zu 1,5 Millimeter beträgt.3. Device according to one of claims 1 to 2, characterized in that the gap (9) is at most up to 1.5 millimeters. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (9) allenfalls bis zu einem Millimeter beträgt.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the gap (9) is at most up to one millimeter. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (9) auf einen Wert zwischen 0,5 bis 1 Millimeter eingestellt ist und daß die Geschwindigkeit der Kokillenwände (2) zwischen 10 bis 20 Meter pro Minute beträgt.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the gap (9) is set to a value between 0.5 to 1 millimeter and that the speed of the mold walls (2) is between 10 to 20 meters per minute. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (9) zwischen den Kokillenwänden (2) und dem Eingußkörper (3) durch an diesen angeordnete Führungsschienen (10) eingestellt ist, die sich mit geringer Vorspannung an den Kokillenwänden abstützen.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the gap (9) between the mold walls (2) and the cast-in body (3) by means of guide rails (10) arranged thereon, which are set with a low bias to the Support mold walls. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Größtabstand der Führungsschienen (10) voneinander - quer zur Längsrichtung des Eingußkörpers (3) gesehen - zweihundert Millimeter beträgt.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the greatest distance between the guide rails (10) from one another - seen transversely to the longitudinal direction of the casting body (3) - is two hundred millimeters. 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Führungsschienen (10) quer zur Längsrichtung des Eingußkörpers (3) höchstens fünf Millimeter beträgt.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the width of the guide rails (10) transverse to the longitudinal direction of the casting body (3) is at most five millimeters. 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen (10) sich der Austrittskante (4") des Eingußkörpers (3) - in dessen Längsrichtung gesehen - allenfalls bis auf dreißig Millimeter nähern.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the guide rails (10) of the trailing edge (4 ") of the pouring body (3) - seen in the longitudinal direction - at most up to thirty millimeters. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen (10) sich der Austrittskante (4") des Eingußkörpers (3) - in dessen Längsrichtung gesehen - allenfalls bis auf fünfzig Millimeter nähern.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the guide rails (10) of the trailing edge (4 ") of the casting body (3) - Seen in the longitudinal direction - at best approach to fifty millimeters. 11. Einrichtung nach einem der Ansprüche- 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen (10) beweglich im Eingußkörper (3) gehalten sind.11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the guide rails (10) are movably held in the casting body (3). 12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen (10) aus dem Werkstoff des Eingußkörpers (3) bestehen.12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the guide rails (10) consist of the material of the casting body (3). 13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsbereich (4) des Eingußkörpers (3) eine sich in Gießrichtung (Pfeil 6) trichterförmig erweiternde Bohrung (7) aufweist.13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the outlet region (4) of the pouring body (3) has a funnel-shaped bore (7) in the casting direction (arrow 6). 14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsbereich (4) und der Restbereich (5) des Eingußkörpers (3) in einer Weise miteinander verbunden sind, die thermisch bedingte unterschiedliche Abmessungsänderungen zuläßt.14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the outlet region (4) and the remainder region (5) of the casting body (3) are connected to one another in a manner which allows thermally induced different dimensional changes. 15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (9) im Austrittsbereich (4) des Eingußkörpers (3) Inertgas mit einem Druck enthält, dessen Größe geringfügig unterhalb derjenigen des metallostatischen Drucks der Schmelze im Austrittsbereich (4) liegt.15. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the gap (9) in the outlet region (4) of the casting body (3) contains inert gas with a pressure whose size is slightly below that of the metallostatic pressure of the melt in the outlet region (4th ) lies. 16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingußkörper (3) auf der den Kokillenwänden (2) zugewandten Außenseite einen Ringkanal (11) aufweist, der außerhalb der Kokille an eine Inertgasquelle angeschlossen und auf der vom Austrittsbereich (4) abgewandten Seite gegenüber den Kokillenwänden (2) abgedichtet ist.16. The device according to claim 15, characterized in that the casting body (3) on the outside of the mold walls (2) facing an annular channel (11) which is connected outside of the mold to an inert gas source and on the side facing away from the outlet region (4) is sealed off from the mold walls (2). 17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsbereich (4) des Eingußkörpers (3) - im Gegensatz zu dessen Restbereich (5) - aus einem Werkstoff mit guter Wärmeleitfähigkeit besteht.17. Device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the outlet region (4) of the casting body (3) - in contrast to the remaining region (5) - consists of a material with good thermal conductivity.
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