DE2104616B2

DE2104616B2 - Stranggießkokille fur Metalle

Info

Publication number: DE2104616B2
Application number: DE2104616A
Authority: DE
Inventors: Fred John Ortyueru Lake Webbere; Robert George Birmingham Williams
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1970-02-16
Filing date: 1971-02-01
Publication date: 1973-10-25
Also published as: FR2081000B2; GB1310312A; DE2104616A1; US3642058A; JPS5027448B1; FR2081000A2; CA922083A

Description

Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille für Metalle mit stark gekühlter, als zweite Zone bezeichneter, metallischer Kokillenwandung und anschießender, als dritte Zone bezeichneter Kühlzone mit Graphitauskleidung und stellt eine Weiterbildung der Stranggießkokille nach Anspruch 8 der Patentanmeldung P 20 25 764.1-24 dar.

Die Stranggießkokille nach der Hauptanmeldung dient zur Durchführung eines Verfahrens, bei dem eine Schmelze einer ersten ungekühlten Zone zugeführt und von dieser ersten Zone in eine zweite Zone geleitet wird, in der sie gekühlt wird, und bei dem der einen ringkrustenförmigen Erstarrungsbereich aufweisende Strang über eine dritte gekühlte Zone intermittierend ausgezogen wird, wobei die Stillstandszeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ziehschritten für ein Anschweißen des frisch erstarrten Teils ausreichend gewählt und die Verfestigung der Schmelze in der stark gekühlten zweiten Zone auf die Bildung einer dünnen, genau mit dem Beginn der zweiten Zone zusammenfallenden Ringkruste beschränkt wird und des weiteren der Strang bei jedem Ziehschritt um nicht mehr als die Länge der stark gekühlten zweiten Zone ausgezogen wird.

Bei der Stranggießkokille nach der Hauptanmeldung ist ein kleinerer Innendurchmesser für eine die erste Zone bildende Zuflußdüse als derjenige für eine die zweite Zone bildende Stranggießkokille und ein stufenförmiger Übergang zwischen der ersten und zweiten Zone vorgesehen, und es wird für die Zuflußdüse und den stufenförmigen Übergang ein zur Schmelze inertes Material verwendet.

Bekanntlich werden bei der Verfestigung .on Metall kleine Mengen von Gasen freigesetzt, welche jedoch bei den bekannten Stranggießvorrichtungen im allgemeinen nicht stören.

Bei der Stranggießkokille nach der Hauptanmeldung. in der eine Verfestigung der Schmelze in Form einer Ringkruste in der zweiten Zone fortv ährend in Stromabwärtsrichtung erfolgt und in der die Ringkruste schrittweise vorgeschoben wird, hängt jedoch

ίο ein einwandfreier kontinuierlicher Betrieb davon ab. daß jeweils das vordere Ende einer neugebildeten Ringkruste noch in dt-r zweiten Zone einwandfrei mit dem hinteren Ende der vorhergehend gebildeten Ringkruste verschweißt wird. Wenn nunmehr durch Ansammlung freigesetzter Gasmengen der Wärmeübergang von dem gebildeten Strang auf die Kokillenwandung beeinträchtigt oder verschlechtert wird, kann es geschehen, daß sich während der Stillstandszeit keine ausreichende Verschweißung zwischen aufeinanderfolgenden Ringkrustenabschnitten ergibt. Die Folge davon ist. daß beim nächsten Ziehschritt eine Rißbildung auftreten kann und durch den Riß Schmelze austritt. Dies würde wiederum zu einer unerwünschten Verfestigungsfolge und zur Störung des Verfahrens führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Stranggießkokille nach der Hauptanmeldung derart weiterzubilden, daß Betriebsstörungen auf Grund von sich bei der Verfestigung der Schmelze ergebenden Gasan-Sammlungen ausgeschaltet werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in der Innenoberfläche der dritten Zone der Stranggießkokille eine Mehrzahl von Längsrillen vorgesehen ist, die sich vom Übergang zwischen der zweiten und dritten Zone im wesentlichen parallel zur Kokillenlängsachse bis zrm Austragsende der Kokille erstreckt.

Es ist wesentlich, daß sich die Längsrillen bis zum Übergang zwischen der zweiten und dritten Zone erstrecken, da gerade in diesem Bereich der Stranggießkokille Gasansammlungen entstehen und sich im Hinblick auf eine Störung der Wärmeübertragungseigenschaften besonders ungünstig auswirken können.
Vorzugsweise sind die Rillen 0,8 mm breit und 0,4 mm tief.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Innenauskleidung der dritten Zone der Stranggießkokille in dem unmittelbar an die zweite Zone angrenzenden Bereich aus einer Metallhülse besteht, an die sich eine Graphitauskleidung anschließt, welche sich bis zum Auslaßende der Kokille erstreckt.

Zweckmäßigerweise besteht die Metallhülse dabei aus Molybdän oder einer überwiegend Molybdän einhaltenden Molybdän-Legierung.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der

Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt F i g. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Teils einer horizontalen Stranggießvorrichtung und

F i g. 2 eine Schnittansicht der Vorrichtung nach F i g. 1 entlang der Linie I-I.

Nach F i g. 1 umfaßt die Vorrichtung zum Stranggießen von Metallen eine sich an einen Behälter für geschmolzenes Material anschließende und eine erste Zone 1 festlegende Zuflußdüse 4,5, eine Stranggießkokille 6, die eine stark gekühlte zweite Zone 2 bildet, sowie eine dritte Zone 3, welche eine Graphit-

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auskleidung 8 aufweist und weniger stark als die Sammlung an dem Verbindungsbereicn 11 zwischen

zweite Zone gekühlt ist. der zweiten und dritten Zone wiederum eine thermi-

Die Zuilußdüse setzt sich zusammen aus einem Du- sehe Barriere erzeugt, die dazu führen kann, daß das senteil4, der feuerfest ausgebildet und bevorzugt aus Aneinanderschweißen aufeinanderfolgender Ring-Zirkonoxyd hergestellt ist, sowie einem sich unmit- 5 krustenabschnitte nicht in der gewünschten Weise ertelbar anschließenden Düsenteil 5. der aus Bornitrid folgt und demgemäß Bruchstellen und Risse auftrebesteht. dessen Wärmeübertragungseigenschaften ge- ten können, welche eine Unterbrechung des Strangring sind. gießverfahren erfordern.

Die vorzugsweise aus einer Beryllium-Kupfer-Le- Durch die gemäß >'_-r Erfindung vorgesehenen

gierurg bestehende Kokille 6 besitzt einen relativ ho- io Längsriilen 12 im Bereich der ditten Zone wird er-

hen Wärmeübergangskoeffizienten, während die reicht, daß die sich ansammelnden Gase in Richtung

dritte Zone 3 einen geringeren Wärmeübergangskoef- des Austragsendes der Kokille abgeführt werden und

fizienten als die zweite Zone aufv. st. demgemäß keine Beeinträchtigung des Ablaufs des

Die Kokille 6 sowie der die drute Zone 3 bildende Gießverfahrens erfolgen kann.

und sich unmittelbar anschließende Kokillenteil 9 15 Da die Längsrillen 12 vollständig innerhalb der

sind mit Kühlmitteldurchgängen 7, 10 versehen. Zone 3 gelegen sind und an der Verbindungsstelle 11

In der Innenoberfläche des der dritten Zone ent- zwischen der zweiten und dritten Zone beginnen,

sprechenden Kokillenteils 9 ist eine Mehrzahl von wird nicht nur eine wirksame Abführung der Gase

Längsnllen 12 vorgesehen, die sich vom Übergang aus dem Bereich der größten G?--ansammlung und

zwischen der zweiten und dritten Zone im wesentli- 20 aus der Zone 2 erzielt, sondern es wird gleichzeitig

chen parallel zur Kokillenlängsachse bis zum Aus- vermieden, daß sich Schmelze in den Rillen verfesti-

tragsende der Kokille erstrecken. gen kann, was zu Schwierigkeiten bei der Durchfüh-

Fig. 2 läßt erkennen, daß die Längsrillen 12 über rung der Ziehschritte führen könnte. Der Grund da-

den Umfang der Kokille gleichmäßig verteilt an- für ist, daß sich die Ringkruste bereits in der zweiten

geordnet sind. Es ist jedoch auch möglich, diese 25 Zone vollständig ausbildet und demgemäß an die

Längsriilen in Abhängigkeit von gewünschten War- Kokillenwandung der dritten Zone keine Schmelze

meübertragungseigenschaften der Zone 3 in speziell gelangen kann, welche in die Längsrillen 12 eindrin-

verteilter Weise anzubringen. gen könnte.

Wenn die Schmelze aus der ersten Zone in d'.z Die Abmessung der Längsrillen 12 kann gemäß

zweite Zone strömt, die Kokillenwand 6 berührt und 30 den Betriebsbedingungen variieren. Ein zufrieden-

sich unter Ausbildung einer Ringkruste verfestigt, stellendes Gießen wurde erreicht mit Rillen bis zu

werden in der Schmelze absorbierte Gase von dem einer Breite von etwa 0,8 mm und einer Tiefe von

sich verfestigenden Metall ausgeschieden. Zusätzlich etwa 0,4 mm.

schrumpft die frisch gebildete Ringkruste geringfügig Es wurde ferner festgestellt, daß besonders gute von der Kokillenwand, und zwar auf Grund der sich 35 Ergebnisse erzielt werden, wenn etwa 2,5 bis 15 cm zwangläufig durch den Übergang vom flüssigen zum des sich an die zweite Zone anschließenden Anfangsfesten Zustand ergebenden Volumenänderung. Als bereichs der Graphitauskleidung 8 der dritten Zone Folge davon sammeln sich die frei gewordenen Gase durch eine gerillte Metallhülse ersetzt werden, im Bereich der Kokillenwand in Form einer dünnen welche bevorzugt aus Molybdän oder einer haupt-Gasschicht an und werden im Verlauf der aufeinan- 40 sächlich Molybdän enthaltenden Molybdän-Legiederfolgenden Ziehschritte bevorzugt in Richtung der rung besteht. Dadurch wird die Wärmeübertragung Zone 3 gedrängt, wodurch sich in Richtung dieser gefördert und eine höhere Festigkeit gegen Erosions-Zone 3 eine Gasansammlung ergibt. erscheinungen erzielt. Die gerillte Metallhülse erweist

Des weiteren wird eine entsprechende Gasabschei- sich auch dann zweckmäßig, wenn einmal im Be-

dung im Bereich der Zone 3 erhalten, in der die Ver- 45 reich des Übergangs zwischen der zweiten und drit-

festigung des Strange? fortschreitet. Diese Freigabe ten Zone ein Ringkrustenbruch auftreten sollte, da

von absorbierten Gasen bei der Strangverfestigung sie einerseits weniger empfindlich als eine Graphit-

sowohl in der zweiten als auch in der dritten Zone auskleidung ist und andererseits eine Ausheilung der

führt zu einer dünnen Gasschicht an der Innenwand Bruchstelle erleichtert. Eine Molybdän-Legierung

der Kokille und insbesondere zu einer größeren Gas- 50 mit 0,5 °/o Titan und 0,08 °/n Zirkon hat sich für die

ansammlung im Übergangsbereich 11 zwischen der Metallhülse als besonders zweckmäßig erwiesen,

zweiten und der dritten Zone. Die Stranggießkokille wurde in dem vorstehenden

Diese vorhandene Gasschicht bildet zwischen der Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit einem Ringkruste und der Kokillenwand eine thermische horizontalen Gießverfahren erläutert. Es ist jedoch Barriere, die dazu führen kann, daß die Ringkrusten- 55 auch möglich, die Gießvorrichtung ohne Schwierigbildung in der Zone 2 nicht in der gewünschten keiten einem vertikalen Stranggießverfahren anzu-Weise erfolgt. Außerdem wird durch die Gasan- passen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stranggießkokille für Metalle mit stark gekühlter, als zweite Zone bezeichneter, metallischer Kokillenwandung und anschließender, als dritte Zone bezeichneter Kühlzone mit Graphitauskleidung, nach Anspruch S der Patentanmeldung P 20*25 764.1-24. dadurch gekennzeichnet, daß in der Innenoberfläche der dritten Zone (3) der Stranggießkokille eine Mehrzahl von Längsrillen (12) vorgesehen ist. die sich Mim Übergang (11) zwischen der zweiten und dritten Zone im wesentlichen parallel zur Ko'cillenlänssachse bis zum Austragsende der Kokille erstrecken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Rillen 0.8 mm breit und 0.4 mm tief sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenauskleidung der dritten Zone (3) der Stranggießkokille in dem unmittelbar an die zweite Zone (2) angrenzenden Bereich aus einer Metallhülse besteht, an die sich eine Graphitauskleidung (8) anschließt, welche sich bis zum Auslaßende der Kokille erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Metallhülse aus Molybdän oder einer überwiegend Molybdän enthaltenden Molybdän-Legierung bestehe.