DE3207777A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von rohren aus reaktiven metallen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur herstellung von rohren aus reaktiven metallenInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Rohren aus reaktiven Metallen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Rohren aus reaktiven Metallen, bei welchem eine Schmelze
aus einem Tiegel durch einen Ringspalt abgezogen wird und fortlaufend erstarrt, sowie eine Vorrichtung zur
5. Durchführung des Verfahrens.
Es ist bekannt, Rohre dadurch herzustellen, daß aus einem
Ringspalt in der Bodenwand eines Tiegels Schmelze fortlaufend abgezogen wird (DE-AS 23 21 064, DE-OS 19 23 471).
Bei diesen Verfahren wird die Innenwand des Ringspaltes durch einen hohlen Kühldorn gebildet, der ein Kühlmittel
enthält. Der Kühldorn kann porös sein, so daß das Kühlmittel aus seiner Wand austritt und zwischen Kühldorn und
Rohr entweicht. In diesem Fall liegt das Rohr nicht unmittelbar an dem Kühldorn an. Die Schmelze erstarrt im
Bereich des Kühldornes - also im Bereich des das Rohr formenden Ringspaltes. Die Erstarrungsfront ist im Querschnitt
der Rohrwand stark zur Wandmitte nach unten hin durchgebogen, was Gefügelockerungen im Zentrum der Rohrwand
zur Folge hat. Da die Rohrwand an ihren Außen- und Innenflächen bereits im Bereich des Kühldornes zu erstarren
beginnt, muß im Ringspalt eine Schmierung vorgesehen werden. Aus diesem Grunde ist das bekannte Rohrherstellungsverfahren
für stark reaktive Metalle, die im Vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre verarbeitet werden müssen,
nicht geeignet, weil das Schmiermittel verdampft. Die nach den bekannten Verfahren hergestellten Rohre neigen
wegen des geringen Temperaturgradienten in Bewegungsrichtung des Rohres zur Bildung von Fadenlunkern
im Zentrum des Gußstranges. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das Material im Stranginnern zuletzt
erstarrt und die Nachspeisung weiterer Schmelze in diese durch die Erstarrungsschrumpfung hervorgerufenen Hohlräume
nicht vollständig erfolgt.
Ferner sind Elektroschlacke-Umschmelzverfahren bekannt
(US-PS 3 683 997, US-PS 3 721 286), das für Legierungen einsetzbar ist, die in gewissen Mengen reaktive Metalle
enthalten. Bei diesen bekannten Verfahren wird die Schmelze unter Verwendung eines Kühldornes aus einem nach unten
offenen Tiegel kontinuierlich abgezogen. Die Schmelze beginnt hierbei zwischen dem unteren Bereich der Tiegelwand
und dem Kühldorn zu erstarren. Auch hier bildet sich eine Erstarrungsfront, die sich von der Außenseite und der
Innenseite des Rohrmantels zum Wandinnern hin fortsetzt, so daß die Gefahr von Fadenlunkern besteht.
Schließlich ist es bei Kristallzuchtverfahren bekannt, aus
einem Tiegel eine Schmelze kontinuierlich abzuziehen und nachfolgend durch Kühlung zur Erstarrung zu bringen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen,
um reaktive Metalle im Vakuum ohne Verwendung eines Schmiermittels zu Rohren zu verarbeiten, die über den
Wandquerschnitt ein dichtes Gefüge haben und höchsten mechanischen Spannungen und Temperaturen standhalten.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß die Schmelze den Ringspalt im Vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre im flüssigen Zustand passiert und
erst hinter dem Ringspalt berührungsfrei zu erstarren beginnt.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, daß kein gekühlter Formdorn benutzt wird, so daß die Schmelze nach Art eines Kristallzuchtverfahrens
aus dem Tiegel austritt. Im Bereich der Formung der Rohrwand erfolgt keine Berührung mit anderen Teilen und auch
keine gezielte Kühlung. Die Kühlung setzt erst im Abstand von dem Austritt der Schmelze aus dem Ringspalt schlagartig
ein, jedoch erfolgt sie berührungslos ausschließlich durch Kälteabstrahlung von den Kühlmitteln. Durch die schnel-Ie
Erstarrung entsteht ein fehlerarmes Kristallgefüge, das eine große Haltbarkeit, Belastbarkeit und Temperaturbeständigkeit
gewährleistet. Die Abkühlung erfolgt gleichmäßig über den gesamten Wandquerschnitt, so daß Fadenlunker
vermieden werden und eine hohe Materialdichte in der Rohrwand entsteht. Die Schmelze erstarrt mit einem
hohen und senkrecht verlaufenden Temperaturgradienten. Durch die erstarrungsbedingte Schrumpfung löst die Schmelze
sich von der Auslauflippe des Ringspaltes ab.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Rohre sind extrem seigerungsarm und von äußerst geringer Mikroporosität. Im Rohrmaterial entsteht eine gerichtete
Kornstruktur. Bei Innenrohrbelastung steht der maximale Spannungsvektor senkrecht auf den Korngrenzen. Die ungünstige
Korn-Winkellage von 45°, die bei hohen Temperatüren ein Abgleiten von Korngrenzen verursacht, wird
weitgehend vermieden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich generell
Rohrmaterialien aus Gußwerkstoffen, aber auch aus Knetlegierungen,
in einem einzigen Verfahrensschritt zu maßhaltigen Rohren verarbeiten. Das Verfahren eignet sich
insbesonder für Nickel- und Kobalt-Gußlegierungen, die zu Industrieturbinen- oder Flugturbinenschaufeln verarbeitet
werden. Diese Legierungen sind für hohe mechanische Spannungen und Temperaturen unter oxidierenden
korrosiven Bedingungen vorgesehen. Sie können auch für Wärmetauscher benutzt werden. Die geringe Dichte von Korngrenzen
im Gefüge der Rohre bzw. die Möglichkeit, bei entsprechender Durchführung des Verfahrens Korngrenzen völlig zu eliminieren (Herstellung
einkristalliner Rohre), erlaubt es, daß in den Legierungen der Gehalt an komgrenzenverstärkenden Elementen, wie z.B. Kohlenstoff ,abgesenkt
werden kann. Hierdurch besteht die Möglichkeit, die Resistenz des Grundmaterials gegen Korrosion in heißen Gasatmosphären günstig zu
verändern.
Das Verfahren ermöglicht es, die Schmelze aus dem Tiegel entweder nach oben oder nach unten abzuziehen. Im Falle des Abziehens nach
oben wird zweckmäßigerweise ein Impfrohr benutzt.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit nach unten erfolgendem Abzug der Schmelze aus dem Tiegel weist
in einer öffnung in der Bodenwand des Tiegels einen Auslaufstopfen
auf, der mit dieser öffnung den Ringspalt bildet, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die den Ringspalt
bildenden Wände des Tiegels und des AuslaufStopfens ungekühlt sind. Die Schmelze formt sich beim Austritt
aus dem Ringspalt in freiem Verlauf ohne Abstützung. Die Kühlung erfolgt erst anschließend durch berührungsfreie
Kühlmittel.
Bei einer Vorrichtung mit einem Tiegel, dessen Bodenwand für den Durchgang der Schmelze geschlossen ist, ist gemäß
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß der Tiegel einen in die Schmelze eintauchenden
Einsatzkörper enthält, der einen sich mit der Schmelze füllenden, nach oben offenen Ringraum aufweist. Aus dem
Ringraum wird die Schmelze in freiem Verlauf nach oben abgezogen, wobei nach Art eines Kristallzuchtverfahrens
das Rohr entsteht. Die Erstarrungsfront des Rohres verläuft dabei rechtwinklig zur Rohrwand.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht mindestens eine der Wände des
• Ringspaltes aus einem Material, das mit dem Material der Schmelze schlecht benetzbar ist und die Wände des Ringspaltes
laufen zu dessem Austrittsende hin auseinander. Dies erleichtert das Ablösen der Schmelze von dem Ringspalt
und die abstützungsfreie Rohrformung.
Alternativ können die Wände des Ringspaltes auch aus einem Material bestehen, das mit dem Material der Schmelze gut
benetzbar ist, wobei der Ringspalt an seinem Auslaufende im wesentlichen zylindrisch gestaltet ist. Hierbei entsteht
ein Rohr, dessen Wandstärke größer ist als die
Breite des Ringspaltes.
Zur Kühlung des erstarrten Rohres ist zweckmäßigerweise
im Innern des Rohres im Abstand von dessen Wand eine Kühlvorrichtung angeordnet, die gegen die den Ringspalt
bildenden Wandteile thermisch isoliert ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Kühlvorrichtung, die beim
Auslaufen der Schmelze aus dem Ringspalt erfolgende Rohrbildung beeinflußt. Beim Abziehen der Schmelze nach unten
sollte zwischen dem Auslaufstopfen und einer das erstarrte
Rohr berührungslos kühlenden'Kühlvorrichtung eine thermische Isolierung angeordnet sein. Beim Abziehen des
Rohres nach oben. weist der Einsatzkörper einen längslaufenden Kanal für den Durchgang einer sich in das erstarrte
Rohr erstreckende Kühlleitung auf, wobei zwischen der Kühlleitung und der Wand des Einsatzkörpers eine
thermische Isolierung angeordnet ist.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Vorrichtung,
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung, bei der die
Schmelze nach oben abgezogen wird, und
Fig. 3 eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung, wobei die Schmelze ebenfalls nach oben abgezogen
wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 weist der Tiegel in seiner Bodenwand eine ringförmige öffnung 11 auf, die
zusammen mit einem höhenverstellbaren Auslaufstopfen 12
den Ringspalt 13 für das Austreten der Schmelze bildet. Der Auslaufstopfen 12 ist in der öffnung 11 koaxial angeordnet.
Er ist hohl ausgebildet und besteht ebenso wie der Tiegel 10 aus einem hochtemperaturbeständigen Material,
z.B. aus reinem Sinterkorund. Dieses Material ist von dem Material der in dem Tiegel 10 befindlichen Schmelze
14 schlecht benetzbar, so daß sich an den Berührungsstellen der Schmelze 14 mit dem Tiegel 10 und dem aus
demselben Material wie der Tiegel 10 bestehenden Auslaufstutzen 12 tiefliegende Ränder 15 bilden.
Der Tiegel 10 ist oben mit einer Deckelplatte 16 abgeschlossen.
Die Deckelplatte 16 weist eine Mittelöffnung für den Durchtritt des höhenverstellbaren AuslaufStopfens
12 und eine weitere Öffnung 17, die an eine Materialzugabeeinrichtung
18 angeschlossen ist, auf.
Der Tiegel 10 ist in einem Halter 19 aus gut wärmeleitenden Material angebracht. Dieser Halter trägt oberhalb
der Deckelplatte 16 eine Dämmplatte 20, durch die die mit dem Auslaufstopfen 12 verbundene Verstellstange sowie
die Materialzugabevorrichtung 18 hindurchgehen. Eine weitere
Wärmedämmplatte 22 isoliert den Tiegel 10 und den Halter 19 nach unten hin.
Die Beheizung des Tiegels 10 erfolgt durch eine Heizvorrichtung 23, die den Halter 19 und den Tiegel 10 seitlich
umschließt, derart daß die gesamte Schmelze gleichmäßig auf einer nur geringfügig über ihrer Erstarrungstemperatur
liegenden Temperatur gehalten wird.
Das den Ringspalt 13 innen begrenzende untere Ende 24 des
AuslaufStopfens 12 verjüngt sich nach unten hin konisch.
Zwischen dem unteren Ende des AuslaufStopfens 12 und einer
im Innern des erstarrten Rohres 25 angeordneten Kühlvorrichtung 26 befindet sich ein wärmeisolierender Körper 27,
der verhindert, daß die Kühlung sich auf den Ringspalt auswirkt. Die Kühlvorrichtung 26 besteht aus zwei koaxialen
Rohren 28,29. Die Stirnwand 30 des äußeren Rohres 28 befindet sich mit Abstand unterhalb des Ringspaltes 13.
Das innere Rohr 29 dient der Zufuhr von Kühlflüssigkeit. Es ist kürzer als das äußere Rohr 28, so daß die aus dem
inneren Rohr 29 austretende Kühlflüssigkeit unter der
Stirnwand 30 umgelenkt wird und zwischen dem inneren Rohr 29 und dem äußeren Rohr 28 zurückströmt. Der Außendurchmesser
der Kühlvorrichtung 26 ist kleiner als der Innendurchmesser des erstarrten Rohres 25, so daß die Kühlung
berührungslos ausschließlich durch Strahlung erfolgt.
Um das erstarrte Rohr 25 herum ist die äußere Kühlvorrichtung 31 angeordnet, die ebenfalls von einem Kühlmittel
durchflossen wird, und deren Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des erstarrten Rohres 25, so daß
die Außenkühlung des Rohres 25 ebenfalls ausschließlich durch Strahlung erfolgt.
Die gesamte beschriebene Vorrichtung ist in einem vakuumdichten Behälter 3 2 angeordnet, so daß die Rohrherstellung
unter Vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre erfolgen kann.
In der Schmelze 14 bildet sich Unmittelbar anschließend an den Ringspalt 13 der Solidus-Liquidus-Bereich 33, der
nach unten hin durch die planare Erstarrungsfront 3 4 begrenzt
ist. An die Erstarrungsfront 34 schließt sich der
Schrumpfungsabschnitt 35 an, der etwa bis zu den oberen Enden der Kühlvorrichtungen 26 und 31 reicht. Wenn das
Rohr in den Bereich zwischen den Kühlvorrichtungen 26 und 31 gelangt, hat es bereits seine endgültige Form angenommen.
Der Tiegel 10 ist flach, d.h. von geringer Bauhöhe, so daß die Temperatur der Schmelze 14 so eingestellt werden kann,
daß der Solidus-Liquidus-Bereich 33 sich aufgrund des massigen
Metallostatischen Druckes unmittelbar an den Ringspalt 13 anschließt. Durch Höhenverstellung des Auslaufstopfens 12
kann die Weite des Ringspaltes 13 verändert werden.
Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 3 sind diejenigen Teile, die im wesentlichen die gleiche Funktion
haben wie die entsprechenden Teile des Ausführungsbeispiels von Fig. 1, mit denselben Bezugszeichen versehen,
obwohl sie im einzelnen abweichend gestaltet sein können.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist der Tiegel 10
für die Schmelze 14 nach unten hin undurchlässig. In seiner Bodenwand weist er allerdings eine öffnung für den
abgedichteten Durchtritt einer Kühlleitung 3 7 auf. Diese Kühlleitung 3 7 führt in vertikaler Richtung mittig durch
den Tiegel 10 hindurch zu der Kühlvorrichtung 38, die sich im Inneren des erstarrten Rohres 25 erstreckt. Koaxial
um die Kühlleitung 37 herum ist ein zweiteiliger hoher Einsatzkörper 39 angeordnet, in dessem Innenraum sich ein wärmeisolierendes
Material 4 0 befindet, das die Wand des Einsatzkörpers von der Kühlleitung 37 thermisch isoliert.
Der Einsatzkörper 39 weist einen Ringkanal 41 mit einer nach außen führenden radialen öffnung 42 auf. Diese Öffnung
4 2 befindet sich im unteren Bereich des Tiegels 10,
so daß durch sie hindurch Schmelze 14 in den Ringkanal 41
fließt und diesen ausfüllt. Der Ringkanal 41 wird durch die innere Wand 43 und die äußere Wand 44 des Einsatzkörpers
39 begrenzt. In dem Bereich des Ringspaltes 13, also am oberen Ende des Einsatzkörpers 39, verjüngt sich
die Außenseite der inneren Wand 43 nach oben, während sich die Innenseite der äußeren Wand 44 nach oben konisch
erweitert. Das Material des Einsatzkörpers ist, ebenso wie das Material des Tiegels 10, mit der Schmelze 14 schlecht
benetzbar. Demzufolge ist die Schmelze im Ringspalt 13
zunächst tiefergelegen als der Badspiegel im übrigen Tiegelvolumen.
Zu Beginn des Rohrziehprozesses wird;ein (nicht dargestelltes) metallisches Impfrohr von oben her
in den Ringspalt 13 eingeführt, bis es mit der Schmelze in Berührung kommt. Das Impfrohr wird nun langsam hochgezogen und zieht unter Rohrwachstum die Schmelze nach
oben nach. Zwischem dem oberen Ende der inneren Wand 4 3 des Einsatzkörpers 39 und der inneren Kühlvorrichtung 38
befindet sich ein wärmeisolierendes Rohr 45, dasdiejenige
Stelle, an der sich der Solidus-Liquidus-Bereich 34 ausbildet, gegen das Kühlrohr 3 7 abschirmt. Zusätzlich
ist bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 noch eine weitere wärmedämmende Platte 20' über der Platte 20 angeordnet,
um Wärmeabstrahlung aus dem Tiegel 10 in den Bereich
der äußeren Kühlvorrichtung 31 zu vermeiden. Die Kühlvorrichtungen 38 und 31 befinden sich in vertikalem
Abstand von dem Ringspalt 13 und zwischen dem Ringspalt und den Kühlvorrichtungen 38 und 31 bildet sich die horizontale
Erstarrungsfront 34 des Rohres aus, ohne daß eine gezielte externe Kühlung erfolgen würde. In dem Erstarrungsbereich erfolgt keine äußere oder innere Abstützung des
herzustellenden Rohres.
Das Ausführungsbeispiel von Fig. 3 gleicht weitgehend demjenigen der Fig. 2, so daß im folgenden nur die Unterschiede
erläutert werden. Gemäß Fig. 3 besteht mindestens eine der beiden Wände 43 bzw. 44 des Einsatzkörpers 39
aus einem Material, das von der Schmelze 14 gut benetzt wird, z.B. aus Tantalkarbid (TaC). Durch den kapillarartigen Ringkanal 41 steigt die Schmelze bis zum Ringspalt
13 hoch. Dort wird sie wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel mit einem Impfrohr in Kontakt gebracht,
um den Rohr-Zieh-Prozess einzuleiten.
Gemäß Fig. 3 sind das innere Rohr 43 und das äußere Rohr des Einsatzkörpers 39 bis zu ihren oberen Enden im wesentlichen
zylindrisch, so daß der kapillare Fingkanal 41 bis zu dem an seinem oberen Ende befindlichen Ringspalt 13 zylindrisehen
Verlauf hat. Der Ringspalt 13 befindet sich oberhalb des Niveaus, das die Schmelze 14 in dem Tiegel 10 einnimmt.
Das wärmeisolierende Rohr 40, das die Kühlleitung 37 umgibt, erstreckt sich im vorliegenden Fall bis über
das obere Ende des inneren Rohres 43 hinaus bis zur inneren Kühlvorrichtung 38, so daß es die Zone, in der der
Solidus-Liquidus-Bereich 43 sich ausbildet, von innen her gegen Kühlung abschirmt.
Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und 3 ist ebenso wie gemäß Fig. 1 die Vorrichtung in einem vakuumdichten
Behälter 32 angeordnet. Hierin können die Vorrichtungen im Hochvakuum (d.h. bei einem Druck in der Größenordnung
von 10 mbar) oder unter hochreinem Edelgas verarbeitet werden. Es können auch Gasgemische benutzt
werden, die mit den Legierungen der Schmelze ver-0 trag!ich sind.
4S-
Nachfolgend werden Beispiele für Material von Gußlegierungen angegeben, die mit den Vorrichtungen verarbeitet
werden können:
1. Nickel-Gußlegierungen, enthaltend vornehmlich
bis 6 Gew.-% Aluminium und bis 6 Gew.-% Titan zur wesentlichen Ni3 (Ti,Al)
.Ausscheidungshärtung und eventuell enthaltend bis 20 Gew.-% Kobalt,
7 bis 25 Gew.-% Chrom, bis 0,2 Gew.-% Kohlenstoff,
sowie bis jeweils 12 Gew.-% Mo,Ta,W zur Mischkristallhärtung
·
2. Kobalt-Gußlegierungen, enthaltend vornehmlich
bis 10 Gew.-% Mo,Ta,W und
bis 1 Gew.-% Kohlenstoff zur wesentlichen Sonderkarbidbildung und -ausscheidung,
20 - 30 Gew.-% Chrom.
•A-
Leerseite
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung von Rohren aus reaktiven
Metallen, bei welchem eine Schmelze aus einem Tiegel durch einen Ringspalt abgezogen wird und fortlaufend
erstarrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze den Ringspalt im Vakuum oder in einer
Schutzgasatmosphäre im flüssigen Zustand passiert und erst hinter dem Ringspalt berührungsfrei zu erstarren beginnt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze aus dem Tiegel nach unten abgezogen
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze aus dem Tiegel durch ein Impfrohr
nach oben abgezogen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Rohr berührungsfrei gekühlt wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
2, mit einem Tiegel, der in seiner Bodenwand eine öffnung aufweist und einem von oben in die Öffnung
hineinragenden, mit der öffnung den Ringspalt bildenden Auslaufstopfen, dadurch gekennzeichnet, daß
die den Ringspalt (13) bildenden Wände des Tiegels
(10) und des Auslaufstopfens (12) ungekühlt sind.
- u
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, mit einem Tiegel, dessen Bodenwand für
den Durchgang der Schmelze geschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiegel (10) einen in die
Schmelze (14) eintauchenden Einsatzkörper (39) enthält, der einen sich mit der Schmelze füllenden,
nach oben offenen Ringkanal (41) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Wände des Ringspaltes
(13) aus einem Material besteht, das mit dem Material der Schmelze (14) schlecht benetzbar ist,
und daß die Wände des Ringspaltes (13) zu dessem Auslaufende hin auseinanderlaufen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des Ringspaltes (13) aus
einem Material bestehen, das mit dem Material der Schmelze (14) gut benetzbar ist,und daß der Ringspalt
(13) an seinem Auslaufende im wesentlichen zylindrisch gestaltet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Innern des erstarrten
Rohres (25) im Abstand von dessen Wand angeordnete Kühlvorrichtung (26;38) gegen die den Ringspalt (13)
bildenden Wandteile thermisch isoliert ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Auslaufstopfen (12) und einer das
erstarrte Rohr (25) berührungslos kühlenden Kühlvorrichtung (26) eine thermische Isolierung (27) angeordnet
ist.
- Vh . 3-
11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzkörper (3 9) einen längslaufenden
Kanal (41) für den Durchgang einer sich in das erstarrte Rohr (25) erstreckenden Kühlleitung (3 7) aufweist
und daß sich zwischen der Kühlleitung (3 7) und der Wand (43) des Einsatzkörpers (39) eine thermische
Isolierung (40) befindet.
Priority Applications (2)
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US06/470,780 US4531569A (en) | 1982-03-04 | 1983-02-28 | Process and apparatus for producing tubes of reactive metals |
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---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2557820B1 (fr) * | 1984-01-10 | 1987-05-07 | Pont A Mousson | Dispositif d'alimentation en metal liquide pour installation de coulee continue verticale d'un tube metallique, notamment en fonte |
JPS61135452A (ja) * | 1984-12-06 | 1986-06-23 | Nippon Light Metal Co Ltd | 中空ビレットの連続鋳造装置 |
FR2573683B1 (fr) * | 1984-11-26 | 1987-01-02 | Pont A Mousson | Installation d'alimentation en metal liquide avec controle de temperature du metal liquide pour la coulee continue d'un tuyau en fonte |
FR2741555B1 (fr) * | 1995-11-23 | 1997-12-26 | Usinor Sacilor | Busette pour l'introduction d'un metal liquide dans une lingotiere de coulee continue de produits metalliques, et installation de coulee continue de produits metalliques equipees d'une telle busette |
JP4248085B2 (ja) * | 1999-06-17 | 2009-04-02 | 古河スカイ株式会社 | 中空ビレット鋳造用中子および前記中子を用いた中空ビレットのホットトップ式連続鋳造方法 |
US7345844B2 (en) * | 2002-07-23 | 2008-03-18 | Seagate Technology Llc | Servo track writer with helium bearing |
CN110340316A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-18 | 张家港高合特种合金材料有限公司 | 一种易偏析合金管的制备方法及装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1226749B (de) * | 1958-04-28 | 1966-10-13 | Th Calow & Co | Verfahren zum Herstellen von strangfoermigen Rohren aus fluessigem Werkstoff, vorzugsweise Stahl, und Einrichtung zur Ausuebung des Verfahrens |
DE2321064B2 (de) * | 1973-04-26 | 1977-10-27 | Mannesmann AG, 4000 Dusseldorf | Hohldorn zum stranggiessen metallischer rohre |
DE3008781A1 (de) * | 1980-03-07 | 1981-09-17 | Herbert Dipl.-Ing. 5870 Hemer Woithe | Stranggiesskokille und stranggiessverfahren |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1399620A (fr) * | 1964-03-24 | 1965-05-21 | Procédé de fabrication de tubes ou profilés creux | |
US3398780A (en) * | 1965-07-01 | 1968-08-27 | Phelps Dodge Copper Prod | Continuous casting of tubes |
US3724529A (en) * | 1968-10-18 | 1973-04-03 | Combustible Nucleaire | Plant for continuous vacuum casting of metals or other materials |
US3721286A (en) * | 1971-03-29 | 1973-03-20 | B Paton | Method of obtaining metal hollow ingots by the elastroslag remelting |
-
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- 1982-03-04 DE DE3207777A patent/DE3207777C2/de not_active Expired
-
1983
- 1983-02-28 US US06/470,780 patent/US4531569A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1226749B (de) * | 1958-04-28 | 1966-10-13 | Th Calow & Co | Verfahren zum Herstellen von strangfoermigen Rohren aus fluessigem Werkstoff, vorzugsweise Stahl, und Einrichtung zur Ausuebung des Verfahrens |
DE2321064B2 (de) * | 1973-04-26 | 1977-10-27 | Mannesmann AG, 4000 Dusseldorf | Hohldorn zum stranggiessen metallischer rohre |
DE3008781A1 (de) * | 1980-03-07 | 1981-09-17 | Herbert Dipl.-Ing. 5870 Hemer Woithe | Stranggiesskokille und stranggiessverfahren |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2613262A1 (fr) * | 1985-10-22 | 1988-10-07 | Vertic Oy | Combinaison d'ajutages de coulee pour couler des produits du genre de barres et tubulaires verticalement vers le haut |
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