DE102017102326A1

DE102017102326A1 - Method and device for producing cast blocks

Info

Publication number: DE102017102326A1
Application number: DE102017102326.7A
Authority: DE
Inventors: Klaus von Eynatten; Michael BREITLER; Harald Holzgruber
Original assignee: Inteco Melting And Casting Tech GmbH; Inteco Melting And Casting Technologies GmbH
Current assignee: Inteco Melting And Casting Tech GmbH; Inteco Melting And Casting Technologies GmbH
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2017-02-07
Publication date: 2018-07-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gussblöcken (1), bei dem eine Metallschmelze über eine Zuführeinrichtung (18) in eine nach unten offene Kokille (12) abgegeben wird, wobei der erstarrte Bereich des Gussblocks (1) während des Gießvorgangs aus der Kokille (12) abgezogen wird, und wobei gegen Gießende flüssiges Metall zugeführt wird, um zumindest die bei der Erstarrung auftretende Schrumpfung auszugleichen. Weiterhin ist es vorgesehen, dass zum Zuführen des flüssigen Metalls gegen Gießende ein den Querschnitt des Gussblocks (1) vorzugsweise zumindest bereichsweise überdeckendes Isoliergefäß (25; 25a) in Wirkverbindung mit der Kokille (12) angeordnet wird, und dass ein von dem Isoliergefäß (25; 25a) gebildeter Speicherraum (40) mit flüssigem Metall gefüllt wird, wobei das flüssige Metall den Gussblock (1) auf der dem Isoliergefäß (25; 25a) zugewandten Seite zumindest teilweise, vorzugsweise zumindest nahezu vollständig überdeckt.The invention relates to a method for producing cast blocks (1), in which a molten metal is discharged via a feed device (18) into a downwardly open mold (12), wherein the solidified region of the cast block (1) leaves the mold during the casting process (12) is withdrawn, and wherein at the end of pouring liquid metal is supplied to compensate for at least the shrinkage occurring during solidification. Furthermore, it is provided that, for supplying the liquid metal against the end of the casting, an insulating vessel (25; 25a) preferably overlapping the cross section of the cast block (1) is arranged in operative connection with the mold (12), and one of the insulating vessel (25 25a) is filled with liquid metal, the liquid metal covering the cast block (1) on the side facing the insulating vessel (25; 25a) at least partially, preferably at least almost completely.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gussblöcken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention relates to a method for producing cast blocks according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the method according to the invention.

Aus der WO 2015/101553 A2 der Anmelderin ist ein Verfahren zur Herstellung von Gussblöcken mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Das aus dieser Schrift bekannte Verfahren zeichnet sich im Wesentlichen dadurch aus, dass nach Ende des regulären Gießvorgangs weiter flüssiges Material in einem Ausmaß zugeführt wird, so dass mindestens die bei der Erstarrung auftretende Schrumpfung der Metall- bzw. Stahlschmelze ausgeglichen wird. Das Verfahren dient insbesondere der Erhöhung der Wirtschaftlichkeit bei der Erzeugung relativ großer Gussblöcke. Darüber hinaus dient das bekannte Verfahren auch der Vermeidung der Ausbildung von tiefreichenden Primärlunkern, die typischerweise beim Ausbilden von Gussblöcken mit relativ großem Querschnitt auftreten. Bei dem bekannten Verfahren ist es hierzu beispielsweise vorgesehen, nach dem Ende des Gießvorgangs und Entfernen einer Gießpfanne (aus der das Metall während des eigentlichen Gießvorgangs über einen Verteiler oder direkt in die Kokille abgegeben wird) einen auf der Kokille sitzenden Speiser zu füllen, der den flüssigen Stahl während der Erstarrung des Giessblocks beheizt, damit entsprechend der fortschreitenden Erstarrung flüssiger Stahl in das Blockinnere nachfließen kann.From the WO 2015/101553 A2 The applicant is a method for producing cast blocks with the features of the preamble of claim 1 known. The method known from this document is characterized essentially by the fact that after the end of the regular casting process further liquid material is supplied to an extent so that at least the shrinkage occurring during solidification of the metal or steel melt is compensated. The method serves in particular to increase the economic efficiency in the production of relatively large ingots. In addition, the known method also serves to avoid the formation of deep-reaching Primärlunkern, which typically occur in the formation of cast blocks with a relatively large cross-section. In the known method, this is for example provided for this purpose, after the end of the casting process and removing a ladle (from which the metal is discharged during the actual casting process via a distributor or directly into the mold) to fill a seated on the mold feeder, the liquid steel during the solidification of the casting block heated, so that according to the progressive solidification liquid steel can flow into the block interior.

Weiterhin ist es bei der Ausbildung von Gussblöcken mittels Standkokillen, d.h. bei Kokillen, bei denen kein Abzug des Gussblocks aus der Kokille während des Gießvorgangs erfolgt, an sich bekannt, nach dem Gießende die offene Stirnseite der Kokille mit einer Haube abzudecken, um den sogenannten Blockkopf warmzuhalten, damit entsprechend der fortschreitenden Erstarrung flüssiger Stahl in das Blockinnere nachfließen kann. Hierzu dienen sogenannte exotherme Haubenaufsätze, die ggf. zusätzlich in Verbindung mit exothermen Pulvern verwendet werden.Furthermore, it is in the formation of ingots by means of chill, i. in molds in which no deduction of the ingot from the mold during the casting process, known per se, after the pouring end to cover the open end of the mold with a hood to keep the so-called block head warm, so according to the progressive solidification liquid steel into the block interior can flow. For this serve so-called exothermic hood attachments, which may be used in addition in conjunction with exothermic powders.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Gussblöcken mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass auch der Querschnitt des Gussblocks gegen Gießende, d.h. der entsprechende Stirnbereich des Gussblocks qualitativ hochwertig ist, d.h. insbesondere keine Fehlstellen wie Primärlunker usw. aufweist. Dadurch ist es möglich, zumindest nahezu die gesamte Länge des Gussblocks für die Weiterverarbeitung zu nutzen.The method according to the invention for the production of cast blocks with the features of claim 1 has the advantage that also the cross-section of the cast block against pouring end, i. the corresponding face area of the ingot is of high quality, i. especially no defects such as Primärlunker etc. has. This makes it possible to use at least almost the entire length of the ingot for further processing.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, einerseits durch Zuführen von flüssigem Metall gegen Gießende das durch die Erstarrung des flüssigen Metalls verminderte Volumen auszugleichen, wobei durch den Erstarrungsprozess ohne Zuführen von flüssigem Metall die Gefahr von qualitätsmindernden Fehlstellen auftreten würde, und dass andererseits der Erstarrungsprozess insofern optimiert bzw. verzögert wird, als dass ein Isoliergefäß zur Speicherung des flüssigen Metalls verwendet wird, das den Gussblock auf dem Isoliergefäß zugewandten Seite zumindest teilweise überdeckt. Dadurch weist das verwendete Isoliergefäß einen Doppelnutzen auf: Zum einen dient es als Speichervolumen für das flüssige Metall, so dass auch ohne zusätzliche Maßnahmen wie bzw. Dosiereinrichtungen stets genügend flüssiges Metall zur Verfügung steht, um das durch den Schrumpfungsprozess entstehende Volumen des Gussblocks auszugleichen, und dass zum anderen durch die isolierenden Eigenschaften des Isoliergefäßes eine relativ langsame Erstarrung des Metalls am Gussblockende stattfindet, was sich qualitätsverbessernd auf die Struktur bzw. den Querschnitt des Gussblocks (Vermeidung von Fehlstellen) auswirkt, so dass eine höhere Ausbringung ermöglicht wird. Die verzögerte Erstarrung der flüssigen Schmelze kann ggf. durch zusätzliche Maßnahmen, wie eine Heizeinrichtung (z.B. einen Brenner wie einen Porenbrenner), die Zugabe von exothermem Pulver oder auch durch elektromagnetisches Rühren unterstützt werden.The invention is based on the idea of balancing the volume reduced by the solidification of the liquid metal by supplying liquid metal to the end of the casting, whereby the risk of quality-reducing defects would occur due to the solidification process without supplying liquid metal, and on the other hand the solidification process is optimized to that extent or delayed, than that an insulating vessel is used for storing the liquid metal, which covers the ingot on the insulating vessel side facing at least partially. On the one hand, it serves as a storage volume for the liquid metal, so that even without additional measures such as metering always sufficient liquid metal is available to compensate for the resulting by the shrinkage process volume of the ingot, and on the other hand, due to the insulating properties of the insulating vessel, a relatively slow solidification of the metal takes place at the end of the casting block, which has an effect on improving the quality of the structure or the cross section of the casting block (avoidance of defects) so that a higher output is made possible. Optionally, the delayed solidification of the liquid melt may be assisted by additional measures such as a heater (e.g., a burner such as a pore burner), the addition of exothermic powder, or also by electromagnetic stirring.

Konkret wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass zum Zuführen des flüssigen Metalls gegen Gießende ein den Querschnitt des Gussblocks zumindest bereichsweise überdeckendes Isoliergefäß in Wirkverbindung mit der Kokille angeordnet wird, und dass ein von dem Isoliergefäß gebildeter Speicherraum mit flüssigem Metall gefüllt wird, wobei das flüssige Metall den Gussblock auf der dem Isoliergefäß zugewandten Seite zumindest bereichsweise überdeckt.Specifically, the invention proposes that for supplying the liquid metal against pouring a cross-section of the ingot at least partially covering the insulating vessel is arranged in operative connection with the mold, and that a formed by the insulating vessel storage space is filled with liquid metal, wherein the liquid metal the ingot at least partially covered on the side facing the insulated vessel.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Gussblöcken sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous embodiments and further developments of the method according to the invention for the production of cast blocks are listed in the subclaims.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Befüllen des Speicherraums des Isoliergefäßes über das Zuführelement (zum Beispiel in Form eines sogenannten Schattenrohrs oder Tauchrohres) erfolgt, das auch während des normalen Gießvorgangs Verwendung findet. Es sind somit keine zusätzlichen Elemente bzw. Einrichtungen zum Zuführen von flüssigem Metall erforderlich.It is particularly advantageous if the filling of the storage space of the insulating vessel takes place via the feed element (for example in the form of a so-called shadow tube or dip tube), which is also used during the normal casting process. Thus, no additional elements or means for supplying liquid metal are required.

Um für den Fall, dass nach dem Erstarren des Querschnitts des Gussblocks sowie des in dem Speicherraum des Isoliergefäßes befindlichen Metalls das Isoliergefäß von dem Gussblockende bzw. der Kokille entfernt werden soll, um den Gussblock aus der Kokille abzuziehen, kann es vorgesehen sein, dass bis zum Erstarren des Gussblocks und des im Speicherraum des Isoliergefäßes befindlichen Metalls die Abzugsbewegung des Gussblocks unterbrochen wird. Insbesondere wird dadurch auch sichergestellt, dass bis zum Erstarren des flüssigen Metalls sich dieses innerhalb des Isoliergefäßes bzw. des Speicherraums des Isoliergefäßes befindet und somit eine bestimmte Geometrie am Gussblockende erzeugt wird. In order, in the event that after the solidification of the cross section of the ingot as well as the metal located in the storage space of the insulating vessel, the insulating vessel to be removed from the Gußblockende or the mold to remove the ingot from the mold, it may be provided that until for solidification of the ingot and the metal located in the storage space of the insulating vessel the withdrawal movement of the ingot is interrupted. In particular, this also ensures that until solidification of the liquid metal, this is within the isolation vessel or the storage space of the isolation vessel and thus a certain geometry is generated at the end of the casting block.

Da sich das Speichern des flüssigen Metalls bis zu seiner Erstarrung im Isoliergefäß aufgrund der dadurch relativ langsamen Erstarrung des Metalls grundsätzlich qualitätssteigernd auswirkt, kann es darüber hinaus alternativ vorgesehen sein, dass für den Fall, dass das Isoliergefäß nach der Erstarrung des Metalls nicht von dem Gussblock abgenommen werden soll, zwar die Abzugsbewegung des Gussblocks aus der Kokille während des Erstarrungsprozesses unterbrochen wird, anschließend jedoch der erstarrte Block zusammen mit dem Isoliergefäß über bzw. aus der Kokille abgezogen wird.Since the storage of the liquid metal until its solidification in the insulated vessel due to the resulting relatively slow solidification of the metal basically increases the quality, it may also be alternatively provided that in the event that the insulating vessel after the solidification of the metal not from the ingot is to be removed, although the withdrawal movement of the ingot from the mold is interrupted during the solidification process, but then the solidified block is withdrawn together with the insulating vessel on or from the mold.

Zur weiteren Beschleunigung des Herstellprozesses durch eine Minimierung der Rüstzeit und die Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit kann es alternativ jedoch auch vorgesehen sein, dass bereits während der Erstarrung des flüssigen Metalls begonnen wird, den Gussblock zusammen mit dem Isoliergefäß aus der Kokille abzuziehen.In order to further accelerate the manufacturing process by minimizing the set-up time and increasing the plant availability, however, it may alternatively also be provided that, already during the solidification of the liquid metal, the casting block is removed from the mold together with the insulating vessel.

Um beim Befüllen des Speicherraums des Isoliergefäßes mit dem flüssigen Metall zu vermeiden, dass das Isoliergefäß aufschwimmt bzw. axial aus der Kokille herausgehoben wird und somit flüssiges Metall aus der Kokille austritt, ist es darüber hinaus vorgesehen, dass zumindest während des Befüllens des Speicherraums des Isoliergefäßes mit dem flüssigen Metall das Isoliergefäß mit der Kokille fest verbunden wird oder durch ein separates Bauteil beschwert istIn order to avoid when filling the storage space of the insulating vessel with the liquid metal that the insulating floats or is lifted axially out of the mold and thus liquid metal exiting the mold, it is also provided that at least during filling of the storage space of the Isoliergefäßes with the liquid metal, the insulating vessel is firmly connected to the mold or is weighted by a separate component

Eine weitere Verbesserung hinsichtlich der Verringerung der Abkühlgeschwindigkeit des flüssigen Metalls bzw. der Verzögerung der Erstarrung wird erzielt, wenn dem Speicherraum des Isoliergefäßes zusätzlich neben dem flüssigen Metall Hilfsmittel, insbesondere exotherme Pulver, zugegeben werden. Dies ermöglicht es insbesondere, dass auf eine zusätzliche, mit dem Isoliergefäß verbundene Heizeinrichtung verzichtet werden kann.A further improvement in terms of reducing the cooling rate of the liquid metal or the retardation of the solidification is achieved if in addition to the liquid metal aids, in particular exothermic powders, are added to the storage space of the insulating vessel. This makes it possible, in particular, that it is possible to dispense with an additional heating device connected to the insulating vessel.

Eine weitere Verbesserung hinsichtlich der Verringerung der Abkühlgeschwindigkeit findet statt, wenn im Bereich des Isoliergefäßes z.B. eine induktive Spule installiert ist.A further improvement in the cooling rate reduction occurs when, in the region of the isolation vessel, e.g. an inductive coil is installed.

Eine besonders einfache Montage des Isoliergefäßes im Bereich der Kokille wird ermöglicht, wenn zur Montage des Isoliergefäßes an der Kokille das Zuführelement zum Zuführen des flüssigen Metalls zeitweise aus dem Bereich der Kokille entfernt wird. Dadurch kann insbesondere das Isoliergefäß ohne das in Überdeckung mit dem Querschnitt der Kokille bzw. in die Kokille eintauchende Zuführelement oberhalb der Kokille positioniert werden. Gleichzeitig ist eine gute Zugänglichkeit zur Oberseite der Kokille während des normalen Gießvorgangs, d.h. vor Gießende sichergestellt, da dann sich das Isoliergefäß außerhalb des Bereichs der Zuführeinrichtung bzw. der Kokille befindet.A particularly simple installation of the insulating vessel in the region of the mold is made possible when the feeding element for supplying the liquid metal is temporarily removed from the region of the mold for mounting the insulating vessel on the mold. As a result, in particular the insulating vessel can be positioned above the mold without the feeding element immersed in coincidence with the cross section of the mold or in the mold. At the same time, good accessibility to the top of the mold during the normal casting process, i. ensured before pouring because then the isolation vessel is outside the range of the feeder or the mold.

Um die Zugänglichkeit zur Kokille während des Gießvorgangs nicht zu beeinträchtigen kann das Isoliergefäß alternativ auch unter am Zwischengefäß aufgehängt sein, wobei nach Gießende das Isoliergefäß mit vorhandenen Ablassvorrichtungen auf oder teilweise in die Kokille abgelassen werden kann.In order not to adversely affect the accessibility to the mold during the casting process, the insulated vessel can alternatively also be suspended below at the intermediate vessel, wherein after the end of the casting the insulating vessel can be drained with existing discharge devices onto or partially into the mold.

Um die der Oberseite des Gussblocks bzw. der flüssigen Schmelze zugewandte Stirnseite des Isoliergefäßes möglichst nah an die Metallschmelze des Gussblocks in der Kokille heranzuführen, und somit eine direkte Zugänglichkeit des in den Speicherraum des Isoliergefäßes befindlichen flüssigen Metalls zur noch flüssigen Schmelze des Gussblocks zu ermöglichen, ist es darüber hinaus von Vorteil, wenn das Isoliergefäß mit einer dem Gussblock zugewandten Stirnseite in den Öffnungsquerschnitt der Kokille eingeführt wird.In order to introduce as close as possible to the molten metal of the ingot in the mold, the front side of the insulating block facing the upper side of the cast block or the liquid melt, and thus to allow direct accessibility of the liquid metal in the storage space of the insulating vessel to the still liquid melt of the ingot, In addition, it is advantageous if the insulated vessel is introduced into the opening cross-section of the mold with an end face facing the cast block.

Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zum Durchführen eines soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei sich die Vorrichtung dadurch auszeichnet, dass ein Isoliergefäß verwendet wird, das einen Speicherraum zur Aufnahme von flüssigem Metall ausbildet, wobei das Isolierelement einen Durchgang für ein Zuführelement für flüssiges Metall, insbesondere in Form eines in Richtung der Kokille heb- und senkbaren Schattenrohrs oder Tauchrohres aufweist.The invention also includes an apparatus for carrying out a method according to the invention thus far described, wherein the apparatus is characterized in that an insulating vessel is used, which forms a storage space for receiving liquid metal, wherein the insulating member has a passage for a supply element for liquid metal, in particular in the form of a raised in the direction of the mold and lowered shadow tube or dip tube.

Eine besonders bevorzugte konstruktive Ausgestaltung des Isoliergefäßes sieht vor, dass dieses im Wesentlichen hülsenförmig ausgebildet ist. Dadurch wird insbesondere die Verwendung des für den normalen Gießvorgang üblicherweise verwendeten Zuführelements (das als Schattenrohr oder Tauchrohr bezeichnet wird) ermöglicht, das in axialer Richtung weiterhin frei beweglich angeordnet ist und nicht durch die Anwesenheit des Isolierelements an seiner Beweglichkeit gehindert ist. Die Form des Isoliergefäßes kann dabei im Querschnitt zum Beispiel zylindrisch, konisch oder pyramidenförmig ausgebildet sein. Auch sind sowohl einteilige, als vorzugsweise auch mehrteilig ausgebildete Isoliergefäße möglich.A particularly preferred structural embodiment of the insulating vessel provides that this is formed substantially sleeve-shaped. As a result, in particular the use of the feeding element normally used for the normal casting process (which is called a shadow tube or dip tube) is made possible, which is further arranged to be freely movable in the axial direction and is not hindered by the presence of the insulating element in its mobility. The shape of the insulating vessel can be formed in cross-section, for example, cylindrical, conical or pyramidal be. Also both one-piece, and preferably also multi-part formed Isoliergefäße are possible.

Wenn es vorgesehen ist, das Isoliergefäß zusammen mit dem Gussblockende über die Kokille abzuziehen, ist es erforderlich bzw. vorgesehen, dass das Isoliergefäß über seine gesamte axiale Erstreckung einen Querschnitt aufweist, der geringer ist als der Öffnungsquerschnitt der Kokille über deren gesamte Länge.When it is intended to withdraw the insulating vessel together with the casting block end via the mold, it is necessary or provided that the insulating vessel has over its entire axial extent a cross section which is smaller than the opening cross section of the mold over its entire length.

Eine axiale Fixierung des Isoliergefäßes im Bereich der Kokille, das einerseits erforderlich ist, um das oben angesprochene Aufschwimmen des Isoliergefäßes beim Füllen des Speicherraums des Isoliergefäßes mit dem flüssigen Metall zu verhindern, und das andererseits den Abtrennvorgang des Gussblockendes von dem Isoliergefäß für den Fall erleichtert, dass lediglich der Gussblock, nicht jedoch das Isoliergefäß über die Kokille abgeführt werden soll, wird erzielt, wenn das Isoliergefäß einen radial von einer Außenwand z.B. flanschartig abstehenden Abschnitt aufweist, in dessen Bereich das Isoliergefäß zum Ausbilden eines Axialanschlags den Öffnungsquerschnitt der Kokille überragt.An axial fixation of the insulating vessel in the region of the mold, which is required on the one hand to prevent the above-mentioned floating of the insulating vessel when filling the storage space of the insulating container with the liquid metal, and on the other hand facilitates the separation process of Gußblockendes of the insulating vessel in the event that only the cast block, but not the insulating vessel to be discharged through the mold, is achieved when the insulating vessel is a radially from an outer wall, for example Has flange-protruding portion, in the region of the insulating vessel for forming an axial stop projects beyond the opening cross-section of the mold.

Zuletzt kann es zur Verbesserung der isolierenden Wirkung des Isolierelements vorgesehen sein, dass ein Abdeckelement zum zumindest teilweisen Abdecken des Querschnitts des Isoliergefäßes auf der der Kokille abgewandten Seite vorgesehen ist.Finally, it may be provided to improve the insulating effect of the insulating that a cover for at least partially covering the cross section of the insulating vessel is provided on the side facing away from the mold.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.

Diese zeigt in:

1 bis 5 jeweils im Längsschnitt einen Teilbereich einer Vorrichtung zum Erzeugen von Gussblöcken, bei der der Gussblock über eine Kokille abgezogen wird, unter Verwendung eines ersten Isoliergefäßes während aufeinanderfolgender Zeitpunkte und
6 bis 9 die Vorrichtung gemäß der 1 unter Verwendung eines abgewandelten Isoliergefäßes, ebenfalls in Längsschnitten während aufeinanderfolgender Zeitpunkte.

This shows in:

1 to 5 each in longitudinal section a portion of a device for producing ingots, in which the ingot is drawn off via a mold, using a first insulating vessel during successive times and
6 to 9 the device according to the 1 using a modified insulating vessel, also in longitudinal sections during successive times.

Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same elements or elements with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.

In den 1 bis 5 ist ein Teilbereich einer Vorrichtung 10 zum Herstellen eines aus Metall bestehenden Gussblocks 1 dargestellt. Bei dem Metall zur Herstellung des Gussblocks 1 handelt es sich insbesondere, jedoch nicht einschränkend, um einen Stahlwerkstoff.In the 1 to 5 is a subsection of a device 10 for producing a cast metal block 1 shown. In the metal for the production of the ingot 1 It is particularly, but not by way of limitation, a steel material.

Zur Erzeugung des Gussblocks 1 findet eine beispielsweise wassergekühlte Kokille 12 Verwendung, in deren (oberen) Öffnungsquerschnitt 14 eine in Richtung des Doppelpfeils 16 heb- und senkbare Zuführeinrichtung 18, beispielhaft in Form eines sogenannten Schatten- oder Tauchrohrs 20, einführbar ist. Das Tauchrohr 20 bzw. die Zuführeinrichtung 18 dient zumindest während des normalen Gießvorgangs zum Befüllen der Kokille 12 mit dem flüssigen Metall, wobei das flüssige Metall über eine lediglich bereichsweise dargestellte Einrichtung in Form eines Verteilergefäßes 22 in das Tauchrohr 20 gelangt.For the production of the cast block 1 finds, for example, a water-cooled mold 12 Use, in the (upper) opening cross-section 14 one in the direction of the double arrow 16 raisable and lowerable feeder 18 , for example in the form of a so-called shade or dip tube 20 , is insertable. The dip tube 20 or the feeder 18 serves at least during the normal casting process for filling the mold 12 with the liquid metal, wherein the liquid metal via a device only partially shown in the form of a distribution vessel 22 into the dip tube 20 arrives.

Die Kokille 12 ist auf der der Zuführeinrichtung 18 gegenüberliegenden Stirnseite als offene Kokille 12 ausgebildet, derart, dass der Gussblock 1 beispielsweise mittels einer in den Öffnungsquerschnitt der Kokille 12 auf der der Zuführeinrichtung 18 gegenüberliegenden Seite eintauchbaren und senkbaren Plattform aus der Kokille 12 abziehbar ist. Das Absenken des Gussblocks 1 erfolgt dabei, wie an sich bekannt, derart, dass der aus der Kokille 12 abgezogene Abschnitt des Gussblocks 1 zumindest im Wesentlichen über seine gesamte Querschnittsfläche erstarrt ist.The mold 12 is on the feeder 18 opposite end as an open mold 12 formed, such that the cast block 1 for example by means of a in the opening cross-section of the mold 12 on the feeder 18 opposite side submersible and lowerable platform from the mold 12 is removable. Lowering the cast block 1 takes place, as is known, in such a way that from the mold 12 deducted section of the ingot 1 is at least substantially solidified over its entire cross-sectional area.

Während des normalen Gießvorgangs ist es beispielhaft vorgesehen, dass entsprechend der Darstellung der 1 die Zuführeinrichtung 18 bzw. das Tauchrohr 20 innerhalb des flüssigen Bereichs 2 des (noch nicht erstarrten) Gussblocks 1 eintaucht.During the normal casting process, it is provided by way of example that according to the representation of 1 the feeder 18 or the dip tube 20 within the fluid area 2 of the (not yet solidified) cast block 1 dips.

Gegen Gießende, d.h., wenn der Gussblock 1 zumindest nahezu seine vorgesehene Länge erreicht hat, wird ein oberhalb des Öffnungsquerschnitts 14 der Kokille 12 angeordnetes Isoliergefäß 25 in Richtung der Kokille 12 abgesenkt.Against pouring, that is, when the ingot 1 has reached at least almost its intended length, one above the opening cross-section 14 the mold 12 arranged insulating vessel 25 in the direction of the mold 12 lowered.

Das Isoliergefäß 25 besteht beispielsweise aus einem thermisch schlecht leitenden Material und weist ggf. zusätzlich eine nicht dargestellte Heizeinrichtung auf. Das lediglich beispielhaft einteilig ausgebildete Isoliergefäß 25, das vorzugsweise auch mehrteilig ausgebildet sein kann, ist bei dem in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel hülsenförmig mit einer radial umlaufenden Wand 26 ausgebildet und weist in einem in etwa in Bezug auf die axiale Erstreckung der Wand 26 mittleren Bereich einen radial nach außen abstehenden Halteflansch 28 auf. Der Halteflansch 28 kann auch der Befestigung des Isoliergefäßes 25 an einer Hebe- oder Haltevorrichtung (nicht dargestellt) dienen. Der der Kokille 12 zugewandte Bereich des Isoliergefäßes 25 bzw. die Wand 26 weist bis in den Bereich des Halteflansches 28 einen Querschnitt 30 auf, der höchstens und unter Berücksichtigung eines Spalts zur Kokille 12 dem Öffnungsquerschnitt 14 der Kokille 12 entspricht. Demgegenüber weist der Halteflansch 28 einen Querschnitt auf, der den Öffnungsquerschnitt 14 zumindest teilweise überragt.The insulated vessel 25 For example, it consists of a thermally poorly conductive material and optionally additionally has a heating device, not shown. The exemplary only integrally formed Isoliergefäß 25 , which may preferably also be designed in several parts, is in the in the 1 to 5 illustrated embodiment sleeve-shaped with a radially encircling wall 26 formed and has in approximately in relation to the axial extent of the wall 26 middle region a radially outwardly projecting retaining flange 28 on. The retaining flange 28 can also be the attachment of the insulated vessel 25 on a lifting or holding device (not shown) serve. The mold 12 facing area of the isolation vessel 25 or the wall 26 points into the area of the retaining flange 28 a cross section 30 on, the maximum and taking into account a gap to the mold 12 the opening cross-section 14 the mold 12 equivalent. In contrast, the retaining flange 28 a cross section on the opening cross-section 14 at least partially surmounted.

Dadurch ist es möglich, dass entsprechend der 2 das Isoliergefäß 25 mit der dem Öffnungsquerschnitt 14 zugewandten Stirnseite 32 in den Öffnungsquerschnitt 14 der Kokille 12 axial eingeführt werden kann, bis der Halteflansch 28 auf der dem Halteflansch 28 zugewandten (oberen) Stirnfläche 34 der Kokille 12 aufsetzt. Während des Verbindens bzw. Einführens des Isoliergefäßes 25 in die Kokille 12 kann es vorgesehen sein, dass die Zufuhr von flüssigem Metall aus dem Tauchrohr 20 weiterhin stattfindet.This makes it possible that according to the 2 the insulated vessel 25 with the opening cross-section 14 facing end face 32 in the opening cross-section 14 the mold 12 can be inserted axially until the retaining flange 28 on the retaining flange 28 facing (upper) face 34 the mold 12 touches down. During the connection or insertion of the insulating vessel 25 in the mold 12 It may be provided that the supply of liquid metal from the dip tube 20 continues to take place.

Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich das Isoliergefäß 25 bereits während des normalen Gießvorgangs im Bereich oberhalb der Kokille 12. Es kann jedoch auch vorgesehen sein (nicht dargestellt), dass während des normalen Gießbetriebs sich das Isoliergefäß 25 außerhalb des Bereichs der Kokille 12 bzw. außer Deckung mit dem Öffnungsquerschnitt 14 der Kokille 12 befindet. In diesem Fall ist es möglich, über ein Anheben der Einrichtung 18 bzw. des Tauchrohrs 20 aus der Kokille 12 ein Positionieren des Isoliergefäßes 25 über dem Öffnungsquerschnitt 14 der Kokille 12 zu ermöglichen. Alternativ ist es möglich, das Tauchrohr 20 kurzzeitig vollständig zu entfernen. Anschließend wird die Zuführeinrichtung 18 bzw. das Tauchrohr 20 wieder in den Öffnungsquerschnitt 14 der Kokille 12 eingeführt bzw. abgesenkt, um flüssiges Metall zuführen zu können.In the in the 1 illustrated embodiment is the isolation vessel 25 already during the normal casting process in the area above the mold 12 , However, it may also be provided (not shown), that during the normal casting operation, the insulating vessel 25 outside the area of the mold 12 or out of alignment with the opening cross-section 14 the mold 12 located. In this case, it is possible to over a lifting of the device 18 or the dip tube 20 from the mold 12 a positioning of the insulating vessel 25 above the opening cross-section 14 the mold 12 to enable. Alternatively, it is possible the dip tube 20 completely removed for a short time. Subsequently, the feeder 18 or the dip tube 20 again in the opening cross-section 14 the mold 12 introduced or lowered to be able to supply liquid metal.

Nachdem das Isoliergefäß 25 mit seinem Halteflansch 28 auf der Stirnfläche 34 der Kokille 12 aufsitzt, ist es entsprechend der 3 vorgesehen, dass beispielhaft mittels zweier quer verschiebbarer Abdeckplatten 36, 38 die Oberseite des Halteflansches 28 derart beschwert wird, dass das Isoliergefäß 25 zwischen der Stirnfläche 34 der Kokille 12 und den beiden Abdeckplatten 36, 38 zur Vermeidung des Aufschwimmens axial fixiert bzw. positioniert ist.After the insulated vessel 25 with its retaining flange 28 on the face 34 the mold 12 is seated, it is according to the 3 provided that, for example by means of two transversely displaceable cover plates 36 . 38 the top of the retaining flange 28 so weighted that the insulated vessel 25 between the face 34 the mold 12 and the two cover plates 36 . 38 axially fixed or positioned to avoid floating.

Das Isoliergefäß 25 bildet in dem von dem Tauchrohr 20 nicht durchsetzten Bereich einen Speicherraum 40 aus. Dieser Speicherraum 40 wird entsprechend der Darstellung der 4 beim Gießende mit flüssigem Metall aus dem Tauchrohr 20 zumindest teilweise befüllt, bei dem in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel bis zu einem Füllpegel 42, der knapp unterhalb der Oberseite des Isoliergefäßes 25 verläuft. Durch das Befüllen des Isoliergefäßes 25 bzw. des Speicherraums 40 mit dem flüssigen Metall gelangt das flüssige Metall in unmittelbare Berührung mit der Oberseite des Gussblocks 1 bzw. bildet einen integralen, monolithischen Bestandteil des Gussblocks 1 aus. Über den auf der Kokille 12 abgewandten Seite offenen Querschnitt des Isoliergefäßes 25 ist es möglich, die Oberseite des Metallspiegels im Bereich des Isoliergefäßes 25 mit Hilfsmitteln, insbesondere mit exothermen Pulvern, abzudecken bzw. zu befüllen. Ebenso ist es denkbar, den offenen Querschnitt des Isoliergefäßes 25 zur besseren thermischen Isolierung mittels eines nicht dargestellten Abdeckelements, insbesondere in Form eines Deckels, der eine Durchgangsöffnung zum Durchführen des Tauchrohrs 20 aufweist, zu überdecken. Der Deckel kann gegebenenfalls nach Ende des Befüllens des Isoliergefäßes 25 und nach Entfernen des Tauchrohrs 20 als Vollabdeckung ausgeführt auf das Isoliergefäß 25 aufgesetzt werden.The insulated vessel 25 forms in the of the dip tube 20 not enforced area a storage space 40 out. This memory space 40 is according to the representation of 4 at the end of the casting with liquid metal from the dip tube 20 at least partially filled, in which in the 4 illustrated embodiment up to a filling level 42, just below the top of the insulating vessel 25 runs. By filling the insulated vessel 25 or the storage space 40 with the liquid metal, the liquid metal comes into direct contact with the top of the ingot 1 or forms an integral, monolithic component of the ingot 1 out. About the on the mold 12 opposite side open cross-section of the insulating vessel 25 It is possible, the top of the metal mirror in the area of the insulating vessel 25 with aids, especially with exothermic powders, cover or fill. It is also conceivable, the open cross-section of the insulating vessel 25 for better thermal insulation by means of a cover member, not shown, in particular in the form of a lid, which has a passage opening for passing through the dip tube 20 has to cover. The lid may optionally after the end of filling the Isoliergefäßes 25 and after removing the dip tube 20 as a full cover running on the insulated vessel 25 be put on.

Nach dem Befüllen des Speicherraums 40 des Isoliergefäßes 25, während dessen Zeitraum beispielsweise die Abzugsbewegung des Gussblocks 1 aus der Kokille 12 unterbrochen ist, wird anschließend das Tauchrohr 20 bzw. die Zuführeinrichtung 18 angehoben, bis sich diese außerhalb des Isoliergefäßes 25 befindet (5). In diesem Zustand erstarrt das in dem Speicherraum 40 bzw. dem Isoliergefäß 25 befindliche flüssige Metall.After filling the memory space 40 of the insulated vessel 25 During the period, for example, the deduction movement of the ingot 1 from the mold 12 is interrupted, then the dip tube 20 or the feeder 18 raised until this outside the isolation vessel 25 located ( 5 ). In this state, this solidifies in the storage space 40 or the insulated vessel 25 located liquid metal.

Anschließend kann es vorgesehen sein, dass nach der Entfernung der Abdeckplatten 36, 38 das Isoliergefäß 25 aus der Kokille 12 bzw. dem Öffnungsquerschnitt 14 der Kokille 12 angehoben und somit entfernt wird und der Gussblock 1 axial aus der Kokille 12 abgezogen wird.Subsequently, it may be provided that after the removal of the cover plates 36 . 38 the insulated vessel 25 from the mold 12 or the opening cross-section 14 the mold 12 lifted and thus removed and the ingot 1 axially out of the mold 12 is deducted.

In den 6 bis 9 ist eine abgewandelte Vorrichtung 10 bzw. ein abgewandeltes Isoliergefäß 25a dargestellt. Das Isoliergefäß 25a unterscheidet sich von dem Isoliergefäß 25 dadurch, dass es über seine gesamte axiale Erstreckung einen Querschnitt 30a aufweist, der dem Öffnungsquerschnitt 14 der Kokille 12 derart angepasst ist, dass ein vollständiges axiales Einführen des Isoliergefäßes 25a in den Öffnungsquerschnitt 14 der Kokille 12 ermöglicht wird. Darüber hinaus ist der Querschnitt 30a des Isoliergefäßes 25a dem (Innen-)Querschnitt der Kokille 12 derart angepasst, dass das Isoliergefäß 25a über die gesamte Länge der Kokille 12 durch die Kokille 12 gefördert werden kann.In the 6 to 9 is a modified device 10 or a modified insulating vessel 25a shown. The insulated vessel 25a is different from the insulated vessel 25 in that it has a cross-section over its entire axial extent 30a has, which the opening cross-section 14 the mold 12 adapted such that a complete axial insertion of the insulating vessel 25a in the opening cross-section 14 the mold 12 is possible. In addition, the cross section 30a of the insulated vessel 25a the (inner) cross section of the mold 12 adapted so that the insulated vessel 25a over the entire length of the mold 12 through the mold 12 can be promoted.

Die 6 und 7 zeigen den Einführvorgang des Isoliergefäßes 25a in den Öffnungsquerschnitt 14 der Kokille 12. Insbesondere ist erkennbar, dass auf der der Kokille 12 abgewandten Seite des Isoliergefäßes 25a dieses eine der Beschwerung dienende Abdeckplatte 44 mit einer Durchgangsöffnung 46 für das Tauchrohr 20 aufweist. Die Abdeckplatte 44 ermöglicht es insbesondere, dass entsprechend der Darstellung der 8 ein Aufschwimmen des Isoliergefäßes 25a insofern verhindert wird, als dass zumindest ein Teilbereich des Isoliergefäßes 25a auch während des Befüllens des Speicherraums 40 des Isoliergefäßes 25a über das Tauchrohr 20 sich innerhalb des Öffnungsquerschnitts 14 der Kokille 12 befindet. Nach dem Befüllen des Speicherraums 40 des Isoliergefäßes 25a wird entsprechend der Darstellung der 9 das Tauchrohr 20 aus dem Isoliergefäß 25a entfernt und entweder noch während des Erstarrungsprozesses des Gussblocks 1 bzw. des in dem Speicherraum 40 befindlichen flüssigen Metalls, oder aber anschließend der Gussblock 1 zusammen mit dem Isoliergefäß 25a in Richtung des Pfeils 48 aus der Kokille 12 abgezogen.The 6 and 7 show the insertion of the insulated vessel 25a in the opening cross-section 14 the mold 12 , In particular, it can be seen that on the mold 12 opposite side of the insulated vessel 25a this one of the weighting cover plate 44 with a passage opening 46 for the dip tube 20 having. The cover plate 44 makes it possible, in particular, that according to the illustration of 8th a floating of the insulated vessel 25a is prevented insofar as that at least a portion of the isolation vessel 25a also during the filling of the storage space 40 of the insulated vessel 25a over the dip tube 20 within the opening cross-section 14 the mold 12 located. After filling the memory space 40 of the insulating vessel 25a is according to the illustration of 9 the dip tube 20 from the insulated vessel 25a and either during the solidification process of the ingot 1 or of the liquid metal located in the storage space 40, or subsequently the ingot 1 together with the insulated vessel 25a in the direction of the arrow 48 from the mold 12 deducted.

Das soweit beschriebene Verfahren bzw. die soweit beschriebene Vorrichtung 10 können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.The method described so far or the device described so far 10 can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Gussblockingot
22: Bereich Area
1010: Vorrichtungcontraption
1212: Kokillemold
1414: ÖffnungsquerschnittOpening cross-section
1616: Doppelpfeildouble arrow
1818: Zuführeinrichtungfeeding
2020: Tauchrohrdip tube
2222: Verteilergefäßdistribution vessel
25, 25a25, 25a: Isoliergefäßvacuum flask
2626: Wandwall
2828: Halteflanschretaining flange
30, 30a30, 30a: Querschnittcross-section
3232: Stirnseitefront
3434: Stirnflächeface
3636: Abdeckplattecover
3838: Abdeckplattecover
4040: Speicherraumstorage space
4242: Füllpegelfilling level
4444: Abdeckplattecover
4646: DurchgangsöffnungThrough opening
4848: Pfeilarrow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2015/101553 A2 [0002]

Claims

Method for producing cast blocks (1), in which a molten metal is discharged via a feed device (18) into a downwardly open mold (12), wherein the solidified region of the cast block (1) is removed from the mold (12) during the casting process is, and being supplied to the end of pouring liquid metal to compensate for at least the shrinkage occurring during solidification, characterized in that for supplying the liquid metal against pouring a cross section of the ingot (1) preferably at least partially covering the insulating vessel (25; 25a) is in operative connection with the mold (12) is arranged, and that a of the insulating vessel (25; 25a) formed storage space (40) is filled with liquid metal, wherein the liquid metal of the ingot (1) on the said insulating vessel (25; 25a ) facing side at least partially, preferably at least almost completely covered.

Method according to Claim 1 , characterized in that the filling of the storage space (40) of the insulating vessel (25; 25a) via the feed device (18).

Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that until the solidification of the ingot (1) and the metal in the storage space (40) of the insulated vessel (25; 25a), the withdrawal movement of the ingot (1) is interrupted.

Method according to Claim 3 , characterized in that after the solidification of the metal, the insulating vessel (25) from the ingot (1) and possibly from the mold (12) is removed, and that subsequently the ingot (1) from the mold (12) is withdrawn, or that after solidification of the ingot (1) together with the insulating vessel (25a) from the mold (12) is withdrawn.

Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that during the solidification of the liquid metal of the ingot (1) together with the insulating vessel (25a) from the mold (12) is withdrawn.

Method according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that at least during the filling of the storage space (40) of the insulating vessel (25; 25a) with the liquid metal, the insulating vessel (25; 25a) with the mold (12) is firmly connected.

Method according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the storage space (40) of the insulated vessel additionally aids, in particular exothermic powder, is supplied.

Method according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that for bringing into operative connection of the insulating vessel (25; 25a) with the mold (12), the feed device (18) is temporarily removed from the region of the mold (12).

Method according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the insulating vessel (25; 25a) is introduced into the opening cross section (14) of the mold (12) with an end face facing the cast block (1).

Device (10) for carrying out a method according to one of Claims 1 to 9 comprising an insulating vessel (25; 25a) having a storage space (40) for receiving liquid metal, said insulating element (25; 25a) forming a passage for a liquid metal supply means (18), in particular in the direction of the Mold (12) raised and lowered dip tube (20).

Device after Claim 10 , characterized in that the one or more parts formed insulating vessel (25; 25a) is formed substantially sleeve-shaped.

Device after Claim 10 or 11 , characterized in that the insulating vessel (25; 25a) at least on the mold (12) side facing on a portion of its axial extent has a cross section which is smaller than the opening cross section (14) of the mold (12), so that the insulating vessel (25; 25a) is at least partially axially insertable into the opening cross-section (14) of the mold (12).

Device after Claim 11 , characterized in that the insulating vessel (25a) has over its entire axial extent a cross-section which is smaller than the opening cross-section (14) of the mold (12).

Device after Claim 11 , characterized in that the insulating vessel (25) has a radially from an outer wall (26) projecting flange portion (28), in the region of the insulating vessel (25) for forming an axial stop the opening cross section (14) of the mold (12) surmounted.

Device according to one of Claims 10 to 14 , characterized in that a cover (44) for at least partially covering the cross section of the insulating vessel (25a) on the mold (12) facing away from the side is provided.