DE2032602B2

DE2032602B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Stranggießen von Fällen aus einer anorganischen Schmelze niedriger Viskosität

Info

Publication number: DE2032602B2
Application number: DE2032602A
Authority: DE
Inventors: John Wallace St. Cary Mottern; Roger Sherman Raleigh Otstot
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1969-07-02
Filing date: 1970-07-01
Publication date: 1979-07-05
Also published as: RO58525A; US3645657A; CA927571A; NL7009703A; DE2032602A1; JPS4842809B1; BE752807A; FR2054606A1; NL161698C; DE2032602C3; FR2054606B1; AT322087B; ZA704503B; CS164277B2; GB1308979A; SU591128A3

Description

und K eine ganze Zahl größer als 8 und vorzugsweise mindestens 12, 7'die Temperatur des Inertgases in der ersten Zone, Dx die Diffusität der filmbildenden Gasatmosphäre in das Inertgas, /Irder Minimaiquerschnitt der Durck^angsöffnung zwischen der ersten und der zweiten Zone, A den freien Querschnitt des Schmelzenstrahls und X die vom Schmelzenstrahl von der Stranggießdüse bis zu der zweiten Zone durchlaufene Strecke bedeuten. )o

3. Verwendung eines Metalls und/oder einer Legierung aus Aluminium, Kup^r, Eisen oder Blei zum Stranggießen von Fäden nach dem Verfahren nach Anspruch 2.

4. Stranggießvorrichtung zum Stranggießen von Fäden aus einer anorganischen Schmelze niedriger Viskosität, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer mit der Stranggießdüse versehenen Düsenplatte, an weiche zwei mit Gaszuführungen versehene, die Zonen mit verschiedenartiger Gasatmosphäre begrenzende Kammern anschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Düsenplatte (10) anschließende erste Kammer (5) an ihrem stromabwärtigen 'Ende von einer zweiten Platte (6) mit einer Durchgangsöffnung (8) begrenzt ist, die konzentrisch zur Stranggießdüse (2) verläuft und ein Verhältnis von Länge (17) zu Durchmesser (15) von höchstens 100 hat, wobei der Durchmesser (15) der Durchgangsöffnung (8) das ein- bis dreißigfache des Durchmessers (14) der Stranggießdüse (2) beträgt und die Höhe (16) der ersten Kammer (5) zwischen der ersten und der zweiten Platte im Bereich der Stranggießdüse (2) bzw. der Durchgangsöffnung (8) weniger als der halbe Durchmesser (15) der Durchgangsöffnung (8) beträgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (15) der Durchgangsöffnung (8) weniger als das zehnfache des Durchmessers (14) der Stranggießdüse (2) beträgt, w

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenplatte (10) aus einem sehr dichten Keramikmaterial, wie Tonerde, Beryllerde, Magnesia, Thorerde und Zirkonerde, besteht.

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Stranggießen von Fäden aus einer anorganischen Schmelze niedriger Viskosität, bei dem die Schmelze aus einer Stranggießdüse in Form eines strangartigen Schmelzenstrahls durch zwei Zonen mit verschiedenartiger Gasatmosphäre geleitet wird, wobei die Gasatmosphäre der ersten Zone in gleicher Richtung wie der Schmelzenstrahl fließt.

Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Beim Stranggießen von Fäden aus einer Schmelze niedriger Viskosität, wie Schmelzen aus Metallen, Metallverbindungen und Keramik, die in der Schmelzphase Viskositäten von höchstens 10 Poise und vielfach nur einen Bruchteil eines Poise haben, ist die Oberflächenspannung des aus der Stranggießdüse ausgetretenen freien Schmelzenstrahls derart groß im Verhältnis zu seiner Viskosität, daß der Schmelzenstrahl zertropft, bevor er durch Abkühlen verfestigt werden kann. Wenn aber der dünnflüssige Schmelzenstrahl in eine Gasatmosphäre ausgebracht wird, die auf dessen Oberfläche einen dünnen, jedoch tragfähigen Film bildet, bevor sich der Schmeizenstrahi unter der Wirkung der Oberflächenspannung zerlegt, läßt sich eine Erstarrung des Schmelzenstrahls zu einem Faden ohne Zerlegung erreichen.

Bei einem bekannten derartigen Verfahren (DE-OS 18 05 878) wird der Schmelzenstrahl aus dar Stranggießdüse unmittelbar in eine filmbildende Gasatmosphäre ausgetragen, die im Gleichstrom mit dem Schmelzenstrahl fließt Durch die dadurch auf den Schmelzenstrahl einwirkenden Zähigkeitskräfte der Gasatmosphäre wird der Schmelzenstrahl gestreckt gehalten, so daß die ungestörte Ausbildung des stabilisierenden Films nicht durch Auslenkungen des dünnen Strahls aus der Stranggießrichtung behindert wird. Bei diesem bekannten Verfahren schließt an die erste Gaszone eine zweite Zone mit einer anderen Gasatmosphäre dort an, wo der Schmelzenstrahl bereits zu einem Faden erstarrt ist Die Gasatmosphäre in der zweiten Zone ist derart auf den Fadendurchmesser und die StranggitSgeschwindigkeit abgestimmt, daß hier der Faden unter den Zähigkeitskräften der Gasatmosphäre bewußt unter Ausbildung von schleifenförmigen Auslenkungen gebremst wird, damit sich Vorratsschleifen bilden, welche den Abzug des Fadens zu einem Vorrat hin gestatten, ohne daß dadurch solche Störungen in den Faden eingeleitet werden, die sich bis zu einer Fadenstelle fortpflanzen, wo sie wegen einer noch geringen Festigkeit zu Fadenbrüchen bzw. z>i einem Abreißen des Schmelzenstrahls führen könnten.

Die Reaktion der filmbildenden Gasatmosphäre mit dem Schmelzenstrahl zur Ausbildung des ihn bis zur Erstarrung formstabil haltenden Oberflächenfilms soll möglichst rasch ablaufen, damit ein hinreichend fester Film erhalten wird, bevor die Oberflächenspannung des dünnen Schmelzenstrahls zu dessen Zertropfen bzw. zu das Zertropfen einleitenden wesentlichen Einschnürungen am Strahl führt Andererseits ergibt sich unter dem Einfluß der auf den Strahl in der Stranggießdüse einwirkenden Schubkräfte ein parabolisches Strömungsgeschwindigkeitsprofil über den Strahlquerschnitt hin, welches sich nach dem Austritt des Strahls aus der Düse, wenn deren Reibungseinfluß auf die Strömung wegfällt, zu einem flacheren Strömungsprofil hin ausgleicht, so daß es unmittelbar nach dem Austritt des Strahls aus der Düse zu Materialverschiebungen an dessen Oberfläche kommen kann. Wenn daher eine zur raschen Filmbildung möglichst stark reaktive Gasatmosphäre verwendet wird, kann die Filmbildung bereits in

einem Bereich einsetzen, wo noch die Materialverschiebungen auftreten, so daß der entstehende Film aufreißen kann und daher seine Funktion nicht mehr ausüben kann.

Solche Materialverschiebungen sind um so stärker, je stärker der Reibungseinfluß der Düse auf die Oberfläche des Strahls ist Auch können sich Ablagerungen, vermutlich Oxyde und andere Reaktions- oder Zersetzungsprodukte Ger reaktiven Gasatmosphäre in der Düsenöffnung bilden. Solche Ablagerungen wurden iu auch als rohrförmige Stalaktiten beobachtet, die von der Düsenöffnung nach außen wachsen. Derartige Ablagerungen führen nicht nur zu erheblichen Störungen eines gewünschten Strömungsprofils des freien Schmelzenstrahls, sondern auch zu einer Ablenkung des Strahls aus der Achse der Düsenöffnung, die überdies allmählich verstopft werden kann.

Ferner ist es erwünscht, den ausgetretenen Schmelzenstrahl durch Ziehen im Durchmesser kleiner zu machen, weil dann eine größere Düsenöffnung verwendet werden kann, die einfacher herzustellen ist und durch welche mit geringeren Gießdrücken gearbeitet werden kann. Dies ist für die Herstellung von FäJen mit Durchmessern im Bereich von 0,025 bis 0,1 mm sehr wesentlich. Da sich aber eine Durchmesserreduktion des bereits erstarrten Fadens während des Stranggießens nicht erzielen läßt, weil sich die Zugkräfte dann auf den Schmelzenstrahl übertragen würden und dieser wegen seiner geringen Viskosität abreißen würde, kann eine solche Durchmesserreduktion nur im Bereich des in Schmelzenstrahls selbst erfolgen. Hier dürfen jedoch ebenfalls keine starken, zum Abreißen des Schmelzenstrahls führenden Zugkräfte verwendet werden. Außerdem kann hier eine solche Durchmesserreduktion nicht stattfinden, wenn sich bereits ein Film gebildet hat, denn r> dieser würde andernfalls aufreißen oder brechen.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stranggießen von Fäden aus anorganischen Schmelzen niedriger Viskosität zu schaffen, durch weiche einerseits die ungestörte Filmbildung nicht beeinträchtigt ist, andererseits eine Durchmesserreduktion des dünnflüssigen Schmelzenstrahls nach dem Austritt aus der Stranggießdüse erhalten werden kann.

Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren der <r> eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß für die Gasatmosphäre der ersten Zone ein Inertgas und für die Gasatmosphäre der zweiten Zone eine filmbildende Gasatmosphäre verwendet wird.

Durch die Verwendung von Inertgas in der ersten -,0 Zone, welches im Gleichstrom mit dem Schmelzenstrahl fließt, wird die filmbildende Gasatmosphäre von der Düse ferngehalten, so daß mit einer für eine rasche Filmbildung wünschinswerten, stark reaktiven Gasatmosphäre gearbeitet werden kann, ohne daß sich y> dadurch Ablagerungen und dergleichen in der Düsenöffnung ergeben. Außerdem kann sich das Geschwindigkeitsprofil über den Querschnitt des Schmelzenstrahls hin während dessen Durchgangs durch die erste Zone hinreichend weit ausgleichen, so daß es beim t>o Eintritt des Schmelzenstrahls in die filmbildcnde Gasatmosphäre nicht mehr zu wesentlichen Materialverschiebungen an der Strahloberfläche kommt und daher die Filmbildung ungestört einsetzen kann.

Ferner wurde festgestellt, daß sich durch das μ erfindungsgemäße Verfahren auch für sehr dünnflüssige Schmelzen eine Durchmesscrreduktion des Schmelzenstrahls nach dem Austritt aus der Düse erhalten läßt.

ohne daß dabei ein zu starker Zug auf den Schmelzenstrahl ausgeübt wird. Diese Durchmesserreduktion ergibt sich durch das Druckgefälle von der Düse bis hin zu der filmbildenden Gasatmosphäre in der zweiten Zone, wobei der Grad der Durchmesserreduktion in verhältnismäßig weitem Bereich durch Veränderung dieses Druckabfalls geändert werden kann. So konnte beispielsweise ein Stahldraht mit einem Durchmesser von 0,075 mm mit einem Durchmesser der Düsenöffnung von 0,15 oder 0,23 mm hergestellt werden. Durch die größere Düsenöffnung wird der erforderliche Gießdruck geringer, und es kann bei gleichbleibendem Verhältnis von Durchmesser zu Länge der Düsenöffnung eine dickere Düsenplatte verwendet werden, was beides zur Erhöhung der Standzeit der Düse bei den hier vorliegenden hohen Temperaturen führt

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 6.

Die Erfindung wird anhand einer zsi der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsform der erfind ingsgemäßen Vorrichtung und anhand von Beispielen erläuterL In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Stranggießvorrichtung zum Stranggießen von Fäden aus einer anorganischen Schmelze niedriger Viskosität,

F i g. 2 einen vergrößerten Querschnitt eines Teils der Vorrichtung aus F i g. 1,

F i g. 2a eine Draufsicht auf einen Terl der Vorrichtung aus F i g. 2 und

F i g. 3 einen Ausschnitt der F i g. 1 in vergrößertem Maßstab.

Bei der aus F i g. 1 ersichtlichen Vorrichtung wird eine Schmelze 1 aus sehr dünnflüssigem Material aus einem Schmelztiegel 3 unter Druck einer Stranggießdüse 2 zugeführt Der strangförmige dünnflüssige Schmelzenstrahl 4 tritt aus der Düse 2 in der Düsenplatte 10 aus und durchläuft eine Inertgaszone 5 in Form dnes Spaltes, der zwischen der Düsenplatte 10 und einer parallel zu dieser angeordneten zweiten Platte 6 gebiluet ist. Das Inertgas wird der Zone 5 über einen Kanal 7 im Ständer 11 zugeführt. Das Inertgas strömt aus der Zone 5 durch eine Durchgangsöffnung 8 in der zweiten Platte 6 in eine zweite Zone mit einer in einer Kammer 9 enthaltenen Gasatmosphäre, welche auf der Oberfläche des Schmelzenstrahls 4 einen stabilisierenden Film bildet. Die Durchgangsöffnung 8 verläuft koaxial zur Düsenöffnung der Stranggießdüse 2.

Der dünnflüssige Schmelzenstrahl wird somit direkt in eine strömende Inertgasatmosphäre ausgebracht, welche der ersten Zone zwischen der Düsenplatte 10 und der zweiten Platte 6 zugeführt und durch die Du-chtaiigsöffnung 8 in die filmbildende Atmosphäre geführt wird. Das Inertgas ist derart, daß es sich gegen die Schmelzenmateiialien, die Düsenplatte und die anderen Teile der Stranggießvorrichtung inert verhält. Helium und Argon wurden erfolgreich angewendet und können andere Beimengungen enthalten, durch welche das Entstehen von Niederschlägen und Ablagerungen in der Inertgaszone verhindert wird, ohne daß dabei der Schmelzenstrahl oder die Stranggießvorrichtung angegriffen werden. Wenn man Inertgas aus dem Handel bezieht, ist es gewöhnlich erforderlich, das Gas zu behandeln und kleinere Verunreinigungen, wie Sauerstoff, zu entfernen, die auch in Mengen von einem Millionstel sehr stark mit dem Strahl oder Teilen der Stranggießvorrichtung bei hohen Temperaturen reagieren. Unter »Inerteas« werden daher hier solche Gase

bezeichnet, deren mit dem Schmelzenstrahl oder der Vorrichtung bei den Gießtemperaturen reagierenden Bestandteile in einer Konzentration von unter einem Millionstel vorliegen.

Die Inertgas-Geschwindigkeit in der Durchgangsöffnung 8 kann leicht durch die der ersten Zone zugeführte Inertgasmenge in Abhängigkeit vom Durchmesser der Durchgangsöffnung geregelt werden. Die Maximalge- . schwindigkeit des Inertgases in der Durchgangsöffnung ist diejenige Geschwindigkeit, ab welcher der Schmelzenstrahl unter der Einwirkung der auf ihn übertragenen Zähigkeitskräfte des Gases abreißt. Der Minimalwert der Inertgasgeschwindigkeit in der Durchgangsöffnung 8 ist durch das Erfordernis bestimmt, daß das filmbildende Gas nicht in die Inertgaszone strömen darf. Der Gasstrom wird zweckmäßig durch ein Rotameter gemessen, welches zwischen der Inertgasquelle und der die DiirrhpanETsnffniinp anfwpiQpnHpn zwcitCH Plätte angeordnet ist. Der Durchsatz oder die Menge Q je Zeiteinheit des der Durchgangsöffnung zugeführten Inertgases muß mindestens den Wert

Q =

KP¹²Dx(A₇ - A₀)

haben, worin K(° K.-"²) mindestens 8 und vorzugsweise 12, 7die Temperatur (° K) des durch die Durchgangsöffnung hindurchtretenden Gases, X (cm) der Abstand von der Stranggießdüse bis zur zweiten Zone, d. h. normalerweise die Länge, die von dem Schmelzenstrahl in der spaltförmigen ersten Zone 5 durchlaufen wird, plus die Länge der Durchgangsöffnung in der zweiten Platte 6, At der kleinste Querschnitt (cm²) der Durchgangsöffnung und Ao (cm²) der Querschnitt des Schmelzenstrahls in der Durchgangsöffnung und Dx die Diffusivität (cc/s) des filmbildenden Gases durch das Inertgas sind. Während bei einem /C-Wert von 8 über einen erheblichen Zeitraum ohne Strahlablenkung oder Verstopfung gegossen werden kann, sind bei einem kontinuierlichen Gießen K-Werte von mindestens 12 normalerweise erforderlich.

Die obere Grenze für die Inertgasmenge, welche durch die Durchgangsöffnung hindurchströmt, ist diejenige Menge, bei deren Vorhandensein der strangartige dünnflüssige Schmelzenstrahl abreißt oder zertropft.

Das in die Zone 5 eintretende Inertgas wird erhitzt, wenn es zum Gasverteilerring gelangt, der vorzugsweise konzentrisch zur Düsenöffnung und zur Durchgangsöffnung verläuft. Das Inertgas wird radial oder in einer Richtung senkrecht zum Strahl verteilt, so daß im wesentlichen ein symmetrischer Gasstrom vorliegt. Im großen und ganzen verteilt sich dieser Gasstrom von selbst in eine symmetrische Strömung. Der Inertgasstrom innerhalb der oben beschriebenen Grenzen führt dazu, daß der Schmelzenstrahl in einer vorherbestimmten Bahn gehalten wird und daß vermieden wird, daß das filmbildende Gas in die Durchgangsöffnung eintritt

In den F i g. 2 und 2a ist die Platte 6 im Querschnitt bzw. in der Draufsicht dargestellt Das durch den Kanal 7 eintretende Inertgas kreist im Gasverteilerring 12 und strömt über den Steg 13 und durch die Durchgangsöffnung 8 der Platte 6. Es wurden auch andere Gäsverteiiüngseäiirichtüngen erfolgreich angewendet und abgesehen von den unten näher beschriebenen Bedingungen ist die besondere Geometrie der Platte 6 nicht kritisch.

Durch das Vorhandensein der Inertgaszone 5 und der Durchgangsöffnung 8 ist das Geschwindigkeitsprofil im Schmelzenstrahl praktisch ausgeglichen, bevor dieser mit der filmbildenden Gasatmosphäre in Kontakt gelangt. Wenngleich auf das Ausgleichen des Geschwindigkeitsprofils auch Einfluß genommen werden kann durch Verwendung kurzer oder scharfkantiger Düsenöffnungen, sind solche Maßnahmen bei Düsenöffnungen mit kleinem Durchmesser unter Temperaturen von 1000⁰C und mehr problematisch, weil die Drücke, die zum Stranggießen der Schmelze aus derartigen Düsenöffnungen erforderlich sind, ungewöhnlich hohe mechanische Beanspruchungen auf den dünnen Abschnitt der Düsenplatte ausüben. Durch die Zwischenschaltung der Inertgaszone hingegen können lange Düsenöffnungen, beispielsweise mit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von über vier, verwendet uric daher stärkere Duscr.p!r.;;cn vorgesehen werden, wodurch die Materialanforderungen für ein Stranggießen bei hohen Temperaturen vermindert werden können. Durch die Führung des Inertgases im Gleichstrom mit dem Schmelzenstrahl wird der Ausgleich des Geschwindigkeitsprofils begünstigt. Hierzu kann die Strömung des Inertgases durch die Durchgangsöffnung für jede Düse und für jedes stranggegossene Material innerhalb der oben angeführten Gr izen eingestellt werden, um das Ausgleichen des Geschwindigkeitsprofils vor dem Eintritt des Schmelzenstrahls in die filmbildende Gasatmosphäre zu erreichen.

Außerdem läßt sich durch das Verfahren eine Durchmesserreduktion des Schmelzenstrahls gegenüber der Düsenöffnung erreichen, ohne daß dabei ein wesentlicher größerer und nach unten gerichieter Zug auf den Schmelzenstrahl ausgeübt wird, indem für ein Druckgefälle zwischen der Stranggießdüse und der zweiten Zone mit der filmbildenden Gasatmosphäre gesorgt wird. Die Durchmesserreduktion läßt sich daher erzielen, wenn der Druck in der ersten Zone geringer ist als der auf die Schmelze in der Düse ausgeübte Druck und größer als der Druck, der in der zweiten Zone unterhalb der die Durchgangsöffnung 8 aufweisenden Platte 2 herrscht. Der Grad der Durchmesserreduktion kann durch Veränderung des Druckabfalls geändert werden. Der Druckabfall selbst wird durch die Geschwindigkeit und die Dichte des Inertgases in der ersten Zone bestimmt, welche eine bestimmte geometrische Form hat. wie weiter unten noch näher erläutert wird. Der Druckabfall kann durch geeignete Meßvorrichtungen gemessen werden.

In Fig.3 ist ein schematischer Querschnitt dargestellt welcher die Beziehung der Düsenplatte 10 zu der die Durchgangsöffnung 8 aufweisenden Platte 6 zeigt. Wie oben dargelegt, erfordert das Verfahren gleichzeitig den Durchgang des Schmelzenstrahls und eines Inertgasstroms durch die Durchgangsöffnung 8 der Platte 6. Der kleinste Durchmesser 15 der Durchgangsöffnung muß daher mindestens groß genug sein, daß der Schmelzenstrahl und das Inertgas durch die Durchgangsöffnung hindurchtreten können. Der Durchmesser der düsenartigen Durchgangsöffnung ist auch durch den Durchmesser begrenzt bei welchem das Inertgas noch mit dem erforderlichen Durchsatz hindurchströmen kann. Düsenartige Durchgangsöffnungen mit sehr großen Durchmessern sind unerwünscht, da durch das dann große Volumen des in die zweite Zone mit der filmbildenden Gasatmosphäre eintretenden Inertgases ein hinreichender Kontakt zwischen der filmbildenden

Gasatmosphäre und dem Schmelzenstrahl beeinträchtigt sein kann. Um hohe Gasgeschwindigkeiten durch die Durchgangsöffnung bei annehmbarem Austrittsvolumen des Ir.srtgases zu erzielen, sollte der minimale Durchmesser 15 der Durchgangsöffnung unter dem Dreißigfachen und vorzugsweise unter dem Zehnfachen des Durchmessers 14 der Stranggießdüse liegen. Ferner so"te der Spalt 16 in der ersten Zone 5 unter dem Fün/zehnfachen des Düsendurchmessers 14 und vorzugsweise unter dem halben Durchmesser 15 der Durchgangsöffnung 8 liegen. Die Längr der Durchgangsöffnung ist normalerweise unter dem Hundertfachen und vorzugsweise unter dem Fünfzigfachen des Düsendurchmessers.

Anstelle der dargestellten Ausführungen können auch andere Anordnungen verwendet werden. So kann beispielsweise die Durchgangsöffnung 8 die Form eines Kegelstumpfes haben, der sich zur Stranggießdüse hin yon Ihr

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Die Düsenplatte 10 und die zweite Platte 6 können voneinander getrennte Teile sein, die in einer Bodenplatte eines Schmelztiegels eingesetzt sind. Der Einlaßkanal für das Inertgas, der die erste Zone bildende Spalt zwischen den Platten und die Durchgangsöffnung können in der Bodenplatte eines Schmelztiegels eingearbeitet sein und in die Bodenplatte des Schmelztiegels kann ein Einsatzstück mit der Stranggießdüse eingesetzt sein. Bei einer anderen Ausführungsform ist der die erste Zone bildende Spalt in die Platte mit der Stranggießdüse eingearbeitet während unter diesem S¹ alt eine flache Platte mit der Durchgangsöffnung angeordnet ist Die Materialien, aus denen die Düsenplatte und die zweite Platte hergestellt sind, sollen im wesentlichen unter den Bedingungen des Gießverfahrens gegeneinander inert sein. Sie können auch aus dem gleichen Material hergestellt sein. Darüber hinaus werden die Materialien jedoch so ausgewählt, daß sie soweit wie möglich gegen das geschmolzene Material inert und gegen einen Wärmestoß beständig sind und eine mechanische Festigkeit aufweisen, die den auftretenden Belastungen standhält. Beim Stranggießen von Metallen, wie Kupfer- und Eisenlegierungen, sind Keramikmaterialien, wie sehr dichte Tonerde, Magnesia, Thorerde, Beryllerde und Zirkonerde, brauchbare Materialien für die Herstellung der Vorrichtung. Beim Stranggießen von Keramikchargen unter hoher Temperatur können Materialien wie Molybdän und Graphit verwendet werden. Bei Stranggießverfahren mit geringeren Temperaturen können Anordnungen aus rostfreiem Stahl verwendet werden. so

Das Verfahren kann insbesondere für anorganische Schmelzen niedriger Viskosität aus einer Reihe von Metallen und ihren Verbindungen, wie Blei, Zinn, Kupfer, Aluminium, Eisen und Verbindungen hieraus, einschließlich rostfreien Stählen, Kohlenstoffstählen und anderen, angewendet werden. Das Verfahren kann auch zum Stranggießen einer Reihe von Keramikzusammensetzungen und Metalloiden verwendet werden, die in der Schmelzphase dünnflüssig sind und nicht durch herkömmliche Stranggießtechniken für organische Materialien und Glas gesponnen werden können.

Beispiel

Zum Stranggießen einer Blei-Zinn-Legierung wurde eine Stranggießvorrichtung mit einem Schmelztiegel verwendet, der eine Stranggießdüse und eine unterhalb der Düse liegende Platte sowie in dieser eine

frisch zur Düse war. Die Düse war gebildet aus einer geraden Durchgangsbohrung mit 0,102 mm Durchmesser und 0,102 mm Länge. Die Platte bildete mit der Düsenplatte einen Spalt von 0,177 mm unterhalb der Unterkante der Düse. Die Durchgangsöffnung hatte einen Durchmesser von 0,331 mm und eine Länge von 0,177 mm.

Die geschmolzene Blei-Zinn-Legierung (62 bis 38 Gew.-%) wurde bei 300°C durch die Düse mit einem Druck von 1,4 at direkt in den Spalt zwischen der Düse und der Platte ausgebracht, der mit strömendem Heliumgas ausgefüllt war. Die geschmolzene Blei-Zinn-Legierung trat dann gemeinsam mit dem Helium durch die Durchgangsöffnung in der Platte hindurch und gelangte in Luft Die Durchsatzmenge des Heliums wurde mit 250cmVmin gemessen. Obwohl das Gas nicht vorerhitzt wurde, stieg seine Temperatur durch die Berührung mit dem Schmelzenstrahl und den Teilen der Vorrichtung auf 140° C. Der Schmelzenstrahl blieb zusammenhängend und wich von seiner geraden Bahn über einen ausgedehnten Zeitraum während des kontinuierlichen Stranggießens nicht ab. Kurz nachdem die Durchs?.tzmenge des Heliums vermindert worden war, wobei die anderen Bedingungen die gleichen blieben, zeigte der Strahl eine starke Ablenkung, was zu wiederholtem Abbrechen des Fadens führte. Eine Sichtprüfung der Düse nach dem Abschalten offenbarte makroskopische Niederschläge am Austrittsende der Düse. Dies zeigt deutlich, daß die Verminderung des Heliumdurchsatzes für die Entstehung von Niederschlagen an der Düse verantwortlich war.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

t. Verfahren zum Stranggießen von Fäden aus einer anorganischen Schmelze niedriger Viskosität, bei dem die Schmelze aus einer Stranggießdüse in Form eines strangartigen Schmelzenstrahls durch zwei Zonen mit verschiedenartiger Gasatmosphäre geleitet wird, wobei die Gasatmosphäre der ersten Zone in gleicher Richtung wie der Schmelzenstrahl fließt, dadurch gekennzeichnet, daß für die Gasatmosphäre der ersten Zone ein Inertgas und für die Gasatmosphäre der zweiten Zone eine nimbildende Gasatmosphäre verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas aus der ersten Zone in die zweite Zone mit einem Durchsatz größer als Q geleitet wird, wobei

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