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Vorrichtung zum Giessen von Metallen, vorzugsweise in Stranggusskokillen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Giessen von Metallen, vorzugsweise in Stranggusskokil- len, wobei das zu vergiessende Metall in transportablen Giesspfannen vom Schmelzofen der Giessstelle zugeführt und durch Beheizung der Pfannen während des Giessens auf Giesstemperatur gehalten wird.
Das in einer Giesspfanne der üblichen Art befindliche flüssige Metall verliert durch Wärmeabstrahlung von der Oberfläche und vor allem durch Wärmeübergang durch die Wand erhebliche Wärmemengen je Zeiteinheit. Da zum Vergiessen eines Metalles eine von Metallart und Giessart abhängige Mindesttemperatur erforderlich ist, ist man gezwungen, dem Metall beim Einfüllen in die Giesspfanne eine so hoch über der erforderlichen Mindestgiesstemperatur liegende Temperatur zu geben, dass bei Ende des Giessvorganges die erforderliche Mindestgiesstemperatur noch nicht unterschritten ist. Eine derartig hohe Temperatur kann nicht nur der Metallqualität abträglich sein, sondern bedingt auch einen hohen Ofenverschleiss und Heizenergieverbrauch.
Zudem nimmt während des Giessvorganges die Giesstemperatur ab, wodurch die Giesseigenschaften des Metalles, beispielsweise beim Stranggiessen die günstigste Giessgeschwindigkeit und gegebenenfalls das sich ergebende Gefüge, verändert werden. Da zudem durch insbesondere metallurgische und wirtschaftliche Gesichtspunkte eine Grenze für die höchstzulässige Metalltemperatur gegeben ist, ist die zum Giessen zur Verfugung stehende Zeit begrenzt. Dadurch ergibt sich bei Stranggussanlagen, dass insbesondere beim Giessen von Strängen kleinen Querschnittes sehr viele Stränge gleichzeitig vergossen werden müssen, um die Pfanne zu entleeren, ehe die Metalltemperatur unter die Mindestgiesstemperatur abgesunken ist. Anschliessend bleibt die Stranggussanlage unbenutzt, bis die nächste Charge erschmolzen und hinreichend überhitzt ist.
Es ist bekannt, Giesspfannen mit Beheizungseinrichtungen zu versehen. Das hat die Nachteile, dass für jede Pfanne eine Beheizungseinrichtung vorhanden sein muss, die mit der Pfanne transportiert werden muss und für die Benutzung ausfällt, wenn die Pfanne neu zugestellt wird oder aus sonstigen Gründen zeitweilig nur andere Pfannen benutzt werden. Anderseits fällt eine mit einer Beheizungseinrichtung versehene Pfan- ne für die vorgesehene Benutzung aus, wenn die Beheizungseinrichtung beschädigt ist. Es ist also sehr unwirtschaflich, jede Pfanne mit einer Beheizungseinrichtung zu versehen. Zudem muss die Beheizungseinrichtung jedesmal an eine Energiequelle angeschlossen werden, wenn die Pfanne beheizt werden soll. Dieses jedesmalige Anschliessen erfordert einen besonderen Arbeitsaufwand und zudem treten dadurch Gefahren auf.
Da die erforderliche Verbindung mit einer Energiequelle meist nicht hinreichend beweglich ist, ist während der Transportbewegung meist eine Beheizung der Pfanne auch dann nicht möglich, wenn die Pfanne mit einer eigenen Beheizungseinrichtüng versehen ist. Die effektive Transportzeit für den Weg vom Schmelzofen zur Giessstelle ist allerdings vernachlässigbar klein gegenüber der Standzeit an der Giessstelle.
Es ist weiterhin bekannt, an der Giessstelle einen Warmhalteofen vorzusehen, in den das Metall umgegossen wird. Ein derartiger besonderer Warmhalteofen erfordert einen erheblichen Kapitalaufwand, und zudem hat das Umfüllen des Metalles Wärmeverluste desselben zur Folge und bringt die Gefahr mit sich, dass Oxyde und Verunreinigungen in die Schmelze gelangen. Bei Wechsel des zu vergiessenden Metalles erfordert das Entfernen der Reste des vorher benutzten Metalles aus dem Warmhalteofen einen erheblichen Aufwand.
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Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen. Die erfindungsgemässe Vorrichtung soll ermöglichen, so langsam zu giessen, dass gerade eine Charge vergossen ist, wenn die nächste Charge giessreif erhitzt ist, wobei ein Überhitzen der Charge vermieden und dadurch die Schmelzzeit verkürzt wird.
Insbesondere soll bei Stranggussanlagen erreicht werden, dass zum Vergiessen einer bestimmten Chargengrösse nur eine kleinere Stranggussanlage mit weniger Strängen erforderlich ist, wobei die Stränge so langsam vergossen werden können, dass sich ein gutes Gefüge ergibt.
Erfindungsgemäss ist die Vorrichtung durch eine über der Giessstelle angeordnete, vorzugsweise aus einer oder mehreren Induktionsspulen bestehende Beheizungseinrichtungi in welche mindestens eine Giesspfanne während des Giessens eingehängt ist, gekennzeichnet.
Die Vorrichtung kann beispielsweise ortsfest angeordnet sein oder auf einem Wagen ihrerseits so verfahrbar sein, dass sie zur Instandsetzung von der Giessstelle entfernt werden kann.
Um den Pfanneninhalt nicht gegen das magnetische Feld der Induktionsspule abzuschirmen, darf eine in die Induktionsspule einzuhängende Pfanne nicht einen geschlossenen Metallmantel haben. Deshalb wird zweckmässigerweise eine nachgiebige oder vorzugsweise nachstellbare Stlltzeinrichtung für den Boden der Pfanne in der Induktionsspule angeordnet. Zweckmässigerweise wird die Induktionsspule mit Strom so hoher Frequenz beschickt, dass die Erwärmung vorzugsweise an den äusseren Schichten des Metallbades erfolgt.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht, das Metall in einer oder mehreren Giesspfannen auf annähernd konstanter Temperatur zu halten und die Giessdauer der Schmelzperiode des jeweils zur Verfügung stehenden Ofens anzupassen. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann gegebenenfalls gleichzeitig zur Vorwärmung der Pfanne benutzt werden, so dass eine besondere Vorrichtung zu diesem Zweck nicht erforderlich ist.
Die Figuren zeigen als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes eine aus zwei Induktionsspulen bestehende, auf einen Wagen aufgebaute Beheizungseinrichtung für zwei Pfannen teilweise im Schnitt, u. zw. zeigt Fig. l eine Seitenansicht der Vorrichtung und Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung.
Dabei ist jeweils mit 1 die Giesspfanne bezeichnet, die in je ein Traggestell 2 eingehängt ist. Die Traggestelle 2 sind auf einen Wagen 3 montiert. Mit 4 ist ein an der Pfanne l befestigter Tragring bezeichnet, an dem Heissosen 5 angebracht sind. Mit 6 ist ein Tragring bezeichnet, der an dem Traggestell 2 angebracht ist und auf den sich der Tragring 4 der Giesspfanne 1 auflegen kann. An dem Traggestell 2 sind Konsolen 7 befestigt, auf denen sich jeweils eine Windung 8 der Induktionsspule abstützt. Die Induktionspulen sind von Wasser durchflossen und mit in der Zeichnung nicht dargestellten Anschlüssen versehen.
Der Boden der Giesspfanne 1 wird durch eine Stützplatte 9 gestützt, die ihrerseits über Stützschraube 10 verstellbar mit dem Wagen 3 verbunden ist. Der Wagen 3 ist mit Rädern 11 versehen, welche auf Schienen 12 laufen. Die Schienen 12 ruhen auf Trägern 13. Mit 14 ist eine Tragwanne bezeichnet, in der die Giessrinne 15 leicht auswechselbar steht. Der Auslauf der Giessrinne 15 wird durch einen Verschlussstopfen 16 geregelt. In der Giesspfanne 1 ist ein Verschlussstopfen 17 angeordnet, der über den Hebel 18 bewegt werden kann und der den Auslauf 19 der Giesspfanne 1 verschliesst.
Die Wirkungsweise ist folgende :
Die mittels eines Kranes vom Schmelzofen geholte, mit flüssigem Metall gefüllte Giesspfanne 1 wird in das Traggestell 2 eingehängt, so dass sich der Tragring 4 der Giesspfanne 1 auf den Tragring 6 des Traggestelles 2 legt. Sodann wird die aus den Windungen 8 bestehende Induktionsspule an eine Stromquelle angeschlossen und durch Hochziehen des Verschlussstopfens 17 der Auslauf 19 der Giesspfanne 1 freigegeben, so dass das Metall aus der Giesspfanne 1 in die Giessrinne 15 läuft. Sodann wird der verschlussstopfen 16 hochgezogen, so dass das Metall aus der Giessrinne 15 in die in der Zeichnung nicht dargestellte Stranggusskokille läuft.
Sobald die über der Giessrinne 15 stehende Giesspfanne 1 entleert ist, wird der Giesswagen so verfahren, dass die'zweite Giesspfanne 1 nunmehr über der Giessrinne 15 steht. Diese zweite Giesspfanne 1 ist, noch bevor die erste Giesspfanne 1 restlos entleert worden ist, aus dem Schmelzofen mit flüssigem Metall gefüllt worden. Während diese zweite Giesspfanne 1 über der Giessrinne 15 steht, wird die vorher entleerte Giesspfanne 1 durch einen Kran aus dem Traggestell2 entnommen und zur Neufüllung bereitgestellt. Die aus den Windungen 8 bestehende Induktionsspule wird jeweils an eine Stromquelle angeschlossen, sobald eine Giesspfanne in sie eingehängt ist.
Das Anschliessen kann durch einen Schalter erfol-
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nes der flexiblen Kabel, die nur dann gelöst zu werden brauchen, wenn der Wagen 3 mit den Induktionsspulen 1 zwecks Instandsetzung aus der Giessanlage ausgefahren wird, mit der Stromquelle verbindbar ist.