DE1263994B

DE1263994B - Method and device for the vertical continuous casting of metallic hollow bodies in connection with a centrifugal casting process

Info

Publication number: DE1263994B
Application number: DEF24241A
Authority: DE
Inventors: Josef Froehling; Herbert Scholz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-10-24
Filing date: 1957-10-24
Publication date: 1968-03-21

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

B22dB22d

Deutsche Kl.: 31 b2 -11/00 German class: 31 b2 - 11/00

Nummer: 1263 994Number: 1263 994

Aktenzeichen F 24241VI a/31 b2File number F 24241VI a / 31 b2

Anmeldetag: 24. Oktober 1957 Filing date: October 24, 1957

Auslegetag: 21. März 1968Open date: March 21, 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum vertikalen Stranggießen von metallischen Hohlkörpern, insbesondere Rohren, mit zentraler, senkrecht fallender Zuführung des flüssigen Metalls in Verbindung mit einem Schleudergießverfahren, bei dem bekanntlich durch die Fliehkraft der Gießwerkstoff nach außen gedrückt wird.The invention relates to a method and an apparatus for the vertical continuous casting of metallic hollow bodies, in particular pipes, with a central, vertically falling supply of the liquid Metal in connection with a centrifugal casting process, in which, as is known, by centrifugal force the casting material is pressed outwards.

Es ist bekannt, Rohre im Stranggießverfahren oder im Schleudergießverfahren herzustellen. Beim Stranggießverfahren werden Hohlkörper dadurch hergestellt, daß man Metall in einen ringförmigen Spalt zwischen einer feststehenden Kokille und einem in dieser angeordneten Dorn eingießt. Beim Schleudergießverfahren wird das flüssige Metall bekanntlich gegen die Wand der Kokille geschleudert. Dabei kann, um die zum Schleudern erforderliche Fliehkraft zu erhalten, entweder die Kokille gedreht werden und die Metallzufuhr stehenbleiben, oder das Metall kann aus in der Kokille verdrehbar und verschiebbar angeordneten tassenförmigen Gießkörpern gegen die Wand der feststehenden Kokille geschleudert werden. Beide Verfahren weisen gewisse Nachteile auf, die durch die vorliegende Erfindung behoben werden sollen.It is known to manufacture tubes by the continuous casting process or by the centrifugal casting process. In the continuous casting process Hollow bodies are made by placing metal in an annular gap pours between a stationary mold and a mandrel arranged in this. In the centrifugal casting process the liquid metal is known to be thrown against the wall of the mold. Included In order to obtain the centrifugal force required for centrifugation, either the mold can be rotated and the metal supply stop, or the metal can be rotated and displaced in the mold arranged cup-shaped castings thrown against the wall of the fixed mold will. Both methods have certain disadvantages which are remedied by the present invention should be.

Zum Stranggießen von Rohren ist es beispielsweise erforderlich, eine Gießpfanne über dem Gießspalt rotieren zu lassen, wodurch das Metall lagenweise in Form einer Schraubenlinie in den Gießspalt gelangt, so daß die Gefahr besteht, daß das fertige Rohr eine ungleichmäßige Struktur besitzt. Es besteht jedoch der Vorteil, daß rohrförmige Hohlkörper mit theoretisch endloser Länge hergestellt werden können.For the continuous casting of pipes, for example, it is necessary to have a pouring ladle above the pouring gap to rotate, whereby the metal gets into the casting gap in layers in the form of a helix, so that there is a risk that the finished pipe will have an uneven structure. It does exist, however the advantage that tubular hollow bodies with theoretically endless lengths can be produced.

Beim Schleudergießen von Metallrohren besteht dieser Vorteil im allgemeinen nicht. Das Metall wird vielmehr bei den meisten Vorrichtungen gegen die Kokillenwand geschleudert, wo es erstarren muß, bevor es aus der Kokille herausgenommen werden kann. Es ist aber auch bekannt, Rohre im Schleudergießverfahren herzustellen und fortlaufend aus der an einem Ende offenen, etwa waagerecht liegenden Kokille abzuführen, da in diesem Fall durch die feststehende Gießleitung kontinuierlich flüssiges Metall zugeführt werden kann. Hierbei handelt es sich um ein Schleudergießverfahren mit der Möglichkeit, das gegossene Rohr kontinuierlich abzuführen. Es ergibt sich jedoch nicht der Vorteil, des echten Stranggießverfahrens, daß Rohrwandungen mit genauen Toleranzen und einer sauberen Innenfläche hergestellt werden können. Bei sämtlichen bekannten Schleudergießverfahren besteht außerdem der Nachteil, daß auf Grund der zum Schleudern verwendeten Fliehkraft die schweren Kristalle der Metallschmelze in Verfahren und Vorrichtung zum vertikalen
Stranggießen von metallischen Hohlkörpern in
Verbindung mit einem SchleudergießverfahrenThis advantage generally does not exist in the centrifugal casting of metal pipes. Rather, in most devices, the metal is thrown against the mold wall, where it must solidify before it can be removed from the mold. However, it is also known to manufacture tubes in the centrifugal casting process and to discharge them continuously from the mold, which is open at one end and which is approximately horizontal, since in this case liquid metal can be fed continuously through the fixed casting line. This is a centrifugal casting process with the possibility of continuously discharging the cast pipe. However, the real continuous casting process does not have the advantage that pipe walls can be produced with precise tolerances and a clean inner surface. In all known centrifugal casting processes there is also the disadvantage that, due to the centrifugal force used for centrifugation, the heavy crystals of the molten metal in the process and device for vertical
Continuous casting of metallic hollow bodies in
Connection with a centrifugal casting process

ίο Anmelder:ίο applicant:

Josef Fröhling,Josef Fröhling,

5902 Weidenau, Hindenburgstr. 53;
Herbert Scholz,
4000 Düsseldorf, Unterratherstr. 1855902 Weidenau, Hindenburgstr. 53;
Herbert Scholz,
4000 Düsseldorf, Unterratherstr. 185

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Josef Fröhling, 5902 Weidenau;
Herbert Scholz, 4000 DüsseldorfJosef Fröhling, 5902 Weidenau;
Herbert Scholz, 4000 Düsseldorf

den äußeren Bereich des gegossenen Hohlkörpers gelangen, während die leichteren Metalle an der Innenseite liegen bleiben. Der gegossene Hohlkörper besitzt deshalb über seinen Querschnitt im allgemeinen keine gleichmäßige Struktur.reach the outer area of the cast hollow body, while the lighter metals on the Stay on the inside. The cast hollow body therefore generally has over its cross section no uniform structure.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das bekannte Stranggießverfahren mit dem ebenfalls bekannten Schleudergießverfahren für metallische Hohlkörper in sinnvoller Weise zu kombinieren, so daß die Vorteile beider Verfahren ausgenutzt werden können, während die Nachteile derselben weitgehend vermieden werden.The object of the invention consists in the known continuous casting process with the likewise known Centrifugal casting process for metallic hollow bodies to combine in a meaningful way, so that the advantages of both methods can be exploited, while the disadvantages of the same largely be avoided.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, zum vertikalen Stranggießen von metallischen Hohlkörpern, insbesondere Rohren, mit zentraler, senkrecht fallender Zuführung des flüssigen Metalls in Verbindung mit einem Schleudergießverfahren das flüssige Metall während des Schleuderns zuerst in eine steigende und anschließend in eine fallende Gießrichtung umzuleiten. Hierdurch erreicht man, daß das zu vergießende flüssige Metall während des Schleuderns gut durchmischt und außerdem verdichtet wird, so daß sich die schwereren Kristalle auf Grund der zweifachen Umlenkung ihrer Bewegungsrichtung nicht ausschließlich an derTo solve this problem it is proposed according to the invention for vertical continuous casting of metallic hollow bodies, in particular pipes, with a central, vertically falling supply of the liquid metal in conjunction with a centrifugal casting process, the liquid metal during spinning first in a rising and then in a falling pouring direction. Through this one achieves that the liquid metal to be cast is well mixed during the spinning and also is compressed, so that the heavier crystals due to the double deflection of their Direction of movement not exclusively on the

809 519/525809 519/525

Außenseite der metallischen Hohlkörper absetzen, sondern sich vielmehr über deren Querschnitt gleichmäßig verteilen. Es lassen sich auf diese Weise Rohre herstellen, die weder auf der Außenseite noch auf der Innenseite nachgearbeitet werden müssen.The outside of the metallic hollow body settle, but rather spread out evenly over their cross-section to distribute. In this way, pipes can be produced that are neither on the outside nor on the inside must be reworked.

Zum Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung mit einem umlaufenden, tassenförmigen Kern vorgeschlagen, bei der Kern axial im Kopf der Stranggießkokille unter einem in der Kokillenachse-angeordneten Gießtrichter angeordnet ist. Das flüssige Metall wird auf Grund der Fliehkraft und des von oben nachdrückenden, nachgegossenen Metalls über die Kante des tassenförmigen Kernes geschleudert und gelangt entweder durch Einfluß der Schwerkraft oder zusätzlich durch das nachgeförderte flüssige Metall in den Gießspalt der Stranggießkokille. Um die zweimalige Umlenkung der Bewegungsrichtung des flüssigen Metalls, zu erreichen, ist das untere Ende des als Gießmittelzufuhr dienenden Gießtrichters unterhalb der oberen Kante des umlaufenden Kernes angeordnet. Dadurch muß das flüssige Metall vom tiefsten Punkt des tassenförmigen Kernes zunächst zu dessen oberer Kante hochsteigen und gelangt dann in den Gießspalt, -in dem es nach unten abgeführt wird.To carry out the method according to the invention, a device with a rotating, Cup-shaped core proposed with the core axially in the head of the continuous casting mold under an in the mold axis-arranged sprue is arranged. The liquid metal is due to the Centrifugal force and the from above pressing, after-poured metal over the edge of the cup-shaped Kernes thrown and gets either by the influence of gravity or additionally by the subsequently fed liquid metal into the casting gap of the continuous casting mold. To the two diversions the direction of movement of the liquid metal, to achieve is the lower end of the as casting agent supply Serving pouring funnel arranged below the upper edge of the circumferential core. This must the liquid metal from the lowest point of the cup-shaped core to its upper edge climb up and then get into the casting gap, -in which it is discharged downwards.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Kante des tassenförmigen Kernes nach unten umgebogen und in der Verlängerung der umgebogenen Kante ist die Außenseite des Gießdornes angeordnet. In diesem Fall wird das geschleuderte flüssige Metall zunächst nur durch die äußere feststehende Kokille nach dem Verlassen des tassenförmigen Kernes nach unten umgelenkt, wobei jedoch die Kokillenwandung etwa dem natürlichen Fluß des durch die Schwerkraft nach unten umgelenkten Metalls angepaßt ist.According to a further advantageous embodiment of the device according to the invention, the edge of the The cup-shaped core is bent downwards and in the extension of the bent edge is the Arranged outside of the casting mandrel. In this case, the thrown liquid metal is first only through the outer fixed mold after leaving the cup-shaped core downwards deflected, however, the mold wall approximately following the natural flow of the by gravity is adapted below deflected metal.

Nach einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Kern gleichzeitig als Dorn ausgebildet, wobei oberhalb des Domes eine ringförmige Kammer durch die feststehende Kokille gebildet wird. Diese Kammer dient zum Verdichten des geschleuderten Metalls. In der Seitenwand des als Dorn wirkenden Kernes können einzelne Öffnungen vorgesehen sein, durch die ständig flüssiges Metall in die Kammer geschleudert wird, wodurch der Stranggießdruck aufrechterhalten wird.According to another embodiment of the device according to the invention, the core is simultaneous designed as a mandrel, with an annular chamber above the dome through the stationary Mold is formed. This chamber is used to compact the thrown metal. In the side wall of the core acting as a mandrel, individual openings can be provided through which constantly liquid metal is thrown into the chamber, whereby the continuous casting pressure is maintained.

In der Zeichnung sind schematisch zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zum Ausführen des vorgeschlagenen Verfahrens dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing, two exemplary embodiments of one designed according to the invention are schematically shown Apparatus for carrying out the proposed method shown, namely shows

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Ausführungsform, Fig. 1 is a vertical section through an embodiment,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine zweite Ausführungsform undFig. 2 shows a vertical section through a second embodiment and

Fig. 3 eine Draufsicht auf den rotierenden Gießkörper aus F i g. 2.3 is a plan view of the rotating casting body from Fig. 2.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird in einen um seine senkrechte Achse rotierenden Gießtrichter 12 fortlaufend flüssiges Metall 13 einge^ gössen, welches durch Schlitze 15 am unteren Ende des Trichters 12 in einen mit diesem verbundenen tassenförmigen Kern 14 gelangt.In the embodiment according to FIG. 1, in a pouring funnel 12 rotating about its vertical axis continuously with liquid metal 13 poured, which through slots 15 at the lower end of the funnel 12 enters a cup-shaped core 14 connected to it.

Der Gießtrichter 12 ist zusammen mit dem tassenförmigen Kern 14 in einem Gehäuse 16 gelagert. Der im Querschnitt gewölbte Konturen aufweisende Kern 14 besitzt eine nach unten umgebogene obere Kante 17, über die das im Kern hochsteigende flüssige Metall nach außen gegen die einwärts gebogene Wand des Kopfes der feststehenden Stranggießkokille 18 geschleudert wird. An der Wand der Stranggießkokille 18 beginnt die Erstarrung des flüssigen Metalls, welches zur Bildung eines Rohres in dem zwischen der Innenwand der Stranggießkokille 18 und der Außenseite eines in Verlängerung der umgebogenen Kante 17 des- tassenförmigen Kernes 14 angeordneten Gießdornes 19 gebildeten Spalt nach unten abgeführt wird. Die Stranggießkokille 18 und der Gießdorn 19 sind gekühlt und führen das Rohr so lange, bis es sich verfestigt hat. Am unteren Ende kann die Wand der Stranggießkokille 18 nach außen konisch erweitert und der Gießdorn 19 nach innen konisch verengt sein, um die Entnahme des Rohres zu erleichtern.The sprue 12 is together with the cup-shaped Core 14 stored in a housing 16. The core, which has curved contours in cross section 14 has an upper edge 17 which is bent downwards and over which the liquid rising in the core Metal outwards against the inwardly curved wall of the head of the fixed continuous casting mold 18 is thrown. The solidification of the liquid begins on the wall of the continuous casting mold 18 Metal which is used to form a tube in the between the inner wall of the continuous casting mold 18 and the outside of a core which is in the form of a cup as an extension of the bent edge 17 14 arranged casting mandrel 19 formed gap is discharged downwards. The continuous casting mold 18 and the casting mandrel 19 are cooled and guide the pipe until it has solidified. At the bottom the wall of the continuous casting mold 18 can widen conically outwards and the casting mandrel 19 inwards be conically narrowed in order to facilitate the removal of the pipe.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird das flüssige Metall durch einen Gießtrichter 20 in einen rotierenden tassenförmigen Kern 21 eingeführt. Aus dem Kern 21 gelangt das flüssige Metall durch öffnungen 22 in der Seitenwand des tassenförmigen Kernes 21 in eine im Kopf der feststehenden Stranggießkokille 23 befindliche ringförmige Kammer 24, von wo es senkrecht nach unten durch einen Gießspalt 25 abgeführt wird. Der Gießspalt 25 wird dabei außen von der feststehenden Stranggießkokille 23 und innen durch den gleichzeitig als Gießdorn wh> kenden rotierenden tassenförmigen Kern 21 begrenzt.In the embodiment of FIG. 2, the liquid metal is through a pouring funnel 20 into a rotating cup-shaped core 21 introduced. The liquid metal passes out of the core 21 through openings 22 in the side wall of the cup-shaped core 21 in a head of the fixed continuous casting mold 23 located annular chamber 24, from where it is discharged vertically downward through a pouring gap 25. The pouring gap 25 is thereby on the outside of the fixed continuous casting mold 23 and on the inside by the at the same time as a casting mandrel wh> Kenden rotating cup-shaped core 21 limited.

Aus F i g. 3 ist ersichtlich, wie das flüssige Metall aus dem tassenförmigen Kern 21 durch Öffnungen 22 in seiner Seitenwand in die ringförmige Kammer 24 gelangt.From Fig. 3 it can be seen how the liquid metal from the cup-shaped core 21 through openings 22 enters the annular chamber 24 in its side wall.

Es ist erkennbar, daß die vorgeschlagene Vorrichtung sehr einfach aufgebaut ist und nur geringe umlaufende Massen aufweist. Dementsprechend kann der Antrieb leicht und einfach ausgeführt sein. Die hergestellten Hohlkörper können als Rohre verwendet oder auch durch Aufschlitzen zu Bändern weitern verarbeitet werden.It can be seen that the proposed device has a very simple structure and only slight circumferentials Has masses. Accordingly, the drive can be made light and simple. the The hollow bodies produced can be used as tubes or can be expanded into strips by slitting are processed.

Claims

Patent claims:

1. Process for the vertical continuous casting of metallic hollow bodies, in particular pipes, with a central, vertically falling supply of the metal in connection with a centrifugal casting process, characterized in that the liquid metal during the spinning first in a rising and then in a falling pouring direction is directed.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1 with a circumferential, cup-shaped Core, characterized in that the core (14, 21) is axially in the head of the continuous casting mold (18, 23) is arranged under a pouring funnel (12, 20) arranged in the mold axis.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the lower end of the pouring funnel (12, 20) is arranged below the upper edge of the circumferential core.

4. Device according to one of claims 2 or 3, characterized in that the edge (17) of the cup-shaped core (14) downwards is bent and in the extension of the bent edge (17) the outside of the casting mandrel (19) is arranged.

5. Device according to one of claims 2 or 3, characterized in that the core

(21) is designed at the same time as a dome, with an annular chamber above the dome (24) is formed by the fixed mold (23).

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that in the side wall of the dome Acting core (21) individual openings (22) are provided.

Considered publications:

German patent specifications No. 429217, 531839, 862484;

British Patent No. 22708/1895; French Patent No. 615,841; U.S. Patent Nos. 2285308, 2408514;

Schwarzmaier, "Stranggießen", 1957, pp. And 160.

1 sheet of drawings