DE1065576B - Einrichtung zum kontinuierlichen Gießen von Metall - Google Patents

Description

DEUTSCHES

kl. 31 e 21

IKTEBNAT. KL. B 22 (S

PATENTAMT

B27033VI/31C

ANMELDETAG: 14. A U G U S T 1953

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 17. SEPTEMBE&1959

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum kontinuierlichen Gießen von Metall, bei 'der Vorsorge getroffen ist, daß das zu gießende geschmolzene Metall in der Zeitspanne bis zum Guß in 'gießfähigem Zustand gehalten wird.

Bei kontinuierlichen Gießverfahren wird geschmolzenes Metall von einer kippbaren Gießpfanne in eine am Ende offene Farm gegossen, die wassergekühlt ist und bei deren Passieren das Metall erstarrt und fortlaufend aus dem anderen Ende der Form durch Klemmrollen od. dgl. abgezogen wird. Das Gießen, das Abziehen, die Formlänge und die Kühlung werden sorgfältigst aufeinander für jadien einzelnen Gießprozeß abgestimmt, um sicherzustellen, diaß das geschmolzene Metall während des Durchgangs durch die Form tatsächlich ausreichend erstarrt.

Die Form steht im allgemeinen aufrecht. Das 'geschmolzene Metall kann entweder direkt aus der Gießpfanne in die Form gegossen werden öder aber vorzugsweise beim,kontinuierlichen Gießen von Stahl in eine Zwiscihenwanne, die unter einem gewiesen, konstanten Winkel zu der Achse der Form geneigt ist. Dar gegossene Strang wird in geeignete Längen geschnitten, sobald er abgezogen wird, und zwar mit Hilfe von flfegeniden Scheren:, fahrbaren Sägen, Schneidbrennern od. dgl. Beim kontinuierlichen Gießen von Metall tritt eine ganze Anzahl von Problemen auf. Um die vollen ökonomischen Vorteile des Verfahrens zu erhalten, ist es notwendig, daß die vorhandene Kapazität der Schmelzofen auch in vollem Umfange ausgenutzt wird, um einen kontinuierlichen Nachschub an geschmolzenem Metall zu dien Gießeinheiten zu gewährleisten.

Um erfolgreich kontinuierlich gießen zu können, muß das Gießgut homogen sein. Ferner muß die Temperatur auf gleicher Höhe gehalten werden.

Den vorstehenden Förderungen steht unter anderem die Tatsache entgegen, daß das Metall chargenweise geschmolzen wird, während das Gießen des Metalls kontinuierlich erfolgen soll. Es ist sehr schwer, wenn nicht sogar unmöglich, in der Praxis das Abstechen der einzelnen Schmelzöfen so abzupassen, daß eine Gießpfanne mit frischem Gießgut zu dem genauen Zeitpunkt zur Verfügung· steht, an dem sie in der Gießerei benötigt wird. Das Problem tritt bei gewerbliehen. Anlagen besonders dann in Erscheinung, wenn die individuelle Ofenkapazität nicht auf die kontinuierliche Kapazität der Gießeinheit oder des Zubehörs abgestimmt ist, also da, wo nur eine oder mehrere Gießeinheiten vorhanden sind bei einer Anlage, die so aber genügend Schmelzofenkapazität zur Verfügung hat. Zusätzlich ist es noch wünschenswert, das Gießgut nicht nur in der Wartezeit, sondern auch während des Gießens zu rühren, um Seigerungen zu vermeiden.

Einrichtung zum kontinuierlichen Gießen von Metall

Anmelder:

The Babcock & Wilcox Company, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. F. Weickmann

und Dr.-Ing. A. Weickmann, Patentanwälte,

München 2, Brunnstr. 8/9

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 14. August 1952

Isaac Harter jun., Beaver, Pa. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

Gemäß der Erfindung ist bei einer Einrichtung zum kontinuierlichen Gießen von Metall, bestehend aus Metallschmelzöfen; mit transportablen: Gießpfannen und Haltegestellen für die Gießpfannen, Gießständen sowie Stranggießformen, wobei die Zahl der Schmelzöfen die Zahl der Gießstände mit S tranggieß formen überschreitet, für das Gießgut am Haltegestell eine Rühreinrichtung vorgesehen.

In den Fig. 1 bis 5 ist eine Einrichtung nach der Erfindung dargestellt.

Fig, 1 zeigt einen seitlichen Aufriß eines Haltegestells bzw. eines Gießstandes, wobei gewisse Teile des ■ die Elektrode tragenden Aufbau's zwecks "besserer Übersichtlichkeit der Darstellung weggelassen sind;

Fig. 2 zeigt einen frontalen Ausschnitt aus dem die Elektroden der Einheit nach Fig. 1 tragenden'Auf bau;

Fig. 3 zeigt einen sekrechten Längsschnitt durch eine Gießpfanne, die in einem Gießstand steht, wobei auch hier bedeutungslose Teile weggelassen sind;

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt nach 10-10 der Fig. 3, und zwar senkrecht zu deren Zeichenebenie;

Fig. 5 zeigt schließlich einen Ausschnitt nach 11-il der Fig. 4.

In den Figuren ist mit 20 die Gießpfanne bezeichnet, die auf einem Haltegestell untergebracht ist. Hailteges-teLl und Gießstand weisen die gleiche Konstruktion auf, jedoch fehlt bei den Haltegestellen: der Kippmechanismus, der bei den Gießstäniden naturgemäß vorhanden sein muß.

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Jeder der Gießstände hat ein Gestell bzw. eine Wiege, die allgemein mit 60 bezeichnet und neigbar auf einem Wagen montiert ist, wie den Wagen 31, der Achsen 61 hat, auf denen Räder 62 sitzen. Die obere Fläche des Wagens 31 nahe dem vorderen Ende trägt ein Paar in seitlichem Abstand angeordneter Ständer 63, die an ihren oberen Enden .Lager haben für die Zapfen 64.an dem Gestell 60. Die Achse der Zapfen 64 fällt, wie weiter umten ausführlich auseinandergesetzt ist, mit einer Mittellinie zusammen, die durch die Gießöffnungen der Gießpfanne 20 hindurchgeht.

An dem hinteren Ende des Wagens ist ein Paar Lager 66 angebracht, deren jedes eine im wesentlichen senkrechte Spindel 65 trägt. Die Spindeln werden gemeinsam durch einen Motor 69 gedreht über ein Untersetzungsgetriebe 67, das eine Querwelle 68 antreibt, die die Kippachse für die Spindeln 65 bildet. An jedem Lager 66 ist eine Querwelle durch einen geeigneten Trieb in einem Gehäuse 71 mit einer Schneckenwelle 72 verbuiwien-, die in ein Schneckenrad ao eingreift an 'der dazugehörigen· Spindel 65. Die Schneckenräder sitzen auf den Spindeln 65 und befinden sich in. den Gehäusen 73.

Auf jeder Spindel sitzt eine hin- und hergehende Mutter 75, welche Zapfen 74 hat, die in Lappen 76 greifen, die wiederum in Verbindung stehen mit den Seitenwänden 77 des Gestells 66. Wenn die Spindeln 65 in einem Sinne gedreht werden, daß die Muttern 75 aufwärts gehen, so wird das Gestell 60, das die Gießpfanne 20 trägt, geneigt, und zwar um eine Achse, die quer durch die Ausgießöffnung der Gießpfanne geht, wie dies in strichpunktierten Linien in Fig. 3 angedeutet ist. Der Boden 78 des Gestells trägt die Einrichtung 80 für das rotierende Rührfeld und seinen Treibmechanismus. Die Dreheinriahtung 80 wird mit verhältnismäßig langsamer Geschwindigkeit durch einen Motor 81 gedreht, und zwar über ein Untersetzungsgetriebe 82, ein Zahnrad 83, eine Kette 84 und ein angetriebenes Kettenrad 86, das den Induktor dreht. Um eine angemessene Kühlung der Einrichtung 80 zu bekommen, ist ein Kühlventilatar axial mit ihr verbunden und wird durch einen geeigneten Antriebsmechanismus, der ein Zahnrad 87, eine Kette 88 und ein Antriebskettenrad 89 enthält, auf eine hohe Drehzahl angetrieben.

Das Gestell 60 trägt ebenfalls einen Deckel für die Gießpfanne 20 und einen Mechahisrrius zum Halten und¹ Einstellen der Heizelektroden. Der Deckel für die Gießpfanne kann entweder auf der Gießpfanne befestigt oider aber abnehmbar gemacht sein. Bei der in den Zeichnungen dargestellten Ausführung ist der Deckel abnehmbar. Zu diesem Zweck tragen senkrecht untereinander an der einen Seite der Wandung 77 des Gestells 60 angeordnete Ausleger 91 und 92 eine Welle 93, die an ihrem oberen Ende einen Trägerarm 95 trägt, der sich radial von rückwärts von der Säule 93 in die geschlossene Stellung des Deckels 94 bewegen läßt. Die obere Fläche 96 des Armes 95 ist in einem Winkel zur Horizontalen geneigt. Dieser Winkel hat die gleiche Neigung wie die Berührungsfläche zwisehen Gießpfanne 20 und Deckel 94. Ein Paar Masten 97 ragen senkrecht aus der Oberfläche 96 heraus, wie dies aus Fig. 2 zu ersehen ist. Jeder Mast 97 trägt ein Gleitstück 98 mit einem seitlich herausragenden Arm 101, der an der einen der Elektroden 100 befestigt ist 6s und die durch geeignete öffnung am Deckel 94 hervorstehen. An jedem Arm 101 ist eine Sammelschiene 102 angeklemmt, um den Strom zu der zugehörigen Elektrode zu leiten. Die oberen Enden der Masten 97 tragen gemeinsam eine Plattform 103 (Fig. 1 und 2), 7» auf der Motoren 104 sitzen, von denen jeder durch Untersetzungsgetriebe 106 eine Winde 107 antreibt. Jede Winde hat ein Seil 108, das an dem die Elektrode tragenden Arm 101 befestigt ist. Hierdurch können die Elektroden zu dem Deckel 94 und di'e Gießpfanne 20 hin bewegt bzw. zurückgezogen werden. Wenn die gefüllte Gießpfanne 20 sich auf einem Gießstand befindet, so nehmen die Teile, soweit sie beschrieben sind, die in den Fig. 1 und 3 gezeichnete Stellung ein, in der der Deckel 94 die Gießpfanne abdeckt. Um Metall von der Gießpfanne 20 zu gießen, wird der Antrieb für die Schrauben 65 in Tätigkeit gesetzt, so daß diese Spindeln sich in einer Richtung drehen, daß die Muttern 75 an den Spindeln nach oben gehen. Hierdurch wird das Gestell und der davon getragene Mechanismus einschließlich dem Induktor 80, Masten 97 und Elektroden 100 geneigt. Infolgedessen können Heizen und Rühren des geschmolzenen Metalls auch während des eigentlichen Gieß Vorganges aufrechterhalten bleiben. Wenn die Gießpfanne 20 leer ist, werden die Teile aus der strichpunktiert gezeichneten Stellung der Fig. 3 in die voll ausgezogene Stellung zurückgebracht, und die Winden 107 kommen in Tätigkeit, um die Elektroden 100 z.u der oder über die Trennlinie zwischen Gießpfanne 20 und Deckel 94 zurückzuziehen. Der Arm 96 wird dann um die Achse der Säule 93 geschwungen., um den Deckel nach der einen¹ Seite der Gießpfanne zu bringen und um die Gießpfanne frei zu machen, daß die Kranhaken, die Zapfen fassen können, so daß die Gießpfanne von dem Gestell abgehoben und eine neue Gießpfanne eingesetzt werden kann. Der Arm 96 wird dann wieder herumgeschwungen, um den Deckel 94 auf die gefüllte Gießpfanne zu setzen, und die Winden 107 werden betätigt, damit die Elektroden 100 wieder in die Lichtbogenstellung kommen.

Die Gießpfanne 20 hat eine innere Auskleidung 120, die von einem metallischen Gehäuse getragen ist, bestehend aus einer Grundfläche und einer Seitenumhüllung. Die Seitenwände des Gehäuses umfassen einen untere Teil 121 aus vorzugsweise nichtmagnetischem Material und einen oberen Abschnitt 122, der entweder aus nicihtmagnetischern oder aber magnetischem Material bestehen kann. Der Boden enthält eine Anzahl im Abstand voneinander angeordneter paralleler Stäbe 125 aus nichtmagnetischem Material, die an den Enden befestigt und elektrisch isoliert sind gegenüber der unteren Kante des nichtmagnetisehen Abschnittes 121. Diese im Abstand voneinander angebrachten Stäbe mit ihrer elektrisch isolierenden Verbindung zu dem nichtmagnetischen Abschnitt 121, die wiederum vorzugsweise magnetisch getrennt ist von dem oberen Teil 122, unterbrechen den magnetischen und elektrischen Kreis des unteren Tragarmes für die hitzebeständ'ige Auskleidung 120. Dadurch wird nahezu der ganze Effekt des langsam rotierenden Feldes, das durch die Vorrichtung 80 erzeugt wird, auf das geschmolzene Metall konzentriert, und nur ein kleiner Teil dieses Feldes, wenn überhaupt., wird in dem Tragarmwerk wirksam. Daher wird der Wirkungsgrad des Feldes der Anordnung 80 auf das geschmolzene Metall größer und der Rühreffekt im Gießgut wirksamer. Um ferner die Bewegung des Metalls zu vergrößern, wird die feuersichere Auskleidung abgeflacht, wie dies bei 127 der Fall ist, und zwar vorwärts und aufwärts nach der geneigten Frontfllche 128.

Die Gießöffnung 130 liegt am oberen Rand der Frontfläche 128 und wird durch diese Wandungsfläche und durch eine überhängende Lippe oder einen Sims 131 gebildet, die bzw. der durch ein Raiunenwerk 132

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getragen wird. Die innere untere Kante des Simses 131 trägt einem metallischen Kasten, Leitung oder Sturz 135, durch den eine Kühlflüssigkeit zirkuliert. Dieset Sturz wirkt infolge seines Kühleffektes auf die Schlacke, die oben auf dtem geschmolzenen Material schwimmt, als Schlackenfaille und verhindert, daß Schlacke während des Gießens in die Gießöffnung 130 gelangt. Die äußere schräge Fronitfläehe 128 ist ein wichtiger Teil der Gießpfanne 20, da ihre Neigung mit dem Winkel de/Elektroden 100 so abgestimmt ist, daß die den Lichbogen tragenden Enden der Elektroden, an der Oberfläche des Flüssigkeitsbades bleiben, selbst wenn die Gießpfanne gekippt wind, um das Metall auszugießen. Der genaue Elektrodeniwinkel ist sichergestellt durch die rückwärtige Neigung des Deckels 94. Bei Aufreohterhaltung des Bogen« an der Oberfläche des Flüssigkeitsbades währenddes Gießens wirkt das Blasen des Bogens als ein Damm, der eine weitere Bewegung der Schlacke nach der Gießöffnung 130 verhindert, besonders wenn der Lichtbogen ein einphasiger Wechselstrombogen ist. Der Deckel 94 besteht aus feuerfestem Material; er wird von einem ring-form igen Rahmen 110 getragen und hat an seiner Unterseite eine Abflachung 111, die auf eine entsprechende Abflachung der Oberfläche 134 der Gießpfanne 20 paßt, so daß ein, dichter Verschluß bewirkt wird. Die Gießpfanne 20 hat ein Paar Kippzapfen 24, und zwar an jeder Seite einen, mit deren Hilfe die Gießpfanne von dem Gestell 60 abgehoben werden kann. Ein Sattel 140 mit einem im wesentlichen kanalförmigen Querschnitt umgreift die Gießpfanne, die Seitenteile 141 und ein querliegendes Bogenglied 142 besitzt. Die Seitenteile 141 haben Trage- oder Führungsplatten 143 (Fig. 5), die, wenn die Gießpfanne 20 in das Gestell 60 eingesetzt wird, darin gleiten und die Führungskanäle 145 berühren, die sich senkrecht längs der Seitenwände des Gestells 60 erstrecken. Das Zusammenarbeiten der Einsattelung-140 mit den Kanälen 145 gewährleistet die saubere Lage der Gießpfanne 20 in bezug auf das Gestell 60. Geeignete, abnehmbare Aufnahmemittel, wie einstellbare P'fosten usw. (nicht dargestellt), können zusammen mit den Kanälen 145 vorgesehen sein, um zu erreichen, daß die Einsattelung 140 die Gießpfanne 20 sicher in dem Gestell 60 hält. Das Gewicht der Gießpfanne 20 wird durch geeignete horizontale Vorsprünge (wie bei 146) aufgenommen, wenn die Gießpfanne an dem Gestell 60 sitzt. Diese Teile 146 liegen auf entsprechenden Vorsprüngen 147, die fest an dem Gestell 60 angebracht sind. Das vorliegende Ausführungsbeispiel, das im einzelnen1 beschrieben und dargestellt wurde, stellt eine ίο der möglichen Lösungisformen dar. Selbstverständlich können auch andere Ausführungen verwendet werden, ohne dadurch von dem ursprünglichen Erfindungsgedanken abzuweichen. Patentansprüche:

1. Einrichtung zum kontinuierlichen Gießen von Metall, bestehend aus Metallschmelzöfen mit transportablen Gießpfannen und Haltegestellen für die Gießpfannen, Gießständen sowie Stranggieß-

ao formen, wobei die Zahl der Schmelzöfen die Zahl der Gießstände mit Stranggieß formen überschreitet, gekennzeichnet durch eine Rühreinrichtung für das Gießgut am Haltegestell.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Heizvorrichtung für das Gießgut am Haltegestell und'/oder Gießstand, vorzugsweise eine Lichtbogenheizung.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, gekennzeichnet durch eine induktive Rühreinrichtung am Haltegestell und/oder Gießstand, durch die ein bewegliches elektrisches Feld im Gießgut wirksam wird, wenn die Gießpfanne sich auf döm Gestell befindet.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und/oder folgenden, 'gekennzeichnet durch eine zur Aufnahme der Gießpfanne geeignete Kippvorrichtung am Gießstawd, die die Einrichtung zum Rühren des geschmolzenen Metalls trägt.

In Betracht gezogene Druckschriften.: '

Deutsche Patentschrift Nr. 888 922;

deutsche Patentanmeldung 13729 VI/3Ic (bekanntgemacht am 21. 5. 19S2);

Stahl und Eisen, 1947, S. 11, Bild 3;
Aluminium Archiv, Bd. 16, S. 35, Abb. 95 a.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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