DE1783049A1 - Verfahren zum Stranggiessen und feuerfester Formkoerper - Google Patents

Description

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DR. E.WIEGAND DIPL-ING.W. NIEMANN DR.M.KOHLER DiPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMIUKG

s55547< 8000Mönchen 15, 23. Juni 197ο

TELEGRAMME: KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE 10

¥ 13 89o/68 13/Me P 17 83 o49.8-24

Poseco Trading AG
Chur (Schweiz)

Verfahren zum Stranggießen und feuerfester Formkörper

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stranggußverfahren für geschmolzene Metalle.

Beim Stranggießen von geschmolzenen Metall zur Bilddung eines Stranges von verfestigtem Metall wird geschmolzenes f Metall aus einer Pfanne über eine Zwischenpfanne in das obere Ende einer Porm gegossen, die Wände, üblicherweise aus Kupfer, aufweist, durch welche Kühlflüssigkeit, gewöhnlich Wasser, im Umlauf gehalten wird. Das verfestigte Metall wird durch eine Reihe von Strangförderwalzen abgezogen, die das von dem unteren Snde der Porm austretende verfestigte Metall in Porm eines kontinuierlichen Stranges erfassen, der durch

Neue Unterlas"' .-'■·-"..· "^.11:r.ι sau3desfatonmoae«·.*

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einen zweiten Kührbereich geführt wird, worin Wasser direkt auf diesen aufgesprüht wird. Der Strang wird anschließend in Platten oder Brammen von gewünschter Länge für die weitere Verarbeitung geschnitten.

FUz* das Einleiten des Stranggießen» wird in den Boden der Form ein Stopfen eingesetzt und geschmolzenes Metall wird dann in die Fora abgegossen« Venn der Spiegel des geschmolzenen Metalls in der Fora die erwünschte Hähe erreicht hat, wird der Stopfen abgezogen und das kontinuierliche Absieben de« gegossenen Strangs setzt ein* Der Stopfen muß an seiner Oberseite eine solche Ausdehnung aufweisen, daß der «sen verfestigte strang an des Sfcpfen fast haftet und dauer aus ds* Fora herausgezogen wird, wenn der Stopfen abgesogen wird· ^Äine derartige Ausbildung wird nachstehend der Einfachheit halber als Verzahnung·*» oder Verriegelungsausbildung bezeichnet (Keil-Konfiguration).

Der üblicherweise verwendete Stopfen besteht aua einem Metallgußatücic, das lösbar oder entfernbar an einer bicgsa-■»n Stange angebracht ist, die als Anfahratuok ("duasay bar") bekannt ist· Vor des Beginn des Gießens aus das Anfahretück durch die Strangförderwalzen gehoben werden und an dem Stopfen so befestigt worden« un eine Führung des gegossenen Stranges durch die Walzen sicherzustellen. Die Stopfengußatüclce sind teuer« inabesondere wenn Oießformen von

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Quorochnittsflache verwendet worden und ob wird in dor Eroxio üblicherweise versucht* dao Gußstück von dom Stück dos vorfestigton Stranges, dao zuerst abgeschnitten wird, zurückzugewinnen· Eine dorartige Rückgewinnung lot jedoch selbst ein teures Verfahren, wobei gemäß der in der Praxis zunclst ausgeübten Arbeitsweise voraucht wird, den Strang von des Gußstück alt einer Bronnochnoidmasdiine abzutrennen· Diese Arbeitsweise 1st verhältnismäßig einfach» vorau&GOsetzt, daß der Strang nicht auf das Gußstück aufgeschweißt lot. Wenn jedoch ein Schweißen stattfand, führt das Schneiden oder Abtronnen häufig au einer zu groo-DOn Schädigung doo Gußstückes selbst, um eino Wiederverwendung doo Gußstückes zu orlaubon. Ein weiteres notwendiges Merkmal für ein derartiges Gußstück besteht darin, daß os genau in dio Gießform posoon soll, wobei im Falle einer Beschädigung durch don Bronnochneidvorgang dies nicht mehr zutrifft«

Es wurde ein Vorfahren zur Herstellung eines Einsotzodor Führungootopfens für das Stranggießen vorgoochlacon, das gegebenenfalls au erheblichen Vorteilen führen könnte, bei welchem am Ende des StronggußarboitoGanGos in das geschmolzene Hotall am oboren Undo einer Stranggußform ein Gebilde aus feuerfestem Material einjooetzt wird, woboi eino Verfestigung doo geschmolzenen Hctalls on der Gronsflilche zwischen dom llotall und dom feuerfesten Material dlooca Go-

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bildoe so zugelassen wird, daß os eine Verzahnung of orm, vorstehend beschrieben, anniamt, dieses Gobildo entfernt wird, dor verfestigte Strang aus dor Porn abgezogen und dor lotste Abschnitt dos Stranges von dom verfestigten Strang abgeschnitten wird, wobei dieser letste Abochnitt dabei einen Einsetz* oder Führungsotopfen odor insbesondere vorteilhaft einen znit einem Anfahrstück ganzotückig verbundenen Einootz- oder FlIhrungaotopfon darstellt«

Auf dlose Weise kann ein Einaota- oder Führungsstopfen am Ende von Jqdom Stranggußvorgang für den Gebrauch bei dem nächsten G-ießvorgang gebildot werden« Das Verfahren besitzt verschiedene weitere Vorteile ι Der Einsetzstopfen ist automat inch von der richtigen Pormgrößo und Ausbildung! es wird das Hotall, das andererseits abgeschnitten und als Abfall weggeworfen wird, verwendet| das Vorfair on ist außerordentlich einfach auszuführen, wobei die Mehrzahl der Stufen bereits bei Beendigung dos Stranggießens erforderlich ist·

Ubordioo kann die Vorwondung eines nit dem Anfalirstück ganzflttickig ausgebildeten Einoetzstopfens, der bei dan vorstehend ausgeführten Gießvorgang zurückbleibt, die Wiadoraufnahae dos Gioßvorgaiigo beträchtlich erleichtern nach oiner wesentlich kUrzoron, daswiochenliegondon Betriebsunterbrochung. Es wurdo in Betracht gezogen, daß dieoo Arboitcwoiso zu oinor wooeatüchon Zunahme des Ausbringens einer Gioßna-Dohino führon würde· Die Verbindung zwischen bolraimton An-

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fahrstücken und Einaetzstopfon war nicht zuverlässig und neigte zu einer Schädigung unter dem hohen Druck» der zum Heben und Tragen dieser Elemente in ihre Lage erforderlich ist.

Jedoch konnte im Hinblick auf bestirnte unerwartete Nachteile der vorstehend beschriebene Vorschlag nicht ango~ nomnon worden» hauptsächlich aufgrund dor Schwierigkeiten» die mit der Entfernung dos fouerfcston Materials von der Terzahnungoousbildung verbunden waren· Sie Anwendung von Werkzeugen» um das feuerfeste Gebilde von dor verfestigten Terzahnungsausbildung abzuhauen» konnte innorhalb der Qießfarm praktisch nicht durchgeführt werden· insbesondere auf· grund dor Gefahr zu einer Beschädigung der Fora» J&e Xatfornung on einer Stell· In unmittolbarer lühe *u ier fern noch den Afeeiehe· dwreh den f enüMten vtffeJBt Au tejfcfe» ttae» Verspritzen* odor Teroohüttens de« feuerfesten Material« mat die unteren Seile der Strangguftanlage» wodurch eine Abtriebe· oder Schleifbesohädigung dorselben erhalten wird. Das voll« ständige Abziehen dos gegossenen Stranges und des fouorfoston Gebildes durch die Strangfürderwoleon od«dgl· aur Boinigung würde teilweise den Zuaokon äioaor Arboitcmoioe entöceonprir— kon, da der als Anfahrotüok und Torzahnungogobildo abgooohnit* tone Abschnitt dann in üblicher Weise behandelt norden ntlfito» d.h, er müßte durch die Walzen gehoben norden» um in dor form erneut angeordnet und in Logo gebracht zu norden»

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Es wurde nunmehr gefunden, da* die vorstehend geschilderten Nachteile durch Verwendung einer feuerfesten Zusammensetzung überwunden werden können, die unter der Einwirkung der Hitze des geschmolzenen Metalls nach einer kurzen Zeitdauer zu einem Zerfallen neigt. Auf diese Weise kann der feuerfest« Formkörper raühelo» von dem gegossenen Strang, beispielsweise durch Verwendung eines Unterdruck- oder Vakuumreiniger«, entfernt werden, wobei dl« gegossen· Verxahnungsod«r Yerriegelungsauabildung noch innerhalb der Form ist. Demgemlte wird gemäß der Erfindung ein Verfahren sum Stranggießen geschaffen, bei den nach Beendigung dine a GieJ3- **· Sah·»Ix« b«l» ot*i*n gnd« d*r GieBform ein , F»n*örp«r einet führt wiw*, 4ft*it 41« 8ai»elz· der Berühmaeeflteh« ewi»eh«n um» Hetall u»4 de» f*uerf*eten f»3re»flrp«r U *%m* V«t«ahmiic»^ «der 1%w*«»*lim«*ai*blldun« erstarrt, und bei den der erstarrte Strang aus der Form abgezogen und der letzte Abschnitt des Stranges abgeschnitten wird, um so einen Stopfen für den nächsten OieSvorgang zu erhalten, wobei der dl« V*rxahnungsauebildung bewirkende feuerfeste FonitÖrper aus «inin durch die !Kits« des* erstarrenden Metallschmelze lemtörbaren Material hergestellt wird und die Zerfallprodukte vor dem Abziehen des völlig erstarrten Stranges bzw* vor d·« nKcheten Anguß eines neuen Stranges aus der Form entfernt werden.

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Kino geeignete fouorfoato Kasse für den sur Anwendung gelangenden Formkörper kann in folgender Weise hergestellt werden: DIo folgenden Materialien worden In don naclistohend aufgoftlhrten Gouiclrfcatoilen sur Bildung von veruchilunton Goraiaohen verwendet·

Goniaoh 1 Gew. geile

Sreibnittel (Toopol ι uaßriße Lösung) ο»75

flüssiges Harnatoff-Fornaldohyd-Iiars 15» 5

Wasser I₉ 4

fouorfoötoo Uatorial (Siliciumdioxydoond SGilchcu^röße ontoproohond oinoa üiob nit einer üffnun^anaita von 251 llikron (6o nooli 3üS;) 73_f45

Gonioch 2 Govy.goile ,

üTroibmittol (Seepol t wüBrige Lösung) ο »25

orßaniocho Fasern (Holzfasern) 2 »25

Waoaor 6,4

Katalyoator (Phoophorsäure) o,o25 - 1 *

Dio La^orüauor von jedem Gonitjch orati^oolrt oioli Übor , Ta j ο und loinn alo unbegronst an^eaolion v/orüou. Xiowi dio Por-Dung von Flatten orrrtlnaclit iot» wcrdon die \>oidon Goniaohe nit to la irgendeiner Gebräuchlichen Einrichtung suoonnan ge· nioclit und die oich ergebende Udohq wird bu der vorlangten Gciötalt gofornt. Dio gefornto Platto vorXoatigt oich bis au einen lcuutachukartieen Zustand in einer vorboatiLnten Zeit«

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dauer in Abhängigkeit von dor verendeten Hange Katalyoator. DIg Bit dom Ketall in Berührung könnende Oberfläche der Platte viird nicht-porös, d.h. dichtgemacht, incleia nan gogori die Platte oin "Metallblech, dao nit durch Bohrungen einer Größe entapro~ chend einem Sieb nit einer lichten Eaoehenweito von e-fcra 251 Milcron veraohen war, preßte» Eine abßchließondo

Härtung kann ontv/oder durch Stehenlaason bei Hauntonpcratur beiopielowoioo uiilirend 6 bis Io Minuten, fallo eino hohe Konsontration an Katalysator vo2r..endot iot, oder durch Erhitzen mittolo irsendoinor ßooißnoten Einrichtung, boiopielsv/oioö in öfen,oder duroh diololrtriachoa Jlrhitsen während einer ülmliohon Soitdauor, fallo eine geringe Konzentration an Katolyoator vor\7ondot iot, bowirlrt worden·

IWLe bei der Herstellung der gebundenen Gestalt vor\7ondoto Art an fouerfootem Material iot unwoaontlich und l:ann auo einer großen Ilannigfaltigkoit von zur Verfügung atchondon Materialien aua^jotrählt v;orden, s.B. Sand, Gclianotte, gebrannter Ton, Zirkoiioohl, Chroiaitpulvor, 2onorde odor Iltignoaiuooxyd· Das gobundone feuerfoote Gobildo Izmxi ein organischen faoorigoa Ilatorial enthalten, daa die noclianiocho Peatigl:ait decs Gebildeo vor Gobrauch erhöht, Jedoch bei G-cbrauch hcraut;«- bronnt und don Zerfall dor Platte uatcrotütst.

Dorartigo i'.aaaon oind oolir \7irl:aar.io iDoliornatorialion und neigen zur Beibehaltung deo ge goooonon Hotallo in ci^Qm· ochnolsoncn Zuctand währond oinor vorlün^crton Zeitdauer·

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Ια Hinblick darauf und bei Borückoichtißunß ilirer IToi£un3 Bum Vorfallen boi Berührung nit den ßocchiaolaenan Hotall besteht oinQ Gefahr, daß oin voraoitigor Verfall, v;obei das XIotall in ^Goohriolscnorx Zustand beibehalten uird, su einor Einbuße doz* ory/ünachton Vorsaliriuncakonfi^uration führt· Eo iat daher auoclaaäßic und orv/ünscht» dao fouorfcato Gobildo nit oinor Eiariolitunß sun Kühlon odor Abochrockoni dco Ποtalig, nit den oo in BGriihrisis colan^t, auoauatatüon, sso daß das Kotau vor ßon Zerfallen dor fcucrfoaton Goatalt verfooti£t v/ird· 3)or IC liloffekt liann in oinor Eoilio von V.'e^on v/crdon, 3·3· können Eootandtoilo ait oiner iiolioa Uil der isolierenden tlaoao oinverloibt v/erdon, v/oboi χπιΐ-

oD Eisen oin dorarti£jco i*at;erxal darstellt· Aaderoroeito kann dio Oberfläche dea fouorfcsten Gcbildeo, dio nit dom ßeüchnolacnen lic tall in Boriihruns coloacon ooll, mit einem Gebundenen Üborsuc auo pulverisierten I-Iotall_t beiapiolcweiae pulvoriDiertom Perrooilicium odor pulverisierten Bison, daa eilt oinen üöoiu^oten IClebctoff odor ElnConittel (a«B· ll^triun» oilicat) auf£jGbracht ist, vc-rochen üoin· lioüonüors b:vorau3t \;ird jodoch dor nit don Hotall in Berührung könnende 2oil dos feiierfcoteii Gebildes nit einen dllnnon Stalilbloch. bedeckt. Tür fiieoon Sv/ocl: erTrioG sicli ein iltcJilblocli oiner Dicke von etwa 2,17 on als zufriedenstellend.

Ein bovorsnstoo foucrfootoa Gobildo bootolit aus olnon ^ nit einor den Querschnitt der lorn tlhulielien Gcotalt

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nit einem Querschnitt par all öl zu dor Ebene dos Binges, der gegen die eine Seite des Hinges größer ist als zu der anderen. Bei Verwendung wird die Seite ron größerem Quorachnitt nach unten angeordnet. Auf diese Weise femn oino kräftige "Schwalbonschwana¹¹-Ausbildung in dem Ende eines Stranges gebildot werden· Der Ring eoll sich vorzugsweise bis au den Seiton der Fora erstrecken, um die Bildung von Gußfugen zwischen dem feuerfesten Riiv? und der Formand au vermeiden, die ßogebonenfalls nach, auswärts gerichtet norden können und somit die Form beim Einsetzen dos Einsotzstopfens bosebüdigon würden· Zur Verhinderung von ForRterataern kann die Außonsoito dos Ringes mit einen als Schmiermittel wirkenden Überzug, beispielsweise einem Graphit enthaltenden Überzug, überzogen worden·

Im allgemeinen wird das feuerfeste Gebilde in dao obere Snde der Gießform boi Beendigung des normalen Abgießens eingebracht· Bin Ausfüllen oder. Hin torfüllen wird dann zur Auf- j nähme des aufgrund der Schrumpfung dos Metalls gebildeten Rohres während der Abkühlung des Metalls ausgeführt, um die Bildung eines zufriedenstellenden Gusses um das fouerfoste Gebilde herum zu gewährleisten« Das Abziehen dos gegossenen Stranges wird gewöhnlich für einige lünutcn während dieses Vorganges untorbroohon und dies erfordert ferner ein vorüborgehendeo Abnohalton oder Herabsetzen dor Aktivität der zweiten Kühlanlage» JDao auaoinandergefallone fsuorfoote IJatorial wird vorsugsweiso auo dem verf notigten üotall in der Forn

BAD GWGSNAL

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untor Anwendung oinor Vakuumaaut·'craft entfernt, un dlo Gefahr eines Varspritscnö odor VcrnchÜttona von föuorfoetoia Ilatcrial auf dio unteron Toilo der ntranGCUßanlago auf ein !.Üninun horabsuootaon. Per Strang Irena dann aii3 dor Fora ßt>GGS0Gen werdon, und der Einaotiistopfon Icann alo Teil des nornalcn Abnchncid- oder Schopfvorcanco we^Gcschnitton worden· VorGU^swciOQ rird jodocli der Stopfen innerhalb dor Fora für den BG^inn doc nachfolgenden Gioi3vorjanscD zurüolcgelaoöGn« In dicaon Fall wird dor Strang unterlialb dor ßtraiißförder« und -fUlirunscnralaen abgooc}initton_f t7ol3ei oin nit dom Anfahr· otüclc canaatücld-G verbundoner Einoetaotopfon in dor richtigen Logo für den nachfolgenden eioSvorgang surUol^selaeeon wird, der dann nach einen woaontlich kUrsoron Zoitabetand anagofllhrt worden lann« vorauo.ioootat» daß Gcaohnolzenoe Kotall 3un Vorließen sur Verfügung ctcht. Hierdurch wird eine we cent liehe SuncJino der Iniotun^ oder Produlrtion τοη der Gicßnaochina craiolt. Ein swoitor Vorteil bostoht darin, daß f diono Ar"bGitGweiao dio Probiene auoochaltot, die durch eine unisiiverlilnoi^e Verbindung swioohcn oiaon ^ebrliuohlichon Auofaliratlicl: und oinon Einootastopfon hervorijorufon. trorden, und die danit vorbimdono BooduUdisun^ von derartigen Bootandtoilon w^hrond deα Gebraueha vernoidot·

Die ErfinclunG wird nachctoliond anliand der Zoichnung nlllicr erlüutcrt·

Tig» 1 soi^t oinon Quorcelmitt duroh eine Btranggußvuirdttclbrj? ar.ch dea Einsetzen <loo fcuorfooten öobilclGs

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bei dem Verfahren gemäß der Erfindung und

Pig. 2 zeigt einen feuerfesten Ring in perspektivischer Darstellung.

In Fig. 1 ist eine Stranggußform 1 dargestellt, in welcher ein Metallstrang 2 gegossen wird. In dem oberen Ende dieses Stranges ist ein feuerfester Ring 3 vorhanden, der bei 4 mit einer Graphit enthaltenden Schmiermasse überzogen ist und der genau in die Form paßt. Der Ring v/eist eine, in Richtung zur Strangachse vorkragende Stufe 3¹ auf und ist mit einer Stahlplatte 5 einer Dicke von etwa 3,2 mm ausgekleidet. Das Ausfüllen oder Hinterfüllen war eben beendet worden, wobei das bei 6 gebildete Rohr aufgefüllt wurde und somit dem gegossenen Strang ein fehlerfreies oberes Ende erteilt wird. Der Ring wird nachfolgend entfernt und der Strang wird abgezogen und der letzte Teil wird entlang der gestrichelten Linie 7 abgeschnitten. Dieser letzte Teil kann dann in den Bodenteil der Form wieder eingebracht und als Einsetzstopfen in der vorstehend geschilderten V/eise verwendet werden.

Pig. 2 zeigt den verwendeten feuerfesten Ring, die vorstehend bezeichneten Teile sind in gleicher Weise in Pig. 2 bezeichnet.

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Claims (4)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Stranggießen, bei dem nach Beendigung eines Gießvorganges in die Schmelze "beim oberen Ende der Gießform ein feuerfester Formkörper eingeführt wird, damit die Schmelze an der Berührungsfläche zwischen dem Metall und dem feuerfesten Formkörper in einer Verzah- ™

nungs- oder Verriegelungsausbildung erstarrt, und bei dem der erstarrte Strang aus der Form abgezogen und der letzte Abschnitt des Stranges abgeschnitten wird, um so einen Stopfen für den nächsten Gießvorgang zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß der die Verzahnungsausbildung bewirkende feuerfeste Formkörper aus einem durch die Hitze der erstarrenden Metallschmelze zerstörbaren Material hergestellt wird und die Zerfallprodukte vor dem Abziehen des völlig erstarrten Stranges bzw. vor dem nächsten Anguß eines neuen Stranges aus der Form entfernt werden. J

2. Feuerfester Formkörper zur Durchführung dea Ver- ä fahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Hing (3) aus mit einem an sich bekannten Bindemittel, beispielsweise Harnstoff-Formaldehydharz, das bei der Temperatur von erstarrendem Stahl mit der Zeit zerfällt, gebundenem, feuerfestem Material besteht, wobei der Ring einen Umriß aufweist, welcher dem Querschnitt der Form (1), in welcher der Ring eingesetzt wird, entspricht, und dessen innerer Querschnitt im unteren Teil der Ringebene eine in Richtung zur Strangachse vorkragende Stufe (3¹) aufweist.

3. Formkörper, nach Anspruch 2, dadurch' gekennzeich-

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net, daß die Außenseite des Ringes (3) mit einem eine
Schmierwirkung aufweisenden Überzug, z.B. einem Graphit enthaltenden Überzug (4), versehen ist.

4. Formkörper nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß er zum Abkühlen des geschmolzenen Metalls z.B. mit einem Überzug aus pulverisierten, mit einem Bindemittel gebundenen Metall oder einem Stahlblechbelag (5) versehen ist.

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