CH627672A5 - Apparatus for the continuous or discontinuous casting of metal - Google Patents

Description

  
 

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

 



   PATENTANSPRUCH
Vorrichtung zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen
Giessen von Metall mit einem Ringinduktor, an den stromfüh rende Schienen angeschlossen sind, mit einem in der Öffnung des Induktors untergebrachten elektromagnetischen Ring schirm und mit einem an der Aussenseite des Induktors ange ordneten Ringkühler, dadurch gekennzeichnet, dass die bei derseits der Anschlussstelle der stromführenden Schienen (10) befindlichen Abschnitte des Induktors (9) mit Hohlquerschnitt teilweise als Einsätze (12) aus einem einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweisenden Metall ausgeführt sind, dass jeder der Einsätze (12) eine Länge (1) aufweist, welche mindestens dreimal so gross ist wie die Dicke (a) des Induktors  (9), und dass die Einsätze (12) U-förmigen Querschnitt aufweisen,

   wobei ihre Schenkel an die dem formenden Gussblock  (7) zugewandte Seitenwand (13) des Induktors (9) aufliegen.



   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Giessen von Metallen, mit einem Ringinduktor, an dem stromführende Schienen angeschlossen sind, mit einem in der Öffnung des Induktors untergebrachten elektromagnetischen Ringschirm und mit einem an der Aussenseite des Induktors angeordneten Ringkühler. Mit Hilfe einer solchen Vorrichtung können Eisen und Buntmetalle oder deren Legierungen unter Formung des Gussblocks bzw. Barrens durch ein elektromagnetisches Feld gegossen werden.



   Aus britischer Patentschrift Nr.   1157    977 ist eine Vorrichtung zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Metallgiessen bekannt, die einen auf das schmelzflüssige Metall mittels eines elektromagnetischen Feldes einwirkenden und das Metall zu einem Gussblock formenden Ringinduktor, einen die erwünschte Verteilung des Magnetfeldes in axialer Richtung bewirkenden elektromagnetischen Schirm und einen der gleichmässigen Kühlmittelzufuhr der Oberfläche des Gussblocks dienenden Ringkühler enthält. Der erwähnte Induktor stellt eine Windung eines Kupferrohres rechteckigen Querschnitts dar. Dem Hohlraum des Induktors wird eine Kühlflüssigkeit zugeführt. An den Induktor sind eine stromzuführende und eine stromabführende Schiene angeschlossen, die durch eine Zwischenlage aus einem Dielektrikum voneinander isoliert sind.



   Bei der Arbeit eines solchen Induktors tritt jedoch eine Schwächung des Magnetfeldes an der Anschlussstelle der stromführenden Schiene auf. Die Magnetfeldschwächung hat eine Verzerrung der Gussblockform zur Folge, wobei die Rundheit des Gussblockquerschnittes durch die Bildung von bis zu 4 mm starken Ausbeulungen längs der Gussblockoberfläche gestört wird.



   Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, diese Schwierigkeiten zu vermeiden.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Giessen von Metall zu schaffen, die es ermöglicht, dass der abgegossene Block bzw. Barren einen runden Querschnitt aufweist.



   Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss so gelöst, wie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches definiert ist.



   Das Vorhandensein der Einsätze, dessen Material einen grösseren spezifischen elektrischen Widerstand als das Material des Induktors aufweist, ermöglicht den elektrischen Strom von den Schienen über die dem zu formenden Gussblock zugewandte Seitenwand des Induktors zu leiten, wobei durch die Einsätze praktisch kein Strom fliesst. Infolgedessen erzeugt der elektrische Strom an der Anschlussstelle der stromführenden
Schiene ein gleichförmiges elektromagnetisches Feld, das auf das schmelzflüssige Metall über den gesamten Umfang gleich mässig einwirkt. Infolgedessen tritt keine Schwächung des Ma gnetfeldes an der Anschlussstelle der stromführenden Schienen auf und die Rundheit des Gussblockquerschnittes wird daher nicht gestört.

  Die Abmessungen der Einsätze und ihre Form machen es möglich, die Oberflächenfehler des Gussblockes und die Abweichung seines Querschnittes von der Rundheit auszuschliessen.



     Die      Die   vorliegende Erfindung wird nachstehend an einem
Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Querschnitt der erfindungsgemässen Vorrich tung,
Fig. 2 den Induktor im Grundriss, und
Fig. 3 einen Schnitt gemäss der Linie   IIIm    in der Fig. 2.



   Die Vorrichtung zum kontinuierlichen oder diskontinuierli chen Metallgiessen enthält einen auf der Grundplatte 1  (Fig. 1) mittels Stellschrauben 2 abgestützten Ringkühler 3 mit   Hohlräumen    4 und 5 zur Zuführung eines flüssigen Kühlmit tels, z. B. von Wasser. Jeder dieser Hohlräume steht mit durchgehenden Kanälen 6 in Verbindung, durch die das
Kühlmittel nach aussen austritt und dann zur Oberfläche des zu formenden Gussblockes 7 gelangt. In die runde Öffnung 8 des Ringkühlers 3 ist von unten ein Untersatz (nicht gezeigt) eingeführt. An der Innenwand des Ringkühlers 3 ist der Ring induktor 9 (Fig. 2) befestigt, der aus einem   Kupferrohr    recht eckigen Querschnitts besteht. An den Induktor 9 sind strom führende Schienen 10 angeschlossen, zwischen welchen eine
Zwischenlage 11 aus einem elektrisch isolierenden Stoff ange ordnet ist.

  Der Induktor 9 soll ein elektromagnetisches Feld erzeugen, das das schmelzflüssige Metall derart zusammenhält, dass der Gussblock in Form einer runden Säule kristallisiert.



   Die Abschnitte des Induktors 9, die an die Anschlussstelle der stromführenden Schienen 10 beiderseits anliegen, sind als
Einsätze 12 aus einem einen hohen spezifischen elektrischen
Widerstand aufweisendem Material, z.B. Stahl, ausgeführt.



   Zur Anfertigung der Einstäze 12 können nicht nur rostfreier
Stahl, sondern auch andere Werkstoffe verwendet werden, de ren spezifischer elektrischer Widerstand 40 bis 60mal so gross ist wie der von Kupfer, aus dem der Ringinduktor 9 hergestellt ist. Der Einsatz 12 besitzt eine Länge 1, welche mindestens dreimal so gross wie die Dicke a des Induktors 9 ist.



   Der Einsatz 12 (Fig. 3) weist U-förmigen Querschnitt auf, wobei dessen Schenkel an die dem zu formenden Gussblock zugewandte massive Seitenwand 13 des Induktors 9 aufliegen.



   Die Stirnseite des Einsatzes stösst an die Stirnseite der übrigen
Wände des Induktors 9 (Fig. 2) an und zusammen mit diesen bildet sie die mit Hohlräumen 15 in den stromführenden
Schienen 10 in Verbindung stehenden Ringhohlräume 14, durch welche das Kühlmittel durchfliesst.



   In der runden Öffnung des Ringinduktors 9 ist oben ein elektromagnetischer Ringschirm 16 untergebracht. Die Ein sätze 12 können sowohl auf der Aussenseite des Induktors 9, wenn der Induktor den Gussblock umgibt, als auch auf der In nenseite des Induktors 9, wenn man im Gussblock einen Hohl raum formt, gelegen sein; jedenfalls aber muss die von der
Seite des zu formenden Gussblockes befindliche Wand des In duktors 9 massiv und aus dem gleichen Werkstoff wie der des   Induktors,    d. h. aus dem Werkstoff mit einem niedrigen spezifi schen elektrischen Widerstand, ausgeführt sein, während für die Einsätze 12 ein Werkstoff mit einem hohen spezifischen elektrischen Widerstand in Frage kommt. Diese Bedingung gilt auch für den Fall des gleichzeitigen Giessens mehrerer Blöcke in einer Gruppe hintereinander angeordneter Vorrichtungen gemäss der Erfindung.



   Die erfindungsgemässe   Vorrichtung    arbeitet folgendermas sen.  



   In die runde Öffnung 8 des Ringinduktors 9 wird von un



  ten ein Untersatz eingeführt. Über die stromführenden Schienen 10 wird dem Induktor 9 ein Strom zugeführt. Dabei läuft im Hohlraum 14 des Induktors 9 und in den Hohlräumen 15 der Schienen 10 das Kühlmittel um. Auf den Untersatz wird von oben das schmelzflüssige Metall aufgegeben, das unter Einwirkung des vom Ringinduktor 9 erzeugten Magnetfeldes die Form einer Säule annimmt, an der sich eine erstarrte Kruste bildet.



   Um die Effektivität der Kristallisation des Gussblockes 7 zu erhöhen, wird seiner erstarrten Seitenfläche über die Kanäle 6 Wasser aus den Hohlräumen 4 und 5 des Ringkühlers zugeleitet. Mit der fortschreitenden Formung des Gussblockes 7 wird der Untersatz gesenkt und das schmelzflüssige Metall ununterbrochen von oben zugeführt, bis ein Gussblock mit erwünschten Abmessungen hergestellt wird.



   Dabei geht während des Blockgussvorganges folgendes vor sich:
Der über die stromführende Schiene 10 zugeführte elektrische Strom erreicht die Innenseitenwand 13 des Ringinduktors 9, und zwar ohne Streuung an der Anschlussstelle der stromführenden Schienen 10. Der Grund dafür liegt daran, dass . die Einsätze 12 einen wesentlich, und zwar 40 bis 60mal höheren spezifischen Widerstand gegenüber dem des Kupferrohres, aus welchem der Ringinduktor 9 hergestellt ist, besitzen. Da eine Streuung von Strom unterbleibt, kommt eine gleichmässigere Verteilung des Magnetfeldes über den Umfang der dem zu formenden Gussblock zugekehrten Wand 13 des Induktors 9 zustande. Das schmelzflüssige Metall befindet sich in diesem Beispiel in der runden Öffnung 8 des Ringinduktors 9 und der elektrische Strom konzentriert sich in der stromführenden Innenwand 13 des Induktors 9.



   Wenn ein Hohlblock abgegossen wird und das Metall sich an der Aussenseitenwand des Ringinduktors befindet, so benutzt man den oben beschriebenen Induktor, dessen Einsätze an seiner Innenseite gelegen sind, und der Strom fliesst dann über die Aussenseitenwand des Induktors und erzeugt ein gleichförmiges elektromagnetisches Feld, das auf den Gussblock einwirkt.



   Eine ähnliche Wirkungsweise hat eine Gruppe von erfindungsgemässen Vorrichtungen, die hintereinander, falls gleichzeitig mehrere Gussblöcke abgegossen werden, angeordnet sind. Hierfür verwendet man eine entsprechende Anzahl der aufeinanderfolgenden und untereinander verbundenen Ringinduktoren. Um dabei eine gleichmässigere Verteilung des Magnetfeldes über den Umfang jedes Gussblockes zu erzielen, benutzt man die oben beschriebenen Einsätze und ordnet sie beiderseits der Anschlussstelle der stromführenden Schienen und von der jeweiligen Seite des Gussblocks heran.



   Die Erprobung hat ergeben, dass es mit der erfindungsgemässen Vorrichtung möglich ist, Gussblöcke herzustellen, deren Querschnittsabweichung von der Rundheit nicht 0,5 mm übersteigt, während bei den bekannten Vorrichtungen die Verzerrung des Rundprofils des Gussblocks 2 bis 4 mm betrug.



   Die Einsätze sind aus rostfreiem Stahl hergestellt und an die stromführende Kupferschiene des Ringinduktors angeschweisst worden. Bei der Induktorbreite von 15 mm war jeder Einsatz 50 mm lang. 

Claims (2)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Giessen von Metall mit einem Ringinduktor, an den stromfüh rende Schienen angeschlossen sind, mit einem in der Öffnung des Induktors untergebrachten elektromagnetischen Ring schirm und mit einem an der Aussenseite des Induktors ange ordneten Ringkühler, dadurch gekennzeichnet, dass die bei derseits der Anschlussstelle der stromführenden Schienen (10) befindlichen Abschnitte des Induktors (9) mit Hohlquerschnitt teilweise als Einsätze (12) aus einem einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweisenden Metall ausgeführt sind, dass jeder der Einsätze (12) eine Länge (1) aufweist, welche mindestens dreimal so gross ist wie die Dicke (a) des Induktors (9), und dass die Einsätze (12) U-förmigen Querschnitt aufweisen,

   wobei ihre Schenkel an die dem formenden Gussblock (7) zugewandte Seitenwand (13) des Induktors (9) aufliegen.

   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Giessen von Metallen, mit einem Ringinduktor, an dem stromführende Schienen angeschlossen sind, mit einem in der Öffnung des Induktors untergebrachten elektromagnetischen Ringschirm und mit einem an der Aussenseite des Induktors angeordneten Ringkühler. Mit Hilfe einer solchen Vorrichtung können Eisen und Buntmetalle oder deren Legierungen unter Formung des Gussblocks bzw. Barrens durch ein elektromagnetisches Feld gegossen werden.

   Aus britischer Patentschrift Nr. 1157 977 ist eine Vorrichtung zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Metallgiessen bekannt, die einen auf das schmelzflüssige Metall mittels eines elektromagnetischen Feldes einwirkenden und das Metall zu einem Gussblock formenden Ringinduktor, einen die erwünschte Verteilung des Magnetfeldes in axialer Richtung bewirkenden elektromagnetischen Schirm und einen der gleichmässigen Kühlmittelzufuhr der Oberfläche des Gussblocks dienenden Ringkühler enthält. Der erwähnte Induktor stellt eine Windung eines Kupferrohres rechteckigen Querschnitts dar. Dem Hohlraum des Induktors wird eine Kühlflüssigkeit zugeführt. An den Induktor sind eine stromzuführende und eine stromabführende Schiene angeschlossen, die durch eine Zwischenlage aus einem Dielektrikum voneinander isoliert sind.

   Bei der Arbeit eines solchen Induktors tritt jedoch eine Schwächung des Magnetfeldes an der Anschlussstelle der stromführenden Schiene auf. Die Magnetfeldschwächung hat eine Verzerrung der Gussblockform zur Folge, wobei die Rundheit des Gussblockquerschnittes durch die Bildung von bis zu 4 mm starken Ausbeulungen längs der Gussblockoberfläche gestört wird.

   Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, diese Schwierigkeiten zu vermeiden.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Giessen von Metall zu schaffen, die es ermöglicht, dass der abgegossene Block bzw. Barren einen runden Querschnitt aufweist.

   Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss so gelöst, wie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches definiert ist.

   Das Vorhandensein der Einsätze, dessen Material einen grösseren spezifischen elektrischen Widerstand als das Material des Induktors aufweist, ermöglicht den elektrischen Strom von den Schienen über die dem zu formenden Gussblock zugewandte Seitenwand des Induktors zu leiten, wobei durch die Einsätze praktisch kein Strom fliesst. Infolgedessen erzeugt der elektrische Strom an der Anschlussstelle der stromführenden Schiene ein gleichförmiges elektromagnetisches Feld, das auf das schmelzflüssige Metall über den gesamten Umfang gleich mässig einwirkt. Infolgedessen tritt keine Schwächung des Ma gnetfeldes an der Anschlussstelle der stromführenden Schienen auf und die Rundheit des Gussblockquerschnittes wird daher nicht gestört.

   Die Abmessungen der Einsätze und ihre Form machen es möglich, die Oberflächenfehler des Gussblockes und die Abweichung seines Querschnittes von der Rundheit auszuschliessen.

   Die Die vorliegende Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt der erfindungsgemässen Vorrich tung, Fig. 2 den Induktor im Grundriss, und Fig. 3 einen Schnitt gemäss der Linie IIIm in der Fig.
2. 2.

   Die Vorrichtung zum kontinuierlichen oder diskontinuierli chen Metallgiessen enthält einen auf der Grundplatte 1 (Fig. 1) mittels Stellschrauben 2 abgestützten Ringkühler 3 mit Hohlräumen 4 und 5 zur Zuführung eines flüssigen Kühlmit tels, z. B. von Wasser. Jeder dieser Hohlräume steht mit durchgehenden Kanälen 6 in Verbindung, durch die das Kühlmittel nach aussen austritt und dann zur Oberfläche des zu formenden Gussblockes 7 gelangt. In die runde Öffnung 8 des Ringkühlers 3 ist von unten ein Untersatz (nicht gezeigt) eingeführt. An der Innenwand des Ringkühlers 3 ist der Ring induktor 9 (Fig. 2) befestigt, der aus einem Kupferrohr recht eckigen Querschnitts besteht. An den Induktor 9 sind strom führende Schienen 10 angeschlossen, zwischen welchen eine Zwischenlage 11 aus einem elektrisch isolierenden Stoff ange ordnet ist.

   Der Induktor 9 soll ein elektromagnetisches Feld erzeugen, das das schmelzflüssige Metall derart zusammenhält, dass der Gussblock in Form einer runden Säule kristallisiert.

   Die Abschnitte des Induktors 9, die an die Anschlussstelle der stromführenden Schienen 10 beiderseits anliegen, sind als Einsätze 12 aus einem einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweisendem Material, z.B. Stahl, ausgeführt.

   Zur Anfertigung der Einstäze 12 können nicht nur rostfreier Stahl, sondern auch andere Werkstoffe verwendet werden, de ren spezifischer elektrischer Widerstand 40 bis 60mal so gross ist wie der von Kupfer, aus dem der Ringinduktor 9 hergestellt ist. Der Einsatz 12 besitzt eine Länge 1, welche mindestens dreimal so gross wie die Dicke a des Induktors 9 ist.

   Der Einsatz 12 (Fig. 3) weist U-förmigen Querschnitt auf, wobei dessen Schenkel an die dem zu formenden Gussblock zugewandte massive Seitenwand 13 des Induktors 9 aufliegen.

   Die Stirnseite des Einsatzes stösst an die Stirnseite der übrigen Wände des Induktors 9 (Fig. 2) an und zusammen mit diesen bildet sie die mit Hohlräumen 15 in den stromführenden Schienen 10 in Verbindung stehenden Ringhohlräume 14, durch welche das Kühlmittel durchfliesst.

   In der runden Öffnung des Ringinduktors 9 ist oben ein elektromagnetischer Ringschirm 16 untergebracht. Die Ein sätze 12 können sowohl auf der Aussenseite des Induktors 9, wenn der Induktor den Gussblock umgibt, als auch auf der In nenseite des Induktors 9, wenn man im Gussblock einen Hohl raum formt, gelegen sein; jedenfalls aber muss die von der Seite des zu formenden Gussblockes befindliche Wand des In duktors 9 massiv und aus dem gleichen Werkstoff wie der des Induktors, d. h. aus dem Werkstoff mit einem niedrigen spezifi schen elektrischen Widerstand, ausgeführt sein, während für die Einsätze 12 ein Werkstoff mit einem hohen spezifischen elektrischen Widerstand in Frage kommt. Diese Bedingung gilt auch für den Fall des gleichzeitigen Giessens mehrerer Blöcke in einer Gruppe hintereinander angeordneter Vorrichtungen gemäss der Erfindung.

   Die erfindungsgemässe Vorrichtung arbeitet folgendermas sen. **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.