NO972739L - Regulerbar strengstöpekokille, anvendelse av denne og fremgangsmåte ved strengstöping - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en regulerbar strengstøpekokille for fremstilling av strengstøpebarrer med forskjellige dimensjoner, inneholdende en kokilleramme med et par innbyrdes motstående, stasjonære sidevegger og et par innbyrdes motstående endevegger, idet i det minste en endevegg er anordnet forskyvbart, og hver side- og endevegg oppviser et første kjølemiddelkammer og flere første kjølemiddelkanaler som står i forbindelse med det første kjølemiddelkammer, for kjølemiddeltiførsel til strengstøpematerialet. Oppfinnelsen angår dessuten en fremgangsmåte for gjennomføring av strengstøpeprosessen med en kokille i henhold til oppfinnelsen.

Strengstøpekokiller benyttes for støping av flytende metall fra en støpebeholder eller lignende i en støpeform, idet det kan dannes støpestykker med kompakt eller hult tverrsnitt. Slike strengstøpeinnretninger for fremstilling av barrer eller bolter som utgangsmateriale for videre bearbeiding ved for eksempel ekstrudering eller valsing, består av en vannkjølt kokille, det vil si en vanligvis oventil åpen støpeform, med parallelle vegger og en i utgangspunktet tett lukkende bunn, som kan senkes, idet kokilleveggene vanligvis er utformet hule og kjøles med vann.

Ved strengstøpning støpes metallsmelte med en gitt hastighet på bunnen som i utgangspunktet er tett lukket mot kokillerammen. Kokillerammen danner beholderveggen for smeiten, og må derfor være tett i hele omkretsen. Under strengstøpingen senkes kokillebunnen, og samtidig etterfylles det hele tiden så mye metallsmelte i kokillen at overflaten til smeiten som befinner seg i kokillen holdes konstant. Kokillebunnen senkes deretter med en hastighet som er tilpasset støperaten.

Kokillerammen tjener både til formgivning og til varmebortledning fra smeiten. Når metallsmelten støpes i kokillen, størkner denne smeiten hurtig ved veggene og bunnen i kokillen, slik at i det minste den ytterste randsonen av smeiten størkner inne i kokillerammen. Ved tilførsel av kjølemiddel til barren som kommer ut av kokillen, for eksempel ved sprøyting av vann på strengen, skjer en rask størkning av det området av den utgående strengen fra kokillen nær overflaten, slik at det dannes en "bakke" med et innhold som fremdeles er flytende.

For strengstøping av valsebarrer av metall og andre lignende støpestykker benyttes vanligvis særskilte kokiller for hver barrebredde. Fremstillingen av strengstøpekokiller er, fremfor alt på grunn av de små dimensjonstoleranser, omstendelig og kostbar. De tallrike forskjellige støpebarreformater medfører dessuten den uhensiktsmessige nødvendigheten at det må holdes et tilsvarende stort antall kokiller på lager.

For delvis å unngå denne ulempen er det i DE-AS 1 059 626 forslått, for fremstilling av støpestykker med langstrakt tverrsnitt, en kokille av en lukket ring med parallelle side- og endevegger, idet i det minste en endevegg kan forskyves inne i den lukkede ringen. Derved reguleres de forskyvbare veggene til det ønskede barretverrsnittet før strengstøpeprosessen, idet de forskyvbare veggene festes til resten av kokillerammen med skruer. 1 kokillen utformet i henhold til DE-AS 1 059 626 må imidlertid kokillebunnen hver gang tilpasses det nye barretverrsnittet. Dessuten betinger innstillingen av kokillerammen til det aktuelle barretverrsnittet stort tidsforbruk og fører vanligvis til et lengre avbrudd i fremstillingslinjen, hvilket er særlig ugunstig for fremstillingstiden og omkostningene, når det bare trengs noen få støpestykker med en bestemt bredde.

For å unngå denne ulempen beskriver FR-patentsøknad 83 15766, publisert med nr.

2 552 692, en kokille med et kokilletverrsnitt som kan reguleres under strengstøpe-prosessen, idet dette skjer ved hjelp av en computerstyrt regulering av helningen til en innstillbar endevegg. Beregningsomfanget for en slik kontroll av barretverrsnittet er imidlertid stort, og betinger at det benyttes en computer med høy ytelse.

I strengstøpekokiller må den i kokilleområdet dannede, faste randsonen av barren som kommer ut av kokillen på ethvert sted tåle det samlede trykket av det overliggende strengstøpematerialet, rettet mot overflaten av randsonen, idet det samlede trykket består av det hydrostatiske trykket i smeiten av strengstøpematerialet og av trykket av det overliggende, størknede strengstøpematerialet. Mens det samlede trykket som er rettet mot overflaten av randsonen ved stasjonære, vertikalt liggende kokillevegger bare avhenger av det hydrostatiske trykket i smeiten av strengstøpematerialet, bestemmes det samlede trykket ved barrer som kommer ut av kokillen og som ikke oppviser noen vertikalt liggende randsone, i tillegg til det hydrostatiske trykket de vertikalt mot randsonen virkende komponenter av det overliggende, størknede strengstøpematerialet. For kokiller med vegger som kan forskyves under strengstøpeprosessen avhenger således tilpasningsraten til kokilletverrsnittet til det ønskede barretverrsnitt, særlig ved en tverrsnittsøkning, av strengstøpematerialet og av tykkelsen til den størknede randsonen. Ettersom strengstøpeprosessen i kokiller med foranderlig kokilletverrsnitt, for å unngå materialavfall, fortrinnsvis startes med et starttverrsnitt som er mindre enn det ønskede barretverrsnittet, og som tilpasses i henhold til det ønskede barretverrsnittet, oppstår det på grunn av den tynne randsonen til barren som dannes inne i kokillen vanligvis en ganske liten maksimal tilpasningsrate for kokilletverrsnittet. Dette har særlig ved store forandringer av barretverrsnittet en særlig negativ virkning, og fører til et stort materialtap, ettersom barredelen med foranderlig tverrsnitt for det meste ikke er egnet for viderebearbeiding.

Et formål med oppfinnelsen er å komme frem til en regulerbar kokille som muliggjør en hurtig tilpasning til barretverrsnittet og således en meget kostnadsgunstig fremstilling av valse- eller pressbarrer med forskjellige tverrsnittdimensjoner med en og samme kokille.

I henhold til oppfinnelsen oppnås dette ved at de forskyvbare endeveggene oppviser flere andre kjølemiddelkanaler som står i forbindelse med det andre kjølemiddel-kammeret, for fortsatt kjølemiddeltilførsel til strengstøpematerialet, idet de andre kjølemiddelkanaler er slik anordnet at kjølemiddelet som kommer ut av de andre kjølemiddelkanaler, sett i strømningsretningen til strengstøpematerialet, treffer strengstøpematerialet etter kjølemiddelet som kommer ut av de første kjølemiddel-kanalene.

Hvilke vegger i kokillerammen som betegnes som endevegger og hvilke som betegnes som sidevegger er uvesentlig ved den foreliggende oppfinnelse. Vesentlig er at kokillerammen omfatter i det minste en forskyvbar vegg utformet i henhold til oppfinnelsen.

Det første kjølemiddelkammer fyller to funksjoner: For det første bevirker det kjøling av den formgivende delen av kokillerammen og dermed direkte varmebortledning fra strengstøpematerialet, og for det andre bevirker det kjølemiddeltilførsel for kjølemiddel-kanalene, idet kjølemiddelet ledes til overflaten av strengstøpematerialet som kommer ut av kokillen, hvorved randsonen av strengstøpebarren kjøles ytterligere. For å oppnå en størst mulig varmebortførsel betinger den første funksjonen til det første kjølemiddel-kammeret en liten veggtykkelse mellom kjølemiddelkammeret og innerveggen til kokillerammen, og på den annen side en god varmeledningsevne i veggmaterialet. Det andre kjølemiddelkammeret tjener hovedsakelig bare til tilførsel av kjølemiddel i de andre kjølemiddelkanaler. Kjølemiddelet som strømmer gjennom de andre kjølemiddelkanaler og treffer strengstøpematerialet fører for strengstøpematerialet i området ved de forskyvbare endevegger til en hurtigere størkning, henholdsvis til dannelse av en tykkere størknet randsone. Den tykkere randsone som derved dannes tåler et høyere samlet trykk fra det overliggende strengstøpematerialet, slik at strengstøpekokillen utformet i henhold til oppfinnelsen muliggjør en hurtigere tilpasning av kokilletverrsnittet til det ønskede barretverrsnittet, særlig ved økende tverrsnitt av kokillerammen under strengstøpeprosessen.

Den økede kjølemiddeltilførselen til strengstøpematerialet på grunn av de andre kjølemiddelkanaler er bare nødvendig ved de forskyvbare kokillevegger, ettersom den primære kjøling av strengstøpematerialet på grunn av det første kjølemiddelkammeret og de første kjølemiddelkanaler i området ved de stasjonære, vertikalt liggende kokillevegger bevirker en tilstrekkelig tykk randsone til å motstå det hydrostatiske trykket fra søylen av strengstøpemateriale som ligger vertikalt over denne randsonen. Under strengstøpeprosessen kan den sekundære kjølemiddeltilførselen gjennom de andre kjølemiddelkanaler for eksempel stanses etter oppnåelse av det ønskede barretverrsnittet, slik at de forskyvbare endeveggene til kokillen i henhold til oppfinnelsen fortrinnsvis oppviser en ventil for avbrytelse av kjølemiddeltilførselen til det andre kjølemiddelkammeret eller til de andre kjølemiddelkanalene.

Med kokillen i henhold til oppfinnelsen kan tilpasningen av kokilletverrsnittet til det ønskede barretverrsnittet skje ved en rent translatorisk forskyvning av de forskyvbare endeveggene, slik at det for regulering av barretverrsnittet ikke trengs noen omstendelig regulering av helningsvinkelen til endeveggene.

Barrene som fremstilles ved strengstøping oppviser vanligvis noe konkave sideflater. Denne konkaviteten til barrenes sideflater skyldes en krympeprosess som finner sted etter avkjølingen av smeiten, og inntreffer særlig på flatsidene av langstrakte, firkantede valsebarrer. Den konkave krumningen av barrenes sidevegger som skyldes krympningsprosessen avhenger blant annet av formatet, legeringen og støpehastigheten. Typiske verdier for sammentrekningen utgjør 5 til 10 mm pr side for valsebarrer i format 300 x 1000 mm av en Mg-holdig aluminiumlegering og ved en støpehastighet på 5 - 8 cm pr minutt. Slike avvikelser fra planhet i overflaten er uønsket, ettersom de ved fresing fører til øket avfall og ved valsing medfører problemer med hensyn til rett bevegelse av barrene.

For å unngå dannelse av konkave sideflater utformes de indre flater i strengstøpe-kokillen buet utover, tilpasset graden av krympning. Metallsmelten forlater på grunn av denne foranstaltning kokillen med noe utover buede sideflater, som deretter blir plane på grunn av krympningen.

I henhold til oppfinnelsen er de første og andre kjølemiddelkanaler utformet slik at kjølemiddelet som strømmer ut av de andre kjølemiddelkanalene, sett i strømningsretningen til strengstøpematerialet, treffer strengstøpematerialet etter kjølemiddelet som kommer ut av de første kjølemiddelkanalene. Fortrinnsvis er de første kjølemiddelkanalene utformet slik at deres lengdeakser danner en spiss vinkel på 20 - 40° med den midtre aksen til kokillehulrommet som avgrenses av kokillerammen. Med midtre akse til kokillehulrommet menes den midtre aksen ti kokillehulrommet som er parallell med strømningsretningen til strengstøpematerialet. Lengdeaksene til de andre kjølemiddelkanalene danner fortrinnsvis en vinkel på 60 - 85° med den midtre aksen til kokillehulrommet.

Antallet første kjølemiddelkanaler avhenger blant annet av størrelsen til barrene som skal fremstilles, strengstøpehastigheten og strengstøpematerialet. Fortrinnsvis inneholder hver sidevegg 8 - 30 kjølemiddelkanaler og den faste endeveggen 5 - 25 første kjølemiddelkanaler.

Åpningene til de første kjølemiddelkanaler som er rettet mot kokillehulrommet befinner seg fortrinnsvis alle i det samme tverrsnittsplanet i kokillen. Dessuten er kjølemiddel-kanalene fortrinnsvis anordnet slik at det skjer en ensartet kjølemiddeltilførsel i hele barretverrsnittet.

Antallet andre kjølemiddelkanaler avhenger blant annet av lengden til den forskyvbare endeveggen, henholdsvis av barretverrsnittet, av strengstøpematerialet og tilpasnings-hastigheten for kokilletverrsnittet til det ønskede barretverrsnittet. Fortrinnsvis utgjør antallet andre kjølemiddelkanaler mellom 8 og 30 pr. forskyvbare endevegg.

Åpningene til de andre kjølemiddelkanaler som er rettet mot kokillehulrommet befinner seg fortrinnsvis alle i det samme tverrsnittsplanet til kokillen, og er fortrinnsvis anordnet slik at kjølemiddeltilførselen til sideflatene av barren som grenser til de forskyvbare endevegger skjer ensartet.

Fortrinnsvis inneholder strengstøpekokillen i henhold til oppfinnelsen når det gjelder området på tilførselssiden for strengstøpematerialet til innerveggen til kokillerammen som er rettet mot kokillehulrommet et smøremiddel- fordelerelement for tilførsel av smøremiddel til i det minste hele den formgivende delen av innerveggen som direkte utsettes for strengstøpemateriale. Det er derved vesentlig at det mellom strengstøpematerialet og hele veggen til kokillerammen som utsettes direkte mekanisk for strengstøpematerialet, det vil si den formgivende innerveggen til ende- og sideveggene som er rettet mot kokillehulrommet, innføres et glide- eller smøremiddel.

Smøremiddel-fordelerelementet kan danne et lukket, ringformet element, eller det kan bestå av flere delelementer, som er anordnet på det samme tverrsnittsplanet i kokillen i innbyrdes avstand. Et lukket, ringformet smøremiddel-fordelerelement består hensiktsmessig av fire avlange delelementer som ligger i det samme tverrsnittsplanet i kokillen, idet hver ende- og sidevegg inneholder et slikt delelement. Et smøremiddel-fordelerelement som består av flere delelementer anordnet i innbyrdes avstand inneholder hensiktsmessig alle disse delelementer i det samme tverrsnittsplanet til kokillen, idet anordningen/eller utformingen av delelementene fortrinnsvis er slik at avgivelsen av smøre- eller glidemiddel skjer ensartet på hele den formgivende innerveggen til kokillerammen.

Tilførselen av kjøle- og smøremiddel på de forskyvbare endevegger skjer fortrinnsvis gjennom fleksible slangeledninger, som langs lengden er slik utformet at de ikke begrenser bevegelsen til endeveggene.

I en foretrukket utforming av kokillen i henhold til oppfinnelsen er ende- og sideveggene modulært oppbygget, idet hver ende- og sidevegg oppviser en midtre del som inneholder det første kjølemiddelkammeret og de første kjølemiddelkanalene og som oppviser to tilknyttede tilkoblingsprofiler på hver side av den midtre delen av kokillens lengderetning, og innerveggene til de midtre deler som er rettet mot strengstøpematerialet danner den formgivende overflaten av kokillen. Med kokillens lengderetning menes en akse som ligger parallelt med strømningsretningen til strengstøpematerialet. Det i strømningsretningen til strengstøpematerialet fremre tilkoblingsprofilet betegnes i det følgende som første tilkoblingsprofil, og det tilkoblingsprofilet som følger etter den midtre delen i strømningsretningen til strengstøpe-materialet betegnes som andre tilkokblingsprofil. Under strengstøpeprosessen gjennomstrømmer strengstøpematerialet således den delen som omgis av det første tilkoblingsprofilet, deretter den delen som omgis av de midtre deler og til slutt den delen av kokillehulrommet som omgis av det andre tilkoblingsprofilet.

Fortrinnsvis har den midtre delen et hovedsakelig U-formet lengdesnitt, slik at ved sammenføyning av den midtre delen med det andre tilkoblingsprofilet, sett i strømningsretningen til strengstøpematerialet, dannes et hulrom som utgjør et første kjølemiddelkammer.

Innerveggene til ende- og sideveggene som er rettet mot kokillehulrommene kan i sin helhet omgi et sylinderformet hulrom, hensiktsmessig et hulrom med kvadratisk tverrsnitt. Derved må de enkelte innervegger ikke beskrive en enhetlig flate som ligger parallellt med kokillens lengdeakse. Kokillehulrommet kan også være dannet av flere etter hverandre anordnede kokille-delhulrom.

Hulrommet som omgis av tilkoblingsprofilene til ende- og sideveggene har for eksempel et større tverrsnitt enn hulrommet som dannes av de midtre deler av ende- og sideveggene. Med et slik utformet kokillehulrom oppviser hulrommet dannet av de midtre deler et mindre tverrsnitt, og bevirker dermed, på grunn av kjølevirkningen til innerveggene, formgivningen av strengstøpematerialet.

Fortrinnsvis bevirkes formgivningen av strengstøpematerialet av de midtre deler av ende- og sideveggene. Fortrinnsvis rager den formgivende innerveggen til hver midtre del ut i forhold til den tilsvarende innerveggen til det andre tilkoblingsprofilet. Med utragende innervegg for den midtre delen menes stillingen i retning langs den midtre aksen til kokillehulrommet. Fortrinnsvis er også den formgivende innerveggen til hver midtre del utragende i forhold til den tilsvarende veggen til det første tilkoblingsprofilet.

I en annen foretrukket utførelsesform av strengstøpekokillen i henhold til oppfinnelsen oppviser de andre tilkoblingsprofiler til de forskyvbare endevegger, sett i strømningsretningen til strengstøpematerialet, det andre kjølemiddelkammeret og de andre kjølemiddelkanaler.

Ende- og sideveggene til kokillen i henhold til oppfinnelsen kan bestå av hvilket som helst materiale som gir kokillen den nødvendige mekaniske og termiske styrke og en tilstrekkelig formbestandighet. I en modulært oppbygget kokille kan derved de enkelte kokilleelementer bestå av det samme eller av forskjellige materialer. Hensiktsmessig består ende- og sideveggene, henholdsvis delelementene av disse, av metall.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse kan barrebredden innstilles ved programstyrt regulering av kokilleåpningen, henholdsvis endeveggavstanden, idet dette kan utføres ved posisjonering av enten bare én endevegg eller for eksempel ved motsatt rettet forskyvning av begge endeveggene. Vanligvis er forskyvning av bare én endevegg tilstrekkelig for innstilling av den ønskede barrebredden ved regulering av avstanden mellom to overfor hverandre liggende endevegger. I den følgende beskrivelsen forutsettes derfor innstilling av en enkelt endevegg for hver kokille, selv om det for visse kokillekonstruksjoner kan være fordelaktig med en i forhold til kokillens midtpunkt symmetrisk og samtidig innstilling av begge endeveggene. Oppfinnelsens gjenstand omfatter imidlertid regulering av kokilleåpningen ved innstilling av bare én endevegg og ved samtidig innstilling av begge overfor hverandre liggende endevegger.

Med en kokille i henhold til oppfinnelsen kan endeveggavstanden varieres i et område som hensiktsmessig er 10 - 1000 mm, og særlig fra 100 til 500 mm.

Driften av de forskyvbare endevegger kan for eksempel skje ved hjelp av mekaniske, hydrauliske, pneumatiske eller elektromagnetiske midler. Hensiktsmessig skjer posisjoneringen og fastgjøringen av hver forskyvbar endevegg via i det minste en parallelt med bevegelsesretningen til endeveggen liggende aksel, idet denne kan være utformet som et kompakt eller hul profil, eller som et stempelformet element.

Hver forskyvbar endevegg posisjoneres for eksempel via i det minste en aksel i henhold til et forutbestemt program. Ved anvendelse av bare én aksel for hver endevegg festes akselen hensiktsmessig ved midten av endeveggen. Ved anvendelse av flere aksler for hver endevegg må det sikres en synkron bevegelse av alle aksler som bevirker bevegelse av endeveggen.

Den nødvendige skyvekraft for posisjoneringen og fastgjøringen av endeveggen skjer hensiktsmessig ved hjelp av en drivaksel drevet av en motor, idet dreiebevegelsen til drivakselen via en girkasse kan omdannes til aksial forskyvning i retning langs akselen. Dersom det for posisjoneringen av endeveggen benyttes flere aksler, eller dersom flere strengstøpekokiller i henhold til oppfinnelsen drives parallelt, drives for å sikre en synkron bevegelse de enkelte aksler fortrinnsvis av en og samme drivaksel.

Som girkasse kan for eksempel benyttes trekkmiddel-, dreieledd-, skrue- eller hjulgirkasse. Fortrinnsvis benyttes hjuldrift i form av ett- eller flertrinns tannhjulsgirkasse. Denne muliggjør en sluringsfri overføring av dreiebevegelsen til drivakselen til akselen eller akslene i et definert oversettingsforhold.

Som tannhjulsgirkasse kan for eksempel benyttes sylindriske hjul, kjegle- eller snekkehjul. De sylindriske tannhjul kan ha rette, skrå, pilformede eller skrueformede tenner og ha indre eller ytre fortanning. Kjeglehjul oppviser en kjegleformet omkretsflate med rett, skrå eller buet fortanning.

Den nødvendige forskyvningen av endeveggen for innstillingen av kokilleåpningen kan for eksempel skje ved hjelp av en aksel som er fast forbundet med endeveggen, idet den andre enden av akselen er utformet som en tannstang, i hvilken et tannhjul som er fast forbundet med drivakselen er i inngrep, eventuelt via en oversettingsgirkasse.

Fastgjøringen av akselen eller akslene til endeveggen kan for eksempel skje ved skruing, fastklemming, nagling eller sveising. Det foretrekkes, av hensyn til enklere utskiftbarhet av de kokilleelementer som utsettes for slitasje, at det benyttes løsbare forbindelser.

En annen mulighet for overføring av dreiebevegelsen til drivakselen til en aksial forskyvning av endeveggen er for eksempel overføring av dreiebevegelsen til drivakselen til akselen eller akslene ved dreiemomentoverføring ved hjelp av en girkasse, slik som for eksempel en tannhjulsgirkasse, idet drivakselen og akslene oppviser et tannhjul fast forbundet med disse. Dreiebevegelsen til akselen eller akslene kan for eksempel overføres til aksial bevegelse av endeveggen ved hjelp av spindeldrift, det vil si en gjenget boring i endeveggen, henholdsvis i et fremspring på endeveggen, i hvilken er innført en aksel (spindel) med gjenger i omkretsen.

Anvendelsen av kokillen i henhold til oppfinnelsen for fremstilling av strengstøpebarrer med forskjellige dimensjoner, med en kokillebunn med faste dimensjoner, medfører i forhold til de konvensjonelle kokiller som vanligvis har endevegger som er festet til sideveggene ved hjelp av skruer eller lignende, en stor fordel med hensyn til fremstillingstid og omkostninger.

I henhold til kjente, regulerbare strengstøpekokiller, med hvilke kokilletverrsnittet må reguleres før strengstøpeprosessen, muliggjør kokillen i henhold til oppfinnelsen regulering av barretverrsnittet under strengstøpeprosessen, slik at det ikke skjer noe driftsavbrudd i fremstillingslinjen for manuell regulering av kokilletverrsnittet. Denne fordelen har særlig betydning ved flere parallelt arbeidende strengstøpekokiller, ettersom alle kokilleåpningene lar seg regulere sammen eller enkeltvis, for eksempel ved hjelp av en og samme drivaksel, henholdsvis flere drivaksler. Dessuten muliggjør en kokille utført i henhold til den foreliggende oppfinnelse trinnløs regulering av barredimensjonene, mens det for de kjente kokiller med regulering av endeveggene som må utføres før strengstøpeprosessen vanligvis finnes bare mellom 3 og 5 posisjoner for fastgjøring av endeveggene.

I forhold til en kokille med et kokilletverrsnitt som kan endres med skråvinkelen til endeveggene kan kokillen i henhold til oppfinnelsen i vesentlig større grad tilpasses det ønskede barretverrsnittet. Dessuten muliggjør den translatoriske forskyvningen av endeveggen en enklere gjennomføring av tilpasningen til barretverrsnittet og en større nøyaktighet ved innstillingen av barretverrsnittet.

Strengstøpekokillen i henhold til oppfinnelsen egner seg for kontinuerlig fremstilling av valse- eller pressbarrer av lettmetall eller lettmetallegeringer, og særlig for kontinuerlig fremstilling av valse- eller pressbarrer av aluminium- eller magnesiumlegeringer.

Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for strengstøping av metallbarrer ved hjelp av en strengstøpekokille i henhold til den foreliggende oppfinnelse, idet den nedsenkbare kokillebunnen oppviser faste dimensjoner, og posisjoneringen til hver forskyvbar endevegg skjer med en drivanordning som styres av en styreenhet.

I henhold til oppfinnelsen reguleres avstanden mellom endeveggene først slik at tverrsnittet til kokillehulrommet ved begynnelsen av strengstøpeprosessen tilsvarer den disponible overflaten av den nedsenkbare kokillebunnen, og avstanden mellom endeveggene reguleres i løpet av strengstøpeprosessen ved hjelp av drivanordningen som styres av styreenheten, programstyrt i samvirke med senkningen av kokillebunnen, slik at tverrsnittet til kokillehulrommet kontinuerlig eller trinnvis tilpasses dimensjonene til den ønskede strengstøpebarren.

Reguleringen av endeveggavstanden som bevirkes ved hjelp at styreenheten styres fortrinnsvis tidsavhengig i henhold til et fast, forutbestemt program, langs en kurve for ønsket verdi.

Fortrinnsvis er posisjonen til hver forskyvbar endevegg i ethvert tidspunkt bestembar ved hjelp av en posisjonsmåleinnretning, slik at posisjoneringen av de forskyvbare endevegger bevirket av styreenheten og drivanordningen skjer i henhold til forskjellen mellom den målte, tidsavhengige posisjonen til den angjeldende endevegg og en tidsavhengig posisjonsverdi som er fastlagt i et forutbestemt program.

Tverrsnittet til smeltesøylen er ved starten av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen hensiktsmessig mindre enn tverrsnittet til barren som skal fremstilles. I løpet av senkningen av kokillebunnen kan kokilleåpningen forandres trinnvis eller kontinuerlig slik at den avkjølte barren, bortsett fra startdelen som bestemmes av tverrsnittreguleringen, oppviser det ønskede tverrsnitt. Startdelen av barren som dannes ved starten av strengstøpeprosessen er for eksempel hovedsakelig konisk utformet, eller oppviser for eksempel flere koniske deler som følger trinnvis etter hverandre. De jevnt, henholdsvis trinnvis utformede, koniske startdeler av barren kan for eksempel oppvise en form som en avkortet pyramide eller kjegle.

Formen til de koniske barredeler bestemmes hovedsakelig av hastigheten til avstands-forandringen mellom endeveggene sammen med hastigheten for senkningen av kokillebunnen. Fortrinnsvis skjer styringen av fremgangsmåten slik at normalen på flaten til de koniske barredeler som dannes, danner en minste spiss vinkel på 25°, særlig en vinkel mellom 30 og 80°, med barrens lengdeakse.

For å minske materialtapet ved viderebearbeiding av strengstøpebarren utgjør den maksimale senkedybden til kokillebunnen inntil det oppnås det konstante strengstøpematerialtverrsnittet som er nødvendig for de ønskede barretverrsnitts-dimensjoner, det vil si høyden til barredelen med form som en avkortet pyramide eller kjegle, hensiktsmessig mindre enn 50 cm og særlig mindre enn 30 cm.

I forhold til kjente strengstøpefremgangsmåter muliggjør fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse på grunn av den trinnløst regulerbare kokilleåpningen en økonomisk gunstig fremstilling av strengstøpebarrer med hvilke som helst dimensjoner i henhold til kundenes ønsker, idet startdelen som vanligvis ikke kan benyttes for viderebearbeiding av strengstøpebarren er meget liten i forhold til hva som dannes ved barrefremstilling i kjente, regulerbare kokiller.

For strengstøpekokillen i henhold til oppfinnelsen fremgår andre fordeler, trekk og detaljer ved oppfinnelsen av de etterfølgende tegninger, som viser eksempler. Figur 1 viser et lengdesnitt gjennom en forskyvbar endevegg i en regulerbar strengstøpekokille i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Figur 2 viser en planprojeksjon av et system med regulerbare strengstøpekokiller.

Det i figur 1 viste lengdesnittet gjennom en forskyvbar endevegg 10 viser et eksempel på den modulære oppbygning. Endeveggen 10 består av en midtre del 70, og av to tilkoblingsprofiler 72, 74 som er tilknyttet den midtre delen 70 på hver sin side i kokillens lengderetning. Den midtre delen 70 oppviser et U-formet lengdesnitt. Etter fastgjøring av det andre tilkoblingsprofilet 74 til den midtre delen 70 i strømningsretningen til strengstøpematerialet dannes det i den forskyvbare endeveggen 10 et første kjølemiddelkammer 80. For tilførsel av kjølemidddel til det første kjølemiddelkammeret 80 oppviser endeveggen 10 et første kjølemiddelinnløp 84.

For kjølemiddeltilførsel til strengstøpebarren forløper i endeveggen 10 første kjølemiddelkanaler 88 som står i forbindelse med kjølemiddelkammeret 80 slik at kjølemiddelet treffer strengstøpematerialet i en spiss vinkel på omtrent 30° med den midtre aksen til kokillehulrommet 12. Vinkelangivelsene er i denne beskrivelse angitt med basis i en sirkel på 360°. For å sikre tilstrekkelig kjølemiddeltilførsel i de første kjølemiddelkanaler 88 oppviser det først kjølemiddelkammer 88 en kjølemiddel-kanalutsparing 86 ved hvert innløpssted for kjølemiddelet i de første kjølemiddelkanaler 88.

Det første kjølemiddelkammeret 80 vist i figur 1 inneholder som et strømningsdynamisk dempende element for kjølemiddelet en skillevegg 82 som har gjennomgående åpninger (ikke vist). Skilleveggen 82 er ved en ende festet med en fastgjøringsmasse 83, for eksempel av kitt. Den andre enden av skilleveggen befinner seg i et spor 75 dannet i det andre tilkoblingsprofilet 74.

Lengdesnittet gjennom en endevegg 10 vist i figur 1 viser også, i området ved innerveggen 71 til den midtre delen 70 som er rettet mot kokillehulrommet 12, et smøremiddel-fordelerelement 76 for tilførsel av smøremiddel til området av den midtre delen 70 på innløpssiden. Tilførselen av smøre- eller glidemiddel til smøremiddel-fordelerelementet 76 skjer gjennom smøremiddelkanalen 78. Smøremiddelfordeler-elementet 76 er i området på innløpssiden, sett i strømningsretningen til strengstøpe-materialet, delvis dekket av det første tilkoblingsprofilet 72.

Det andre tilkoblingsprofilet 74, sett i strømningsretningen til strengstrømnings-materialet, oppviser det andre kjølemiddelkammeret 90 og de andre kjølemiddelkanaler 94 for øket kjølemiddeltilførsel til barren. Lengdesnittet av den forskyvbare endeveggen 10 har dessuten den andre kjølemiddeltilførselen 92 for tilførsel av kjølemiddel til det andre kjølemiddelkammeret 90. Den andre kjølemiddeltilførselen til barren 54 som er nødvendig for de forskyvbare endevegger 10 skjer ved hjelp av kjølemiddelet som strømmer gjennom de andre kjølemiddelkanaler 94, idet de andre kjølemiddelkanaler 94 står i forbindelse med det andre kjølemiddelkammeret 90 og tilføres kjølemiddel fra dette.

I en foretrukket utførelsesform av kokillen i henhold til oppfinnelsen tilsvarer oppbygningen av sideveggene 20 og endeveggen som er fastgjort til sideveggene 20, med unntak av de andre kjølemiddelkanaler 94, det andre kjølemiddelkammeret 90 og den andre kjølemiddeltilførselen 92 som inneholdes i det andre tilkoblingsprofilet 74, oppbygningen av den forskyvbare endeveggen 10.

Figur 2 viser et system med regulerbare strengstøpekokiller, idet det for oversiktens skyld som eksempel bare er vist to innbyrdes tilsvarende kokiller 60. Hver kokille 60 oppviser en kokilleramme 62 som inneholder et par overfor hverandre liggende sidevegger 20 og et par overfor hverandre liggende, bevegelige endevegger 10, idet hulrommet som avgrenses av alle fire veggene 10, 20 danner kokillehulrommet 12. Innerveggen til kokillerammen 62 som avgrenser kokillehulrommet 12 tjener til å inneholde strengstøpematerialet. Innerveggen 28 inneholder kjølekamre 80, 90, med hvilke strengstøpematerialet kjøles i det minste i randsonen, slik at det størkner i det minste i denne randsonen og kommer ut av kokillen i form av en barre 54 (vist stiplet).

Sideveggene 20 i hver kokille 60 er stivt forbundet med hverandre i en forutbestemt avstand ved hjelp av profiler 25. Endeveggene 10 er ved hjelp av glidesko 15, som oppviser utsparinger i hvilke føringsskinner (ikke vist) som er festet til overflaten 21 av sideveggene 20 griper inn, forskyvbart lagret, og drives av aksler 30. Akslene er via en girkasse 32 forbundet med drivakselen 34 som er felles for en rekke parallelt arbeidende strengstøpekokiller 76. Drivakselen 34 drives av en motor 40, idet styringen av motoren skjer ved hjelp av en styreenhet 44 i henhold til for eksempel et forutbestemt program i henhold til posisjonen til endeveggen 10 som bestemmes med posisjonsmåleinnretningen 50. Den aktuelle posisjon for hver forskyvbar endevegg 10 overføres til styreenheten 44 via en målesignalledning 52. De nødvendige styresignaler fra styreenheten 44 til drivanordningen 40 overføres ved hjelp av en styrekabel 46.

Claims (14)

1. Regulerbar strengstøpekokille (60) for fremstilling av strengstøpebarrer (54) med forskjellige dimensjoner, inneholdende en kokilleramme (62) med et par overfor hverandre liggende, stasjonære sidevegger (20) og et par overfor hverandre liggende endevegger (10), idet i det minste en endevegg (10) er forskyvbart anordnet, og hver side- og endevegg (20), (10) oppviser et første kjølemiddelkammer (80) og flere første kjølemiddelkanaler (88) som står i forbindelse med det første kjølemiddelkammeret (80), for kjølemiddeltilførsel til strengstøpematerialet, karakterisert ved at de forskyvbare sideveggene (10) oppviser et andre kjølemiddelkammer (90) og flere andre kjølemiddelkanaler (94) som står i fobindelse med det andre kjølekammeret (90), for øket kjølemiddeltilførsel til strengstøpe-materialet, idet de andre kjølemiddelkanalene (94) er slik anordnet at kjølemiddelet som strømmer ut av de andre kjølemddelkanalene (94) treffer strengstøpematerialet etter kjølemiddelet som kommer ut av de første kjølemiddelkanalene (88), sett i strømningsretningen til strengstøpematerialet.

2. Strengstøpekokille som angitt i krav 1, karakterisert ved at lengdeaksen til de første kjølemiddelkanaler (88) danner en spiss vinkel på 20 - 40° med den midtre aksen til kokillehulrommet (12) som avgrenses av kokillerammen (62).

3. Strengstøpekokille som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at lengdeaksen til de andre kjølemiddelkanalene (94) danner en vinkel på 60 - 85° med den midtre aksen til kokillehulrommet (12) som avgrenses av kokillerammen (62).

4. Strengstøpekokille som angitt i et av kravene 1 - 3, karakterisert ved at kokillen (60) i området ved innløpssiden for strengstøpematerialet til innerveggen (28) i kokillerammen (62) som er rettet mot kokillehulrommet (12) inneholder et smøremiddel-foredelerelement (76) for tilførsel av smøremiddel i det minste til hele den formgivende del (71) av innerveggen (28) som direkte utsettes for strengstøpematerialet.

5. Strengstøpekokille som angitt i et av kravene 1 - 4, karakterisert ved at ende- og sideveggene (10, 20) er modulært oppbygget, idet ende- og sideveggene (10, 20) oppviser en midtre del (70) som inneholder det første kjølemiddelkammeret (80) og de første kjølemiddelkanaler (88) samt to i kokillens lengderetning tilkoblede tilkoblingsprofiler (72, 74) på hver sin side av den midtre delen (70), og innerveggene (71) i den midtre delen (70) som er rettet mot strengstøpematerialet danner den formgivende overflaten av kokillen (60).

6. Strengstøpekokille som angitt i krav 5, karakterisert ved at den midtre delen (70) oppviser et hovedsakelig U-formet lengdesnitt, som ved sammenføyning av den midtre delen (70) og det andre tilkoblingsprofilet (74) danner et hulrom som utgjør det første kjølemiddelkammeret (80).

7. Strengstøpekokille som angitt i krav 5 eller 6, karakterisert ved at den formgivende innerveggen (71) rager ut i forhold til den siden av det andre tilkoblingsprofilet (74) som er rettet mot kokillehulrommet (12).

8. Strengstøpekokille som angitt i et av kravene 5-7, karakterisert ved at den formgivende innerveggen (71) rager ut i forhold til den siden av det første tilkoblingsprofilet (72) som er rettet mot kokillehulrommet (12).

9. Strengstøpekokille som angitt i et av kravene 5 - 8, karakterisert ved at det andre tilkoblingsprofilet (74) inneholder de forskyvbare endevegger (10), det andre kjølemiddelkammeret (90) og de andre kjølemiddelkanalene (94).

10. Anvendelse av strengstøpekokillen som angitt i et av kravene 1 - 9 for kontinuerlig fremstilling av valse- eller pressbarrer av lettmetall eller metallegeringer, særlig av aluminium- eller magnesiumlegeringer.

11. Fremgangsmåte for strengstøping av metallbarrer ved hjelp av en strengstøpe-kokille som angitt i et av kravene 1 - 9, idet den nedsenkbare kokillebunnen oppviser faste dimensjoner, og posisjoneringen av hver forskyvbar endevegg (10) skjer ved hjelp av en drivanordning (40) styrt av en styreenhet (44), karakterisert ved at avstanden mellom endeveggene (10) ved starten instilles slik at ved starten av strengstøpeprosessen tilsvarer tverrsnittet til kokillehulrommet (12) den disponible overflaten til den nedsenkbare kokillebunnen for anbringelse av strengstøpematerialet, og at avstanden mellom endeveggene (10) i løpet av strengstøpeprosessen reguleres programstyrt i samvirke med senkningen av kokillebunnen, ved hjelp av drivanordningen (40) som styres av styreenheten (44), og at tverrsnittet til kokillehulrommet (12) kontinuerlig eller trinnvis tilpasses dimensjonene til den ønskede strengstøpebarren (54).

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, karakterisert ved at styreenheten (44) arbeider i henhold til et fast, forutbestemt, tidsavhengig program.

13. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, idet posisjonen til hver forskyvbare endevegg (10) i ethvert tidspunkt bestemmes ved hjelp av en posisjonsmåleinnretning (50), karakterisert ved at posisjoneringen av de forskyvbare endevegger (10) som bevirkes av styreenheten (44) og drivanordningen (40) skjer i henhold til forskjellen mellom den målte, tidsavhengige posisjon til den angjeldende endevegg (10) og en tidsavhengig posisjonsverdi som er fastlagt i et forutbestemt program.

14. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 11 - 13, karakterisert ved at lengden til barredelen med avkortet pyramide- eller kjegleform som bevirkes av reguleringen til barretverrsnittet som skjer ved starten av strengstøpeprosessen er mindre enn 50 cm og særlig mindre enn 30 cm.