DE1758935C3 - Maschine mit Raupenkokille für das Bandgießen von Nichteisenmetallen, insbesondere von Aluminium und Aluminiumlegierungen - Google Patents

Description

gemäß der Erfindung auch besonders zum Gießen von Zink, Kupfer und deren Legierungen geeignet.

Da sich das Führungs- und Antriebssystem für die Kokillenhälften thermisch praktisch nicht verzieht, •weist ein mit der erfindungsgemäßen Maschine gegossenes Band einen gleichmäßigen Querschnitt und eine praktisch ebene, gratfreie Oberfläche auf.

Der mit der Erfindung erzielte Fortsciiriit macht sich bei großen Bandbreiten und bei Werkstoffen mit höhe.-en Schmelztemperaturen besonders bemerkbar, Um nämlich Metallbänder guter Qualität von größerer Breite, beispielsweise von 600 bis 800 mm oder mehr, wirtschaftlich gießen zu können, müssen im weseni liehen folgende Bedingungen erfüllt werden:

ι rv„ ν tu u-ir. - ■- j c- \ .

1. Die Kokillenhalften müssen aul der Strecke, aut

der sie die Gießform bilden, genau und von Wärmeeinwirkung unbeeinflußt geführt werden. Abweichungen von der theoretisch bestimmten Bahn dürfen höchstens wemee zehntel Millimeter bet en -

2. Die mit' dem Band in Berührung kommende Kokillenfläche (Formwandune) muß über den ganzen Bereich der Temperatuneränderung, den die Kokille zyklisch durchläuft, in der Ursprungliehen Form bleiben. Abweichungen dürfen höchstens wenige zehntel Millimeter betragen

3. Die Berührungsflächen zwischen den einander folgenden Kokillenhalften müssen während des Durchlaufens der Gießstrecke ein gute^ Schließen der Trennfugen gewährleisten, damit ein Band mit praktisch gritfreier Oberfläche erhalten wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die oben angeführten Bedingungen dann erfüllt werden, tvenn einerseits eine unmittelbare Berührung dei Kokillenhalften mit den Führungs-und Antriebsteilen Vermieden wird und andererseits die "-ikillenhälften So gestaltet und so gehalten sind, daß sie sich wohl frei pusdehnen, nicht aber in unzulässigem Maße verwerfen können. Auf diese Weise wird das präzise Funktionieren der Führungs- und Antriebsteile durch (die thermischen Einflüsse in den Kokillenhälften nicht beeinträchtigt, und es wird eine praktisch gleichmäßige Stärke des gegossenen Bandes erreicht.

Durch weitere, an Hand der Figuren beschriebene 'jnd zum Bereich der Erfindung gehörende Maßtiahmen wird dafür gesorgt, daß sich die Kokillenhälften praktisch nicht verwerfen.

Die Frfindung wird im folgenden an Hand schematischer Darstellungen an mehreren Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Maschine schematisch in Seitenansicht,

F i g. 2 den Aufbau eines Kokiliengliedes mit der Kokillenhälfte nach F i g. 5 sowie mit den ent-Sprechenden Führungs- und Antriebsteilen und einem Teil des Maschinenkörpers, teilweise im Schnitt,

F i g. 3 eine Seitenansicht von F i g. 2 unter Weglassung der Antriebszahnräder,

F i g. 4 eine Draufsicht von F i g. 2 mit abgenommenen Kokillenhälften,

F i g. 5 eine Kokillenhälfte einer ersten Ausführungsform in schaubi'dlicher, schematischer Darstellung und wie sie in der Maschine nach F i g. 2 bis 4 verwendet wird,

F i g. 6 die Unterseite der Kokillenhälfte nach F i g. 5 mit Führungsnuten und Führungsstücken,

F i g. 7 eine Seitenansicht der Kokillenhälfte nach F i g. 6 mit Führungsnulen,

F i g. 8 eine Stirnansicht einer Kokillenhälfte einer zweiten Ausführungsform,

F i g. 9 einen Schnitt quer zur Kühlfläche (Formwandung) der Kokillenhälfte nach F i g. 8 in größerem Maßstab,

F i g. 10 den Aufbau eines Kokillengliedes mit der Kokillenhälfte nach F i g. 8 und 9 sowie mit den entsprechenden Führung^- und Antriebsteilen und einem Teil des Maschinenkörpers.
ία Das Prinzip der Raupengießmaschine nach F i g. 1 braucht hier nicht eingehend beschrieben zu werden, da es in der Einleitung erklärt ist. Die Gießform 100 ist durch eine Doppelreihe von Kokillenhälften 101 gebildet, die zu zwei umlaufenden endlosen Ketten 102 '5 vereintet sind. Am Eineießende 103 legen sich die ^einf^der gegenüberliegenden Kokillen gegeneinander

^und .^bewc8^e.ⁿ f^{ch m diese} _ß ^r ^"ΪΤι 'im ^ΤΓ ^trecKe. auf dersie die Raupenkok,Ue.100 bilden.

Düse 105 in die geschlossene Gießform 100. Der er- ^arrte Strang 106 tritt in dieser Ausführung unten aus

^{der G}^i^OT™ ^h _% ^e™^{US und} ?"! ?£ Forderwalzen-

f^{are 10}/ ^{und 1(}f weitergeführt Über d.e Besonder-

^" der erfindungsgemaßen Maschine geben die

²* Erläuterungen zu den F . g. 2 b.s 7 und 8 bis 10 Auf-

erste Forderung ist die Unterbindung eines nennenswerten Wanneflusses vor, oen Kok.Henhalften auf das Trag- und Umlaufsy&lem. Die Notwendigkeit d.eser Forderung wurde m den bisherigen Konstruktionen nicht erkannt. jedenfalls nicht verwirklicht. Es gibt z. B. Raupenkokulen, in denen die Formhälften durch Laschen miteinander verbunden und durch Zahnräder angetrieben sind, mit denen sie unmittelbar in Kontakt kommen.

In der erfindungsgemäßen Raupengießmaschine stützen sich die Kokillenhalften durch einen oder mehrere Zwischenteile geringer Gesamtwärmeleitfähigkeit, vorzugsweise durch metallische Träger verhältnismäßig kleinen Querschnitts, auf tragende Führungsteile. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Führungs- und Antriebsteile praktisch kalt bleiben. F i g. 2 zeigt schematisch die Befestigung einer Kokill- nhälfte 10 nach I i g. 5 auf ein tragendes Fiihrungsteil 11, das aus Stahl besteht. Die Kokillenhälfte stützt sich auf dieses Führungsteil 11 mit vier Trägern 12 in Gestalt von Stahlbolzen von 10 mm Durchmesser und 45 mm Länge mit gehärteten, um einen Radius von 22,5 mm abgerundeten Enden, die auf Stützscheibchen 13 aus gehärtetem Stahl gelagert sind. Diese Stützscheibchen sind einerseits in die Kokillenhälfte 10 und andererseits in das Führungsteil 11 eingelassen. Das Befestigen geschieht nut Hilfe des in eine Bohrung 14 in der Mitte der Kokillenhälfte 10 eingeschraubten weiteren Trägers 15 in Gestalt eines Stahlbolzens von 20 mm Durchmesser, der mittels der Mutter 16 unter Zwischenlegen von Tellerfedern 17 gegen das Führungsteil 11 fest angezogen wird.

Die Stützscheibchen 13 haben die Gestalt einer ebenen Rundscheibe mit erhabenem Rand; die abgerundeten Enden der Träger 12 berühren normalerweise nur den ebenen Teil der Stützscheibchen, und zwar praktisch nur punktförmig, so daß der Wärmeübergang minimal und vernachlässigbar ist. Beim Ausdehnen oder Zusammenziehen der Kokillenhälfte 10 nehmen die Träger 12 eine schwache Schräglage ein; diese Veränderung der Lage der Träger 12 geschieht

5 6

reibungslos, so daß Spannungen in der Kokillenhälfte Kokillenhälfte 10. Anders ausgedrückt soll die Gesamt-

10 und dem Führungsteil 11 nicht auftreten können. wärmeleitfähigkeit der Verbindungsteile zwischen

Eine schwache Schräglage der Träger 12 bewirkt keine Kokillenhälfte und führungselement größenordnungs-

Verringerung des Abstandes der Kokillenhälfte 10 gemäß vorzugsweise 200ma! kleiner sein als diejenige

vom Führungsteil 11, weil ihre Enden Ausschnitte 5 der Kokillenhälfte.

aus einer Kugel sind, deren Radius (22,5 mm) die Selbstverständlich hat man Interesse, metallische

Hälfte der Bolzenlänge (45 mm) beträgt. Durch drei Verbindungsteile, im vorliegenden Fall die Träger 12

in Nuten 18, 19 und 20 (F i g. 6 und 7) gleitende, am und den weiteren Träger 15, aus Metall möglichst

Führungsteil 11 aufgeschraubte Führungsstücke 21, 22 geringer Wärmeleitfähigkeit herzustellen. Im Beispiel

und 23 wird die Kokillenhälfte 10 in der zum Führungs- io nach der F i g. 2 bestehen die Verbindungsteile aus

teil 11 bestimmten zentralen Lage gehalten, ohne in- gewöhnlichem Stahl. Es käme z.B. auch rostfreier

dessen an einer freien Längenveränderung infolge Chrom-Nickel-Stahl in Frage, dessen Wärmeleit-

Temperaturwechsels behindert zu sein. Das Führungs- fähigkeit bedeutend niedriger ist als diejenige des für

stück 23 verhindert eine seitliche Verschiebung, und Schraubbolzen u. dgl. benutzten üblichen Stahls,

die Führungsstückc 21 und 22 sichern gegen eine Ver- 15 Immerhin genügt bei der beschriebenen Konstruktion

Schiebung in der Bewegungsrichtung der Kokille. Die normaler Stahl vollkommen, um zu erreichen, daß

in gleicher Ebene und in Nutrichtung verlängert ge- die Führungs- und Antriebselemente der Maschine

dachten Achsen der Führungsstücke 21, 22 und 23 praktisch kalt bleiben.

schneiden sich in einem Punkt H, im folgenden Fix- An Stelle der schwenkbaren Träger 12 können auch punkt genannt, der in der Parallelebene gegenüber 20 nachgiebige Stützen vorgesehen werden, welche die dem Führungsteil 11 unverschiebbar ist. Kokillenhälfte 10 und das Fühningsteil 11 fest verInder dargestellten Maschine beträgt die Bei uhrungs- binden und sich bei Längenänderungen der ersteren länge der Führungsstücke 21, 22 und 23 mit der Wand vorzugsweise nur elastisch verformen,
der Nuten 18, 19 bzw. 20 etwa 35 mm und die Ein- Es können auch starre Träger verwendet werden, griffstiefe etwa 10 mm. 25 auf welchen die Kokillenhälfte 10 bei Längenänderun-Zwischen dem Führungsteil 11 und der Kokillen- gen gleitet, wobei die Gleitflächen vorzugsweise einen hälfte 10 ist ein Zwischenraum vorhanden, der den selbstschmierenden Gleitbelag., ζ. B. aus Graphit oder Wärmefluß von der Kokillenhälfte zum Führungsteil Bornitrid, aufweisen, oder es können an Stelle des weitestgehend verhindert. Vorzugsweise ist zwischen Gleitbelages auch kleine Walzkörper verwendet werjeder Kokillenhälfte 10 und jedem Führungsteil 11 ein 30 den. Es ist auch möglich, ohne besondere Stützen reflektierendes Blech 24, z. B. aus rostfreiem Stahl die Kokillenhälfte 10 vom Führungsteil 11 durch eine oder anodisiertem Aluminium, angeordnet, das die einteilige oder unterteilte Isolierplatte zu distanzieren, Wärmestrahler! zurückwirft. auf welcher Platte die Kokillenhälfte bei Längen-Dieses Blech besitzt Öffnungen für den Durchgang änderungen, immer ausgehend vom Fixpunkt Ή, der Träger 12, des weiteren Trägers 15 und der 35 gleitet.

Führungsstücke 21, 22 und 23, vorzugsweise mit einem Es ist ferner möglich, die Kokillenhälfte 10 mittels

Spiel von einem oder mehreren Millimetern. Es ist eines in diese und in das Führungsteil 11 hinein-

von vier Druckfedern 25, ζ. B. aus 2-mm-Stahldraht, ragenden Bolzens, durch welchen der Fixpunkt be-

gegen Distanzbüchsen 26 gedrückt, die den Abstand stimmt wird, gegen Verschieben zu sichern und durch

von der Kokillenhälfte bestimmen. 4° ein oder mehrere Führungsstucke 21 bis 23 am Ver-

An Stelle eines reflektierenden Bleches kann eine drehen in der Parallelebene zu hindern,
wärmedämmende Masse vorgesehen werden. Das Führungsteil 11 ist beidseitig mit einem Zahn-Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 bis 7 ge- siangenabschnitt 27 versehen, welcher der Länge E schieht die Verbindung der Kokillenhälften 10 mit den (F i g. 5) der Kokillenhälfte 10 entspricht In die tragenden Führungsteilen 11 erfindungsgemäß nicht 45 Zahnstangenabschnitte 27 greift zwecks Bewerkstellidirekt (die Kokillenhälfte 10 und das Führungsteil 11 gung der Kokillenbewegung beiderseits ein angetrieberühren sich nicht), sondern durch die vier Träger 12 benes Zahnrad 28 ein. An den Enden der Achse 29, von 10 mm Durchmesser und durch den weiteren deren Mittellinie in der Trennungsebene zweier Ko-Träger 15 von 20 mm Durchmesser. killenhälften liegt (s. F i g. 3), befinden sich Führungs-Da die der Formwandung abgewandte Fläche der so rollen 30. Die Achse 29 ist in Bohrungen 31 gelagert. Kokillenhälfte 430 χ 188 mm mißt, hat sie eine Ober- Ihr gegenüber sind gabelförmige Führungen 32 (F i g. 3) fläche von 80 840 mm². Die Träger 12 haben einen vorgesehen, die über die Gelenkteile 33 des benach-Querschnitt von total 314 mm², doch fallen sie für die barten Führungsteils 11 greifen. Die Rollen 30 laufen Wärmeleitung praktisch außer Betracht, da sie sich in genau bearbeiteten Führungen 34 eines Maschinenmit beiden Enden praktisch nur punktförmig abstützen. 55 körpers 35. Da das Führungsteil 11 kalt bleibt, ist eine Der weitere Träger 15 hat einen Querschnitt von sehr genaue Führung gewährleistet, unabhängig von 314 nun². Rundet man diese Zahl unter Berücksichti- den Temperaturschwankungen in den Kokillenhälften, gung des Querschnittes der Druckfedern 25 auf 350, Die Kokillenhälften werden bei der Berührung mit ergibt sich, daß in der beschriebenen Ausführungsform der Schmelze ungleichmäßig erwärmt. Es treten hierbei das Verhältnis der der Formwandung abgewandten 60 in den wärmeren Bereichen Druck- und in den kälteren Fläche der Kokillenhälfte 10 zum Querschnitt der Zugspannungen auf, welche Spannungen bei gegebener metallischen Verbindungsteile mehr als 200:1 beträgt. Temperaturverteilung um so höher sind, je mehr die Der für die Kennzeichnung der erfindungsgemäßen wärmeren Bereiche an einer freien Ausdehnung geMaschine benutzte Ausdruck »metallische Teile ver- hindert sind. Diese Spannungen verursachen das Verhältnismäßig kleinen Querschnitts« bedeutet, daß der 65 werfen der Kokillenhälften; außerdem führen sie zu Gesamtquerschnitt dieser metallischen Verbindungs- Ermüdungserscheinungen und Rissen in der Kokillenteile größenordnungsgemäß 200maI kleiner ist als die fläche, wodurch die Lebensdauer der Kokillenhälften der Formwandung parallele Verbindungsfiäche der sehr ungünstig beeinflußt wird.

7 8

Durch eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen sprechende Formgebung bei der Bearbeitung der Kühl-

Maschine wird das Verwerfen der Kokillenhälften fläche 36 (Formwandung) weitgehend kompensiert

vermieden. werden.

Bei der in den F i g. 2 bis 7 dargestellten Aus- In der als Beispiel gezeigten Kokillenhälfte 10 nach

führungsform der erfindungsgemäßen Maschine sind 5 F i g. 2 beträgt die Breite A 600 mm und die Breite B

die Kokillenhälften so dick, daß die weitaus größte der Formwandausnehmung 36 550 mm. Da diese

Wärmemenge, die das Gießmetall zuführt, die Rück- Kokillenhälfte für das Gießen von 18 mm dicken

seite der Kokillenhälften nicht erreicht und beim Bändern aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen

anschließenden Kühlen der Formwand nach Durch- bestimmt ist, beträgt die Tiefe C ihrer Ausnehmung 36

laufen der Gießstrecke durch diese Formwand hin- io (welche die Formwand bildet) rund 9 mm. Die Dicke D

durch mittels des Kühlmittels wieder entzogen wird. der Kokillenhälfte beträgt 255 mm, ihre Länge E in

Mit anderen Worten sind in dieser Ausführungsform Gießrichtung 188 mm. Das Verhältnis der Dicke D

die Kokillenhälften so gebaut, daß im Betrieb der zur Länge E ist daher 1,36; die Kokillenhälfte ist

Wärmefluß im wesentlichen in dem Bereich stattfindet, dicker als lang.

welcher der Gießformwand zugewandt ist, während 15 Die Gießmaschine (s. F i g. 1) umfaßt 24 solcher

in dem Bereich, der an die der Formwand abgewen- Kokillenhälften in jeder Raupe. Je 6 aneinander- oder

deten Fläche angrenzt, ein nur unbedeutender Tempe- aufeinanderliegende Kokillenhälften auf beiden Seiten

raturwechsel stattfindet. bilden den Formhohlraum. Dieser ist infolgedessen

Gemäß letzterer Bedingung sollen nach einer zweck- 180 χ 6 = 1128 mm lang.

mäßigen Ausführung die Kokillenhälften einen warmen ao Mit 37 ist der warme Teil bezeichnet, mit 38 der

und einen kalten Bereich aufweisen. Der warme Be- kalte. Während des Wanderns der Kokillenhälften auf

reich der Kokillenhälfte stellt einen Teil der eigent- der Strecke, auf welcher sie mit den gegenüberliegenden

liehen Kokille dar, die mit der Schmelze bzw. dem zu Kokillenhälften den Formhohiraum, d. h. die Kokille

gießenden Band in Berührung kommt und den Wärme- selbst bilden, fließt die Wärme senkrecht in den warmen

transport übernimmt, während dc>- Zweck des alten 25 Teil 37 h^:nein und erreicht ungefähr die in ^u" i g. 5

Bereiches darin besteht, den warmen Bereich dauernd durch eine gestrichelte Linie 39 angedeutete thei mische

in der gewünschten, bestimmten Lage zu halten, so daß Grenzzone. Nach dem Auseinandergehen am Kokillen-

die im Betrieb mit dem zu gießenden Band in Beruh- ausgangsende werden die Kokillenhälften nach einem

rung stehende Kokillenfläche immer genau aus- beliebigen Verfahren gekühlt, wobei der Wärmefluß

gerichtet und formbeständig bleibt. 30 umgekehrt wird und von der thermischen Gren^zone39

Die Masse des warmen Bereichs ist so bemessen, gegen die Formwand 36 geht. Nachdem die gekühlten

da3 sie die der Schmelze bzw dem Band entzogene Kokillenhälften am Eingießende wieder zusammen-

Wärme während mindesten* eines Durchlaufs durch gebracht worden sind, werden sie erneut vom flüssigen

die Gießstrecke speichern kann. Zweckmäßigerweise Metall aufgeheizt, und dei Wärmefluß geht in P.icluüng

wird für die Kokillenhälften eine Dicke gewählt, die 35 auf die thermische Grenzzone 39. Dieser Vorgang

dem 8- bis 20fachen, vorzugsweise dem 10- bis 15fachen wiederholt sich, bis das Gießen beendet ist. Wie aus

der die Dicke des zu gießenden Bandes bestimmenden obigem hervorgeht, findet ein wesentlicher, wechselnder

Abmessung des Formhohlraumes entspricht. Wärmefluß zwischen der Formwand 38 und der

Auf dem Rückweg zur Ausgangsstelle der Gieß- thermischen Grenzzone 39 statt.

strecke wird der warme Bereich Her Kokillenhälften 40 Bei einer Gießgeschwindigkeit von 2,5 m/min durch Eintauchen in eine Kühlflüssigkeit oder durch (Gießmetall: Reinaluminium) betrug die Tiefe F der Bespritzen mit einer solchen auf die gewünschte Grenzzone 39 ungefähr 50 bis 60 mm und die Dicke G Temperatur gekühlt. des kalten Teils (Tragteils) ungefähr 205 bis 195 mm. Die Temperatur der Kokillenmasse in größerer An den Kokillenhälften wurden bei deren Aus-Tiefe wird beim Durchlaufen der Gieß- wie der Kühl- 45 einandergehen folgende Temperaturen gemessen:
strecke praktisch nicht beeinflußt, sobald" eine be- Mitte der Formwand 36 210⁰C
stimmte Betriebstemperatur erreicht ist _{Rand der Formwand} ^ _{(noch in der}

Im folgenden wird der Bereich der Kokillenhalfte, _{Tiefe der} Ausnehmung) 160° C

in dem der wesentliche Wärmeaustausch stattfindet, _{Mkte der thermischen} Grenzzone» 100⁰C

»warmer Teil« benannt und der andere Bereich »kalter 50 Thermische Grenzzone 39 an den Sei-

TeiU. Durch die ausreichende Bemessung des kalten tenwänden der Kokillenhalfte 8O⁰C
Teils wird die erforderliche Starrheit erreicht.

Die unter der am Wärmeaustausch teilnehmenden Nach dem Kühlen durch angespritztes Wasser

Schicht liegende Kokillenmasse (der »kalte Teil«) hat wurden folgende Durchschnitts-Temperaturen ge-

also den Zweck, eine Verformung des Kokillenblocks 55 messen:

innerhalb zulässiger Grenzen zu halten. Wird der Mitte der Formwand 36 115°C
Querschnitt bzw. das Flächenträgheitsmoment des Rand der Formwand36 (noch'in der
Kokillenblocks 10 groß genug vorgesehen, so ist es Tiefe der Ausdehnung) 1O5°C
möglich, die beim Durchlaufen eines Arbeitszyklus _{Mitte dcr thermischen Gre}nzzone39 105°C
entstehende Verbiegung der Kühlfläche^ (Form- 60 Thermische Grenzzone39 an den Seiwandung) innerhalb weniger Zehntelmillimeter zu tenwänden der Kokillenhälfte 6O⁰C

halten. Bei einem zu gießenden Aluminiumband von

600 mm Breite ergibt sich damit ein Querschnitt des "Würde das Verhältnis der Dicke G zur Tiefe F

Kokilienbiocks von etwa 250 mm Höhe, wobei nur (d. h. des Tragteils zum warmen Teil) zu klein sein,

etwa Vb der Kokillenmasse (»warmer Teil«) am 65 würden die "Wärmeschwankungen im wärmen Teil ein

Wärmetransport teilnimmt und ⁴/_s (»kalter Teil«) als stetiges Verwerfen des letzteren verursachen, und es

Versteifung dienen. Die jeweils auftretende Durch- wäre nicht möglich, breite Bänder mit der erforder-

biegung der Kokillenhälfte 10 kann durch ent- liehen Querschnittsgenauigkeit zu gießen. Die Kokillen-

9 10

hälfte muß daher einen mechanisch sehr Widerstands- Ausführung des Führungsteils 46, z. B. auf das zweifähigen Tragteil 38 (kalten Teil) aufweisen, der im bis dreifache Trägheitsmoment, wobei das Führungs-Beharrungszustand während des Gießens keinen we- teil mittels eines Stahlblocks 47 verstärkt wird sentlichen Schwankungen unterworfen und daher in (Fig. 10).

der Lage ist, den warmen Teil 37 so zu halten, daß er 5 Der Stahlblock 47 weist an seiner der zusammensich im Betrieb nicht in unzulässiger Weise verwirft. Im gesetzten Kokillenhälfte 43 zugewandten Seite Nuten gezeigten Beispiel ist der kalte Teil 38 ungefähr viermal auf, die den Nuten 18,19 und 20 der KokillenhäK.e 10 so dick wie der warme Teil 37. entsprechen (Fig. 6) und eine ähnliche Funktion Beim Arbeiten mit einer Gießgeschwindigkeit von haben. Die Nut 48 entspricht der Nut 18 und die Nut 2,5 m/min (Gießmetall: Reinaluminium) wurden an io 49 der Nut 20; die der Nut 19 entsprechende Nut ist den Kokiilenhäiften, dort wo sie am Lnde des Form- in der F i g. 10 nicht sichtbar. Auch die Zusammenhohlraumes auseinandergehen, folgende Durch- gesetzte Kokillenhälfte 43 nach F i g. 10 weist Nuten Schnittstemperaturen gemessen: auf, wie die massive Kokillenhälfte 10 nach den F i g. 6

Mine der Fläche 40 70'C "^nd £ ?'"^Ν"¹ ^/"Τίΐο ^ ""'i* ^die *^{ut 5I}

Kokillenwand 41, in der Nähe der ^li> ^der, ^N"¹ .^₁S*.⁰" .^N.^ut.¹⁹ Sprechende Nut »st

_c , .. ,_n . - -in r ⁱⁿ der F ι g. 10 nicht sichtbar.

Ecke 42 60 bis /UC , °. , „ .

Auch auf der Seite des Stahlblockes 47. die dem

An der thermischen Grenzzone waren die Tempera- Fü^ungsteil 46 zugewandt ist, sind Nuten 52, 53 und

türen, wie oben, 100 bzw. 80 C. 54 vorgesehen, die wie die Nuten 18, 19 und 20 der

Nach dem Abkühlen durch angespritztes Wasser 20 Fig. 6 angeordnet sind; zur Führung wirken die wurden auf der Eingieß-Seite der Kokillen folgende Nuien 52, 53 und 54 mit Keilen 55, 56 und 57 zu-Durchschnittstemperaturen gemessen: sammen, die ihrerseits in Nuten 58, 59 und 60 einMitte der Fläche 40 60 bis 70 C gelegt sind^

Kokii:;nwand 41, in der Nähe der u-.P'l-ir 5Ϊ 5 """ ,^zu™™^men&^se™^e" ^

r . ₄2 60 bis 70" C ^a5 '^a"^enna''^{te 4}^ werden zweckmaßigerweise besonders

kräftig ausgeführt. Deren Stärke beträgt vorzugsweise

Niün erkennt, daß während des Gießens die Tempe- 40 bis 80 mm, wobei die Steifigkeit noch durch eine ratur im kalten Teil ;.ur unwesentlich schwankt. Da Rippe erhöht werden kann, um eine unzulä*sige die Kokillenhälften vorzugsweise aus Stahl bestehen, Verwerfung infolge der ungleichmäßigen Erwärmung der einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten 30 im Betrieb zu verhindern.

hat, ist es möglich, durch Wah! einer genügenden Werden nun die Platten 44 aus Blech von wenigen

Dicke der Kokillenhälften diesen eine Starrheit zu Millimetern, beispielsweise von 2 bis 5 mm Stärke verleihen, die das einwandfreie Gießen von beispiels- hergestellt, entstehen normalerweise, durch die natürweise 600 bis 800 mm breiten Aluminiumplatten liehe Unebenheit der Platten bedingt, gewisse, wenn ermöglich-. 35 auch unregelmäßige, statistisch verteilte Zwischen-

Das Ausführungsbeispiel nach den F : g. 8 bis 10 ist räume von wenigen hundertstein Millimeter. Diese besonders für das Gießen von großen Bandbreiten, Zwischenräume gestatten bei Temperaturanstiegen z. B. von 700 bis 1500 mm und mehr, bestimmt. In eine ungehinderte Ausdehnung der Platten 44 in diesem Fall ist es vorteilhaft, an Stelle der oben Richtung der Bandbreite.

beschriebenen massiven Kokillenhälften 10 aus Platten 40 Dadurch ist es möglich, durch die an Hand der zusammengesetzte Kokillenhälften 43 zu benutzen, F i g. 2, 4, 6 und 7 beschriebene Art und Weise der wobei die Platten senkrecht zum Gußband und in Befestigung der Kokillenhälfte auf dem Führungsteil Längsrichtung desselben stehen. die Kühlfläche 62 (Formwandung) ohne große Kräfte

Die die zusammengesetzte Kokillenhälfte 43 bil- durch das Führungsteil 46 dauernd in der gewünschten denden Platten 44 werden durch zwei oder mehr 45 Lage und praktisch eben zu halten. Zuganker 45 zusammengepreßt. Dadurch entsteht ein Es können nun auch dickere Platten 44 verwendet

elastischer Körper relativ geringer Biegungssteifigkeit, werden, welche vorteilhafterweise mittels Zwischender auf die für die massiven Kokillenhälften be- lagen 63 aus wärme- und formbeständigem Werkstoff schriebene Art und Weise mit dem Führungsteil 46 voneinander distanziert werden (Fig. 9). Die Zwiverbunden und dadurch in seiner Lage gehalten wird. 50 schenlagen 63 können zwischen allen einzelnen Platten

Bei zusammengesetzten Kokillenhälften ist es not- oder zwischen einigen davon vorgesehen werden, wendig, das Führungsteil bedeutend kräftiger aus- Um die Ausdehnung der Platten in Richtung der zuführen, als es bei massiven Kokillenhälften er- Bandbreite zu ermöglichen, sollen die Zwischenlagen forderlich ist. bis höchstens 20 mm an die Kühlfläche 62 (Form-

Bei den aus Platten 44 zusammengesetzten Kokillen- 55 wandung) heranreichen. Die Dicke d der Zwischenhälften wäre der versteifende kalte Teil 38 der massiven lagen in Millimeter soll größer sein als der halbe Wert Kokillenhälften 10 unwirksam, so daß er in Wegfall des Produktes, errechnet aus dem Ausdehnungskommt; außerdem wäre es unzweckmäßig, die Dicke D koeffizienten α des mit der Schmelze in Berührung bei den zusammengesetzten Kokillenhälften gleich kommenden metallischen Kokillenwerkstoffes, aus groß zu halten wie bei den massiven Kokillenhälften 10. 60 dem mittleren Abstand b zweier benachbarter Zwi-Die totale Dicke der aus Platten zusammengesetzten schenlagen in Millimeter und aus der Schmelz-Kokillenhälften beträgt zweckmaßigerweise z. B. 100 temperatur T des zu gießenden Metalls in ⁰C: bis 150 mm, darf aber diese Werte etwas unter- oder

überschreiten. Die bei massiven Kokillenhälften 10 d > ^a' ^ ' T

durch den kalten Teil 38 gewährleistete Steifheit muß 65 2

hier auf andere Art und Weise gewährleistet werden.

Das geschieht z. B. durch Vermehrung der Träger 12 Beim Gießen von Aluminium werden somit die'

und der weiteren Träger 15 sowie durch eine kräftigere Zwischenlagen bei beispielsweise 30 mm dicken Platten

11 12

aus Stahl mindestens 0,11 mm dick sein, z. B. bessert und die Gießleistung entsprechend erhöht

werden. Um einen genügend gleichmäßigen Wärme-

11 ■ 10 ^β · 30 · 700 entzug über die Breite des zu gießenden Bandes zu

''⁼ --· 0,115 mm gewährleisten, müssen die Platten verschiedener

5 Werkstoffe relativ eng beieinander und gleichmäßig

11 ■ 10 ⁶· 30 ■ 680 verteilt sein. Beispielsweise soll beim Gießen eines

i/-■= -■·- 0,112 mm Aluminiumbandes die Distanz zweier Platten aus

2 gleichem Werkstoff vorteilhafterweise weniger als

40% der zu gießenden Bandstärke betragen. Die

Die Weite der durch die Zwischenlagen an der \o Dicke der Platten aus den verschiedenen Werkstoffen

Kühlfläche 62 (Formwand) gebildeten Spalten 64 darf braucht nicht gleich zu sein; beispielsweise können

anderseits nicht so groß sein, daß geschmolzenes abwechslungsweise Kupferplatten von 2 mm Stärke

Gießmetall zwischen die Platten so -veit eindringen mit Stapelplatten von 5 mm Stärke oder umgekehrt

kann, daß sich störende Rippen an der Oberfläche vorgesehen werden.

des gegossenen Bandes bilden. Im Falle des Alumini- 15 Die PiaUenstärken werden entsprechend den vcr-

ums beträgt die hochstzulässige Spaltenweite etwa langten Wärmeleiteigenschaften des Kokillenblockes

0,3 mm. gewählt.

Es können in ein und demselben Kokillenblock Vorzugsweise werden die Kokillenhälften JC bzw. 43

auch Platten verschiedener Stärke angeordnet werden; dadurch gekühlt, daß eine Kühlflüssigkeit in einem

das kann beispielsweise für die Befestigung der Ko- 20 Kasten, in dem Unterdruck herrscht, gegen die vom

killenhälfte auf dem Führungsteil 46 vorteilhaft sein. Gußstrang abgewendeten Formwandungen 36 bzw. 62

Die Gießleistung ist abhängig von den Wärmeleit- gespritzt wird, wobei der Unterdruck so gewählt wird,

eigenschaften des Kokillenwerkstoffes. Beispielsweise daß infolge Einströmens von Luft in den Kasten die

ist mit Kupferkokillen gegenüber Stahlkokillen eine Kühlflüssigkeit zwischen Kasten und Formhälften

etwa sechsfache Gießleistung zu erwarten. Infolge der as nicht austreten kann.

relativ hohen Gewichte der Kokillenblöcke kann Zu diesem Zweck wird ein Kasten verwendet, der

Kupfer aus Preisgründen wohl nur in Ausnahmefällen gegen die zu kühlenden Kokillenhälften offen ist und

in Betracht gezogen werden. an diese bis auf einige Zehntelmillimeier heranreicht,

Wird der Kokillenblock aus dünnen Platten von eine Anzahl von gegen die Formwandungen 36 bzw. 62

beispielweise 2 bis 5 mm Stärke aufgebaut, ist es 30 gerichteten Spritzdüsen enthält und an eine Unterdruck

möglich, in Abständen Platten aus gut leitendem erzeugende Vorrichtung angeschlossen ist.

Werkstoff, beispielsweise Kupfer oder Aluminium, Als Kühlflüssigkeit hat sich eine öl-in-Wasser-

anzuordnen. Dadurch kann der Wärmeentzug ver- Emulsion gut bewährt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

43) offen ist und an diese bis auf einige zehntel Patentansprüche: Millimeter heranreicht, eine Anzahl von gegen die Formwandungen (36 bzw. 62) gerichtete Spritz-

1. Maschine mit Raupenkokille für das Band- düsen enthält und an eine Unterdruck erzeugende gießen von Nichteisenmetallen, insbesondere von 5 Vorrichtung angeschlossen ist.

Aluminium und Aluminiumlegierungen, bei der
Kokillenhälften und umlaufende Führungsteile

der Maschine jeweils durch eine metallische Träger

aufweisende Verbindung zusammenhängen, dadurch gekennzeichnet, daß der wärme- io
leitende Querschnitt und/oder der Wärmeleitungskoeffizient der Verbindung eine so geringe Gesamt- Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine mit wärmeleitfähigkeit ergibt, daß die umlaufenden Raupenkokille für das Bandgießen von Nichteisen-Führungsteile (11; 46) im Betrieb höchstens hand- metallen, insbesondere von Aluminium und Aluminiwarm werden. 15 umlegierungen, bei der Kokillenhälften und um-

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn- laufende Führungsteile der Maschine jeweils durch zeichnet, daß die Gesamtwärmeleitfähigktit der eine metallische Träger aufweisende Verbindung Kokillenhälften (10 bzw. 43) etwa 200mal größer zusammenhängen.

ist als diejenige der Träger (12,15). Bei Raupenkokillen, zum kontinuierlichen Gießen

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 20 von Metallbändern wird im allgemeinen die Gießform gekennzeichnet, daß die Träger (12,15) einen durch eine Doppelreihe von Kokillenhälften gebildet, wärmeübertragender. Gesamtquerschnitt aufweisen, die zu zwei endlosen Ketten vereinigt sind. Am dessen Verhältnis zu der der Formwandung (36) Eingießende legen sich die einander gegenüberabgewandten Fläche der Kokillenhälften (10 bzw liegenden Kokillenhälften gegeneinander und bewegen 43) weniger als 1 : 200 beträgt. 25 sich in dieser Lage über eine gewisse Strecke, auf der

4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn- sie die Raupenkokille bilden; dann trennen sie sich, zeichnet, daß zwischen den Kokillenhälften (10 um sich nach kurzer Zeit am Eingießende wiederum bzw. 43) und den umlaufenden Führungsteilen zu treffen.

(11 bzw. 46) ein wärmereflektierendes Blech (24) Eine gattungsgemäße Gießmaschine ist aus E. H err-

angeordnet ist. 30 mann, Handbuch des Stranggießens, Aluminium-

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4. Verlag Düsseldorf, S. 51 und 52 und Bilder 150 und dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke (D) der 151, bekannt. Bei dieser Gießmaschine hängen die Kokillenhälften (10) dem 8- bis 20fachen, Vorzugs- Kokiilenhälften jeweils mit einem umlaufenden Fühweise dem 10- bis 15fachen der die Dicke des zu rungsteil, das die Kokillenhälfte längs einer vorgießenden Bandes bestimmenden Abmessung (C) 35 bestimmten Bahn führt, durch eine metallische Träger des Formhohlraumes entspricht. aufweisende, relativ massive Verbindung zusammen.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5. Hierdurch wird ein relativ großer Teil der von der dadurch gekennzeichnet, daß die Kokiilenhälften jeweiligen Kokillenhälfte während der Berührung mit (43) aus Platten (44) zusammengesetzt sind und die dem eingegossenen Metall aufgenommenen Wärme an umlaufenden Führungsteile (46) durch Stahlblöcke 40 das zugeordnete Führungsteil weitergegeben, welches (47) verstärkt sind, welche die Kokiilenhälften (43) sich infolgedessen verziehen kann. Dadurch ergeben über Träger (12. 15) genau ausgerichtet halten. sich in der Führung der Kokiilenhälften unzulässige

7 Maschine nach Anspruch 6, gekennzeichnet Abweichungen von der theoretisch bestimmten Bahn,

durch Zwi>chenlagen (63) aus wärmeisolierendem, was zu ungleichmäßigem Querschnitt und unebener

formbeständigem Werkstoff, die zwischen den 45 Oberfläche des gegossenen Bandes führt. Außerdem

Platten (44) angeordnet sind. besteht die Gefahr, daß die Stoßstellen zwischen den

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekenn- aufeinanderfolgenden Kokiilenhälften nicht mehr zeichnet, daß die Zwischenlagen (63) bis höchstens einwandfrei schließen, wodurch Grate und Absätze 20 mm an die Formwandung (621 lieranreichen. auf dem gegossenen Band und unter Umständen sogar

9. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 50 Austritt flüssigen Metalls aus der Raupenkokille entdadurch gekennzeichnet, daß in Nuten (18, 19 und stehen. Es kommt noch das Problem des Abdichtens 20) gleitbar angeordnete Führungsstücke (21,22 der Gießdüse in der Kokille hinzu, weil ein Rückwärts- und 23) die Kokiilenhälften (10) während des fließen der Schmelze verhindert werden muß.
Betriebes trotz Längenänderungen infolge Tempe- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine raturwechsels in der zum jeweiligen Führungsteil 55 Maschine der eingangs genannten Art dahingehend (11) bestimmten zentralen lage halten. zu verbessern, daß die Kokilleninnenfläche bei den

10. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekenr.- auftretenden Betriebsverhältnissen die ursprüngliche zeichnet, daß die Stahlblöcke (47) Nuten (48 usw. Form beibehält.

und 52 bis 54) aufweisen, die in ähnlicher Weise Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer gattungs-

wirken wie die Nuten (18 bis 20Ί der Kokillen- 60 gemäßen Maschine vorgesehen, dall der wärmc-

nälften (10) der Maschine nach Anspruch 9, wobei leitende Querschnitt und/oder der Wärmeleitungs-

die Nuten (52 bis 54) mit Keilen (55 bis 57) zu- koeffizient der Verbindung eine so geringe Gesamt-

sammenwirken, die ihrerseits in Nuten (58 bis 60) wärmeleitfähigkeit ergibt, daß die umlaufenden Füh-

eingelegt sind. rungsteile im Betrieb höchstens handwarm werden.

11. Maschinenach einem der Ansprüche 1 bis 10, 65 Weiterbildungen und vorteilhafte 'lusgestaltungen gekennzeichnet durch einen Kaften für jede der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Kokillenreihe, der gegen die zu kühlenden, vom Unteransprücbe. Außer für das Elandgießen von Gußstrang abgewendeten Kokiilenhälften (10 bzw. Aluminium und Aluminiumlegierungeii istdieMaschine