DE2025488A1

DE2025488A1 - Stranggießanlage und halbkontinuierhche Gießanlage fur Metalle

Info

Publication number: DE2025488A1
Application number: DE19702025488
Authority: DE
Inventors: Sinowij N Kujbyschew Grezelew (So wjetumon) M B22d 17 20
Original assignee: KUJBYSCHEWSKIJ METALL SAWOD IM
Current assignee: KUJBYSCHEWSKIJ METALL SAWOD IM
Priority date: 1969-06-24
Filing date: 1970-05-25
Publication date: 1971-03-25
Also published as: FR2047894B1; AT306939B; FR2047894A1; GB1290758A; DE2025488B2; BE752275A

Description

Kujbysevskij metallurgiesskij zavod 25. Mai 1970 im. V.l. Lenina

STRAITGGIEBAIiLAGE UM) HALBKOKTIIiUIERLIOHE GIEßAIiLAGE FÜR METALLE

Die Erfindung bezieht sich auf Stranggießanlagen und

halbkontinuierliche Gießanlagen für Metalle.

Es sind Anlagen für diesen Zweck bekannt, die/ringförmigen elektromagnetischen Induktor, in dessen Innenraum geschmolzenes Metall gleichmäßig gegossen v/ird,/'elektromagnetischen Schirm zum Verteilen des elektromagnetischen Induktorfelds in Achsrichtung und'"ringförmige Vorrichtung zum Leiten von Kühlflüssigkeit auf die Oberfläche des zu formenden Strangs enthält (s. früher in ERD eingereichte Patentan-ftAjijP.I 960 707.9).

Die Zuleitungsvorrichtung für Kühlflüssigkeit besteht

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en HfVi Λ

aus ringförmigem Verteiler und ringförüi'ger Düse, durch die Verteilerwand und den unteren kegelförmigen Teil .

des elektromagnetischen Schirms gebildet wird. ₇·

Die Düse leitet Kühlflüssigkeit in den Zwischenraum, j zwischen Induktor und Strang und sorgt dafür, daß sie unter,..· einem spitzen V/inkel auf die Strangoberfläche auf ζ-η{{<Χ\_

Durch den ringförmigen Induktor wird; um das gesciiffiol- zene, in die StrangforiEungszone gegossene Metall herum, ein;-elektromagnetisches Wechselfeld erregt,.welches im flüssi- .· gen Metall Kräfte erzeugt, die ins Innere desselben gericht · tet sind,''Auseinanderfließen des ifletalls verhindern und gleichzeitig dieses formen. Hierbei erhält das flüssige , Metall die erforderliche Querschnittsform und die ge\vünsch- . ten Abmessungen. Auf die Seitenflächen der durch das j?eld geformten flüssigen Metallsäule wird Kühlflüssigkeit geleitet, wodurch erstere abgekühlt wird, vollkommene Kristalli- W sation des Metalls bei ihrer Weiterbewegung erfolgt und hierbei der Strang entsteht; ,■■·-■■

ΐ/ir stellten fest, daß der Abstand zwischen der Kühlzone (der Stelle, an der die Kühlflüssigkeil; auf die Strangoberfläche auf ΐτ[^(^t) und der Grenze zv/ischen flüssiger '- und fester Phase hauptsächlich von der Gießgeschwindigkeit abhängt. -.·-·■ ·

Die Gießgeschwindigkeit wiederum hängt von der Zusammensetzung der Legierung ab und ändert sich selbst belnr ^:i ließen von Strängen mit ein und denselben Abmessungen in wie'i Bereiche. 10 8813/1042

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Zugleich--liegt· die Grenze zwischen/ flüssige? "und. fester Phase des Strangs'gewöhnlich in Höhe der Induktormitte. Dies bedeutet^, daß beim Gießen von Strängen mit den gleichen Abmessungen _f- die aber aus verschiedenen Legierungen desselben Metalls, z'.B. Aluminium, bestehen., die Lage der Kühlzone geändert-v/erden muß. ■'

Y/enn Legierungen mit geringen Geschwindigkeiten, vergossen werden, ist der Abstand zwi sehen Kühl z, one unci . Grenze zwischen flüssiger und fester Phase ziemlich groß (er erreicht beispielsweise bei Aluminiumlegierungen. ...-.-. mm) und der Neigung sv/inkel des Kühlflüssigkeits-

strahls .wird klein ( 8 ^^10°). Daher vd.rd sogar bei geringen, während des Gießprozesses unvermeidbaren Abweichunr- \

cot gen des Strangs von der Senkrechtachse v/es ent Hohes Schief-.

stellen der-Kühlzone hervorgerufen«.

Dies Max zur Folge,- daß .an den. Bveilen, an denen.die-. Kühl ζ one sich über die Induktormitteittiebt,; die Oberfläche • der am Umfang befindlichen Abschnitte der flüssigen 2one erstarren kann .und das zugegossene flüssige Metall de erstarrte Oberfläche herabfließt, wobei es am Strang formlose Anwüchse bildet. .

An den Stellen, an denen die Kühlzone unterhalb der· Induktormitte zu liegen kommt, fließt ebenfalls I^e-cali, welches_,nicht genügend Zeit zum Erstarren im Y/irkungsbereich. des Induktors hatte, an-der Strangoberfläche herab, wodurch die Qualität des Strangs bedeutend vermindert v.-^rd.

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BAD OBiGiNAL

— Zj. —

IJ ,<: Verwendung des elektromagnetischen" Schirms als Führung für die Kühlflüssigkeit erschwert es, gleichzeitig optimale Verteilung des elektromagnetischen JFelds und erforderliche Lage der Kühlzone sicherzustellen, da jede der erwähnten, voneinander unabhängigen Charakteristiken von demselben Parameter (dem Winkel des elektromagnetischen Schirms) abhängt.

Bei der bekannten Anlage kann die Lage der Kühl ζ one nicht eingestellt werden, da sie von der Konstruktion des unteren kegelförmigen Teils des elektromagnetischen Schirms abhängt, der die Kühlflüssigkeit auf die Strangoberfläche leitet.

Es ist das Ziel der Erfindung, die erwähnten Nachteile zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde» eine Stranggießanlage und halbkontinuierliche Gießanlage für Metall zu schaffen, bei der die konstruktive Ausführung und die Anordnung der Vorrichtung zum Leiten von Kühlflüssigkeit auf die Strangoberfläche es ermöglicht, die Qualität der Stränge insbesondere beim Gießen mit geringen Gießgeschwin— digkeiten zu erhöhen, Strange aus beliebigen Legierungen, welche unterschiedliche Gießgeschwindigkeiten erfordern, ohne irgendwelche konstruktive Änderungen in der Anlage zu gießen und auch gleichzeitig optimale Bedingungen für Strangabkühlung und Verteilung des elektromagnetischen InduktorfeLis sicherzustellen.

. Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei 109813/1042

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der Anlage zum Stranggießen und halbicontinuierliehen Gießen von Metallen durch gleichmäßiges Eingießen des geschmolzenen Metalls in den Innenrauin mes ringförmigen elektromagnetischen Induktors, dessen elektromagnetisches Feld den Strang formt, welcher mit Hilfe einer ringförmigen Vorrichtung zum Leiten von Kühlflüssigkeit auf die Strangoberfläche gekühlt wird» erfindungsgemäß die ringförmige Zuleitungs- vorrichtung für Kühlflüssigkeit in Form eines mit öffnungen auf der dem Strang zugewandten Seite versehenen Rohrs ausgeführt^/in unmittelbarer Nähe des Induktors unter demselben angeordnet ist und längs der Strangachse verschiebbar Ist-Zweckmäßig wird, um die Größe der Verschiebung der Zuleitungsvorrichtung für Kühlflüssigkeit längs der Strangachse zu bestimmen, in der Anlage eine Einrichtung zum Auf- · finden der Grenze zwischen flüssiger und fester Phase des zu formenaen Strangs vorgesehen, die operativ mit dem Antrieb zum Verschieben der erwähnten ringförmigen Vorrichtung relativ zum Induktor verbunden ist.

Das Wesen der Erfindung besteht in folgendem. — Dank dem Umstand, daß die ringförmige Zuleitungsvorrichtung für Kühlflüssigkeit in Form eines Rohi's mi^öffnungen auf der dem Strang zugewandten Seite ausgeführt ist, wird die Kühlflüssigkeit senkrecht auf die Strangoberfläche geleitet. Daher verbleibt sogar beim Abweichen des Strangs von der Senkrechtachse die Kühlzone in ihrer waagerechten Lage und stellt hohe Strangqualität sicher.

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Die Anordnung der Zuleitungsvorrichtung für Kühlflüssigkeit in unmittelbarer Uähe des Induktors unter demselben, wobei sie längs der Strangachse verstellt werden kann, er- __ möglicht es, Stränge aus Legierungen mit unterschiedlicher Zusammensetzung ohne konstruktive .Änderungen in^er Anlage zu gießen, v/obei nur die hauptsächlich von der Gießgeschwindigkeit abhängige Lage der Kühlzone geändert werden muß.

Außerdem funktionieren bei der erfindungsgemäßen Anlage elektromagnetischer Schirm und Zuleitungsvorrichtung für Kühlmittel unabhängig voneinander, wodurch die Strangqualität erhöht wird, da beste Bedingungen für optimale Anordnung des elektromagnetischen Induktorfelds und der Strangkühlzone geschaffen werden.

Zum besseren Verständnis des Wesens der Erfindung sind der Beschreibung Zeichnungen einer Ausführung der erfindungsgemäßen Anlage beigelegt; es zeigt

P Pig.1 einen Querschnitt durch eine ^Anlage zum Stranggießen und halbkontinuierlichen Gießen von Aluminium und Fig.2 die Draufsicht auf dieselbe Anlage.

Die auf der Zeichnung abgebildete Anlage enthält eine Zuleitungsrinne 1. (ilg.i) an deren Ende sich ein Ge^aß 2 mit öffnung 3 befindet, eine Vorrichtung zum gleichmäßigen Verteilen der Aluminiumschmelze, die ausVSchale 4· mit Kegel 5 in der Mitte und gleichmäßig an ihren Seitenwänden 7 verteilten öffnungen 6 besteht, einen Untersatz 8,^u>e^ektr(Magnetischen

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wassergekühlten Schirm. 9₅ der mittels Schrauben 11 auf der Platte 10 aufliegt, sowie^c'ringförmiges Rohr"mit-rechteckigen., runden oder beliebigem anderia Querschnitt und mit_: öffnungen 14- an der Innenseite, d.h. an der dem Strang zugewandten Seite. ·-.'.·

Das Hohr 13 ist an der Platte 10 aufgehängt und kann in. senkrechter Sichtung mit Hilfe von Zahnstangen 15 > die mit Zahnrädern :16 in Eingriff stehen, verschoben werden.

Die Anlage besitzt zum Verschieben aes Bohrs 15 drei solcher Y/erke, die unter ^Iinceln von 120° zueinander angeordnet und durch gemeinsamen antrieb verbunden sind, der :aus ■ Schnecken-17■ C-I^g.2)» Wellen 18, Schneckenrädern 19 und Handrad 20 besteht.

Auf der Platte 10 ist eine Einrichtung zum Auf fine, en der Grenze -zwischen.flüssiger und fester Phase des zu formenden Strangs montiert.. Diese Einrichtung besteht aus einer Stütze 21 und einem in der Waager echt ebene schwenkbaren Kragarm 22, an dessen Ende ein Fühler 2$ befestigt ist, der in senkrechter und waagerechter Ebene gedreht werden kann. Der obere -Teil des Kihlers 2^ besteht aus'"Maßstab HA-, der dazu dient, die Größe der Abweichung der Grenze zwischen flüssiger und fester Phase des Strangs von der Höhe, in der sich die. Iiiduktormitte befindet, zu bestimmen.

Die beschriebene Anlage arbeitet folgendermaßen: Vor Beginn des Gießvorgangs wird der Untersatz ö-C^iiS.I) in den Induktor geschoben -.iwd, das ringförmige Rohr 15 in

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unmittelbarer iiahe des Induktors unter demselben in eine Lage gebracht, bei der die Grenze zwischen flüssiger und fester Phase des Aluminiums sich in der Höhe der Induktormitte befindet .

Geschmolzenes Aluminium fließt längs der Panne 1 über die Öffnung ρ des Gefäßes 2 auf den Untersatz 8, der von unten her in den Induktor 12 eingeführt- ist«- Das als Kühlmittel dienende und aus dem ringförmigen Rohr 1p über Öffnungen 14 zugeleitete V/asser t~nifö auf den Untersatz 8 auf und kühlt das auf diesem befindliche Metall ab, welches zu kristallisieren beginnt. .

Auf der Zeichnung ist der Örstarrte CDeil der Schmelze durch A, der noch nicht erstarrte (flüssige) !eil durch B gekennzeichnet.

Das durch induktor 12 erregte elektromagnetische i'eld. erzeugt in der Schmelze Kräfte, durch die der flüssige Teil B des Strangs am Auseinanderfließen gehindert und geformt wird, wobei sein Querschnitt die Form des Induktors annimmt.

Der Untersatz 8 beginnt sich zu senken, während die Höhe der Säule aus geformtem, teilweise erstarrtem und auf den Untersatz 8 aufliegendem Metall wächst. Zu dieser Zeit wird auf die Oberfläche des geschmolzenen lÄetalls (d.h. des Teils B) die Schale 4 aufgesetzt. Das auf kegel 5 der Schal···e 4 herabfallende geschmolzene Metall zerfließt auf deren Boden und wird über die Öffnungen 6 gleichmäßig in den Induktor 12 geleitet.

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Das geschmolzene Metall wird während seines Einströmens in den Induktor geformt, kristallisiert und erstarrt. Auf diese V/eise wird*aus festem Metall bestehende Säule gebildet, die zusammen mit dem Uhtersatz,k%esenkt wird. Die Kristallisation beginnt beim Zuleiten von Wasser direkt an den Strangseitenflächen.

Die Kühlflüssigkeit wird auf die Strangoberfläche in Form von einzelnen Strahlen, hauptsächlich unter einem Winkel von 90°, geleitet. Die öffnungen 14 im Rohr 13 sind, um das Metall gleichmäßig abzukühlen, auf mehrere Reihen in versetzter Ordnung verteilt und soweit voneinander entfernt, daß sich die einzelnen Strahlen nicht mischen.

Der £Ühler 23 wird, um zu prüfen, ob die Grenze zwisehen flüssiger und fester Phase sich in Höhe der Induktormitte befindet, in die Aluminiumschmelze in der !.iahe der Seitenfläche des bereits geformtem Strangs bis zur Berührung mit dem erstarrten Strangteil A eingetaucht.

Wenn die Grenze zwischen flüssiger und fester Phase sich nicht in der erforderlichen Lage befindet, . wird die Größe der Abweichnung mit Hilfe des Maßstabs 24 bestimmt, auf dem zuvor die erforderliche Lage durch einen Riß gekennzeichnet wurde.

Durch Drehen des Handrads 20 des Antriebs zum Verschieben des Rohrs 13 wird letzteres entsprechend der gemessenen Abweichung längs der Strangachse verschoben.

Hierbei werden mit Hilfe der Schnecken 17 die Sehnecken-

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räder 19 und die Wellen 18 gedreht, welciie wiederum di3 Rüder 16 drehen, die mit*Zahnstangen 15, welche das Eohr 1;? senkrecht längs der Strangachse verschieben, in Eingriff stehen.

Die erfindungsgemäße Anlage ermöglicht es, Stränge

2«.

hoher Qualität mit bis 1000 mm Durchmesser aus Aluxainiumlegierungen zu gießen.

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Claims

P Υ\ 010/2 PATEITTASSPRÜCKS: · '*'-

1. Anlage zum Stranggießen und. halbkontinuierlichen Gießen von Metallen durch gleichmäßiges Eingießen des geschmolzenen Metalls in den Innenraun^iKes ringförmigen elektromagnet! sehen Induktors, dessen elektromagnetisches I?eld den Strang formt, welcher mit Hilf eerier ringförmigen Vorrichtung zum Leiten von'Kühlflüssigkeit auf die Straiigober- flache gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Zuleitungsvorrichtung für Kühlflüssigkeit-· in Foria eines axt öffnungen (14-) auf der den Strang zugewandten Seite versehenen I-cohrs (15) ausgeführt** in unmittelbarer Hahe des Indulitors (12) unter demselben angeordnet ist und längs der Strangachse verschucbar ^<

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Anlage α-^e Einrichtung (21ϋΛ 24) zum Auffinden der Grenze zwischen flüssiger und fester Phase des zu formenden Strangs vorgesehen ist, die operativ mit dem Antrieb zuia Verschieben der ringfÖrL^;dgen Zuleitungs^vorrichtung (15) für Kühlflüssigkeit'relativ zum Induktor (12) verbunden ist.

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