DE2025488C3 - Kühleinrichtung für eine elektromagnetische Stranggießkokille - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühleinrichtung für eine elektromagnetische Stranggießkokille mit einem Rundschirm für das elektromagnetische Feld, die ringförmig ausgebildet ist und Kühlmittel zum Strang in Höhe der Mitte des Ringleiters leitet.

Wenn bei den bekannten Kühleinrichtungen dieser Art, wie sie aus der FR-PS 15 09 962 bekannt sind. Legierungen mit geringen Geschwindigkeiten vergossen werden, ist der Abstand zwischen der Kühlzone, d. h. der Auftreffzone der Kühlflüssigkeit und der Grenze zwischen flüssiger und fester Phase ziemlich groß und erreicht beispielsweise bei Aluininiumlegierungen 90 bis 100 mm. wobei der Neigungswinkel, mit dem der Kühlflüssigkeitsstrahl auftrifft, relativ klein wird und beispielsweise nur 8 bis 10° beträgt. Dies hat zur Folge, daß sogar bei geringen während des Gießprozesses unvermeidbaren Abweichungen des Stranges von der Vertikalrichtung sich eine beträchtliche Schiefstellung der Kühlzone ergibt. Dies führt an den Stellen, an denen sich die Kühlzone über die Ringleitermitte erhebt, dazu, daß die Oberfläche der am Umfang befindlichen Abschnitte der f'üssigen Zone erstarren kann und das zugegossene flüssige Metall die erstarrte Oberfläche herabfließt, wobei sich am Strang unerwünschte Ansätze bilden. An den Stellen hingegen, an denen die Kühlzone unterhalb der Ringleitermitte zu liegen kommt. fließt Metall, welches nicht genügend Zeit zum Erstarren im Wirkungsbereich des Ringleiters hatte, an der Strangoberfläche herab, wodurch gleichfalls die Qualität des Stranges bedeutend vermindert wird.

Die Verwendung des elektromagnetischen Rundschirmes als Führung für die Kühlflüssigkeit erschwert es nämlich, gleichzeitig eine optimale Verteilung des elektromagnetischen Feldes und die erforderliche Lage der Kühlzone sicherzustellen, da jede der voneinander unabhängigen Charakteristiken von demselben Parameter, nämlich dem Winkel des elektromagnetischen Rundschirmes abhängt. Die Lage der Kühlzone kann dabei nicht eingestellt werden, da sie von der Konstruktion des unteren kegelförmigen Teils des elektromagnetischen Rundschirmes abhängt, der die Kühlflüssigkeit auf die Strangoberfläche leitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühleinrichtung für eine elektromagnetische Stranggießkokille anzugeben, die die Zone, in der die Kühlflüssigkeit auf den Strang auftrifft, zu variieren gestattet und zwar unabhängig von der Stellung des Rundschirmes in Abhängigkeit von der relativen Lage der Phasenerenze zwischen festem und flüssigem Metall

zur Mitte des Ringleiters.

Dies wird bei einer Kühleinrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß erreicht durch eine ringförmige Zuleitungsvorrichtung, die senkrecht auf den Strang gerichtete Kühlmitteldüsen aufweist durch eine Stellvorrichtung zur Verstellung der Zuleitungsvorrichtung in Strangabzugsrichtung und durch einen Fühler zum Messen der Phasengrenze im Strang für die Verstellung der Stellvorrichtung.

ίο In der Höhe verstellbare Spritzeinrichtungen, die auf der Höhe der Erstarrungsfront angeordnet sind, und Fühler zur Messung der Phasengrenze, zwischen festem und flüssigem Metall sind in der Stranggießtechnik an sich bekannt, wie sich aus Herrmann, Handbuch des Stranggießens, S, 100 und 343 ergibt.

Die erfindungsgemäße Kombination einer ringförmigen Zuleitung für das Kühlmittel, einer Verstellvorrichtung dafür und einem Fühler zum Steuern der Verstellvorrichtung ermöglicht es. in elektromagnetischen Stranggießkokillen Stränge aus Legierungen mit unterschiedlicher Zusammensetzung ohne konstruktive Änderungen an der Anlage zu gießen, wobei jeweils im wesentlichen nur die von der Gießgeschwindigkeit abhängige Lage der Kühlzone geändert werden muß.

Gleichzeitig kann die Qualität der mit elektromagnetischer, Stranggießkokillen zu gießenden Stränge erheblich verbessert werden, da sowohl beste Bedingungen für eine optimale Anordnung des elektromagnetischen Feldes als auch davon unabhängig der Strangkühlzone eingehalten werden können.

Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Anlage zum Stranggießen und halbkontinuierlichen Gießen von Aluminium und

F i g. 2 eine Draufsicht auf diese Anlage.
Die in der Zeichnung abgebildete Stranggießanlage enthält eine Zuleitungsrinne 1 (F i g. 1), an deren Ende

sich ein Gefäß 2 mit Öffnung 3 befindet, eine Vorrichtung zum gleichmäßigen Verteilen der Aluminiumschmelze, die aus einer Schale 4 mit Kegel 5 in der Mitte und gleichmäßig an ihren Seitenwänden 7 verteilten Öffnungen 6 besteht, einen Untersatz 8, einen elektromagnetischen wassergekühlten Rundschirm 9, der mittels Schrauben 11 auf der Platte 10 aufliegt, sowie eine ringförmige Zuleitungsvorrichtung 13 mit rechtekkigem, runden oder beliebigen anderen Querschnitt und mit Kühlmitteldüsen 14 an der Innenseite, d. h. an der dem Strang zugewandten Seite.

Die Zuleitungsvorrichtung 13 ist an der Platte 10 aufgehängt und kann in senkrechter Richtung mit Hilfe von Zahnstangen 15, die mit Zahnrädern 16 in Eingriff stehen, verschoben werden. Die Anlage besitzt zum Verschieben der Zuleitungsvorrichtung 13 drei solcher Verstellvorrichtungen, die unter Winkeln von 120° zueinander angeordnet und durch einen gemeinsamen Antrieb verbunden sind, der aus Schnecken 17 (F i g. 2), Wellen 18, Schneckenrädern 19 und Handrad 20 besteht.

Auf der Platte 10 ist eine Einrichtung zum Feststellen der Grenze zwischen flüssiger und fester Phase des zu formenden Strangs montiert. Diese Einrichtung besteht aus einer Stütze 21 und einem in der Waagerechtebene schwenkbaren Kragarm 22, an dessen Ende ein Fühler 23 befestigt ist, der in senkrechter und waagerechter Ebene gedreht werden kann. Der obere Teil des Fühlers 23 besteht aus einem Maßstab 24, der dazu dient.

die Größe der Abweichung der Grenze /wischen flüssiger und fester Phase des Strangs von der Höhe, in der sich die Ringleitermitte befindet, zu bestimmen.

Die Anlage arbeitet folgendermaßen.

Vor Beginn des Gießvorgangs ν ird der Untersatz 8 (F i g. 1) in den Ringleiter 12 geschoben und die ringförmige Zuleitungsvorrichtung 13 in unmittelbarer Nähe des Ringleiters unter demselben in eine Lage gebracht, bei der die Grenze zwischen flüssiger und fester Phase des Aluminiums sich in Höhe der Ringleitermitte befindet.

Geschmolzenes Aluminium fließt längs der Rinne 1 über die Öffnung 3 des Gefäßes 2 auf den Untersatz 8, der von unten her in den Ringleiter 12 eingeführt ist. Das als Kühlmittel dienende und aus der ringförmigen Zuleitungsvorrichtung 13 über Kühlmitteldüsen 14 zugeleitete Wasser trifft auf den Untersatz 8 auf und kühlt das auf diesem befindliche Metali ab, welches zu erstarren beginnt.

In der Zeichnung ist der erstarrte Teil der Schmelze durch A, der noch nicht erstarrte (flüssige) Teil durch B gekennzeichnet. Das durch den Ringleiter 12 erregte elektromagnetische Feld erzeugt in der Schmelze Kräfte, durch die der flüssige Teil ßdes Strangs am Auseinanderfließen gehindert und geformt wird, wobei sein Querschnitt die Form des Ringleiters annimmt.

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

Das geschmolzene Metall wird während seines Einströmens in den Ringleiter geformt und erstarrt. Auf diese Weise wird ein aus festem Metall bestehender Strang gebildet, der zusammen mit dem Untersatz abgesenkt wird. Die Erstarrung beginnt beim Zuleften 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 Kühlmitteldüsen 14

ίο der Zuleitungsvorrichuing 13 Sind, um diis Metall gleichmäßig abzukühlen, auf mehrere Reihen in versetzter Ordnung verteilt und soweit voneinander entfernt, daß sich die einzelnen Strahlen nicht mischen.
Der Fühler 23 wird, um zu prüfen, ob die Grenze zwischen flüssiger und fester Phase sich in Höhe der Ringleitermitte befindet, in die Aluminiumschmelze in der Nähe der Seitenfläche des bereits geformten 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 Abweichung mit Hilfe des Maßstabes 24 bestimmt, auf dem zuvor die erforderliche Lage gekennzeichnet wurde. Durch Drehen des Handrades 20 des Antriebs zum Verschieben der Zuleitungsvorrichtung 13 wird letztere entsprechend der gemessenen Abweichung längs der Strangachse verschoben. Hierbei werden mit Hilfe der Schnecken 17 die Schneckenräder 19 und die Wellen 18 gedreht, welche wiederum die Räder 16 drehen, die mit den Zahnstangen 15, welche die Zuleitungsvorrichturg 13 senkrecht längs der Strangachse verschieben, in Eingriff stehen. Die erfindungsgemäße Anlage ermöglicht es, Stränge hoher Qualität mit bis zu 1000 mm Durchmesser aus Aluminiumlegierungen zu gießen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kühleinrichtung für eine elektromagnetische Stranggießkokille mit einem Rundschirm für das elektromagnetische Feld, die ringförmig ausgebildet ist und Kühlmittel zum Strang in Höhe der Mitte des Ringleiters leitet, gekennzeichnet durch eine ringförmige Zuleitungsvorrichtung (13), die senkrecht auf den Strang gerichtete Kühlmitteldüsen (14) aufweist, durch eine Stellvorrichtung (15 bis 20) zur Verstellung der Zuleitungsvorrichtung J13) in Strangabzugsrichtung und durch einen Fühler (23) zum Messen der Phasengrenze im Strang für die Verstellung der Stellvorrichtung.