DE1521195B2 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Umgießen eines Metallstranges mit einer dicken Schicht eines Metalls mit einem niedrigeren Schmelzpunkt - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Umgießen eines Metallstranges mit einer dicken Schicht eines Metalls mit einem niedrigeren SchmelzpunktInfo
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Description
3 4
innige Verbindung mit dem Gießmetall erforderlich F i g. 1 einen senkrechten Querschnitt durch den
ist, jedoch unterhalb der Schmelztemperatur dieses Schmelztiegel einer solchen Vorrichtung nebst zuGießmetalls
liegt, und daß der Metallstrang, bezogen geordneter Elemente,
auf die Strecke, innerhalb welcher er dem Gießmetall F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in
ausgesetzt ist, mit solcher Geschwindigkeit durch das 5 F i g. 1,
Bad geführt wird, daß eine ständig wachsende Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Vorwärm-
Schicht aus Gießmetall auf dem Metallstrang an- einrichtung,
friert, die vor dem Eintritt des Metallstranges in die In den Zeichnungen wandert ein Metallstrang 12
Kokille im wesentlichen die gewünschte Enddicke er- vollständig gereinigt längs einer geraden Linie und in
reicht. io genauer Zentrierung waagrecht durch eine von einer
Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich insbe- Vorwärmeinrichtung 29 gebildete Vorwärmzone un-
sondere bei der Aufbringung eines Kupferüberzugs ter Schutzgas, und zwar von rechts kommend, so-
auf Stahl bewährt. Es wird an dieser Stelle hervorge- dann durch ein Bad des Gießmetalls, das sich in
hoben, daß unter dem Begriff »Strang« auch Draht einem Schmelztiegel 30 befindet. Schließlich wird der
zu verstehen ist. 15 Metallstrang zur Steuerung der Schichtdicke durch
Das Verfahren und die Vorrichtung zur Ausfüh- eine Kokille 31 geführt, deren Einlaß teil 123 etwa
rung dieses Verfahrens nach der Erfindung ermögli- auf Badtemperatur gehalten wird und in der das
chen es, daß der umhüllte Metallstrang schneller und Gießmetall in plastischem Zustand geglättet und ge-
mit einem geringeren Kostenaufwand als bisher her- kühlt wird.
gestellt werden kann, wobei eine bessere Steuerung 20 Der die Kokille 31 verlassende, mit Gießmetall
der Tiefe der Diffusionsbindungsschicht zwischen umgossene Metallstrang ist in F i g. 2 mit 44 bezeichdem
Gießmetall und dem Kernmaterial möglich ist, net und im Falle der Verwendung von Kupfer als
wenn der schließlich erhaltene bimetallische Metall- Gießmetall annähernd bis zu 982° C heiß,
strang für die Leitung von elektrischem Strom ver- In den Wänden 68 des Schmelztiegels 30 sind Inwendet werden soll. Irgendein Bindemittel zwischen 25 duktionsheizspulen 69 eingebettet. Der Tiegelboden Metallstrang und Gießmetall ist trotz der extrem kur- 73 aus feuerfestem Material wird von einer angedeuzen Zeit für die Bildung der Schicht nicht erf order- teten Platte 120 getragen. Im Tiegelboden 73 sind lieh. Die Schicht selbst ist kohärent, konzentrisch zu zwei durch Graphitstopfen 77 verschlossene Entleedem Metallstrang angeordnet und wird praktisch rungsöffnungen 76 vorgesehen,
ohne Feinlunker, Einschlüsse oder Gasblasen verfe- 30 Das Innere des Schmelztiegels 30 besitzt eine Grastigt und mit dem Metallstrang verbunden. Bei einer phitauskleidung 78. Das Gefüge der Graphitauskleiweiteren Ausführungsform nach dieser Erfindung ist dung der Kokille 31 und der Eintrittsführung 93 aus es möglich, einen überzogenen Metallstrang mit Graphit sowie der entsprechenden Graphitbüchsen einem bestimmten Durchmesser zu erzeugen, wobei 84 und 85 ist in derselben Richtung orientiert, um die Korngröße variiert und das Material entweder 35 Expansionsspannungen zu vermeiden, die sonst aufder Schicht aus Gießmetall oder des Metallstrangs treten würden, wenn der Schmelztiegel 30 auf Beleicht verändert werden kann. . triebstemperatur gebracht wird. Eine Gießpfanne 88
strang für die Leitung von elektrischem Strom ver- In den Wänden 68 des Schmelztiegels 30 sind Inwendet werden soll. Irgendein Bindemittel zwischen 25 duktionsheizspulen 69 eingebettet. Der Tiegelboden Metallstrang und Gießmetall ist trotz der extrem kur- 73 aus feuerfestem Material wird von einer angedeuzen Zeit für die Bildung der Schicht nicht erf order- teten Platte 120 getragen. Im Tiegelboden 73 sind lieh. Die Schicht selbst ist kohärent, konzentrisch zu zwei durch Graphitstopfen 77 verschlossene Entleedem Metallstrang angeordnet und wird praktisch rungsöffnungen 76 vorgesehen,
ohne Feinlunker, Einschlüsse oder Gasblasen verfe- 30 Das Innere des Schmelztiegels 30 besitzt eine Grastigt und mit dem Metallstrang verbunden. Bei einer phitauskleidung 78. Das Gefüge der Graphitauskleiweiteren Ausführungsform nach dieser Erfindung ist dung der Kokille 31 und der Eintrittsführung 93 aus es möglich, einen überzogenen Metallstrang mit Graphit sowie der entsprechenden Graphitbüchsen einem bestimmten Durchmesser zu erzeugen, wobei 84 und 85 ist in derselben Richtung orientiert, um die Korngröße variiert und das Material entweder 35 Expansionsspannungen zu vermeiden, die sonst aufder Schicht aus Gießmetall oder des Metallstrangs treten würden, wenn der Schmelztiegel 30 auf Beleicht verändert werden kann. . triebstemperatur gebracht wird. Eine Gießpfanne 88
Eine bevorzugte Vorrichtung zur Ausführung des aus Graphit mit einem Bodenausguß 89 sitzt auf
erfindungsgemäßen Verfahrens weist eine Vorwärm- einem Absatz im Schmelztiegel 30 und wird durch
einrichtung, einen Schmelztiegel mit einer seitlichen 40 einen Deckel 90 mit einer Schutzgaszufuhrleitung 91
Eintrittsführung für den Metallstrang und eine verschlossen.
koaxial gegenüberliegende Kokille für den Austritt Die inneren Teile der Graphitbüchsen 84 und 85
desselben auf, wobei vorteilhaft das tiegelseitige sind nach innen konisch ausgebildet und passen eng
Ende der Kokille sich in das Innere des Schmelztie- in die entsprechenden Öffnungen in dem untersten
gels hinein auf die Eintrittsführung zu erstreckt. 45 Graphitauskleidungsabschnitt hinein. Die äußeren
Ferner besitzt die Kokille vorteilhaft außerhalb Teile dieser Büchsen sind außen und innen mit einem
des Schmelztiegels eine Verlängerung mit einer Boh- Gewinde versehen, wobei die äußeren Gewinde mit
rung, die sich in Richtung des Vorschubs des Metall- entsprechenden Gewinden 94 der Öffnungen der
Strangs leicht erweitert. Graphitauskleidung in Eingriff kommen. Die Büchse
Zweckmäßig weist der Schmelztiegel eine äußere, 50 85 hat eine Zentralbohrung, deren inneres Ende kofeuerfeste
Wand mit eingelagerter Induktionsheizung nisch und deren äußeres Ende zylindrisch sowie mit
und eine innere Auskleidung aus Graphit auf. Diese einem Gewinde versehen ist, in das die Eintrittsfüh-Bauweise
ist besonders kompakt und ermöglicht eine rung 93 genau hineinpaßt. Die Eintrittsführung 93
wirkungsvolle, fein regulierbare Aufheizung. Schließ- hat eine zur Führungslinie zentrierte Bohrung 95
lieh wird gemäß einer Ausführungsform der Erfin- 55 (Fig.3). Die Bohrung 95 ist bei 96 etwas größer
dung bevorzugt eine Vorwärmeinrichtung mit einem aufgebohrt, um eine Einsatzhülse 97 aufzunehmen,
Quarzrohr verwendet, dessen lichte Weite größer ist die auf ihren Innen- und Außenseiten poliert ist. Der
als der Durchmesser des Metallstrangs, die ferner mit Innendurchmesser der Bohrung 95 und/oder des Eineiner
Schutzgaszufuhr zum Quarzrohr im Gegen- satzes 97 ist so bemessen, daß der gerade Metallstrom zum Metallstrang und mit einer aus einem 6o strang 12 eng umgeben wird und daß, wenn er durch
Rohr bestehenden, kühlmitteldurchflossenen Induk- die Bohrung 95 geführt wird, verhindert wird, daß
tionsheizspule, die das Quarzrohr umgibt und mit geschmolzenes Gießmetall durch die Eintrittsöfinung
diesem in ein gießbares und erhärtbares Material ein- 93 während des Betriebs nach außen fließt. Der Eingegossen
ist. satz 97 wird mit einer Ringmutter 98 an Ort und
Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines in 65 Stelle gehalten, die in eine entsprechende, mit einem
der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels Gewinde versehene Aussparung in der Innenfläche
einer Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens der Eintrittsführung 93 eingeschraubt ist. Das äußere
näher erläutert. Es zeigt Ende der Eintrittsführung 93 hat eine Gegenbohruag
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99 für ein ringförmiges Paßteil 100. Das innere Ende strom aus Schutzgas eine Spülung der gesamten
des Paßteils 100 ist mit drei sich in radialer und axia- Außenseite des Metallstrangs bewirkt und sich sehr
ler Richtung erstreckenden Füßen versehen, um das vorteilhaft auf eine Verhinderung der Bildung von
innere Ende des Paßteils 100 von dem inneren Ende Feinlunker durch Gasblasen während des nachfol-
102 der Gegenbohrung 99 in einem Abstand zu hai- 5 genden Umgießens mit dem Gießmetall auswirkt,
ten. Eine sich in Längsrichtung erstreckende ge- Außerdem wird durch diesen Gegengasstrom die Difbohrte
Öffnung 103 nimmt das Ende eines Quarz- fusionsbindung gefördert, die erhalten wird, wenn
rohres 104 auf, wobei eine Hälfte der Bohrung 103 das Gießmetall auf den erhitzten, gereinigten Metallsich
in den Paßteil 100 und die andere Hälfte in der strang in dem Tiegel 30 aufgebracht wird.
Eintrittsführung 93 befindet. Ein Quarzrohr 105, das io Ein flexibler hitzefester Schlauch 121 wird vergrößer als der umhüllte Metallstrang 12 ist, sitzt mit wendet, um das Schutzgas zu dem Quarzrohr 104 zu seinem inneren Ende in einer Gegenbohrung rund leiten. Das innere Ende der Vorwärmeinrichtung 29 um die Innenseite der Zentralbohrung durch das ist, wie in F i g. 1 dargestellt, mittels einer Muffe 122 Paßteil 100. Das Quarzrohr ist ein Teil der Vorwärm- aus einem geeigneten hitzebeständigen Material an einrichtung 29 und wird von einer hohlen rohrför- 15 den Tiegel 30 angeschlossen, wobei die Muffe 122 migen Induktionsspule 106 umgeben, deren Enden die Vorwärmeinrichtung 29 gegen die Stirnflächen 107 und 108 die Einlaß- und Auslaßenden für Was- der Büchse 85 und der Eintrittsführung 93 und gegen ser oder ein anderes Kühlmittel, das durch die Spule die Schutzdichtung 110 drückt,
fließt, sind. Außerdem sind die Elektroden eines Die lange Kokille 31 ist durch genaues Drehen, Wechselstromgenerators mit den Einlaß- und Aus- 20 Nachreiben und Polieren aus Graphit hergestellt laßenden 107 und 108 verbunden, um elektrischen worden. Sie weist ein tiegelseitiges Ende 123 auf, das Wechselstrom zu der Induktionsspule in der Vor- sich in das Innere des Tiegels 30 hinein auf die ■Einwärmeinrichtung 29 zuleiten. Wie dargestellt, ist diese trittsführung 93 zu erstreckt und immer vom Gieß-Einrichtung 29 in ein gießbares Material 109 einge- metall bedeckt ist. Hierdurch wird erreicht, daß das gössen. Das innere Ende ist mit einem Asbestring 25 Ende 123 besonders gleichmäßig auf der Temperatur oder einer Quarzdichtung 110 versehen, um die des geschmolzenen Gießmetalls gehalten wird,
äußeren Graphitflächen der Büchse 85 und der Das Ende 123 hat einen ringförmigen Rand 125 Eintrittsführung 93 zu bedecken, so daß diese mit spitzbogenförmigem Querschnitt und eine Zengegen Oxydation bei Betriebstemperaturen geschützt tralbohrung 126, die vorzugsweise zylindrisch ist und sind. 30 genau den Durchmesser des fertig umgossenen Me-Das äußere Ende des Quarzrohrs 105 ist an einen tallstrangs bei der Temperatur an dieser Stelle auf-Sauger 111 angeschlossen, der den Metallstrang 12, weist. Das Ende 123 erweitert sich in seinem Mittelder sich konzentrisch zur Führungslinie bewegt, um- teil in einen Konus 127 und ein Gewinde 128, das gibt. Dieser Sauger hat ein inneres Teil 112, das genau in die Büchse 84 hineinpaßt, welche ihrerseits dicht auf das Ende des Rohrs 105 aufgeschoben ist, 35 in die Öffnung auf dieser Seite der Auskleidung 78 und ein äußeres Teil 113, das auf das innere Teil 112 eingeschraubt ist. Vorzugsweise geht die Bohrung aufgeschraubt ist. Die beiden Teile bilden eine Luft- 126 von ihrem Eintrittsende aus in Durchlaufrichdruckringkammer 114, die mit Druckluft über ein tung des umgossenen Metallstrangs 44 in einen Teil Rohr 115 beaufschlagt wird. Der Auslaß dieser 126 α über, der sich etwas erweitert. Die Erweiterung Kammer ist eine kegelstumpfförmige Ringdüse 116, 40 des Teils 126 a der Bohrung in Durchlaufrichtung die so ausgebildet ist, daß sie die Geschwindigkeit soll nicht mehr als V1000 des Durchmessers pro der Druckluft, die durch die Düse strömt, in einer 2,54 cm Länge sein. Weiter kann der äußere Teil 129 Richtung erhöht, die der Fließrichtung des Metall- der Kokille 31 in Durchlaufrichtung konisch sein. Es Strangs 12 entgegengesetzt ist. Eine Kappe 117 mit ist zu vermuten, daß diese Ausbildung der Kokille einer Mittelöffnung 118, die ebenfalls in radialer 45 die Abkühlung (und die Kontraktion) des umgosse-Richtung einen Abstand von dem Metallstrang 12 nen Metallstrangs 44 fördert, von der angenommen hat, ist vorgesehen, um die Saugluft und das Sauggas wird, daß sie bereits in der Kokille 31 in einem kurin stromaufwärtiger Richtung zu entladen. Die Saug- zen Abstand vor der Büchse 84 beginnt. Es wird luft bewirkt, daß ein reduzierendes Schutzgas, wie ebenfalls hervorgehoben, daß bei der dargestellten z. B. ein Gas aus 90 %> Stickstoff und 10 % Wasser- 50 Vorrichtung die Büchsen 84 und 85 vorzugsweise zystoff bei einem Druck nahe einer Atmosphäre in die lindrische Flansche 130 haben, die in das geschmol-Einlaßpassage zwischen dem inneren Ende 102 der zene Gießmetall hineinragen, um irgendeine »Ka-Gegenbohrung 99 und dem inneren Ende des Paß- min«-Wirkung in dem Bad zu vermeiden, durch die teils 100 angesaugt wird, von wo es in das Rohr 105 das geschmolzene Gießmetall sich längs den inneren unter der Wirkung eines Druckunterschiedes, der 55 Wandflächen der Auskleidung 78 nach unten bewedurch die Ansaugluft bedingt ist, welche zu der Saug- gen könnte. Normalerweise kann die Öffnung 131 in einrichtung 111 gefördert wird, strömt. Dieses der Wand 68 offengelassen werden, mit Ausnahme Schutzgas wird durch die Mittelöffnung 118 ausge- eines Überzugs 132 für die auswechselbare Muffe stoßen. Außerdem wird jedes Gas, das sich in der aus hitzebeständigem Material, um eine Oxydierung Zentralbohrung der Eintrittsführung 93 befindet, 60 der Büchse 84 und des Materials der Kokille 31 zu durch das Rohr 105 abgesaugt, und der dadurch ent- vermeiden.
Eintrittsführung 93 befindet. Ein Quarzrohr 105, das io Ein flexibler hitzefester Schlauch 121 wird vergrößer als der umhüllte Metallstrang 12 ist, sitzt mit wendet, um das Schutzgas zu dem Quarzrohr 104 zu seinem inneren Ende in einer Gegenbohrung rund leiten. Das innere Ende der Vorwärmeinrichtung 29 um die Innenseite der Zentralbohrung durch das ist, wie in F i g. 1 dargestellt, mittels einer Muffe 122 Paßteil 100. Das Quarzrohr ist ein Teil der Vorwärm- aus einem geeigneten hitzebeständigen Material an einrichtung 29 und wird von einer hohlen rohrför- 15 den Tiegel 30 angeschlossen, wobei die Muffe 122 migen Induktionsspule 106 umgeben, deren Enden die Vorwärmeinrichtung 29 gegen die Stirnflächen 107 und 108 die Einlaß- und Auslaßenden für Was- der Büchse 85 und der Eintrittsführung 93 und gegen ser oder ein anderes Kühlmittel, das durch die Spule die Schutzdichtung 110 drückt,
fließt, sind. Außerdem sind die Elektroden eines Die lange Kokille 31 ist durch genaues Drehen, Wechselstromgenerators mit den Einlaß- und Aus- 20 Nachreiben und Polieren aus Graphit hergestellt laßenden 107 und 108 verbunden, um elektrischen worden. Sie weist ein tiegelseitiges Ende 123 auf, das Wechselstrom zu der Induktionsspule in der Vor- sich in das Innere des Tiegels 30 hinein auf die ■Einwärmeinrichtung 29 zuleiten. Wie dargestellt, ist diese trittsführung 93 zu erstreckt und immer vom Gieß-Einrichtung 29 in ein gießbares Material 109 einge- metall bedeckt ist. Hierdurch wird erreicht, daß das gössen. Das innere Ende ist mit einem Asbestring 25 Ende 123 besonders gleichmäßig auf der Temperatur oder einer Quarzdichtung 110 versehen, um die des geschmolzenen Gießmetalls gehalten wird,
äußeren Graphitflächen der Büchse 85 und der Das Ende 123 hat einen ringförmigen Rand 125 Eintrittsführung 93 zu bedecken, so daß diese mit spitzbogenförmigem Querschnitt und eine Zengegen Oxydation bei Betriebstemperaturen geschützt tralbohrung 126, die vorzugsweise zylindrisch ist und sind. 30 genau den Durchmesser des fertig umgossenen Me-Das äußere Ende des Quarzrohrs 105 ist an einen tallstrangs bei der Temperatur an dieser Stelle auf-Sauger 111 angeschlossen, der den Metallstrang 12, weist. Das Ende 123 erweitert sich in seinem Mittelder sich konzentrisch zur Führungslinie bewegt, um- teil in einen Konus 127 und ein Gewinde 128, das gibt. Dieser Sauger hat ein inneres Teil 112, das genau in die Büchse 84 hineinpaßt, welche ihrerseits dicht auf das Ende des Rohrs 105 aufgeschoben ist, 35 in die Öffnung auf dieser Seite der Auskleidung 78 und ein äußeres Teil 113, das auf das innere Teil 112 eingeschraubt ist. Vorzugsweise geht die Bohrung aufgeschraubt ist. Die beiden Teile bilden eine Luft- 126 von ihrem Eintrittsende aus in Durchlaufrichdruckringkammer 114, die mit Druckluft über ein tung des umgossenen Metallstrangs 44 in einen Teil Rohr 115 beaufschlagt wird. Der Auslaß dieser 126 α über, der sich etwas erweitert. Die Erweiterung Kammer ist eine kegelstumpfförmige Ringdüse 116, 40 des Teils 126 a der Bohrung in Durchlaufrichtung die so ausgebildet ist, daß sie die Geschwindigkeit soll nicht mehr als V1000 des Durchmessers pro der Druckluft, die durch die Düse strömt, in einer 2,54 cm Länge sein. Weiter kann der äußere Teil 129 Richtung erhöht, die der Fließrichtung des Metall- der Kokille 31 in Durchlaufrichtung konisch sein. Es Strangs 12 entgegengesetzt ist. Eine Kappe 117 mit ist zu vermuten, daß diese Ausbildung der Kokille einer Mittelöffnung 118, die ebenfalls in radialer 45 die Abkühlung (und die Kontraktion) des umgosse-Richtung einen Abstand von dem Metallstrang 12 nen Metallstrangs 44 fördert, von der angenommen hat, ist vorgesehen, um die Saugluft und das Sauggas wird, daß sie bereits in der Kokille 31 in einem kurin stromaufwärtiger Richtung zu entladen. Die Saug- zen Abstand vor der Büchse 84 beginnt. Es wird luft bewirkt, daß ein reduzierendes Schutzgas, wie ebenfalls hervorgehoben, daß bei der dargestellten z. B. ein Gas aus 90 %> Stickstoff und 10 % Wasser- 50 Vorrichtung die Büchsen 84 und 85 vorzugsweise zystoff bei einem Druck nahe einer Atmosphäre in die lindrische Flansche 130 haben, die in das geschmol-Einlaßpassage zwischen dem inneren Ende 102 der zene Gießmetall hineinragen, um irgendeine »Ka-Gegenbohrung 99 und dem inneren Ende des Paß- min«-Wirkung in dem Bad zu vermeiden, durch die teils 100 angesaugt wird, von wo es in das Rohr 105 das geschmolzene Gießmetall sich längs den inneren unter der Wirkung eines Druckunterschiedes, der 55 Wandflächen der Auskleidung 78 nach unten bewedurch die Ansaugluft bedingt ist, welche zu der Saug- gen könnte. Normalerweise kann die Öffnung 131 in einrichtung 111 gefördert wird, strömt. Dieses der Wand 68 offengelassen werden, mit Ausnahme Schutzgas wird durch die Mittelöffnung 118 ausge- eines Überzugs 132 für die auswechselbare Muffe stoßen. Außerdem wird jedes Gas, das sich in der aus hitzebeständigem Material, um eine Oxydierung Zentralbohrung der Eintrittsführung 93 befindet, 60 der Büchse 84 und des Materials der Kokille 31 zu durch das Rohr 105 abgesaugt, und der dadurch ent- vermeiden.
stehende Gegenstrom aus Schutzgas, der den Metall- Es wird nachfolgend die Herstellung eines mit
strang 12 umgibt, schützt diesen während seiner Er- Kupfer überzogenen, vorgeformten Stahlkernstabes
hitzung nicht nur gegen Verzunderung, wenn er aus beschrieben. Das gereinigte und ausgerichtete Kernoxydierbarem Material besteht, sondern entfernt 65 material tritt in die Mittelöffnung 118 in der Kappe
auch von der Oberfläche dieses Metallstrangs ange- 117 des Saugers 111 ein und läuft dann in dem Rohr
sammelte oder anhaftende Gase und Verunreini- 105 der Vorwärmeinrichtung 29 entlang,
gungsteilchen. Es wurde gefunden, daß der Gegen- Nach dem Eintritt in die Öffnung 118 wird das ge-
gungsteilchen. Es wurde gefunden, daß der Gegen- Nach dem Eintritt in die Öffnung 118 wird das ge-
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reinigte Kernmaterial längs seiner ganzen Oberfläche trägt, oder daß der Abstand von 50,8 mm zwischen
im Gegenstrom einem formierenden Gas (90% N, Eintrittsführung und Kokille bis zu 76,2 mm entwe-
10 % H) ausgesetzt, wobei dieser Gasstrom mit rela- der bei höheren Geschwindigkeiten oder bei kleine-
tiv hoher Geschwindigkeit an dem Kernmaterial vor- ren Temperaturunterschieden zwischen dem Stahl-
beigeführt wird. Das Kernmaterial wird auf eine Tem- 5 kern und dem geschmolzenen Kupfer vergrößert wer-
peratur von 871° C aufgeheizt. Diese Temperatur ist den kann. Es wurde ebenfalls gefunden, daß die Ge-
auf die Abmessung des Kernmaterials und eine Gieß- schwindigkeit annähernd bis 45,72 m/min gesteigert
metallschicht mit einer Stärke von 0,762 mm aus Kup- werden kann. Die Kokille 31, die in einem prakti-
fer, die in dem Tiegel 30 ausgebracht wird, abge- sehen Beispiel verwendet wurde, hatte eine Länge
stimmt. Diese Kerntemperatur ist weiter auf die io von etwa 279,4 mm, wobei ihr tiegelseitiges Ende
Temperatur des geschmolzenen Kupfers (zwischen sich mit einer Länge von etwa 152,4 mm in das In-
1093 und 1149° C), die Vorschubgeschwindigkeit nere 92 und das geschmolzene Gießmetall 124 er-
des Kernmaterials, die 10,67 m/min beträgt, und die streckte. Der tragende Teil der Zentralbohrung 126,
Überzugsstrecke abgestimmt, die durch den Abstand der an das ringförmige Strömungsprofil 125 an der
des inneren Endes der Kokille 31 von dem inneren 15 Spitze der Kokille anschließt, ist vorzugsweise sehr
Ende der Eintrittsführung 93 gegeben ist, während kurz. Der Rest der polierten Bohrung 126 a ist etwa
welcher Strecke das erhitzte, gereinigte Kernmaterial 254 mm lang und erweitert sich in Vorschubrichtung
direkt und für kurze Zeit mit dem geschmolzenen des Kernmaterials um 0,0254 mm im Durchmesser
Kupfer in Berührung kommt. Andere Versuchsergeb- pro 25,4 mm Länge dieses Restteils, so daß das be-
nisse haben ergeben, daß das Erhitzen des Stahlker- 20 schichtete Kernmaterial optimal, jedoch kurz, ganz
nes bis zu etwa 760° C herunter erfolgen kann, in Berührung mit der Kokille um seinen ganzen Um-
wenn die Badtemperatur etwas über 1149° C be- fang ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zum kontinuierlichen Umgießen Zentrierung waagrecht durch eine Vorwärmzone uneines
Metallstranges mit einer dicken Schicht 5 ter Schutzgas, ein Bad des Gießmetalls und zur
eines Metalls mit einem niedrigeren Schmelz- Steuerung der Schichtdicke durch eine Kokille gepunkt,
bei dem der Metallstrang vollständig ge- führt wird, deren Einlaßteil etwa auf Badtemperatur
reinigt längs einer geraden Linie und in genauer gehalten wird und in der das Gießmetall in plasti-Zentrierung
waagrecht durch eine Vorwärmzone schein Zustand geglättet und gekühlt wird.
unter Schutzgas, ein Bad des Gießmetalls und zur io Es ist ein Verfahren dieser Art bekannt (USA.-Pa-Steuerung
der Schichtdicke durch eine Kokille tentschrift 2 543 936), bei dem ein Vorerhitzen des
geführt wird, deren Einlaßteil etwa auf Badtem- Metallstranges auf im wesentlichen die Temperatur
peratur gehalten wird und in der das Gießmetall des Gießmetalls erfolgt. Das bedeutet, daß an dem
in plastischem Zustand geglättet und gekühlt Metallstrang beim Durchqueren des Gießmetallbades
wird, dadurch gekennzeichnet, daß 15 kein Gießmetall anfrieren kann. Der Metallstrang geder
Metallstrang in der Vorwärmzone auf eine langt dann in eine Kokille, deren Durchgangsöffnung
Temperatur oberhalb derjenigen erhitzt wird, die einen größeren Durchmeser aufweist als der Metallfür
eine innige Verbindung mit dem Gießmetall strang, und deren Eintrittsteil aufheizbar ist, damit
erforderlich ist, jedoch unterhalb der Schmelz- relativ dünnflüssiges Gießmetall mit dem Metalltemperatur
dieses Gießmetalles liegt, und daß der 20 strang in die Durchgangsöffnung der Kokille eintre-Metallstrang,
bezogen auf die Strecke, innerhalb ten kann. Der Auslaßteil der Kokille wird gekühlt,
welcher er dem Gießmetall ausgesetzt ist, mit sol- um das Gießmetall auf dem Metallstrang niederzucher
Geschwindigkeit durch das Bad geführt schlagen. Dies hat den Nachteil, daß das Gießmetall
wird, daß eine ständig wachsende Schicht aus von außen nach innen erstarrt und sich somit Lunker
Gießmetall auf dem Metallstrang anfriert, die vor 25 bilden können. Außerdem unterliegt die Kokille
dem Eintritt des Metallstranges in die Kokille im einem hohen Verschleiß, da die äußeren Teile des
wesentlichen die gewünschte Enddicke erreicht. Überzuges in der Erstarrung weiter fortgeschritten
2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens sein müssen als die inneren Teile, so daß von der
nach Anspruch 1 mit einer Vorwärmeinrich- Kokilleninnenwand relativ große Verformungskräfte
tung, einem Schmelztiegel mit einer seitlichen 30 aufgenommen werden müssen. Die bei der Erstar-Eintrittsführung
für den Metallstrang und einer rung freiwerdende Wärme muß voll über die Kokilkoaxial
gegenüberliegenden Kokille für den Aus- lenwand abgeführt werden.
tritt desselben, dadurch gekennzeichnet, daß das Ferner ist ein Verfahren bekannt (französische Pa-
tiegelseitige Ende (123) der Kokille (31) sich in tentschrift 1 050 403), bei dem ein nicht vorgewärm-
das Innere des Schmelztiegels (30) hinein auf die 35 ter Metallstrang durch eine Metallschmelze gleicher
Eintrittsführung (93) zu erstreckt. Zusammensetzung wie der Metallstrang geleitet wird,
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- um Metall aus der Metallschmleze auf dem Metallkennzeichnet,
daß die Kokille (31) außerhalb des strang aufzufrieren. Die Masse des aufgefrorenen
Schmelztiegels (30) eine Verlängerung mit einer Metalls beträgt dabei ein Vielfaches, beispielsweise
Bohrung (126 a) aufweist, die sich in Richtung 40 das Zwei- bis Vierfache der Masse des Kernmetalls,
des Vorschubs des Metallstrangs (44) leicht er- Ebenso wie bei dem genannten, bekannten Verfahren
weitert. weist dabei die Kokille an ihrem Eintrittsteil einen
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 größeren Durchmesser auf als der Metallstrang mit
und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelz- Überzugsmaterial.
tiegel eine äußere, feuerfeste Wand (68) mit ein- 45 Schließlich ist auch noch ein Verfahren bekannt
gelagerter Induktionsheizung (69) und eine in- (britische Patentschrift 921755), bei welchem ein
nere Auskleidung (78) aus Graphit aufweist. Metallstrang mit einer höheren Temperatur, als sie
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden das Schmelzbad aufweist, durch eine Kokille geführt
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wird und durch diese hindurch einen flüssigen Me-Vorwärmeinrichtung
ein Quarzrohr (105), dessen 50 tallüberzug mitnimmt, der in einem anschließenden,
lichte Weite größer ist als der Durchmesser des senkrecht darunter angeordneten Kühlbad verfestigt
Metallstrangs (12), eine Schutzgaszufuhr (102, wird. Auch hier ergeben sich wieder die eingangs er-
103, 104) zum Quarzrohr im Gegenstrom zum wähnten Nachteile bezüglich Lunkerbildung und
Metalltrang und eine aus einem Rohr beste- Spannungen in der Außenhaut des Überzugs, der
hende, kühlmitteldurchflossene Induktionsheiz- 55 schneller erstarrt als das dem Kernmaterial benachspule
(106) aufweist, die das Quarzrohr umgibt barte Überzugsmaterial.
und mit diesem in ein gießbares und erhärtbares Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe
Material (109) eingegossen ist. wird darin gesehen, ein Verfahren der eingangs ge
nannten Art nebst einer Vorrichtung zur Ausführung 60 dieses Verfahrens zu schaffen, das eine besonders innige
Verbindung zwischen Kernmaterial und Über-
zugsmaterial schafft, ohne daß Lunker auftreten, und
das sich mit erheblich größerer Geschwindigkeit durchführen läßt.
65 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, daß
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinu- der Metallstrang in der Vorwärmzone auf eine Temierlichen
Umgießen eines Metallstranges mit einer peratur oberhalb derjenigen erhitzt wird, die für eine
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