DE3502532C2 - Vorrichtung zum Stranggießen eines metallischen Hohlstranges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stranggießen eines metallischen Hohlstranges mit einer wassergekühlten, metallischen Kokille, die ein als Aufnahmebehälter für die Metallschmelze ausgebildetes Kernteil mit minde­ stens einem Durchgang aufweist, das aus Graphit oder Kohlenstoffmaterial besteht und dessen äußere Umfangsoberfläche nach unten und innen geneigt ist und sich unter Bildung einer Gußfläche für den Hohlstrang über einen Bereich erstreckt in dem der Erstarrungspunkt des geschmolzenen Metalls angeordnet ist.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, die zum kontinuier­ lichen Stranggießen dünnwandiger, hohler Metallgußblöcke mit einer Wand­ stärke von 10 bis 100 mm geeignet ist, bei der die innere Umfangsober­ fläche des hohlen Gußblocks glatt und dicht hergestellt werden kann.

Bisher ist zum kontinuierlichen Gießen eines hohlen Metallguß­ blocks, beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung, der üblicherweise eine kreisrunde Querschnittsform hat, ein wassergekühlter metallischer Kernteil mit einem Querschnitt der äußeren Umfangsfläche so ausgebildet, daß er im Quer­ schnitt die Form der inneren Umfangsfläche des hohlen me­ tallischen Gußteils bildet, in einer Stellung im inneren Raum einer an den Enden offenen ringförmigen, wassergekühl­ ten metallischen Gußform angeordnet, die den Querschnitt der inneren Umfangsoberfläche hat und so ausgebildet ist, daß sie im Querschnitt die Form der äußeren Umfangsober­ fläche des hohlen Gußblocks hat, so daß ein an den Enden offener, ringförmiger Gußdurchgang gebildet ist zwischen der Gußform und dem Kernteil. Eine bewegbare Mulde oder ein ringförmiger Grundkörper ist zuerst so angeordnet, daß er das untere, offene Ende des Gußdurchgangs verschließt. Danach wird geschmolzenes Metall kontinuierlich in das obere, offene Ende des Gußdurchgangs eingegossen, um die Verfestigung des geschmolzenen Metalls an einer geeigneten Stelle zwischen den oberen und unteren Enden des Gußdurchgangs zu erzielen durch starkes Kühlen der Gußform und des Kernteils. Nachdem die Verfestigung des geschmolzenen Metalls begonnen hat, wird der ringförmige, unterstützende Grundkörper graduell von dem unteren Ende des Gußdurchgangs weg abgesenkt zusammen mit dem Grundkörper, so daß er an der Innenseite und der Außen­ seite des verfestigten hohlen Metalls wassergekühlt wird und den hohlen Gußblock bildet, während das geschmolzene Metall kontinuierlich in das obere Ende des Gußdurchgangs eingeführt wird, um die Menge des Metalls zu kompensieren, das aus dem Gußdurchgang herausgezogen wird. Hierdurch wird der stationäre Zustand des kontinuierlichen Gießvorgangs auf­ rechterhalten. Die Zuführung des geschmolzenen Metalls in den Gußdurchgang für die Anfangscharge und danach für die Ergänzung der Menge des verfestigten Metalls, das aus dem Gußdurchgang herausgezogen wird, wird üblicherweise durch eine Anzahl von Vorrichtungen für die Zuführung des geschmol­ zenen Metalls bewirkt, die im Abstand voneinander in dem ringförmigen Gußdurchgang angeordnet sind. Jeder von ihnen ist mit einer Steuervorrichtung für den Spiegel des ge­ schmolzenen Metalls versehen, der aus einem Schwimmer und Tauchröhren besteht, deren untere Enden sich in die mit einem flachen Boden versehenen Ausnehmungen in dem Schwim­ mer erstrecken, so daß, wenn der Spiegel des geschmolzenen Metalls sich senkt und den Schwimmer nach unten führt, die unteren Enden der Röhren Abstand vom flachen Boden erhal­ ten, das geschmolzene Metall durch die Röhren zugeführt wird, während, wenn der Spiegel sich hebt und die Anlage des flachen Bodens gegen die unteren Enden der Röhren herausgezogen wird. Dies bringt Unebenheiten in der inneren Umfangsoberfläche mit sich und macht es unmöglich, eine glatte innere Oberfläche zu erhalten. Da eine große Menge Metall entfernt werden muß durch einen Verzunderungsvorgang, um die Defekte im inneren umfangsteil des hohlen Gußblocks zu entfernen, wird die Ausbeute bei dessen Herstellung stark verringert. Daher bringen die Defekte in dem inneren Umfangs­ teil des hohlen Gußblocks schwere Probleme bei der Herstel­ lung von hohlen Gußblocks durch einen kontinuierlichen Gieß­ vorgang mit sich.

Da weiterhin jede der Zuführungsvorrichtungen für das ge­ schmolzene Metall Niveausteuervorrichtungen aufweist, die direkt im Gußdurchgang angeordnet sind und einen wesentli­ chen Raum beanspruchen, ist die Wandstärke des hohlen Guß­ blocks auf etwa 80 mm als geringste Wandstärke begrenzt. Dies macht es schwierig, hohle Gußblöcke herzustellen, die eine geringere Wandstärke aufweisen. Weiterhin kann bei einer Vorrichtung mit einem Kernteil, dessen äußere Um­ fangsoberfläche nach unten und innen kegelförmig ausgebil­ det ist, ein Zwischenraum gebildet werden zwischen der ke­ gelförmigen äußeren Umfangsfläche des Kernteils und der erstarrten Schale, die durch die starke Kühlung des in­ neren Umfangsteil des erstarrten Metalls gebildet ist, wenn dieses nach unten herausgezogen wird aus dem Gußdurch­ gang, wodurch die Gefahr hervorgerufen wird, ein Leck für das geschmolzene Metall durch diesen Abstand zu erhalten, so daß es unmöglich wird, den Gußvorgang fortzusetzen.

Um die vorbeschriebenen Schwierigkeiten zu vermeiden, sind Anstrengungen gemacht worden, um das Kernteil einstückig als Ganzes aus Graphit herzustellen und es so zu ermöglichen, daß der hohle Gußblock durch Unterdrückung des Kühleffekts an der inneren Umfangsfläche gegossen wird. Das Graphit hat eine grobe Wärmekapazität und eine hohe thermische Leitfähigkeit wie auch überlegene Schmiereigenschaften. Auch wenn jedoch das Kernteil aus Graphit hergestellt ist, kann die Bildung der festen Schale im inneren Umfangsteil des geschmolzenen Metalls und die Gefahr eines Lecks des geschmolzenen Metalls durch den Abstand, der zwischen der kegelförmigen äußeren Umfangsfläche des Kernteils und der festen Schale, wie dies vorstehend beschrieben worden ist, wenn das verfestigte Me­ tall herausgezogen wird aus dem Gußdurchgang, nicht vermie­ den werden, da die Wärmekapazität des Graphits, das das Kernteil bildet, größer ist, wodurch ein hoher anfänglicher Kühleffekt durch das Kernteil entsteht. Auch wenn weiterhin das Leck des geschmolzenen Metalls durch den vorbeschriebenen Abstand vermieden werden kann, wenn das erstarrte Metall herausgezogen wird aus dem Gußdurchgang, bleibt der große Kühleffekt des Kernteils, der aus Graphit hergestellt ist für eine sehr lange Zeit. Hierdurch entsteht ein großer Wärmeabführungseffekt für das geschmolzene Metall und die Unebenheit der inneren Umfangsoberfläche, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, kann nicht verhindert werden, so daß die Ausbeute beim Gießen erheblich verschlechtert wird und der erwünschte kontinuierliche Gießvorgang verhindert wird. Um die vorbeschriebenen Schwierigkeiten zu vermeiden, ist jedoch sowohl das Vorerhitzen des Kernteils wie auch das Vorsehen von Heizmitteln im Kernteil praktisch schwierig.

Um auch dünnwandige hohle Gußteile herstellen zu können, ist vorgeschlagen worden, das Kernteil im getauchten Zustand im geschmolzenen Metall zu halten, um damit ein Metallschmelzbad an der Oberseite des Kernteils zu bilden und den Gußkasten für die Zuführung des geschmolzenen Metalls in dem vorbeschriebenen Metall­ schmelzbad anzuordnen. Mit einer derartigen Anordnung wird je­ doch die Erstarrung des geschmolzenen Metalls an der Ober­ fläche des Kernteils, insbesondere an der oberen Oberfläche des Kernteils, beschleunigt infolge des großen Kühleffekts des Kernteils, da die Zuführungsrate des geschmolzenen Me­ talls ziemlich klein ist infolge der hohlen Ausbildung des Gußblocks, der kontinuierlich gegossen werden soll. Diese Tendenz wird größer, wenn die Wandstärke des hohlen Guß­ blocks dünner und der Durchmesser des Gußblocks größer ge­ macht wird. Als Ergebnis dessen kann der so gegossene hohle Gußblock nicht herausgezogen werden aus dem Gußdurch­ gang oder das Kernteil wird forciert herausgezogen zusam­ men mit dem auf ihm steckenden Gußblock, wodurch es unmög­ lich gemacht wird, den Gußvorgang fortzusetzen. Weiterhin tendiert die Temperatur des geschmolzenen Metalls dazu, nicht gleichmäßig abzunehmen. Hieraus resultiert die Bil­ dung von Schwimmkristallen im Gußblock, so daß die Struktur der fertigen Oberfläche des Gußblocks, nachdem ein Abzieh­ vorgang darauf angewendet worden ist, nicht gleichmäßig ist und eine fleckige oder streifige endgültige Oberfläche des Produkts entsteht.

Um die vorbeschriebenen Schwierigkeiten zu vermeiden, die durch die thermischen Eigenschaften der Ausbildung des Kernteils aus Graphit auftreten, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, ist vorgeschlagen worden, die Gußfläche (casting face), auf der die Verfestigung des geschmolzenen Metalls bewirkt wird, aus wärmeisolierendem Material herzustellen. Ein solches wärmeisolierendes Material hat jedoch schlech­ tere Gleiteigenschaften im Vergleich zu Graphit und macht es daher schwierig, eine besonders gute innere Umfangsober­ fläche des Gußblocks herzustellen. Da weiterhin die mecha­ nische Festigkeit des wärmeisolierenden Materials gering ist, neigt es dazu, während des Gießvorganges zu brechen. Insbesondere bricht es leicht, wenn das Kühlwasser dagegen schlägt.

Aus der US-PS 3,342,252 ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines hohlen Metallgußblocks bekannt die einen Graphitkern aufweist, deren Oberbereich als Aufnahmebehälter für das geschmolzene Metall dient und deren sich daran anschließender unterer Bereich konisch ausgebildet ist. Der Graphitkern ist dabei mit Mitteln zur Kühlung und/oder Schmie­ rung versehen. In dieser Vorrichtung erstarrt die Metallschmelze bei einer niedrigen Absenkgeschwindigkeit infolge der Kühlung des unteren Bereichs des Graphitkerns bereits am oberen Ende dieses unteren Be­ isreichs wodurch das erstarrte Metall den Graphitkern festhaftend um­ klammert. Dadurch kann dieser Bereich brechen oder die Oberfläche des Kerns kann beschädigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue und nützliche Vor­ richtung für das kontinuierliche Gießen eines dünnwandigen, hohlen metallischen Gußblocks hoher Qualität zu schaffen, der keine Defekte, insbesondere der inneren Umfangsober­ fläche des Gußblocks aufweist, der einen großen Durchmes­ ser und einen Querschnitt hat, der ringförmige, rechtwink­ lig oder eine relativ einfache Schleifenform aufweist und der mit einer bekannten Vorrichtung für das kontinuierli­ che Gießen eines hohlen Metallblocks schwierig herzustel­ len war, wobei die vorbeschriebenen Schwierigkeiten bei be­ kannten Vorrichtungen sicher vermieden werden.

Dies wird bei einer Vorrichtung zum Stranggießen eines metallischen Hohlstranges mit einer wassergekühlten, metallischen Kokille, die ein als Aufnahmebehälter für die Metallschmelze ausgebildetes Kernteil mit mindestens einem Durchgang aufweist, das aus Graphit oder Kohlenstoff­ material besteht und dessen äußere Umfangsoberfläche nach unten und innen geneigt ist und sich unter Bildung einer Gußfläche für den Hohl­ strang über einen Bereich erstreckt in dem der Erstarrungspunkt des geschmolzenen Metalls angeordnet ist erfindungsgemäß, dadurch erreicht, daß das Kernteil ein wärmeisolierendes Teil aufweist, dessen Unterseite mit einem dünnwandigen hohlen oder mit wärmeisolierendem Material gefüllten Gußformteil verbunden ist, und daß das wärmeisolierende Teil einen äußeren Umfangskantenteil aufweist, der sich nach außen weiter erstreckt, als die äußere Umfangskante des Gußformteils.

Mit einer Vorrichtung, die erfindungsgemäß in der vorbeschrie­ benen Weise aufgebaut ist, beginnt die Verfestigung des ge­ schmolzenen Metalls, das in den Gußdurchgang eingefüllt wird, zunächst an der äußeren Oberfläche desselben und schreitet nach innen bis zur inneren Oberfläche des geschmolzenen Me­ talls fort und vermeidet dabei zuverlässig die Bildung einer verfestigten Schale in der inneren Umfangsoberfläche und das Auftreten von Ausschwitzungen wie auch von kalten Einschlüs­ sen. Hierdurch wird eine innere Oberfläche hoher Qualität des so gegossenen Gußblocks erhalten, da der wärmeisolie­ rende Teil die Wirkung hat, die Kühl- und Verfestigungsrate an dem inneren Umfangsteil des geschmolzenen Metalls zu ver­ ringern, während der äußere Umfangsteil schnell gekühlt und verfestigt wird durch die Wirkung der wassergekühlten Form.

Das Gußteil kann hergestellt werden in Form eines dünnwandi­ gen, hohlen Teils, der sich längs der Richtung erstreckt, in der das verfestigte Material herausgezogen wird oder alter­ nativ kann es hergestellt werden in Form einer dünnwandigen
Tasse, deren obere offene Endkante an dem wärmeiso­ lierenden Teil befestigt ist. Darüber hinaus kann ein wärmeisolierendes Material in den Innenraum des dünnwandigen, hohlen Teils oder der dünnwandigen Tasse gefüllt werden, um die Kühlrate des Gußteils zu verbessern.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die äußere Umfangskante des wärmeisolierenden Teils nach unten und innen abgeschrägt oder kann nach unten und innen abgerundet sein, um nicht bei der Verfestigung des geschmolzenen Metalls in dem Gußdurchgang in Berührung zu kommen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann ein anderes wärmeisolierendes Teil, das aus wärmeisolierendem Material hergestellt ist, vorgesehen werden auf mindestens dem oberen Teil der inneren Umfangsoberfläche der wassergekühlten Form, wobei die innere Umfangskante des anderen wärmeisolierenden Teils sich nach innen in den Gußdurchgang über die innere Umfangsoberfläche der Form erstreckt. Weiterhin kann ein anderes Gußformteil aus Graphit oder Kohlenstoff­ material auf der inneren Um­ fangsoberfläche des anderen wärmeisolierenden Teils vorgesehen sein und die innere Umfangsfläche des anderen Gußformteils kann abgeschrägt sein nach unten und außen und die Gußfläche der Form bilden.

Mit dieser Anordnung kann der Anfangspunkt der Verfestigung genügend weit unterhalb des Niveaus des geschmolzenen Metalls im Gußdurchgang angeordnet werden, um den Raum zu bilden für die Anordnung des Schwimmers der Niveausteuervorichtung, die an der oberen Seite des wärmeisolierenden Teils erhalten wird.

Schließlich kann eine weitere wassergekühlte Metallform vorgesehen werden, die an dem wärmeisolierenden Teil befestigt ist, wobei das Kernteil um die weitere wassergekühlte Metallform herum angeordnet ist mit einem weiteren wärmeisolierenden Teil, das zwischen diesen angeordnet ist.

Mit der Anordnung nach der Erfindung kann die innere Umfangsober­ fläche des verfestigten und heraus gezogenen Materials aus dem Gußdurchgang relativ schnell gekühlt werden durch Kühlwasser, das aus einer anderen wassergekühlten Form abgelassen wird. Hierdurch wird die Bildung eines hohlen Gußblocks beschleu­ nigt, während die direkte Kälteübertragung von der Gußform bewirkt, daß die Zuführung des geschmolzenen Metalls durch die Röhren unterbrochen wird, so daß der Spiegel konstant ge­ halten wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung können den in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsfor­ men der Vorrichtung nach der Erfindung entnommen werden.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung für das kon­ tinuierliche Gießen eines hohlen Metallguß­ blocks mit einem kreisförmigen Querschnitt;

Fig. 1a einen Teilschnitt der Art und Weise, in der das wärmeisolierende Material in den Zwischenraum eines zylindrischen Gußformteils eingefüllt wird;

Fig. 1b einen Teilschnitt ähnlich dem der Fig. 1a, bei dem das wärmeisolierende Material in den Raum eines tassenförmigen Gußformteils eingefüllt wird;

Fig. 1c einen Teilschnitt, der die abgeschrägte Kante des wärmeisolierenden Teils, auf dem das Guß­ formteil an seiner Unterseite befestigt ist, darstellt, wobei die abgeschrägte Kante sich wenig über die äußere Umfangskante des Gußform­ teils hinaus erstreckt;

Fig. 2 einen Schnitt ähnlich dem der Fig. 1 einer an­ deren Ausführungsform der Erfindung, bei der ein anderes wärmeisolierendes Teil am oberen Teil der inneren Umfangsoberfläche der wasser­ gekühlten Form angeordnet ist zur Herabsetzung des Punktes, an dem die Erstarrung nahe der in­ neren Oberfläche der Form beginnt;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausfüh­ rungsform der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung, bei der ein wärmeisolierender Puffer am oberen Teil der inneren Umfangsoberfläche der wasser­ gekühlten Form befestigt ist anstelle des in Fig. 2 dargestellten anderen wärmeisolierenden Teils;

Fig. 4 einen Schnitt ähnlich dem der Fig. 2, bei dem ein anderes Gußformteil am unteren Teil des in Fig. 2 dargestellten anderen wärmeisolierenden Teils angeordnet ist;

Fig. 5 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der eine andere wassergekühlte Form vorgesehen ist, die auf der Unterseite des wärmeisolierenden Teils befestigt ist, wobei das Gußformteil um die an­ dere wassergekühlte Form angeordnet ist und ein anderes wärmeisolierendes Teil dazwischen ange­ ordnet ist.

Fig. 1 zeigt die Vorrichtung für das kontinuierliche Gießen des zylindrischen hohlen Metallgußblocks 18, beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung, der erfindungsgemäß aufgebaut ist. Der Block 18 kann im Querschnitt rechteckige Form oder eine relativ einfache, von der Kreisform abweichende Schlei­ fenform haben.

Die Vorrichtung umfaßt eine ringförmige, an den Kanten of­ fene wassergekühlte Gußform 1 und ein Kernteil 10, das zen­ tral im inneren Raum der Form 1 angeordnet und von einem unterstützenden Teil 8 abgestützt ist, das an der Form 1 befestigt ist, so daß ein ringförmiger Raum, der den Guß­ durchgang für den Gußblock 18 bildet, zwischen der Form 1 und dem Kernteil 10 gebildet wird. Wie an späterer Stelle im Detail beschrieben, sinkt das geschmolzene Metall, das dem oberen Ende des Gußdurchgangs zugeführt wird, stufen­ weise zum unteren Ende des Gußdurchgangs ab und die Er­ starrung des geschmolzenen Metalls beginnt an einem Punkt zwischen dem oberen und dem unteren Ende des Gußdurchgangs. Ein vertikal bewegbarer unterstützender Grundkörper oder ein Lagerstuhl 20 mit einem Querschnitt, der dem des un­ teren Endes des Gußdurchgangs entspricht, ist nahe dem unteren Ende des Gußdurchgangs angeordnet. In bekannter Weise ist der Grundkörper 20 so angeordnet in seiner an­ gehobenen Stellung zu Beginn des kontinuierlichen Gußvor­ gangs, daß er das untere Ende des Gußdurchgangs schließt und so das dem Gußdurchgang zugeführte geschmolzene Metall abstützt und verhindert, daß ein Leckverlust des dem Guß­ durchgang zugeführten geschmolzenen Metalls zwischen dem unteren Ende des Gußdurchgangs und dem Grundkörper 20 auf­ tritt und er wird in der angehobenen Stellung gehalten, bis der untere Teil des geschmolzenen Metalls 17, das dem Guß­ durchgang zugeführt wird, erstarrt. Nachdem der untere Teil des geschmolzenen Metalls 17 erstarrt ist, wird der Grund­ körper 20 stufenweise abgesenkt, so daß er das erstarrte Me­ tall vom unteren Ende des Gußdurchgangs zusammen mit dem Grundkörper 20 herauszieht, während das geschmolzene Metall 17 dem oberen Ende des Gußdurchgangs zugeführt wird, um die Metallmenge zu ersetzen, die nach unten aus dem Gußdurchgang herausgezogen worden ist, wobei die obere Oberfläche A des erstarrten Metalls in einem bestimmten Niveau im stationä­ ren Zustand in dem Ringraum zwischen der Form 1 und dem Kernteil 2 gehalten wird, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, durch geeignete Bedingungen, die durch die vorliegende Erfindung der Vorrichtung gegeben werden, wie dies nachste­ hend beschrieben ist.

Gemäß dem charakteristischen Merkmal der Erfindung umfaßt das Kernteil 10 ein wärmeisolierendes Teil 3, das den Hauptteil des Kernteils 10 bildet und das von der Form 1 über das Stützglied 8 abgestützt ist, und ein Gußformteil 2, in dessen äußere Umfangsfläche eine Gußfläche 2a eingeformt ist und die fest mit der Unterseite des wärmeisolierenden Teils 3 verbunden ist. Das Gußformteil 2 ist aus Graphit oder einem Kohlenstoff enthaltenden Material hergestellt und die Guß­ fläche 2a ist nach unten und innen abgeschrägt und erstreckt sich um ein geeignetes Maß nach unten, so daß der Punkt 9, an dem die Erstarrung des geschmolzenen Metalls auf der Seite des Kernteils 10 beginnt, an einem geeigneten Punkt zwischen der oberen Kante und der unteren Kante der Guß­ fläche 2a angeordnet ist, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Das Gußformteil 2, das in Fig. 1 dargestellt ist, hat einen dünnwandigen, zylindrischen Teil mit der Gußfläche 2a auf seiner äußeren Umfangsfläche und einen sich nach innen erstreckenden Flansch, der an das obere Ende des zylindri­ schen Teils angeformt ist, um das Gußformteil 2 an der Un­ terseite des wärmeisolierenden Teils 3 zu befestigen. Das Gußformteil kann jedoch als hohles, zylindrisches Teil 2′ geformt sein, das keinen Flansch aufweist, wie dies in Fig. 1a gezeigt ist.

Alternativ kann das Gußformteil 2 oder 2′ mit wärmeisolie­ rendem Material 7 versehen sein, das in den Innenraum des Gußformteils eingefüllt ist, wie dies in Fig. 1a dargestellt ist, oder das Gußformteil kann als tassenförmiges Teil 2′′ ausgebildet sein, dessen obere Kante fest an der Unterseite des wärmeisolierenden Teils 3 befestigt ist, wie dies in Fig. 1b dargestellt ist, und das wärmeisolierende Material 7 kann in den Innenraum des tassenförmigen Teils 2′′ einge­ füllt sein.

Das Wärmeisolationsteil 3 ist vorzugsweise aus einem wärme­ isolierenden Material, wie MARILITE (Warenzeichen), herge­ stellt und verkauft durch ASAHI SEKIMEN KABUSHIKIKAISHA, MARINITE (Warenzeichen), hergestellt und verkauft durch JOHN MANVILLE KABUSHIKIKAISHA, und MASSROCK (Warenzeichen), hergestellt und verkauft bei TOSHIBA MOFLUX KABUSHIKIKAISHA oder dgl. Das wärmeisolierende Teil 3 weist einen einstückig auf ihm angeordneten Aufnahmebehälter 5 für geschmolzenes Metall auf, von dem zeitweilig geschmolzenes Metall 17 auf­ genommen werden kann und aus dem geschmolzenes Metall dem oberen Ende des Gußdurchgangs zugeführt werden kann. Hier­ zu ist der Behälter 5 mit mindestens einem horizontalen Führungsdurchgang 4 für das geschmolzene Metall (in der dargestellten Anordnung sind vier horizontale Durchgänge 4 vorgesehen, die sich unter einem Winkel von 90° radial erstrecken) und die inneren des Behälters 5 zum oberen Ende des Gußdurchgangs führen. Das Vorsehen einer Anzahl von ra­ dial sich erstreckenden horizontalen Durchgängen wird bevor­ zugt, da sie dazu dienen, die Temperatur des geschmolzenen Metalls 17, das dem Gußdurchgang zugeführt wird, im wesent­ lichen konstant zu halten. Der Durchgang 4 kann in der Form von oben offen ausgebildet sein.

Um das Niveau des geschmolzenen Metalls 17 im Behälter 5 und damit im Gußdurchgang aufrechtzuerhalten, ist im Behälter 5 eine Zuführungsvorrichtung für geschmolzenes Metall vorgese­ hen mit einer Niveausteuervorrichtung. Diese Niveausteuer­ vorrichtung besteht aus einem Schwimmer 6 und mindestens einem Tauchrohr 61 für das Aufrechterhalten des Niveaus des geschmolzenen Metalls 17, das durch das Tauchrohr 6′ kon­ stant zugeführt wird, wie dies vorstehend beschrieben worden ist in Verbindung mit einer bekannten, kontinuierlich arbei­ tenden Gießvorrichtung.

Wie im vorstehenden beschrieben, kann - da die Vorrichtung für die Zuführung des geschmolzenen Metalls, die den Behäl­ ter 5, die Durchgänge 4, den Schwimmer 6 und die Tauchrohre 6′ aufweist, zentral zum Gußdurchgang angeordnet sind und nicht direkt im Durchgang angeordnet sind, wie dies bei bekannten Vorrichtungen der Fall ist - die Dicke des ring­ förmigen Durchgangs erheblich verringert werden im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen. Dies ermöglicht die Herstellung eines hohlen Gußblocks 18 mit einer sehr dünnen Wandstärke, insbesondere geringer als 80 mm, durch ein kontinuierliches Gießverfahren, während die Temperatur des geschmolzenen Me­ talls 17, das dem Gußdurchgang zugeführt wird, gleichförmig gehalten wird längs des gesamten Umfangs des oberen Endes des Gußdurchgangs, um eine hohe Qualität des gegossenen Guß­ blocks 18 zu erreichen, ohne daß dieser Defekte, wie Schwimm­ kristalle, im Innern der Wand des Gußblocks 18 aufweist, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Die untere Kante des äu­ ßeren Umfangsteils 14 des wärmeisolierenden Teils 3 erstreckt sich nach außen über eine kurze Entfernung über den äußeren Umfang des Gußformteils 2 längs des gesamten Umfangs hinaus und erstreckt sich in den Gußdurchgang. Der über stehende Um­ fangsteil 14 des wärmeisolierenden Teils 3 kann nach unten und innen abgeschrägt sein, wie dies in Fig. 1c dargestellt ist, oder es kann alternativ nach unten und innen abgerundet sein. Die abgeschrägte oder abgerundete Kante des vorstehen­ den Umfangsteils 14 des wärmeisolierenden Teils 3 ist vorzu­ ziehen, da sie einen Eingriff in die obere Oberfläche A des erstarrten Metalls vermeidet.

Durch das Vorsehen eines vorstehenden Umfangsteils 14 kann sicher vermieden werden, daß das erstarrte Metall fest auf dem Gußformteil 2 haftet und sich kräftig nach unten bewegt zusammen mit dem erstarrten Metall, wenn der Grundkörper 20 sich nach unten bewegt, so daß das Gußformteil 2 von dem wärmeisolierenden Teil 3 entfernt wird.

Da jedoch die Lage des Punktes 9, an dem die Erstarrung be­ ginnt, durch geeignete Auswahl der Absenkgeschwindigkeit des Grundkörpers 20, d. h. der Gußgeschwindigkeit auf einen ge­ eigneten Punkt im Bereich der Fußfläche 2a des Gußformteils 2 eingestellt werden kann, ist der vorstehende Umfangsteil 14 entbehrlich, aber die äußere Kante des wärmeisolieren­ den Teils 3 muß bündig gemacht werden mit dem des Gußform­ körpers 2, um einen glatten, kontinuierlichen Guß durchzu­ führen, wie er in einem tatsächlichen Gußvorgang nachgewie­ sen worden ist. Das Vorsehen des vorstehenden Umfangsteils 14 ist jedoch vorzuziehen, um sicher einen Bruch oder eine Entfernung des Gußformteils 2 zu vermeiden, was auftreten kann, wenn Teile des wärmeisolierenden Teils 3 gebrochen sind.

Beim Gußvorgang mit der vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der ringförmige Grundkörper 20 zunächst nahe dem unteren Ende des Gußdurchgangs angeordnet, der be­ grenzt ist durch die wassergekühlte Form 1 und das Kernteil 10. Der Grundkörper 20 wird nach oben eingeführt in das un­ tere Ende des Gußdurchgangs, um dessen Ende hermetisch ab­ zuschließen und um zu verhindern, daß das geschmolzene Me­ tall 17 zwischen dem Gußdurchgang und dem Grundkörper 20 durchleckt. Danach wird das geschmolzene Metall 17 aus den Tauchrohren 6′ in den Aufnahmebehälter 5 für das geschmol­ zene Metall eingeführt und es wird dann dem oberen Ende des Gußdurchgangs zugeführt durch den Führungsdurchgang 4 für das geschmolzene Metall, während das Niveau des geschmolze­ nen Metalls 17 konstant gehalten wird durch die Wirkung des Schwimmers 6, der die Zuführung des geschmolzenen Metalls 17 aus den Tauchrohren 6′ steuert in Abhängigkeit vom Spiegel des geschmolzenen Metalls im Behälter 5.

Das in den Gußdurchgang eingeführte geschmolzene Metall 17 wird zunächst hauptsächlich durch die wassergekühlte Form 1 gekühlt, und die Kälte, die durch den Grundkörper 20 abgege­ ben wird, verschließen das untere Ende des Gußdurchgangs. Es wird ebenfalls durch das Gußformteil 2 gekühlt, während das wärmeisolierende Teil 3 nicht wirksam für die Kühlung ist. Nach dem Beginn des Gußvorgangs wird jedoch das Gußform­ teil 2 sofort durch das geschmolzene Metall 17 erhitzt, so daß der Kühleffekt des Gußformteils 2 verlorengeht. Daher neigt die obere Oberfläche A des erstarrten Metalls dazu, eine solche Ausbildung anzunehmen, daß der äußere Umfangs­ teil der Oberfläche A auf der Seite der Gußform 1 höher ist als der innere Umfangsteil auf der Seite des Gußformteils 2, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.

Um das Niveau des Punktes 9, an dem die Erstarrung an der inneren Umfangsoberfläche des erstarrten Metalls 18 im Gußdurchgang beginnt an einer bestimmten Stelle zwischen der Höhe des Gußformteils 2, das in Fig. 1 dargestellt ist, auf­ rechtzuerhalten, wird die Zeit des Beginns der Abwärtsbewe­ gung des Grundkörpers 20 und deren Geschwindigkeit nach un­ ten so eingestellt, daß die Abwärtsbewegung beginnt, wenn der Punkt 9 des Beginns der Erstarrung ungefähr die in Fig. 1 dargestellte Stellung erreicht und diese Stellung wird während des weiteren Gußvorgangs aufrechterhalten. Diese Einstellung und Steuerung der Betriebsbedingungen werden eingestellt durch theoretische Berechnungen und eine An­ zahl von Versuchen und Experimenten. Wenn das erstarrte Metall 18 nach unten aus dem Gußdurchgang herausgezogen wird zusammen mit dem Grundkörper 20, wird das geschmolzene Metall 17 durch die Tauchrohre 6′ dem Behälter 5 zugeführt, um die Menge des von dem Gußdurchgang entnommenen Metalls zu ersetzen und das Niveau des geschmolzenen Metalls im Gußdurch­ gang durch die Wirkung des Schwimmers 6 aufrechtzuerhalten. Das geschmolzene Metall 17 im Gußdurchgang wird , nachdem der Grundkörper 20 nach unten bewegt worden ist, im wesentlichen durch die wassergekühlte Form 1 gekühlt, und durch die Masse des erstarrten Metalls 18, das aus dem Gußdurchgang herausge­ zogen wurde, das seinerseits durch das Kühlwasser 11 gekühlt wurde, das aus der Gußform 1 abgeführt wurde, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Unter diesen Bedingungen kann der Gußvorgang kontinuierlich ausgeführt werden.

Da das Kernteil 10 erfindungsgemäß aus einem Gußformteil 2 aus Graphit und einem wärmeisolierenden Teil 3 besteht, wird der Kühleffekt auf das geschmolzene Metall an der inneren Oberfläche im wesentlichen aufgebracht durch das Gußformteil 2. Das wärmeisolierende Teil 3 ist ohne Wirkung auf die Kühlung. Daher kann der unerwünschte thermische Einfluß, der in der Bildung einer erstarrten Schale und dem Auftreten von Ausschwitzungen oder kalten Einschlüssen auf der inneren Umfangsfläche auf einem langen Teil des anfänglich erstarrten Metalls sicher vermieden werden. Da weiterhin die Wandstärke des Graphits des Gußformteils 2 dünn ausgebildet ist, um dessen Wärmekapazität zu reduzieren, steigt die Temperatur des Gußformteils 2 genügend während der Zeit der anfänglichen Kühlung des geschmolzenen Metalls durch die wassergekühlte Form 1 im Zusammenwirken mit dem Grund­ körper 20. Daher ist vorgesehen, daß der Gußformkörper 2 im wesentlichen nicht wirksam zur Kühlung der inneren Um­ fangsoberfläche des geschmolzenen Metalls beiträgt. Dies verhindert sicher die Bildung einer erstarrten Schale und das Auftreten von Ausschwitzungen oder kalten Einschlüssen an der inneren Oberfläche. So wird eine überlegene Qualität des inneren Umfangsteils des hohlen Gußformteils erreicht, während Leckverluste des geschmolzenen Metalls 17 sicher vermieden werden, da die Wärmeausdehnung der inneren Um­ fangsoberfläche des Gußformteils 2 vermieden wird.

Um die Wärmekapazität des Gußformteils 2 so niedrig wie mög­ lich zu halten, muß die Querschnittsfläche in Längsrichtung oder vertikaler Richtung begrenzt werden auf gleich oder kleiner als 1000 mm² , vorzugsweise gleich oder kleiner als 500 mm². Daher wird eine Ausbildung des Gußformteils 2 in Form eines dünnwandigen hohlen Körpers bevorzugt. Weiterhin ist, um das Abströmen der Wärme aus dem Gußformteil 2 zu unterdrücken, ein wärmeisolierendes Material 7 vorzugsweise in den inneren Raum des hohlen Gußformteils eingefüllt. Dies ermöglicht es, noch besser zu verhindern, daß die innere Oberfläche des erstarrten Metalls uneben oder fleckig wird.

Bei der Durchführung des Gußvorgangs im stationären Zustand ist die Lage der oberen Oberfläche A des erstarrten Metalls 18 bestimmt durch die geeignete Wahl der zugeführten Menge an Kühlwasser und die Absenkgeschwindigkeit des Grundkör­ pers 20.

Bei dem kontinuierlichen Gießen einer Aluminiumlegierung ist das Auftreten der Unebenheit der inneren Umfangsoberfläche der erstarrten Aluminiumlegierung im allgemeinen bemerkbar bis die Temperatur der Gußfläche 2a des Gußformkörpers 2 nahe dem Punkt 9 des Beginns der Erstarrung ungefähr den Schmelzpunkt der Aluminiumlegierung erreicht hat oder etwas höher ist. Da jedoch die Wärmekapazität des Gußformkörpers 2, der aus Graphit oder einem Kohlenstoff haltigen Material hergestellt ist, so weit wie möglich heruntergedrückt ist, wird die Temperatur der Gußfläche 2a nahe dem Erstarrungs­ punkt 9 schnell ansteigen und ungefähr den Schmelzpunkt der Aluminiumlegierung erreichen oder höher werden. Dies ermög­ licht das Auftreten einer Unebenheit auf der inneren Um­ fangsoberfläche des erstarrten Teils sicher zu verhindern, wobei ein Leckageverlust einer geschmolzenen Aluminiumle­ gierung verhindert wird. Gleichzeitig wird eine starke Dämpfung des Kernteils 10 durch die schnell erstarrte Alu­ miniumlegierung als Folge der schnellen Kühlung weitgehend vermieden, um einen kontinuierlichen Gußvorgang sicherzu­ stellen, während die vorbeschriebenen Schwierigkeiten, die bei bekannten Vorrichtungen häufig auftreten, sicher ver­ mieden werden. Daher wird eine hohe Qualität der inneren Umfangsoberfläche und die gleichmäßige Struktur des hohlen Gußformteils unmittelbar nachdem der Gußvorgang begonnen hat, sichergestellt.

Zusammengefaßt machte es die Erfindung möglich, die Erstar­ rung des geschmolzenen Metalls im Gußdurchgang zunächst an der äußeren Umfangsfläche zu beginnen in Berührung mit der wassergekühlten Form 1 wie auch an dem Teil, der in Berüh­ rung mit dem Grundkörper 20 steht, und die Erstarrung schrei­ tet nach innen in der Masse des geschmolzenen Metalls fort und schließlich zur inneren Umfangsoberfläche, die in Be­ rührung mit der Gußfläche 2a steht. Da daher das geschmol­ zene Metall im Gußdurchgang nur einem Zwang unterworfen wird durch erstarrte Schalen, die an der äußeren Umfangs­ fläche und der Bodenoberfläche gebildet werden, die in Be­ rührung mit der wassergekühlten Form 1 stehen, und dem Grundkörper 20 wird die Bildung von Rissen im Innern des erstarrten Metalls vermieden. Dies ermöglicht, den Gießvor­ gang mit einer Gießgeschwindigkeit durchzuführen, die gleich oder höher als das 2fache der Gußgeschwindigkeit ist, die in bekannten, kontinuierlichen Gußvorrichtungen möglich ist, ohne Risse im erstarrten Metall zu erhalten.

Die Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 1, bei der ein anderes ringförmiges, wärmeisolieren­ des Teil 12 an der ringförmigen Ausnehmung befestigt ist, die im oberen Teil der inneren Umfangsoberfläche der was­ sergekühlten Form 1 gebildet ist. Diese Ausführungsform hat Vorteile insbesondere beim kontinuierlichen Gießen von dünn­ wandigen, hohlen Gußformteilen 18. In der Fig. 1 ist der Punkt 9′, an dem die Erstarrung beginnt, an der äußeren Um­ fangsoberfläche des erstarrten Metalls ziemlich nahe unter­ halb des Niveaus des geschmolzenen Metalls 17 angeordnet. Wenn daher ein dünnwandiger hohler Gußformteil gegossen wer­ den soll mit einer solchen Anordnung, wie sie in Fig. 1 dar­ gestellt ist, wird der Punkt 9, an dem die Erstarrung be­ ginnt, an der inneren Umfangsoberfläche des erstarrten Me­ talls auf der Seite des Kernteils 10 weiter nach oben ver­ schoben, wenn die Wandstärke dünner gemacht wird. Dies bringt mit sich, daß der Raum für die Anordnung des Schwim­ mers 6 enger wird, so daß es schwierig wird, den Schwimmer 6 anzuordnen, wenn eine ordentliche Zuführung des geschmol­ zenen Metalls zum Gußdurchgang sichergestellt werden soll. Die Anordnung nach Fig. 2 löst die vorbeschriebene Schwie­ rigkeit durch Absenken der oberen Oberfläche A des erstarr­ ten Metalls 18 im Gußdurchgang durch das Vorsehen des wärme­ isolierenden Teils 12, da der wärmeisolierende Teil 12 das Kühlen des geschmolzenen Metalls, das mit ihm in Berührung steht, unterdrückt und nicht wirksam wird, dieses zu kühlen, so daß die Erstarrung des geschmolzenen Metalls 17 an der äußeren Umfangsfläche desselben am Punkt 9′ auf der inne­ ren Umfangsfläche der Form 1 sofort unterhalb dem unteren Ende des wärmeisolierenden Teils 12 beginnt und die Erstar­ rung des geschmolzenen Metalls 17 fortschreitet zum Innern der Masse des geschmolzenen Metalls 17 und nach unten zu dem Punkt 9 des Beginns der Erstarrung an der inneren Um­ fangsoberfläche desselben, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, so daß die obere Oberfläche A des erstarrten Metalls 18 genügend absinkt. Dies ergibt genügend Raum für die An­ ordnung des Schwimmers 6 in einer geeigneten Bedingung, um das kontinuierliche Gießen eines dünnwandigen, hohlen Guß­ formteils 18 mit einer Wandstärke gleich oder kleiner als 20 mm zu gießen. Das wärmeisolierende Teil 12 kann aus dem­ selben wärmeisolierenden Material hergestellt sein, aus dem der wärmeisolierende Teil 3 besteht. Natürlich kann es auch aus einem anderen wärmeisolierenden Material als dem vor­ beschriebenen hergestellt sein.

Alternativ kann das wärmeisolierende Teil 12 ersetzt wer­ den durch einen Puffer 13, der fest an dem oberen Teil der inneren Umfangsoberfläche der wassergekühlten Form 1 be­ festigt ist, ohne Bildung einer ringförmigen Ausnehmung im oberen Teil des inneren Umfangsteils, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, ohne Verschlechterung der Wirksamkeit. Der wärmeisolierende Puffer 13 kann hergestellt sein aus FIBERFLUX PAPER (Warenzeichen), hergestellt und verkauft durch TOSHIBA MONOFLUX CO., LTD.

Fig. 4 zeigt eine weitere Abwandlung der in Fig. 2 dargestell­ ten Vorrichtung, bei der ein anderes ringförmiges Gußflächen­ teil 10, das aus Graphit oder einem anderen kohlenstoffhal­ tigen Material hergestellt ist, auf der inneren Umfangs­ fläche des wärmeisolierenden Teils 16 befestigt ist, ähnlich dem wärmeisolierenden Teil 12 der Fig. 2, wie dargestellt. Die innere Umfangsoberfläche des Gußflächenteils 19, das vor­ zugsweise abgeschrägt ist, um den inneren Durchmesser nach unten zu vergrößern und eine Gußfläche zu bilden, die in derselben Weise wirkt wie die der Gußfläche 2a des Gußform­ teils 2. Bei dieser Ausführungsform ist die äußere Oberfläche des geschmolzenen Metalls 17 im Gußdurchgang nicht der Star­ ken Kühlung durch die wassergekühlte Form 1 unterworfen. Da­ her werden mit der Vorrichtung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, die Bildung einer erstarrten Schale und Schicht einer inversen Absonderung durch Kristallisation und das Auftre­ ten von Ausschwitzungen und kalten Einschlüssen auch in der äußeren Umfangsoberfläche des gegossenen hohlen Gußform­ teils 18 verhindert, um eine hohe Qualität des hohlen Guß­ formteils über dessen gesamte Oberfläche sicherzustellen.

Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung. Die dargestellte Ausführungsform um­ faßt eine weitere wassergekühlte Form 21, die an der Unter­ seite des wärmeisolierten Teils 3 im inneren Raum des Guß­ formteils 2 befestigt ist, mit einem weiteren wärmeisolie­ renden Teil 23, das zwischen diesen angeordnet ist. Das Kühl­ wasser 11 wird in der Form 21 über eine Leitung 24 zugeführt, die durch das wärmeisolierende Teil 3 hindurchtritt und ab­ geführt über eine Vielzahl von Entnahmeöffnungen 25, die im Abstand voneinander am Umfang des unteren Endes angeord­ net sind, so daß sie gegen die innere Umfangsoberfläche des Gußblocks 18 gespritzt werden, der aus dem Gußdurch­ gang herausgezogen wird, um diesen zu kühlen. Daher ist die wassergekühlte Form 21 nicht wirksam, um direkt das Guß­ formteil 2 zu kühlen durch Dazwischenschalten des Wärme­ isolierenden Teils 23, um die Wirksamkeit des früher be­ schriebenen Gußformteils 2 zu erreichen. Aber das Kühlwas­ ser, das aus den Öffnungen 25 abgezogen wird, kühlt die innere Umfangsoberfläche des Gußblocks 18, so daß das Kühlen des Gußblocks 18 ein wenig beschleunigt wird. Natürlich kann das Kühlwasser 11, das aus der Gußform 21 abgezogen wird, direkt nach unten gerichtet werden, ohne in die innere Umfangsoberfläche des Gußblocks 18 eingeführt zu werden, wenn dies gewünscht wird. Die Wahl der Strömungsrichtung des Kühlwassers ist abhängig von den Betriebsbedingungen für die Aufrechterhaltung der Stellung des Punktes 9, an dem die Erstarrung an der inneren Umfangs­ oberfläche des erstarrten Metalls 18 beginnt an einer geeig­ neten Stelle im Bereich der Gußfläche 2a zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende des Gußformteils 2.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist die innere Umfangsoberfläche des Grundkörpers 20 so ausgebildet, daß sie in engem Kontakt mit der äußeren Umfangsoberfläche der Form 21 steht, um Leckverluste des geschmolzenen Metalls zu ver­ meiden. Daher ist während einer kurzen Zeitspanne beim Be­ ginn des Gußvorgangs der Punkt 9 des Beginns der Erstarrung an der äußeren Umfangsoberfläche des Punktes 21 angeordnet. Da jedoch das erstarrte Metall aus dem Gußdurchgang heraus­ gezogen wird und die innere Umfangsoberfläche desselben ge­ kühlt wird durch das Kühlwasser 11, das durch die Öffnungen abgezogen wird, wird der Punkt 9 des Beginns der Erstar­ rung schnell nach oben verschoben, so daß er im Bereich der Gußfläche 2a des Gußformteils 2 angeordnet ist und dort ge­ halten wird im stationären Zustand durch geeignete Wahl der Entnahmemenge des Kühlwassers 11 und der Ausziehgeschwindig­ keit des erstarrten Gußblocks 18.

Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform umfaßt eine was­ sergekühlte Form 21 und stellt die Vermeidung eines anfäng­ lichen Leckverlustes an geschmolzenem Metall sicher im Falle eines hohlen Gußblocks, der eine relativ große Wandstärke aufweist, die gleich oder größer als 60 mm ist, während die Höhe oder Länge des Kernteils gekürzt werden kann, da der Punkt 9, an dem die Erstarrung beginnt, nach unten verlegt wird infolge des Kühleffekts der Form 21.

Weiterhin kann die Form 21 verwendet werden in Verbindung mit einer Vorrichtung, wie sie in den Fig. 2 bis 4 dar­ gestellt ist, ohne daß Risse im Innern der Wand des hohlen Gußblocks auftreten, wobei jedoch eine glatte innere Um­ fangsoberfläche sichergestellt ist, wenn die Lage des Er­ starrungspunktes 9 an der inneren Umfangsoberfläche des erstarrten Metalls gesteuert wird, so daß es genügend un­ terhalb des Punktes 9, bei dem die Erstarrung beginnt, an dem äußeren Umfangsoberfläche liegt und sofern die Erstar­ rung des Metalls nahe dem untersten Punkt 9′′ in der oberen Oberfläche A des erstarrten Metalls 18 nicht stark beein­ flußt wird durch den Zwang, der durch die erstarrte Schale ausgeübt wird, die an dem Punkt 9, an dem die Erstarrung an der inneren Umfangsoberfläche des erstarrten Metalls 18 beginnt, auch wenn der Punkt 9′′ ein wenig niedriger liegt als der Punkt 9.

Bei der Erfindung kann das Gußformteil 2 aus einem Material wie SiC, Si₃N₄ und dgl. anstelle von Graphit oder einem kohlenstoffhaltigen Material hergestellt sein. Unter Be­ rücksichtigung der thermischen Widerstandseigenschaften, die für das Gußformteil 2 erwünscht sind, ist jedoch Gra­ phit oder ein kohlenstoffhaltiges Material vorzuziehen. Die Gleiteigenschaften des Gußformteils 2, das aus Graphit oder einem kohlenstoffhaltigen Material hergestellt ist, kann verbessert werden, indem auf dessen Oberfläche ein Pulver aus Bornitride, Kohlepulver, Ruß, Molybdänbisulfid­ pulver oder dgl. aufgesprüht ist oder auf die Oberfläche eines der Pulver gemischt mit Wachs aufgetragen wird.

Da die Vorrichtung nach der Erfindung vorgesehen ist mit einem Aufnahmebehälter für geschmolzenes Metall, das über dem Kernteil und nicht dem Gußdurchlaß angeordnet ist und die Zahl der Führungsdurchlässe für das geschmolzene Metall ver­ größert werden kann, wenn dies erwünscht ist, ist klar, daß die Temperatur des geschmolzenen Metalls, das dem ringför­ migen Gußdurchlaß zugeführt wird, gleichmäßig gemacht wer­ den kann längs des gesamten Umfangs, wobei ein dünnwandiger hohler Gußblock, der einen großen Durchmesser hat, welcher gleich oder größer als 800 mm ist, kontinuierlich gegossen werden kann.

Beispiel 1

Unter Verwendung einer Vorrichtung, wie sie in Fig. 1 darge­ stellt ist, mit einer metallischen, wassergekühlten Form 1, die einen inneren Durchmesser von 288 mm aufweist, einem Gußformteil 2, dessen äußerer Durchmesser 190 mm am unteren Ende ist, und einem Gußformteil 2a mit einem Neigungswinkel von 9° (der Durchmesser ist nach unten reduziert) und einem Wärmeisolierteil 3 mit dem äußeren Durchmesser von 200 mm und einem Aufnahmebehälter 5 für geschmolzenes Metall, der auf diesem angeordnet ist, mit vier radial sich erstrecken­ den Führungsdurchlässen für geschmolzenes Metall 4 mit einem Durchmesser von 20 mm und einem Winkelabstand von 90° (der Behälter 5 ist aus MARILITE hergestellt, wie es vorstehend beschrieben worden ist) und unter Verwendung einer Aluminium­ legierung des Typs JIS A-6063 als Gußmetall wurde ein kon­ tinuierlicher Gußvorgang durchgeführt mit einer Gießge­ schwindigkeit von 100 mm/min. und die Strömungsgeschwin­ digkeit des Kühlwassers betrug 140 l/min.

Das Ergebnis hat bewiesen, daß ein hohler Gußblock mit einer sehr glatten inneren Umfangsoberfläche erhalten wurde mit einer hohen Reproduzierbarkeit, abgesehen von dem anfängli­ chen Gußteil von ungefähr 80 mm beim Beginn des Gießvorgangs.

Als Vergleichstest wurde ein kontinuierlicher Gußvorgang ausgeführt unter denselben Bedingungen wie sie vorstehend beschrieben worden sind, mit Ausnahme dessen, daß ein fe­ stes Kernteil 10, das aus Graphit hergestellt war und das keinen Hohlraum aufwies, verwendet wurde anstelle des hoh­ len Kernteils.

Die Ergebnisse zeigten, daß der erste Gußteil des hohlen Gußblocks von etwa 450 mm Länge eine sehr unebene innere Umfangsoberfläche aufwies wie auch Defekte in der inneren Wand des hohlen Gußblocks. Weiterhin erschienen in den Füh­ rungsdurchlässen für das geschmolzene Metall 4 Erstarrun­ gen von Metall, da ein zu hoher Kühleffekt auftrat, der durch das Kernteil entstand beim Beginn des Gußvorgangs. Daher war das Herausziehen des erstarrten Metalls durch Absenken des Grundkörpers 20 häufig unmöglich.

Beispiel 2

Unter Verwendung einer Vorrichtung, die eine wassergekühlte Form 1 umfaßte mit einem inneren Durchmesser von 180 mm, mit einer ringförmigen Ausnehmung, die in den oberen Teil der inneren Umfangsoberfläche eingeformt war, in der ein wärme­ isolierendes Teil 12 (Fig. 2) des inneren Durchmessers 170 mm und der Dicke von 40 mm aus MARILITE, hergestellt durch ASAHI SEKIMEN CO., LTD., angeordnet war, so daß sie nach innen vorstand über die innere Umfangsoberfläche der Form 1 hinaus, ein Gußformteil 2 mit einem äußeren Durchmesser von 130 mm am unteren Ende und mit einer Gußfläche 2a, die mit einem Winkel von 7° abgeschrägt war, und einem Kern­ teil 10′ das aus MARILITE der ASAHI SEKIMEN CO., LTD. her­ gestellt war, und mit einem Behälter für geschmolzenes Me­ tall, der an der oberen Oberfläche angeordnet war, mit vier Führungsrinnen 4 für geschmolzenes Metall, und mit einem V- förmigen Querschnitt, die eine Breite von 20 mm aufwies, wurde kontinuierlicher Gußvorgang durchgeführt unter Ver­ wendung einer Aluminiumlegierung JIS A-5056 unter den Bedingungen der Gußgeschwindigkeit von 180 mm/min. und der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers von 100 l/min. Die Ergebnisse bewiesen, daß ein hohler Gußblock einer Wand­ stärke von etwa 24 mm mit einer sehr glatten inneren Um­ fangsoberfläche erhalten wurde.

Beispiel 3

Bei Verwendung einer Vorrichtung mit einer wassergekühlten Form 1, die einen inneren Durchmesser von 280 mm aufwies und mit einer ringförmigen Ausnehmung, die in den oberen Teil der inneren Umfangsoberfläche eingeformt war, in der ein ringförmiges Isolationsteil 16 (Fig. 4) aus MARILITE der ASAHI SEKIMEN CO., LTD. befestigt war, was das wärme­ isolierende Teil 16 seinerseits mit einer ringförmigen Ausnehmung im unteren Teil der inneren Umfangsoberfläche versehen, in der ein Gußformteil 19 aus Graphit mit einem inneren Durchmesser von 278 mm am unteren Ende angeordnet war, wobei die innere Umfangsgußfläche um einen Neigungs­ winkel von 3° geneigt war (der Durchmesser reduzierte sich nach unten) und ein Gußteil 2 mit einem äußeren Durchmesser von 190 mm am unteren Ende mit einer Gußfläche 2a, die um einen Neigungswinkel von 9° geneigt war (der Durchmesser reduzierte sich nach unten), und einem wärmeisolierenden Teil 3 aus MARILITE von ASAHI SEKIMEN CO., LTD. mit einem äußeren Durchmesser von 200 mm und befestigt an der oberen Oberfläche des Gußformteils 2 und mit einem Aufnahmebehäl­ ter 5 für geschmolzenes Metall, das einstückig auf diesem angeordnet war, bei dem vier Führungsrinnen für geschmol­ zenes Metall mit V-förmigem Querschnitt und einer Breite von 40 mm vorgesehen waren, wurde ein kontinuierlicher Gußvorgang ausgeführt unter Verwendung einer Aluminiumle­ gierung JIS A-6063 und unter Gießbedingungen, bei denen die Gießgeschwindigkeit 90 mm/min. und die Strömungsge­ schwindigkeit des Kühlwassers bei 180 l/min. lag. Die Er­ gebnisse zeigten, daß ein hohler Gußblock, der eine sehr glatte innere Umfangsoberfläche aufweist, erhalten werden kann, der ohne die Bildung einer erstarrten Schale und einer Absonderung durch Kristallisation bei der äußeren Oberfläche des Gußblocks hergestellt werden konnte mit einer hohen Produktionsfähigkeit.

Wie im vorstehenden beschrieben, hat die vorliegende Erfindung eine sehr überlegene Wirksamkeit wie folgt:

• (1) Es kann ein hohler Gußblock mit einer sehr glatten und dichten inneren Umfangoberfläche durch ein kontinuierliches Gußverfahren hergestellt werden, der eine sehr glatte und dichte innere Oberfläche ohne Risse und andere Defekte im Innern der Wand aufweist.
• (2) Der Gießvorgang kann ohne Leckverluste an geschmolzenem Metall am Anfang des Vorgangs durchgeführt werden.
• (3) Ein dichter hohler Gußblock kann schnell nach dem Beginn des Gußvorgangs erhalten werden.
• (4) Ein dünnwandiger hohler Gußblock mit einer Wandstärke im Bereich von 10 bis 80 mm und einem Außendurchmesser gleich oder größer als 800 mm kann durch einen kontinuierlichen Gießvorgang hergestellt werden. Dies war bei bekannten Gieß­ vorrichtungen unmöglich.
• (5) Da der Aufnahmebehälter für das geschmolzene Metall über dem Kernteil und zentral aber dem Gußdurchgang angeordnet ist und das geschmolzene Metall von diesem radial den Guß­ durchgängen, die um den Behälter angeordnet sind, durch Füh­ rungsdurchgänge radial zugeleitet wird, ist eine gleichmäßige Temperatur des dem Gußdurchgang Zuge führten geschmolzenen Metalls sichergestellt, so daß eine hohe Qualität des hohlen Gußblocks erhalten werden kann mit einer hohen Produktivität.
• (6) Die Gießvorrichtung nach der Erfindung ist billig her­ zustellen und einfach in der Wartung.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Stranggießen eines metallischen Hohlstranges mit einer wassergekühlten, metallischen Kokille, die ein als Aufnahmebehälter für die Metallschmelze ausgebildetes Kernteil mit mindestens einem Durchgang aufweist, das aus Graphit oder Kohlenstoffmaterial besteht und dessen äußere Umfangsober­ fläche nach unten und innen geneigt ist und sich unter Bildung einer Gußfläche für den Hohlstrang über einen Bereich erstreckt in dem der Erstarrungspunkt des geschmolzenen Metalls an­ geordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernteil (10) ein wärmeisolierendes Teil (3) aufweist, dessen Unterseite mit einem dünnwandigen hohlen oder mit wärmeisolierendem Material gefüllten Gußformteil (2) verbunden ist, und daß das wärmeiso­ lierende Teil (3) einen äußeren Umfangskantenteil (14) aufweist, der sich nach außen weiter erstreckt, als die äußere Umfangs­ kante des Gußformteils (2).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein wärmeisolierendes Material (7) in den Innenraum des dünnwandigen, hohlen Teils (2′) eingefüllt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußformteil (2) die Form einer dünnwandigen Tasse (2′′) aufweist, deren obere offene Endkante an dem wärme­ isolierenden Teil (3) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein wärmeisolierendes Material (7) in den Innenraum der dünnwandigen Tasse (2′′) eingefüllt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umfangskante des wärmeisolierenden Teils nach unten und innen abgeschrägt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umfangskante des wärmeisolierenden Teils nach unten und innen abgerundet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein anderes wärmeisolierendes Teil, das aus wärmeisolierendem Material hergestellt ist, vorgesehen ist auf mindestens dem oberen Teil der inneren Umfangsoberfläche der wassergekühlten Form, wobei die innere Umfangskante des anderen wärmeisolierenden Teils sich nach innen in den Gußdurchgang über die innere Umfangsoberfläche der Form erstreckt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Gußformteil aus Graphit oder einem Kohlen­ stoffmaterial auf der inneren Umfangsoberfläche des an­ deren wärmeisolierenden Teils vorgesehen ist und die innere Umfangsfläche des anderen Gußformteils abge­ schrägt ist nach unten und außen und die Gußfläche der Form bildet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere wassergekühlte Metallform an dem wärmeisolierenden Teil befestigt ist, wobei das Kernteil um die weitere wassergekühlte Metallform herum angeordnet ist mit einem weiteren wärmeisolierendem Teil, das zwischen diesen angeordnet ist.