DE3006618C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stranggießkokille für einen halbfesten thixotropen Legierungsbrei nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Stranggießkokille ist bekannt (DE-OS 27 07 774). Bei dieser bekannten Stranggießkokille befindet sich die Rühreinrichtung in einer gekühlten Mischkammer, aus der der abgekühlte Legierungsbrei in die eigentliche Kokille austritt, deren Wand die Außenform des gegossenen Stranges bestimmt und in deren Bereich die eigentliche Kühleinrichtung angeordnet ist. Diese bekannte Stranggießkokille hat mehrere Nachteile. Zunächst kann die Weiterleitung des Legierungsbreis aus der Mischkammer in die eigentliche Kokille zu Oxid-Entrainment führen, was besonders bei reaktionsfähigen Legierungen, wie Aluminiumlegierungen, die leicht oxidieren, unerwünscht ist. Weiterhin ergibt sich in der Verfestigungszone ein unerwünschtes Dendritenwachstum.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die bekannte Stranggießkokille in der Weise weiterzubilden, daß das Gußstück über den gesamten Querschnitt bis sogar zur Außenfläche ein zurückentwickeltes dendritisches Gefüge aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Die geringe Wärmeleitfähigkeit im oberen Teil der erfindungsgemäßen Stranggießkokille verzögert die Verfestigung der Schmelze so lange, bis sich die Schmelze innerhalb des wirksamen Magnetfeldes der elektromagnetischen Rühreinrichtung befindet, so daß vor dem Eintritt der Schmelze in das Feld die Schmelze mit Sicherheit nicht so weit abkühlen kann, daß irgendeine Verfestigung stattfindet, folglich ist ein Dendritenwachstum vor Eintritt in das elektromagnetische Rührfeld ausgeschlossen. Anschließend wird die Schmelze durch die Kühleinrichtung abgekühlt und kann sich verfestigen, jedoch durchgehend unter dem Einfluß des elektromagnetischen Rührfeldes, so daß beginnendes Dendritenwachstum durch das elektromagnetische Rührfeld unterbrochen wird, und da die elektromagnetische Rühreinrichtung erfindungsgemäß die gesamte Verfestigungszone umfaßt, kann also an keiner Stelle Dendritenwachstum stattfinden. Spezielle Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und 3.

Die Erfindung soll anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden; es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Teil-Schnitt durch eine Stranggießkokille nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend Fig. 1 während eines Gießvorganges;

Fig. 3 einen Teil-Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1; und

Fig. 4 eine Bodenansicht einer speziellen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stranggießkokille.

Fig. 1 und 2 zeigen eine Stranggießkokille 10 für kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Rheoguß von thixotropen Metallbreien. Die eigentliche Kokille oder Form 11 kann aus einem beliebigen, nicht magnetischen Material, wie rostfreiem Stahl, Kupfer, Kupferlegierung oder ähnlichem, bestehen.

In Fig. 3 ist zu sehen, daß die Formwand zylindrisch ist. Die Stranggießkokille 10 gemäß der Erfindung eignet sich besonders für die Herstellung zylindrischer Rohlinge unter Verwendung eines konventionellen zweipoligen, mehrphasigen Induktionsmotorstators für das Rühren. Sie ist jedoch nicht auf die Bildung von Rohlingen mit zylindrischem Querschnitt beschränkt, da man ein sich quer oder in Umfangsrichtung bewegendes Magnetfeld auch bei einer nicht zylindrischen Form 11 wie in Fig. 4 erzeugen kann. In der Ausgestaltung nach Fig. 4 hat die Form 11 einen rechteckigen Querschnitt, der von einem mehrphasigen rechteckigen Induktionsmotorstator 12 umgeben ist. Das Magnetfeld bewegt sich oder rotiert um die Form 11 in einer zur Längsachse des in Herstellung befindlichen Gußstücks normalen Richtung. Hier bezieht sich die bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung auf die Verwendung einer zylindrischen Form 11.

Der Bodenblock 13 der Form 11 ist so angeordnet, daß er von der Form 11 weggezogen werden kann, wenn das Gußstück eine sich verfestigende Schale bildet. Der bewegliche Bodenblock 13 ist ein standardmäßiger Direktschalenguß-Bodenblock. Er besteht aus Metall und ist für eine Bewegung zwischen der in Fig. 1 gezeigten Position, in der er sich innerhalb der Begrenzung des Hohlraums 14 der Form befindet, und einer in Fig. 2 gezeigten, von der Form 11 abgezogenen Position ausgelegt. Diese Bewegung wird durch Abstützung des Bodenblocks 13 auf einem geeigneten Wagen 15 bewirkt. Führungsschrauben 16 und 17 oder hydraulische Vorrichtungen werden zum Anheben und Absenken des Bodenblocks 13 bei einer gewünschten Gießgeschwindigkeit in Übereinstimmung mit der bestehenden Praxis benutzt. Der Bodenblock 13 ist so angeordnet, daß er sich axial entlang der Formachse 18 bewegt. Er weist einen Hohlraum 19 auf, in den die Schmelze anfänglich gegossen wird und der auf das entstehende Gußstück beim Abziehen aus der Form 11 einen stabilisierenden Einfluß ausübt.

Eine Kühlleitung 20 ist rund um den Umfang der Formwand 21 angeordnet. Die spezielle gezeigte Leitung weist eine erste Einlaßkammer 22 und eine zweite, mit der ersten Einlaßkammer durch einen engen Schlitz 24 verbundene Kammer 23 auf. Ein Austrittsschlitz 25 wird von dem Zwischenraum zwischen der Kühlleitung 20 und der Form 11 bestimmt. Ein einheitlicher Wasservorhang strömt über die Außenfläche 26 der Form 11. Eine geeignete Ventilanordnung 27 ist für die Regelung der Fließgeschwindigkeit des austretenden Wassers oder eines anderen Kühlmittels vorgesehen, um so die Verfestigungsgeschwindigkeit des Breis S zu regulieren. In der Vorrichtung 10 befindet sich eine von Hand betätigte Ventileinrichtung 27, welche jedoch auf Wunsch auch ein elektrisch betätigtes Ventil sein könnte.

Die in die Form 11 gegossene Schmelze wird unter kontrollierten Bedingungen mittels des auf die Außenfläche 26 der Form 11 von der umgebenden Kühlleitung 20 aufgesprühten Wassers abgekühlt. Durch Regelung des Wasserflusses auf die Außenfläche 26 wird die Geschwindigkeit des Wärmeentzugs aus der Schmelze innerhalb der Form 11 geregelt.

Um eine Vorrichtung zum Rühren der Schmelze innerhalb der Form 11 zur Erzeugung des gewünschten thixotropen Breis zu schaffen, wird ein zweipoliger, mehrphasiger Induktionsmotorstator 28 rund um die Form 11 angeordnet. Der Stator 28 besteht aus Eisenblechen 29, um die die gewünschten Wicklungen 30 in der üblichen Weise angeordnet sind, um einen Drehstrom-Induktionsmotorstator zu schaffen. Der Motorstator 28 ist in einem Motorgehäuse M montiert. Die Kühlleitung 20 und der Motorstator 28 sind konzentrisch um die Formachse 18 der Form 11 und des darin geformten Gußstücks 31 angeordnet.

Ein teilweise abschließender Deckel 32 wird benutzt, um ein Überlaufen der Schmelze und des Breis aufgrund des vom Magnetfeld des Motorstators 28 bedingten Rührvorgangs zu vermeiden. Der Deckel 32 besteht aus einer Metallplatte, die oberhalb der Kühlleitung 20 angeordnet und von ihr durch eine geeignete keramische Auskleidung 33 getrennt ist. In dem Deckel 32 befindet sich eine Öffnung 34, durch die die Schmelze in den Hohlraum 14 der Form einfließt. Mit der Öffnung 34 im Deckel verbunden ist ein Trichter 35 zum Lenken der Schmelze in die Öffnung 34. Zum Schutz des Trichters 35 und der Öffnung 34 wird eine keramische Auskleidung 36 vorgesehen. Während des Rotierens des thixotropen Metallbreis S innerhalb der Form 11 versucht das Metall, veranlaßt durch Zentrifugalkräfte, die Formwand 21 aufwärts zu wandern. Der Deckel 32 mit seiner keramischen Auskleidung 33 verhindert, daß Metallbrei S an der Formwand 21 nach oben wandert oder aus dem Hohlraum der Form 11 überläuft und die Vorrichtung 10 beschädigt. Der Trichter 35 des Deckels 32 dient auch als ein Reservoir für Schmelze, damit die Form 11 gefüllt bleibt, um das Bilden eines U-förmigen Hohlraums am Ende des Gußstücks aufgrund der Zentrifugalkräfte zu vermeiden.

Direkt über dem Trichter 35 befindet sich ein Auslauf 37, durch den die Schmelze aus einem geeigneten Ofen 38 fließt. Zur Regulierung des Einfließens der Schmelze in die Form 11 wird entsprechend der üblichen Praxis ein koaxial angeordnetes, dem Auslauf zugeordnetes Ventilglied 39 vorgesehen.

Der Ofen 38 kann ein Ofen jeder herkömmlichen Konstruktion sein. Es ist nicht wesentlich, daß sich der Ofen direkt über der Form 11 befindet. Entsprechend dem herkömmlichen Direktschalengußverfahren kann sich der Ofen seitlich davon verschoben befinden und mit der Form 11 durch eine Reihe von Gieß- oder Abstichrinnen verbunden sein.

In Fig. 3 wird noch ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Rührverfahrens mit einem rotierenden Magnetfeld deutlich. Entsprechend der Dreifingerregel von Fleming erstreckt sich bei einem gegebenen Strom J in einer zur Ebene der Zeichnung normalen Richtung der magnetische Flußvektor B radial nach innen in die Form 11, und der magnetische Rührkraftvektor F erstreckt sich im allgemeinen tangential zur Formwand 21. Dadurch wird im Formhohlraum die Schmelze in der Pfeilrichtung R zum Rotieren gebracht, wodurch das gewünschte Abscheren zur Erzeugung des thixotropen Breis S bewirkt wird. Der Kraftvektor F ist auch tangential zur Richtung des Wärmeentzugs und ist normal zur Richtung des Wachstums der Dendriten. Dies bewirkt ein maximales Abscheren der Dendriten bei ihrem Entstehen.

Erfindungsgemäß erstreckt sich das vom Stator 28 erzeugte Rührkraftfeld über die gesamte Verfestigungszone der Schmelze und des thixotropen Metallbreis S. Sonst würde das Gefüge des Gußstücks Bereiche innerhalb des Feldes des Stators 28 mit einem Rheogußgefüge und Bereiche außerhalb des Statorfeldes aufweisen, die dazu neigen, kein Rheogußgefüge zu haben. In der Ausgestaltung nach Fig. 1 und 2 umfaßt die Verfestigungszone vorzugsweise den Stichherd aus Schmelze und Brei S innerhalb der Form 11, der von der Oberfläche 40 bis zur Verfestigungsfront reicht, die das verfestigte Gußstück 31 von dem Brei S trennt. Die Verfestigungszone erstreckt sich mindestens von dem Bereich der allerersten Verfestigungsanfänge und Breibildung im Formhohlraum 14 bis zur Verfestigungsfront.

Unter normalen Verfestigungsbedingungen weist die Peripherie des Gußstücks 31 ein Gefüge mit säulenartiger dendritischer Körnung auf. Solch ein Gefüge ist nicht wünschenswert und schmälert die gesamten Vorteile des Gefüges eines Rheogußstücks, das den größten Teil des Gußstückquerschnitts ausmacht. Um die Stärke dieser äußeren dendritischen Schicht wesentlich zu reduzieren oder zu beseitigen, wird gemäß der Erfindung die Wärmeleitfähigkeit des oberen Bereichs der Form 11 mittels einer partiellen Auskleidung 42 aus einem Isoliermaterial wie Keramik reduziert. Die keramische Formauskleidung 42 erstreckt sich von der keramischen Auskleidung 33 des Deckels 32 so weit nach unten in den Hohlraum 14 der Form, daß das magnetische Rührkraftfeld des zweipoligen Motorstators 28 wenigstens teilweise von der partiellen keramischen Formauskleidung 42 unterbrochen wird. Die keramische Formauskleidung 42 ist ein Mantel, der mit der inneren Gestaltung der Form 11 übereinstimmt und an der Formwand 21 gehalten wird. Die Form 11 weist eine doppelte Struktur auf, und zwar einen oberen Teil mit geringer Wärmeleitfähigkeit, der durch die keramische Auskleidung 42 bestimmt wird, und einen Teil mit hoher Wärmeleitfähigkeit, der durch den ungeschützten Teil der Formwand 21 bestimmt wird.

Die Auskleidung 42 verzögert die Verfestigung, bis sich die Schmelze im Bereich der starken magnetischen Rührkraft befindet. Die geringe, mit der Auskleidung 42 gepaarte Wärmeentzugsgeschwindigkeit verhindert im allgemeinen die Verfestigung in diesem Teil der Form 11. Im allgemeinen tritt die Verfestigung erst gegen das stromabwärts gelegene Ende der Auskleidung 42 oder kurz danach ein. Der sich aus dem erzeugten rotierenden Magnetfeld ergebende Abscherungsvorgang verhindert außerdem die Tendenz zur Bildung einer festen Schale im Bereich der Auskleidung 42. Dieser Bereich 42 oder diese Zone geringer Wärmeleitfähigkeit hilft somit, daß das entstehende Rheo-Gußstück 31 über den gesamten Querschnitt bis sogar zur Außenfläche ein zurückentwickeltes dendritisches Gefüge aufweist.

Unterhalb des von der Auskleidung 42 bestimmten Bereichs der regulierten Wärmeleitfähigkeit befindet sich der normale Typ einer wassergekühlten Formwand 21 aus Metall. Die hohen mit diesem Teil der Form 11 verbundenen Wärmeabgabegeschwindigkeiten fördern die Bildung einer Schale beim Rohling. Wegen der Auskleidung 42 mit einer geringen Wärmeentzugsgeschwindigkeit wird jedoch sogar die periphere Schale des Gußstücks 31 aus zurückentwickelten Dendriten in einer umgebenden Matrix bestehen.

Zur Erzeugung des gewünschten Rheogußgefüges an der Gußstückoberfläche wird vorzugsweise jedes im Anfangsstadium befindliche Wachstum von verfestigten Teilen von der Auskleidung 42 wirksam abgeschert. Dies erfolgt, indem man sicherstellt, daß das mit dem Motorstator 28 verbundene Kraftfeld sich über mindestens den Teil der Auskleidung 42 erstreckt, in dem die Verfestigung zuerst einsetzt.

Die Dendriten, die sich zuerst normal an der Peripherie der Gießform 11 bilden, werden gleich durch den vom rotierenden Magnetfeld des Induktionsmotorstators 28 bedingten Metallfluß abgeschert. Die abgescherten Dendriten werden weiter gerührt und bilden so zurückentwickelte Dendriten, bis sie von der sich verfestigenden Verfestigungszone 41 eingehüllt werden. Es können sich auch zurückentwickelte Dendriten direkt in dem Brei bilden, weil der rotierende Rührvorgang der Schmelze kein bevorzugtes Wachstum der Dendriten zuläßt. Um dies sicherzustellen, erstreckt sich der Stator 28 über die gesamte Länge der Verfestigungszone. Insbesondere sollte sich das mit dem Stator 28 verbundene Rührkraftfeld vorzugsweise über die gesamte Länge und den gesamten Querschnitt der Verfestigungszone mit einer ausreichenden Größe erstrecken, damit die gewünschten Abscherungsgeschwindigkeiten erzielt werden.

Zur Bildung eines Rheo-Gußstücks 31 unter Verwendung der Vorrichtung 10 von Fig. 1 und 2 wird Schmelze in den Hohlraum 14 der Form gefüllt, während der Motorstator 28 von einem geeigneten Dreiphasen-Wechselstrom gewünschter Größe und Frequenz erregt wird. Nach dem Eingießen der Schmelze in den Hohlraum der Form wird diese ständig von dem vom Motorstator 28 erzeugten rotierenden Magnetfeld gerührt. Die Verfestigung setzt bei der Formwand 21 ein. Die höchsten Abscherungsgeschwindigkeiten werden an der stationären Formwand 21 oder an der fortschreitenden Verfestigungsfront erreicht. Durch eine entsprechende Regulierung der Verfestigungsgeschwindigkeit mit jedem beliebigen bekannten Mittel gemäß dem Stand der Technik wird der gewünschte thixotrope Brei S in dem Hohlraum 14 der Form gebildet. Beim Bilden einer sich verfestigenden Schale auf dem Gußstück 31 wird der Bodenblock 13 bei einer gewünschten Gießgeschwindigkeit nach unten weggezogen. Der Induktionsmotorstator 28, der die Rührkraft bereitstellt, die für die Erzeugung des zurückentwickelten dendritischen Gefüges eines Rheo-Gußstücks erforderlich ist, kann auf Wunsch leicht entweder oberhalb oder unterhalb der primären Kühlleitung 20 angeordnet werden. Der Induktionsmotorstator 28 und die Form 11 werden aber entsprechend der Erfindung vorzugsweise unterhalb der Kühlleitung 20 angeordnet.

Es hat sich gezeigt, daß die Wirkungen der Betriebsparameter durch eine Betrachtung zweier dimensionsloser Gruppen, nämlich β und N, voraussagbar sind:

Dabei sind

j²    =
ω= Netzkreisfrequenz σ= elektrische Leitfähigkeit der Schmelze μ₀= magnetische Permeabilität R= Radius der Schmelze B _Rω= magnetische Induktion an der Formwand η₀= Viskosität der Schmelze.

Die erste Gruppe, β, ist ein Maß für die Wirkungen der Feldgeometrie, während die zweite Gruppe, N, als ein Kopplungskoeffizient zwischen den magnetomotorischen Körperkräften und dem damit verbundenen Geschwindigkeitsfeld erscheint. Die berechneten Geschwindigkeits- und Abscherungsfelder für einen einzelnen Wert von β als Funktion des Parameters N sind determinierbar.

Aus diesen Determinierungen hat sich ergeben, daß die Abscherungsgeschwindigkeit stark zur Außenseite der Form hin zunimmt, wo sie ihr Maximum erreicht. Diese maximale Abscherungsgeschwindigkeit nimmt bei Zunehmen von N zu. Es ist gefolgert worden, daß das Abscheren in der Schmelze stattfindet, weil die periphere Grenze oder Formwand starr ist. Deshalb sollten - selbst bei einer vorhandenen, sich verfestigenden Schale - in der Schmelze immer noch Abscherungsspannungen vorhanden sein, und sie sollten an der flüsig-festen Verfestigungsfront am größten sein. Da an der voranschreitenden Verfestigungsfront immer Abscherungsspannungen zu verzeichnen sind, ist es weiterhin möglich, ein Gußstück 31 mit dem entsprechenden zurückentwickelten dendritischen Rheogußgefüge über den vollen Querschnitt zu produzieren.

Die Stranggießkokille 10 nach der Erfindung bietet einige einzigartige Vorteile gegenüber dem Stand der Technik. Beispielsweise ist der Abfall der Magnetfeldstärke aufgrund des Vorhandenseins von sich verfestigendem Metall gering infolge der zur Anwendung kommenden niedrigen Frequenz. Die mit der Vorrichtung 10 der Erfindung verbundene Anlage ist relativ leicht herzustellen, da zweipolige Induktionsmotorstatoren 28 wohlbekannt sind. Die Stranggießkokille 10 hat einen relativ niedrigen Energieverbrauch, und aufgrund des relativ niedrigen Stroms im Vergleich zum Wechselstrom-Induktionsverfahren entsteht nur eine geringe Widerstandserwärmung durch das Rühren der Schmelze. Ein weiterer Vorteil sind die hohen erzielbaren titrimetrischen Fließgeschwindigkeiten. Dies ist besonders wichtig, wenn man das Rheogießverfahren kontinuierlich oder halbkontinuierlich betreiben will. Der Aufbau mit Bereichen hoher und geringer Wärmeleitfähigkeit ergibt Gußstücke mit dem gewünschten Rheogußgefüge im gesamten Gußstück und gewährleistet eine Flexibilität bei der Anordnung der verschiedenen Elemente der Gießanlage.

Unter Verwendung einer Stranggießkokille 10 - ähnlich der in Fig. 1 und 2 gezeigten - wurden Rohlinge der Legierung 6061 mit einem Durchmesser von 64 mm gegossen. Der Bodenblock 13 wurde abgesenkt, und das Gußstück wurde aus der Form 11 bei Geschwindigkeiten von etwa 20-36 cm/min abgezogen. Der Strom des zweipoligen Drehstrom-Induktionsmotorstators 28 wurde zwischen 5 und 35 Ampere variiert. Es zeigte sich, daß bei niedrigem Amperewert ein Gefüge mit einer feinen dendritischen Körnung erzielt wurde, jedoch nicht das charakteristische Gefüge eines im Rheogußverfahren erzielten thixotropen Breis. Bei den oberen Stromwerten, besonders bei und um die 15 Ampere, wurden Gefüge erzielt, die gänzlich nicht dendritisch waren und einem typischen Rheogußgefüge mit im allgemeinen rundlichen, primär festen Partikeln, umgeben von einer festen Matrix anderer Zusammensetzung entsprachen.

Der Deckel 32, der den Hohlraum 14 der Form bis auf die kleine, in der Mitte befindliche Öffnung 34 verschließt, dient nicht nur zur Vermeidung eines Überlaufens von Schmelze, sondern auch zur Vermeidung der Bildung eines U-förmigen Hohlraums am Ende des Rheogußstücks. Durch ausreichendes Einfüllen von Schmelze in die Form, so daß der Trichter 35 wenigstens teilweise gefüllt ist, kann man sicherstellen, daß der Formhohlraum 14 vollständig mit Schmelze und Brei gefüllt ist. Der Deckel 32 gleicht die Zentrifugalkräfte aus und vermeidet die Bildung des U-förmigen Hohlraums bei der Verfestigung. Durch eine vollständige Füllung der Form wird ein Oxyd-Entrainment in dem entstehenden Gußstück beträchtlich verringert.

Während erfindungsgemäß die vom Magnetfeld stammende Rührkraft sich über die gesamte Verfestigungszone erstreckt, ist festzustellen, daß das Abscheren der Dendriten von der Rotation der Schmelze herrührt. Diese Rührbewegung im Metall kann das Abscheren der Dendriten außerhalb des Kraftfeldes bewirken, wenn die sich bewegende Schmelzmasse bis nach außerhalb des Kraftfeldes reicht.

Dendriten versuchen zuerst, von den Seiten oder von der Formwand 21 der Form 11 nach innen zu wachsen. Das sich am Boden der Form verfestigende Metall muß nicht dendritisch sein dank der vergleichsweise geringen Wärmeentzugsgeschwindigkeit, die die Bildung mehr gleichgerichteter Körnungen fördert.

Geeignete Statorströme für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden variieren, je nachdem, welcher Stator benutzt wird. Die Ströme müssen ausreichend hoch sein, um das gewünschte Magnetfeld zur Erzeugung der gewünschten Abscherungsgeschwindigkeiten zu schaffen.

Geeignete Abscherungsgeschwindigkeiten zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens reichen von mindestens etwa 100 sec^-1 bis etwa 1500 sec.^-1. Für Aluminium und Aluminiumlegierungen hat sich eine Abscherungsgeschwindigkeit von ungefähr 700 sec^-1 bis etwa 1100 sec.^-1 als wünschenswert erwiesen.

Die durchschnittlichen Abkühlungsgeschwindigkeiten für den Verfestigungstemperaturbereich der Schmelze in der Form sollten zwischen etwa 0,1°C je Minute und etwa 1000°C je Minute liegen und sollten vorzugsweise zwischen etwa 10°C je Minute bis etwa 500°C je Minute liegen. Für Aluminium und Aluminiumlegierungen hat sich eine durchschnittliche Abkühlungsgeschwindigkeit von etwa 40°C je Minute bis etwa 500°C je Minute als geeignet erwiesen. Die Wirksamkeit des magnetohydrodynamischen Rührens ermöglicht die Verwendung höherer Abkühlungsgeschwindigkeiten als bei den Rührverfahren gemäß dem Stand der Technik. Höhere Abkühlungsgeschwindigkeiten führen zu in hohem Maße erwünschten feineren Körnungen in dem entstehenden Rheogußstück. Weiter ergibt sich für das kontinuierliche Gießen von Rheogußstücken aus der Verwendung höherer Abkühlungsgeschwindigkeiten ein höherer Durchsatz.

Der Parameter |β²| (wobei β durch die Gleichung (I) definiert ist) zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sollte von etwa 1 bis etwa 10 und vorzugsweise von etwa 3 bis etwa 7 reichen.

Der Parameter N (definiert durch die Gleichung (2)) zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sollte von etwa 1 bis etwa 100 und vorzugsweise von etwa 5 bis etwa 200 reichen.

Die Netz-Kreisfrequenz ω für ein Gußstück mit einem Radius von etwa zwischen 25 mm bis zu etwa 25 cm sollte ungefähr zwischen 3 bis etwa 3000 Hz und vorzugsweise zwischen etwa 9 bis etwa 2000 Hz liegen.

Die Magnetfeldstärke, die eine Funktion der Netzfrequenz und des Radius der Schmelze ist, sollte etwa zwischen 0,004 und 0,15 Tesla und vorzugsweise zwischen etwa 0,01 und 0,06 Tesla betragen. Die speziellen benutzten Parameter können von Metallsystem zu Metallsystem variieren, damit man zur Erzeugung des thixotropen Breis die gewünschten Abscherungsgeschwindigkeiten bekommt. Die für andere Legierungssysteme als für Aluminiumlegierungssysteme passenden Parameter können durch Routineversuche entsprechend den Prinzipien der Erfindung ermittelt werden.

Die Verfestigungszone in dem in dieser Anmeldung gebrauchten Sinne bezieht sich auf die Zone der Schmelze oder des Breis in der Form, wo die Verfestigung stattfindet. Magnetohydrodynamisch in dem hier benutzten Sinn bezieht sich auf das Rühren von Schmelze oder Brei unter Verwendung eines sich bewegenden oder rotierenden Magnetfeldes. Die magnetische Rührkraft kann passender noch als magnetomotorische Rührkraft bezeichnet werden, die von dem sich bewegenden oder rotierenden Magnetfeld gemäß der Erfindung bereitgestellt wird.

Die Stranggießkokille nach der Erfindung ist für den vollen Bereich von Werkstoffen, wie sie der Stand der Technik aufzählt, anwendbar - einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, Aluminium und Aluminiumlegierungen, Kupfer und Kupferlegierungen, Stahl und Stahllegierungen.

Claims (3)

1. Stranggießkokille für einen halbfesten thixotropen Legierungsbrei, der zurückentwickelte dendritische, primär feste Partikel in einer umgebenden Matrix aus flüssigem Metall enthält, mit einer elektromagnetischen Rühreinrichtung, sowie einer Kühleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie in ihrem oberen Bereich eine geringe und in ihrem unteren Bereich eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, daß der untere Bereich sich bis zum Ende der Verfestigungszone erstreckt und daß die elektromagnetische Rühreinrichtung (28) die gesamte Verfestigungszone umfaßt.

2. Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr oberer Teil aus einem Isoliermaterial besteht und ihr unterer Teil aus einem nicht magnetischen Metall oder einer nicht magnetischen Legierung besteht.

3. Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihr oberer Teil eine Auskleidung (42) aus Isoliermaterial aufweist.