DE1483638B2 - Verfahren und Maschine zum Strang gießen von Metallen - Google Patents
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Description
3 4
auch etwas erhöhte Wände besitzen, die an das Ab- F i g. 1 ist eine Skizze einer erfindungsgemäßen
deckband dicht anschließen; das ermöglicht, den Me- Stranggießmaschine in Seitenansicht;
tallspiegel in der Gießrinne etwas höher als den F i g. 2 zeigt in einem größeren Maßstab und im
höchsten Punkt der Wände der Ausnehmung zu hai- Längsschnitt das Eingußsystem der in F i g. 1 darge-
ten, so daß er mit dem Abdeckband in Kontakt s stellten Stranggießmaschine;
kommt, bevor dieses das Gießrad berührt. F i g. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie B-B der
Bei Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens Fig. 1;
wird der Metallspiegel in der Gießrinne mittels einer Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach Linie A-A der
an sich bekannten Vorrichtung auf konstanter Höhe Fig. 1.
gehalten, so daß auch der Metallspiegel des Sumpfes io Die erfindungsgemäße Stranggießmaschine weist
automatisch eine konstante Höhe erhält. Es ist also ein Gießrad 1 auf, dessen Kranz eine nach außen of-
nicht mehr notwendig, wie bei den bekannten Ver- fene Ausnehmung 2 aufweist. Die Ausnehmung 2 ist
fahren, im Sumpf selbst eine den Verlauf der Erstar- auf einem Teil des Gießradumfanges durch ein
rung störende Reguliervorrichtung einzutauchen. Als Deckband 3 gedeckt, wodurch der Gießformhohl-
Niveauregulierungsvorrichtung in der Gießrinne 15 raum 4 gebildet wird. Am oberen Teil des Gießra-
kann z.B. ein Schwimmer verwendet werden. Es ist des 1 wird flüssiges Metall durch eine Gießrinne5 in
auch möglich, die Metallspiegelhöhe durch Kapazi- den Gießformhohlraum 4 geführt; der erzeugte
tätsmessung zu bestimmen. Strang 6 verläßt das Gießrad an dessen unterem Teil
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung des erfin- und wird in bekannter Weise weiter transportiert und
dungsgemäßen Verfahrens erstreckt sich der Sumpf ao bearbeitet. Das Deckband 3 ist durch die Umlenkrä-
über beide Seiten des Gießradscheitels. Die Speisung der 7, 8, 9, 10 in einer endlosen Umlaufbahn geführt,
erfolgt durch die Gießrinne vor dem Scheitel des Das Gießrad 1 wird von innen durch fließendes Was-
Gießrades (in dessen Drehsinn gesehen). Auf der an- ser und das Deckband 3 von außen durch Brausen 11
deren Seite des Scheitels ist der Sumpf durch die Er- gekühlt.
starrungsfront begrenzt. Die Lage dieser Front wird 25 Die Ausnehmung 2 kann im Querschnitt eine be-
durch die Einstellung der Kühlung des Gießrades be- liebige Form aufweisen. Sie ist aber vorzugsweise im
stimmt. wesentlichen U-förmig und ihre Seitenwände sind
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird fer- nach außen abgeschrägt, damit das Herausnehmen
ner der Sumpf so ausgebildet, daß die Oberfläche des des Stranges erleichtert wird. Das Deckband, zweckfreien
Metallspiegels gegenüber der Tiefe des Sump- 30 mäßigerweise ein Stahlband, ist vorzugsweise durch
fes groß ist. Dieser bekommt somit eine größere Puf- das Gießrad angetrieben und läuft somit synchron
ferwirkung und ist fähig, die trotz der vorgenomme- mit dem Gießradkranz.
nen automatischen Regulierung der Metallspiegel- Das Umlenkrad 7 befindet sich auf dem Scheitel
höhe in der Gießrinne unvermeidbaren kleinen Ab- des Gießrades und preßt das Deckband 3 gegen die-
weichungen der Zuführung des geschmolzenen Me- 35 ses Rad. Der Eintritt des Gießformhohlraumes 11 ist
tails aufzunehmen, ohne die Erstarrungsgeschwindig- somit waagerecht. Die Geschwindigkeit und die Küh-
keit praktisch zu beeinflussen. lung des Gießrades einerseits und die Metallzufuhr
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet also den anderseits sind so aufeinander abgestimmt, daß die
Vorteil, daß der Strom des geschmolzenen Metalls Erstarrungsfront während des Gießvorganges am
mit einem regelmäßigen gefällelosen Fluß von der 40 gleichen Ort bleibt, vorzugsweise in der Nähe des
Gießrinne in den Sumpf übergeführt wird. Dadurch Gießradscheitels.
wird das Metall über die ganze Breite der Ausneh- Die Speisung der Stranggießmaschine erfolgt
mung einheitlich verteilt und fließt ohne Wirbelströ- durch die Gießrinne 5, deren vorderer Teil im Quer-
mung bis an die Erstarrungsfront. Gleichzeitig wird schnitt genau dem Querschnitt der Ausnehmung 2
auch die Bildung und das Mitreißen von Oxidhäut- 45 angepaßt ist und sich vor dem Scheitel des Gießrades
chen wirkungsvoll und in einfacher Weise verhindert. auf den Boden der Ausnehmung dichtend abstützt.
Die Gießrinne kann, wie gesagt, so weit geführt Das Metall kommt von einem Vorratsbehälter durch
werden, daß sie mit ihrem vorderen Teil das Abdeck- die Verbindungsrinne 12 über einen Schwimmer 13
band berührt; es kann aber auch zwischen beiden in die Gießrinne 5. Die Gießrinne 5 liegt im wesentli-
ein kleiner Abstand gelassen werden. 5° chen waagerecht. Sie ist an ihrem hinteren Teil durch
Die Erfindung betrifft ferner eine Stranggießma- eine parallel zu derjenigen des Gießrades liegenden
schine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Achse 14 schwenkbar gelagert und ihr als Ausguß
Verfahrens. ausgebildeter vorderer Teil ruht auf dem Gießkranz.
Diese Maschine besteht im wesentlichen aus einem Die Gießrinne mündet in der Ausnehmung vor
drehbaren Gießrad mit einer nach außen offenen 55 dem Gießradscheitel ein, und das Metall strömt bei
Ausnehmung, die mit einem über einen Teil des Rad- seinem Ausfließen aus der Gießrinne dem Gefälle
umfanges mitlaufenden Band einen Formhohlraum des Gießrades entgegen. Es ist aber auch möglich,
mit offenen Enden bildet, und zeichnet sich dadurch das Vorderende der Gießrinne weiter bis über den
aus, daß das Deckband am Eintritt des Formhohl- Scheitel des Bodens der Ausnehmung zu führen, im-
raumes durch ein Umlenkrad oder eine Umlenkrolle 60 mer aber unter der Voraussetzung, daß der Metall-
mindestens annähernd auf den Scheitel des Gießra- spiegel des Sumpfes höher liegt als der Boden der
des gedrückt ist, und die Gießrinne für die Zufüh- Ausnehmung. In beiden Fällen sind die Fugen zwi-
rung des flüssigen Metalls an ihrem hinteren Teil um sehen dem Ausguß der Gießrinne 5 und der Ausneh-
eine horizontale Achse schwenkbar gelagert ist und mung 2 einem metallostatischen Druck ausgesetzt
mit ihrem vorderen Teil dichtend auf dem Boden 65 und müssen gut abgedichtet sein. Der Schnabel 15
und an den Wänden der Ausnehmung aufliegt. der Gießrinne muß also aus einem Werkstoff herge-
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher stellt werden, der die gewünschte Dichtung sichert
erläutert. und kann, wie dargestellt, als angesetztes Stück aus-
gebildet sein. Die ganze Gießrinne kann aber auch einstückig ausgebildet werden. Wenn die Gießrinne
aus ungenügend dichtendem Werkstoff hergestellt ist, ist es möglich, die Auflagefläche des Schnabels auf
dem Gießrad noch mit einem dichtenden Überzug zu versehen.
Der Ausguß muß gegen das Gießrad bzw. gegen die Ausnehmung gepreßt sein, was bereits durch das
Eigengewicht der Gießrinne 5 und das Gewicht des in der Gießrinne befindlichen geschmolzenen Metalls
geschieht. Es ist jedoch zweckmäßig und oft notwendig, eine zusätzliche Anpreßkraft auszuüben, was
z. B. mit einem durch Hydraulik oder Druckluft betriebenen Kolben 16, mit einer Feder oder einem angehängten
Gewicht erfolgen kann. Die schwenkbare Lagerung der Gießrinne 5 auf der Achse 14 bietet
den Vorteil, daß Unregelmäßigkeiten oder durch thermische Einwirkungen verursachte Variationen
des Gießraddurchmessers automatisch durch entsprechendes Schwenken der Gießrinne ausgeglichen werden.
Dabei ist es auch zweckmäßig, die Achse 14 am hintersten Teil der Gießrinne anzubringen, damit die
Amplituden dieser Schwenkungen der Gießrinne gering bleiben.
Der Ausguß der Gießrinne läuft in die Ausnehmung aus. Der Übergang ist noch dadurch gemildert,
daß der Ausguß in Gießrichtung vorzugsweise vor dem Gießradscheitel liegt, so daß die geringe Steigung
des Bodens der Ausnehmung bis zum Scheitel der auslaufenden Schwelle des Ausgusses entgegenwirkt.
Das Metall fällt nicht in einen freien dünnen Fluß auf den Boden der Ausnehmung, wie in den bekannten
Vorrichtungen, sondern strömt waagerecht in einem ruhigen, regelmäßigen Fluß ohne Wirbelbildung
vom Ausguß der Gießrinne bis zur Erstarrungsfront, weil praktisch keine Einschnürung seiner
Stromlinien vorkommt, wie aus den F i g. 3 und 4 besonders hervorgeht.
Es kann dienlich sein, am Ausguß der Gießrinne 5 eine Abstreifleiste 17 anzuordnen, um das Mitreißen
der oberflächlichen Oxidhaut der in der Gießrinne befindlichen Schmelze in den Sumpf zu verunmöglichen.
Diese Abstreifleiste befindet sich vorzugsweise dicht am Deckband 3, damit die Oxidhaut unmittelbar
vor dem Eintritt des Metalls in die Gießform zurückgehalten wird. Somit ist eine Reoxidation der
Schmelze hinter dem Abstreifer praktisch unmöglich.
Wenn der Metallspiegel in der Gießrinne höher als der Treffpunkt des Deckbandes 3 mit dem Gießrad 1
gehalten wird, müssen die Seitenwände der Gießrinne gegen das Abdeckband drücken und weisen zu
diesem Zweck auf ihren Stirnflächen eine der Konvexität des Abdeckbandes entsprechende Konkavität
auf. Vorzugsweise werden diese konkaven Stirnflächen zusätzlich noch mit einer Dichtung aus nachgiebigem,
feuerfestem Werkstoff versehen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Verfahren zum Stranggießen von Leichtme- ser gekühlten Gießrad, dessen Kranz eine nach
tallen, insbesondere von Aluminium und Alumi- außen offene Ausnehmung aufweist, welche von
niumlegierungen, nach dem Rotary-Gießverfah- 5 einem sich synchron mit dem Gießrad bewegenden
ren unter Verwendung eines Gießrades mit einer Deckband über einen Teil des Gießradumfangs ge-Ausnehmung
am Umfang und eines Bandes, das deckt ist, um den Gießformhohlraum zu bilden,
über einen Teil des Radumfanges mitläuft und Ein solches Verfahren ist schon bekannt und z.B. dabei die Ausnehmung zu einem Formhohlraum in der schweizerischen Patentschrift 354 206 bemit offenen Enden schließt, dem das flüssige Me- io schrieben. Die Qualität des durch dieses Verfahren tall durch eine Gießrinne zugeführt wird, da- erzeugten Stranges wird von mehreren Faktoren durch gekennzeichnet, daß der Metall- leicht beeinflußt. Vor allem spielt die Zufuhr des spiegel des Sumpfes im Gießkopf höher gehalten flüssigen Metalls, bzw. ihre Regulierung eine bedeuwird als der Scheitel des Bodens der Ausneh- tende Rolle. Die Konstanthaltung der Höhe des Memung. 15 tallspiegels des Erstarrungssumpfes ist dabei ent-
über einen Teil des Radumfanges mitläuft und Ein solches Verfahren ist schon bekannt und z.B. dabei die Ausnehmung zu einem Formhohlraum in der schweizerischen Patentschrift 354 206 bemit offenen Enden schließt, dem das flüssige Me- io schrieben. Die Qualität des durch dieses Verfahren tall durch eine Gießrinne zugeführt wird, da- erzeugten Stranges wird von mehreren Faktoren durch gekennzeichnet, daß der Metall- leicht beeinflußt. Vor allem spielt die Zufuhr des spiegel des Sumpfes im Gießkopf höher gehalten flüssigen Metalls, bzw. ihre Regulierung eine bedeuwird als der Scheitel des Bodens der Ausneh- tende Rolle. Die Konstanthaltung der Höhe des Memung. 15 tallspiegels des Erstarrungssumpfes ist dabei ent-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- scheidend. Es wurde daher schon seit langem eine
kennzeichnet, daß der Metallspiegel des Sumpfes Lösung dieses Problems gesucht, wie z. B. aus der
auf der gleichen Höhe gehalten wird wie der Me- genannten Patentschrift hervorgeht.
tallspiegel der Schmelze in der im wesentlichen Bei den bekannten Verfahren wird das Metall hih-
horizontal gehaltenen Gießrinne. 20 ter dem Scheitel des Gießrades in dessen Drehsinn
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- zugeführt, so daß es von der Zuführungsrinne dank
kennzeichnet, daß der Metallspiegel in der Gieß- dem Gefälle dieses Gießradteiles in den tiefer liegenrinne
höher als die Auftreffstelle des Deckbandes den Sumpf hinunter fließt. Der Metallspiegel des
auf das Gießrad am Scheitel desselben gehalten Sumpfes (des Gießkopfes) ist gegenüber der Tiefe rewird,
und daß derart die Tiefe des Sumpfes um 35 lativ klein. Diese Tiefe ist auch durch sehr kleine
einen Bruchteil größer gehalten wird als der Ab- Abweichungen der Speisung leicht beeinflußbar, was
stand des Deckbandes vom Boden der Ausneh- im Strang zu einer Unregelmäßigkeit der Struktur
mung am Scheitel des Gießrades. führen kann. Überdies tritt beim Abfließen des Me-
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 tails von der Zuführungsrinne in den Gießformhohlbis3,
dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige 3° raum bis zur Erstarrungsfront eine Turbulenz ein,
Metall im Drehsinn des Gießrades gesehen, vor was Oxideinschlüsse begünstigt. Dies ist besonders
dem Scheitel der Ausnehmung zugeführt wird. der Fall in der Ausführung nach der schweizerischen
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Patentschrift 354 206, nach welcher das Metall in
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sumpf einem dünnen Strahl aus einem Drosselventil durch
des Gießkopfes sich über beide Seiten des Gieß- 35 eine lange geneigte Rinne in die Ausnehmung am
radscheitels erstreckt. Radkranz kommt, und zwar an einer Stelle, an wel-
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- eher der Radkranz ein relativ starkes Gefälle aufrens
nach einem der Ansprüche 1 bis 5, beste- weist. Dank dem Gefälle rieselt die Schmelze in der
hend im wesentlichen aus einem drehbaren Gieß- Ausnehmung ohne Kontakt mit dem Abdeckband,
rad mit einer nach außen offenen Ausnehmung, 40 bis sie im Sumpf anlangt und sich dort verteilt. Der
die mit einem über einen Teil des Radumfanges lange Weg vom Drosselventil bis an die Erstarrungsmitlaufenden
Band einen Formhohlraum mit of- front im Sumpf begünstigt schon allein die Bildung
fenen Enden bildet, dadurch gekennzeichnet, daß und das Mitreißen von Oxidhäutchen.
das Deckband (3) am Eintritt des Formhohlrau- Bei den bekannten Vorrichtungen nach der deut-
mes durch ein Umlenkrad (7) oder eine Umlenk- 45 sehen Patentschrift 956 066 und der deutschen Aus-
rolle mindestens annähernd auf den Scheitel des legeschrift 1 163 500 steht während des Gießens der
Gießrades (1) gedrückt ist und die Gießrinne (5) Metallspiegel des Sumpfes im Gießkopf unterhalb
für die Zuführung des flüssigen Metalls an ihrem des Scheitels des Bodens der Ausnehmung,
hinteren Teil um eine horizontale Achse (14) Nach der Erfindung werden nun die erwähnten
schwenkbar gelagert ist und mit ihrem vorderen 50 Nachteile dadurch beseitigt, daß der Metallspiegel
Teil (15) dichtend auf dem Boden und an den des Sumpfes im Gießkopf ständig höher als der
Wänden der Ausnehmung (2) aufliegt. Scheitel des Bodens der Ausnehmung reicht. Als
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- Sumpf wird der flüssige Metallanteil verstanden, der
kennzeichnet, daß die um die Achse (14) vor der Erstarrungsfront in der durch die Ausnehschwenkbare
Gießrinne (5) durch eine mechani- 55 mung am Kranz des Gießrades und das Abdeckband
sehe Einrichtung (16) auf das Gießrad (1) nach- gebildeten Gießform steht. Dabei kann der Metallgiebig
gedrückt wird. spiegel des Sumpfes zwischen dem Scheitel des Bo-
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, da- dens der Ausnehmung und dem Abdeckband liegen
durch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (in jedem Fall aber höher als der Boden der für die
der Gießrinne (5) mit dem Deckband (3) mittels 60 Zufuhr des flüssigen Metalls verwendeten Gießnachgiebigen,
feuerfesten Materials abgedichtet rinne), oder mit dem Abdeckband tangential in Besind,
rührung kommen, d. h. das flüssige Metall des Sumpfes füllt die Ausnehmung an ihrem obersten Teil teil-
weise oder ganz auf. Die Gießrinne wird im wesentli-
65 chcn horizontal und in flüssigkeitsdichtem Kontakt
mit der Ausnehmung am Radkranz angeordnet, und
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum der Metallspiegel des Sumpfes und in der Gießrinne
Stranggießen von Leichtmetallen, insbesondere Alu- liegt auf derselben Höhe. Die Gießrinne kann aber
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