DE102014100976A1

DE102014100976A1 - Stranggiessofen für das Giessen langer Abschnitte

Info

Publication number: DE102014100976A1
Application number: DE102014100976.2A
Authority: DE
Inventors: Michael P. Jacques; Kuang-O Yu
Original assignee: RTI International Metals Inc
Current assignee: Howmet Aerospace Inc
Priority date: 2013-03-05
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2014-09-11
Anticipated expiration: 2034-01-29
Also published as: RU2583218C2; GB2512990A; RU2014104681A; CN104028720B; GB2512990B; CN104028720A; JP2014172092A; JP6463602B2; US8678074B1; GB201402361D0; DE102014100976B4

Abstract

Ein Stranggießofen ist für das effiziente kontinuierliche Gießen von Metallgussingots konfiguriert, darunter auch Titanlegierungsingots. Der Ofen ist mit einer internen Trennvorrichtung zum Abtrennen eines Ingots innerhalb der Ofen-Innenkammer ausgestattet. Der Ofen umfasst typischerweise eine erste Innenkammer, in der eine Stranggießform angeordnet ist, und eine Abziehkammer, die von der ersten Innenkammer getrennt werden kann, um das Abziehen fertiger Ingots aus der Kammer zu ermöglichen, während das Stranggießen in der ersten Kammer fortgesetzt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Öfen zum Gießen von Metall und die Methode der Nutzung solcher Öfen. Konkreter ist der Ofen für das Stranggießen konfiguriert, und zwar insbesondere von Metallen wie Titan, die in heißem Zustand reaktiv gegenüber Sauerstoff sind. Insbesondere umfasst der Ofen eine Trennvorrichtung zum Abtrennen eines Metallgussabschnitts im Ofen sowie eine Abziehkammer, die einen praktisch unterbrechungsfreien Gießprozess ermöglichen.
HINTERGRUND
Es sind viele Konfigurationen von Stranggießöfen bekannt. Beispielsweise wird in dem in dem gegenüber Jackson et al. gewährten US-Patent 7,470,305 ein Ofen offengelegt, der für das alternierende Gießen aus einem gemeinsamen Herd in zwei Stranggießformen konfiguriert ist, sodass abwechselnd Abschnitte (Ingots) gebildet werden, die über zwei Hebevorrichtungen alternierend in zwei separate Abziehkammern abgesenkt werden. Jede Abziehkammer kann wahlweise von der Schmelzkammer, in der sich der Herd und die Formen befinden, getrennt werden. Jede Abziehkammer ist mit einer Tür ausgestattet, die geöffnet werden, sodass die entsprechenden Abschnitte entfernt werden können. Zwar ermöglicht der von Jackson entwickelte Ofen durch das Verfahren des alternierenden Gießens ein im Wesentlichen kontinuierliches Gießen, doch werden für diesen Ofen zwei Formen, Brenner für jede Form, zwei Abziehkammern und zwei Hebevorrichtungen benötigt. Darüber hinaus kommen bei dem von Jackson entwickelten Ofen Stempelheber zum Einsatz, die sich bis in einen Bereich deutlich unter den Abziehkammern ausdehnen und folglich für ihren Betrieb zusätzlichen vertikalen Platz benötigen.
Titan und bestimmte andere Metalle sind in heißem Zustand stark reaktiv gegenüber Sauerstoff. Folglich ist es beim Gießen dieser Metalle wünschenswert, zu verhindern, dass die erhitzten Abschnitte der Luft außerhalb des Ofens ausgesetzt werden. In dem gegenüber Jacques et al. gewährten US-Patent 7,484,549 wird ein Stranggießofen zum Gießen solch reaktionsfreudiger Metalle mit Aufbringen einer Glasschicht oder einer anderen Beschichtung auf den heißen Abschnitt offengelegt, damit dieser nach dem Verlassen der Ofenkammer vor Sauerstoff geschützt bleibt. Zwar verhindert eine solche Beschichtung, dass der heiße Abschnitt Sauerstoff ausgesetzt wird, doch erfordert diese Methode eine Konfiguration zum Auftragen der Glasschicht sowie Kontrollen, damit ein ordnungsgemäßes Auftragen der Beschichtung auf dem Abschnitt gewährleistet ist. Darüber hinaus kann es in bestimmten Fällen wünschenswert sein, einen Abschnitt zu produzieren, dessen Außenumfang frei von einer Glasbeschichtung oder einer anderen Beschichtung ist.
In diesem Fachgebiet besteht Bedarf an einem relativ kostengünstigen Ofen, der ein hocheffizientes Stranggießen ermöglicht. Mit der vorliegenden Erfindung wird ein solcher Ofen vorgestellt. Gleichzeitig werden bestimmte Strukturen und Prozesse eliminiert, die Bestandteil anderer, dem Stand der Technik entsprechender Öfen sind, beispielsweise die weiter oben erläuterten.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einer Ausführungsform kann mit der Erfindung ein Stranggießofen vorgestellt werden, der Folgendes umfasst: eine Ofen-Innenkammer; eine in der Innenkammer ausgeführte Stranggießform, die so gestaltet ist, dass sie einen Metallgussstrang formen kann; eine Metallgussstrang-Bahn, die von der Form weg verläuft und so gestaltet ist, dass der Metallgussstrang von der Form zu nachgelagerten Prozessschritten bewegt werden kann; und eine in der Ofen-Innenkammer, angrenzend an die Metallgussstrang-Bahn verlaufende Trennvorrichtung, die so gestaltet ist, dass sie den Metallgussstrang trennen kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN AUF DEN ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines ersten Beispiels für einen Stranggießofen entsprechend der vorliegenden Erfindung.
2 ähnelt 1 und zeigt eine frühe Phase der Bildung des Metallgussstrangs, der von der Form in den Rollenabschnitt der oberen Kammer verläuft.
3 ähnelt der 2 und zeigt den Metallgussstrang in einer späteren Phase der Bildung, verlaufend von der Form durch den Rollenabschnitt und den Trennabschnitt der oberen Kammer in die in ihre Aufnahmeposition befindliche untere Abziehkammer, ehe er im Trennabschnitt getrennt wird.
4 ähnelt der 3 und zeigt den im Trennabschnitt abgetrennten Metallgussstrang, dessen einer Teil einen fertigen Abschnitt bildet, der in die in ihrer Aufnahmeposition befindliche untere Abziehkammer abgesenkt wurde, und dessen anderer Teil einen unfertigen Abschnitt bildet, der von der Form durch den Rollenabschnitt und den Trennabschnitt der oberen Kammer verläuft.
5 ähnelt der 4 und zeigt die untere Abziehkammer, die in ihre Abziehposition bewegt würde, sowie den fertigen Abschnitt, der aus der unteren Abziehkammer gezogen wurde.
6 ähnelt der 3 und zeigt ein zweites Beispiel eines Stranggießofens in derselben Betriebsphase wie in der 3.
7 ähnelt der 6 und zeigt das zweite Beispiel eines Ofens in derselben Phase wie in der 4.
8 ähnelt der 7 und zeigt das zweite Beispiel eines Ofens in derselben Phase wie in der 5.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Der Stranggießofen gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der 1 allgemein mit 1 bezeichnet. Der Ofen 1 umfasst eine erste oder obere Kammer 2 und eine zweite oder untere Kammer 4, die der ersten Kammer 2 nachgelagert ist. Eine Isolationseinheit 6 ist zwischen den Kammern 2 und 4 an oder entlang einem unteren nachgelagerten Ende 8 der ersten Kammer 2 sowie an oder entlang einem oberen vorgelagerten Ende 10 der zweiten Kammer 4 positioniert. In der exemplarischen Ausführungsform ist die untere Kammer 4 relativ zur oberen Kammer 2 beweglich.
Die obere Kammer 2 umfasst mehrere Teilkammern oder Kammerabschnitte, einschließlich einer Schmelz-Teilkammer oder eines Abschnittes 12, einer Rollen-Teilkammer oder eines Abschnittes 14 und einer Trenn-Teilkammer oder eines Abschnittes 16. Die erste Kammer 2 umfasst eine starre erste oder obere Kammerwand 18, die eine erste oder obere Innenkammer 20 definiert und die eine starre Schmelz-Teilkammer- oder Abschnittswand 22, eine starre Rollen-Teilkammer- oder Abschnittswand 24 sowie eine starre Trenn-Teilkammer- oder Abschnittswand 26 definiert. Die Wand 22 definiert einen inneren Schmelzbereich 28, die Wand 24 definiert einen inneren Rollenbereich 30, und die Wand 24 definiert einen inneren Trennbereich 32. Die obere Kammerwand 18 umfasst darüber hinaus eine erste oder obere Passagenwand 34, eine zweite oder Passagen-Zwischenwand 36 sowie eine dritte oder untere Passagenwand 38. Jede der Wände 34, 36 und 38 ist typischerweise röhrenförmig. Der Bereich 20 verläuft generell von der Oberseite des Schmelzbereichs 28 bis angrenzend an die Unterseite der unteren Passagenwand 36.
Ein oberes oder vorgelagertes Ende der oberen Passagenwand 34 ist durch eine starre Verbindung starr mit einem unteren oder nachgelagerten Ende der Wand 22 des Schmelzabschnitts 12 verbunden, und ein unteres oder nachgelagertes Ende der unteren Passagenwand 34 ist durch eine starre Verbindung starr mit einem oberen oder nachgelagerten Ende der Wand 24 des Rollenabschnitts 14 verbunden. Auf ähnliche Art und Weise ist ein oberes oder vorgelagertes Ende der Passagen-Zwischenwand 36 durch eine starre Verbindung starr mit einem unteren oder nachgelagerten Ende der Wand 24 des Rollenabschnitts 14 verbunden, und ein unteres oder nachgelagertes Ende der Passagen-Zwischenwand 36 ist durch eine starre Verbindung starr mit einem oberen oder vorgelagerten Ende der Wand 26 des Trennabschnitts 16 verbunden. Ein oberes oder vorgelagertes Ende der unteren Passagenwand 38 ist durch eine starre Verbindung starr mit einem unteren oder nachgelagerten Ende der Wand 26 des Trennabschnitts 16 verbunden. Von dort aus verläuft die untere Passagenwand 38 abwärts zu einem unteren oder nachgelagerten Ende. Die Isolationseinheit 6 ist mit einer unteren Passagenwand 38 verbunden, und zwar angrenzend an deren unteres oder nachgelagertes Ende.
Die Schmelzabschnittswand 22 definiert entlang eines unteren Wandteils eine untere Austrittsöffnung 40, die vertikal auf ein oberes oder vorgelagertes Ende der von einer oberen Passagenwand 34 definierten Passage ausgerichtet ist und mit dieser in einem Fluid-Austausch steht. Die Rollenabschnittswand 24 definiert entlang eines oberen Wandteils eine obere Eingangsöffnung 42, die vertikal auf ein unteres oder nachgelagertes Ende der von einer oberen Passagenwand 34 definierten Passage ausgerichtet ist und mit dieser in einem Fluid-Austausch steht. Die Rollenabschnittswand 24 definiert entlang eines unteren Wandteils eine untere Austrittsöffnung 44, die vertikal auf ein oberes oder vorgelagertes Ende der von einer Passagen-Zwischenwand 36 definierten Passage ausgerichtet ist und mit dieser in einem Fluid-Austausch steht. Die Trennabschnittswand 26 definiert entlang eines oberen Wandteils eine obere Eingangsöffnung 46, die vertikal auf ein unteres oder nachgelagertes Ende der von einer Passagen-Zwischenwand 36 definierten Passage ausgerichtet ist und mit dieser in einem Fluid-Austausch steht. Die Trennabschnittswand 26 definiert entlang eines unteren Wandteils eine untere Austrittsöffnung 48, die vertikal auf ein oberes oder vorgelagertes Ende der von einer unteren Passagenwand 38 definierten Passage ausgerichtet ist und mit dieser in einem Fluid-Austausch steht. Die durch die untere Passagenwand 38 definierte Passage hat eine untere Eingangsöffnung 50.
Eine ringförmige obere Barriere 47 innerhalb des Bereichs 20 ist an einem oberen oder vorgelagerten Teil der Wand 26 des Trennabschnitts 16 montiert, und zwar angrenzend an das nachgelagerte Ende der Passage der Zwischenwand 36. Eine ringförmige untere Barriere 49 innerhalb des Bereichs 20 ist an einem unteren oder nachgelagerten Teil der Wand 26 des Trennabschnitts 16 montiert, und zwar angrenzend an das vorgelagerte Ende der Passage der unteren Wand 38. Der Innenumfang jeder der Barrieren 47 und 49 definiert eine Durchgangsöffnung, die der Metallgussstrang passiert, wenn er während des Gießbetriebs des Ofens 1 nach unten bewegt wird. Die Größe und Form eines jeden dieser Innenumfänge ist im Wesentlichen mit der des Innenumfangs der Form 54 und dem Außenumfang des in der Form 54 gebildeten Metallgussstrangs identisch, kann aber auch etwas größer sein. Wenn der Innenumfang der Barriere mit dem Außenumfang des Metallgussstrangs identisch ist, kann die Barriere auch als Abstreifer bezeichnet werden, da sie während des Passierens der Barriere/des Abstreifers in Eingriff mit dem Außenumfang des Metallgussstrangs kommt. Der Innenumfang der Barrieren 47, 49 kann beispielsweise so dimensioniert sein, dass sich kein Punkt des Innenumfangs der Barriere weiter als in einem normalen Abstand von 1/16, 1/8 oder 1/4 Zoll nach außen vom Außenumfang des Metallgussstrangs entfernt befindet, wenn der Metallgussstrang durch die ringförmige Barriere aufgenommen wird. Wenn der Metallgussstrang oder Abschnitt zylinderförmig ist, kann der Durchmesser des Innenumfangs der ringförmigen Barriere 47 oder 49 beispielsweise so begrenzt sein, dass er mit dem Innendurchmesser der Form 54 und dem Außendurchmesser des Metallgussstrangs identisch oder nicht mehr als 1/8, 1/4 oder 1/2 Zoll größer als der Innendurchmesser der Form 54 und der Außendurchmesser des Metallgussstrangs ist. Jede der Barrieren 47 und 49 kann beispielsweise die Form einer unter hohen Temperaturen komprimierbaren Dichtung oder Packung oder die Form von Metalllamellen haben oder in einer anderen geeigneten Konfiguration ausgeführt sein.
Der Ofen 1 umfasst darüber hinaus im Innenabschnitt 28 des Schmelzabschnitts 12 einen Haupt- oder Schmelzherd 52, der einen Schmelzraum definiert, eine Stranggießform 54 mit einem Innenumfang, der einen durchgehenden Gießraum definiert und von dessen Oberseite bis zu dessen Unterseite verläuft, sowie eine Schmelzherd-Wärmequelle 56 und eine Gießform-Wärmequelle 58. Der Herd 52 ist in der Regel wassergekühlt und steht in einem Fluid-Austausch mit der Oberseite der Form 54, in der Regel über einen Überlauf des Herdes 52. Bei den Wärmequellen 56 und 58 handelt es sich typischerweise um Plasmabrenner, allerdings können unter geeigneten Bedingungen auch andere Wärmequellen verwendet werden. In der exemplarischen Ausführungsform ist der Herdbrenner 56 direkt über dem durch den Herd 52 definieren Schmelzraum positioniert, und der Schmelzbrenner 58 ist direkt über dem durch die Form 54 definierten Schmelzraum positioniert.
Mehrere Sätze oberer Abschnittsrollen 60 sind im Bereich 30 des Rollenabschnittes 14 drehbar an der Wand 24 montiert und bilden einen oberen Metallgussstrang- oder Metallgussabschnitt-Anhebe- oder -Absenkmechanismus. Jeder Satz umfasst ein Paar Rollen 60, die rollend in den Außenumfang des Metallgussstrangs eingreifen und diesen zwischen sich einklemmen, während er sich innerhalb des Bereichs 14 von der Form 54 aus nach unten bewegt. Ein Schnittwerkzeug oder eine Trennvorrichtung 62 verläuft innerhalb des Bereichs 32 des Trennabschnitts 16. In der exemplarischen Ausführungsform handelt es sich bei der Metallgussstrang-Trennvorrichtung 62 in der Regel um eine physikalische oder mechanische Trennvorrichtung mit einem Rahmen und einem starren Trennelement 63, das drehbar am Rahmen montiert ist. Beispielsweise kann es sich bei der Trennvorrichtung 62 um eine Schervorrichtung in Form eines starren Scherelements oder eine abrasive Trennvorrichtung in der Form einer abrasiven Trennscheibe oder Klinge handeln, die in der Regel drehbar montiert oder oszillierend vor- und rückwärts beweglich ist. Wenn die Atmosphäre im Ofen inert sein muss, beispielsweise beim Einsatz von Plasmabrennern und/oder Gussmetallen, die in heißem Zustand reaktiv gegenüber Sauerstoff sind, wird für die Trennvorrichtung kein Schneidbrenner genutzt, der Sauerstoff verbraucht. Darüber hinaus sollte die Atmosphäre im Ofen in der Regel frei von Wasser sein, weshalb die Trennvorrichtung typischerweise nicht mit einer Wasserstrahlvorrichtung ausgestattet ist. Die Abschnitts-Trennvorrichtung 62 kann auch einen Plasmaschneidbrenner in einer inerten Gasatmosphäre umfassen, sodass es sich bei der Trennvorrichtung 63 nach dem Entzünden des Plasmabrenners um eine Plasmaflamme handelt.
Außerdem können im Bereich 32 des Trennabschnitts 16 eine oder mehrere Klemmvorrichtungen ausgeführt sein. In der beispielhaften Ausführungsform ist eine obere Klemmvorrichtung 55A innerhalb des Trennabschnitts 16 montiert, und zwar angrenzend an die Trennvorrichtung 62 und ihr vorgelagert oder oberhalb der Trennvorrichtung 62, während im Trennabschnitt 16 auch eine untere Klemmvorrichtung 55B ausgeführt ist, und zwar angrenzend an die Trennvorrichtung 62 und ihr nachgelagert oder unterhalb der Trennvorrichtung 62. Jede Klemmvorrichtung 55 ist mit zwei oder mehr Klemmelementen 57 ausgestattet, die zwischen einer Klemmposition und einer Nicht-Klemmposition beweglich sind. Die Nicht-Klemmposition ist in den 1, 2, 4 und 5 dargestellt, während die Klemmposition in der 3 dargestellt ist. Die Klemmvorrichtungen 55 können die Form einer permanenten Auflage haben, wovon es viele Typen gibt. Die Klemmvorrichtung kann durch einen geeigneten Antriebsmechanismus angetrieben werden. In der exemplarischen Ausführungsform handelt es sich beim Antriebsmechanismus um einen hydraulischen Antriebsmechanismus zum hydraulischen Bewegen der Klemmelemente 57 zwischen ihren Klemm- und Nicht-Klemmpositionen. Ein Beispiel für einen hydraulisch betätigten Klemmmechanismus wird mitunter als „hydraulische Hummerklaue” bezeichnet, die ein Paar Klauen oder Klemmelemente umfasst, die drehbar montiert sind und sich zwischen der Klemm- und Nicht-Klemmposition bewegen können. Beispielsweise können sich die Klemmelemente 57 linear zwischen der Klemm- und Nicht-Klemmposition bewegen.
Innerhalb des Trennabschnitts 16 des Bereichs 32 kann außerdem eine Temperaturregeleinheit 59 ausgeführt sein. Die Einheit 59 kann entweder eine Heizvorrichtung oder eine Kühlvorrichtung oder Vorrichtungen beider Art umfassen. Die Einheit 59 kann ringförmig konfiguriert sein, sodass sie den Metallgussstrang begrenzt, wenn dieser die Einheit während des Gießprozesses passiert. Die Heizvorrichtung der Einheit 59 kann eine Induktionsspule umfassen, die den Metallgussstrang und die Bahn, entlang der er verläuft, begrenzt. Die Heizvorrichtung kann auch Widerstands-Heizelemente umfassen, die den Metallgussstrang oder die Bahn, entlang der er sich bewegt, begrenzen oder allgemein um den Strang oder die Bahn herum verlaufen. Bei der Kühlvorrichtung der Einheit 59 kann es sich um eine Inertgas-Kühlvorrichtung handeln, die innerhalb des Bereichs 32 des Trennabschnitts 16 Inertgas entlang dem Außenumfang des Metallgussstrangs abgibt oder ausbläst. Beispielsweise kann die Inertgas-Kühlvorrichtung einen Kühlring oder ein ringförmiges Rohr umfassen, der bzw. das den Metallgussstrang bei Eintritt in das Rohr sowie die Bahn, entlang der er sich bewegt, umgibt. Das ringförmige Rohr kann mit einer Vielzahl Auslassanschlüssen oder Düsen ausgestattet sein, die in Richtung des Außenumfangs des Metallgussstrangs radial nach innen gerichtet sind. Die Kühlvorrichtung kann durch eine Inertgasleitung 61 versorgt werden, die von der allgemein mit der Zahl 59 bezeichneten Düseneinheit oder dem ringförmigen Rohr zu einer der Inertgasquellen verläuft, beispielsweise der abgebildeten unteren Quelle 78. Ein Gebläse kann angrenzend an die Quelle 78 oder anderswo ausgeführt sein, um Inertgas von der Quelle 78 durch die Leitung 61 zur Kühlvorrichtung oder -einheit 59 zu blasen. Folglich stehen die Inertgasquelle 78, das Gebläse, die Inertgasleitung 61, die Düseneinheit oder der Kühlring und die Metallgussbahn oder der an die Auslassöffnungen oder Düsen angrenzende Teil des Bereichs 32 alle in einem Fluid-Austausch miteinander.
Die Isolationseinheit 6 umfasst ein erstes oder oberes Isolierventil 64 und ein zweites oder unteres Isolierventil 66, dass sich direkt unter dem oberen Ventil 64 befindet und diesem nachgelagert ist. Die Ventile 64 und 66 haben eine offene und eine geschlossene Position. Konkreter verfügt jedes Ventil 64 über eine Klappe 65 mit einer Dichtung, die in der geschlossenen Position (4, 5) eine gasdichte oder im Wesentlichen gasdichte Abdichtung rings um die Passage der unteren Wand 38 herstellt und die in der geöffneten Position (1–3) die gasdichte Abdichtung aufhebt und zwischen der oberen Kammer 2 und der unteren Kammer 4 durch die von der unteren Passagenwand 38 gebildete Passage einen Austausch ermöglicht. Die Ventile 64 und 66 sind unabhängig voneinander zu bedienen, sodass ihre jeweiligen Klappen zwischen der offenen und der geschlossenen Position beweglich sind.
Die untere Kammer 4 umfasst eine untere Kammerwand 68, die typischerweise die Form eines zylindrischen Rohres oder einer zylindrischen Leitung hat und einen Innenraum oder eine Innenkammer 70 zur Aufnahme des Metallgussabschnitts definiert. Die Innenkammer verfügt über eine obere Eingangsöffnung 72, die sich an der Oberseite der Wand 68 oder angrenzend an diese Oberseite sowie unterhalb des Isolationsventils 66 befindet. Die Eingangsöffnung 72 wird typischerweise durch das untere Ventil 66 in seiner offenen Position definiert. Mehrere Sätze unterer Abschnittsrollen 71 sind im Bereich 70 der unteren Kammer 4 drehbar an der Wand 68 montiert und bilden einen unteren Metallgussstrang- oder Metallgussabschnitt-Anhebe- oder -Absenkmechanismus, der auch als Metallgussstrang- oder Metallgussabschnitt-Abziehmechanismus oder als Teil eines solchen Abziehmechanismus dienen kann. Jeder Satz umfasst ein Paar Rollen 71, die rollend in den Außenumfang des Metallgussstrangs eingreifen und diesen zwischen sich einklemmen, während er sich innerhalb der unteren Kammer 4 nach unten bewegt. Die untere Kammer 4 ist zwischen einer verbundenen Metallgussabschnitt-Aufnahmeposition (dargestellt in den 1–4) und einer getrennten Metallgussabschnitt-Abziehposition (mit durchgehenden Linien dargestellt in der 5) beweglich. In der Metallgussabschnitt-Aufnahmeposition ist das obere Ende 10 der unteren Kammer 4 mit dem unteren Ende 8 der oberen Kammer 2 verbunden oder an diesem Ende gesichert, während die obere Eingangsöffnung 72 vertikal auf die untere Ausgangsöffnung 50 ausgerichtet ist, sodass die obere Innenkammer 20 und die untere Innenkammer 70 in einem Fluid-Austausch miteinander stehen und die Innenkammer 70 so konfiguriert ist, dass sie einen Metallgussabschnitt von der oberen Innenkammer 20 über Öffnungen 50 und 72 aufnehmen kann. In der exemplarischen Ausführungsform ist die untere Kammer 4 vertikal über eine untere Kammer-Hebevorrichtung 69 oder einen Antriebsmechanismus beweglich, der die Form einer geeigneten Hebevorrichtung haben oder eine geeignete Hebevorrichtung beinhalten kann, um die Kammer 4 mitsamt den Rollen 71 sowie allen anderen daran montierten, korrespondierenden Komponenten und dem gegebenenfalls darin befindlichen fertigen Metallgussabschnitt (wie nachfolgend näher erläutert) anheben und absenken zu können. Die Hebevorrichtung 69 hat angehobene und abgesenkte Positionen. Die untere Kammer 4 ist an der Hebevorrichtung 69 montiert oder wird von ihr getragen. Folglich ist die Hebevorrichtung 69 operativ mit der Kammer 4 verbunden und so konfiguriert, dass sie die Kammer 4 zwischen der in den 1–4 dargestellten und in der angehobenen Position der Hebevorrichtung 69 erreichten, verbundenen Metallgussabschnitt-Aufnahmeposition sowie der mit Strichlinien in der 5 dargestellten und in der abgesenkten Position der Hebevorrichtung 69 erreichten, getrennten Nicht-Abziehposition bewegt. Diese Nicht-Abziehposition kann auch als erste getrennte Position oder als eine von einer Vielzahl getrennter Positionen bezeichnet werden.
Die untere Kammer 4 ist angrenzend an ihr unteres Ende drehbar an einem Drehgelenk 74 montiert, sodass sie zwischen der ersten getrennten Position, die in der 5 mit Strichlinien dargestellt ist, und der Metallgussabschnitt-Abziehposition, die in der 5 mit durchgehenden Linien dargestellt ist, bewegt werden kann. Diese Abziehposition kann auch als zweite getrennte Position oder als eine weitere von einer Vielzahl getrennter Positionen bezeichnet werden. In der getrennten Nicht-Abziehposition werden ein oberes oder vorgelagertes Ende 10 der unteren Kammer 4 und das untere Ventil 66 von einem angrenzenden unteren oder nachgelagerten Ende 8 der Wand 38 der oberen Kammer 2 sowie dem oberen Ventil 64 der Isolationseinheit 6 getrennt. In der getrennten Abziehposition werden ein oberes oder vorgelagertes Ende 10 der unteren Kammer 4 von einem distalen unteren oder nachgelagerten Ende 8 der Wand 38 der oberen Kammer 2 sowie dem oberen Isolationsventil 64 getrennt. In der getrennten Nicht-Abziehposition kann ein fertiger Metallgussabschnitt nicht von der unteren Kammer 70 in die äußere Atmosphäre zurückgezogen werden, da der Platz zwischen der Oberseite der unteren Kammer 4 und der Unterseite der oberen Kammer 2 für die Aufnahme eines fertigen Metallgussabschnitts nicht ausreicht. In der getrennten Abziehposition kann ein fertiger Metallgussabschnitt von der unteren Kammer 70 in die äußere Atmosphäre zurückgezogen werden. In der zurückgezogenen Position dient die obere Eingangsöffnung 72 als Ausgangsöffnung für das Abziehen oder Entfernen eines fertigen Metallgussabschnitts aus der unteren Kammer 4.
Die Hebevorrichtung 69 kann auch als Antriebsmechanismus ausgeführt sein oder einen Antriebsmechanismus beinhalten, der so mit der unteren Kammer 4 verbunden ist, dass er diese drehbar zwischen der abgesenkten Nicht-Abziehposition und der Abziehposition bewegt. Die Hebevorrichtung 69 kann beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden oder einen Hydraulik-, Pneumatik- oder Elektromotor nutzen, und zwar sowohl für Anheben als auch für das Drehen. Die Hebevorrichtung 69 kann eine Schraubenwindenkonfiguration, eine Zahnstangenwinde, einen Scherenheber oder eine andere im Fachgebiet bekannte Hebekonstruktion umfassen, die für diesen Zweck geeignet ist. Der Antriebsmechanismus kann beispielsweise auch einen Rotationsantrieb umfassen, der die Rotation oder Drehung der Kammer 4 bewirkt. Zwar ist die Hebevorrichtung 69 als eine Einheit oder Baugruppe dargestellt, die sowohl zum Anheben als auch zum Antreiben der Drehbewegung der unteren Kammer 4 vor- und rückwärts zwischen der Nicht-Abziehposition und der Abziehposition dient, doch zum Antreiben dieser Drehbewegung kann auch ein von der Hebevorrichtung 69 getrennter Antriebsmechanismus verwendet werden.
Der Ofen 1 definiert eine Metallgussstrang-Bahn 73, die von der Unterseite der Form 54 durch einen Teil des Schmelzbereichs 28, die obere Passage der oberen Passagenwand 34, den Rollenbereich 30, die Zwischenpassage der Passagen-Zwischenwand 36, den Trennbereich 32, die untere Passage der unteren Passagenwand 38 und die Innenkammer 70 der unteren Kammer 4 verläuft. In der exemplarischen Ausführungsform handelt es sich bei der Bahn 73 folglich um eine direkte vertikale Bahn, die vom Schmelzabschnitt 12 der oberen Kammer 2 in die untere Kammer 4 verläuft, bis sie an das untere Ende der Innenkammer 70 und der Wand 68 angrenzt. Die Metallgussstrang-Bahn 73 hat dieselbe Querschnittsform und dieselbe Größe wie der Metallgussstrang, der während des Gießprozesses in der Form 54 gegossen wird und von dieser Form nach unten verläuft. Jedes einem bestimmten Satz zugehörige Paar oberer Rollen 60 befindet sich auf gegenüberliegenden Seiten der Bahn 73, sodass die Oberflächen der ringförmigen Außenumfänge der einander und der Bahn 73 gegenüberliegenden oberen Rollen 60 an die Bahn 73 angrenzen. Analog hierzu befindet sich jedes einem bestimmten Satz zugehörige Paar unterer Rollen 71 auf gegenüberliegenden Seiten der Bahn 73, sodass die Oberflächen der ringförmigen Außenumfänge der einander und der Bahn 73 gegenüberliegenden unteren Rollen 60 an die Bahn 73 angrenzen. Das Trennelement 63 der Trennvorrichtung 62, beispielsweise ein Scher- oder Abrasionselement bzw. eine Klinge, kann in die Bahn 73 hinein- und aus der Bahn 73 herausbewegt werden. In der 3 ist das Trennelement 63 innerhalb der Bahn 73 dargestellt, während es auf den übrigen Figuren außerhalb der Bahn 73 dargestellt ist. Klappen 65 der Isolierventile 64 und 66 können gleichfalls in die Bahn 73 hinein- und aus der Bahn 73 herausbewegt werden, sodass sich in der geschlossenen Position (4 und 5) jede Klappe 65 innerhalb der Bahn 73 und in der offenen Position (1–3) außerhalb der Bahn 73 befindet.
Die Größe und Form des Innenumfangs jeder Barriere 47 und 49 wurde vorstehend bereits ausführlich erläutert. Außerdem soll darauf hingewiesen werden, dass der Innenumfang jeder dieser Barrieren folglich dieselbe Form wie der Außenumfang der Bahn 73 sowie genauso groß oder etwas größer als die Bahn 73 sein kann. Wenn der Innenumfang einer bestimmten Barriere größer als der Außenumfang der Bahn 73 ist, kann diese Größe relativ zum Außenumfang der Bahn 73 folglich innerhalb derselben Bereiche liegen, wie sie in Bezug auf den Innenumfang der Form 54 und den Außenumfang des Metallgussstrangs gelten, wie vorstehend näher erläutert. Wenn sich die Klemmvorrichtungen 55 in der Klemmposition befinden, grenzen die Klemmoberflächen der Klemmelemente 57 an den Außenumfang der Bahn 63 an, während diese Klemmoberflächen in der Nicht-Klemm Position nach außerhalb des Außenumfangs der Bahn 73 verlaufen.
Der Ofen 1 umfasst darüber hinaus eine oder mehrere Entleerungspumpen 76 und Inertgasquellen 78, die über geeignete Unterdruckleitungen 80 und Füllleitungen 82 in einem Fluid-Austausch mit der oberen Innenkammer 20 und der unteren Innenkammer 70 stehen. Folglich ist eine Unterdruckleitung 80 an einem Ende mit einer der Pumpen 76 und an einem gegenüberliegenden Ende mit der oberen Kammerwand 18 verbunden. Eine andere Unterdruckleitung 80 ist an einem Ende mit einer der Pumpen 76 und an einem gegenüberliegenden Ende mit der unteren Kammerwand 68 verbunden. Analog hierzu ist eine Füllleitung 82 an einem Ende mit einer der Quellen 78 und an einem gegenüberliegenden Ende mit der oberen Kammerwand 18 verbunden. Eine andere Füllleitung 82 ist an einem Ende mit einer der Quellen 78 und an einem gegenüberliegenden Ende mit der unteren Kammerwand 68 verbunden.
Während des Betriebs kann der Ofen 1 zum kontinuierlichen Gießen aller Arten von Metall genutzt werden, sodass ein Metallgussstrang geformt wird, der in fertige Metallgussabschnitte getrennt werden kann. Der Ofen 1 ist insbesondere zum Gießen von Abschnitten aus Titanlegierung und anderen Metallen nützlich, die in heißem Zustand reaktiv gegenüber Sauerstoff sind. Der Ofen 1 kann aber auch zum Formen von Metallgussblöcken aller gewünschter Querschnittsformen und -größen verwendet werden, wobei Form und Größe durch die Innenfläche der Form 54 bestimmt wird. Diese Metallgussblöcke werden in der Regel in einer zylindrischen Form gegossen und haben einen Durchmesser von etwa 5 Zoll (etwa 12,7 cm). In vielen Fallen werden jedoch auch Metallgussblöcke mit einem kleineren Durchmesser gewünscht, sodass vor der Auslieferung an einen bestimmten Kunden keine weiteren Verformungsprozesse zur Reduzierung des Durchmessers erforderlich sind.
In der exemplarischen Ausführungsform wird der Ofen 1 mit einer Inertgasatmosphäre in der oberen Kammer 2 und in der unteren Kammer 4 betrieben. In der exemplarischen Ausführungsform ist eine Inertgasatmosphäre als eine Atmosphäre definiert, die im Wesentlichen nur Inertgas enthält und folglich im Wesentlichen frei von Sauerstoff, Stickstoff und allen anderen Gasen ist, die keine Inertgase sind, wie einem Fachmann auf diesem Gebiet verständlich ist. Zunächst befinden sich die Isolierventile 64 und 66 typischerweise in ihren geöffneten Positionen, und die untere Kammer 4 befindet sich in ihrer Aufnahmeposition, sodass die Kammern 2 und 4 abgedichtet miteinander verbunden sind, wodurch die Innenkammern 20 und 70 miteinander in einem Fluid-Austausch stehen und gemeinsam eine einzelne Ofen-Innenkammer bilden, die gegenüber der äußeren Atmosphäre außerhalb der Kammern 2 und 4 abgedichtet ist. In dieser Anfangskonfiguration werden eine oder mehrere Entleerungspumpen 76 eingesetzt, um diese einzelne Ofen-Innenkammer zu entleeren, damit über Leitungen 80 die gesamte oder im Wesentlichen die gesamte Luft aus der Innenkammer zu entfernen und auf diese Weise diese Innenkammer unter ein Vakuum zu setzen ist. Dann wird diese einzelne Innenkammer des Ofens aus einer oder mehreren Quellen 78 über eine oder mehrere Leitungen 82 mit Inertgas gefüllt, typischerweise Helium oder Argon.
Der wassergekühlte Herd 52 wird unter Anwendung eines Standard-Beschickungsmechanismus, der nicht dargestellt ist, mit festem Metall beschickt, das zu schmelzen ist. Der Herdbrenner 56 wird in der Inertgasatmosphäre entzündet (2), damit das Metall erhitzt und geschmolzen wird, sodass innerhalb des Schmelzraums des Herdes 52 geschmolzenes Metall 83 entsteht. Das geschmolzene Metall 83 wird dann vom Herd 52 von oben in die Form 54 auf einen Kaltstrang (nicht dargestellt) gegossen, sodass die Bildung eines Metallgussstrangs 84 beginnt. Auch der Schmelzbrenner 58 wird entzündet (2), sodass das in der Form 54 befindliche Metall von oben erhitzt wird, um die Verfestigungsrate innerhalb der wassergekühlten Form 54 zu steuern. Der Metallgussstrang 84 wird zunächst mit Rollen 60 abgesenkt (Pfeil A in 2). Konkreter wird der Metallgussstrang 84 zwischen den einzelnen Paaren von Rollen 60 eingeklemmt, und die Rollen 60 werden durch einen Antriebsmechanismus in einer gewünschten kontrollierten Rate gedreht (wie durch die entsprechenden Pfeile dargestellt), sodass der Metallgussstrang 84 in einer entsprechenden kontrollierten Rate abgesenkt werden kann Es kommen mehrere Paare von Rollen 60 zum Einsatz, wobei ihre Klemmfunktion bewirkt, dass der erhitzte Metallgussstrang 84 während des Abkühlens gerade bleibt. Damit dienen die Rollen 60 als Mechanismus zum Anheben des Metallgussstrangs oder Metallgussabschnitts oder als Mechanismus zum Absenken des Metallgussstrangs 84.
Geschmolzenes Metall 83 wird kontinuierlich auf den sich bildenden Metallgussstrang 84 gegossen und verfestigt, während der Strang abgesenkt wird, sodass seine Länge allmählich zunimmt. Folglich bewegen sich Teile des Metallgussstrangs 84 in nachgelagerte Richtung von der Form 54 entlang der Bahn 73 durch den unteren Teil des Schmelzabschnitts 12, die Passage der oberen Wand 34, den Rollenabschnitt 14, die Passage der Zwischenwand 36, die Barriere 47, den Trennabschnitt 16, die Barriere 49, die Passage der unteren Wand 38, die offenen Isolationsventile 64 und 66 und die untere Kammer 4. Während sich der Metallgussstrang 84 nach unten bewegt, kann der Außenumfang des Metallgussstrangs 84 entlang einer kontinuierlichen, ringförmigen Schnittstelle zwischen diesem Außenumfang und dem Innenumfang jeder Barriere gleitbar in die Innenumfänge der Barrieren 47 und 49 (4 und 5) eingreifen, oder er kann den Innenumfang jeder Barriere 47, 49 passieren und an ihn angrenzen, ohne diese Innenumfänge zu berühren. Wenn sich der Metallgussstrang 84 in die untere Kammer 4 bewegt, greifen untere Rollen 71 rollend in den Außenumfang des Metallgussstrangs 84 ein, während die Rollen 71 sich drehen (siehe die Pfeile in 4). Wie zwischen den Rollen 60, wird der Metallgussstrang 84 auch zwischen jedem Paar Rollen 71 eingeklemmt. Die Drehung der Rollen 71 kann durch einen Antriebsmechanismus angetrieben werden. Es können aber auch Mitläuferrollen und damit passive Rollen verwendet werden, die nur durch den Kontakt mit dem Außenumfang des Metallgussstrangs 84 während dessen Abwärtsbewegung angetrieben werden. Wenn die Rollen 71 angetrieben werden, wird ihre Drehzahl in Koordination mit der Drehzahl der Rollen 60 geregelt, um die gewünschte Bewegungsgeschwindigkeit des Metallgussstrangs 84 in nachgelagerter Richtung zu erreichen.
Schließlich ist der Metallgussstrang 84 ausreichend lang und ausreichend weit abgesenkt, sodass sein unteres Ende durch die offenen Isolierventile 64 und 66 und die Öffnungen 50 und 72 nach unten in die untere Kammer 4 (3) bewegt werden kann, und zwar bis auf eine Höhe, in der zwischen dem unteren Ende des Metallgussstrangs 84 und dem Trennelement 63 die gewünschte Länge für einen fertigen Metallgussabschnitt definiert ist. An diesem Punkt wird die Drehung der Rollen 60 und 71 typischerweise angehalten, um die Absenkbewegung des Metallgussstrangs 84 zu stoppen. Die Klemmvorrichtungen 55 werden betätigt, um die Klemmelemente 57 aus der Nicht-Klemmposition in die Klemmposition zu bewegen, sodass die Klemmelemente der oberen Einheit 55A den Außenumfang des Metallgussstrangs 84 oberhalb der Trennvorrichtung 62 oder der Trennvorrichtung 62 vorgelagert festklemmen und die Klemmelemente 57 der unteren Einheit 55B den Außenumfang des Metallgussstrangs 84 unterhalb der Trennvorrichtung 62 oder der Trennvorrichtung 62 nachgelagert festklemmen. Die Trennvorrichtung 62 wird betätigt, während der Metallgussstrang 84 festgeklemmt und unbeweglich ist, sodass der Strang typischerweise entlang einer im Wesentlichen horizontalen Ebene getrennt werden kann, um ein unteres Metallgussstück oder einen unfertigen Metallgussabschnitt 88 zu bilden, bei dem er sich um den restlichen Teil des Metallgussstrangs 84 handelt, der innerhalb einer oberen Länge der Bahn 83 von der Form 54 aus bis zu seinem neu gebildeten Boden an der Trennvorrichtung 62 verläuft. Konkreter bewegt sich das Trennelement 63 der Trennvorrichtung 62 von einer Nicht-Trennposition (2) außerhalb der Bahn 73 des Metallgussabschnitts zu einer auf der Bahn 73 liegenden Trennposition (3). Während der Metallgussstrang 84 angehalten ist und von der Trennvorrichtung 62 durchtrennt wird, halten die Barrieren 47 und 49 entlang der zwischen ihnen bestehenden kontinuierlichen ringförmigen Schnittstelle den Kontakt zwischen ihnen und dem Außenumfang des Metallgussstrangs 84, oder sie grenzen an diesen Außenumfang an. Während dieses Trennprozesses produziert die Trennvorrichtung 62 Metallabfälle 90 und Späne 92. Die Metallabfälle 90 fallen von der Trennvorrichtung 62 herab, während die Späne 92 entweder ebenfalls herabfallen oder in der inerten Atmosphäre im Bereich 32 des Trennabschnitts 16 treiben. Die Schneidabfälle 90 haben typischerweise die Form von Partikeln. Meist entstammen sie dem Prozess des Trennens des Metallgussstrangs 84.
In Abhängigkeit von verschiedenen Umständen wie dem Typ der verwendeten Trennvorrichtung und des gebildeten Metallgussabschnitts kann die Temperaturregelvorrichtung 59 so bedient werden, dass sie den Metallgussstrang 84 in dem an die Trennvorrichtung 62 angrenzenden Bereich entweder erhitzt oder kühlt. Wenn es wünschenswert ist, den an die Trennvorrichtung 62 angrenzenden Metallgussabschnitt zu kühlen, kann die Kühlvorrichtung genutzt werden, beispielsweise durch Betätigen des mit der unteren Inertgasquelle 78 verbundenen Gebläses, um Inertgas durch die Leitung 61 zur Kühlvorrichtung der Einheit 59 zu blasen, sodass auf den Außenumfang des an die Trennvorrichtung 62 angrenzenden Metallgussstrangs 84 das Inertgas, beispielsweise Argon oder Helium, geblasen wird. Wenn die Temperatur des an die Trennvorrichtung 62 angrenzenden Metallgussstrangs 84 durch diesen Abkühlungsprozess auf das gewünschte Niveau gebracht, wird dient die Trennvorrichtung 62 anschließend dazu, den Gussstrang wie oben beschrieben zu trennen. Alternativ kann auch die Einheit 59 genutzt werden, um den Metallgussstrang zu erhitzen, beispielsweise durch Anlegen einer elektrischen Spannung an eine Induktionsspule und/oder an elektrische Widerstandselemente, sodass der Metallgussstrang in dem an die Trennvorrichtung 62 angrenzenden Bereich erhitzt wird. Nur beispielhaft wird an dieser Stelle vermerkt, dass der Metallgussabschnitt angrenzend an die Trennvorrichtung 62 bis auf eine relativ hohe Temperatur (beispielsweise 1500°F/816°C) erhitzt werden kann, insbesondere, wenn eine hydraulische Schervorrichtung genutzt wird, um eine Trennvorrichtung dieses Typs zum Trennen des Gussteils zu nutzen.
Aufgrund des oben genannten Kontakts oder der Schnittstelle zwischen der Barriere 47 und dem Metallgussstrang 84 oder der unmittelbaren Nähe zwischen der Barriere 47 und dem Metallgussstrang 84, wenn dieser unbeweglich ist und wenn er abgesenkt wird, dient die Barriere 47 als Sägespäne- oder Staubpartikelbarriere, die das Eindringen von Spänen oder Staubpartikeln 92 durch Bewegung nach oben aus dem Bereich 32, vorbei an der Barriere 47, in die Passagen der Zwischenwand 36 und der oberen Wand 34 und die Bereiche 28 und 30 des Schmelzabschnitts 12 und des Rollenabschnitts 14 blockiert oder im Wesentlichen verhindert, während es ohne die Barriere 47 zu einem solchen Eindringen der Partikel käme. Aufgrund des oben genannten Kontakts oder der Schnittstelle zwischen der Barriere 49 und dem Metallgussstrang 84 oder der unmittelbaren Nähe zwischen der Barriere 49 und dem Metallgussstrang 84, wenn dieser unbeweglich ist und wenn er abgesenkt wird, dient die Barriere 49 als Barriere für Sägespäne, Staubpartikel oder Schnittabfälle, die das Herabfallen von Spänen und Schnittabfällen aus dem Bereich 32, vorbei an der Barriere 49, in die Passage der unteren Wand 38 auf die Isolierventile 64 und 66 sowie in die Innenkammer 70 der unteren Kammer 4 blockiert oder wesentlich verhindert. Folglich verhindert die Barriere oder der Abstreifer 47 im Wesentlichen Verunreinigungen innerhalb des Ofens 1, zu denen es oberhalb des Trennabschnitts 16 oder in dem ihm vorgelagerten Bereich käme, und der Abstreifer oder die Barriere 49 verhindern auf diese Weise im Wesentlichen eine Kontamination innerhalb des Ofens unterhalb des Trennabschnitts 16 oder in dem ihr nachgelagerten Bereich. Insbesondere trägt die Barriere 49 auf diese Weise dazu bei, die Isolierventile 64 und 66 und die Rollen 71 in einem guten Betriebszustand zu halten, indem das Herabfallen von Spänen 92 oder Schnittabfällen 90 von der Trennvorrichtung 62 auf diese Isolierventile und Rollen verhindert wird, zu dem es anderenfalls ohne die Barriere 49 käme. Der Trennabschnitt 16 umfasst in der Regel eine abgedichtete Tür, die geöffnet werden kann, wenn sich der Ofen 1 nicht im Betrieb befindet, sodass der Trennabschnitt 16 von den Schneidabfällen befreit werden kann und die Barrieren 47 und 49 ausgebaut und erneuert werden können, wenn sie so stark verschlissen sind, dass sie ihren Zweck nicht mehr erfüllen.
Während des Trennprozesses klemmen obere Rollen 60 zusätzlich zu Klemmvorrichtungen 55 den oberen Bereich des Metallgussstrangs 84 fest, und untere Rollen 71 klemmen den unteren Bereich des Metallgussstrangs 84 fest, sodass dieser in seinem unbeweglichen Zustand gesichert wird. Sobald der Metallgussstrang 84 durch die Trennvorrichtung 62 vollständig in zwei Hälften getrennt wurde, sodass der unfertige Metallgussabschnitt 86 und der fertige Metallgussabschnitt 88 entstehen (4 und 5), und sich die Klemmvorrichtungen 55 zurück in ihre Nicht-Klemmpositionen bewegt haben, klemmen obere Rollen 60 den unfertigen Metallgussabschnitt 88 fest, um den Metallgussabschnitt 86 zu sichern, und untere Rollen 71 klemmen den fertigen Metallgussabschnitt 86 fest, um den Metallgussabschnitt 88 zu sichern. Sobald der Schnitt abgeschlossen ist, wird das Trennelement 63 der Trennvorrichtung 62 so gesteuert, dass es sich schnell von seiner Trennposition (3) innerhalb der Bahn 73 in seine Nicht-Trennposition (4) außerhalb der Bahn 73 bewegt. Obere Rollen 60 werden danach erneut gedreht (entsprechend den Pfeilen in 4), sodass das Absenken (Pfeil C in 4) des übrigen Teils des Metallgussstrangs oder des unfertigen Metallgussabschnitts 88 neu gestartet wird, wenn der Gießprozess mit dem Gießen von geschmolzenem Metall 83 vom Herd 52 in die Form 54 fortgesetzt wird.
Das Anhalten der Abwärtsbewegung des Metallgussstrangs 84 zum Zwecke seines Trennens kann sehr kurz sein. Beispielsweise kann ein Metallgussstrang mit einem Durchmesser von 2 Zoll (ca. 5 cm) innerhalb von etwa fünf Sekunden, in der Regel aber innerhalb von maximal zehn Sekunden, getrennt werden. In diesem Fall muss der Metallgussstrang 84 für einen Zeitraum von etwa fünf Sekunden, maximal jedoch etwa zehn Sekunden, unbeweglich gehalten werden. Selbstverständlich dauert das Trennen größerer Abschnitte länger. Beispielsweise dauert das Trennen eines typischen Metallgussabschnitts mit einem Durchmesser von 5 Zoll (ca. 12,7 cm) etwa 75 Sekunden, in der Regel jedoch nicht länger als etwa 90 Sekunden. In diesem Fall muss der Metallgussstrang 84 für einen Zeitraum von etwa 75 Sekunden, maximal jedoch etwa 90 Sekunden, unbeweglich gehalten werden. Insbesondere bei einem kurzen Trennprozess kann das Gießen des geschmolzenen Metalls 83 auch während des Trennprozesses fortgesetzt werden. Das gilt insbesondere, wenn sich die Trennvorrichtung 62 nicht vertikal oder in die nachgelagerte Richtung bewegt. Darüber hinaus wird darauf hingewiesen, dass die Trennvorrichtung 62 und die Klemmvorrichtungen 55 so montiert werden können, dass sie sich während des Trennprozesses in derselben Geschwindigkeit in die nachgelagerte Richtung bewegen, in der sich auch der Metallgussstrang 84 in die nachgelagerte Richtung bewegt, sodass der Gießprozess während des Normalbetriebs des Ofens 1 ein tatsächlich kontinuierlicher Prozess sein kann, das heißt, der Prozess läuft ab, ohne dass das Absenken des Metallgussstrangs 84 und das Gießen von geschmolzenen Metall 83 vom Herd 52 in die Form 54 zur Bildung des Metallgussstrangs angehalten wird. Diese gleichzeitige Abwärtsbewegung der Trennvorrichtung 62 und des Metallgussstrangs 84 ist in der 3 durch den Pfeil B illustriert.
Unabhängig davon, ob die Abwärtsbewegung des Metallgussstrangs während des Trennprozesses fortgesetzt oder angehalten wird, sichern und regeln untere Rollen 71 das Absenken (Pfeil D in 4) des fertigen Metallgussabschnitts 86 nach dem Beenden des Trennvorgangs. Konkreter werden Rollen 71 gedreht (entsprechend den Pfeilen in 4), sodass sie den fertigen Metallgussabschnitt 86 schneller absenken als der unfertige Metallgussabschnitt 88 abgesenkt wird, bis sich der fertige Metallgussabschnitt 86 vollständig in der unteren Innenkammer 70 befindet. In dieser Phase werden die Isolierventile 64 und 66 durch Bewegen (Pfeil E in 4) jeder Klappe 65 von ihrer geöffneten in ihre geschlossene Position geschlossen. Dabei wird durch das Schließen des oberen Ventils 64 eine abgedichtete obere Innenkammer 20 gebildet, die noch immer mit Inertgas gefüllt ist, und durch das Schließen des unteren Ventil 66 wird eine abgedichtete untere Innenkammer 70 gebildet, die von der oberen Innenkammer 20 getrennt und noch immer mit Inertgas gefüllt ist. Während des gesamten Zeitraums der Trennung der unteren Kammer 70 von der oberen Kammer 20 bleibt das obere Ventil 64 geschlossen und in der oberen Kammer 20 bleibt eine Inertgasatmosphäre aufrechterhalten. Durch das Schließen der Ventile 64 und 66 wird zwischen ihnen eine kleine, abgedichtete Kammer gebildet, durch die anfänglich eine Inertgasatmosphäre aufrechterhalten bleibt.
Sobald die beiden Isolierventile geschlossen sind, um die beiden separaten, abgedichteten Kammern 20 und 70 zu bilden, wird in der Inertgasatmosphäre in der oberen Innenkammer 20 das Gießen des unfertigen Abschnitts 88 fortgesetzt, und der Ofen 1 wird so geregelt, dass er auf das Entfernen des fertigen Abschnitts 86 vorbereitet wird. Während die Isolierventile 64 und 66 geschlossen bleiben, wird das Gießen des unfertigen Abschnitts 88 fortgesetzt, und die untere Kammer 4, einschließlich der Wand 68 und des unteren Ventils 66, wird von der oberen Kammer 2 getrennt, wodurch die gasdichte oder im Wesentlichen gasdichte Abdichtung zwischen den beiden Kammern 2 und 4 (die existiert, wenn die Kammern 2 und 4 in der Aufnahmeposition miteinander verbunden sind) aufgehoben wird, und die Kammer 4 wird in ihrer Abziehposition (durchgehende Linien in der 5) bewegt, sodass das obere Ende 10 der unteren Kammer 4 vom unteren Ende 8 der oberen Kammer 2 getrennt und fortbewegt wird. Diese Trennung und das Aufheben der Dichtung geschieht in der Regel durch Absenken oder Ziehen der gesamten unteren Kammer 4 nach unten, von der oberen Kammer 2 weg, die in der Regel unbeweglich bleibt.
In der exemplarischen Ausführungsform gibt es in der Regel eine ringförmige Oberflächendichtung an der Unterseite der unteren Passagenwand 38 oder an der Oberseite des unteren Ventil 66, welche die gasdichte oder im Wesentlichen gasdichte Abdichtung zwischen der oberen Kammer 20 und der unteren Kammer 70 bildet, wenn die obere Kammer 2 und die untere Kammer 4 miteinander verbunden sind. Diese abgedichtete Verbindung wird folglich typischerweise einfach durch einen auf die untere Kammer 4 wirkenden Aufwärtsdruck gebildet, sodass das untere Ventil 66 bei Montage an der Passagenwand 38 gegen die Oberflächendichtung gedrückt wird oder bewirkt, dass die gegebenenfalls am unteren Ventil 66 montierte Oberflächendichtung gegen das untere Ende der Passagenwand 38 gedrückt wird. Folglich wird durch die Absenkung der Kammer 4 die gasdichte Abdichtung dadurch aufgehoben, dass das untere Ventil 66 von seinem Kontakt mit der Oberflächendichtung (sofern diese an der Wand 38 montiert ist) wegbewegt wird, oder dass die Oberflächendichtung (sofern diese am Ventil 66 montiert ist) von ihren Kontakt mit der Passagenwand 38 wegbewegt wird.
Konkreter wird die Hebevorrichtung 69 betätigt, um die Kammer 4 um eine kurze Entfernung abzusenken (Pfeil F in 5), die ausreicht, um das vorgelagerte Ende 10 und das untere Ventil 66 vom nachgelagerten Ende und dem oberen Ventil 64 zu trennen und dann in vorgelagerter Richtung über dem Drehgelenk 74 seitlich vom unteren Ende 8 wegzudrehen (Pfeil G in 5). Diese laterale oder seitliche Bewegung des oberen Endes 10 erfolgt in einem Winkel zur Abwärtsrichtung bzw. zur nachgelagerten Richtung der Bewegung des Metallgussstrangs 84 in der oberen Kammer 2 während des Gießvorgangs sowie in der unteren Kammer 4 nach dem Erreichen der Aufnahmeposition. In der exemplarischen Ausführungsform ist diese Bewegung des oberen Endes 10 folglich zunächst horizontal, ehe über die Drehbewegung der unteren Kammer 4 eine seitliche Bewegung nach unten beginnt.
Das untere Ventil 66 wird so geöffnet, dass die Eingangsöffnung 72 gegenüber der äußeren Atmosphäre freiliegt. Die Öffnung 72 dient dann als Ausgangsöffnung, durch die der fertige Abschnitt 86 aus der Innenkammer 70 entnommen werden kann, wenn untere Rollen 71 so betätigt werden, dass sie sich (entsprechend den Pfeilen in 5) in eine Richtung bewegen, die der Bewegungsrichtung während des Absenkens des Abschnitts 88 entgegengesetzt ist. Anzumerken ist, dass die Bewegung der unteren Kammer 4 von der Aufnahmeposition in die Abziehposition mit einer Bewegung der Rollen 71 und jenes Teils der Bahn 73 verbunden ist, der sich in der Kammer 4 befindet. Dieser Teil bildet folglich in der Abziehposition eine Entnahmebahn, auf der der fertige Abschnitt 86 bewegt wird und über die die Entnahme des Abschnitts 86 aus der Innenkammer 70 erfolgt. Die Kammer 4 und der in der Abziehposition in ihr befindliche Teil der Bahn 73 stehen folglich in einem bestimmten Winkel zur Entnahmeposition der Kammer 4 bzw. zur Bahn 73. Relativ zur Kammer 4 ist folglich die Bewegungsrichtung des fertigen Abschnitts 86 während der Entnahme aus der Kammer 4 entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des fertigen Abschnitts 86 in die in der Aufnahmeposition befindliche Kammer 4, während der Abschnitt 86 während des Gießens über Rollen 60 und 71 abgesenkt wird.
Das Öffnen des unteren Isolierventils 66 kann erfolgen, ohne zunächst das Inertgas aus der unteren Kammer 70 zu entfernen. Auch dann kann kommt es jedoch zu einem Entweichen und damit zu Verlusten von Inertgas. Während das obere Isolierventil 64 und das untere Isolierventil 66 geschlossen bleiben, kann das in der unteren Kammer 70 befindliche Inertgas durch eine oder mehrere Pumpen 78, die sich in einem Fluid-Austausch mit der Kammer 70 befinden, evakuiert werden. Das Inertgas kann dann im Ofen verbleiben und wiederverwendet werden. Nachdem der fertige Abschnitt 86 aus der Innenkammer 70 entfernt wurde, wird die Kammer 4 bewegt oder kehrt sie von der Abziehposition in die Aufnahmeposition zurück. Dies wird in der Regel durch Drehen (Pfeil G in der 5) des oberen Endes 10 über dem Drehgelenk 74 erreicht, sodass die Kammer 4 in eine vertikale Position kommt und das obere Ende 10 vertikal auf das untere Ende 8 ausgerichtet und direkt unter dem unteren Ende 8 positioniert wird und danach die Hebevorrichtung 69 veranlasst wird, die Kammer 4 anzuheben oder nach oben zu bewegen, sodass die Enden 8 und 10 über die weiter oben beschriebene Oberflächendichtung wieder miteinander verbunden werden und dadurch zwischen den Kammern 2 und 4 erneut eine im Wesentlichen gasdichte Abdichtung gebildet wird.
Sobald die Kammern 2 und 4 wieder miteinander verbunden sind, wird die untere Innenkammer 70 evakuiert und danach mit Inertgas gefüllt. Insbesondere bleibt das obere Ventil 64 geschlossen, und das untere Ventil 66 ist ebenfalls geschlossen, um die untere Kammer 70 gegenüber der äußeren Atmosphäre abzudichten. Während beide Ventile 64 und 66 geschlossen sind, wird die untere Innenkammer 70 durch eine oder mehrere Pumpen 76, die mit ihr in einem Fluid-Austausch stehen, geschlossen, um im Wesentlichen alle Gase aus der Kammer zu entfernen. Danach wird die Kammer 70 mit Inertgas aus einer oder mehreren Quellen 78, mit denen sie in einem Fluid-Austausch steht, wieder gefüllt. Sobald die Kammer 70 mit Inertgas gefüllt ist und damit in ihr eine Inertgasatmosphäre geschaffen wurde, werden das obere Isolierventil 64 und das untere Isolierventil 66 geöffnet (gegenteiliger Pfeil E in der 4), wodurch erneut die einzelne abgedichtete Ofen-Innenkammer gebildet wird, die im Wesentlichen aus der oberen Kammer 20 und der unteren Kammer 70 besteht und mit Inertgas gefüllt ist.
Der unfertige Abschnitt 88 verbleibt innerhalb der abgedichteten oberen Kammer 20, und das Gießen des unfertigen Abschnitts 88 wird durch Gießen von zusätzlichem geschmolzenen Metall 83 vom Herd 52 in die Form 54 und das Absenken (Pfeil J in der 5) des unfertigen Abschnitts 88 fortgesetzt. In dieser Zeit befindet sich der fertige Abschnitt 86 innerhalb der abgedichteten Innenkammer 70; die untere Kammer 4 wird von der Aufnahmeposition in die Abziehposition bewegt, einschließlich des Trennens der Kammer 4 von der Kammer 2 und Absenkens der Kammer 4 von der Aufnahme- in die Nicht-Abziehposition, Aufheben der zwischen ihnen bestehenden Abdichtung, und Drehen der Kammer 4 von der Nicht-Abziehposition in die Abziehposition; der fertige Metallgussabschnitt 86 wird aus der Kammer 4 abgezogen; die untere Kammer 4 wird von der Abziehposition in die Nicht-Abziehposition und von dieser in die Aufnahmeposition bewegt, einschließlich des entsprechenden Drehens und Anhebens der Kammer 4; die obere Kammer 2 und die untere Kammer 4 werden wieder miteinander verbunden, und zwischen ihnen wird wieder eine Abdichtung hergestellt; die untere Innenkammer 70 wird evakuiert und mit Inertgas gefüllt; und die Isolierventile 64 und 66 werden geöffnet, damit der Fluid-Austausch zwischen den Innenkammern 20 und 70 geöffnet bzw. erneut geöffnet wird, sodass erneut die einzelne abgedichtete Ofen-Innenkammer gebildet wird. Damit dies passieren kann, ist der Ofen 1 mit ausreichend Platz unter der Trennvorrichtung 62 und über dem oberen Isolierventil 64 konfiguriert. Zwischen der Trennvorrichtung 62 und dem oberen Ventil 64 wird eine vertikale Länge eines Teils der Bahn 73 definiert, die ausreichend lang ist, sodass das untere Ende des unfertigen Abschnitts 88 zum unteren Bereich der Trennvorrichtung 62 bewegt werden kann, während es in dem oben genannten Zeitraum noch immer nach oben in Richtung der Klappe 65 des oberen Ventils 64 verläuft.
Sobald die Ventile 64 und 66 erneut geöffnet werden, wird der Gießprozess mit dem Gießen von geschmolzenem Metall in die Form 54 und dem Absenken des unfertigen Abschnitts 88 fortgesetzt, sodass der unfertige Abschnitt 88 ebenfalls ausreichend lang wird und an der Trennvorrichtung 62 ausreichend weit nach unten verläuft, sodass ein weiterer fertiger Abschnitt abgetrennt werden kann, der im Wesentlichen mit dem fertigen Abschnitt 86 identisch ist. Die Schritte nach dem Trennprozess werden dann auf ähnliche Art und Weise wiederholt, um den weiteren fertigen Abschnitt aus der Kammer 4 zu entfernen und danach einen weiteren fertigen Abschnitt zu bilden usw.
Aus den 6–8 wird erkennbar, dass der Ofen 1 innerhalb des Bereichs 70 der unteren Kammer 4 einen modifizierten unteren Metallgussstrang- oder Metallgussabschnitt-Anhebe- oder -Absenkmechanismus umfasst, der auch als Metallgussstrang- oder Metallgussabschnitt-Abziehmechanismus oder als Teil eines solchen Abziehmechanismus dienen kann. Diese untere Anhebevorrichtung für Metallgussabschnitte umfasst eine starre Auflage 94 für Metallgussstränge oder Metallgussabschnitte, die hier als ein im Wesentlichen becherförmiges Element dargestellt ist, das an einem Paar flexibler geschlossener Schleifen 96 montiert ist, die die Form von Ketten 96 haben können, die drehend an und drehbar über oberen und unteren drehbaren Elementen 98 oder Rädern montiert sind, die die Form von Kettenrädern haben können, obwohl ein Fachmann auf diesem Gebiet anerkennen wird, dass auch ähnliche geschlossene Schleifen und drehbare Elemente verwendet werden können. Jede Schleife oder jede Kette 96 umfasst im Wesentlichen gerade innere und äußere Segmente, die von dem jeweiligen oberen Kettenrad zum jeweiligen unteren Kettenrad verlaufen, sodass die Abschnittsauflage 94 an den inneren Segmenten der beiden Ketten 96 gesichert ist und zwischen ihnen verläuft.
Bei mindestens einem der Kettenräder, in die jede Kette eingreift, handelt es sich um ein getriebenes Kettenrad, welches von einem Motor angetrieben wird, der dieses getriebene Kettenrad antreibt. Das Kettenrad wiederum veranlasst das Drehen der entsprechenden Kette um ihr oberes und ihr unteres Kettenrad. Die Drehung des getriebenen Kettenrades in einer ersten Drehrichtung veranlasst, dass sich die daran montierte Kette in einer ersten Drehrichtung dreht, wobei sich das innere Segment der Kette in einer ersten Richtung des inneren Segments dreht, während die Rotation des getriebenen Kettenrades in einer zweiten, entgegengesetzten Drehrichtung die daran montierte Kette veranlasst, sich mit dem inneren Segment in eine zweite, entgegengesetzte Drehrichtung zu drehen, wodurch sich das innere Segment der Kette in einer zweiten, entgegengesetzten Richtung des inneren Segments dreht. Die Abschnittsauflage 94 bewegt sich mit den inneren Segmenten der Kette in der mit diesen inneren Segmenten korrespondierenden Richtung.
Die 6 und 7 zeigen die untere Kammer 4 in der Aufnahmeposition, während die 8 die untere Kammer in der Abziehposition zeigt. Die untere Abschnittshebevorrichtung, einschließlich der Auflage 94, der Ketten 96 und der Kettenräder 98, bewegt sich folglich mit der unteren Kammer 4 zwischen der Aufnahme- und der Abziehposition. Die inneren und äußeren geraden Segmente der Ketten 96 verlaufen in der Aufnahmeposition im Wesentlichen vertikal, in einem bestimmten Winkel aufwärts und zur Seite in der Abziehposition. Die unteren Kettenräder 98 befinden sich in der Abziehposition, wenn sich die untere Kammer 4 in ihrer Abziehposition befindet, und sie befinden sich in ihrer Aufnahmeposition, wenn sich die untere Kammer 4 in ihrer Aufnahmeposition befindet. Analog hierzu befinden sich die oberen Kettenräder 98 in der Abziehposition, wenn sich die untere Kammer 4 in ihrer Abziehposition befindet, und sie befinden sich in ihrer Aufnahmeposition, wenn sich die untere Kammer 4 in ihrer Aufnahmeposition befindet. Die Abziehpositionen der unteren Kettenräder 98 unterscheiden sich von den Aufnahmepositionen der unteren Kettenräder und grenzen an diese an. Die Abziehpositionen der oberen Kettenräder 98 unterscheiden sich von den Aufnahmepositionen der unteren Kettenräder und verlaufen distal zu diesen. In der Aufnahmeposition verläuft der untere Teil der Bahn 73 des Metallgussstrangs im Wesentlichen vertikal und zwischen den inneren Segmenten der Ketten 96. In der Abziehposition verläuft der untere Teil der Bahn 73 des Metallgussstrangs im Wesentlichen in einem bestimmten Winkel nach oben und zur Seite sowie zwischen den inneren Segmenten der Ketten 96.
Der weiter vorn beschriebene allgemeine Betrieb des Ofens 1 ist bei Verwendung der modifizierten unteren Hebevorrichtung für Metallgussabschnitte im Wesentlichen derselbe. Unterschiede bestehen darin, dass bei der Hebevorrichtung für Metallgussabschnitte Rollen 71 und bei der modifizierten Hebevorrichtung Ketten 96 verwendet werden. Folglich werden nachfolgend im Wesentlichen nur diese Unterschiede beschrieben. Wenn sich der Metallgussstrang 84 in die untere Kammer 4 bewegt, kommt die Unterseite des Metallgussstrangs 84 in Kontakt mit der Abschnittsauflage 94. Zu dieser Zeit wird die untere Abschnittshebevorrichtung betätigt und bewegt die Auflage 94 nach unten, wobei die Absenkgeschwindigkeit jener der oberen Hebevorrichtung entspricht, die mit oberen Rollen 60 ausgestattet ist. Wie in der 6 dargestellt, nimmt die Auflage 94 fortan einen Teil des Gewichts des Metallgussstrangs 84 auf, und der Boden des Metallgussstrangs 84 bleibt – während der der Metallgussstrang 84 weiter abgesenkt wird – in Kontakt mit einer nach oben weisenden Oberfläche der Auflage 94.
Wenn der Metallgussstrang 84 ausreichend lang und ausreichend weit abgesenkt ist, werden die obere und die untere Hebevorrichtung in der Regel angehalten, um die Absenkbewegung des Metallgussstrangs 84 zu stoppen. Zu diesem Zeitpunkt (wie in 6 dargestellt) klemmen die Klemmvorrichtungen 55 den Metallgussstrang 84 ein, und die Trennvorrichtung 62 trennt den Metallgussstrang 84, wie bereits erläutert, sodass ein fertiger Abschnitt 86 und ein unfertiger Abschnitt 88 entstehen. Der Metallgussstrang 84 kann durch die Temperaturregelvorrichtung 59 auch erhitzt oder gekühlt werden, wie bereits diskutiert. Im Unterschied zu den unteren Rollen 71, die den Metallgussstrang während des Trennprozesses festklemmen, wird der Metallgussstrang 84 von der modifizierten unteren Abschnittshebevorrichtung weder während des Trennprozesses noch zu einem anderen Zeitpunkt festgeklemmt. Sobald der Metallgussstrang 84 durch die Trennvorrichtung 62 vollständig in zwei Hälften getrennt wurde, sodass der unfertige Metallgussabschnitt 86 und der fertige Metallgussabschnitt 88 entstehen, und sich die Klemmvorrichtungen 55 zurück in ihre Nicht-Klemmpositionen (7) bewegt haben, klemmen obere Rollen 60 den unfertigen Metallgussabschnitt 88 fest, um den Metallgussabschnitt 86 zu sichern, und die untere Abschnittshebevorrichtung trägt das gesamte Gewicht des fertigen Abschnitts 86, wobei der Boden des Abschnitts 86 auf der Auflage 94 sitzt. Nachdem der Metallgussstrang 84 getrennt wurde, regelt die untere Abschnittshebevorrichtung das Absenken (Pfeil D in 7) des fertigen Abschnitts 86. Konkreter werden Kettenräder 98 in einer Absenkrichtung gedreht (entsprechend den Pfeilen in 7), sodass sie den fertigen Abschnitt 86 schneller absenken als der unfertige Abschnitt 88 abgesenkt wird, bis sich der fertige Abschnitt 86 vollständig in der unteren Innenkammer 70 befindet.
Dann werden in Vorbereitung auf das Entfernen des fertigen Abschnitts 86 aus der unteren Kammer 4 Isolierventile 64 und 66 betätigt, wie bereits erläutert. Sobald die Kammer 4 in ihre Abziehposition bewegt wurde (durchgehende Linien in 8) und das untere Ventil 66 geöffnet wurde, sodass die Eingangsöffnung 72 gegenüber der äußeren Atmosphäre freiliegt und als Ausgangsöffnung dient, wird bei einer Inbetriebsetzung der Kettenräder 98, die sich daraufhin in einer Abziehrichtung drehen, die der Drehrichtung beim Absenken des Abschnitts 88 entgegengesetzt ist, der fertige Abschnitt 86 aus der Innenkammer 70 entfernt. Durch die Bewegung der Kettenräder bewegen sich die inneren Segmente der Ketten 96, die Auflage 94 und der Abschnitt 88 in einer Abziehrichtung nach oben und zur Seite. Der Betrieb der Isolierventile, die Evakuierung und das Füllen der unteren Kammer 4, das Bewegen der Kammer 4 aus der Abziehposition in die Aufnahmeposition usw. ist mit den bereits beschriebenen Vorgängen identisch. Folglich kann das Gießen des unfertigen Abschnitts 88 entsprechend fortgesetzt werden.
Der Ofen 1 ist folglich so konfiguriert, dass er einen Metallgussstrang in einer kontinuierlichen oder unterbrechungsfreien Art und Weise gießt. Ausgenommen hiervon sind Zeiträume, in denen das Absenken des Metallgussstrangs ausreichend lang angehalten wird, um auszuschließen, dass geschmolzenes Metall in die Form 54 gegossen wird und über den oberen Rand der Form hinausläuft. Wie bereits erläutert, können die Trennvorrichtung 62 und die Klemmvorrichtungen 55 während des Trennens des Metallgussstrangs zusammen mit dem Metallgussstrang in nachgelagerter Richtung beweglich sein, was einen tatsächlich kontinuierlichen oder unterbrechungsfreien Gießvorgang während des Normalbetriebs des Ofens 1 ermöglicht.
Innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung können an dem Ofen der exemplarischen Ausführungsform verschiedene Veränderungen vorgenommen werden. Ein solcher Aspekt betrifft die Manipulation einer unteren Kammer analog zur unteren Kammer 4. Beispielsweise kann die untere Kammer 4 so zwischen der Aufnahme- und Abziehposition bewegt werden, dass damit nicht die gezeigte Drehbewegung der unteren Kammer 4 verbunden ist, und sie kann in einer Art und Weise bewegt werden, die auch andere Strukturen und andere Bewegungstypen involviert. Beispielsweise kann die untere Kammer 4 an einem Hebezeug oder einer anderen Auflage montiert werden, die horizontal oder anderweitig zur Seite gleitet. Ein weiteres Beispiel beinhaltet die Nutzung eines Karussells, das mehr als eine untere Kammer trägt, wobei das Karussell beispielsweise so bewegt werden kann, dass eine der vom Karussell getragenen unteren Kammern vom unteren Ende der oberen Kammer 2 getrennt und wegbewegt werden kann, um ein Abziehen des fertigen Abschnitts zu ermöglichen, während die andere der unteren Kammern auf dem Karussell in eine Position bewegt wird, in der ihr Aufnahmeende oder ihre Eingangsöffnung auf das untere Ende oder die Ausgangsöffnung 50 der oberen Kammer 2 ausgerichtet und mit dem unteren Ende der Kammer 2 verbunden ist.
In der vorstehenden Beschreibung wurden im Interesse von Knappheit, Klarheit und eines guten Verständnisses bestimmte Begriffe verwendet. Daraus sind keine unnötigen Einschränkungen abzuleiten, die über die nach dem Stand der Technik bestehenden Anforderungen hinausgehen, denn diese Begriffe dienen beschreibenden Zwecken und sollten breit ausgelegt werden.
Darüber hinaus stellen die Beschreibung und Illustration der Erfindung ein Beispiel dar, und die Erfindung ist nicht auf die exakt dargestellten oder beschriebenen Details beschränkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7470305 [0002]
US 7484549 [0003]

Claims

Stranggießofen mit: einer Ofen-Innenkammer; einer in der Ofen-Innenkammer angeordneten Stranggießform, die für das Formen eines Metallgussstrangs angepasst ist; einer Metallgussstrang-Bahn, die ausgehend von der Form von dieser weg verläuft und so gestaltet ist, dass sich der Metallgussstrang von der Form in nachgelagerte Bereiche bewegen kann; und einer Trennvorrichtung, die in der Ofen-Innenkammer angrenzend an die Metallgussstrang-Bahn angeordnet und angepasst ist, den Metallgussstrang zu durchtrennen.
Ofen nach Anspruch 1, aufweisend ferner eine der Trennvorrichtung nachgelagerte ringförmige Barriere, die die Metallgussstrang-Bahn auf dem oder angrenzend an dem Außenumfang der Metallgussstrang-Bahn umgibt und die so gestaltet ist, dass sie mit einem Außenumfang des Metallgussstrangs in Eingriff gelangt oder an diesen angrenzt, um zu verhindern, dass Schneidabfälle in Bereiche außerhalb der Barriere herabfallen.
Ofen nach Anspruch 2, ferner aufweisend ein Isolierventil unterhalb der Barriere.
Ofen nach Anspruch 2, ferner aufweisend eine Metallgussstrang-Hebevorrichtung unterhalb der Barriere, die dazu eingerichtet ist, den Metallgussstrang zu erfassen und abzusenken.
Ofen nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine der Trennvorrichtung vorgelagerte ringförmige Barriere, die die Metallgussstrang-Bahn auf dem oder angrenzend an dem Außenumfang der Metallgussstrang-Bahn umgibt und die so gestaltet ist, dass sie mit einem Außenumfang des Metallgussstrangs in Eingriff gelangt oder an diesen angrenzt, um zu verhindern, dass Späne in Bereiche gelangen, die der Barriere vorgelagert sind.
Ofen nach Anspruch 5, ferner aufweisend eine Vielzahl Rollen, die sich, der Barriere vorgelagert, in der Ofen-Innenkammer befinden und angepasst sind, an dem Metallgussstrang anzugreifen.
Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung entweder (a) einen Plasmabrenner, oder (b) einen Rahmen mit einem starren Trennelement, das beweglich am Rahmen angeordnet ist, aufweist.
Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ofen-Innenkammer eine erste Kammer und eine zweite, der ersten Kammer nachgelagerte Kammer umfasst, wobei sich die Form in der ersten Kammer befindet; und die zweite Kammer relativ zur ersten Kammer bewegbar ist.
Ofen nach Anspruch 8, ferner aufweisend eine Gelenkverbindung, um die die zweite Kammer relativ zur ersten Kammer verschwenkbar bewegbar ist
Ofen nach Anspruch 8, ferner aufweisend eine Kammer-Hebevorrichtung mit angehobenen und abgesenkten Positionen, wobei die zweite Kammer von der Hebevorrichtung getragen ist.
Ofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kammer eine verbundene Position aufweist, in der die zweite Kammer mit der ersten Kammer verbunden ist, und eine getrennte Position, in der die zweite Kammer von der ersten Kammer getrennt ist.
Ofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kammer relativ zu der ersten Kammer zwischen einer Aufnahmeposition, in der die zweite Kammer den Metallgussstrang von der ersten Kammer aufnehmen kann, und einer zurückgezogenen Position, in der die zweite Kammer den Metallgussstrang von der ersten Kammer nicht aufnehmen kann, bewegbar ist.
Ofen nach Anspruch 8, ferner aufweisend: eine Evakuierungspumpe, eine Unterdruckleitung, die von der Pumpe zu der zweiten Kammer verläuft, eine Inertgasquelle und eine Rückfüllleitung, die von der Inertgasquelle zu der zweiten Kammer verläuft.
Ofen nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen Herd in der Ofen-Innenkammer, der in einer Fluid-Austauschverbindung mit der Form steht.
Ofen nach Anspruch 14, ferner aufweisend einen Plasmabrenner oberhalb des Herdes.
Ofen nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Vielzahl Rollen, die sich in der Ofen-Innenkammer befinden und angepasst sind, an dem Metallgussstrang anzugreifen.
Ofen nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Klemme, die an die Trennvorrichtung angrenzt und eine Klemmposition aufweist, in der die Klemme angepasst ist, den Metallgussstrang festzuklemmen, und eine Nicht-Klemmposition aufweist, in der die Klemme angepasst ist, von dem Metallgussstrang gelöst zu werden.
Ofen nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Metallgussstrang-Temperaturregelvorrichtung die an die Trennvorrichtung angrenzt und eine Heizvorrichtung zum Heizendes Metallgussstrangs und/oder eine Kühlvorrichtung zum Kühlen des Metallgussstrangs umfasst.
Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ofen-Innenkammer eine erste Kammer und eine der ersten Kammer nachgelagerte zweite Kammer aufweist, wobei sich die Form in der ersten Kammer befindet und wobei der Ofen außerdem ein erstes Isolierventil umfasst, das eine geöffnete Stellung aufweist, in der die erste und die zweite Kammer in einer Fluid-Austauschverbindung miteinander stehen, und eine geschlossene Stellung, in der eine Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer geschlossen ist.
Ofen nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Vakuumpumpe, die in Fluid-Austauschverbindung mit der Ofen-Innenkammer steht.