DE1583587A1 - Mold for continuous casting, especially of aluminum - Google Patents
Mold for continuous casting, especially of aluminumInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kokille zum Stranggießen, insbesondere von Aluminium«The invention relates to a permanent mold for continuous casting, in particular of aluminum.
Ein stranggegossener Block wird im allgemeinen dadurch hergestellt, daß man geschmolzenes Metall in eine wassergekühlte Stranggußkokille gießt, wobei das verfestigte Metall kontinuierlich aus der Kokille abgezogen wird. Eine weitere Kühlung wird durch direkte Wasserstrahlen, die auf das austretende Metall gerichtet sind, erreicht. Die Geschwindigkeit, mit der das ^ Stranggießen vonstatten gehen kann, wird oft durch die Geschwindigkeit bestimmt* mit der Wärme dem Metall entzogen werden kann. 'A continuously cast ingot is generally thereby produced by pouring molten metal into a water-cooled continuous casting mold, the solidified metal being continuously withdrawn from the mold. Another cooling will be by direct jets of water that hit the leaking metal are directed. The speed at which the ^ Continuous casting can take place is often due to the speed determined * with the heat can be extracted from the metal. '
Die Wirksamkeit der Kühlwasserstrahlen ist jedoch begrenz^ weil sich um das heiße Metall herum ein Dampffilm bildet, der einen guten wärmeleitenden Kontakt zwischen Metall und Kühlflüssigkeit verhindert. Die Geschwindigkeit, mit der Wärme, aus dem gegossenen Metall abgezogen werden kann, wird weiter dadurchHowever, the effectiveness of the cooling water jets is limited because a film of vapor forms around the hot metal, which prevents good heat-conducting contact between metal and coolant. The speed with the heat from which cast metal can be peeled off, this will further
WR/SchWR / Sch
ORiGlNAL IN3?=CTEDORiGlNAL IN3? = CTED
begrenzt, daß nur eine kleine Menge des Kühlwassers direkt auf das heiße Metallgußstück trifft, während die größere Kühlwassermenge ungenutzt abfließt.limits that only a small amount of the cooling water hits the hot metal casting directly, while the larger amount of cooling water drains unused.
Es ist auch bekannt, die Kühlung des Stranges in einem Behälter vorzunehmen, durch den sich der Strang während des Stranggießens hindurchbewegt, in welchem tangential gerichtete Wasserstrahlen auf die Strangoberfläche gerichtet werden, wobei diese Strahlen in dem mit Wasser gefüllten Behälter liegen und der Wassermasse zumindest in begrenztem Bereich eine durch die Wasserstrahlen hervorgerufene Rotation geben· Auch bei dieser Kühlvorrichtung bildet sich zwischen dem heißen Metall und dem Wasser ein Dampffilm, der einen Wärmeaustausch zwischen Metall und Wasser ungünstig beeinflußt. Da die Gießkokille bei dieser bekannten Vorrichtung sogar aus einem gut wärmeleitenden Metall, wie Kupfer, besteht, ist auch auf dem äußeren Umfang der Gießkokille die Bildung eines Dampffilmes anzunehmen, so daß die Kühlung mit dieser bekannten Vorrichtung insgesamt sehr schlechtIt is also known to have the cooling of the strand in one Make a container through which the strand extends during the Continuous casting moved through, in which tangentially directed water jets are directed onto the strand surface, wherein these rays lie in the container filled with water and the water mass at least in a limited area one through the Give water jets caused rotation · Also with this cooling device forms between the hot metal and the Water is a film of vapor that has an adverse effect on the heat exchange between metal and water. Since the casting mold in this known device even made of a highly thermally conductive metal, Like copper, there is also the formation of a vapor film on the outer circumference of the casting mold, so that the Overall cooling with this known device is very poor
Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer Stranggießkokille, die eine erheblich größere Gießgeschwindigkeit gestattet, weil die Abkühlung des Gießstranges in der Kokille selbst verringert ist, wodurch wiederum die Reibung zwischen gegossenem Strang und den Wänden der Kokille erheblich verrin- ' gert ist.The object of the invention is to create a continuous casting mold which has a considerably higher casting speed allowed because the casting strand is cooled in the mold itself is reduced, which in turn significantly reduces the friction between the cast strand and the walls of the mold. device is.
Erreicht wird das dadurch, daß der Gießkanal der Stranggießkokille in den Innearaum eines Behälters mit einem FließbettThis is achieved in that the casting channel of the continuous casting mold into the interior of a container with a fluidized bed
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
einmündet und wenigstens an seinem Auslaßende einen Querschnitt besitzt, der den Querschnitt des zu gießenden Gußstückes ■bestimmt, wobei wenigstens das Auslaßende des Gießkanals von einem Metallkörper gebildet ist.opens and at least at its outlet end a cross section which determines the cross-section of the casting to be cast ■, wherein at least the outlet end of the pouring channel is formed by a metal body.
Das Fließbett besteht beispielsweise aus festen Teilchen wie Bleischrot, die von einer Kühlflüssigkeit wie Wasser im Fließzustand gehalten werden.The fluidized bed consists, for example, of solid particles like lead shot, which is kept in a flowing state by a cooling liquid such as water.
'Vorteilhaft ist es, wenn ein Teil der Länge des Gießkanals von einem wärmeieolierenden Stoff gebildet ist.It is advantageous if part of the length of the pouring channel is formed by a heat-insulating material.
Der Gießkanal verläuft vorzugsweise koaxial durch eine aus einem wärmeisolierenden Stoff bestehende zylindrische Hlilae, die in einer Ausnehmung enthalten ist, die sich über einen Teil der axialen Länge des Metallkörpers erstreckt.The pouring channel preferably runs coaxially through a cylindrical one made of a heat-insulating material Hlilae, which is contained in a recess that extends over extends part of the axial length of the metal body.
Die aus dem wärmeisolierenden Stoff bestehende Hülse kann abgestuft sein oder sich aus zwei Teilen zusammensetzen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung, die einen Längsschnitt durch die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Stranggießen von Metallen, insbesondere von Aluminium oder Aluminiumlegierungen, darstellt, näher.beschrieben. The sleeve made of the heat insulating material can be stepped or composed of two parts. An embodiment of the invention will now be based on the drawing, which is a longitudinal section through the device for carrying out the method for the continuous casting of metals, in particular aluminum or aluminum alloys, represents, closer.described.
Die Vorrichtung umfaßt einen zylindrischen, vertikal stehenden Behälter 1, Der Behälter trägt an seinem oberen Ende eine ringförmige Metallplatte 2, an deren äußerem Rand flüssigkeitsdicbt eine zylindrische Wand 3 befestigt ist. Der inneTe Rand der Platte 2 trägt eine kegelstumpfförmige Metallwand 4, die zusammen mit der Platte 2. und der Wand 3 eine ring-The device comprises a cylindrical, vertically standing container 1. The container carries at its upper end an annular metal plate 2, on the outer edge of which a cylindrical wall 3 is fastened in a liquid-tight manner. The inner edge of the plate 2 carries a frustoconical metal wall 4 which, together with the plate 2 and the wall 3, has an annular
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förmige Kammer 5" für das Kühlwasser bildet, an die ein Auslaßrohr 6 angeschlossen ist. Die Kammer 5 steht mit dem Innenraum des Behälters 1 über.eine oder mehrere in der Wand gebildete Öffnungen 7 in Verbindung, die durch ein Siebgewebe 8 verschlossen sind. Auf dem oberen Ende der Wand 3 liegt ein kreisringförmiger Deckel 9 aus wärmeisolierendem Material, beispielsweise aus einem Material, welches unter dem Handelsnamen "Sindanyo" bekannt ist, und in der Mitte des Deckels 9 ist die sich nach unten erstreckende Kokille aufgehängt. Die KoMlIe besteht aus einer Metallhülse 10, die mit einem wärmeisolierenden Material 11, wie es beispielsweise unter dem Handelsnamen "Maronite" bekannt ist, ausgekleidet ist. Die Auskleidung 11 bedeckt einen Teil des Gießkanals 12, der sich in einem Einsatz 13 aus Maronite fortsetzt, der in einem umgekehrten kegelstumpfförmigen Metallkörper 14 ruht. Der Einsatz 13 erstreckt sich nur ftber einen Teil der Länge des Metallkörpers 14, so daß letzterer ebenfalls einen Teil des Gießkanals 12 bildet. Die Querschnittsfläche' des Gießkanals 12 entspricht der Querschnittsfläche, die dem zu gießenden Metall gegeben werden soll und wird von der Maronite-Auskleidung 11, dem Einsatz 13 und schließlich dem Metallkörper 14 gebildet. Wie weiter unten beschrieben werden wird, ist die gesamte äußere Oberfläche des Metallkörpers 14 einem Kühlmedium ausgesetzt, welches diesem Wärme entzieht, aber nur jener Teil der inneren Oberfläche, der das Auslaßende des Gießkanals 12 begrenzt, berührt das geschmolzeneshaped chamber 5 "for the cooling water, to which an outlet pipe 6 is connected. The chamber 5 stands with the interior of the container 1 via one or more in the wall formed openings 7 in connection, through a screen mesh 8 are locked. On the top of the wall 3 is a circular cover 9 made of heat-insulating material, for example from a material which is below known by the trade name "Sindanyo", and in the middle of the Cover 9 is suspended the downward extending mold. The KoMlIe consists of a metal sleeve 10, which is covered with a heat-insulating material 11, such as, for example known under the trade name "Maronite" is. The liner 11 covers a portion of the pouring channel 12 which is continued in a maronite insert 13 which rests in an inverted frustoconical metal body 14. The insert 13 extends only over one Part of the length of the metal body 14, so that the latter also forms part of the pouring channel 12. The cross-sectional area 'of the pouring channel 12 corresponds to the cross-sectional area, which should and will be given to the metal to be cast from the Maronite liner 11, the insert 13 and finally the metal body 14 is formed. As described below will be, the entire outer surface of the metal body 14 is exposed to a cooling medium, which removes heat from it, but only that part of the inner surface which is the outlet end of the pouring channel 12 limited, touches the molten
00 98 38/030500 98 38/0305
„■' Metall und wirkt als Kokille, die Wärme dem geschmolzenen "Metall entzieht.“■ 'metal and acts as a mold, the heat to the melted "Metal withdraws.
In der Fähe des oberen "Endes des Behälters 1 ist eine Öffnung 15 zum Eintragen fester Teilchen gebildet. In der Nähe des unteren Endes des Behälters ist ein Siebboden 16 angeordnet. Dieser Boden besteht aus einer Gaze, einem Maschendraht oder einer perforierten Metallplatte. In der Mitte des Siebes 16 ist eine Öffnung mit einer Gummidichtung 17 gebildet, die so bemessen ist, daß der Durchgang des Gußteiles in einer im wesentlichen flüssigkeitsdichten Weise ermöglicht wird, indem die Gummidichtung an dem Gußteil abdichtet. Das untere Ende des Behälters 1 wird durch eine Grundplatte 18 verschlossen, die zusammen mit dem Siebboden 16 eine Kammer 19 bildet, durch die sich ein Rohr 20 erstreckt, das sich mit seinem unteren Ende durch die Grundplatte 18 erstreckt und mit seinem oberen Ende in der Dichtung 17 liegt, so daß das Gußstück durch die Dichtung 17, das Rohr 20 und die Grundplatte hindurchgehen kann. Eine Wassereinlaßleitung 21 mündet in die Kammer 19 ein.Near the top of the container 1 is a Opening 15 formed for the introduction of solid particles. In the Near the lower end of the container is a sieve tray 16 arranged. This floor consists of a gauze, a Wire mesh or a perforated metal plate. In the middle of the screen 16 is an opening with a rubber seal 17 formed, which is dimensioned so that the passage of the casting in a substantially liquid-tight Way is made possible by the rubber seal on the casting seals. The lower end of the container 1 is closed by a base plate 18, which together with the sieve bottom 16 forms a chamber 19 through which a tube 20 extends, which extends with its lower end through the base plate 18 and with its upper end in the seal 17 is so that the casting through the seal 17, the pipe 20 and the base plate can go through. A water inlet pipe 21 opens into chamber 19.
Vor Inbetriebnahme der oben beschriebenen Vorrichtung wird zunächst ein Gußstück entsprechender Länge so in den Behälter eingesetzt, daß es sich von dem Kanal 12 durch den Behälter 1 bis in die Dichtung-17 erstreckt. Der Behälter 1 wird durch die Öffnung 15 mit Teilchen geeigneter Größe und geeigneten Materials, beispielsweise mit Bleischrot von 1thm Durchmessers, gefüllt, worauf die Öffnung durchBefore starting up the device described above a casting of the appropriate length is first inserted into the container so that it extends from the channel 12 through the Container 1 extends into the seal 17. The container 1 is through the opening 15 with particles of suitable size and suitable material, for example with lead shot of 1 mm diameter, filled, whereupon the opening through
• — 6 — 9 5 ".' - • - 6 - 9 5 ". ' -
die Zappe 22 verschlossen wird. Daraufhin wird Wasser von Zimmertemperatur in die Kammer 19 über die leitung 21 mit solcher Geschwindigkeit eingeleitet, daß das Material in dem Behälter 1 in den Fließzustand versetzt wird. Das Wasser strömt durch den Si-ebboden 16 nach oben durch den Behälter und durch eine oder mehrere Öffnungen 7 in die Auslaßleitung Das Sieb 8 und auch der Siebboden 16 haben eine solche Maschenoder Öffnungsweite, daß der Durchgang der Teilchen verhindert wird.the zap 22 is closed. Thereupon water is from Room temperature in the chamber 19 via the line 21 with initiated at such a rate that the material in the container 1 is placed in the flow state. The water flows through the Si-ebboden 16 up through the container and through one or more openings 7 into the outlet line. The sieve 8 and also the sieve bottom 16 have such a mesh or Opening width that prevents the passage of the particles will.
Sodann wird geschmolzenes Metall in den Gießkanal gefüllt, das mit dem zuerst eingesetzten Gußstück nach unten durch das Fließbett, die Dichtung 17 und das Rohr 20 hindurchgeht. Der Metallkörper 14 befindet sich in wärmeaustauschender Beziehung mit dem Fließbett, so daß der aus dem unteren Ende des Metallkörpers 14 austretende Gießstrang, der in das Fließbett eintritt, ausreichend gekühlt wird, wenigstens auf seiner Oberfläche, damit er die Form behält, die er in dem Auslaßende des Metallkörpers 14 angenommen hat. Das Metall wird dann durch das Fließbett verfestigt und sehr schnell abgekühlt.Molten metal is then poured into the pouring channel with the first casting down through the fluidized bed, the gasket 17 and the tube 20 therethrough. The metal body 14 is in heat-exchanging relationship with the fluidized bed, so that from the the lower end of the metal body 14 exiting cast strand which enters the fluidized bed is sufficiently cooled, at least on its surface so that it retains the shape it has assumed in the outlet end of the metal body 14. The metal is then solidified and very much by the fluidized bed cooled quickly.
Das Verfahren und die Vorrichtung haben hinsichtlich bekannten Verfahren, bei denen vermittels Wasserstrahlen gekühlt wird, den Vorteil, daß die Kühlgeschwindigkeit größer ist, wodurch sich höhere Gießgeschwindigkeiten erzielen lassen und eine geringere Kühlung» durch die KokilleThe method and the apparatus have regard to known methods in which is cooled by means of water jets, the advantage that the cooling speed is larger, whereby higher casting speeds can be achieved let and less cooling »through the mold
erfolgt, so daß die länge der Kokille beträchtlich'.verringert werden kann, mit dem Ergebnis, daß die Reibung zwischen den 1 Wänden der Kokille und dem gegossenen Metall beträchtlich verringert ist und ein qualitativ hochwertiges Produkt erhalten wird. Außerdem trägt das Fließbett den gegossenen Körper, wenn er aus der Kokille austritt.takes place, so that the length of the mold can be beträchtlich'.verringert, with the result that the friction between the walls 1 of the mold and the cast metal is considerably reduced and a high quality product is obtained. In addition, the fluidized bed supports the cast body when it emerges from the mold.
Obgleich in der obigen Beschreibung das Metall nach unten unter dem Einfluß der Schwerkraft in das Fließbett gegossen wird, ist es auch möglich, das Metall aufwärts in das Fließbett gegen die Wirkung der Schwerkraft ai pressen.Although in the above description the metal down under the influence of gravity into the fluidized bed is poured, it is also possible to put the metal upwards in press the fluidized bed against the action of gravity ai.
Durch Steuerung der Dichte des Fließbettes kann ein hoher Grad hydrostatischen Gewichtsausgleiches zwischen dem Fließbett und dem aus der Kokille austretenden Metall erzielt werden.By controlling the density of the fluidized bed, a high degree of hydrostatic weight balance can be achieved between the Fluidized bed and the metal emerging from the mold can be achieved.
Abschließend wird das Verfahren am Beispiel des Gießens einer Aluminiumstange beschrieben:Finally, the procedure is described using the example of casting an aluminum rod:
Es wurde eine Stange aus Aluminium mit einem Durchmesser von etwa 3,8 cm durch Stranggießen hergestellt. Die Teilchen des Fließbettes bestanden aus Bleischrot von 1 mm Durchmesser. Das Bett wurde durch Wasser von Zimmertemperatur, das mitIt became a rod made of aluminum with a diameter about 3.8 cm made by continuous casting. The particles of the fluidized bed consisted of lead shot 1 mm in diameter. The bed was filled with water at room temperature
einer "Geschwindigkeit von etwa 49 1/h/dm strömte, im Fließzustand gehalten. Die Geschwindigkeit, mit der das Gußstück hergestellt wurde, betrug 30 cm/min, und die Länge der Kokille, die für den Wärmeaustausch mit dem Metall zur Verfügung stand, betrug etwa 10 mm.a "speed of about 49 1 / h / dm flowed, in the flowing state held. The speed at which the casting was produced was 30 cm / min, and the length of the mold that was available for heat exchange with the metal stood was about 10 mm.
009838/0305009838/0305
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