DE1783041C - Gießrinne für ein Gießrad zum Stranggießen von Metallbarren - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine in dauerndem Kontakt mit dem zu gießenden Barren Gicürinne mit einem im wesentlichen M-förmigen während dessen Bildung verbleibt. Querschnitt für ein Gießrad zum Stranggießen von Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch

Metallbarren, bei dem die Gießnut an beiden Seilen eine Gießrinne mit einem im wesentlichen M-föriii Richtung zur Achse des Gießrades Stege und 5 migen Querschnitt für ein Gießrad zum Stranggießen daran vertikale Halterungen aufweist, die mittels von Metallbarren, bei dem die Gießnut an beiden Klemmelementen, deren Breite größer als deren Seiten in Richtung zur Achse des Gießrades Stege Stärke ist, an zwei den Umfang des Gießrades bilden- und daran vertikale Halterungen aufweist, die mittels den, voneinander parallel zur Drehachse des Gieß- Klemmelementen, deren Breite größer ah> deren radcs abstehenden scheibenringförmigen Schultern io Stärke ist, an zwei den Umfang des Gießrades befestigt sind. bildenden, voneinander parallel zur Drehachse des

Bei derartigen Gießrädern ist es bekanntlich von Gießrades abstehenden scheibenringförmigen Schulbesonderer Bedeutung, eine geeignete und wirksame tern befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühlung des entstehenden Metallbarrens zu gewähr- Te-I der Halterungen radial über die Schultern hinausleisten. Auf Grund der ständig steigenden Produk- 15 ragt und zumindest diese Teile aus elastisch defortionserfordernisse muß die Herstellung des Barrens mierbarem Material ausgebildet r.ind. so rasch wie möglich vor sich gehen, was zur Tat- Durch diese Ausbildung der Gießrinne ist eine

Sache führt, daß der Barren nur eine ganz geringe Biegung der Halterungen der Gießrinne an den beiden Zeit in der GießriDre verbleiben kann und innerhalb Teilen aus deformierbarem Material möglich. Dies dieser kurzen Zeit vom flüssigen Zustand am Ein- 20 bedeutet eine ständige Anpassung der Gießrinne an gangspunkt des Gießrades in den festen Zustand am den Querschnitt des sich bildenden Barrens, die Ausgang des Gießrades übergehen muß. Dadurch zunächst durch eine Ausdehnung der Gießrinne beim muß die Kühlung sehr wirksam sein und die Ab- Eingießen des geschmolzenen Metalls sowohl im kühlung des Barrens sehr rasch erfolgen. Ferner Sinne der Breite als auch längs des Umfang': entsteht durch die Temperaturändening eine beacht- 25 radial zur Drehachse des Gießrades erfolgt und dann liehe Erstarrungsschrumpfung (oder Kontraktion) des durch die Zusammenziehung der Rinne beim Er Metalls während des Herstellungsvorganges des starren des Barrens in die ursprüngliche Lage statt-Barrens, die beispielsweise im Falle von Aluminium findet.

einen Wert von l,7^o/o erreicht. Eis ist offensichtlich, Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der

daß dann die Gesamtkontraktion bedeutend ist und 30 nachstehenden Beschreibung einer Ausführungsform sich der Barren von den j,ekühlt,n Wänden der der Gießrinne hervor, die an Hand der Zeich Gießrinne ablöst, wodurch die rasche und gleichmäßige nungen erläutert wird. Es zeigt Abkühlung des Barrens nicht mehr stattfinden kann. Fig. 1 eine Querschnittansicht der Gießrinne im

Eine unausgeglichene Kühlung wirkt sich in einer Bereich der Eingußstelle des geschmolzenen Metalls fehlerhaften Barrenstruktur aus, da der Barren 35 und

Kristallisationsfehler,Seigerungen, Rißbildungen,eine Fig. 2 eine Querschnittansicht der Gießrinne im

rauhe Oberfläche, eine brüchige Struktur usw. erfährt. Bereich der Auslaufstelle des erst.xrten Metalls, in Je größer der Barrenquerschnitt ist, desto größer einer zur Fig. I entgegengesetzten Richtung gesehen, ist auch die Gefahr dieser Fehler und die Fehler Die Gießrinne 20 besitzt einen im wesentlichen

selbst. ₄,.i M-förmigen Querschnitt und weist an beiden Seiten

Ferner muß noch hervorgehoben werden, daß auch in Richtung zur Achse des Gießrades Stege 32 und die Gießrinne selbst starken thermischen Bean- 33 und daran anschließende vertikale Halterungen spruchungen ausgesetzt ist, insbesondere im Bereich 34 und 35 auf, die mittels Klemmelementen 36 und der Eingußstelle des flüssigen Metalls. 37, deren Breite größer als deren Stärke ist, an zwei

Bisher wurden diese Schwierigkeiten bei Gieß- 45 denUmfangdesGießradcsbildenden.voneinanderparrädern zum Stranggießen von Metallbarren nicht voll- allel zur Drehachse des Giesrades abstehenden scheiitändig beseitigt. bsnringföimigen Schultern 16 und 29 befestigt sind.

Es sind hauptsächlich Lösungen vorgeschlagen Die durch den M-förmigen Querschnitt festgelegte

worden, bei denen die Gießrinne zwecks Verbesserung Mult'e bildet die eigentliche Gicßnut zur Aufnahme der Kühlung eine dünne Wandstärke besitzt, während 50 des geschmolzenen Metalls.

die Befestigungsteile derselben Rinne an dem Gieß- Die Klemmclemcnte 36 und 37 sind an den

rad stärker ausgebildet sind, damit sie in der Lage Schultern 16 bzw. 29 mittels Bolzen 38 bzw. 39 besind, die thermischen Beanspruchungen aufzunehmen, festigt, während die Schulter 29 an der Schulter 16 Dies führt aber zu einer ungenügenden Kühlung des durch Bolzen ."M) festgemacht ist. Zwischen den ge- |eschmolzcnen Metalls, da diese Kühlung durch 55 nannten Schullern sind Schlitze oder öffnungen 31 Leitung durch die Wände der Rinne erfolgt und keine vorgesehen, durc!; die Wasserstrahlen auf die Inncngccigneten Maßnahmen getroffen werden, um den fläche der Gießnut 20 zwecks Abkühlung derselben Kontakt zwischen den Wänden und dem geschmol- gespritzt werden. Am äußeren Umfang ist die Gießzenen Metall auch während der Kontraktion des nut vom Metallband 7 abgeschlossen, auf den ebenletzteren aufrechtzuerhalten. 60 falls Wasserstrahlen für die Abkühlung des Metall-Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gießrinne für barrens gelangen.

ein Gießrad zum Stranggießen von Metallbarren zu Wie aus der Fig. I zu entnehmen ist, werden

schaffen, durch die eine hervorragende Kühlung des zwischen den Stegen 32 und 33 und den Halterungen geschmolzenen Metalls, möglich ist und die derart 34 bzw. 35 Teile 40 bzw. 41 gebildet, die radial über ausgebildet ist, daß sie sich infolge des Eingusses 65 die Schultern hinausragen. Diese Teile 40 bzw. 41 des flüssigen heißen Metalls und der Kontraktion sind aus elastisch defortnierbarem Material ausgedes erstarrenden Metalls in einem gewissen Maße bildet und ermöglichen dadurch eine Ausdehnung ausdehnen und zusammenziehen kann und dadurch der Oießrinne.

Vorteilhaft ist ttic Wandstärke der Halterungen 34 bzw. 35 und der GicUniit 20 wesentlich dünner als die Wandstärke der Schultern 16 bzw. 29, so dall letztere nicht von der Verformung der Gießrinne beeinflußt werden.

Die gewünschte Ausdehnung hängt von der Wandftärke der Rinne sowie von dem zu vergießenden Metall ab und steht in einem Verhältnis zum Barrenciuerschnitt und den jeweiligen spezifischen Wärmen. Eine solche Ausdehnung der Rinne wird daher als Ergebnis beim Übergang des Metalls von seiner Temperatur im flüssigen Zustand auf die Temperatur im festen Zustand abgegebenen Wärme, also der latenten Schmelzwärme, erhalten.

Bei dem bereits als Beispie! angeführten Aluminium beträgt die latente Schmelzwärme etwa 93 cal/kg.

Wenn man bei der folgenden Berechnung das die Pinne umschließende Stahlband wegen seiner geringen Stärke von 2 mm oder weniger ausschließt, so kann tnan von der Annahme ausgehen, daß die Rinne in normaler Weise aus einem Kupferring besteht, welcher den äußeren Umkreis des Gießrades bildet. Das Kupfer gewährleistet eine rasche Wärmeübertragung, und es wird angenommen, daß das Kupfer eine durchschnittliche spezifische Wärme von I)₁I cal/kg °C besitzt. Es sei weiter die Erzeugung eines Aluminiumbarrens von rec" 'eckigem Querschnitt, Seitenlängen 6 X 5cm, also 30cm² Querschnittsfläche, in Betracht gezogen.

Ein Abschnitt eines solchen Aluminiiimbarrens von I cm Stärke hat ein Gewicht von etwa 80 g. Dieser Abschnitt gibt von der Gießtemperatur von etwa 700° C auf die Erstarrungstemperatur von 658" C insgesamt etwa 7 cal ab. Wenn man jedoch ferner in Betracht zieht, daß es wünschenswert ist, eine Ausdehnung der Rinne zu erhalten, wenn ein guter Teil des Metalls noch in flüssigem Zustand vorliegt, kann angenommen werden, daß nur 3 ca! verfügbar sind. Demnach wird Jie Stärke der Rinnenwände im Hinblick auf das Metall, aus welchem die Rinne hergestellt wird, unter Berücksichtigung dieser Überlegung berechnet.

Die stündliche Produktionsleistung der Maschine hängt von der Wärmeenergie ab, die durch die Rinnenwändc auf die Kühlflüssigkeit übertragen werden kann und von dieser Kühlflüssigkeit abgeführt wird. Wenn diese Wände dünn sind, so wird die nötige Ausdehnung rasch erzielt. Bei Kupferrinnen ist es möglich, mit Wänden mit einer Stärke von wenigen Millimetern auszukommen. In diesem Falle erfolgt die Ausdehnung der mit dem geschmolzenen Metall in Berührung stehende Rinne sehr rasch. Durch die Ausbildung der beschriebenen Gießrinne ist diese rasche Ausdehnung ohne Hindernisse möglich. Diese Ausdehnung erfolgt nicht nur der Breite nach, sondern auch entlang dem Umfang der Gießnut in radialer Richtung. Die Ausdehnung des Umfanges wirkt sich in einer Vergrößerung des Durchmessers der Gießnut in bezug auf die Gießradachse aus, was eine Höhenverstellung des Mittelpunktes der Rinne bedeutet. Während der Biegung der Halterungen 34 und 35 nach außen werden die Stege 32 und 33 geneigt und nach oben verstellt, wobei der gan/u Querschnitt der Gieünut nadi oben verstellt wird

und auch etwas vergrößert wird.

Das geschmolzene Metall füllt den ganzen Querschnitt der Gießnut. Bei der Weilerbewcgung des Gießrades und der auftretenden Abkühlung des Metalls zieht sich dieses im Inneren der Gießnut

ίο zusammen, aber die Berührung mit den Wänden der Gießnut wird weiter behalten, da diese nach ihrer Ausdehnung imstande ist, wieder in die Ausgangsstellung zurückzukehren und ihren ursprünglichen Querschnitt einzunehmen (F i g. 2).

Wichtig ist dabei, daß wenigstens die Teile 40 und 41 der Halterungen aus elastisch deformierbarem Material gefertigt sind, damit die Ausdehnung und Zusammenziehung der Gießrinne an jeder Stelle bei jeder Umdrehung des Oießrades immer gleich er-

folgen kann und jede verbleibende Verformung ausgeschlossen wird.

Im Zuge dieses Formverfahrens wird ein einwandfrei geformter Barren mit vollkommen glatten Flächen erhalten. Dies ist hauptsächlich auf den

intensiven Wärmeaustausch zurückzuführen, lLt durch den ununterbrochenen Kontakt zwischen dem Barren und der Gießrinne und die minimale Stärke der Rinnenwände gewährltistet ist. Die beschriebene Gießrinne ermöglicht ferner mit relativ kleinem

Durchmesser die Erzielung hoher Produktionsraten, was vom wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen äußerst vorteilhaft ist, da die Gießrinnen die teuersten Teile darstellen.

Die sich einstellende Volumenvergrößerung der

Rinne erfolgt automatisch und kontrolliert, da, wenn die Kontraktion der Rinne während der folgenden Abkühlungsphase eintritt, das Volumen wieder auf seinen ursprünglichen Stand zurückkehren muß.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gießrinnc mit einem im wesentlichen M-förmigen Querschnitt für ein Gießrad zum Stranggießen von Metallbarren, bei dem die

Gießnut an beiden Seiten in Richtung zur Achse des Gießrades Stege und daran vertikale Halterungen aufweist, die mittels Klemmelementen, deren Brei ι größer als deren Stärke ist, an zwei den Umfang des Gießrades bildenden, vonein-

ander parallel zur Drehachse des Gießrades abstehenden scheibenringförmigen Schultern befestig! sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (40,41) der Halterungen (34, 3Sj radial über die Schultern (16,29) hinausragt und

zumindest diese Teile (4·, 41) aus elastisch deformierbarem Material ausgebildet sind.

2. Gießrinne nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Wandstärke der Halterun gen (34,35) und der üieBnut (20) wesentlich

dünner ist als die Wandstärke der Schultern 6, Ii).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen