DE2116870A1

DE2116870A1 - Verfahren zum Ingangsetzen einer Maschine mit Raupenkokille zum Band gießen von Nichteisenmetallen und Ma schine zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2116870A1
Application number: DE19712116870
Authority: DE
Inventors: Yvan Montana Gyongyos (Schweiz)
Original assignee: Prohzenz Ag Chur Schweiz
Current assignee: LAUENER ENGINEERING AG THUN CH
Priority date: 1970-04-15
Filing date: 1971-04-06
Publication date: 1971-11-04
Also published as: GB1322319A; NL7105051A; SE364651B; NO133315C; BE764643A; CH501446A; FR2086091B1; DE2116870B2; AT316035B; YU35312B; NO133315B; DE2116870C3; CA958184A; JPS5146051B1; ZA712411B; YU84771A; NL149096B; ES389779A1; FR2086091A1

Description

Prolizenz Afi, Chur/Schweiz, Bahnhofstraße 12

Verfahren zum Ingangsetzen einer Maschine mit Raupenkokille zum Bandgießen von Nichteisenmetallen und Maschine zur Durchführung des Verfahrens

Priorität: 15.April 197o; Schweiz; Anmelde-Nr. 5558/7o

Die Erfindung betrifft eine Maschine mit durch zwei umlaufendenen Raupenketten gebildeter Raupenkokille zum Bandgiessen von Nichteisenmetallen, insbesondere von Aluminium und AIuminiumlegierungen, Am E.ingiessende legen sich die einander gegenüberliegenden Kokillenhälften gegeneinander und bewegen -_; sich in dieser Lage über eine gewisse Strecke, auf der sie mit weiteren zusammengelegten Kokillenhälften die eigentliche Kokille bilden; dann trennen sie sich, um sich nach kurzer Zeit am Eingiessende wieder zu treffen.

Eine solche Maschine ist z.B. im Schweizerpatent Nr. ^75 8ll beschrieben; nach diesem Patent sind die umlaufenden Kokillenhälften mit den Führungs- und Antriebselementen durch Trag- und Befestigungselemente geringer Gesamtwärmeleitfähigkeit ■verbunden. Die Maschine ermöglicht das dessen von sehr breiten Bändern, z.B. von 20 mm dicken Aluminiumbändern von I500 mm Breite und darüber.

Für das vertikale Abv/ärtsgiessen in einer solchen Maschine ist eine besondere Metallzufühningsvorrichtung anwendbar, die ebenfalls in Patentschriften beschrieben ist, so in der Schweizcri-Hfih.-n Patentschrift Nr, ^l\6l γ 16. 1098 4 5/1164

Man kann auch schräg nach unten oder gar horizontal giessen. Zu diesem Zweck wird die Maschine um einen Winkel zwischen 45° und 0°, vorzugsv/eise zwischen etv/a lOo und 1° zur Horizontalen in Giessrichtung abwärts geneigt. Eine solche schräge. oder horizontale Lage bietet erhebliche Vorteile gegenüber der Vertikalen. Die Metallzufuhr ist leichter; es braucht z.B. kein Unterdruck angewandt zu werden. Das Band kommt in einer bequemeren Lage aus der Giessmaschine heraus und muss nicht in noch warmbrüchigem Zustand stark gebogen werden. Es lässt

- sich besser beobachten und ist der Bedienungsmannschaft viel zugänglicher. Allerdings ergeben sich auch Schwierigkeiten, besonders bei nur leichter Schräglage oder bei horizontaler Lage der Maschine.

Bei horizontaler Lage werden in der Metallzuführungsdüse entweder Gasblasen gebildet, die nicht entweichen können, oder vorhandene Blasen eingeschlossen. Der Strom der Schmelze ist bei gleichem metallostatischem Druck nicht so stark in der P Zuführungsdüse, als wenn die Maschine in Giessrichtung ausgesprochen schräg nach unten angeordnet ist.

Beim Anfahren, das heisst bei Giessbeginn, ist ein möglichst kleiner Neigungswinkel von Vorteil, weil dann der metallostatische Druck an der Einfliesstelle in der Kokille geringer ist und daher auch die Gefahr, dass die Metallschmelze um die Düsenmündung herum in den engen Raum zwischen der Düse und den Kokillenhälften einfliesst, sobald sich der Giesskopf auf dem Anfahrboden fertig gebildet hat. Nach dem Start der Maschine (BeElnn der Umlaufbewegung der Kokillenhälften) besteht die

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erwähnte Gefahr praktisch nicht mehr und es wäre vorteilhaft, der Maschine eine ausgesprochene Schräglage zu geben.

» Diese Verhältnisse lassen sich an Hand der Zeichnung erläutern. Fig. 1 zeigt schematisch und im Längsschnitt eine Raupenkokille zum Bandgiessen von Aluminium in fast horizontaler "Lage und Fig. 2 in einem Neigungswinkel von 6° zur Horizontalen nach Start der Maschine.

Jii Fig. 1 befindet sich die Raupenkokille in einer um 1° zur Horizontalen geneigten Lage, wobei sich die Eingiesstelle am höheren Ende befindet (es soll abwärts gegossen werden). Mit 10 sind die umlaufenden Kokillenhälften bezeichnet und mit die Düse, deren Mündungsbreite ungefähr der Breite des zu ·~ giessenden Bandes entspricht. 12 ist der Zuführungstrog. Die Düse ist durch einen Flansch IJ mit dem Zuführungstrog verbunden. I²KiSt ein flexibler Kanal für die Beschickung des Zuführungstroges mit Giessmetall. 1'5 deutet den Giessmetallspiegel im Zuführungstrog an. Zu Beginn verschliesst ein Stopfen 17 die Auslauföffnung 16. 18 ist der Anfahrboden, I9 der Formraum, in welchem der Strang gebildet wird. Der Abstand zwischen dem Düsenausläufende und der Auslauföffnung beträgt z.B. 68Ο mm. '

Der Höhenunterschied hl zwischen dem Metallspiegel 15 im Zuführungstrqg und der Unterkante des Auslaufendes der Düse 11 ergibt den metallostatischen Druck zu Beginn des Giessens. Es ist praktisch der niedrigste metallostatische Druck, der sich

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konstruktiv erreichen lässt; der Spiegel 15 muss sich etwas über eiern höchsten Punkt der Aus lauf öffnung 16 befinden, z.B. · 10 mm darüber. Unter Berücksichtigung der Dicke von 20 rnm des Düsenauslaufendes und dessen Abstandes von der Auslauföffnung 16 ergibt sich bei einer Kokilleneigung von 1° ein Wert von i}2 mm für hl. Die Höhe des Metallspiegels in der Rinne wird vorzugsweise konstant gehalten.

Zieht man den Stopfen 17 heraus, fliesst Metallschmelze durch die Düse 11 hindurch in den Formraum I9 hinein bis zum Anfahrboden l8. Es entsteht zunächst der Giesskopf 22 mit Sumpf 23. Sobald der Formraurn I9 gefüllt ist, hat die Metallschmelze die Neigung, in den Zwischenraum 20.zwischen der Düse und den Kokillenhälften einzudringen, solange diese noch nicht in Um-* lauf sind. Dieser Zwischenraum beträgt beispielsweise 0,25 mm. Dank der beinahe horizontalen Lage kann der metallostatische , Druck so klein gehalten v/erden, dass die Oberflächenspannung des Aluminiums und die Oxidhaut auf der Schmelze dieses Eindringen auch bei stillstehender Maschine verhindern. Sobald die Raupenketten in Umlauf gesetzt sind, stellt die Möglichkeit des Eindringens von Schmelze in den sehr engen Zwischenraum um das freie Düsenende überhaupt kein Problem mehr dar. .

Das Eindringen kann jedoch bei stillstehender Maschine stattfinden, wenn der metallostatische Druck erheblich höher ist, zum Beispiel wenn die Neigung der Raupenkokille 6° statt nur ist; mit anderen Worten, es ist sehr schwierig, die Giess-

operation mit um 6° geneigter Raupenkokille einzuleiten, ohne ■ ' 1 0 9 8 A 5 / 1 1 6 A '

dass flüssiges Metall in den Raum 20 zwischen Düse und Kokillenhälften eindringt. Da bevor der Anfahrboden in.Bewegung gesetzt ist, die Metallschmelze mit einer¹ von der.Neigung der Raupenkokille abhängigen Geschwindigkeit gegen diesen anströmt, addiert sich die kinetische "Energie des Metallstromes dem statischen Druck auf diesen, was die Gefahr des Eindringens von Schmelze zwischen Düse und Kokillenhälften bei verhältnismässig starker Neigung noch erhöht. Daraus ergibt sich ein entsprechend höherer metallostatiseher Druck, der jedoch nicht schadet, wenn die Kokillenhälfte.' vorher in Umlauf gesetzt worden sind.

In Fig. 2 beträgt die Neigung der Raupenkokille 6°. Die Giessmaschine ist in Betrieb gezeigt und das gegossene Band 21 tritt nach rechts heraus. Die Kokillenhälften befinden sich in Umlauf und es tritt keine störende Stauung im Formraum 19 auf. Gegenüber der Stellung nach Fig. 1 ist der Höhenunterschied zwischen dem Metallspiegel 15 in der Giessrinne und der Unterkante des Auslaufendes der Düse 11 bedeutend vergrössert und beträgt beispielsweise lol «im (statt nur ^2 mm).

Die stärkere Neigung in bezug auf'die Horizontale bietet zunächst nach den Feststellungen der Anmelderin den Vorteil, dass eingeschlossene Blasen trotz Enge des Zuflussraumes in diesem aufsteigen und schliesslich durch das Metall in der Zufüh-rührungsrinne 12 in die Atmosphäre entweichen. Hinzu kommt der Vorteil, dass infolge der grösseren Strömungsgeschwindigkeit in der Düse 11 der Guss weniger störungsanfällig ist, z.B.

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wegen wesentlich geringerer Gefahr der Verstopfung der.Düse. Darüberhinaus ist der zusätzliche Vorteil hervorzuheben, dass der Sumpf im Giesskopf nun selbst zur Erhöhung des metallo-• statischen Druckes beiträgt, da im Gegensatz zu den Verhältnissen bei nur 1° Neigung die sogenannte Sumpfspitze (die tiefste Stelle des Metallsumpfes Im Giesskopf) tiefer liegt als die Unterkante der Mündung der Düse. Zum Höhenunterschied zwischen Giesspiegel 15 und Düsenrnündungsunterkante, der beim Uebergang der 1°-Neigung zur "6°-Neigung ohnehin grosser geworden ist, kommt der Höhenunterschied h.2 zwischen Düsenmündungsunterkante und Sumpfspitze hinzu. Der höhere metallostatische Druck durch h2 verbessert noch die Voraussetzungen für einen gesunden Guss (Herabsetzung der Gefahr der Bildung--, von Poren im Gefüge und von Erstarrungslunkern); die Nachspeisung v/Ird besser,; Einfallstellen an der Bandoberflächo werden vermieden. Die Strömungsverhältnisse in der Düse sind günstiger, da die Fliessgeschwindigkeit grosser ist.

Bei einem'Anfahren in einer um 6° geneigten Maschine müssten die Bildung des Giesskopfes und der Beginn des Raupenkettenumlaufs genauestens aufeinander abgestimmt werden, was in der Praxis'kaum erreichbar ist. Bedenkt man jedoch, dass das Eindringen von Schmelze zwischen Düse und Kokillenhälfte zu einem sofortigen Abbruch der Giessoperation zwingt, muss nach einem Ausweg gesucht werden.

Die von der Anmelderin gemachten Heberlegungen und durchgeführten Versuche haben zu einer Erfindung geführt, die den ge^{suchten Au8Weg br}Mö4 5 / 1 1 6 4

ORIGINAL₁ INSPECTED

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zürn Ingangsetzen einer Maschine mit Raupenkokille zum Bandgiessen von Nichteisenmetallen, insbesondere von Aluminium und Alumlniurnleglerungen. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zunächst mit einem schwachen Neigungswinkel zwischen 0° und 5° zur Horizontalen abwärts gegossen wird, bis der Giesskopf gebildet ist, worauf die Maschine in Gang gesetzt und in ausgesprochenerer Schräglage zwischen 4° und darüber weitergegossen wird.

Der Neigungswinkel kann beim Ingangsetzen beispielsweise zwischen 0° und 2° zur Horizontalen liegen und beim Weitergiessen zwischen 4° und 6°. Es ist auch möglich, z.B. mit J. einem Neigungswinkel von etwa 5° oder 4° zu beginnen und mit einem solchen von 6° bis 10° weiterzugiessen. Bei der Wahl der Neigung sind vor allem der hydrostatische Druck und der Abstand zwischen Oberfläche der Düse und Kokillenwand zu berücksichtigen.

Beim Ingangsetzen der Maschine werden nicht nur die Raupenketten und somit die Kokillenhälften in Umlauf gebracht, sondern auch der Aiifahrboden nach Massgabe der Giessgeschwindigkeit , aus dem Formhohlraum herausgezogen.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Giessmaschine zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens.

Diese Giessmaschine zeichnet sieh dadurch aus, dass sie zusammen mit der Zuführungsdüse, dem Zuführungstrog, den An—

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triebs- und den Kühlaggregaten und dem Vorschubapparat auf- . einem in Giessriehtung kippbaren Gestell montiert ist.

Fig. 3 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel. Die beiden Raupenketten mit den Kokillenhälften 10, die der Uebersichtlichkeit halber nicht eingezeichnete und durch den Flansch Γ5 an den Zuführungstrog 12 angebrachte Zuführungsdüse, der Zuführungstrog 12, die Kühlaggregate 24 (die z.B. in der schweiberischen Patentschrift Nr. k$6 O56 beschrieben sind), sowie das Antriebsaggregat 25 sind zusammen auf einem in Giessrichtung kippbaren' Gestell 26 montiert; dieses ruht an dem Ende, wo sich der Zuführungstrog befindet, auf dem horizontalen Lager 27 und an dem gegenüberliegenden Ende auf dem horizontalen Lager 28, das mittels der Hubvorrichtung 29, die vorzugsweise hydraulisch betrieben wird, in der Höhe verstellbar ist. In der Figur ist durcii ein Pfeil ein Neigungswinkel von 11° eingezeichnet. Die gezeigte Anordnung gestattet, das Gestell von der horizontalen Lage aus um 11° in Giessrichtung abwärts zu kippen. Auf der schematisch gezeigten Maschine kann beispielsweise beim Anfahren mit einer Neigung von 1° abwärts gegossen und mit einer Neigung von etwa 10° weitergegossen, werden.

Der Urnstand, dass das Gestell um eine Drehachse in der Nähe des · Zuführungstroges gekippt wird, erleichtert sehr das Arbeiten mit der Giessmaschine. Würde aber die Hubvorrichtung 29 in der Nähe des Zuführungstroges angreifen, und die Drehachse 27 in der Nähe der Vorschubvorrichtung" 23 vorgesehen sein, wäre die Zufuhr des Giessmetalles zum Zuführungstrog wegen des grösserch

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Höhenunterschiedes derselben beim Kippen erheblich erschwert.

Sehr wichtig ist der Umstand., dass auch der Vorschubapparat 25 auf dem Gestell 26 montiert ist. Das aus der Raupenkokille gerade austretende Band liegt nä'r.ilich .noch im Temperaturbereich der Warmbrüchigkeit, wenn es sich um ein Band aus Aluminium oder Aluminiumlegierung handelt.

Die erfindungsgernässe Glessrnaschine gestattet den Uebergang von einer horizontalen oder nahezu horizontalen Lage zu einer · ausgesprochenen Schräglage ohne Unterbrechung des Giessens. Sie.ist nicht auf eine Kippbarkeit von 10° oder 11° beschränkt» Es lassen sich auch erfindungsgemäsce Maschinen-konstruieren,. die sich bis zu einer Neigung von ^;J5° kippen lassen» ~-^:

Patentansprüche

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Claims

JIQ Paten tan s ρ r. üche ο ^ -ι r ο "7 η * £ I ι h ö / M

1) Verfahren zum Ingangsetzen einer Maschine mit Raupenkokille zum Bandgießen von Nichteisenmetallen, insbesondere von Aluminium und Aluminiumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst mit einem schwachen Neigungswinkel zwischen 0° und 5° zur Horizontalen abwärts gegossen wird,, "bis der Gießkopf gebildet ist, worauf die Maschine in Gang gesetzt und in ausgesprochenerer Schräglage zwischen k° und darüber weitergegossen wird.

2) Gießmaschine mit Raupenkokille zur Ausführung des Verfahrens P nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusammen mit der Zuführungsdüse (11), dem Zuführungstrog (12), den Antrie.bsaggregaten, den Kühlaggregaten {2h) und dem Vorschubapparat (25) auf einem in Gießrichtung-kippbaren Gestell (26) montiert ist.

3) Gießmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (26) an dem Knde, wo sich der Zuführungstrog (12) befindet, auf einem horizontalen Lager (27) ruht und-an dem gegenüberliegenden Ende auf einem horizontalen Lager (28), das mittels einer Hubvorrichtung (29) in der Höhe verstellbar ist.

H) Gießmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung (29) hydraulisch :ist.

5) Gießmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis ^, dadurch gekennzeichnet, daß für die Gießmetallzufuhr sum Zuführungstrog (12) ein flexibler Kanal (I*!") augeordnet lsi:.

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