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Verteilervorrichtung für Stranggiessanlagen
An Halbzeug aus Aluminium, das für dekorative anodische Oxydation oder anodische Glänzung be- stimmt ist, werden hohe Ansprüche in bezug auf die Feinheit und Gleichmässigkeit des Gefüges gestellt.
Durch Kornverfeinerung bei der Herstellung des gegossenen Vormaterials und durch geeignete Homogeni- sierung, Warmverformung und Rekristallisation während der Knetbearbeitung kann das Gefüge im ge- wünschten Sinne beeinflusst werden. Darüber hinaus sind aber auch die Erstarrungsbedingungen massgebend für die Feinheit sowohl des Mikrogefüges, d. h. der Verteilung von Primärkristallen und Restschmelze in
Form von Kornzellen, als auch des Makrogefüges, welches aus mehr oder weniger grossen Kornzellenbe- zirken aufgebaut ist.
Beim Stranggiessen wird durch gleichmässiges Verteilen des in die Kokille einfliessenden Metalles und durch kräftige Bewegung der Schmelze bei der Erstarrung ein über den ganzen Barrenquerschnitt gleich- mässiges feines Gefüge angestrebt. Zu diesem Zweck ist es bekannt, an Stelle einer Düse mit vertikaler Bohrung für die Zuführung des flüssigen Metalles in den Giessköpf in der Stranggiesskokille eine Kreuzpralldüse zu verwenden, die vier im Kreuz angeordnete, horizontale Austrittskanäle aufweist. Infolge des Ausfliessens des Metalles in vier horizontalen Strahlen und die dadurch erzielte Bewegung der Schmelze im Giesskopf wird eine gleichmässige Gefügeverfeinerung über den ganzen Querschnitt des Gussbarrens erzielt.
Gleichzeitig wird der ungünstige tiefe Sumpf, der beim Giessen mit Vertikaldüse auftritt, verflacht, so dass auch die Giessleistung erheblich gesteigert werden kann. Ein Nachteil der Kreuzpralldüse ist ihre Verstopfungsempfindlichkeit und die dadurch erschwerte Handhabung. Auch ist die Düse starr angeordnet, so dass durch sie der Metallzufluss nicht reguliert werden kann.
Zur Regulierung des Metallzuflusses sind verschiedene Schwimmervorrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen ein unter einer Vertikaldüse angeordneter Verteilerkörper den aus der Düse austretenden Metallstrahl auch mehr oder weniger in die Horizontale umlenkt und gegen den Kokillenrand leitet. Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese Umlenkung nicht genügt, um ein so gleichmässig feinkörniges Gefüge zu erhalten, wie dies für die dekorativen anodischen Oberflächenbehandlungen notwendig ist. Es wird nämlich durch diese Verteilung eine zu wenig starke Bewegung der Schmelze im Giesskopf erzielt. Auch hinsichtlich Giessleistung sind die bekannten Schwimmervorrichtungen der Kreuzpralldüse unterlegen.
Die Erfindung bezieht sich nun auf eine für Stranggiessanlagen bestimmte Verteilervorrichtung, welche die Form eines unter der Ausflussdüse angeordneten Bechers hat, der mit einer Schwimmervorrichtung versehen ist. Erfindungsgemäss passt dieser Becher mit knappem Spiel auf die Ausflussdüse und weist in seiner Seitenwand vertikale Ausflussschlitze auf. Der Innendurchmesser des Bechers am Boden soll demnach nur wenig grösser sein als der äussere Mündungsdurchmesser der Ausflussdüse, während die Wände des Bechers entsprechend der Konizität der Düse schräggestellt sind.
Es ist bereits eine Verteilervorrichtung bekannt, bei der ein Auffangbecher im flüssigen Giesskopf unter der Ausflussdüse angeordnet ist. Der Giessstrahl wird von diesem Becher aufgefangen und das Metall gelangt durch Überlaufen in den Giesskopf. Das Metall soll sich dadurch ruhig und gleichmässig nach allen Seiten im Giesskopf ausbreiten. Dies wirkt sich jedoch für die Gefügeausbildung nachteilig aus. Es soll vielmehr eine kräftige Bewegung des Metalles im Giesskopf stattfinden. Bei der erfindungsgemässen Verteilervorrichtung strömt nun das Metall durch die Schlitze aus dem Becher in Richtung auf die Kokillenwand.
Das Metall strömt in starken Strahlen aus und bewirkt eine kräftige Bewegung, da infolge der
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knappen Passung des Bechers auf der vertikalen Ausflussdüse die Bewegungsenergie des aus der Vertikaldüse ausfliessenden Metalles im Becher nicht verloren geht, wie dies bei einem weiten Auffangbecher, einem gewöhnlichen Prallteller od. ähnl. bekannten Verteilervorrichtungen der Fall ist.
Die knappe Passung bezweckt anderseits die Führung der auf dem Giesskopf schwimmenden Vertei- lervorrichtung.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Verteilervorrichtung wird im folgenden an Hand der
Zeichnung beschrieben. Fig. l ist eine Ansicht von oben. Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt längs der Li- nie A-B in Fig. l durch den Verteilerbecher und die Ausflussdüse.
Der wesentliche Teil der Verteilervorrichtung ist der Verteilerbecher 1, der in bekannter Weise mit zwei Schwimmerkugeln 2 und einem Waagebalken 3 mit verschiebbarem Gegengewicht 4 versehen ist.
Die ganze Vorrichtung ruht mit der Schneide 5 auf dem Kokillenrand 6. Das Gegengewicht 4 wird bei Beginn des Giessens so eingestellt, dass der Becher 1 in der richtigen Höhe unter der Ausflussdüse 7 auf dem flüssigen Giesskopf schwimmt. Der Becher 1 reguliert auf bekannte Weise den Metallzufluss, indem entsprechend den Schwankungen des Metallspiegels in der Kokille die Öffnung der Ausflussdüse 7 mehr oder weniger freigegeben wird.
Der Verteilerbecher 1 ist mit vertikalen Schlitzen 8 versehen, durch die das Metall in kräftigem Strahl bis in die Erstarrungszone am Kokillenrand ausfliesst. Die Schlitze sind vorzugsweise V-förmig gestaltet und vom Becherboden bis zum Becherrand durchgehend, so dass der Metallstrahl zur Hauptachse schräg nach oben aus der Sumpfmitte austritt. Auf dem Boden des Bechers 1 ist in Fig. l der Durchmesser der Auslaufdüse 7 eingezeichnet.
Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, die Becherwand so auszubilden, dass die Ebenen der V-förmigen Schlitze schräg zu den durch die Schlitze gehenden Radien im Becherboden stehen die zwischen den Schlitzen liegenden Wandteile des Bechers sollen also gegenüber der kreisförmigen Grundlinie im Becherboden verdreht sein. Es entsteht dadurch eine zusätzliche Drallbewegung, wie in Fig. 1 durch den Pfeil C angedeutet ist, die nesterförmige Ansammlungen von groben Primärkristallen in der Sumpfmitte verlässlich vermeidet. Diese Ausbildung des Verteilerbechers ermöglicht eine noch bessere Ausnützung der Bewegungsenergie des aus der Düse 7 ausfliessenden Metalles, so dass eine kräftige Bewegung der Schmelze im Giesskopf gewährleistet ist.
Die durch den erfindungsgemässen Verteilerbecher erzeugte Bewegung im Giesskopf steigt mit zuneh- mender Giessgeschwindigkeit an ; die dabei erzielte gefügeverfeinernde Wirkung steigt bis zu einem Optimum an. Da bei Verwendung dieses Verteilerbechers auch die Sumpftiefe bei steigender Giessgeschwindigkeit kaum zunimmt, liegt das Optimum der erzielten Gussqualität bei einer hohen Giessleistung. Die verbesserte Gussqualität zeigt sich vor allem bei der anodischen Glänzung und anodischen Oxydation von aus den Gussbarren durch Knetbearbeitung gewonnenem Halbzeug. Es treten keine Flecken und Streifen mehr auf. Daneben wird durch das feine, gleichmässige Gefüge die Homogenisierungswirkung bei aushärtbaren Legierungen begünstigt und die Pressbarkeit allgemein verbessert.
Die erfindungsgemässe Verteilervorrichtung ist besonders zum Giessen von Rundbarren geeignet, kann aber auch für rechteckige Formate verwendet werden. Zum Giessen von Rundbarren mit einem Durchmesser von 150 oder 180 mm wird z. B. ein Becher verwendet, dessen innerer Boden einen Mindestdurchmes-
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messer des Becherrandes beträgt 60 mm und die Höhe des Bechers 25 mm. Mit einer Bohrung von 8 mm in der Vertikaldüse können Rundbarren von 180 mm Durchmesser aus einer Aluminiumlegierung mit 0,4 bis 0, 90/0 Magnesium und 0, 3 - 0, 70/0 Silizium bei einer Temperatur von 7000 C mit einer Absenkgeschwindigkeit von 9 bis 12 cm/min vergossen werden.
Die erhaltenen Rundbarren weisen ein sehr gleichmässiges, feinkörniges Gefüge auf, und daraus verpresste Profile zeigen nach der anodischen Oxydation keinerlei Streifen oder Flecken.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verteilervorrichtung für Stranggiessanlagen, in Form eines unter der Ausflussdüse angeordneten Bechers, der mit einer Schwimmervorrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Becher mit knappem Spiel auf die Ausflussdüse passt und in seiner Seitenwand vertikale Ausflussschlitze aufweist.