CH641701A5

CH641701A5 - Giessform zum stranggiessen.

Info

Publication number: CH641701A5
Application number: CH993279A
Authority: CH
Inventors: Robert Wilson
Original assignee: Timex Corp
Priority date: 1978-11-08
Filing date: 1979-11-06
Publication date: 1984-03-15
Also published as: DE2944175A1; JPS5813259B2; FR2440796B1; US4216818A; JPS5568157A; FR2440796A1; GB2034214B; AU5138979A; GB2034214A; CA1126928A; DE2944175C2; AU523528B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Giessform zum kontinuierlichen Stranggiessen, mit einem Giessformkörper mit einem zwischen seinem einlassseitigen, zur Zuführung der Metallschmelze dienenden Ende und seinem auslassseitigen, dem Abziehen eines erstarrten Metallstranges dienenden Ende durchgehenden Formkanal, der von in Längsrichtung verlaufenden, im Abstand voneinander angeordneten Kühlkanälen umgeben ist, und mit Kühlstäben, die in die Kühlkanäle einschiebbar sind.

Das kontinuierliche Giessén von Eisen und Nichteisenmetallen sowie von Legierungen ist auf dem Gebiet der Metallverarbeitung wohl bekannt, wie dies beispielsweise aus der US-PS 3 399 716 deutlich wird. Es versteht sich, dass bei solchen dynamischen Verfahren, bei denen ein heis-ses, geschmolzenes Metall in ein festes Metallprofil umgeformt wird, die Giessform, in der die Erstarrung stattfindet, besonders wichtig ist. Beim kontinuierlichen Stranggiessen von Eisenlegierungen' werden beispielsweise wassergekühlte Giessformen aus Kupfer mit Erfolg eingesetzt. Andererseits werden für Nichteisenmetalle und deren Legierungen, beispielsweise für Kupfer, Kupferlegierungen, Aluminium, Aluminiumlegierungen usw. wassergekühlte Giessformen aus Graphit in grossem Umfang verwendet, wie dies beispielsweise in den US-PSen 3 459 255 und 3 592 259 beschrieben ist. Weiterhin werden wassergekühlte Graphitformen auch für das chargenweise Giessen von Stangen oder Barren aus verschiedenen Metallen oder Legierungen 5 verwendet, wie dies beispielsweise in der US-PS 3 590 904 beschrieben ist.

Beim Formgiessen ist es bekannt, eine metallische Form mit Kühlkanälen zu versehen und in jeden Kanal dichtend einen Kühlstab einzusetzen, der der Zuführung eines Kühl-10 mittels, wie z.B. flüssigem Kohlendioxyd dient, wie dies in der US-PS 3 667 248 beschrieben ist. Das in flüssiger Form zugeführte Kohlendioxyd geht dabei aufgrund der Adsorption von Wärme aus der flüssigen Form in die gasförmige Phase über, worauf das Gas über eine geeignete Leitung 15 des Kühlstabes zu Kompressor- und Kondensatoreinrichtungen geleitet und nach der Verflüssigung erneut den Kühl-kanälen zugeführt werden' kann.

Ferner beschreibt die DE-AS 13 03 210 eine Giessform mit Kühlkanälen, in welche Kühlstäbe eingesetzt werden. 20 Nachteilig an der bekannten Konstruktion ist es, dass die Kühlkanäle bis an das einlassseitige Ende des Giessformkörpers herangeführt sind, so dass bereits in diesem Bereich eine starke Abkühlung des schmelzflüssigen Metalls und des an den Giessformkörper angrenzenden Tiegels er-25 folgt.

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Giessform für das kontinuierliche Stranggiessen von Metallen bzw. Metalllegierungen anzugeben, mit deren Hilfe eine geregelte und 30 wirksame Abführung der Wärme von dem erstarrenden Metall ermöglicht wird, mit deren Hilfe ferner höhere Giess-geschwindigkeiten bei gleichzeitig verbesserter Oberflächenqualität des stranggegossenen Produktes erreichtbar sind, und' die schliesslich eine beträchtlich erhöhte Lebensdauer-35 erwartung besitzt, wobei im Einlassbereich eine übermässige Wärmeabfuhr verhindert wird und wobei die Abkühlung des schmelzflüssigen Metalls längs des Giessformkörpers schnell und bequem an die jeweiligen Betriebsbedingungen anpassabr ist.

40 Diese Aufgabe wird durch eine Giessform der eingangs beschriebenen Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kühlkanäle am auslassseitigen Ende des Giessformkörpers offen sind und in dem Giessformkörper im Abstand von dessen einlassseitigem Ende enden, dass der Abstand der 45 inneren Enden der Kühlkanäle vom einlassseitigen Ende des Giessformkörpers derart gewählt ist, dass sich dort ein einlassseitiger Isolationsbereich ergibt, in dem die Wärmeabfuhr auf ein Minmum reduziert ist, und dass die Kühlstäbe einerseits und die Kühlkanäle andererseits derart ausge-50 bildet sind, dass die Kühlstäbe mit wählbarer Einschubtiefe in die Kühlkanäle einschiebbar sind.

Der entschneidende Vorteil der erfindungsgemässen Giessform besteht dabei darin, dass sich zwischen den geschlossenen inneren Enden der Kühlkanäle und dem einlass-55 seitigen Ende des Giessformkörpers ein einlassseitiger Isolationsbereich ergibt, in dem die Wärmeabfuhr aus dem Tiegel und dem geschmolzenen Metall auf ein Minimum reduziert ist. Weiterhin lässt sich durch geeignete Einstellung der Länge der Kühlstäbe in den Kühlkanälen die Erstar-60 rungsfront für das geschmolzene Metall derart an einen ausgewählten Punkt des Formkanals legen, dass sich für eine gegebene Giess- bzw. Abzugsgeschwindigkeit eine optimale Wärmeabführung und eine optimale Oberflächenqualität der stranggegossenen Profile ergibt.

65 Als günstig hat es sich erwiesen, wenn in Weiterbildung der Erfindung der Formkanal mindestens zwei Abschnitte unterschiedlicher Grösse aufweist, so dass mit einer einzigen Form ohne Unterbrechung des Stranggiessens Profile mit

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zwei oder mehr Grössen gegossen werden können, während im übrigen die Vorteile der erfindungsgemässen Giessform erhalten bleiben.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Giessform einen Giessformkörper aus hochfeuerfestem Material auf, welcher mit einem in Längsrichtung durchgehendenden Formkanal versehen ist. Dem Formkanal wird im Betrieb an seinem einlassseitigen Ende die Metallschmelze aus einem Tiegel oder dergleichen zugeführt, während das erstarrte Produkt an seinem auslassseitigen Ende abgezogen wird. Dabei ist es ein wesentliches Merkmal der verbesserten Giessform, dass im Giessformkörper mehrere in Längsrichtung verlaufende Kühlkanäle vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung im Abstand voneinander rund um den zentralen Formkanal angeordnet sind, die am auslassseitigen Ende des Giessformkörpers offen sind und die sich nicht vollständig durch den Giessformkörper hindurch erstrecken, sondern im Abstand von dessen einlass-seitigem Ende aufhören, so dass angrenzend an das einlass-seitige Ende ein Isolierbereich geschaffen wird, während angrenzend an das auslassseitige Ende des Formalkanals ein Kühlbereich vorhanden ist. Ein weiteres wichtiges Merkmal der erfindungsgemässen Giessform besteht ferner darin, dass mehrere längliche Kühlstäbe vorgesehen sind, von denen jeder typischerweise ein inneres, der Zufuhr eines Kühlmittels dienendes Rohr und ein dieses konzentrisch umgebendes äusseres, an seinem vorderen Ende geschlossenes Rohr aufweist, so dass das Kühlmittel durch den Zwischenraum zwischen den beiden Rohren zurückfliessen kann. Die Kühlstäbe sind dabei so ausgebildet, dass sie in Richtung auf das einlasseitige Ende mit einer vorgegebenen Einschubtiefe in die Kühlkanäle eingeschoben werden können, um die Lage der Erstarrungsfront des geschmolzenen Metalls an einer vorgegebenen Stelle in Längsrichtung des Formkanals zu halten. Dadurch, dass erfindungsgemäss am einlassseitigen Ende des Giessformkörpers ein Isolierbereich erhalten wird, wird die Wärmeabfuhr aus dem geschmolzenen Metall bzw. aus dem die Metallschmelze enthaltenden Tiegel oder dergleichen auf ein Minimum reduziert, während durch den Kühlbereich am auslassseitigen Ende der Giessform eine optimale Wärmeabfuhr aus dem geschmolzenen bzw. erstarrenden Metall im Formkanal erreicht wird, wodurch der Wirkungsgrad der Wärmeabfuhr aus der Giessform beträchtlich verbessert wird. Die verbesserte Wirksamkeit der Wärmeabfuhr führt aber zu wesentlich höheren Giessgeschwindigkeiten. Ausserdem kann durch Änderung der Lage der Erstarrungsfront entsprechend der Giess- bzw. Abzugsgeschwindigkeit durch einfaches Verstellen der Kühlstäbe in die Kühlkanäle hinein oder aus diesen heraus die Oberflächenqualität der gegossenen Produkte optimiert werden. Weiterhin lässt sich durch periodisches Verändern der Lage der Erstarrungsfront in Längsrichtung des Formkanals eine einheitliche Abnutzung der Formkanalwandung erreichen, so dass letztlich die Lebensdauererwartung der Giessform beträchtlich erhöht wird.

Die oben angeführten Vorteile und die Möglichkeit, in Ausgestaltung der Erfindung Profile mit zwei oder mehr Grössen unter Verwendung einer einzigen Giessform herzustellen, werden erreicht, wenn der Giessformkörper einen in Längsrichtung verlaufenden Formkanal aufweist, der zwei oder mehr Abschnitte mit unterschiedlichem Querschnitt aufweist, wobei der Querschnitt, insbesondere der Durchmesser, in Richtung auf das auslassseitige Ende des Giessformkörpers ansteigt. Durch geeignete Wahl des Einschubtiefe für die Kühlstäbe in den Kühlkanälen kann bei einem solchen Giessformkörper die Erstarrungsfront für das geschmolzene Metall an eine Stelle gelegt werden, an der der Formkanal den gewünschten Durchmesser aufweist, so dass ein Produkt entsprechenden Durchmessers erhalten wird. Dabei kann der Übergang von einem Durchmesser auf einen anderen Durchmesser ohne einen Wechsel der Giessform oder eine Unterbrechung des Stranggiessens erfolgen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand einer Zeichnung noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Giessformkörpers einer erfindungsgemässen Giessform;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das auslassseitige Ende des Giessformkörpers gemäss Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Kühlstab für eine Giessform gemäss der Erfindung;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Giessform gemäss der Erfindung mit in den Giessformkörper eingesetzten Kühlstäben;

Fig. 5 bis 8 schematische Seitenansichten von Giesskör-pern erfindungsgemässer Giessformen, wobei die Lage der Kühlstäbe in den Kühlkanälen und die Lage der Erstarrungsfront im Formkanal angedeutet sind;

Fig. 9 eine Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform eines Giessformkörpers einer Giessform gemäss der Erfindung zum Herstellen von Profilen mit zwei verschiedenen Durchmessern und

Fig. 10 eine Stirnansicht auf einen Giessformkörper einer erfindungsgemässen Giessform zum Herstellen eines bandförmigen Profils mit rechteckigem Querschnitt.

Im einzelnen zeigen Fig. 1 und 2 der Zeichnung einen typischen Giessformkörper 2 gemäss der Erfindung. Während Graphit als Material für den Giessformkörper bevorzugt wird, können auch andere hochfeuerfeste Materialien eingesetzt werden und, je nach der Art des zu giessenden Metalls bzw. der zu giessenden Legierung und je nach den übrigen Erfordernissen, ausgewählt werden. Ein Giessformkörpers 2 aus Graphit hat sich für das kontinuierliche Stranggiessen von bleihaltigem Messing (60 Gewichts-% Cu, 40 Gewichts-% Zn, 2 Gewichts-% pb) mit einer Erstarrungstemperatur zwischen 870 und 880°C als besonders vorteilhaft erwiesen. Der Giessformkörper 2 besitzt eine durchgehende zylindrische Mittelbohrung bzw. einen zylindrischen Formkanal 4 (Giesskammer) zur Herstellung eines stangenförmigen Stranggussproduktes. Die Enden des Formkanals 4 sind erweitert und bilden ein einlassseitiges Ende 6, an dem das geschmolzene Metall in den Formkanal 4 eintritt und ein auslassseitiges Ende 8, durch das das verfestigte Stranggussprodukt austritt. Das einlassseitige Ende 6 ist mit der Auslassöffnung bzw. dem Auslassstutzen eines üblichen Tiegels (nicht dargestellt) bzw. eines Gefässes verbunden, welches das geschmolzene Metall enthält, das im Stranggussverfahren verarbeitet werden soll. Typischerweise ist der Giessformkörper 2 horizontal angeordnet, obwohl auch eine senkrechte Lage oder eine Schräglage möglich und im übrigen auch bekannt sind. Rings um den Umfang des Formkanals 4 sind im Abstand voneinander mehrere zylindrische Kühlkanäle 10 vorgesehen, die sich zum auslassseitigen Ende 8 des Giessformkörpers 2 öffnen und sich in Richtung auf das einlassseitige Ende 6 erstrecken, so dass sich zwischen dem inneren geschlossenen Ende der Kühlkanäle 10 und dem einlassseitigen Ende 6 ein Isolierbereich 12 ergibt und längs der Kühlkanäle 10 ein Kühlkanalbereich 14. Wie die Zeichnung zeigt, verlaufen die Längsachsen der Kühlkanäle im wesentlichen parallel zur Längsachse des Formkanals 4. Weiterhin grenzt der Isolierbereich 12 an den Einlassbereich 6 an und dient als mehr oder weniger starker thermischer Isolator zwischen dem Kühlkanalbereich und dem Tiegel, der das heisse geschmolzene Metall enthält, so dass die Wärmeverluste des Tiegels auf ein Minimum

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reduziert werden und ebenso die Wärmeabfuhr aus dem geschmolzenen Metall, so lange dieses nicht bis in die Nähe des Kühlkanalbereiches 14 vorgerückt ist. Andererseits ist im Kühlkanalbereich 14 angrenzend an das auslassseitige Ende 8 des Formkanals 4 eine wirksame und konzentrierte Wärmeabfuhr aus dem geschmolzenen Metall und eine Verfestigung des den Formkanal 4 passierenden Metalls möglich, wenn in die Kühlkanäle 10 Kühlstäbe 13 eingesetzt werden.

Eine typische bevorzugte Ausführungsform eines Kühlstabes 13 einer Giessform gemäss der Erfindung ist in Fig. 3 im Längsschnitt dargestellt. Man erkennt, dass der Kühlstab 13 ein inneres Rohr 15 und ein dazu konzentrisches äusseres Rohr 16 aufweist. Letzteres ist an seinem freien, im Betrieb inneren Ende durch eine Kappe 16a verschlossen, so dass ein über das innere Rohr 15 zugeführtes Kühlmittel, wie z.B. Wasser, wie dies in Fig. 3 durch Pfeile angedeutet ist, zunächst durch das innere Rohr 15 bis zu der Kappe 16a fliesst und dann in dem Zwischenraum zwischen den Rohren 15 und 16 nach aussen — in Fig. 3 nach rechts — zurückfliesst. Das äussere Ende des Rohres 16 ist dichtend in eine Sammelkammer 20 eingesetzt, in die das zurückfliessende Kühlmittel aus dem Zwischenraum zwischen den Rohren 15 und 16 hineinströmt. Im Bereich der Sammelkammer 20 erfolgt die Kühlmittelzufuhr über eine am äusseren Ende des Rohres 15 vorgesehene Verlängerung 15a, die zu einem Kühlmittelvorrat führt. Ferner kann das in die Sammelkammer 20 einströmende Kühlmittel über eine Auslassleitung 20 abgeführt werden, und dann entweder als verbrauchtes Kühlmittel frei abgelassen oder in einem geschlossenen Kühlmittelkreislauf zurückgeführt werden. Vorzugsweise bestehen die Rohre 15 und 16 aus einem gut wärmeleitenden Metall, z.B. Kupfer. Es können aber auch andere Materialien verwendet werden.

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemässe Giessform mit mehreren, in die Kühlkanäle 10 des Giessformkörpers 2 eingesetzten Kühlstäben 13. Man sieht, dass die Kühlstäbe 13 unterschiedlich weit in den Giessformkörper 2 vorgeschoben sind. Dies dient nur der Erhöhung der Übersichtlichkeit der Darstellung. Im allgemeinen sind nämlich beim Stranggiessen alle Kühlstäbe gleich weit bzw. gleich tief in die Kühlkanäle 10 eingesetzt, damit sich eine gleichmässige Erstarrungsfront des geschmolzenen Metalls ergibt. Durch Einstellen der Giessgeschwindigkeit, d.h. der Geschwindigkeit, mit der der verfestigte Stab aus dem auslassseitigen Ende 8 des Formkanals 4 abgezogen wird, und durch die Lage der Kühlstäbe in den Kühlkanälen 10 lässt sich die Lage der Erstarrungsfront des geschmolzenen Metalls in dem Formkanal 4, insbesondere längs des Kühlkanalbereichs 14, so einstellen, dass sich eine optimale Öberflächenqualität des gegossenen stab- bzw. stangenförmigen Produktes ergibt. Dabei versteht es sich , dass die Werte für die Giessgeschwindigkeit und die Einschubtiefe der Kühlstäbe zur Erzielung einer optimalen Oberflächenqualität in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des geschmolzenen Metalls bzw. der geschmolzenen Legierung, in Abhängigkeit von der Grösse des zu giessenden Produktes, in Abhängigkeit von der Anfangstemperatur des geschmolzenen Metalls und in Abhängigkeit von anderen Faktoren veränderlich sind. Die Optimal-Werte können jedoch durch einfache, dem Fachmann wohlbekannte Giessversuche ohne weiteres bestimmt werden. Im allgemeinen kann die Lage der Erstarrungsfront bei konstanter Giessgeschwindigkeit einfach durch Erhöhung oder Verringerung der Einschubtiefe der Kühlstäbe 13 in die Kühlkanäle 10 in Richtung auf das einlassseitige Ende 6 bzw. in Richtung auf das auslassseitige Ende 8 verschoben werden. Bei Verwendung der Giessform gemäss der Erfindung wird eine sehr wirksame Kühlung erreicht,

wobei der Hauptwärmeabfluss aus dem festen, erstarrenden oder verfestigten Giessmaterial in radialer Richtung erfolgt, während in Längsrichtung nur eine minimale Wärmemenge abgezogen wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass nur das Metall im Formkanal 4 abgekühlt wird und dass keine Wärme aus dem Metall abgezogen wird, welches sich noch in dem Tiegel befindet. Auf diese Weise wird die Regelung der Kühlung wesentlich verbessert, während gleichzeitig ein stark verbesserter Wirkungsgrad erreicht wird. Insgesamt lassen sich höhere Stranggiessgeschwindigkeiten erreichen, während gleichzeitig ein Produkt erhalten wird, welches eine besonders hohe Oberflächenqualität besitzt. Wenn eine optimale Wärmeübertragung von dem Giessformkörper 2 auf die Kühlstäbe 13 erreicht werden soll, dann müssen die Abmessungen der Kühlkanäle 10 und der Kühlstäbe 13 sorgfältig aufeinander abgestimmt sein. Es hat sich gezeigt, dass Kühlkanäle 10 mit einem Durchmesser von 10 mm und Kühlstäbe 13 mit einem Nennwert des Aussen-durchmessers (Aussendurchmesser der Kupferrückleitung) von 10 mm zu befriedigenden Ergebnissen führen. Weiterhin ist es günstig, wenn die Kühlkanäle 10 mit grosser Sorgfalt gebohrt und geräumt werden und wenn die Mantelfläche der Kühlstäbe mit kolloidalem Graphit beschichtet wird, damit sich ein guter Kontakt zwischen den Kühlstäben und den Kühlkanalwandungen ergibt. Im Einzelfall müssen die Abmessungen von Kühlkanälen und Kühlstäben je nach der Grösse des verwendeten Giessformkörpers bestimmt werden. Mit den oben angegebenen Abmessungen wurde bei einem zylindrischen Giessformkörper mit einer Länge von 292 mm und einem Durchmesser von 90 mm gearbeitet, dessen Formkanal einen Durchmesser von 21,26 mm besass.

Fig. 5 bis 8 zeigen, leicht schematisiert, die in der Praxis mit einem Giessformkörper mit Kühlstäben der oben beschriebenen Art erhaltenen Giessergebnisse. Im einzelnen wurde gemäss Fig. 5 und 6 ein bleihaltiges Messing vergossen, dessen Zusammensetzung im einzelnen in dem Werk «International Copper Research Spécification» unter der Bezeichnung CuZn 39 Pb 2 beschrieben ist, wobei mit Schmelztemperaturen von etwa 962°C bzw. 1015°C gearbeitet wurde. Die genannte Legierung besitzt eine Erstarrungstemperatur zwischen etwa 870 und 880°C. Die Giessgeschwindigkeit bzw. Abzugsgeschwindigkeit betrug in beiden Fallen etwa 14 cm/min., wobei die Kühlstäbe so weit eingesetzt waren, dass ihre Spitzen P gemäss Fig. 5 vom auslassseitigen Ende 8 einen Abstand von 155 mm aufwiesen und gemäss Fig. 6 einen Abstand von 60 mm. Die Kühlwassermenge pro Kühlstab betrug gemäss Fig. 5 3,9 1/min und gemäss Fig. 6 7,15 1/min. Es zeigte sich, däss die Erstarrungsfront A unter den Bedingungen gemäss Fig. 5 vom auslassseitigen Ende einen Abstand von 216 mm aufweist und unter den Bedingungen gemäss Fig. 6 nur einen Abstand von 105 mm. Bei den anhand von Fig. 7 erläuterten Versuchen betrug die Giess- bzw. Abzugsgeschwindigkeit 36 cm/min. Die Kühlstäbe waren so weit eingesetzt, dass sich ihre Spitze P in einem Abstand von 60 mm vom auslassseitigen. Ende 8 befand und die Kühlwassermenge betrug 16,6 1/min. Unter diesen Bedingungen ergab sich für die Erstarrungsfront A ein Abstand von 205 mm vom auslassseitigen Ende 8. Gemäss Fig. 8 wurde die Giessgeschwindigkeit auf 61 cm/min erhöht, und die Spitzen P der Kühlstäbe hatten einen Abstand von 140 mm vom auslassseitigen Ende 8. Die Kühlwassermenge lag wieder bei 16,6 1/min. Es zeigte sich, dass die Erstarrungsfront A in diesem Fall einen Abstand von 185 mm vom auslassseitigen Ende 8 aufwies. Dabei ist zu beachten, dass bei allen Stranggiess-versuchen eine hervorragende Oberflächenqualität der erstarrten Stäbe erreicht wurde, nämlich eine feinkörnige Haut an der Mantelfläche und eine erneut aufgeschmolze-

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ne glatte Oberfläche an den Stossstellen *), so dass vor dem Warmpressen und Schmieden keine weitere Oberflächenbehandlung erforderlich war. Es wird angenommen,

dass in erster Linie die verbesserten Wärmeübertragungseigenschaften der erfindungsgemässen Giessform für die hervorragende Oberflächenqualität des strangegossenen Produktes verantwortlich sind. Ausserdem wird aus den vorstehend erläuterten Figuren deutlich, dass die Lage der Erstarrungsfront durch Einstellung der Lage der Kühlstäbe in den Kühlkanälen und durch die Wahl der Abzugsgeschwindigkeit nahezu beliebig geändert werden kann. Eine Änderung der Lage der Erstarrungsfront ist aber eine ausserordentlich nützliche Massnahme zum Reduzierten des Ver-schleisses der Wände des Formkanals und damit zur Erzielung einer beträchtlich erhöhten Lebendsdauererwartung des Giessformkörpers.

Fig. 9 zeigt einen abgewandelten Giessformkörper 2 für eine abgewandelte bevorzugte Ausführungsform einer Giessform gemäss der Erfindung, welche für die Herstellung von stranggezogenen Stäben mit zwei verschiedenen Durchmessern geeignet ist. Der wesentliche Unterschied zwischen dem Giessformkörper gemäss Fig. 1 und demjenigen gemäss Fig. 9 besteht darin, dass letzterer einen Formkanal 4 aufweist, welcher Abschnitte 4', 4" und 4"' mit in Richtung auf das auslassseitige Ende 8 zunehmend grösserem Durchmesser D^Dg aufweist. Die Kühlkanäle 10 sind dagegen ebenso ausgebildet wie bei dem Giessformkörper gemäss Fig. 1 und im Abstand voneinander rund um die Mittelbohrung bzw. den Formkanal angeordnet. Die Kühlkanäle 10 dienen der Aufnahme von Kühlstäben der oben beschriebenen Art. Durch entsprechende Wahl der Lage der Kühlstäbe 13 in den Kühlkanälen 10 unter Berücksichtigung der Abzugsgeschwindigkeit lässt sich wie oben beschrieben die Lage der Erstarrungsfront A so wählen, dass diese im Bereich 4' des Formkanals 4 liegt, so dass ein Stab mit dem kleinsten Durchmesser Dx gegossen wird. Wenn man dann die Betriebsbedingungen so ändert, dass sich die Erstarrungsfront A in Richtung auf das auslassseitige Ende 8 verschiebt und in dem Bereich 4" des Formkanals 4 liegt, dann können Stäbe mit dem grösseren Durchmesser D2 gegossen werden. Zwischen den Bereichen 4' und 4" ist dabei ein konischer Übergang vorgesehen, so dass die Lage der Erstarrungsfront A bei einem Wechsel des Stabdurchmessers von Dx zu D2 beliebig verändert werden kann. Dabei ist zu beachten, dass nach dem Giessen eines Stabes mit einem grösseren Durchmesser wieder zum Giessen eines Stabes mit dem kleinsten Durchmesser Dj übergegangen werden kann, indem man die Kühlstäbe einfach weiter in die Kühlkanäle einschiebt. Auf diese Weise ist es wegen des Vorhandenseins unterschiedlicher Durchmesser des Formkanals möglich, kontinuierlich zunächst eine bestimmte Menge von Material mit einem ersten Durchmesser und dann die gewünschte Menge von Stabmaterial mit einem zweiten Durchmesser zu giessen, ohne dass ein Wechsel der Giessform oder eine Unterbrechung des Stranggiessens erforder-5 lieh wären. Typische Werte für die unterschiedlichen Durchmesser sind beispielsweise Dx = 21,26 mm und D2 = 26,16 mm.

Ein weiterer wesentlicher Unterschied des Giessformkörpers gemäss Fig. 9 gegenüber demjenigen gemäss Fig. 1 belo steht darin, dass in den auslassseitigen Abschnitt 4"' mit dem weiter vergrösserten Durchmesser D3 wegen des Spalts zwischen dem erstarrten Stabmaterial und der Kammerwandung der durch das Schrumpfen der meisten Metalle beim Erstarren noch vergrössert wird, in den Formkanal 4 vom 15 auslassseitigen Ende 8 her ein gasförmiges und gegebenenfalls auch ein flüssiges Kühlmittel eingeleitet werden kann, welches dann durch radiale Auslasskanäle 5 aus dem Giessformkörper 2 austritt. Dieser Kühlmitteltsrom, vorzugsweise ein Strom eines inerten Gases, wie z.B. Stickstoff, ist 20 vorteilhaft, da er die Wärmeabfuhr von dem bereits erstarrten Stabmaterial beträchtlich beschleunigt. Zum Einleiten des gasförmigen Kühlmittels in den Abschnitt 4"' des Formkanals 4 ist vorzugsweise eine Gasflasche vorgesehen, in der Stickstoff unter Druck gespeichert ist. Es kann jedoch auch 25 mit anderen Kühlmittelquellen gearbeitet werden. Beim betrachteten Ausführungsbeispiel hat der auslassseitige Abschnitt 4"' des Formkanals 4 typischerweise einen Durchmesser von D3 = 28,16 mm. Dadurch, dass man den Durchmesser Da grösser wählt als den Durchmesser D2 wird der 30 sich durch das Schrumpfen ergebende, sog. statische Luftspalt wirksam erweitert, so dass der Querschnitt für die Kühlmittelströmung vergrössert wird.

Während die erfindungsgemässe Stranggiessform vorstehend in Verbindung mit dem Giessen von runden Stä-35 ben erläutert wurde, versteht es sich, dass auch andere

Profile gegossen werden können, wenn man die Querschnittsform des Formkanals in entsprechender Weise abändert. Beispielsweise zeigt Fig. 10 eine Querschnittsform des Giessformkörpers 2, die für das Giessen von bandförmigen Pro-40 filen mit rechteckigem Querschnitt geeignet ist. Weiterhin besteht die Möglichkeit, mit abgeänderten Kühlstäben zu arbeiten, solange diese in Längsrichtung von zugeordneten Kühlkanälen verschoben werden können und einen abgeschlossenen Strömungskanal für das in ihnen zirkulierende 45 Kühlmittel aufweisen.

Ganz generell kann gesagt werden, dass vorstehend nur bevorzugte Ausführungsbeispiele erläutert wurden, und dass dem Fachmann, ausgehend von diesen Ausführungsbeispielen, zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen und/oder so Ergänzungen zu Gebote stehen, ohne dass er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müsste.

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*) remelted smooth surface at the pulse interface.

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2 Blätter Zeichnungen

Claims

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1. Giessform zum kontinuierlichen Stranggiessen, mit einem Giessformkörper mit einem zwischen seinem einlassseitigen, zur Zuführung der Metallschmelze dienenden En-de und seinem auslassseitigen, dem Abziehen eines erstarrten Metallstranges dienenden Ende durchgehenden Formkanal, der von in Längsrichtung verlaufenden, im Abstand voneinander angeordneten Kühlkanälen umgeben, ist, und mit Kühlstäben, die in die Kühlkanäle einschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass1 die Kühlkanäle (10) am auslassseitigen Ende (8) des Giessformkörpers (2) offen sind und in dem Giessformkörper (2) im Abstand von dessen ein-lassseitigem Ende (6) enden, dass der Abstand der inneren Enden der Kühlkanäle (10) vom einlassseitigen Ende (6) des Giessformkörpers (2) derart gewählt ist, dass sich dort ein einlassseitiger Isolationsbereich ergibt, in dem die Wärmeabfuhr auf ein Minimum reduziert ist, und dass die Kühlstäbe (13) einerseits und' die Kühlkanäle (10) andererseits derart ausgebildet sind, dass die Kühlstäbe (13) mit wählbarer Einschubtiefe in die Kühlkanäle (10) einschiebbar sind.

2. Giessform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der durchgehende Formkanal (4) eine vom einlassseitigen Ende (6) zum auslassseitigen Ende (8) zunehmende Querschnittsfläche aufweist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Giessform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkanal (4) mindestens zwei Abschnitte (4', 4") mit einem vorgegebenen Querschnitt aufweist, die über ein konisches Verbindungsstück miteinander verbunden sind.

4. Giessform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (4', 4") des Formkanals (4) als zylindrische Bohrungen unterschiedlichen Durchmessers (Dls D2) ausgebildet sind.

5. Giessform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkanal (4) als zylindrische Bohrung ausgebildet ist.

6. Giessform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kühlstab als von einem Kühlmittel durchströmbarer Kühlstab (13) mit einem inneren Rohr (15) und einem dieses umgebenden, an der Spitze (P) des Kühlstabes (13) geschlossenen äusseren Rohr (16, 16a) ausgebildet ist.