DE2215816A1

DE2215816A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Stranggießen von Metallen

Info

Publication number: DE2215816A1
Application number: DE19722215816
Authority: DE
Inventors: Angel Tontschev Prof. Dipl.-Ing.; Nikolov Ivan Dimov Prof. Dipl.-Ing.; Sofia. M Balevski
Original assignee: Institut po Metalosnanie i Technologie na Metalite, Sofia
Priority date: 1971-04-07
Filing date: 1972-03-30
Publication date: 1972-11-16
Also published as: GB1386154A; NO134286C; DK131275B; US3880221A; FR2132679B1; BE781716A; FR2132679A1; NO134286B; AT329786B; IT967041B; NL7204626A; SU522776A3; DK131275C; CA986278A; SE375471B; DD95268A5; ATA296572A

Description

Beschreibung
zu der

Patentanmeldung

INSTITUT PO METALOSNANIE I TECHNOLOGIA NA MATALITE

NIITM pri BAN Sofia 13/Bulgarien, Tschapaev-Str. 53

betreffend

Verfahren und Vorrichtung zum Stranggiessen von Metallen.

(Priorität: 7. April 1971 - Bulgarien - 17 295)

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggiessen von Legierungen aus Metallen und Gasen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es sind Verfahren zum Giessen von einzelnen Formteilen aus Legierungen aus Metallen und Gasen bekannt, bei denen sich die Behälter für die Schmelze und die Giessform in zwei separaten, hermetisch abgeschlossenen Kammern befinden, in denen eine Atmosphäre aus dem zu lösenden Gas, das mit einem im Metall unlöslichen passiven Gas gemischt ist, erzeugt wird. Dabei wird in der Kammer mit der Giessform der Partialdruck des zu lösenden

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Gases scharf erhöht im Vergleich zu dem Druck, bei dem er in der Schmelze gelöst worden ist. Infolgedessen wird die natürliche Senkung der Lösbarkeit des Gases während des Erstarrungsvorgangs ausreichend kompensiert, so dass das Gas in der festen Lösung verbleibt ohne auszuscheiden oder interkristalline Poren zu bilden. Diese Verfahren ermöglichen jedoch nicht die wirtschaftliche Herstellung von Strängen, vas für Werkstoffe, die eine nachfolgende Druckumformung erfordern das zweckmässigste ist, da chargenweise und unter stark veränderlichen Druckverhältnissen gearbeitet werden muss.

Es sind andererseits Verfahren zum Stranggiessen von Metallen in hermetisch abgeschlossenen Einrichtungen bekannt, die aus separaten Kammern für die Vorbehandlung der Schmelze und für das Giessen des Strangs in der Abkühleinrichtung bestehen, wobei in diesen Kammern eine Atmosphäre mit erhöhtem Druck aus einem inerten Gas erzeugt v/ird, um die Sättigung der Schmelze mit Gasen zu vermeiden, oder es wird für diesen Zweck ein Vakuum erzeugt. Bei diesen Verfahren ist eine Auflösung der Schmelze unerwünscht; sie führt, falls sie trotzdem eintritt, zur Verschlechterung der Eigenschaften des erstarrten Metalls, da das gelöste Gas infolge des scharfen Abfalls der Lösbarkeit während des Erstarrens inform interkristalliner Poren ausscheidet.

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Durch die vorliegende Erfindung sollen die Nachteile der beschriebenen Verfahren vermieden v/erden, und zwar durch ein Verfahren,".welches das Stranggiessen von Metall mit gelöstem Gas ermöglicht, wobei das Gas auch nach dem Erstarren gelöst verbleibt.

Dies wird entsprechend der Erfindung dadurch erreicht, dass die Schmelze aufeinanderfolgend drei separate abgeschlossene Kammern durchläuft: in der ersten findet eine Vorbehandlung statt, d.h. die Lösung dos Legierungsgases; die zweite Kammer ist ein Zwischenbehälter, der einen steuerbaren kontinuierlichen Fluss zu der dritten Kammer gewährleistet, die die Abkühleinrichtung selbst darstellt, in der derFüessling geformt wird und erstarrt. In der ersten dieser Kammern wird ein Gasdruck ausgeübt mit einer Mischung aus dem zu lösenden Gas und einem inerten Gas bei kleiner Konzentration des zu lösenden Gases, während in der zweiten und in der dritten Kammer ein hoher Druck ausgeübt wird, und zwar nur mit dem zu lösenden Gas.

Die Erfindung wird ausführlicher anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert, worin eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens schematisch dargestellt ist.

In -einer Kammer 1, die mit einer entsprechenden Heizeinrichtung 2 und einem Deckel 6 zum Beschicken ausgerüstet ist,

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befindet sich ein Tiegel 3 mit der Schmelze. Ein Rohr' k, das den Boden des Tiegels erreicht, ermöglicht die Einführung von Gas in die Schmelze. Dieses Gas gelangt durch ein Reduzierventil 5 von einem Behälter 7, welcher unter hohem Druck eine Mischung aus dem zu losenden Gas und einem anderen Gas, das inert gegenüber der Schmelze ist, enthält. Ein Ventil 8 lässt diese Mischung in Richtung der Kammer 1 durch., v.'ährend das Reduzierventil einen solchen Gesamtdruck der Gasmis'chung bestimmt, mit dem die Schmelze durchgerührt wird, derart, dass der Partialdruck des zu lösenden Gases die erforderliche Sättigung der Schmelze ergibt. Die vorbehandeltc Schmelze wird in Portionen durch kurzzeitiges Öffnen des Ventils 9 in eine Zv/ischenkammer 10 gefördert. Auf diese Weise wird in der Kammer 1 ein hoher Druck erzeugt, unter dessen Wirkung automatisch das Rückschlagventil 11, das auf dem Wege des Metalls im Rohr 12 liegt, geöffnet wird. Die kurzzeitige Wirkung dieses Drucks muss den Sättigungsgrad der Schmelze mit Gas nicht wesentlich ändern, da er nur auf die Oberfläche der Schmelze wirkt, die durch ein Flussmittel geschützt ist. Es ist zweckmässig, die Schmelze in der Kammer^ unterhalb des Spiegels der darin befindlichen Schmelze einzuführen, wobei der Spiegel mit einem flüssigen Flussmittel bedeckt ist, das eine Sperre zwischen der Gasatmosphäre in der Kammer und der Schmelze bildet. Die normale Grosse des Drucks in der Vorbehandlungskamrcer wird nach Förderung der Metallmenge v/iederhergesteilt, zum Beispiel durch Entweichenlassen eines Teils des Gases durch ein Ventil 21 in die Atmosphäre ,

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In der Kammer 10, die als Zwischenbehälter für die Schmelze dient, und in der Giesskammer 13 wird ein Druck aufrechterhalten, und zwar mit dem zu lösenden Gas, das vom Behälter durch die Ventile 15> 16 und 17 einströmt, wobei durch die Ventile 16 und 17 auch die Ausfliessgeschwindigkeit der Schmelze aus der Kammer*/© in eine Abkühl einrichtung 18 reguliert wird.·

Im ganzen System hinter'dem Rückschlagventil 11 wirkt einerseits eine Atmosphäre mit bedeutend höherer Konzentration des zu lösenden Gases, die durch den Gasbehälter 14 erzeugt wird, und andererseits kann auch der absolute Druck in diesem Teil der Einrichtung bedeutend höher sein als der Druck, bei dem die Schmelze im Tiegel $ mit Gas gesättigt wird. Auf diese Weise wird die gewünschte Kompensation des natürlichen Abfalls der Lösbarkeit des Gases während des Erstarrungsvorgangs erreicht und das Gas bleibt in dem erstarrten Metall gelöst.

Es können natürlich sowohl solche Kombinationen zwischen Metallen und Gasen existieren, als auch solche gewünschte Gaskonzentrationen im Gußstück, welche auch bei gleichem absolutem Druck in der gesamten Einrichtung nur dank des höheren Partialdrucks des zu lösenden Gases auf das erstarrende Metall in der Abkühleinrichtung erhalten werden können. Dies ermöglicht eine Vereinfachung der Einrichtung durch Entfernung des Zwischenbehälters 10, sowie auch des Rückschlagventils 12, wodurch das Wesen der Erfindung keineswegs verändert wird. In diesem Fall

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verläuft der Weg des Metalls direkt durch die Rohrleitung. 12, während das Gas in der Kammer 13 durch die Rohrleitung 17 gefördert wird.

Der. in der Abkühleinrichtung 18 intensiv gekühlte gegossene Strang 19 wird durch den in der Kammer ,>β wirkenden hohen Gasdruck hinausgeschoben, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die durch das an sich bekannte Stellglied 20 reguliert wird. Am Ausgang des Strangs von der Abkühleinrichtung ist eine an sich bekannte Dichtung 22 vorgesehen, die ein Ausströmen von Gas infolge der Schrumpfung des erstarrten Strangs verhindert.

der Zeichnung sind der Einfachheit halber die Mess-, Kontroll- und Steuerglieder nicht gezeigt, die natürlich für den normalen Betrieb der Einrichtung erforderlich sind und die an sich bekannt sind. Sie dienen hauptsächlich zur Beobachtung und zur Regulierung des Spiegels des flüssigen Metalls in den einzelnen Behältern, der Temperaturen und der Gasdrücke, sowie auch der Zusammensetzung des Metalls, entsprechend dem oben beschriebenen Verfahren. Es ist bei Beachtung der angedeuteten Gesetzmässigkeiten möglich, dass das in der Vorbehandlungskammer in der Schmelze gelöste Gas in dem gegossenen Strang in fester Lösung verbleibt, ohne dass während des Erstarrens Teile des Gases als interkristalline Poren ausscheiden.

Patentansprüche

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Claims

Pat ent an ßpjniche

1. Verfahren zum Stranggiessen von Metallen, dadurch gekennzeichnet , dass die Schmelze unter einem Gasdruck behandelt v/ird, der durch ein Gas erzeugt wird, das in der Schmelze in Mischung mit einem der Schmelze gegenüber inerten Gas gelöst werden soll, während über dem erstarrenden Metall ein höherer Partial druck des zu lösenden Gases erzeugt wird.

2. Vorrichtung einer Durchführung des Verfahrens nach .Anspruch 1, gekennzeichnet durch drei separate, hermetisch abgeschlossene Kammern, von denen die erste (1) in der die Auflösung des Gases erfolgt, mit einem Gasbehälter (6) verbunden ist, der unter Druck eine Mischung aus dem zu losenden Gas mit einem anderen, gegenüber der Schmelze inerten Gas, enthält, während die übrigen zwei Kammern - ein Zwischenbehälter (10) für die Schmelze und eine Giesskammer (13) - mit einem Gasbehälter (14) verbunden sind, der unter Druck das zu lösende Gas enthält, wobei Einrichtungen zur Regulierung des Drucks in den einzelnen Kammern vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Kammer für die Vorbehandlung der Schmelze (1) direkt durch eine Rohrleitung mit der Giesskammer (13) verbunden ist.

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