DE1957222A1 - Mold - Google Patents
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/08—Accessories for starting the casting procedure
- B22D11/081—Starter bars
- B22D11/083—Starter bar head; Means for connecting or detaching starter bars and ingots
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
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Description
EREDI GNUTTI METALLI S. P.A. BRESCIA (Italien)EREDI GNUTTI METALLI S. P.A. BRESCIA (Italy)
KokilleMold
Die Efindung betrifft eine zweckmässige und vorteilhafte Ausbildung einer Kokille zur Abkühlung geschmolzener Metalle, insbesondere für Kupfer oder dessen Legierungen.The invention relates to an expedient and advantageous training a mold for cooling molten metals, especially for Copper or its alloys.
Derartige Kokillen sind meist aus geschmiedetem Kupfer hergestellt und ringförmig ausgebildet, wobei der Kokilleninnenraum jeden beliebigen Querschnitt aufweisen kann. Nach aussen ist die Kokille mit einer besonderen Kammer zur Aufnahme von Kühlwasser umschlossen, wobei dieses Kühlwasser zurückgeleitet werden kann. Bei den bekannten Kokillen dieser Art wird das Wasser in vertikaler Richtung, nämlich von unten nach oben durch den Kühlmantel der Kokille geleitet. Diese Verfahrensweise besitzt jedoch einen niedrigen Wärmeaustauschkoeffizienten und erfordert darüber hinaus eine grosse Menge an Kühlwasser oder anderem Kühlmittel.Such molds are usually made of forged copper and ring-shaped, wherein the mold interior can have any cross-section. On the outside, the mold has a special one Enclosed chamber for receiving cooling water, which cooling water can be returned. In the case of the known molds this The water is kind in a vertical direction, namely from bottom to top passed through the cooling jacket of the mold. However, this procedure has a low heat exchange coefficient and requires more In addition, a large amount of cooling water or other coolant.
Zweck der Erfindung ist die Vermeidung dieser Nachteile und die Kühlung einer Kokille mit höchster Wirksamkeit und einem geringsten Verbrauch anThe purpose of the invention is to avoid these disadvantages and to provide cooling a mold with the highest efficiency and the lowest consumption
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■" L* mm ■ " L * mm
Wasser im Vergleich mit der Durchsatzgeschwindigkeit und der MengeWater versus flow rate and amount
des geschmolzenen Metalles, ohne die Kokilleneinrichtung übermässigof the molten metal without the mold device excessively
zu beanspruchen oder zu zerstören, welche naturgemäss starken thermischen Spannungen ausgesetzt ist.to claim or destroy which naturally strong thermal Exposed to tension.
Eine solche Kokille zur Abkühlung geschmolzener Metalle, insbesondere
von Kupfer oder dessen Legierungen, ist hierzu erfindungsgemäss gekennzeichnet
durch einen koaxialen Hauptkühlmantel mit einem Ueberlauf und
™ einer tangential angeordneten Zuleitung am Mantelboden. Diese tangentialeSuch a mold for cooling molten metals, in particular
of copper or its alloys, is characterized according to the invention by a coaxial main cooling jacket with an overflow and
™ a tangentially arranged supply line on the shell base. This tangential
Zuleitung zwingt den Kühlmittelstrom, welcher durch diese Zuleitung eintritti in Spiralen um die Kokillenaus senwand von unten nach oben.Supply line forces the coolant flow which enters through this supply line in spirals around the Kokillenaussenwand from bottom to top.
Diese erfindungsgemäss ausgebildete Kokille besteht hierzu aus folgenden .Teilen:This mold designed according to the invention consists of the following for this purpose .Share:
Eine Zuleitung für Kühlwasser;A supply line for cooling water;
ein Hauptkühlmantel koaxial zu der Kokille mit einer tangential angeordneten Zuleitung in diese Kammer, welche von der Haupt zuleitung kommt;a main cooling jacket coaxial with the mold with a tangential one Feed line into this chamber, which comes from the main feed line;
} eine Sammel- und Verteilerkammer für eine zweite Direktktihlung;} a collection and distribution chamber for a second direct cooling;
eine Wasserableitung, welche das Wasser zu einer Kühleinrichtung bringt, von wo aus es zurückgeleitet werden kann;a water drain that brings the water to a cooling device, from where it can be returned;
e.in beweglicher, kolbenartiger Verschluss für einen unteren Abschluss der Kokille.e.in movable, piston-like closure for a lower end of the Mold.
In den beigefügten Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemässen Kokille dargestellt, wobei zeigen:In the accompanying drawings, for example, embodiments of the mold according to the invention shown, showing:
Fig. 1 : einen Axialschnitt durch die Kokille in Seitenansicht,
Fig. E : eine Draufsicht,Fig. 1: an axial section through the mold in side view,
Fig. E: a top view,
Fig. 3 ϊ einen Querschnitt längs der Linie A-A nach Fig. 1,
CST&r;^ ^P 814/1344 BAD ORIGINAL Fig. 3 ϊ a cross section along the line AA of Fig. 1,
CST &r; ^ ^ P 814/1344 BAD ORIGINAL
VJ57222VJ57222
Fig. 4 ϊ einen Querschnitt längs der Linie B- B nach Fig. 1,Fig. 4 ϊ a cross section along the line B-B of Fig. 1,
und 6 : eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf einen Kokillenverschluss undand FIG. 6: a side view and a top view of a mold closure and
und 8 : die gleichen Darstellungen einer abgewandelten Ausführungsform. and FIG. 8: the same representations of a modified embodiment.
Nach der Darstellung in Figur 1 besteht die Kokille aus einem Zylinder 2, welcher in Kupfer geschmiedet ist. Dieser Zylinder sitzt mit einem Flansch in einer Platte 10, woran er mit Schrauben 11 befestigt ist.According to the illustration in Figure 1, the mold consists of a cylinder 2, which is forged in copper. This cylinder sits with a flange in a plate 10, to which it is fastened with screws 11.
Eine Dichtung 4 ist hoch temperaturbeständig und sitzt zwischen der Kokille und der Platte 10.A seal 4 is resistant to high temperatures and sits between the mold and the plate 10.
Eine Wasser zuleitung 1 ist mit einem Regel- oder Sperrventil 8 ausgestattet.A water supply line 1 is equipped with a control or shut-off valve 8.
Der Kühlwasserkreislauf erfolgt in einem Gehäuse 5, welches unter der Platte 10 mittels Schrauben 12 befestigt ist, sowie in einem anderen Gehäuse 6, welches an dem Gehäuse 5 mittels Schrauben 13 befestigt ist.The cooling water circuit takes place in a housing 5, which under the Plate 10 is fastened by means of screws 12, as well as in another housing 6 which is fastened to the housing 5 by means of screws 13.
Innerhalb des zuerst genannten Gehäuses 5 befindet ach der koaxial zu der Kokille angeordnete Hauptkühlmantel 21, welcher über eine Zuleitung 20 mit dem Kühlmittel versorgt wird. Diese Zuleitung 20 ist nun erfindungsgemäss tangential angeordnet, wie es deutlicher in Figur 3 zu erkennen ist. Diese Zuleitung 20 Jfommt von der Hauptzuleitung 1.Inside the first-mentioned housing 5 is also located coaxially to the Main cooling jacket 21 arranged in the mold, which is supplied with the coolant via a supply line 20. This supply line 20 is now according to the invention arranged tangentially, as can be seen more clearly in FIG. This feed line 20 comes from the main feed line 1.
Der Hauptkühlmantel 21 steht über Rohrleitungen 22 und Bohrungen 23 mit einer Sammelkammer 24 in dem Gehäuse 6 in Verbindung. Diese Leitungen 22 haben einen Gesamtquerschnitt von etwa der Hälfte des Querschnittes der Zuleitung 20, so dass durch diese Veränderung ständig ein Druck in demThe main cooling jacket 21 is connected via pipes 22 and bores 23 a collection chamber 24 in the housing 6 in communication. These lines 22 have a total cross-section of approximately half the cross-section of the supply line 20, so that this change constantly creates a pressure in the
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Hauptkühlmantel 21 aufrecht erhalten wird.Main cooling jacket 21 is maintained.
Das untere Gehäuse 6 ist an seinem unteren Ende mit einem ringförmigen Abschnitt versehen, in welchem Bohrungen 26 angeordnet sind. Diese Bohrungen 26 sind gleichmässig um den Aussenumfang des Ringabschnittes verteilt und stehen in einem bestimmten Winkel nach innen in Richtung auf den aus der Kokille erhaltenen Barren 30. Diese Bohrungen 26 gestatten eine zweite Direktkühlung des Barrens nach seinem Austritt aus dem unteren ψ Ende der Kokille.The lower housing 6 is provided at its lower end with an annular section in which bores 26 are arranged. These bores 26 are evenly distributed around the outer circumference of the ring section and are at a certain angle inwardly towards the ingot 30 obtained from the mold. These bores 26 allow a second direct cooling of the ingot after it emerges from the lower ψ end of the mold.
Koaxial zu der ersten Bohrungsreihe 26 ist eine zweite Bohrungsreihe 25 in dem Ringabschnitt des Gehäuses 6 angeordnet, deren einzelne Bohrungen jedoch versetzt zu den Bohrungen 26 angeordnet sind. Diese Bohrungen 25 gestatten einen Abfluss des Wassers in den Fällen, wo eine zweite Direktkühlung nicht oder nur teilweise erforderlich ist.A second row of bores 25 is coaxial with the first row of bores 26 arranged in the ring section of the housing 6, the individual bores of which, however, are arranged offset to the bores 26. These holes 25 allow the water to drain off in cases where a second direct cooling is not or only partially required.
Unterhalb des Ringabschnittes des Gehäuses 6 ist koaxial ein verdrehbarer Ring 3 angeordnet, welcher bei einem runden Kokillenquerschnitt einstückig ausgebildet sein kann, während er bei polygonalem. Kokillenquerschnitt aus einzelnen Segmenten bestehen kann.Below the ring section of the housing 6 is a rotatable coaxially Ring 3 arranged, which is in one piece with a round mold cross-section can be formed, while he is polygonal. Mold cross-section from individual segments can exist.
Dieser verdrehbare Ring 3 ist nun ebenfalls mit zwei Bohrungsreihen 25a und 26a ausgestattet, welche in abwechselnder Reihenfolge gegenüber den beiden Bohrungsreihen 25 und 26 des Gehäuses 6 angeordnet sind. Auf diese Weise erhält man einen Wasseraustrittaus der Sammelkammer 24 entweder nur durch "die Bohrungen 26 und 26a bei koaxialer Stellung zueinander, während die Bohrungen 25 und 25a geschlossen sind, oder aber durch die Bohrungen 26 und 26a und 25 und 25a, je nach der mehr oder weniger grossen Notwendigkeit einer zweiten Direktkühlung.This rotatable ring 3 is now also with two rows of holes 25a and 26a, which are arranged in an alternating order opposite the two rows of bores 25 and 26 of the housing 6. To this In this way, one obtains a water outlet from the collecting chamber 24 either only through "the bores 26 and 26a with a coaxial position to one another, while the bores 25 and 25a are closed, or through the bores 26 and 26a and 25 and 25a, depending on the more or less large Need for a second direct cooling.
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Diese Möglichkeit einer Regulierung der Direktkühlung wird dadurch erzielt , dass der Ring 3, welcher von Schrauben 14 gehalten wird, hierbei mit Schlitzen ausgestattet ist, die eine gewisse Verdrehbarke it des Ringes 3 gegenüber dem Ringabschnitt des Gehäuses 6 zulassen. Durch diese Verdrehung kommen jeweils die Bohrungen 25 mit den Bohrungen 25a oder die Bohrungen 26 mit den Bohrungen 26a in gegenseitige, koaxiale Ausrichtung, so dass auf diese Weise durch eine mehr oder weniger weite Ueberlagerung der Bohrungen der Abfluss des Kühlmittelstromes in einfacher und wirksamer Weise reguliert werden kann.This makes it possible to regulate the direct cooling achieved that the ring 3, which is held by screws 14, here is equipped with slots that allow it to be twisted to a certain extent Allow ring 3 opposite the ring section of the housing 6. As a result of this rotation, the bores 25 come with the bores 25a or the bores 26 with the bores 26a in mutual, coaxial alignment, so that in this way by a more or less wide overlapping of the bores, the outflow of the coolant flow can be regulated in a simple and effective manner.
Bei einem polygonalen Kokillenquerschnitt ist - wie bereits erwähnt dieser Ring mehrteilig ausgebildet, wobei dann die Segmente einzeln verschiebbar sind. Man erhält auch in diesem Fall die Möglichkeit, die Kühlung weitgehend zu regeln.In the case of a polygonal mold cross-section, as already mentioned, this Ring formed in several parts, the segments then being individually displaceable. In this case, too, you have the option of using the To regulate cooling to a large extent.
Auch in diesem Fall ist der Gesamtquerschnitt der Bohrungen 26 oder und 26 etwa zwei Drittel geringer als der Querschnitt der Zuleitung 20, so dass innerhalb der Sammelkammer 24 stets ein Druck aufrecht erhalten wird.In this case, too, the total cross-section of the bores is 26 or and 26 approximately two thirds smaller than the cross section of the supply line 20, so that a pressure is always maintained within the collecting chamber 24 will.
Die Ktihlmittelzuleitung 1 enthält ferner eine Verbindungs- und Ableitungskammer 28, durch welche das Wasser zu einer Kühleinrichtung geleitet werden kann, von wo aus es dann wieder zurttckfliesst.The coolant supply line 1 also contains a connection and discharge chamber 28, through which the water can be directed to a cooling device, from where it then flows back again.
Die Zuleitung 1 ist mit Ventilen 7 ausgestattet, wodurch bei jeder einzelnen Kokille der Wasserzufluss in die Verbindungs- und Ableitungskammer geregelt weren kann im Fall der Anordnung mehrerer Kokillen.The supply line 1 is equipped with valves 7, whereby each individual Chill the water inflow into the connecting and discharge chamber can be regulated in the case of several chill molds.
Zwischen der Zuleitung 1 und den beiden Gehäuseteilen 5 und 6 ist ferner eine Verbindungs platte 15 angeordnet. Diese Platte 15 sitzt zwischen derBetween the supply line 1 and the two housing parts 5 and 6 is also a connection plate 15 is arranged. This plate 15 sits between the
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Zuleitung und den beiden Gehäuseteilen 5 und 6 und steht in Verbindung mit den Bohrungen 20 und 27.' Sie ist ausgestattet mit einigen rostfreien Buchsen 17 und Gummidichtungen.Supply line and the two housing parts 5 and 6 and is in connection with holes 20 and 27. ' It is equipped with some rustproof bushings 17 and rubber seals.
In Figur 1 und insbesondere in den Figuren 5 und 6 ist ein Kokillenverschluss 31 gezeigt, womit die Kokille an ihrem unteren Ende verschlossen werden kann. Dieser axial bewegliche, kolbenartige Verschluss 31 ist auf seiner Oberseite bei der Ausführungsform nach den Figuren 5 und 6 mit einer schwalbenschwanzförmigen Vertiefung 32 versehen, deren Boden gegenüber/Kolbenoberseite schräg verläuft. Diese Vertiefung dient in einfacher und wirksamer Weise zur Verankerung des gegossenen Barrens 30 . Zur Lösung des Barrens wird dieser dann in einfacher Weise in Richtung des Pfeiles M verschoben, so dass er sich aufgrund der besonderen Formgebung undAnordnung dieser Vertiefung ohne Schwierigkeiten hieraus löst.In Figure 1 and in particular in Figures 5 and 6 is a mold closure 31 shown, with which the mold can be closed at its lower end. This axially movable, piston-like closure 31 is on its upper side in the embodiment according to Figures 5 and 6 provided with a dovetail-shaped recess 32, the Bottom opposite / piston top runs diagonally. This deepening serves for anchoring the cast ingot 30 in a simple and effective manner. To solve the bar this is then in a simple manner in the direction of the arrow M so that it can be drawn from it without difficulty due to the special shape and arrangement of this recess solves.
Bei der abgewandelten Ausführungsform nach den Figuren 7 und 8 ist der kolbenartige Verschluss 31 auf seiner Oberseite mit einer schwalbenschwanzförmigen Erhöhung 33 ausgestattet, welche in gleicher Weise wie die Ver-" tiefung 32 nach den Figuren 5 un d 6 wirkt und zur Verankerung des gegossenen Barrens 30'dient.In the modified embodiment according to Figures 7 and 8 is the piston-like closure 31 on its upper side with a dovetail-shaped one Increase 33 equipped, which acts in the same way as the recess 32 according to Figures 5 and 6 and for anchoring the cast Barrens 30 'serves.
Der Kühlwasserkreislauf verläuft in der Weise, dass das Kühlwasser aus der Zuleitung 1 in den Hauptkühlmantel 21 durch die Zuleitung 20 eintritt, welche - wie erwähnt - tangential zu der Kokille 2 angeordnet ist und dem Kühlwasser strom in Spiralen um die Kokillenaus senwand nach oben leitet. Auf diese Weise wird eine ausgezeichnete Wäremeaustauschwirkung erzielt.The cooling water circuit runs in such a way that the cooling water comes out the supply line 1 enters the main cooling jacket 21 through the supply line 20 which - as mentioned - is arranged tangentially to the mold 2 and the Cooling water flows upwards in spirals around the outer wall of the mold. In this way, an excellent heat exchange effect is achieved.
Am oberen Ende des Hauptkühlmantels 21 wird das Kühlwasser durch die erwähnte Ringdichtung 4 zurückgehalten, da ein Auslauf von Wasser während des Giessvorganges sehr gefährlich ist. Das Kühlwasser flieset vielmehrAt the upper end of the main cooling jacket 21, the cooling water is through the mentioned ring seal 4 held back, since a leakage of water during the pouring process is very dangerous. Rather, the cooling water flows
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durch die Ueber lauf rohre 22, deren Gesamtquerschnitt nur die Hai e des Querschnittes der Zuleitung 20 beträgt, so dass durch diese Querschnittsverminderung ein standiger Druck in dem Hauptkühlmantel 21 aufrecht erhalten wird.through the overflow pipes 22, the total cross-section of which only the sharks e of the cross section of the supply line 20, so that this cross-section reduction a constant pressure in the main cooling jacket 21 is maintained.
Diese Ueberlaufröhre 22 in dem Gehäuseteil 5 stehen in Verbindung mit Bohrungen 23, welche das Wasser zu der erwähnten Sammelkammer leiten, wo es dann in der beschriebenen Weise für eine zweite Kühlung des erhaltenen Barrens verteilt wird. Wenn das "Wasser in diese Sammelkammer 24 gelangt, kann es in verschiedener Weise weiter verwendet werden:This overflow pipe 22 in the housing part 5 are in communication with Bores 23, which direct the water to the aforementioned collection chamber, where it is then used in the manner described for a second cooling of the obtained ingot is distributed. When the "water" gets into this collecting chamber 24, it can be used further in various ways will:
a) Es kann vollständig durch die gewinkelten Bohrungen 26 und 26 a gegen den Barren abgeleitet werden, um hierdurch eine sehr wirksame zweite Direktkühlung zu erzielen, indem das Wasser auf dem gesamten Aussenumfang des Barrens trifft.a) It can be completely countered through the angled holes 26 and 26 a the bars are diverted in order to achieve a very effective second direct cooling by the water on the entire outer circumference of the ingot.
b) Das Wasser kann teilweise durch die axialen Bohrungen 25 und 25a abgeleitet werden, wenn bei bestimmten Legierungen die zweite Kühlung nur innerhalb gewisser Grenzen erfolgen kann.b) The water can partially through the axial bores 25 and 25a can be derived if, in the case of certain alloys, the second cooling can only take place within certain limits.
c)Das Wasser kann vollständig durch die Bohrung 27 abgeleitet werden, welche in ihrem Querschnitt mittels des Ventils 7 über jede Kokille einzeln regelbar ist, wenn es sich um eine Einrichtung mit mehreren Kokillen Rändelt. In diesem Fall ist auch das Ventil 8 erforderlich zum Einregeln der Zuleitungen.c) The water can be completely drained through the hole 27, which in their cross section by means of the valve 7 over each mold individually can be regulated if it is a device with several mold knurls. In this case, the valve 8 is also required for adjustment of the supply lines.
In dem letzt genannten Fall wird das aus den Leitungen kommende Wasser in die Kammer 28 der Zuleitung 1 abgeleitet und von da in einen Sammeltank, von wo aus es damn, gegebenenfalls nach erfolgter Kühlung und Filtrierung, wieder in den Kreislauf zurückgepumt wird.In the latter case, the water coming from the pipes will be diverted into the chamber 28 of the feed line 1 and from there into a collecting tank, from where it damn, if necessary after cooling and filtering, is pumped back into the circulation.
109814/1344 BADOR.G.NAL 109814/1344 BADOR.G.NAL
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