DE2202910A1 - Kokille zur Erzeugung von metallischen Stranggussbloecken - Google Patents

Description

KOKILLE ZUR ERZEUGUNG VON METALLISCHEN STRANGGUSSBLÖCKEN

Die Erfindung betrifft Kokillen zur Erzeugung von metallischen Stranggußblöcken Im mehrfachen Herstellungsprozeß mit Formung der Stränge zu Gußblöcken mittels dee elektromagnetischen Feldes eines Induktors·

Es sind Kokillen zum Ifehrfach-Strangguß von Metall bekannt, die ein wassergekühltes Gehäuse mit Hohlräumen besitzen, «eiche durch In diese von unten her einführbare Untersätze oder Kaltstränge vor dem Eingießen des flüssigen, zu Stranggußblöcken zu formenden Metalle überdeckt «erden.

Die Wände der Kokillenhohlräume, Indem si· mit dem flüssigen Metall unmittelbare Berührung haben, verleihen den gegossenen Blöcken die Form.

über diese Wände der Kokille erfolgt die primäre Wärmeabführung vom flüssigen Metall, nobel während dieser primären

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Wärmeabfuhr sich eine feste Hülle (Gußblockkruste) bildet, die infolge der Sclmindung teilweise von den Kokillenwänden löst, was zu einer ungleichmäßigen Kühlung des Gußblocks führt· Die schwach abgekühlten Gußblockabschnitte werden wieder erwärmt, und auf der Oberfläche des Gußblocks entstehen Bisse, Beulen und Schrammen·

Das Anwärmen des Gußblocks nach der primären Wärmeabfuhr führt zur umgekehrten Seige rung der leichtschmelzenden Gußblockkomponenten ·

Das Vorhandensein der Makrostrukturfehler hat zusätzlichen Aufwand für die thermische Behandlung der Gußblöcke, Herabsetzung der Leistung bei der Druckbearbeitung von Metallen und Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften der Gußblöcke zur Folge·

Beim Herausziehen von Gußblöcken aus der Kokille entstehen zwischen ihren Wänden und den Gußblockoberflächen Reibungskräfte, zu deren Verminderung Schmiermittel verwendet werden.

Auf diese Weise beseitigen die allgemein bekannten Kokillen die Fehler auf der Oberfläche des Gußblocke und in seiner Makrostruktur (grobkörnige Zonen über den Gußblockquerschnitt) nicht·

Um die Fehler von der Oberfläche der Gußblöcke zu entfernen, werden sie der mechanischen Bearbeitung unterworfen.

die Hierbei fallen Späne an, deren Umschmelzungninwieder-

bringlicheriMetallverluste vergrößert, wobei der Arbeitsaufwand die Produktion verteuert·

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In letzter Zeit sind vollkommenere Einrichtungen aufgekommen, in denen die Ausbildung des Gußblocks unter dem Ein» fluß des elektromagnetischen Feldes eines Induktors vor sich geht.

Zu solchen Einrichtungen gehört eine Anlage (USA-Patent Nr. 3467166), deren Hauptbestandteil die Kokille ist, die einen Ringinduktor besitzt, welcher in einem Gehäuse mit Hohlraum und Untersatz für den Gußblock befestigt ist. Das Gehäuse «eist an der dem Gußblock zugekehrten Wand einen Schirm auf· Die Gehäusewände sind Doppelwände, wobei zwischen ihnen ein Hohlraum für das Kühlmittel und ein Spalt für die Zuführung des Kühlmittels auf die Seitenwand des Gußblocks vorhanden sind·

Eine solche Anlage läßt Gußblöcke von zufriedenstellender Qualität erzeugen und ist gegenüber den Anlagen fortschrittlicher, bei welchen eine Kokille eingesetzt wird, die den Gußblock mit ihren Wänden mechanisch formt.

Aber auch diese Anlage wurde durch Änderung der Form des Induktors und dessen Stromspeisung vervollkommnet·

Es wurde eine Kokille zur Erzeugung von metallischen Stranggußblöcken geschaffen, die einen im Gehäuse befestigten Induktor besitzt, welcher aus elektrisch voneinander isolierten Teilen zusammengesetzt ist, von denen jeder an zwei Speisungsquellen angeschlossen ist, die in den gegenüberliegenden Teilen in Gegenphase befindliche Ströme erzeugen. Diese Kokille

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gewährleistet die Herstellung von großen flachen Gußblöcken mit glatter Oberfläche und feinkörnigem Gefüge. Sie ist ungefährlich bei der Bedienung und erzeugt keinen Lärm, «elcher das Bedienungspersonal ermüdet·

Eine solche Kokille ist für gleichzeitige Erzeugung mehrerer Gußblöcke (llehrfach-Strangguß) jedoch nicht vorgerichtet.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der vorerwähnten Nachteile·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kokille zur Erzeugung von metallischen Stranggußblocken mit einer solchen Lage und Form der den Induktor bildenden Elemente zu schaffen, welche es ermöglicht , mehrere Gußblöcke gleichzeitig mit gewünschter geometrischer Form der Außenfläche herzustellen.

Diese Aufgabe ist durch Schaffung einer Kokille zur Erzeugung von metallischen Stranggußblöcken gelöst, die einen im Gehäuse befestigten Induktor besitzt, welcher aus elektrisch voneinander isolierten Teilen zusammengesetzt ist, die aus gekühlten Hohlschienen mit rechteckigem Querschnitt ausgeführt sind, von denen jede an zwei Stromspeisungsquellen angeschlossen ist, welche in den gegenüberliegenden Teilen in Gegenphase befindliche Ströme erzeugen, bei der erfindungsgemäß jeder den Induktor bildende Teil aus Halbringen besteht, die aufeinanderfolgend durch Stege verbunden sind, wobei die halbringförmigen Schienen der gegenüberliegenden Induktorteile die Hohl-

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räume für Gußblöcke umfassen und mit den breiten Seiten ihres rechteckigen Querschnitts senkrecht und an den Stellen der Stege waagerecht angeordnet sind·

Eine Kokille in dieser konstruktiven Ausführung gewährleistet die Erzeugung von gleichzeitig mehreren Gußblöcken mit feinkörnigem Gefüge und richtiger geometrischer Form der Aussenf lache der Gußblöcke. Hierbei werden ungefährliche Arbeitsbedingungen für das Bedienungspersonal sichergestellt! der

Lärm beseitigt und die Produktivität des Gießaggregats infolge der Erhöhung der Geschwindigkeit beim Herausziehen des Gußblocks gesteigert, welche gemäß den Versuchsdaten um 15-20% höher als bei den üblichen Gießverfahren liegt·

Zur Erläuterung der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Kokille zur Erzeugung von metallischen Stranggußblöcken mit Bezugnahme auf beigelegte Zeichnungen beschrieben; es zeigen

Fig. 1 die Kokille in Draufsicht; Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-Il der Fig. 1; Fig. 3 den Induktor der Kokille in Draufsicht.

Die Kokille zur Erzeugung von Stranggußblöcken besitzt ein Gehäuse 1 (Fig· 1 und 2), welches aus einem dielektrischen Material (Textolit) ausgeführt werden kann· Das Gehäuse 1 ist ein Behältnis für das Kühlmittel (Wasser) und an ihm werden die übrigen Teile der Kokille befestigt.

Es besitzt drei Hohlräume 2, in welche flüssiges Metall auf nicht dargestellte Untersätze geleitet wird und in v/olchan

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gleichseitig drei Gußblöcke geformt werden, die einen runden Querschnitt aufweisen. In den Hohlräumen 2 für die Gußblöcke sind Schirme 3 mit Warmhalteelementen 4 vorhanden, die an Dekkeln 5 des Gehäuses mittels (aus der Zeichnung nicht ersichtlichen) Bolzen befestigt sind.

Die Schirme 3 bestehen aus einem unmagnetischen Werkstoff, beispielsweise aus nichtrostendem Stahl. Die Wannhalteelemente 4 sind aus einem Wärmeisolierstoff, z.B. aus Asbestthermosilikat oder Marinit gefertigt.

Zur Verschiebung der Schirme 3 in vertikaler Richtung sind Regelschrauben 6 vorgesehen.

Im Gehäuse 1 sind ringförmige Kanäle 7 ausgeführt, welche durch die Deckel 5 abgedeckt sind. Für die Zuführung des Kühlmittels in jeden Kanal sind je zwei Stutzen 8 vorhanden. In den ringförmigen Kanälen sind Ringgitter 9 für die Beruhigung der Ströme des aus den Stutzen 8 austretenden Kühlmittels angeordnet ·

Die Innenwand des Gehäuses 1 ist als Schwelle ausgebildet, die zusammen mit dem Deckel 5 einen Spalt 10 bildet, welcher zur Verbindung der ringförmigen Kanäle 7 mit einer Vorkammer 11 dient.

Zwischen dem Gehäuse 1 und den Schirmen 3 ist eine Gummizwischenlage 12 vorgesehen, die den Kühlmittelaustritt unter den Flanschen der Schirme 3 hervor verhindet.

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Ein Induktor 13 (Fig· 3) dient zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes, welches das flüssige Metall zu einem Gußblock formt· Er ist aus zwei elektrisch voneinander isolierten Teilen zusammengesetzt. Jeder Teil ist an zwei Stromspeisungsquellen angeschlossen, die in den gegenüberliegenden Teilen in Gegenphase befindliche Ströme erzeugen. Diese Teile bestehen aus gekühlten Hohlschienen mit rechteckigem Querschnitt, welche Halbringe 14 enthalten, die aufeinanderfolgend mittels Stegen 15 verbunden sind.

Die in Form von Halbringen 14 ausgebildeten Schienen der gegenüberliegenden Teile des Induktors 13 umfassen die Hohlräume für Gußblöcke und sind mit den breiten Seiten ihres rechteckigen Querschnitts senkrecht und an den Stellen der Stege 15 waagerecht angeordnet.

Jeder Teil des Induktors 13 weist an den entgegengesetzten Seiten aus denselben Schienen bestehende Herausführungen 16, die mit Kontaktplatten 17 zum Anschluß an die nicht dargestellten Stromspeisungsquellen enden.

Der Induktor 13 ist im Gehäuse mittels Leisten 18 (Fig. 2) befestigt.

Zum gleichmäßigen Leiten des Kühlmittels auf die Seitenfläche des Gußblocks ist ein Spalt 19 zwischen dem Schirm 3 und einem am Gehäuse 1 auf der Seite des Hohlraums für den Gußblock befindlichen Vorsprung 20 vorhanden. Dieser Vorsprung 20 ist mit einer Schicht schnellhärtenden Gemisches 21 bedeckt, welche Schicht die gleichbleibende Spaltbreite gewährleistet.

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Zum Halten der Gußblöcke auf dem beweglichen Teil der bekannten Gießmaschine sind Untersätze (aus der Zeichnung nicht ersichtlich) eingebaut. Ib Oberteil eines jeden Untersatzes ist eine Vertiefung vorgesehen, die zur Erleichterung des Gießbeginne notwendig ist·

Seiner Fora nach entspricht jeder Untersatz dem Hohlraum

2 des Eokillengehäuses 1· Es wird eine solche Größe des Untersatzes gewählt, daß er mit einem Spiel von 6-8 mm in den Hohlraum 2 hineingeht·

Das gleichzeitige Gießen von mehreren Gußblöcken in der erfindungsgemäßen Kokille wird folgenderweise durchgeführt·

Auf dom oberen Teil der bekannten Gießmaschine (in der Zeichnung nicht abgebildet) wird die Kokille aufgesetzt.

Durch die Stutzen 8 wird in die Kanäle 7 des Gehäuses 1 das Kühlmittel geleitet und dessen Durchflußmenge und Druck geregelt·

Die Regelung nimmt man mit Hilfe von nicht gezeigten bekannten Ventilen vor, welche vor den Stutzen 8 angeordnet sind, sowie auch vermittels der Regelschrauben 6, die die Schirme

3 gegenüber dem Gehäuse 1 in vertikaler Richtung verschieben.

In die Schirme 3 «erden die Untersätze bis zur Höhe der unteren Kante eingeführt.

Zur Kühlung des Induktors 13 wird dem Hohlraum der Schienen das Kühlmittel (Wasser) zugeführt. Dann wird von den zwei Stromquellen Spannung an den Induktor 14- gelegt, derart, daß

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sich die Ströme in den gegenüberliegenden Teilen des Induktors 13 in Gegenphase befinden.

Über der Vertiefung des Untersatzes wird ein bekannter Metallverteiler angebracht und Metall zugeführt, worauf ein bekanntes Dosiergerät für Metall (in der Zeichnung nicht abgebildet) angeordnet wird.

Nachdem das vorbestimmte Metallniveau auf den Untersätzen erreicht ist, werden letztere bezüglich der Schirme 3 nach unten verschoben, indem dadurch der Austritt des Stranggußblocks aus der Kokille beim kontinuierlichen Ansetzen der Gußblöcke mit dem flüssigen Metall sichergestellt wird. Die Warmhalteelemente 4 gewährleisten den Gießbeginn und schützen die Schirme 3 vor Beschädigungen bei einem übermäßig hohen Metallniveau am Gießbeginn.

Während des Gießens sind Korrekturen der Durchflußmenge und des Drucks des Kühlmittels, der Induktorspannung, der Untersatzbewegungsgeschwindigkeit und des Metallniveaus relativ zum Induktor 13 zulässig. Nach Beendigung des Prozesses werden der Metallzufluß, die Gußblockverschiebung und Kühlmittelzuführung eingestellt. Die Kokille wird samt den auf einem nicht dargestellten Wagen montierten Stromquellen beiseite gerollt, um den Gußblock aus der Gießmaschine zu entfernen.

Die Erfindung ist bei der Serienproduktion auf für herkömmliches Gießen eingerichteten Gießmaschinen erprobt worden.

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Die Prüfungen haben die Wirksamkeit des gleichzeitigen Gießens von mehreren runden Gußblöcken in der beschriebenen elektromagnetischen Kokille gezeigt und deren Arbeitsvermögen bestätigt.

Die Konstruktion der Kokille gestattet es, den Kühlmittelstrom mit hoher Genauigkeit zu regeln, «as die Herstellung von Blöcken mit hoher Qualität garantiert, welche bei der weiteren Druckbearbeitung die Ausflußgeschwindigkeit des Metalls

zu
etwa um 50% ^steigern gestatten.

Die Gußblöcke können mit verringerter Haltezeit infolge der günstigen Struktur homogenisiert werden, wodurch es möglich wird, die Leistungsfähigkeit der Ausrüstung zur Homogenisierung zu erhöhen.

Schließlich gestattet es das Fehlen der mechanischen Bearbeitung, die Bildung der Späne, deren Umschmelzung und den dabei zwangsHäißgauftretenden Metallabbrand zu vermeiden.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Kokille zur Erzeugung von metallischen Stranggußblöcken, die einen im Gehäuse befestigten Induktor besitzt, «elcher aus elektrisch voneinander isolierten Teilen zusammengesetzt ist, die aus gekühlten Hohlschienen mit rechteckigem Querschnitt ausgeführt sind, von denen jede an zwei Stromspeisungsquellen angeschlossen ist, welche in den gegenüberliegenden Teilen in Gegenphase befindliche Ströme erzeugen, dadurch gekennzeichnet , daß jeder den Induktor (13) bildende Teil aus gleich orientierten Halbringen (14) besteht, die aufeinanderfolgend durch Stege (15) verbunden sind, wobei die in Form von Halbringen (14) ausgebildeten Schienen der gegenüberliegenden Teile des Induktors (13) die Hohlräume (2) für 3ie Gußblöcke umfassen und mit den breiten Seiten ihres rechteckigen Querschnitts an den Halbringen senkrecht und an den Stellen der Stege (15) waagerecht angeordnet sind.

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