DE2737835A1

DE2737835A1 - Horizontal-stranggiessanlage fuer kupfer und kupferlegierungen

Info

Publication number: DE2737835A1
Application number: DE19772737835
Authority: DE
Inventors: Ulrich Ing Grad Katschinski; Erling Dr Ing Roller
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1977-08-23
Filing date: 1977-08-23
Publication date: 1979-03-08
Also published as: GB2003064A; JPS5445629A; IT7826864A0; FR2400979A1; IT1098174B

Description

PRIED. KRUPP G-ESELLSCHAPT MIT BESCHRÄNKTER HAITUNG

irr Essen

Horizontal-Stranggießanlage für Kupfer und Kupferlegierungen

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Die Erfindung betrifft eine Horizontal-Stranggießanlage für Kupfer und Kupferlegierungen mit einem Gießbehälter, einer mit diesem verbundenen gekühlten Kokille, einer dieser nachgeschalteten Direktkühlstrecke und einer Abzugseinrichtung, wobei die Kokille und der Gießbehälter mittels eines Oszillationsantriebs gemeinsam bezüglich der ortsfesten Umgebung bewegbar angeordnet sind.

Eine Stranggießanlage der oben erwähnten Gattung ist bereits in der DT-OS 2 107 777 beschrieben. Bei der bekannten Stranggießanlage sind der unbeheizte Gießbehälter, die waagerechte, mit einem Kühlmantel versehene Kokille und die dieser unmittelbar nachgeschaltete Direktkühlstrecke als starre Einheit mit einem horizontal beweglichen Gießwagen verbunden und über diesen in Kokillen-Längsrichtung bezüglich des Gußstrangs oszillierend bewegbar. Der Nachteil der bekannten Gießanlage besteht insbesondere darin, daß die Kühlleistung der waagerecht angeordneten Kokille begrenzt ist, so daß bestimmte Gießleistungswerte ohne Auftreten von Schwierigkeiten beim Gießvorgang bzw. ohne Verminderung der Qualität des Gießerzeugnisses nicht überschritten werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Horizontal-Stranggießanlage zu entwickeln, welche unter Vermeidung von Schwierigkeiten beim Gießvorgang bei guter Qualität des Gießerzeugnisses eine beträchtlich höhere Gießleistung zuläßt als die bisher bekannten Horizontal-Stranggießanlagen für Kupfer und Kupferlegierungen.

Die gestellte Aufgabe wird bei einer Stranggießanlage der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß die Kokille einen in Gießrichtung abnehmenden Gieß-

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querschnitt aufweist, daß zwischem dem Gießbehälter und der Kokille eine Prallplatte - welche der von der Kokille ausgehenden Rückkühlung der Schmelze bis in den Gießbehälter entgegenwirkt - vorgesehen ist, und daß die Treib vorrichtung der Abzugs einrichtung eine Abzugsgeschwindigkeit aufweist, welche die Entstehung unerwünschter Erstarrungen in Gießstrang unmittelbar hinter der Prallplatte verhindert.
Bei der neu vorgeschlagenen Stranggießanlage ist die der Kokille unmittelbar nachgeschaltete Direktkühlstrecke vorzugsweise ortsfest angeordnet.

Kokillen, deren Gießquerschnitt in Gießrichtung abnimmt, haben bisher ausschließlich beim Vertikal-Stranggießen Verwendung gefunden. Mit der vorliegenden Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, waagerecht angeordnete Kokillen mit in Gießrichtung abnehmendem Gießquerschnitt zu verwenden, um den Kontakt zwischen der Kokille und dem schrumpfenden Gießstrang langer aufrechtzuerhalten und dadurch die Kühlleistung der Kokille erheb-lieh zu steigern.

Aus der DT-AS 1 583 568 ist bereits die Verwendung einer Prallplatte zwischen einem Schmelzenbehälter und einer horizontalen gekühlten Stranggußkokille für Leichtmetallbarren bekannt. Die Prallplatte, deren unterer Teil eine Zutrittsöffnung für die Schmelze aufweist, soll ausschließlich dazu dienen, dem einströmenden Gießmaterial im Anschluß an das Aufsteigen in Richtung der Strangoberseite eine ganz bestimmte Hußrichtung entgegen der Strangabzugsrichtung aufzuzwingen, so daß ein WMeraufschmelzen der sich im Bereich der oberen Innenwand der Kokille bildenden dünnen peripheren Erstarrungekruste durch stetig nachfließende und aufsteigende Schmelze vermieden wird. Die Prallplatte hat danach also einzig und allein die Aufgabe, eine völlig gleiche periphere Erstarrungskruste sowohl im unteren als auch im oberen Kokillenbereich zu gewährleisten.

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Im Gegensatz dazu hat die mit der Erfindung vorgeschlagene Prallplatte im Zusammenhang mit dem in Gießrichtung abnehmenden Gießquerschnitt und einer darauf abgestimmten Abzugsgeschwindigkeit ausschließlich die Aufgabe, die von der Kokille verursachte Rückkühlung der Schmelze bis in den Bereich des Gießbehälters zu verhindern oder in wesentlichem Umfang zu vermindern. Eine unerwünschte Temperaturabsenkung der im Gießbehälter befindlichen Schmelze kann - wie anhand von Versuchen festgestellt wurde - durch Verwendung der Prallplatte mit Sicherheit verhindert werden, so daß eine zusätzliche Energiezufuhr während des Gießvorgangs - insbesondere durch Beheizung des Gießbehälters überflüssig wird.

Die Verwendung der Prallplatte im Zusammenhang mit der Verwendung der Kokille mit in Gießrichtung abnehmendem Gießquerschnitt und einer ausreichend hoch bemessenen Abzugsgeschwindigkeit ist also weder hinsichtlich der der Prallplatte zugrunde liegenden Aufgabe noch hinsichtlich ihrer Wirkung durch den oben erwähnten Stand der Technik auch nur nahegelegt.

Bei geeigneter Abstimmung von Abzugsgeschwindigkeit und Querschnitts verlauf der Kokille kann die gesamte Hache des Gießquerschnitts, d.h. die gesamte Kokillenlänge zur Wärmeabfuhr herangezogen werden, so daß die sonst übliche Bildung eines Schrumpfspaltes im Bereich der Strangoberseite weitgehend vermieden wird.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Treibvorrichtung eine Abzugsgeschwindigkeit aufweist, der eine Mindest-Gießleistung von 1,3 t/h je 100 mm Außen-

durchmesser bei Gießsträngen mit Rund- oder Hohlquerschnitt bzw. je 250 mm Breite bei Gießsträngen mit einer Dicke bis zu 20 mm entspricht.

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Die neu vorgeschlagene Stranggießanlage weist damit eine Mindest-Gießleistung auf, welche - bezogen auf mittlere Gießleistungsangaben für bekannte Horizontal-Stranggießanlagen - einen um etwa 100 fo höheren Wert aufweist.

Vorzugsweise ist die übzugsgeschwindigkeit so gewählt, daß die Mindest-Gießleistung für die genannten Bezugsquerschnitte 2,0 t/h beträgt.

In Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes weist die Prallplatte einen Zulauf auf, dessen Fläche etwa 10 ^ der Größe des Gießquerschnitts der Kokille ausmacht.

Bei Kokillen mit Rund- oder Hohlquerschnitt, also bei Kokillen mit in Längsrichtung konisch ausgebildetem Gießquerschnitt, ist der Zulauf zweckmäßig im unteren Teil der Kokille angeordnet.

Der Zulauf der einer Kokille mit rechteckförmigem Gießquerschnitt vorgeschalteten Prallplatte ist vorzugsweise im Bereich der Schmalseiten des Gießquerschnitts angeordnet.

Um bei Gießbeginn die Bildung von Hohlräumen oder Unebenheiten durch Lufteinschlüsse zu verhindern, weist die Prallplatte in ihrem oben liegenden Endabschnitt zumindest eine Entlüftungsöffnung auf.

Bei einer bevorzugten Ausführung des Erfindungsgegen-Standes ist der Gießbehälter bezüglich der stillstehenden Kokille verfahrbar.

Zum Angießen muß ein Kaltstrang in den Bereich der vorderen Kokillenhälfte eingefahren werden. In Abhängigkeit von der Neigung des Gießquerschnitts - üblicherweise ungefähr 1 bis 3 i» - ist zwischen dem Kaltstrang und der Kokille ein Ringspalt vorhanden, welcher?vor Gießbeginn mit einem geeigneten Dichtmittel, beispielsweise Asbest, abgedichtet werden muß. Die Abdichtung

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wird im vorliegenden Pall dadurch ermöglicht, daß die Kokille mit dem abgedichteten Kaltstrang ortsfest gehalten und ein beweglicher Gießtopf mit ihr verbunden wird. Der Gießbehälter ist dazu in seinem Anschlußbereich zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß er selbstzentrierend an der Kokille zur Anlage gebracht und anschließend mit dieser verbunden werden kann.

Weitere wesentliche Merkmale des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.

Es zeigen:

Pig. 1 einen Teilschnitt der Horizontal-

Stranggießanlage ohne Abzugseinrichtung, und

Pig. 2 in verkleinertem Maßstab eine An-

5 sieht der Horizontal-Stranggießan-

lage.

Das Gießaggregat der Horizontal-Stranggießanlage (vgl. Pig. 1) besteht aus einer vom (nicht dargestellten) Gießofen unabhängigen^waagerecht angeordneten Durchlaufkokille 1, einem dieser vorgeschalteten unbeheizten Gießbehälter 2 - dem die zu verarbeitende Schmelze durch ein Vertikalrohr 3 zugeführt wird - und einer der Kokille unmittelbar nachgeschalteten Direktkühlstrecke 4, welche in an sich bekannter Weise ausgebildet sein kann.

Die Direktkühlstrecke sitzt auf einem Ständer 5 auf und ist über diesen ortsfest mit einem Gestell 6 verbunden.

Auf der Oberseite des Gestells 6 sind Konsolen 7 befestigt, v/eiche Gleitstangen 8 tragen und gleichzeitig die Endanschläge für die entlang den Gleitstangen 8 verfahrbaren Teile 1 und 2 bilden. Diese stützen sich

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über Führungsgehäuse 9 bzw. 10 auf den Gleitstangen 8 ab.

Am Gestell 6 ist ein Oszillationsantrieb 11 befestigt, welcher über ein schwenkbar am Führungsgehäuse 10 angeordnetes Gelenkteil 12 die im Betriebszustand fest miteinander verbundenen Teile 1 und 2 in eine horizontale Oszillationsbewegung versetzt.

Das mit dem Gießbehälter 2 starr verbundene Führungsgehäuse 9 ist zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß der Gießbehälter bei stillstehender Kokille 1 bezüglich dieser verfahren werden kann. Der Gießbehälter ist zu diesem Zweck auf der der Kokille 1 zugewandten Seite mit einem Zentrieranschluß 13 versehen, der im Betriebszustand auf ein mit der Kokille verbundenes Anschlußteil aufgeschoben wird.

Die Kokille 1 ist von einem Kühlmantel 15 umschlossen, welcher zwei voneinander getrennte Kühlstromkreise 16 und 17 aufweist.

Im Bereich zwischen dem Gießbehälter 2 und der Kokille 1, d.h. im Anschlußteil 14 der Kokille, ist eine Prallplatte 18 angeordnet, die im unteren Teil eine Zulauföffnung mit einer Fläche aufweist, die etwa 10 # des Gießquerschnitts am Kokilleneintritt ausmacht. Der oben liegende Endabschnitt der vorzugsweise aus Graphit bestehenden Prallplatte weist eine Lüftungsbohrung 20 auf.

Die Kokille 1 weist einen in Gießrichtung abnehmenden Gießquerschnitt auf; die Neigung der Kokillenwand beträgt vorzugsweise zwischen 1 und 3 #.

Der Gießbehälter ist vorzugsweise auf der der Kokille 1 gegenüberliegenden Seite mit einem Entleerstutzen 21 versehen, der im Normalfall mittels eines Verschlußstopfens verschlossen ist. Dem Entleerstutzen ist eine Rinne 23 zugeordnet, über welche der Gießbehälter 2 in Notfällen

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entleert werden kann. Der Gießstrang 24 gelangt nach Verlassen der Direktkühlstrecke 4 in den Bereich einer Abzugseinrichtung 25, die in an sich bekannter Weise ausgebildet sein kann.

Die Abzugseinrichtung besteht im wesentlichen aus einer ortsfesten Grundplatte 26 mit darauf angeordnetem Antriebsgehäuse 27 sowie einer Treibvorrichtung 28 mit einem oberen und unteren Treibgehäuse 29 bzw. 30 (Pig.2).

Die Treibgehäuse 29 und 30 sind jeweils mit endlosen Bändern oder Ketten 29' bzw. 30' ausgestattet, welche dem Gießstrang die der Gießgeschwindigkeit entsprechende Abzugsgeschwindigkeit erteilen.

Der mit der Verwendung von Bändern oder Ketten verbundene Vorteil besteht darin, daß die auf den Gießstrang einwirkende ZLächenkraft klein ist; die dargestellte Ausführungsform ist daher insbesondere für dünnwandige Gießstränge geeignet, bei denen die Gefahr unerwünschter Verformungen größer ist als bei dickwandigen Gießsträngen bzw. Gießsträngen mit Vollquerschnitt.

Das Treibgehäuse kann jedoch anstelle der Bänder oder Ketten auch Treibrollenpaare aufweisen, die beidseitig am Gießstrang anliegen.

Das unterhalb des Gießstrangs 24 befindliche Treibgehäuse 30 stützt sich über Gewindespindeln 31 höhenverstellbar auf der Grundplatte 26 der Abzugs einrichtung 25 ab.

Das obere Treibgehäuse 29 ist nach Art einer Wippe in einem Drehpunkt 32 gehalten, welcher seinerseits Bestandteil eines Tragarms 33 ist. Dieser ist über einen Schwenkpunkt 34 bezüglich des Antriebsgehäuses 27 bewegbar in diesem gehalten.

Die Treibvorrichtung 25 ist hinsichtlich der Abzugsgeschwindigkeit in der Weise ausgelegt, daß der Gießstrang 24 mit einer Mindest-Gießgeschwindigkeit aus der Kokille 1 und der Direktkühl strecke 4 abgezogen wird, welche die Entstehung unerwünschter (Primär-)Erstarrungen im Gießstrang unmittelbar hinter der Prallplatte 18 909810/0055

(vgl. dazu Pig. 1) verhindert. Die Abzugsgeschwindigkeit ist vorteilhaft so bemessen, daß sich je 100 nun Außendurchmesser bei Gießsträngen mit Rund- oder Hohlquerschnitt bzw. je 250 mm Breite bei Gießsträngen mit einer Dicke bis zu 20 mm eine Mindest-Gießleistung der Stranggießanlage von 1,3 t/h ergibt. Vorzugsweise ist die Abzugsgeschwindigkeit der Treibvorrichtung 28 so bemessen, daß die Mindest-Gießleistung bei den genannten Bezugsquerschnitten des Gießstrangs 24 2,0 t/h beträgt.

Der Oszillationsantrieb 11 ist vorteilhaft so ausgebildet, daß die Länge des durch ihn bewirkten Hubes zwischen 0 und 5 mm und die Hubzahl pro Minute zwischen 0 und 500 einstellbar ist.

Der Gießbehälter 2 ist zweckmäßig - entsprechend der Anzahl der gleichzeitig zu vergießenden Gießstränge 24 - in voneinander unabhängige Teilgefäße aufgeteilt, so daß in Verbindung mit den Teilbehältern zugeordneten Abzugseinrichtungen gleichzeitig mehrere Gießstränge unabhängig voneinander hergestellt werden können.

Der Erfindungsgegenstand weist den Vorteil auf, daß durch Verwendung einer gekühlten Kokille mit in Gießrichtung abnehmendem Gießquerschnitt, durch Vorschaltung einer Prallplatte zur Verhinderung der von der Kokille ausgehenden Rückkühlung der Schmelze und durch die Wahl einer bestimmten Mindest-Abzugsgeschwindigkeit bei einwandfreier Qualität des Gießerzeugnisses bisher nicht erreichte Gießleistungen ermöglicht werden.

Die Verwendung einer Gießkokille mit in Gießrichtung abnehmendem Gießquerschnitt hat im Zusammenhang mit einer ausreichend hochgewählten Gieß- und Abzugsgeschwindigkeit den Vorteil, daß der schrumpfende Gießstrang auf der gesamten Länge der Kokille eine ausreichende Kühlung erhält, wodurch Schwierigkeiten beim Gießvorgang (beispielsweise das Wiederaufschmelzen der anfangs dünnen peripheren Erstarrungskruste des Gießstrangs) weitestgehend verhindert werden90981 0/0056

Claims

Patenteinsprüche:

1. Horizontal-Stranggießanlage für Kupfer und Kupferlegierungen mit einem Gießbehälter, einer mit diesem verbundenen gekühlten Kokille, einer dieser nachgeschalteten Direktkühlstrecke und einer Abzugseinrichtung, wobei die Kokille und der Gießbehälter mittels eines Oszillationsantriebs gemeinsam bezüglich der ortsfesten Umgebung bewegbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokille (1) einen in Gießrichtung abnehmenden Gießquerschnitt aufweist, daß zwischem dem Gießbehälter (2) und der Kokille eine Prallplatte (18) - welche der von der Kokille ausgehenden Rückkühlung der Schmelze bis in den Gießbehälter entgegenwirkt - vorgesehen ist, und daß die Treibvorrichtung (28) der Abzugs einrichtung (25) eine Abzugsgeschwindigkeit aufweist, welche die Entstehung unerwünschter Erstarrungen im Gießstrang (24) unmittelbar hinter der Prallplatte verhindert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibvorrichtung (28) eine Abzugsgeschwindigkeit aufweist, der eine Mindest-Gießleistung von 1,3 t/h je 100 mm Außendurchmesser bei Gießsträngen mit Rund- oder Hohlquerschnitt bzw. je 250 mm Breite bei Gießsträngen mit einer Dicke bis zu 20 mm entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mindest-Gießleistung 2,0 t/h beträgt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (18) einen Zulauf (19) aufweist, dessen Släche etwa 10 $> der Größe des Gießquerschnitts der Kokille (1) ausmacht.

EV 59/77 - 1 -

ORIGINAL INSPECTED

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf (19) der einer Kokille (1) mit rechteckförmigem Gießquerschnitt vorgeschalteten Prallplatte (18) im Bereich der Schmalseiten des Gießquerschnitts angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (18) in ihrem oben liegenden Endabschnitt zumindest eine Entlüftungsöffnung (20) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießbehälter (2) bezüglich der stillstehenden Kokille (1) verfahrbar ist.

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