AT403999B - Einrichtung zum kontinuierlichen stranggiessen von metallen - Google Patents

Description

AT 403 999 B

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum horizontalen Stranggießen von Kupfer und Kupferlegierungen gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.

Einrichtungen zum horizontalen Stranggießen von Metallen sind prinzipiell bekannt, z. 6. aus der DE 26 57 207 A.

Aus der US 35 93 778 A ist es bekannt, daß die Schmelzenzufuhr aus einem Vorratsgefäß zur Kokille Einfluß auf die Qualität des erzeugten Stranges hat, beispielsweise auf die Ausbildung der Strangoberfläche (Bildung von Kaltschweißen oder Rissen). Durch die Anordnung von Platten, die mit Öffnungen für den Schmelzendurchtritt versehen sind, unmittelbar vor der Kokille, sollte eine positive Beeinflussung der Qualität erzielt werden. Hier ist jedoch nachteilig, daß an dieser Platte auf der Kokillenseite bereits eine Strangschalenbildung erfolgt und die entstehenden Ansätze zu Fehlern im Strang führen.

Dieser Sachverhalt tritt auch dann auf, wenn Kokillen von einem Rohr gespeist werden, dessen Durchmesser kleiner ist als der Querschnitt der Kokille. Ist der Querschnitt der Schmelzendurchtrittsöffnung jedoch gleich oder größer als der Querschnitt der Kokille, wird die Strangerstarrung (Schalenbildung), insbesondere bei Vorratsgefäßen nach Art von induktiv beheizten Warmhalteöfen, durch die durch die Induktionsströme hervorgerufene Metallströmung negativ beeinflußt.

Es sind weiters Einrichtungen zum horizontalen Stranggießen von Metallen bekannt, bei welchem querschnittsbeschränkende Mittel der Kokille direkt vorgelagert sind und an die Kokille angrenzen. Dadurch ändert sich der Querschnitt des Materialstromes und auch dessen Fließgeschwindigkeit in der Kokille. Bei einem oszillierenden Strangabzug wird die Schalenbildung im Bereich verjüngter Strangquerschnitte gestört, sodaß erhebliche Qualitätseinbußen an der Strangoberfläche zu verzeichnen sind. Bei dieser bekannten Einrichtung bildet sich in einer sehr kurzen Metallkokille eine dünne Strangschale, wobei die eigentliche Erstarrung des Stranges durch offenes Sekundärwasser erfolgt. Die bei dieser Einrichtung für den Aluminiumstrangguß vorgesehene Trennwand hat einen direkten Kontakt zur Kokille, wobei das lichte Profil kleiner ist als als die Kokilleninnenabmessung. Dadurch ergibt sich ein sogenannter Break-Ring-Effekt, d. h. eine Verschlechterung der Strangoberfläche durch deutliche Ausbildung von Oszillationsmarken.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die Nachteile der bekannten Einrichtungen zu vermeiden und eine Einrichtung zum horizontalen Stranggießen von Kupfer und Kupferlegierungen zu schaffen, bei welcher eine gleichmäßige Metallströmung im Eingießbereich der Kokille erfolgt. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Blende innerhalb der Ausgußöffnung von der Kokille beabstandet angeordnet ist, wobei der Abstand der Blende von der Kokille gleich oder größer ist als die kleinste Längenerstreckung des Querschnittes der Kokille. Dadurch erweitert sich bei der erfindungsgemäßen Einrichtung der Einlaufkanal in Gießrichtung gesehen nach der Blende noch einmal wesentlich über das Gießformat hinaus, der Break-Ring-Effekt und damit der Nachteil der schlechteren Strangoberfläche treten somit nicht auf.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Querschnittsfläche der Schmelzendurchtrittsöffnung um mehr als die Hälfte kleiner als die Querschnittefläche der Kokille und beträgt vorzugsweise 20 bis 50 % der Querschnittsfläche der Kokille.

Anhand der Zeichnung wird die erfindungsgemäße Einrichtung zum horizontalen Stranggießen von Kupfer und Kupferlegierungen näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch einen Teil eines induktiv beheizten Warmhalteofens mit angeflanschter Kokille. ln einer Seitenwand, bevorzugt in der Stirnwand, eines Warmhalteofens 1 ist eine Ausgußöffnung 2 für die im Warmhalteöfen enthaltene Schmelze vorgesehen. Der Warmhalteöfen 1 ist von einem Ofenmantel 5 umgeben. Der Ausgußkanal wird von einer Frontplatte 6 umgeben. An diese Frontplatte 6 ist ein Heißwechselrahmen 7 angeschraubt, an dem über einen Flansch 8 der Kühler 9 einer Grafitkokiile 10 befestigt ist. Die Gießrichtung innerhalb der Kokille 10 ist hier mit 11 bezeichnet. Der Heißwechselrahmen 7 ist gegenüber dem Warmhalteöfen 1 und dem Flansch 8 mit dem Kühler 9 mit Feuerfestmaterial 12 abgedichtet und geschützt.

Innerhalb der Ausgußöffnung 2 des Warmhalteofens 1, die einen größeren Querschnitt als die Kokille 10 aufweist, ist eine Blende 3 angeordnet. Die Blende 3 besteht ebenfalls aus Feuerfestmaterial und reduziert den Querschnitt des Ausgußkanals 2 bis auf eine Schmelzendurchtrittsöffnung 4. Die Größe der Blende 3 ist derart bemessen, daß die Querschnittsfläche der Schmelzendurchtrittsöffnung 4 kleiner als die Querschnittsfläche der Kokille 10 ist. Bevorzugt ist die Größe der Blende 3 derart, daß die Querschnittsfläche der Schmelzendurchtrittsöffnung 4 um mehr als die Hälfte kleiner ist als die Querschnittsfläche der Kokille 10. Bevorzugt wird dabei eine Lösung, bei der die Querschnittsfläche der Schmelzendurchtrittsöffnung 4 ca. 20 bis 50 % der Querschnittsfläche der Kokille 10 beträgt. Die Blende 3 ist derart angeordnet, daß die Schmelzendurchtrittsöffnung 4 in der unteren Hälfte des Ausgußkanals 2 zu liegen kommt. Wichtig ist in diesem Zusammenhang noch daß die Blende 3 einen Abstand von der Kokille 10 aufweist, der gleich oder größer ist als die kleinste Längenerstreckung des Querschnittes der Kokille 10. Für den Fall, daß eine 2

Claims (3)

1. AT 403 999 B Kokille mit Kreisquerschnitt benutzt wird, entspricht also der Abstand der Blende 3 von der Kokille 10 mindestens dem Durchmesser der Kokille 10. Durch die Anordnung der Blende 3 wird sichergestellt, daß zum einen die aus dem Vorratsbehälter in die Kokille 10 einströmende Schmelze eine weitestgehend laminare Strömung aufweist und damit die 5 Schalenbildung in der Kokille 10 positiv beeinflußt wird. Ferner wird durch die Blende 3 erreicht, daß die vom Induktor ausgehende und hervorgerufene Metallströmung sich nicht bis in den Bereich der Schalenbildung in der Kokille auswirkt. Ebenso wird erreicht, daß aus der Kokille heraus eine Rückströmung in den Wärmhalteofen 1 erfolgen kann und in die Kokille eine Schmelze mit im wesentlichen gleichem Temperaturprofil eintritt. io Zusammengefaßt bestehen die Vorteile der Erfindung im folgenden: Der Wärmeaustausch zwischen dem erstarrenden Metall in der Kokille und der auf Gießtemperatur zu haltenden Metalltemperatur im Gießofen wird reduziert. Gleichzeitig wird die Spülwirkung des Induktors am Kokilleneinlauf vermindert. Auch die Einflüsse der Füllstandhöhe im Gießofen und des strömenden Metalls beim Nachfüllen werden gemindert. Insbesondere große Abmessungen (Preßbolzen) können schneller 75 ' gegossen werden. Noch deutlicher steigt die durchschnittliche Gießleistung an, da beim Nachfüllen der Schmelze vom Schmelzofen oder der Gießpfanne die Gießgeschwindigkeit nicht oder nur geringfügig reduziert werden muß. Dies bedeutet zusätzlich einen Sicherheitsgewinn, da eine Durchbruchgefahr drastisch vermindert wird. Die benötigte Energie zum Warmhalten der Schmelze im Gießofen reduziert sich. Die Blende ermöglicht, daß die Gießparameter nahezu konstant gleiben. Dadurch ergibt sich eine Qualitäts-20 Verbesserung der stranggegossenen Produkte. Bezugszeichenliste 1 Warmhalteofen 25 2 Ausgußkanal 3 Blende 4 Schmelzendurchtrittsöffnung 5 Ofenmantel 6 Frontplatte 30 7 Heißwechselrahmen 8 Flansch 9 Kühler 10 Kokille 11 Pfeil - Gießrichtung 35 12 Feuerfestmaterial Patentansprüche 1. Einrichtung zum horizontalen Stranggießen von Kupfer und Kupferlegierungen, bestehend aus einem 40 induktiv beheizbaren Warmhalteofen mit in einer Seitenwand, insbesondere in der Stirnwand, des Warmhalteofens angeordneter, sich horizontal erstreckender Ausgußöffnung, einer der Ausgußöffnung zugeordneten Kokille aus Grafit, einem die Kokille umgebenden Kühler, der an einen Mantel des Warmhalteofens angeflanscht ist, und einer Blende (3) aus einem feuerfesten Material, die eine Schmelzendurchtrittsöffnung (4) in der unteren Hälfte der Ausgußöffnung (2) beläßt, wobei die Größe 45 der Blende (3) derart bemessen ist, daß die Querschnittsfläche der Schmelzendurchtrittsöffnung (4) kleiner ist als die Querschnittsfläche der Kokille (10), dadurch gekennzeichnet daß die Blende (3) innerhalb der Ausgußöffnung (2) von der Kokille (10) beabstandet angeordnet ist, wobei der Abstand der Blende (3) von der Kokille (10) gleich oder größer ist als die kleinste so Längenerstreckung des Querschnittes der Kokille (10).
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Querschnittsfläche der Schmelzendurchtrittsöffnung (4) um mehr als die Hälfte kleiner ist als die Querschnittsfläche der Kokille (10).
3. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die Querschnittsfläche der Schmelzendurchtrittsöffnung (4) 20 bis 50 % der Querschnittsfläche der Kokille (10) beträgt. 3 AT 403 999 B Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 4