DE1953879A1 - Device for feeding molten metal to a casting machine - Google Patents
Device for feeding molten metal to a casting machineInfo
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Description
M.M.
Vorrichtung für die Zuführung von geschmolzenem Metall zu einer GiessmaschineDevice for feeding molten metal to a casting machine
Vorliegende Erfindung bezieht eich auf eine Vorrichtung für die Zuführung von geschmolzenem Metall zu einer Giessmaschine zum Zwecke der Herstellung kontinuierlicher Metallbarren im allgemeinen.The present invention relates to a device for the supply of molten metal to a casting machine for the purpose of making continuous metal ingots in general.
Bekanntlich besteht eine kontinuierliche Giessmaschine mit rotierendem Rad zur Erzeugung kontinuierlicher Metallbarren im wesentlichen aus einem rotierenden Rad, welches eine Rille auf seiner UmfangsflMche von der For in des Querschnittes des zu erzeugenden Barrene aufweist. Diese Rille ist über einen gewissen Bogenabschnitt durch ein Metallband abgedeckt, welches die Rille versculiesst und sich zusammen mit dem Rad verschiebt, so das· das -flüssige Metall, das amAs is known, a continuous casting machine with a rotating wheel for producing continuous metal ingots consists essentially of a rotating wheel which has a groove on its peripheral surface from the shape of the cross section of the ingot to be produced having. This groove is through a certain arc section covered a metal band, which closes the groove and moves together with the wheel, so the liquid metal that is on the
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Beginn des durch das Band abgedeckten Abschnittes der Rille eingegossen wird, in der Σϋΐΐβ verbleibt und aus ihr in Form eines festen, kontinuierlichen Harrens an der Stelle, an welcher das Band die Rille verläset, austritt.The beginning of the section of the groove covered by the tape is cast becomes, in which Σϋΐΐβ remains and from it in the form of a solid, continuous waiting at the point where the tape leaves the groove.
Sine der ire entlichsten Bedingungen zur raschen und gleichmassigen Uebertraguug der abzuführenden Wärmeenergie zum Zwecke der Umwandlung des flüssigen Metalles in einen festen Barren ist die, dass während der Bildung des Barrens dessen ftussere Haut, Film,Schicht oder Schale vollkommen und fest in Berührung mit den Wänden der Rille oder Form gehalten wird, die durch Besprühen mit KühlflUssigkeiten, gewöhnlich enthärtetem Wasser, gekühlt werden. Bs ist offensichtlich, dass dieser enge Kontakt auch während der Verfestigungskontraktion aufrecht erhalten werden muss, die eine Eigenschaft der Metalle und ihrer Legierungen ist, wenn sie vom flüssigen Zustand in den festen übergehen.Sine the ire publicest conditions for rapid and even Transfer of the heat energy to be dissipated for the purpose of The transformation of the liquid metal into a solid ingot is that during the formation of the ingot its outer skin, film, layer or shell is kept completely and firmly in contact with the walls of the groove or mold, which by spraying with cooling liquids, usually softened water. It is obvious that this close contact also occurs during the solidification contraction must be maintained, which is a property of metals and their alloys when they move from liquid to solid pass over.
Wenn dieser äussere Film oder die Schale nicht in der Weise gebildet werden, dass sie in enger Berührung mit den Formwänden bleiben, so ist die Aussenfläche rauh und der Wärmeaustausch schlecht und unrege!massig, so dass ein mangelhaft geformter Barren entsteht und die Wirksamkeit der Maschine stark reduziert wird.If this outer film or shell is not formed in such a way that it remains in close contact with the mold walls, so the outer surface is rough and the heat exchange is bad and irregular, so that a poorly shaped bar is created and the effectiveness of the machine is greatly reduced.
Um den nötigeκ Druck für das Anpressen der gebildeten Schicht gegen die Formwände zu erzielen, erfolgt die Zufuhr des flüssigen Metalles mittels eines Rohres, welches oben mit einem Behälter in Verbindung steht, in dem der Spiegel des verwendeten flüssigen Metalles konstant auf einer gegebenen Höhe in Bezug auf das Füllniveau, welches in der Rille herrscht, gehalten wird.To obtain the necessary pressure for pressing the formed layer To achieve against the mold walls, the supply of the liquid metal takes place by means of a tube which is connected at the top with a container in which the level of the liquid metal used is constant is maintained at a given level with respect to the fill level prevailing in the groove.
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Die Erfordernis der Erzeugung dieses hohen Druckes mit starker Flüssigkeitshöhe bedeutet, dass bei den derzeit angewendeten Zuführungssystemen Wirbelbildun£>;en auf Grund der hohen Geschwindigkeit, mit der das flüssige Metall in die Rille eingeführt wird, auftreten. Dies führt auf Grund von Einschlüssen von Oxyden und Gasblasen in dem progressiv geformten Barren zu mangelhaften Produkten. The requirement to generate this high pressure with high liquid height means that with the currently used Feed systems vortex formation due to the high speed, with which the liquid metal is introduced into the groove occur. This is due to inclusions of oxides and Gas bubbles in the progressively shaped billet result in defective products.
Hauptsächliches Ziel der Erfindung ist die weitgehendste Beseitigung der vorerwähnten Nachteile der bekannten Systeme und die Schaffung einer Vorrichtung für die Zuführung von geschmolzenem Metall für kontinuierliche Giessmaschinen, welche derart ausgelegt ist, dass beim Einführen des geschmolzenen Metalles in die Radrille die Turbulenz bedeutend herabgesetzt wird.The main aim of the invention is the most extensive elimination the aforementioned disadvantages of the known systems and the provision of an apparatus for the supply of molten material Metal for continuous casting machines, which such is designed that when the molten metal is introduced into the wheel groove the turbulence is significantly reduced.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer einfach herstellbaren und leicht auch an bekannten Ausführungen von Giessmaschinen anbringbaren Vorrichtung.Another object of the invention is to provide a simple manufacturable and easily attachable to known versions of casting machines.
Diese und weitere Ziele werden mit der Vorrichtung für die Zuführung von geschmolzenem Metall zu einer kontinuierlichen Giessmaschine gemüse der Erfindung erreicht,,welche aus einem Giessrad, aus einer am Umfang des Giessrades vorgesehenen Rille, die längs einem Band abgedeckt ist, wobei an der Einlasstelle des geschmolzenen l'etalles in die Rille ein freies oberes Niveau von geschmolzenem Metall gebildet wird, aus einem Beschickun^sbehälter für das geschmolzene Letal1, dessen Niveau höher liegt als dieses freie Niveau des luetalles in der Rille, und aus einer Ausgusstülle, welche den Behälter mit dem freien Niveau des in der Rille befindlichen geschmolzenen Metalles verbindet, besteht, und dadurch gekennzeichnet int, dass ein unterer Endteil dieser AusgusstülleThese and other objects are achieved with the apparatus for supplying molten metal to a continuous casting machine Vegetables of the invention achieved ,, which consists of a casting wheel, from a groove provided on the circumference of the casting wheel, the is covered along a tape, with at the inlet point of the molten l'etalles in the groove a free upper level of molten Metal is formed from a hopper for the molten lethal1, the level of which is higher than this free level of luetalles in the groove, and from a pouring spout, which the container with the free level of the one located in the groove molten metal connects, consists, and thereby marked int that a lower end part of this pouring spout
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derart angeordnet ist, dass er vollkommen in die Zone des geschmolzenen Metelles unterhalb des erwähnten freien Niveaus eintaucht, um dadurch eine Turbulenz im Fluss des geschmolzenen Metall« bei dem erwähnten Endteil zu verhindern und einen regelmBssigen und gleichmKssig verteilten Druck des geschmolzenen Metalles gegen die Wunde der Form zu schaffen*is arranged so that it is completely immersed in the zone of the molten metal below the mentioned free level, thereby preventing turbulence in the flow of molten metal at the mentioned end part and a regular and evenly distributed pressure of the molten metal against the wound of the To create form *
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind deutlicher der folgenden Beschreibung einer vorzugsweise^, jedoch nicht ausechliesslichen Ausftihrungsform einer Vorrichtung für die Zuführung von geschmolzenem Metall zu einer kontinuierlichen Giessmaschine gemüse der Erfindung zu entnehmen, welche beispielsweise in der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist« in der Fig. 1 schaubildlich und teilweise im Schnitt eine Vorderansicht einer mit der erfindungsgemüssen Vorrichtung ausgestatteten Giessiaaschine zeigt und Fig. eine ßuerschnitssdarstellung in grbsserem Maestab der erfindungsgemttssen Zuführungsvorrichtung ist.Further features and advantages of the invention are clearer from the following description of a preferred, but not exclusive, embodiment of a device for feeding of molten metal to a continuous casting machine according to the invention, which for example in the The accompanying drawing is shown diagrammatically in FIG. 1 and shows, partially in section, a front view of a casting machine equipped with the device according to the invention, and FIG. is an enlarged view of the feed device according to the invention.
Gerne«s Fig. 1 ist die Vorrichtung 1 für die Zuführung von geschmolzenem Metall neben einer Seite des Giessrades 2 angeordnet, welches eine periphere Rille oder Form 3 besitzt, in der der kontinuierliche Barren gebildet wird. Diese Form 3 ist flber annähernd den halben Umfang d*s Rades durch ein Stahlband 4 abgedeckt, da« neben dem Rad 2 mit zwei Rollen 5 und 6 geführt ist und um Scheiben 7 und 8 lftuft.With pleasure «s Fig. 1 is the device 1 for the supply of molten metal arranged next to one side of the casting wheel 2, which has a peripheral groove or shape 3 in which the continuous billet is formed. This form 3 is approximate half the circumference of the wheel is covered by a steel band 4, since is guided next to the wheel 2 with two rollers 5 and 6 and around discs 7 and 8 air.
Die Fig. 1 zeigt weitere einen oberen Behälter θ für das geschmolzene Metall mit den Betreffenden Einste11Organen und die auesen liegenden Kühleinrichtungen 10 und 11, welche da« Rad über einen gewissen Kreisbogen uefaeeen und durch die Düsen 10a bzw. 11a das Kühlmittel gegen die Rille 3 bzw. das Band 4 richten.Fig. 1 further shows an upper container θ for the molten metal with the relevant control elements and the external cooling devices 10 and 11, which guide the wheel over a certain arc and through the nozzles 10a and 11a, respectively direct the coolant against the groove 3 or the belt 4.
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Diese Kühleinrichtungen 10 und 11 bewirken die Verfestigung des geschmolzenen Metalles, welches auf diese Weise in einen kontinuierlichen Barren 12 umgewandelt wird, während sich das Rad 2 ununterbrochen dreht.These cooling devices 10 and 11 cause the solidification of the molten metal, which in this way in a continuous Ingot 12 is converted while the wheel 2 rotates continuously.
Die Vorrichtung für die Zufuhr von geschmolzenem Metall gemäss vorliegender Erfindung ist in Fig. 2 im Einzelnen veranschaulicht. Diese Figur zeigt ein vertikal angeordnetes Rohr oder eine Ausgusstülle 13, die mit ihrem oberen Ende mit dem erwähnten Behälter 9 in Verbindung steht. Der untere Endteil, und zwar die Düse 14 des Hohrus 13 ic* koaxial zu letzterem angeordnet und erstreckt sich nach unten, um so «reit als möglich in die Rille 3 des Rades 2 einzutreten (die Eintrittslänge der Düse 14 in die Rille 13 des Rades 2 hängt von den Abmessungen der Düsenspitze in bezug auf die Rille 3 und von der Krümmung des Rades 2 ab).The apparatus for supplying molten metal according to the present invention is illustrated in detail in FIG. This figure shows a vertically arranged pipe or a pouring spout 13 which, at its upper end, is connected to the aforementioned container 9 communicates. The lower end part, namely the nozzle 14 of the Hohrus 13 ic * arranged coaxially to the latter and extends towards below, so as to enter the groove 3 of the wheel 2 as smoothly as possible (the length of entry of the nozzle 14 into the groove 13 of the wheel 2 depends on the dimensions of the nozzle tip in relation to the groove 3 and on the curvature of the wheel 2).
Die Düse 14 hat einen grösseren Innenquerschnitt, beispielsweise doppelt so gross wie der des Rohres 13, sodass die Geschwindigkeit der durch das geschmolzene Metall gebildeten Flüssigkeit bedeutend herabgesetzt wird, wenn sie aus dem Rohr 13 in die Düse 14 gelangt. Letztere taucht tief unter das in der Rille 3 des Rades 2 herrschende Fttllniveau 15 ein, welches von der Rotationageschwindi^keit des Rades und der Zuführungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Metalles abhängt.The nozzle 14 has a larger internal cross section, for example twice as large as that of the tube 13, so that the velocity of the liquid formed by the molten metal is significant is reduced when it passes from the pipe 13 into the nozzle 14. The latter dips deep under that in the groove 3 of the wheel 2 prevailing fill level 15, which depends on the rotational speed of the wheel and the feeding speed of the molten metal depends.
Das untere Ende des Rohres 13 ist bei 17 erweitert und kegelstumpfförmig ausgebildet, so dass ein Anschluss zwischen dem Rohr 13 und der Düse 14 gebildet wird.The lower end of the tube 13 is enlarged at 17 and is frustoconical formed so that a connection between the pipe 13 and the nozzle 14 is formed.
In der Fig. 2 bezeichnet die Linie 16 die Zone, in welcher sich das geschmolzene Metall zu verfestigen beginnt, so dass die eigentliche Zufuhr des geschmolzenen Metalles innerhalb jener Grenze statt-In FIG. 2, the line 16 denotes the zone in which the molten metal begins to solidify, so that the actual Supply of the molten metal within that limit instead of
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findet, an welcher die Dttse 14 angeordnet ist.finds on which the nozzle 14 is arranged.
Die Fig. 2 zeigt veiters die Auslässe 10a der inneren Kühlvorrichtung 10.FIG. 2 further shows the outlets 10 a of the inner cooling device 10.
Der Strom des flässigen Metalles wird mit grösserer Genauigkeit mittels des Einstelldoraes geregelt, der in Fig. 1 gezeigt ist.The flow of molten metal is made with greater accuracy regulated by means of the adjustment dora shown in FIG. 1.
Obige Aus führungen lassen die Arbeitsweise der Vorrichtung deutlich erkennen.The above statements clearly show the operation of the device.
Der nötige Druck für die Erzielung eines Kontaktes der Schale des sich bildenden Barrens mit den Wänden der Rille 3 wird dadurch " gewährleistet, dass der Behälter θ in einer vorbestimmten Höhe inThe pressure required to achieve contact with the shell of the ingot forming with the walls of the groove 3 is "ensured that the container θ at a predetermined height in bezug auf das Füllniveau oder freie Niveau 15 gehalten wird, wogegen die Abgabe, d.h. die Menge an für den Betrieb der Maschine erforderlicher Flüssigkeit in wesentlichen durch eine entsprechende Wahl des Innenquerschnittes des Rohres 13 gesteuert wird. Die Gegenwart der Düse 14 mit einem grOsseren Innenquerschnitt als jenea des Rohres 13 hat eine Verlangsamung des Flusses zur Folge, wodurch die Turbulenzerscheinung am Auslass über die ganze LÄnge der Düse 14 auf ein Minimum herabgesetzt wird.with respect to the filling level or free level 15 is maintained, whereas the delivery, i.e. the amount of liquid required for the operation of the machine, is essentially determined by an appropriate choice the inner cross-section of the tube 13 is controlled. The presence of the nozzle 14 with a larger internal cross-section than that of the pipe 13 results in a slowing down of the flow, whereby the Turbulence at the outlet over the entire length of the nozzle 14 is reduced to a minimum.
Wie deutlich aus der Zeichnung ersichtlich ist, liegt die Dttse ) 14 vorzugsweise tangential zum Rad 2 und tritt vertikal in die Rille 3 ein.As can be clearly seen from the drawing, the Dttse ) 14 preferably tangential to wheel 2 and enters the groove vertically 3 a.
In der Praxis wurde gefunden, dass beste Ergebnisse erzielt werden, wenn der untere land beil 14 der Tülle in das geschaolxene Metall bis zu einer Tiefe von 60 bis 150 mm eintaucht.In practice it has been found that the best results are achieved when the lower part of the grommet is inserted into the socket Metal immersed to a depth of 60 to 150 mm.
Im Falle des Giessens von Aluminiumbarren beträgt die Fliesegeschwindigkeit des geschmolzenen Metalles im Inneren des Ilohrabachnittes 14 etwa 1 m/sec, wogegen die Flieaageschwindigkeit in derIn the case of the casting of aluminum ingots, the flow speed of the molten metal in the interior of the Ilohrabachnittes 14 is about 1 m / sec, while the flow speed in the
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Tttlle 13 etwa zweimal so gross ist.Eines der in der Praxis verwendeten Räder hatte einen Durchmesser von 1400 mm und machte etwa 3,5 Uadrehungen pro Minute, so dass die Umfangsgeschwindigkeit etwa 250nm/sec betrug· Die ßuerschnittsfona der Tülle war vorzugsweise kreisrund, obgleich zufriedenstellende Versuche auch mit trapezförmigem Querschnitt der Tülle, der in seiner Form der trapezförmigen Ausbildung des Hohlraumes des geschmolzenen Metalles entsprach, durchgeführt wurden. Ia Pulle von Aluminium und dessen Legierungen liegt die Temperatur des geschmolzenen Metalles etwas über 670*C.Tttlle 13 is about twice as big. One of the wheels used in practice had a diameter of 1400 mm and made about 3.5 Revolutions per minute, so that the peripheral speed is about 250nm / sec · The cross section of the nozzle was preferred circular, although satisfactory tests also with a trapezoidal cross-section of the spout, which corresponded in its shape to the trapezoidal formation of the cavity of the molten metal, were carried out. Ia bottle of aluminum and its alloys the temperature of the molten metal is slightly above 670 * C.
Auf Grund der hohen Botationsgeschwindigkeit des Rades unterscheiden sich die Temperaturen innerhalb und ausserhalb der Tttlle nicht stark voneinander. Bei dieser Druckgiessmethode kann das Bad intensiv gekühlt werden, es ist jedoch nur dann möglich, wenn die Umfangsgeschwindigkeit des Rades entsprechend gewählt wurde und beispielsweise in der oben angegebenen Grössenordnung liegt. Bei zu geringer Umfangsgeschwindigkeit, beispielsweise der Hälfte des oben angegebenen Wertes, würde sich das Metall um die eingetauchte Tttlle herum verfestigen.Due to the high speed of botation of the wheel, the temperatures inside and outside the tttlle differ not strong from each other. With this die casting method, that can Bath can be cooled intensively, but it is only possible if the peripheral speed of the wheel has been selected accordingly and is, for example, in the order of magnitude given above. If the peripheral speed is too low, for example half of the value given above, the metal would solidify around the immersed part.
Der Druck des flüssigen Metalles gegen die Wände der Rille beruht auch auf der kinetischen Energie der flüssigen Metallmasse, die von einer bedeutenden H5he herabströmt und welche der flüssigen Masse die erwähnte Giessgeschwindigkeit von etwa 1 m/sec bei einer Ilasse von etwa 2 kg/sec im Falle eines Rades der vorerwähnten Grosse vermittelt. Diese Energie wird durch die mechanische Arbeit beim üerabstromen des Metalles absorbiert, und es wird folglich ein Druck gegen die Rillenwände unter Bedingung geringer Turbulenz geschaffen, wobei die Turbulen* umso geringer ist, je weiter die Tttlle in das geschmolzene Metall eintaucht.The pressure of the liquid metal against the walls of the groove is also based on the kinetic energy of the liquid metal mass, which flows down from a considerable height and which of the liquid Mass the mentioned casting speed of about 1 m / sec at a Ilasse of about 2 kg / sec in the case of a wheel of the aforementioned size conveyed. This energy is absorbed by the mechanical work when the metal flows away, and it becomes a pressure created against the groove walls under the condition of low turbulence, The further the tttlle into the, the less the turbulence * is immersed molten metal.
Das aus dem Tüllenende austretende Metall steigt längs der aussenwand des eingetauchten Teiles der Tüll β bis zum Niveau 15 des ge-The metal emerging from the end of the sleeve rises along the outer wall of the immersed part of the sleeve β to level 15 of the
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schmolzenen Metalles auf und wird dort gegen die Wände der Rille gedrängt* liier wird die Schale gebildet und das Metall, während es sich nach unten beiregt, auf Grund der vorerwähnten Kinetischen Energie zusammengedrückt. melted metal and is there pressed against the walls of the groove * liier is formed the shell and the metal while it is moved downwards, compressed due to the aforementioned kinetic energy.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung gewährleistet die einwandfreie Erzeugung von Endlosbarren mit einer tadellosen Aussen- und Innenstruktur .The inventive device ensures the proper Production of endless bars with an impeccable external and internal structure.
Die oben beschriebene Erfindung kann in vieler Hinsicht abgeändert und modifiziert werden, ohne dadurch ihren Rahmen zu überschreiten. The invention described above can be modified in many ways and modified without going beyond their scope.
" Bei der praktischen Durchführung der Erfindung können die angewendeten Materialien und Abmessungen, je nach den Erfordernissen, beliebig gewählt werden."In practicing the invention, those employed may Materials and dimensions, depending on the requirements, can be chosen arbitrarily.
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Legal Events
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