DE2412149B2

DE2412149B2 - MELT PROTECTION DURING CONTINUOUS CASTING OF FEDS OR WIRE

Info

Publication number: DE2412149B2
Application number: DE19742412149
Authority: DE
Inventors: Robert Edward Worthington; Mobley Carroll Edward Columbus; Ohio Maringer (V.St.A.)
Original assignee: Battelle Development Corp., Columbus, Ohio(V.St.A.)
Priority date: 1973-04-06
Filing date: 1974-03-14
Publication date: 1977-05-12
Also published as: NO138475C; IL43799A0; DE2462388A1; BE809141A; NO138475B; ATA255774A; ES421579A1; IE38723L; IT1006792B; IE38723B1; DK165678C; NO741118L; AT342747B; NL7317308A; DE2462387A1; JPS5222897B2; SE390797B; DK165678B; DE2462388B2; LU69059A1

Description

1515th

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schütze einer in einem Schmelzenbehälter befindlichen Schmelze beim Stranggießen von Fäden oder Drähten mittels mindestens einer rotierenden Scheibe, an deren Umfang die Schmelze verfestigt wird.The invention relates to a device for protecting a device located in a melt container Melt during the continuous casting of threads or wires by means of at least one rotating disk, on whose Scope the melt is solidified.

In der DT-OS 22 25 684 ist ein Verfahren zur Herstellung von fadenförmigen, festem Material direkt aus einer Schmelze beschrieben. Dabei wird eine rotierende Scheibe von oben in die Schmelze eingetaucht, wobei am die Schmelze kontaktierenden Rand der Scheibe Schmelze anfriert und einen fadenartigen Strang bildet. Die Rotation der Scheibe sowie thermische Spannungen zwischen Strang und Scheibe führen zu einem Ablösen des Strangs.In the DT-OS 22 25 684 a method for the production of thread-like, solid material is directly described from a melt. A rotating disk is dipped into the melt from above, whereby melt freezes on the edge of the disk contacting the melt and a thread-like one Strand forms. The rotation of the disk as well as thermal stresses between the strand and the disk lead to the strand becoming detached.

Beim Betrieb der Vorrichtung nach der genannten DT-OS in Luft, wie dies in der Regel der Fall ist kann es insbesondere bei vergleichsweise großen Umfangsgeschwindigkeiten von mindestens etwa 0,9 m/sec dazu kommen, daß eine Schicht der Umgebungsluft zwischen den die Schmelze kontaktierenden Rand der umlaufenden Scheibe und die Schmelze hineingezogen wird. Da Luft im allgemeinen ein Oxydationsmittel gegenüber der Schmelze darstellt, kann es zu einer Reaktion der Luft mit der Schmelze im Bereich der formgebenden Fläche der Scheibe und zur Bildung von Oxyden an dieser Stelle kommen. Man hat beobachtet, daß offensichtlich im Zusammenhang mit dieser Oxydbildung eine Tendenz des sich an sich spontan nach der Bildung von der rotierenden Scheibe ablösenden Drahtes oder Fadens besteht, an der Scheibe haften zu :>5 bleiben. Tritt dieser Umstand ein, so kann die Notwendigkeit einer Unterbrechung des Drahtherstellungsvorganges gegeben sein, um die Scheibe von Ablagerungen zu säubern, da diese die Bildung eines kontinuierlichen Fadens beeinträchtigen können.When operating the device according to the above-mentioned DT-OS in air, as is usually the case, it can especially at comparatively high circumferential speeds of at least about 0.9 m / sec come that a layer of ambient air between the melt-contacting edge of the circumferential Disc and the melt is drawn into it. Because air is generally opposed to an oxidizing agent represents the melt, there can be a reaction of the air with the melt in the area of the shaping Surface of the disc and the formation of oxides at this point. It has been observed that obviously in connection with this oxide formation a tendency of itself spontaneously after the There is a formation of wire or thread that detaches from the rotating disk, adhering to the disk:> 5 stay. If this occurs, it may be necessary to interrupt the wire production process be given to clean the disc of debris, as this can lead to the formation of a continuous thread.

Andererseits besteht bei mit Kerben am äußeren Umfang zur Herstellung von diskontinuierlichen Fäden versehenen Scheiben gegenüber glatten Scheiben zur Herstellung kontinuierlicher Fäden sogar eine etwas gesteigerte Tendenz des Haftenbleibens der Draht- oder Fadenabschnitte.On the other hand, there is a notch on the outer circumference for the production of discontinuous threads provided disks compared to smooth disks for the production of continuous threads even a little increased tendency for the wire or thread sections to stick.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der auf relativ einfache Weise eine Oxydationsreaktion im Bereich der jeweils formgebenden Fläche der rotierenden Scheibe verhindert wird, um so eine Haftung der erzeugten Drähte oder Fäden an der Scheibe weitgehend auszuschalteaThe object of the invention is to create a device of the type mentioned above, with which in a relatively simple way an oxidation reaction in the area of the respective shaping surface of the rotating disc is prevented so as to allow the generated wires or threads to adhere to the Disks largely switched off a

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß über dem Schmelzenbehälter ein mindestens teilweise aus festen Kohlenstoff bestehender Deckel mit einer Aussparung für die Scheibe und den entstehenden Faden oder Draht vorgesehen istThis object is achieved according to the invention in that at least one above the melt container Cover partially made of solid carbon with a recess for the disc and the resulting cover Thread or wire is provided

Die erfindungsgemäße Ausbildung gewährleistet eine von Umgebungsluft im wesentlichen freie Atmosphäre überhalb des Schmelzenspiegels. Die Toleranzen der Passungen des Deckels bezüglich des Schmelzenbehälters können kostengünstig gehalten werden, da durch verbleibende Schlitze und kleinere öffnungen eintretende Umgebungsluft bei den während des Produktionsvorganges vorliegenden Temperaturen mit dem im Deckel vorliegenden Kohlenstoff zu Kohlenoxyd oder Kohlendioxyd umgeformt werden, welche Gase nichtoxydierend sind. Im Hinblick auf eine möglichst preisgünstige Fertigung des Deckels kann dieser in Form einer Platte oder Scheibe ausgebildet sein.The design according to the invention ensures an atmosphere that is essentially free of ambient air above the melt level. The tolerances of the fits of the lid with respect to the melt container can be kept inexpensive, as they enter through remaining slots and smaller openings Ambient air at the temperatures present during the production process with the im Cover present carbon can be converted to carbon oxide or carbon dioxide, which gases are non-oxidizing are. In order to manufacture the cover as inexpensively as possible, it can be used in Be designed in the form of a plate or disc.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht der Deckel im wesentlichen aus Graphit und es hat sich gezeigt daß dieses Material den auftretenden Beanspruchungen durchaus standhältAccording to a further feature of the invention, the lid consists essentially of graphite and it has showed that this material can withstand the stresses that arise

Erfindungsgemäß ist schließlich vorgesehen, daß der Deckel zusätzlich zur Erwärmung durch die Strahlungsenergie der Schmelze durch Kopplurj an ein zum Aufheizen der Schmelze benutztes Induktions-Heizsystem erhitzbar ist. Bei dieser Ausbildung kommt es zuverlässig zu einer Oxydation von zutretendem Sauerstoff zu Kohlenmonoxyd bzw. Kohlendioxyd.According to the invention it is finally provided that the cover is additionally heated by the radiant energy the melt through coupling to an induction heating system used to heat the melt is heatable. With this training, there is reliably an oxidation of the occurring Oxygen to carbon monoxide or carbon dioxide.

Des weiteren bietet die Erfindung den Vorteil, daß die Oxyd- und Schlackenbildung an der gesamten Oberfläche der Schmelze gering gehalten wird. Die Wahrscheinlichkeit daß es zu einer Unterbrechung der Fadenbildung aufgrund von Verunreinigungen der Schmelzenoberfläche kommt, wird hierdurch weiter verringert.The invention also offers the advantage that the formation of oxide and slag occurs over the entire surface the melt is kept low. The likelihood that there will be an interruption in the Thread formation occurs due to contamination of the melt surface, this will continue decreased.

Die Erfindung ist anhand der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie der schematischen Zeichnung näher erläutertThe invention is based on the following description of an exemplary embodiment and the schematic Drawing explained in more detail

In der Zeichnung ist im wesentlichen eine Vorrichtung zum Stranggießen von Drähten oder Fäden gemäß der bereits eingangs erwähnten DT-OS 22 25 684 gezeigt auf die bezüglich der Einzelheiten des Stranggießens und der Vorrichtung verwiesen wird. Eine rotierende wärmeableitende Scheibe 30 mit mindestens einer peripheren Vorwölbung bzw. einem Vorsprung 31 am Umfang wird mit dem Badspiegel 11 einer Schmelze 10 in Berührung gebracht. Eine schmale Kante oder ein Rand 32 der Vorwölbung kontaktiert hierbei den Badspiegel U. Die Scheibe kann in relativ hohe Rotationsgeschwindigkeiten versetzt werden, um hierdurch einen fadenförmigen Strang 20 zu bilden.In the drawing, a device for the continuous casting of wires or threads according to FIG the already mentioned DT-OS 22 25 684 shown on the details of the Continuous casting and the device is referenced. A rotating heat dissipating disk 30 with at least one peripheral protrusion or a projection 31 on the circumference is connected to the bath level 11 a melt 10 brought into contact. A narrow edge or an edge 32 of the protrusion contacted here the bath mirror U. The disk can be set in relatively high rotational speeds in order to thereby to form a thread-like strand 20.

Die Schmelze 10 ist in einem Schmelzenbehälter 40 angeordnet der durch einen Deckel 22 abgedeckt ist. Er weist eine Ausnehmung für die umlaufende Scheibe 30 sowie den austretenden, gebildeten Draht oder Faden auf und liegt im wesentlichen einfach auf dem Behälter 40 auf.The melt 10 is arranged in a melt container 40 which is covered by a cover 22. He has a recess for the rotating disk 30 and the emerging, formed wire or thread and rests essentially simply on the container 40.

Der Deckel 22 besteht aus einem Material, das, wenn es erhitzt wird, den Sauerstoff der Atmosphäre im Bereich der Abdeckung absorbiert oder mit diesem reagiert so daß dann das Gas in dem Bereich zwischen dem Badspiegel U, der Schmelze 10 und dem Deckel 22The lid 22 is made of a material which, when heated, absorbs the oxygen in the atmosphere Area of the cover absorbs or reacts with this so that then the gas in the area between the bath mirror U, the melt 10 and the cover 22

zu einem nichtoxydierenden Gas umgeformt wird Besonderer Erfolg wurde bei Verwendung einer Abdeckung aus festem Kohlenstoff oder aus Graphit festgestellt, wobei die von dem Badspiegel abgestrahlte Wärme zur Temperaturerhöhung ues Deckels bis zu einem solchen Wert ausgenutzt wurde, bei dem die Luft bei Berührung mit dem Deckel infolge der Reaktion des vorhandenen Sauerstoffs mit dem Kohlenstoff unter Bildung von Kohlenmonoxyd oder Kohlendioxyd oder einer Mischung derselben, bei der der Rest im wesentlichen nichtoxydierendes Stickstoffgas war, in ein nichtoxydierendes Gas umgewandelt wurde.is transformed into a non-oxidizing gas Particular success was achieved with the use of a cover made of solid carbon or graphite determined, with the heat radiated from the bath mirror to increase the temperature ues cover up to such a value has been used that the air on contact with the lid as a result of the reaction of the existing oxygen with the carbon to form carbon monoxide or carbon dioxide or a mixture thereof, the remainder of which was substantially non-oxidizing nitrogen gas, into one non-oxidizing gas has been converted.

Graphit als Deckelmaterial besitzt den weiteren Vorteil, daß e; mit einem Induktions-Heizsystem 25, das zur Aufheizung der Schmelze 10 verwendet wird, gekoppelt werden kann, so daß seine Aufheizung nicht vollständig von der Abstrahlung der Schmelzenoberfläche 11 abhängig ist. Außerdem ist Graphit leichtGraphite as a cover material has the further advantage that e; with an induction heating system 25 that is used to heat the melt 10, can be coupled so that its heating is not is completely dependent on the radiation of the melt surface 11. In addition, graphite is light

z. 3. schleifbar. Es kann daher eine mit relativ dichter Passung hergestelltz. 3. grindable. One can therefore be made with a relatively tight fit

bearbeitbar,
Abdeckung
werden.editable,
cover
will.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich zur s Herstellung von kontinuierlichen und diskontinuierlichen Drähten oder Fäden aus schmelzflüssigen Materialien, die in der Nähe des Schmelzpunktes, d. h. innerhalb einer Abweichung von maximal 25% von der in ⁰K gemessenen, unter Gleichgewichtsbedingungen ίο gültigen Schmelztemperatur, die folgenden Eigenschaften aufweist:The device according to the invention is suitable for s the production of continuous and discontinuous wires or threads from molten materials which have ^{the following properties in the vicinity of the melting point, ie within a maximum deviation of 25% from the melting temperature measured in 0} K under equilibrium conditions ίο having:

Oberflächenspannung im Bereich zwischen 10 und 2500 dyn/cm; Viskosität im Bereich von 10~³ bis 1 Poise; angemessener diskreter Schmelzpunkt (d.h. eine diskontinuierliche Viskosität gegenüber der Temperaturkurve). Surface tension in the range between 10 and 2500 dynes / cm; Viscosity in the range of 10 ^-3 to 1 poise; reasonable discrete melting point (ie, a discontinuous viscosity versus the temperature curve).

Metalle und anorganische Verbindungen weisen diese Parameter auf.Metals and inorganic compounds have these parameters.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for protecting a melt located in a melt container at the S Continuous casting of threads or wires by means of at least one rotating disk, on whose Extent the melt is solidified, thereby characterized in that over the melt container an at least partially made of solid carbon ι ο Existing fabric cover (22) with a recess for the disc (30) and the resulting thread or wire (20) is provided

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the cover (22) consists essentially of Consists of graphite

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the cover (22) can be heated in addition to being heated by the radiant energy of the melt by coupling to an induction heating system used to heat the melt.