DE1583659B2

DE1583659B2 - DEVICE FOR FILLING MELT INTO MOLDS

Info

Publication number: DE1583659B2
Application number: DE1967K0063947
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr.-Ing. 4OO0 Düsseldorf Kocks
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-11-18
Filing date: 1967-11-18
Publication date: 1977-01-20
Also published as: DE1583659A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einfüllen von Schmelze in Kokillen, insbesondere in solche von großer Höhe, mit einem in die Kokille einführbaren entsprechend langen Gießrüssel.The invention relates to a device for pouring melt into molds, in particular into those of great height, with a correspondingly long casting spout that can be introduced into the mold.

Beim Gießen von Blöcken wird die Schmelze in den weitaus meisten Fällen von oben in die Kokille eingegossen, was jedoch dazu führt, daß sie beim Auftreffen auf den Kokillenboden bzw. auf die Oberfläche des Schmelzenspiegels in der Kokille zu einem erheblichen Teil auseinanderspritzt und diese Spritzer an die verschiedensten Stellen der Kokillenwände gelangen. Da die Kokillenwände relativ kalt sind, kommt es bei diesen Spritzern zu einem gegenüber der übrigen Schmelze stark abweichenden Abkühlungs- und Erstarrungsverlauf. Hierdurch wird die Qualität des herzustellen Blockes erheblich beeinträchtigt.When casting blocks, the melt is in the vast majority of cases from above into the mold poured in, which, however, leads to the fact that when they hit the mold bottom or on the Surface of the melt level in the mold splatters to a considerable extent and this Splashes get to various places on the mold walls. Since the mold walls are relatively cold, These splashes have a cooling and cooling temperature that differs greatly from that of the rest of the melt Solidification process. This significantly affects the quality of the block to be produced.

Man hat deshalb vorgeschlagen, die Schmelze durch Gießrüssel in die Kokillen einzufüllen, um die Kokillenwände vor Schmelzenspritzern zu schützen. Dabei sind Gießrüssel der unterschiedlichen Bauarten bekanntgeworden, die zu Beginn des Gießvorganges in die Kokille abgesenkt und mit steigendem Schmelzenspiegel hochgezogen werden. Es gibt Bauarten, bei denen der Gießrüssel unterhalb der Gießpfanne an dieser befestigt ist sowie gesonderte Einrichtungen, die den Gießrüssel halten und mit denen es möglich ist, den Gießrüssel in die Kokille abzusenken bzw. während des Gießvorganges aus dieser herausziehen.It has therefore been proposed that the melt be poured into the molds through pouring spouts in order to reach the mold walls protect from melt splashes. Thereby pouring spouts of different types have become known, which is lowered into the mold at the beginning of the casting process and with a rising melt level be pulled up. There are designs in which the pouring spout is attached to the pouring ladle below it is as well as separate facilities that hold the pouring spout and with which it is possible to put the pouring spout in lower the mold or pull it out during the casting process.

Allen diesen bekannten Bauarten ist gemeinsam, daß der Gießrüssel innerhalb der Kokille freihängend angeordnet ist und in allen radialen Richtungen sich bewegen kann. Hieraus ergibt sich ein wesentlicher Nachteil der bekannten Bauarten, welcher darin besteht, daß der Gießrüssel nicht zentrisch in den Innenraum der Kokille abgesenkt wird und/oder daß er sich während des Gießvorganges beim Herausziehen aus der Kokille auch in radialer Richtung verschiebt. Infolgedessen bleibt die Auslauföffnung des Gießrüssels nicht im Zentrum des Kokillenquerschnittes, so daß es zu einer ungleichmäßigen Temperaturverteilung in der eingegossenen Schmelze und damit auch zu einseitigen Erstarrungsverläufen kommt. Auch hierdurch wird die Qualität des gegossenen Blocks wesentlich beeinträchtigt. Außerdem entsteht beim Gießen eine größere Unruhe im Schmelzenbad, wenn die Austrittsöffnung des Gießrüssels außerhalb des Zentrums des KokHlenquerschnittes liegt. Eine solche größere Unruhe im Schmelzenbad ist ebenfalls unerwünscht. Ferner kann es zu Beschädigungen der Kokillenwände und des Gießrüssels kommen, wenn letzterer einseitig in die Kokille eingeführt wird.All these known types have in common that the pouring spout hangs freely within the mold is arranged and can move in all radial directions. This results in an essential one Disadvantage of the known designs, which consists in the fact that the pouring spout is not centered in the interior of the The mold is lowered and / or that it is pulled out of the mold during the casting process also shifts in the radial direction. As a result, the outlet opening of the pouring spout does not remain in the Center of the mold cross-section, so that there is an uneven temperature distribution in the cast Melt and thus also to one-sided solidification processes. This also makes the Quality of the cast block significantly impaired. In addition, a larger one is created when pouring Restlessness in the melt bath when the outlet opening of the pouring spout is outside the center of the coke cross-section lies. Such a greater unrest in the molten bath is also undesirable. Furthermore it can damage to the mold walls and the pouring spout occur if the latter unilaterally into the Mold is introduced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einfüllen von Schmelze in Kokillen zu schaffen, welche die vorstehend behandelten Nachteile vermeidet und ein möglichst ruhiges und gleichmäßiges Eingießen der Schmelze in die Kokillen ermöglicht.The invention is based on the object of providing a device for pouring melt into molds create, which avoids the disadvantages discussed above and as quiet and even as possible Pouring the melt into the mold allows.

Außerdem soll sie das Gießen besonders langer Blöcke und damit das Füllen von Kokillen großer Höhe ermöglichen.In addition, it is supposed to be able to cast particularly long blocks and thus to fill molds of great height enable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gießrüssel an seiner äußeren Mantelfläche mit Führungs- und Stützelementen ausgerüstet ist, die entsprechend dem Innenquerschnitt der Kokillen bemessen und gestaltet sind, sowie an einer oder mehreren Innenwänden derselben abstützend anliegen.This object is achieved according to the invention in that the pouring spout has on its outer circumferential surface Is equipped guide and support elements, which correspond to the internal cross-section of the molds are dimensioned and designed, as well as resting on one or more inner walls of the same in a supporting manner.

Durch diese Führungs- und Stützelemente wird erreicht, daß die untere Auslauföffnung während des gesamten Gießvorganges sich stets im Zentrum des Kokillenquerschnittes befindet. Die Temperaturverteilung der eingegossenen Schmelze ist weitgehend gleichmäßig und ebenso die Erstarrungsverläufe, so daß ein Block mit hoher Qualität zu erzielen ist. Das Schmelzbad bleibt während des Gießvorganges weitgehend ruhig, was sich ebenfalls günstig auf die Qualität des Blockes auswirkt. Beschädigungen der Kokillenwände und des Gießrüssels sind weitgehend ausgeschlossen, weil die Führungs- und Stützelemente für den erforderlichen Abstand sorgen und den Gießrüssel im Zentrum des Kokillenquerschnittes in vertikaler Richtung führen.This guide and support elements ensure that the lower outlet opening during the entire casting process is always in the center of the mold cross-section. The temperature distribution the poured melt is largely uniform and so is the solidification process, so that a high quality block can be obtained. The melt pool remains largely during the casting process calm, which also has a positive effect on the quality of the block. Damage to the mold walls and the pouring spout are largely excluded because the guide and support elements for the Ensure the required distance and the casting spout in the center of the mold cross-section in the vertical direction to lead.

Besonders vorteilhaft sind die erfindungsgemäßen Führungs- und Stützelemente des Gießrüssels bei Verwendung sogenannter verlorener Kokillen, die bekanntlich sehr dünnwandig sind. Diese verlorenen Kokillen werden gegen die Innenwandung der eigentlichen Kokille von den erfindungsgemäßen Führungs- und Stützelementen angedrückt, wodurch ein einwandfreier Wärmeübergang und damit die notwendige Kühlung der verlorenen Kokille aufrechterhalten wird. Bei den bekannten Bauarten besteht nämlich die Gefahr, daß sich beim Gießen die Wandung der dünnwandigen verlorenen Kokille nach innen einwölbt, weil sich die Luftschicht zwischen der dünnwandigen verlorenen Kokille und der Wandung der eigentlichen äußeren Kokille erhitzt und ausdehnt. Dabei geht der Kontakt zwischen der verlorenen Kokille und der eigentlichen Kokille verloren, so daß bei den bekannten Bauarten die Wärmeabfuhr stark reduziert wird. Es kann dann zu örtlichen Überhitzungen kommen, so daß die verlorene Kokille durchbrennt. Ein solcher Block istThe guide and support elements of the pouring spout according to the invention are particularly advantageous Use of so-called lost molds, which are known to be very thin-walled. These lost Molds are against the inner wall of the actual mold from the guide according to the invention and supporting elements pressed on, whereby a perfect heat transfer and thus the necessary Cooling of the lost mold is maintained. In the known types there is namely the There is a risk that the wall of the thin-walled permanent mold will bulge inwards during casting, because the air layer between the thin-walled permanent mold and the wall of the actual mold outer mold heated and expanded. Thereby the contact between the lost mold and the actual mold lost, so that the heat dissipation is greatly reduced in the known types. It can then lead to local overheating, so that the lost mold burns out. One such block is

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dann für den beabsichtigten Zweck unbrauchbar und es ist ein erheblicher wirtschaftlicher Verlust entstanden. Auch dieser Nachteil wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung vermieden.then unusable for the intended purpose and a considerable economic loss has arisen. This disadvantage is also avoided by the device according to the invention.

Ferner ist es in vorteilhafter Weise möglich, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehr dünnwandige Kokillen zu verwenden, ohne befürchten zu müssen, daß diese ihre Form verlieren. Extrem dünnwandige Kokillen eignen sich besonders für das Gießen extrem langer Blöcke, müssen jedoch um den auftretenden Beanspruchungen standhalten zu können, abgestützt werden. Dies ist mit Hilfe eines Stützgerüstes außenseitig ohne weiteres möglich, nicht dagegen auf der Innenseite der Kokille. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung übernimmt in vorteilhafter Weise der Gießrüssel mit seinen Führungs- und Stützelementen die Abstützung der Kokillenwandung auch von innen her, so daß die Verwendung extrem dünnwandiger Kokillen möglich ist. Sinngemäß das gleiche gilt auch für bestimmte teilbare Kokillen, die ebenfalls einer Abstützung von innen während des Gießvorganges bedürfen.Furthermore, it is advantageously possible to use the device according to the invention to produce very thin-walled To use molds without having to fear that they will lose their shape. Extremely thin-walled Chill molds are particularly suitable for casting extremely long blocks, but they have to be able to cope with the occurring To be able to withstand stresses, be supported. This is with the help of a support frame on the outside easily possible, but not on the inside of the mold. In the inventive The device takes over the casting spout with its guide and support elements in an advantageous manner the support of the mold wall also from the inside, so that the use of extremely thin-walled Mold is possible. The same applies mutatis mutandis to certain divisible molds, which are also one Require support from the inside during the casting process.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Führungs- und Stützelemente rahmenartig ausgebildet, wobei die Stützflächen ganz oder abschnittsweise gegen die Kokillenwände anliegen und mit dem Gießrüssel über Gitterwerk, Streben oder einer mit Durchgangsöffnungen versehenen Platte verbunden sind. Auf diese Weise wird die Reibung zwischen den Kokillenwänden einerseits und den Führungs- bzw. Stützelementen andererseits so gering wie möglich gehalten bei ausreichender Abstützung und Führung. Außerdem können die entstehenden Gase nach oben aus der Kokille entweichen.In an advantageous embodiment of the invention, the guide and support elements are frame-like formed, with the support surfaces resting entirely or in sections against the mold walls and connected to the pouring spout via latticework, struts or a plate provided with through openings are. In this way, the friction between the mold walls on the one hand and the guide or Support elements on the other hand kept as small as possible with sufficient support and guidance. In addition, the gases produced can escape upwards out of the mold.

Ferner ist es empfehlenswert, den Gießrüssel längenveränderlich, insbesondere teleskopartig auszubilden und seine Längenabschnitte einzeln oder gemeinsam vertikal bewegbar zu gestalten. Die Längenveränderliche Ausbildung des Gießrüssels ermöglicht nicht nur eine gleitende Abstützung der Kokillenwände auf der Innenseite, sondern es ist vor allem möglich, die Führungs- und Stützelemente im oberen Teil der Kokille längere Zeit am gleichen Ort zu belassen, während zunächst nur der untere Teil des Gießrüssels entsprechend dem steigenden Schmelzenspiegel angehoben wird. Auf diese Weise läßt sich die Relativbewegung zwischen den Führungs- und Stützelementen einerseits und der Kokillenwandung andererseits vorteilhaft reduzieren.It is also advisable to make the pouring spout variable in length, in particular telescopic and to make its length sections individually or collectively vertically movable. the Variable length training of the pouring spout not only allows a sliding support of the Mold walls on the inside, but above all it is possible to use the guide and support elements in the to leave the upper part of the mold in the same place for a long time, while initially only the lower part of the Casting spout is raised according to the rising melt level. In this way, the Relative movement between the guide and support elements on the one hand and the mold wall on the other advantageously reduce.

Darüber hinaus ist es zweckmäßig, eine an sich bekannte Meßvorrichtung zum Messen der Schmelzenspiegelhöhe und eine Einrichtung zum vorzugsweise selbsttätigen Anheben mindestens des unteren Endabschnittes des Gießrüssels in Abhängigkeit von den Meßwerten der Meßvorrichtung anzuordnen. Da die Führungs- und Stützelemente ein direktes Betrachten des Schmelzenspiegels behindern, empfiehlt sich die Anordnung einer solchen Meßvorrichtung, um den Gießrüssel in der richtigen Weise während des Einfüllens der Schmelze anheben zu können.In addition, it is expedient to use a measuring device known per se for measuring the height of the melt level and a device for preferably automatically lifting at least the lower end portion to arrange the pouring spout depending on the measured values of the measuring device. Since the If guide and support elements prevent a direct view of the melt level, it is recommended Arrangement of such a measuring device to measure the pouring spout in the correct manner during the To be able to raise the melt filling.

In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigtThe invention is illustrated in the drawings using several exemplary embodiments. It shows

F i g. 1 eine Kokille im Längsschnitt mit eingeführtem Gießrüssel und Führungsrahmen,F i g. 1 a mold in longitudinal section with the pouring spout and guide frame inserted,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der F i g. 1,F i g. 2 shows a section along the line H-II in FIG. 1,

F i g. 3 eine Kokille mit Gießrüssel und Stützelemente in anderer Ausführungsform,F i g. 3 a mold with casting spout and support elements in a different embodiment,

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 3,F i g. 4 shows a section along the line IV-IV of FIG. 3,

F i g. 5 eine schematische Darstellung der kompletten Gießvorrichtung nebst Verstelleinrichtung.F i g. 5 a schematic representation of the complete casting device together with the adjustment device.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Kokille bezeichnet, in die ein entsprechend lang bemessener Gießrüssel 2 mit seinem Durchflußkanal 3 hineinragt. Der Gießrüssel 2 wird entweder von in F i g. 5 schematisch angedeuteten Verstellmitteln 4 gehalten oder er ist an einer in F i g. 1 nicht dargestellten Gießpfanne angehängt. Der Gießrüssel 2 reicht mit seiner unteren Ausflußöffnung bis kurz oberhalb des Kokillenbodens. Am unteren Endabschnitt des Gießrüssels 2 ist als Führungs- und Stützelement 7 eine Platte befestigt, die Durchgangsöffnungen 8 besitzt und welche, wie Fig.2 zeigt, die Querschnittsform des Kokilleninnenraums angepaßt ist. Die Außenabmessungen der Platte 7 sind so bemessen, daß sie möglichst eng an den Kokillenwänden anliegt, sich jedoch nicht verklemmen kann. Die Durchgangsöffnungen 8 sind ausreichend in ihrer Größe und Anzahl, um die auftretenden Gase nach oben entweichen zu lassen.In Fig. 1, 1 designates a mold into which a correspondingly long casting nozzle 2 with his Flow channel 3 protrudes. The pouring spout 2 is either of FIG. 5 indicated schematically Adjusting means 4 held or it is at one in F i g. 1 attached ladle, not shown. The pouring spout 2 extends with its lower outlet opening to just above the bottom of the mold. At the bottom End portion of the pouring spout 2 is attached as a guide and support element 7, a plate, the through openings 8 and which, as FIG. 2 shows, the cross-sectional shape of the mold interior is adapted. The outer dimensions of the plate 7 are so dimensioned that it rests as closely as possible on the mold walls, however, cannot get jammed. The through openings 8 are sufficient in size and number, to let the gases escape upwards.

Die F i g. 3 und 4 unterscheiden sich von den F i g. 1 und 2 nur dadurch, daß an Stelle der geschlossenen Platte ein Stützkreuz als Führungs- und Stützelement am unteren Endabschnitt des Gießrüssels 2 angeordnet ist. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für solche Schmelzen, bei denen eine große Gasmenge beim Gießen anfällt, während die Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2 vor allem für solche Schmelzen geeignet ist, die besonders stark zum Spritzen neigen.The F i g. 3 and 4 differ from FIGS. 1 and 2 only in that instead of the closed Plate a support cross arranged as a guide and support element on the lower end portion of the pouring spout 2 is. This embodiment is particularly suitable for those melts in which a large amount of gas accrues during casting, while the embodiment according to FIG. 1 and 2 especially for such melts which are particularly prone to splashing.

In F i g. 5 ist mit 9 die Gießpfanne bezeichnet, aus der die Schmelze von einem Ofen herangeschafft wird. Zur Ermittlung des Gewichtes der Gießpfanne bzw. der in ihr enthaltenden Schmelze besitzen die Trag- und Halteeinrichtungen der Gießpfanne 9 Meßdosen 10, deren Werte einer Meßeinrichtung 11 zugeleitet werden. Diese Meßdaten beeinflussen eine Steuer- und Regeleinrichtung 12, welche die Verstellvorrichtung 4 für den Gießrüssel 2 in Abhängigkeit von den Meßdaten während des Gießvorganges nach oben bewegt, wobei die Pfanne 9 der Bewegung des Gießrüssels 2 ebenfalls nach oben folgen muß. Diese Hubbewegung des Gießrüssels läßt sich jedoch klar erkennen, so daß die Pfanne 9 entsprechend angehoben werden kann. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 dient also das Gewicht der Schmelze als Regelgröße für die Hubbewegung von Pfanne und Gießrüssel. Es sind jedoch auch noch andere Regelgrößen denkbar, so z. B. an sich bekannte Meßeinrichtungen, welche den jeweiligen Stand des Schmelzenspiegels direkt messen und in Abhängigkeit davon ein entsprechendes Anheben des Gießrüssels bewirken.In Fig. 5, 9 denotes the ladle, from which the melt is brought in from a furnace. To the Determination of the weight of the ladle or the melt contained in it have the support and Holding devices of the pouring ladle 9, measuring cells 10, the values of which are fed to a measuring device 11 will. These measurement data influence a control and regulating device 12 which controls the adjusting device 4 for the pouring spout 2 moved upward during the pouring process as a function of the measurement data, with the pan 9 must also follow the movement of the pouring spout 2 upwards. This lifting movement of the However, pouring spout can be clearly seen so that the pan 9 can be raised accordingly. In the Embodiment according to FIG. 5 the weight of the melt is used as a control variable for the lifting movement of Pan and spout. However, other controlled variables are also conceivable, such as B. known per se Measuring devices, which measure the current level of the melt level directly and as a function from this cause a corresponding lifting of the pouring spout.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for pouring melt into molds, especially into those of great height, with a correspondingly long casting spout that can be introduced into the mold, characterized in that that the pouring spout (2) on its outer surface with guide and support elements (7) is equipped, which are dimensioned and designed according to the internal cross-section of the molds (1) as well as resting on one or more inner walls of the same in a supporting manner.

2. Device according to claim 1, characterized in that the guide and support elements (7) Are designed like a frame, the support surfaces wholly or in sections against the mold walls and with the pouring spout (2) over latticework, struts or one with through openings (8) provided plate are connected.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the pouring spout (2) is variable in length, in particular telescopic, and its length sections (2a, 2b) are individually or collectively vertically movable.

4. Apparatus according to claim 1 or one of the following, characterized by the arrangement of a per se known measuring device (5, 10, 11) for measuring the melt level and a device (4, 12) for preferably automatically lifting at least the lower end portion (2b) of the pouring spout (2) as a function of the measured values of the measuring device (5,10,11).