DE3832306A1 - Verfahren und vorrichtung zum stranggiessen hohler metallbloecke - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stranggießen von hohlen Metallblöcken. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stranggießen von hohlen Blöcken, die eine glatte Innenhaut an ihrer inneren Umfangsfläche und eine kleine inverse Segregations­ schicht besitzen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Beginnen eines Gießvorganges beim Stranggießen von hohlen Blöcken, bei dem entsprechende Probleme, die beim Beginnen des Gießvorganges auftreten, wie beispielsweise eine Um­ mantelung des Kernes durch das darauf verfestigte Gieß­ metall und ein Ausfließen des geschmolzenen Metalles durch einen inneren Umfangsteil des hohlen Blockes, vermieden werden.

Mit einem derartigen Verfahren werden als Endprodukte Me­ tallrohre und lange Hohlmaterialien hergestellt. Derartige Metallrohre und Hohlmaterialien sind als Rohlinge für diverse ringförmige oder rohrförmige Elemente, wie bei­ spielsweise Radfelgen von Fahrzeugen, Zylinder von Kom­ pressoren u.a., unverzichtbar. Diese Rohlinge werden durch Strangpressen eines säulenförmigen Metallblocks, Strang­ gießen oder Schleudergießen hergestellt. Mit Hilfe des Stranggießverfahrens kann mit niedrigen Kosten ein Hohl­ block hergestellt werden, der eine homogene und feine Gieß­ struktur besitzt, die frei von jeglicher Textur ist. Ein derartiges Stranggießverfahren ist daher für die Herstel­ lung von Rohlingen, die einer plastischen Weiterverarbeitung unterworfen werden, wie beispielsweise einem Ringwalzen und Schmieden, besonders geeignet.

Das Stranggießen von Hohlblöcken wird normalerweise in der folgenden Weise ausgeführt. Ein Kern oder ein Dorn (hiernach insgesamt als Kern bezeichnet) wird in einer zwangsgekühl­ ten, rohrförmigen Form konzentrisch gehalten, so daß zwischen der Form und dem Kern ein entsprechender Freiraum ausgebildet wird. Das geschmolzene Metall wird kontinuier­ lich in diesen Ringraum gegossen. In der Form wird um die hohle Metallform herum eine verfestigte Umhüllung ausgebil­ det. Die Verfestigung schreitet dann in Richtung auf das Innere des Blocks fort, während das Metall aus der Form heraustritt und direkt mit dem Kühlwasser besprüht wird. Der auf diese Weise ausgebildete Hohlblock wird mit einer ge­ steuerten Gießgeschwindigkeit aus der Form herausgezogen. Dieses vorstehend beschriebene Stranggießverfahren wird normalerweise in der folgenden Weise verwirklicht: Als sogenanntes Schwimmer-Gießerfahren, bei dem ein hoch­ schmelzendes schwimmendes Element auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalls in einer rohrförmigen Form angeordnet wird, um die Gießmenge des geschmolzenen Metalls zu steuern; und als sogenanntes Verfahren mit heißer Ober­ seite, bei dem ein relativ tiefer, hochschmelzender Speicher aus geschmolzenem Metall einstückig damit auf der Oberseite einer zwangsgekühlten Form angeordnet und das Niveau des geschmolzenen Metalls im Speicher auf das gleiche Niveau eingestellt wird wie im Trog zur Durchführung des ge­ schmolzenen Metalls zum Speicher. Bei einem Gießverfahren, das nicht von einer Form Gebrauch macht, wird das geschmol­ zene Metall mit Hilfe von magnetischen Kräften in Säulenform gehalten, und der Säulenkörper wird direkt einer Wasser­ kühlung ausgesetzt, um eine Verfestigung desselben herbeizu­ führen. Dieses Verfahren findet jedoch nur auf einem be­ grenzten Gebiet des Stranggießens Anwendung. Unabhängig davon, welches Gießverfahren nunmehr ausgeführt wird, so werden doch in der Praxis mehrere Stränge gleichzeitig gegossen, wobei eine Reihe von Formen u. ä. parallel zuein­ ander angeordnet werden.

Die vorstehend beschriebenen Stranggießverfahren für Hohlblöcke können durch die Arten der verwendeten Kerne voneinander unterschieden werden: (A) Hochschmelzende, nicht gekühlte Kerne; (B) zwangsgekühlte Kerne; und (C) ein Kern, bei dem zur Formgebung eine elektromagnetische Kraft Anwen­ dung findet. Die folgenden Verfahren (1) und (2) gehören zu (A). Beim Schwimmverfahren (1) wird ein gasdurchläßiger Kern vorläufig in eine längliche Gestalt gebracht, es wird geschmolzenes Metall zwischen den Kern und die Form einge­ gossen, um ein hohles Metallelement zu formen und das Metall an den Kern zu binden, und es wird ein verfestigter langer Block zusammen mit dem angebundenen Kern aus der Form gezogen, wonach der Hohlkörper und der Kern voneinander de­ montiert werden (geprüfte japanische Patentanmeldung 3 51 106 ). Beim Schwimmgießverfahren (2) wird ein hochschmel­ zender Kern aus einem Material hergestellt, das sich nur schwierig mit geschmolzenem Metall benetzen läßt, und in einer Form auf einem vorgegebenen Niveau gehalten (geprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 55-42 655). Zu (B) gehören die folgenden Verfahren (3), (4) und (5). Bei dem Verfahren (3), das in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung 57-1 27 584 beschrieben ist, werden mit Hilfe eines elektromagnetischen Vibrators u.ä. während des Gießens Vibrationen auf einen Kern aufgebracht. Bei dem in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung 56-1 41 944 beschriebenen Verfahren (4) wird ein drehbarer Kern verwendet, der an seiner äußeren Umfangs­ fläche mit einem Längsschlitz versehen ist, um auf diese Oberfläche Schmieröl führen zu können. Bei dem in der unge­ prüften japanischen Patentanmeldung 57-1 81 749 beschriebenen Verfahren (4) findet ein hochschmelzender Kern Verwendung, der mit darin eingebetteten Kühlleitungen versehen ist. Zu (C) zählt das Verfahren (6), das in der US-PS 41 26 175 erläutert ist und bei dem ein Induktor, der in einer wasser­ gekühlten Form angeordnet ist, eine elektromagnetische Kraft erzeugt, um die innere Umfangsfläche des geschmolzenen Me­ talls zu formen, wobei der Block weder mit der Form noch dem Kern in Kontakt gebracht wird, sondern direkt mit Wasser gekühlt wird.

Die für einen Hohlblock, insbesondere einen solchen, der einer plastischen Verarbeitung unterzogen wird, wie bei­ spielsweise Schmieden, Ringwalzen, Gesenkschmieden etc., geforderten Eigenschaften bestehen in einer glatt gegossenen Haut der inneren Umfangsfläche des Blocks und einer feinen und homogenen Struktur mit geringen inversen Segregationen. Zusätzlich wird für einen hohlen Block, Barren bzw. Knüppel gefordert, daß der hohle Teil rund ist und daß die Dicke des runden Wandteiles des Blocks, Barrens bzw. Knüppels gleich­ mäßig ist. Wenn diese Eigenschaften nicht vorhanden sind, muß ein derartiger Hohlblock einer Bearbeitung unterzogen werden, um die innere Umfangsschicht an der Oberfläche in großem Maße zu entfernen. Dies macht es erforderlich, daß beim Gießen die Dicke des Hohlblocks um einen Betrag erhöht werden muß, der der gewünschten Bearbeitungstiefe ent­ spricht. Die entsprechenden Bearbeitungskosten sind zu­ sätzlich zu berücksichtigen. Während des Wiederaufschmel­ zens geht eine große Zahl von abgetragenen Spänen verloren. Die aufgrund der vorstehend beschriebenen Bearbeitung auf­ tretenden Kosten sind daher beträchtlich. Desweiteren ist dieser Vorgang beim Bearbeiten des Hohlteiles eines langen Blocks mit kleinem Durchmesser so schwierig, daß die Pro­ duktivität herabgesetzt wird.

Die vorstehend beschriebenen herkömmlichen Verfahren zum Stranggießen eines Hohlblocks besitzen Vorteile und Nachteile. Es ist jedoch mit Hilfe dieser Verfahren schwierig, in einem industriell beständigen Maßstab Hohlblöcke zu erzeugen, die die vorstehend genannten Eigenschaften in sicherer Weise erfüllen. Bei den Ver­ fahren (1) und (2) wird keine homogene Struktur erhalten.

Da darüberhinaus der Kern des Verfahrens (1) verbrauchbar ist, werden die Kosten in nachteiliger Weise erhöht. Da es schwierig ist, ein Lecken des geschmolzenen Metalls durch die verfestigte Hülle neben dem Kern zu verhindern, ist es schwierig, bei dem Verfahren (1) einen beständigen Ablauf sicherzustellen. Bei dem Verfahren (3) kann ein entstande­ ner Oberflächenoxidfilm in wirksamer Weise reduziert werden. Die Wahrscheinlichkeit ist jedoch groß, daß das geschmolzene Metall durch die dünne verfestigte Hülle leckt, so daß auf diese Weise die Ausbildung einer glatten Haut schwierig ist. Bei dem Verfahren (4) ist eine beständige Drehung des Ker­ nes schwierig durchzuführen, da geschmolzenes Metall auf den wassergekühlten Kern schrumpft und eine Befestigungskraft ausübt, die eine Drehung des Kernes während der Verfestigung verhindert. Die entsprechende Drehbewegung und Schmierung sind daher nicht wirksam genug, um die Ausbildung einer in glatter Weise gegossenen Haut auf der inneren Umfangsfläche zu ermöglichen. Bei dem Verfahren (5) sind Kühlleitungen, durch die Luft u. ä. geblasen wird, in einem Kern eingebet­ tet, um die Temperatur des Kernes zu steuern. Dieses Ver­ fahren bringt jedoch ähnlich wie bei den Verfahren (1) und (2) den Nachteil mit sich, daß das geschmolzene Metall am Kern leckt. Mit dem Verfahren (6) kann in wirksamer Weise eine Verringerung der Oberflächenfehler und inversen Segregation eines Hohlblocks verhindert werden. Das Ver­ fahren erfordert jedoch einen kostspieligen Installations­ aufwand zur Erzeugung des elektromagnetischen Feldes. Bei diesem Verfahren ist der Abstand zwischen den Formen für mehrere Stränge begrenzt, und der Grad der Rundung eines Blocks verschlechtert sich. Da desweiteren ein Induktor im Kern montiert wird, wird es durch den hierfür benötigten Raum schwierig, die Größe des Kernes zu reduzieren. Dieses Verfahren kann daher nicht für die Herstellung von Blöcken eingesetzt werden, die einen hohlen Teil mit kleinem Durch­ messer aufweisen.

Wenn der Stranggießvorgang begonnen werden soll, wird eine rohrförmige wassergekühlte Form an ihrem Abzugsende durch einen beweglichen Bodenblock verschlossen, der in der Lage ist, sich in der Gießrichtung zu verschieben. Geschmolze­ nes Metall wird dann kontinuierlich in den zwischen der rohrförmigen Form und dem Kern ausgebildeten Formhohlraum eingegossen. Das eingegossene geschmolzene Metall verfestigt sich im Formhohlraum allmählich und bildet dann einen an den beweglichen Bodenblock, der zu Beginn zum Schließen des Ab­ zugsendes des Formhohlraumes angeordnet worden ist, angebun­ denen Teil. Wenn dieser Zustand erreicht ist, bewirkt man eine Verschiebung des beweglichen Bodenblocks, um einen geformten Hohlblock abzuziehen. Während des Abziehens wird Kühlwasser auf die innere und äußere Umfangsfläche des Hohlblocks gespritzt um diesen zu kühlen. Gelegentlich kann der Hohlblock auch ohne Einspritzen von Kühlwasser spontan abgekühlt werden. Bei der Einleitung des vorstehend be­ schriebenen Gießbeginns werden die Anstiegtemperatur des geschmolzenen Metalls, der Kühlwasserdurchsatz in der Form u. ä. überwacht, um die Verfestigungszeit des geschmolzenen Metalls am beweglichen Bodenblock abzuschätzen. Während der Verschiebung des beweglichen Bodenblocks wird dessen Ge­ schwindigkeit genau überwacht. Um unter den gegenwärtigen Umständen die entsprechende Folge der einzelnen Vorgänge beim Beginn des Gießvorganges durchzuführen, kann man nicht auf die Kenntnisse der entsprechenden Bedienungsperson ver­ zichten. Obwohl der Gießbeginn auf der Basis von Erfahrun­ gen durchgeführt wird, können entsprechende Gießparameter, wie beispielsweise die entsprechende Abzugstemperatur, über den entsprechenden Kriteriumsbereich hinaus schwanken. In diesem Fall verfestigt sich das geschmolzene Metall durch eine zu drastische Kühlung durch den Kern und bildet eine starre Ummantelung für diesen. Wenn andererseits die Kühlung durch den Kern zu gering ist, ist die verfestigte Hülle zu dünn, um das geschmolzene Metall darin zu halten. In diesem Fall kann das geschmolzene Metall aus der verfestigten Hülle heraus neben den Kern fließen. Aufgrund dieser Probleme ge­ staltet sich die Fortsetzung des Gießvorganges als schwie­ rig.

Gelegentlich ist es zur Stabilisierung des Gießbeginns und zum Erzielen einer glatten Gießhaut von Bedeutung, den Kern mit einer derartigen Konstruktion zu versehen, daß sein Durchmesser am oberen Teil (Einlaß des Metallflusses) groß und am Bodenteil gering ist. Wenn sich das Metall während des kontinuierlichen Abziehens eines Blocks verfestigt und schrumpft, wird über den Reibwiderstand zwischen der äußeren Umfangsfläche des Kernes und der verfestigten Hülle oder der Oberfläche des geschmolzenen Metalls die Hohlfläche ausge­ bildet. Da die Verfestigung und das Schrumpfmaß in Gieß­ richtung zunehmen, wird der Reibwiderstand am unteren Teil des Kerns erhöht. Die Konizität des Kernes kann den Reib­ widerstand mindern. Mit einem Anstieg der Konizität wird dieser Effekt groß, es können jedoch spezielle Gießdefekte, wie beispielsweise Überlappungsmuster oder Tropfmuster von nicht verfestigtem geschmolzenen Metall, an der inneren Umfangsfläche eines Hohlblocks auftreten. Wenn die Koni­ zität zu gering ist, steigt der Reibwiderstand auf ein Niveau an, bei dem Risse an der inneren Umfangsfläche eines Hohlblocks ausgebildet werden. Dann kann geschmolzenes Me­ tall durch die Risse austreten. Der Kern kann dann von dem ausgetretenen geschmolzenen Metall starr ummantelt werden, wodurch der Gießvorgang unmöglich wird. Die Konizität eines Kernes wird daher in Abhängigkeit von den entsprechenden Legierungsarten und den Abmessungen der Hohlblöcke innerhalb eines optimalen Bereiches festgelegt, um entsprechende Ei­ genschaften der Gießhaut zu erzielen.

Das Problem einer starren Kernumhüllung tritt besonders häufig auf, wenn ein Kern mit Zwangskühlung verwendet wird, da die verfestigte Hülle während des Beginns des Gießvor­ gangs schnell auf dem zwangsgekühlten Kern anwächst. Die Dicke und die Höhe der verfestigten Hülle sind örtlichen Schwankungen auf dem beweglichen Bodenblock unterworfen, da sich die Kühlungsintensität des geschmolzenen Metalls in Abhängigkeit von der Position des Formhohlraumes, wie bei­ spielsweise der Stelle des Einströmens und dessen gegen­ überliegender Lage, ändert. Die Gießparameter, wie bei­ spielsweise die Absenkzeit eines beweglichen Bodenblocks u.ä., liegen daher in engen Bereichen fest. Es ist sehr schwierig, mit dem Gießen eines Hohlblocks mit einer dünnen Wandung von etwa 8 bis 50 mm mit Hilfe einer Form, die mit einem zwangsgekühlten Kern versehen ist, zu beginnen. Die Wärmeleitfähigkeit des wärmeisolierenden Kernes hängt vom Material und den Abmessungen des speziellen verwendeten Kernes ab. Bei einem Graphitkern, der allgemein als wärme­ isolierender Kern bekannt ist, ist die Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu einem Kern aus hochschmelzendem und wärmeiso­ lierendem Material hoch. Wenn der Graphitkern bei Normal­ temperatur verwendet wird, können jedoch auch ähnliche Probleme wie bei einem zwangsgekühlten Kern auftreten. Der Graphitkern wird daher gelegentlich vor seiner Verwendung erhitzt. Diese Vorerhitzung ist bei der Massenproduktion von Hohlblöcken nicht nur sehr kompliziert, sondern es ist auch extrem schwierig, immer einen konstanten Temperaturbereich der Kerne beim Beginn des Gießens zu erzielen.

Die vorliegende Erfindung wurde unter den vorstehend be­ schriebenen Umständen beim Gießen von hohlen Metallblöcken konzipiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stranggieß­ verfahren zu schaffen, mit dem eine beständige und wirksame Herstellung von Hohlblöcken von besonders leichten Metallen, wie beispielsweise Aluminium und Magnesium, möglich ist, wobei diese Hohlblöcke speziell an ihrer inneren Umfangs­ fläche eine glatte Gießhaut, eine homogene und feine Struktur mit einer kleinen Schicht an inversen Segrega­ tionen, einen hohen Rundungsgrad und eine gleichmäßige Wanddicke besitzen.

Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung einer Vor­ richtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens.

Desweiteren soll durch die Erfindung ein Verfahren zur Ver­ fügung gestellt werden, mit dem die bisher beim Beginn des Gießens eines Hohlblocks auftretenden Nachteile vermieden werden können und mit dem Hohlblöcke gegossen werden können, die frei von Gießfehlern an der inneren Umfangsfläche sind und besonders gute Eigenschaften aufweisen.

Erfindungsgemäß wurden Verfahren zum Lösen der beim Strang­ gießen von Hohlblöcken auftretenden Probleme untersucht. Dabei wurde ein Verfahren entwickelt, das sowohl bei dem vorstehend erwähnten Schwimmerverfahren, Verfahren mit heißer Oberseite als auch bei einem direkten Anstichsver­ fahren mit Hilfe eines Abflußrohres Anwendung finden kann.

Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten Aspekt ein Strang­ gießverfahren zur Herstellung von Hohlblöcken, das die folgenden Schritte umfaßt: Schließen zu Beginn des Gießens eines Endes eines zwischen einer zwangsgekühlten rohrförmi­ gen Form und einem zwangsgekühlten Kern ausgebildeten Ring­ raumes durch einen beweglichen Bodenblock, kontinuierliches Gießen von geschmolzenem Metall in den Ringraum, Halten des geschmolzenen Metalls im Ringraum, Kühlen und Verfestigen des geschmolzenen Metalls durch die rohrförmige Form oder die rohrförmige Form und den Kern und dadurch Ausbilden eines Hohlblocks und kontinuierliches Absenken des beweg­ lichen Bodenblocks und dadurch Abziehen des Hohlblocks aus der rohrförmigen Form. Dieses Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein Gas um die äußere Umfangs­ fläche des Kernes eingeführt wird, daß mit Hilfe des einge­ führten Gases ein Ringspalt ausgebildet wird, der die innere Umfangsfläche des hohlen geschmolzenen Metalls, das in dem Ringraum gehalten wird, umgibt, und daß der Gasdruck des Ringspaltes auf die innere Umfangsfläche des hohlen geschmolzenen Metalls ausgeübt wird.

Der zweite Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine Vor­ richtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Ver­ fahrens. Bei dieser Vorrichtung handelt es sich um eine Stranggießvorrichtung für Hohlblöcke mit einer zwangsge­ kühlten rohrförmigen Form und einem Kern, der innerhalb der rohrförmigen Form gehaltert wird. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie die folgenden weiteren Be­ standteile umfaßt: Einen Überhang, der an der äußeren Um­ fangsfläche des Kernes, die mit dem geschmolzenen Metall während des Gießvorganges in Kontakt steht, ausgebildet ist und der gleichmäßig und horizontal vom Kern nach außen vor­ steht, und Öffnungen, die an der äußeren Umfangsfläche des Kernes unterhalb des Überhangs enden und mit einer Gas­ quelle in Verbindung stehen. Bei dem erfindungsgemäß ver­ wendeten Kern kann es sich um einen solchen mit Zwangs­ kühlung handeln oder auch nicht. Der Hohlblock, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht, ist in erster Linie als zylindrischer Hohlblock ausgebildet, d.h. als hohler Knüppel, der das Rohmaterial für verschiedene ringförmige oder rohrförmige Produkte darstellt. Die vorliegende Er­ findung kann naturgemäß auch bei einem Hohlblock Anwendung finden, der eine quadratische säulenförmige Gestalt be­ sitzt.

Der Spalt, der aufgrund der Druckaufbringung ausgebildet wird, ist so angeordnet, daß ein direkter Kontakt des geschmolzenen Metalls mit dem Kern verhindert wird. Dieser direkte Kontakt wird aufgrund der Ausbildung des Spaltes nach unten verschoben. Die Einrichtung zur Ausbildung des Ringspaltes bei einem Kern mit Zwangskühlung ist ein Über­ hang, der an der äußeren Umfangsfläche des Kernes, die mit dem geschmolzenen Metall während des Gießens in Kontakt steht, ausgebildet ist und der gleichmäßig und horizontal vom Kern nach außen vorsteht. Ein unter Druck stehendes Gas wird unter den Überhang eingeführt. Die Einrichtung zur Ausbildung des Ringspaltes ist bei einem Kern, der nicht mit Zwangskühlung gekühlt wird, ein Überhang des Kernes, der direkt über einer äußeren Umfangsstelle des Kernes ausge­ bildet ist, wo sich die verfestigte Hülle zu formen beginnt. Hierbei wird das unter Druck stehende Gas unter den Überhang eingeführt. Das Gas kann durch irgendeinen Kanal eingeführt werden, wenn es nur unter den Überhang eingeführt wird. Die Öffnungen zur Einführung des Gases sind kleine Hohlräume oder Öffnungen, die so ausgebildet sind, daß das geschmol­ zene Metall nicht in sie eindringt. Sie können verschiedene Formen besitzen. Beispielsweise wird bei dem vorstehend er­ wähnten Gießverfahren mit heißer Oberseite (hot-top castingmethod) ein hochschmelzender und wärmeisolierender Speicher in säulenförmiger oder rohrförmiger Gestalt kon­ tinuierlich auf der Oberseite eines Kühlkernes angeordnet, und die untere Umfangsfläche des Überhangs steht über die höhere Umfangsfläche des Kernes vor, um den Überhang zu bilden. Schlitze zur Einführung des Gases sind an den kontinuierlichen Teilen ausgebildet und stehen mit Gas­ kanälen im Kühlkern in Verbindung. Bei einem anderen Aus­ führungsbeispiel können die Öffnungen zur Einführung des Gases durch ein gasdurchlässiges hochschmelzendes Material gebildet werden, das den äußeren Umfangsteil eines Kernes unterhalb des Überhangs bildet und mit den Gaseinführkanälen im Kern in Verbindung steht. Der vorstehend erwähnte hoch­ schmelzende und wärmeisolierende Speicher besteht vorzugs­ weise aus einem Material, das mit geschmolzenem Metall nur schwierig zu benetzen ist, wie beispielsweise einem Mate­ rial, das unter dem Warennamen LUMIBOARD L100 (NICHIAS CO. LTD.), INSURAL(FOSECO Ltd.) und FIBERFLUX (TOSHIBA CERAMCS Co., Ltd.) bekannt ist. Das vorstehend erwähnte gasdurch­ lässige hochschmelzende Material besitzt vorzugsweise eine hohe Wärmeleitfähigkeit und ist mit geschmolzenem Metall nur schwierig zu benetzen. Vorzugsweise sind die Poren eines derartigen Materials nur schwierig zu benetzen. Vorzugs­ weise sind die Poren eines derartigen Materials derart aus­ gebildet, daß das geschmolzene Metall nur schwierig eindrin­ gen kann. Poröser Graphit, Keramiken, d.h. Siliciumkarbid, das mit porösem Siliciumnitrid gebunden ist, und hoch­ schmelzende Sintermetalle stellen geeignete gasdurchlässige hochschmelzende Materialien dar.

Das in der vorstehend beschriebenen Weise eingeführte Gas wird unterhalb des Überhangs des oberen Teiles des Kühl­ kernes gespeichert und bildet unter diesem Überhang einen Ringspalt um die äußere Umfangsfläche des Kernes herum. Der Spalt wird daher zwischen der äußeren Umfangsfläche des Kernes und der inneren Umfangsfläche des geschmolzenen Metalls ausgebildet. Wenn der Überhang nicht vorhanden ist, strömt das eingeführte Gas durch das geschmolzene Metall ohne Hemmung und bildet am oberen Ende des geschmolzenen Metalls Blasen. Somit wird der Ringspalt nicht ausgebildet.

Die Abmessungen des Überhangs, d.h. des nach außen vor­ stehenden Vorsprungs der äußeren Umfangsfläche des Kernes mit Zwangskühlung, wurden in erster Linie durch Versuche er­ mittelt und hängen von den Arten der verwendeten Metalle und Legierungen, der Form und den Abmessungen eines Blocks, der Gießgeschwindigkeit, der Höhe des geschmolzenen Metalls und der Form u.ä. ab. Beispielsweise beträgt bei Legierungen auf der Basis von Aluminium oder Magnesium und einem Hohlblock mit einem Innendurchmesser von 20 bis 100 mm der Vorsprung 1,5 mm oder mehr, vorzugsweise 3,0 mm oder mehr. Bei einem geringeren Wert ist es schwierig, den Ringspalt beständig aufrechtzuerhalten. Die Obergrenze des Vorsprungs ist nicht speziell beschränkt, jedoch erscheint ein Wert über 15 mm bedeutungslos.

Der im Ringspalt aufzubringende Druck liegt in der Nähe des hydrostatischen Drucks des geschmolzenen Metalls auf dem Niveau des Ringspaltes, der unter dem Überhang ausgebildet ist. Der aufzubringende Druck sollte unter einem Wert liegen, der ein Strömen des Gases über den Überhang und dann ein Aufschwimmen desselben zur Blasenbildung auf dem Niveau des geschmolzenen Metalls bewirkt, und unter einem Wert, bei dem der Kontaktbereich zwischen dem geschmolzenen Metall und der äußeren Umfangsfläche des Kernes durch den ringförmigen Spalt wesentlich reduziert wird.

Der infolge der Gaseinführung ausgebildete Ringspalt ist nicht gasdicht. Überschüssige Teile des Gases, die die Teile übersteigen, die zur Ausbildung des Ringspaltes mit einem Druck in der Nähe des hydrostatischen Drucks erforderlich sind, strömen nach unten durch kleine Freiräume zwischen der äußeren Umfangsfläche des Kühlkernes und der dünnen ver­ festigten Hülle um den Metallkörper herum. Während dieser Gasströmung bildet sich ein Vorhang aus. Auf der Basis von Versuchen, die von den Erfindern durchgeführt wurden, wurde festgestellt, daß die vorstehend erwähnten Freiräume pulsieren und daß sich ihre Positionen in Umfangsrichtung um den Metallkörper herum ändern und daß durch ein Schrumpfen des geschmolzenen Metalls aufgrund der Kühlung eine Aus­ weitung des Ringspaltes und durch eine Ausweitung des ge­ schmolzenen Metalls aufgrund des hydrostatischen Drucks eine Verringerung der Ringspalte bewirkt wird. Diese Ringspalte bewegen sich entlang der Kernoberfläche, und jeder Spalt pulsiert. Wenn daher bestimmte Gießparameter vorgegeben sind, muß ein im wesentlichen konstanter Gasdurchsatz auf­ rechterhalten werden, um den Spalt aufrechtzuerhalten, wenn ein vorgegebener Gasdruck ansteht. Gase, die für Legierungen auf der Basis von Aluminium verwendet werden können, sind Argon, Stickstoff, Helium und die anderen Edelgase. Aufgrund von Versuchen der Erfinder wurde festgestellt, daß Luft, Stickstoff, ein thermisch zersetztes Gas aus Schmieröl und Alkohol und Dampf in unerwarteter Weise zu guten Ergebnissen für eine Reihe der vorstehend erwähnten Legierungen führen. Diese Gase und Dampf, der Sauerstoff in einer Konzentration von 80% Vol. oder weniger enthält, wurden für Leichtmetalle und ihre Legierungen als geeignet befunden. Wenn das Sauer­ stoffvolumen 80% übersteigt, findet eine Verbrennungs­ reaktion des Schmieröles mit Sauerstoff statt, so daß sich der durch das Öl bewirkte Schmiereffekt verschlechtert. Beim Stranggießen von Aluminium-Lithium-Legierungen, sollte das Sauerstoffvolumen 15% oder weniger betragen, da diese Legierungen eine hohe Viskosität besitzen. Geeignete Gase, die zum Stranggießen von Legierungen auf Magnesiumbasis verwendet werden, sind Argon, Stickstoff, Helium, Kohlen­ dioxid sowie die anderen Edelgase und Schwefelhexafluorid allein oder in Kombination.

Wie beim herkömmlichen Stranggießen wird eine Schmiermit­ telzwischenschicht auf der äußeren Umfangsfläche des Kühl­ kernes ausgebildet, um ein Anhaften von geschmolzenem Metall auf dieser Fläche zu verhindern. Eine solche Schmiermittel­ zwischenschicht wird durch bekannte Verfahren ausgebildet, beispielsweise ein Verfahren zum kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Zuführen von flüssigem Schmieröl auf eine solche Oberfläche, um diese zu befeuchten, und ein Ver­ fahren zur Ausbildung eines Kernes durch ein Material, das eine hohe Wärmefestigkeit besitzt sowie selbstschmierend ist, wie beispielsweise Graphit und Bornitrid.

Bei der vorliegenden Erfindung wird die Wärmeabgabe von der Innenfläche des geschmolzenen Metalls, das in einer hohlen säulenförmigen Gestalt gehalten wird, an den Kühlkern herab­ gesetzt, und die Reibung zwischen dem Kern und dem halbver­ festigten oder verfestigten Block wird reduziert. Folglich ist die Gießhaut des Hohlblocks an der inneren Umfangs­ fläche glatt, und die inverse Segregationsschicht ist in einem direkt unterhalb der Gießhaut gelegenen Bereich der Metallstruktur gering. Somit wird eine gleichmäßige Struktur über die innere und äußere Umfangsschicht des Hohlblocks erreicht.

Bei einem Kern ohne Zwangskühlung werden die vorherrschenden Kühlfaktoren, die die Verfestigung des geschmolzenen Me­ talls, das in säulenförmiger Form gehalten wird, begünsti­ gen, durch das Kühlen über zwangsgekühlte Formen und das direkte Kühlen mit Hilfe von Kühlwasser bestimmt, das auf die äußere Umfangsfläche eines verfestigten Blocks unter­ halb der Form gespritzt wird. Die Verfestigungsgrenzfläche des geschmolzenen Metalls besitzt daher die Form einer Schräge, die sich von der äußeren Umfangsfläche des ge­ schmolzenen Metalls in Richtung auf den Kern nach unten erstreckt. Ein Anstieg der Viskosität des geschmolzenen Metalls tritt in diesem in der Nähe des Kernes auf, da der Anteil der festen Phase gegenüber der flüssigen Phase in der äußeren Umfangsfläche des geschmolzenen Metalls ansteigt, bis die Verfestigung vervollständigt ist. Dies bewirkt wiederum einen Anstieg der Reibung zwischen dem geschmolze­ nen Metall und der äußeren Umfangsfläche des Kernes, so daß auf diese Weise häufig verschiedene Gießfehler, wie bei­ spielsweise Risse und Streifen, sowie Gießprobleme, wie beispielsweise Ausbrüche, hervorgerufen werden.

Wenn die erfindungsgemäße Lehre bei einem Kern ohne Zwangs­ kühlung angewendet wird, wird ein Ringspalt um die äußere Umfangsfläche des Kerns ausgebildet und somit der Kontakt­ bereich zwischen der äußeren Umfangsfläche des Kernes und dem geschmolzenen Metall, insbesondere dem geschmolzenen Metall in der Nachbarschaft der Grenzfläche zwischen der festen Phase und der flüssigen Phase, herabgesetzt. Darü­ berhinaus wird die Reibung durch einen Gasvorhang ver­ ringert, der entlang der Grenze zwischen dem festen Block und dem Kern nach unten strömt. Die vorliegende Erfindung ist daher auch in vorteilhafter Weise beim Stranggießen mit Hilfe eines Kernes ohne Zwangskühlung anwendbar und ermög­ licht die beständige Herstellung von Hohlblöcken mit glatter Gießhaut um ihre innere Umfangsfläche herum, ohne daß dabei Gießprobleme, wie beispielsweise Ausbrüche, auftreten.

Erfindungsgemäß wird ein Stranggießverfahren von Hohl­ blöcken zur Verfügung gestellt, das beim Beginn des Gießens die folgenden weiteren Schritte umfaßt: Abdecken der inneren Umfangsfläche des Kernes mit einem hochschmelzenden wärme­ isolierenden Material, bevor das geschmolzene Metall in den Ringraum eingegossen wird, Bringen des hochschmelzenden wärmeisolierenden Materials in Kontakt mit dem geschmolzenen Metall, das zu Beginn des Gießvorganges in den Ringraum eingegossen worden ist, Ummanteln des hochschmelzenden warmeisolierenden Materiales mit gegossenem Metall, das sich an dem hochschmelzenden wärmeisolierenden Material ver­ festigt hat, und Abziehen des Hohlblocks zusammen mit dem hochschmelzenden wärmeisolierenden Material. Bei diesem Verfahren handelt es sich um eine weitere Variante der Er­ findung. Diese Variante kann verwirklicht werden durch: eine erste Ausführungsform, bei der nur die äußere Umfangsfläche eines Kernes mit einem Ring aus hochschmelzendem wärmeiso­ lierenden Material abgedeckt wird, eine zweite Ausführungs­ form, bei der die äußere Umfangsfläche eines Kernes und eine zwangsgekühlte Form mit einem hochschmelzenden wärmeisolie­ renden Ring abgedeckt werden, und eine dritte Ausführungs­ form, bei dem die äußere Umfangsfläche eines Kernes, eine Form mit Zwangskühlung und die obere Fläche eines beweg­ lichen Bodenblocks mit dem hochschmelzenden wärmeisolieren­ den Material abgedeckt werden. Bei der ersten Ausführungs­ form wird die äußere Umfangsfläche eines Kernes mit einem hochschmelzenden wärmeisolierenden Ring abgedeckt, um die thermische Beeinflussung des Kontaktteiles des Kernes mit dem geschmolzenen Metall zu verbessern und das Wachstum der verfestigten Hülle an der äußeren Umfangsfläche des Kernes mit dem geschmolzenen Metall zu verbessern und das Wachstum der verfestigten Hülle an der äußeren Umfangsfläche des Kernes zu verzögern. Bei der zweiten Ausführungsform werden nicht nur die thermische Beeinflussung des Kernes, sondern auch die thermische Beeinflussung eines Kontaktteiles der Form mit dem geschmolzenen Metall verbessert. Hierbei wird die Innenfläche einer Form mit Zwangskühlung mit einem Material abgedeckt, das hochschmelzend und wärmeisolierend ist. Folglich wird eine orientierte Verfestigung erreicht, so daß diese Verfestigung in erster Linie durch das Kühlen durch einen beweglichen Bodenblock fortschreitet. Bei dieser Ausführungsform wird die Verfestigung des geschmolzenen Metalls in dem durch den Kern, die Form und den Bodenblock ausgebildeten Gießkanal verzögert. Bei der dritten Aus­ führungsform wird ebenfalls die thermische Beeinflussung eines beweglichen Bodenblocks verbessert, um einen Wärme­ isolationszustand im Gießkanal zu verwirklichen und somit einen beständigen Gießbeginn eines Hohlblocks mit einer dünnen Wand zu erreichen.

Bei einer vierten Ausführungsform sind Nasen, die aus einem Material bestehen, das gegenüber einem Abbau durch das ge­ schmolzene Metall beständig ist, starr am beweglichen Bodenblock vorgesehen, um die erste, zweite und dritte Ausführungsform auszuführen. Da die Nasen im daran ver­ festigten gegossenen Metall eingebettet sind und da der bewegliche Bodenblock danach abgezogen wird, wird durch diese Ausführungsform der Gießbeginn weiter stabilisiert.

Das bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ver­ wendete hochschmelzende wärmeisolierende Material wird unter diversen Materialien ausgewählt, die bei der Temperatur des geschmolzenen Metalls hochschmelzend und wärmeisolierend sind. Beispielsweise werden bei einem geschmolzenen Metall aus Aluminium und dessen Legierungen Lagen verwendet, die aus verschiedenen Keramikfasern bestehen, oder Lagen, die durch Schlickerguß aus Keramiken in eine Ringform gebracht worden sind. Aluminiumoxidfaser, Siliciumdioxidfaser, Glas­ faser, Kohlefaser, vorgeformtes LUMIBOARD (Warenzeichen der Firma NICHIAS CO. LTD) u.ä. werden als Keramikfasern be­ vorzugt. Als im Handel befindliche Produkte sind Ceramics Paper (Warenzeichen der Firma Toshiba Monoflux Co., Ltd.) und Ibiwool paper (Warenzeichen der Firma Ibiden Co., Ltd.) beispielhaft für Keramikwolle. Diese Materialien besitzen eine niedrige Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise 0,11-0,08 Kcal/mh °C bei 700-600°C für Ibiwool paper (1 mm dick). Die Materialien und ihre Dicken werden je nach der Art des geschmolzenen Metalls, der Temperatur, der Wärmekapazität eines Formblocks als Ganzem, der Kühlbedingung u.ä. ausge­ wählt. Die Dicke des hochschmelzenden wärmeisolierenden Materiales liegt gewöhnlich in einem Bereich von 0,5 bis 3 mm.

Der hochschmelzende wärmeisolierende Ring wird vorzugsweise in der folgenden Weise verwirklicht: Der Ring wird auf der Fläche, die mit dem geschmoleznen Metall in Kontakt gebracht wird, mit Nasen aus einem Material versehen, das gegenüber einem Abtrag bzw. einer Abnutzung durch das geschmolzene Metall widerstandsfähig ist. Der Ring ist auf einem mittleren oder oberen Teil mit Löchern versehen, die den Kern und/oder die Form erreichen. Am mittleren Teil weist der Ring Löcher auf, die die Deckfläche des beweglichen Bodenblocks erreichen. Die vorstehend erwähnten Nasen und Löcher können in Kombination vorgesehen sein. Bei diesen Ausführungsformen stehen die Nasen und Löcher beim Gieß­ beginn in starrem Eingriff mit dem verfestigten Metall, so daß auf diese Weise eine stabile Trennung des hochschmel­ zenden wärmeisolierenden Materiales von der äußeren Um­ fangsfläche des Kernes oder der inneren Umfangsfläche der Form möglich ist.

Die Nasen an dem beweglichen Bodenblock, die bei der vierten Ausführungsform vorgesehen sind, können durch eine Vielzahl von Nägeln oder Stäben gebildet werden. Zwei oder sechs Nägel oder Stäbe, die in gleichen Abständen voneinander an­ geordnet sind, sind üblicherweise zufriedenstellend.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläu­ tert. Es zeigen:

die Fig. 1, 2A und 2B eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel 1, bei dem die Erfindung bei einem Gießver­ fahren mit heißer Oberseite Ver­ wendung findet. Hierbei zeigen Fig. 1 eine Gesamtansicht, Fig. 2A eine Schnittansicht der wesent­ lichen Teile eines Kernes und Fig. 2B eine Draufsicht des Kernes;

Fig. 3 eine Vorrichtung gemäß einem Aus­ führungsbeispiel 2, bei dem die Er­ findung bei einem Gießverfahren mit Schwimmer Verwendung findet;

die Fig. 4 und 5 Vorrichtungen von Ausführungsbei­ spielen 3 und 4, bei denen ein gas­ durchlässiger Ring aus hoch­ schmelzendem Material um die äußere Umfangsfläche eines Kühlkernes herum angeordnet ist;

Fig. 6A einen Vertikalschnitt durch den Kern des Ausführungsbeispiels 5;

Fig. 6B eine Schnittansicht des Kernes der Fig. 6A;

Fig. 7 die Anwendung der vorliegenden Er­ findung auf ein Gießverfahren mit heißer Oberseite, wobei ein vertikaler Schnitt durch einen Kern ohne Zwangskühlung dargestellt ist;

Fig. 8 ein Mikrofoto der inneren Umfangs­ flächenschicht eines Hohlblocks aus einer Aluminiumlegierung (AA5052), die gemäß Ausführungsbeispiel 1 hergestellt wurde;

Fig. 9 ein Mikrofoto der inneren Umfangs­ flächenschicht eines Hohlblocks aus einer Aluminiumlegierung (AA5052), die durch Vergleichsbeispiel 1 her­ gestellt wurde;

Fig. 10 ein die Makrostruktur der inneren Umfangsflächenschicht eines Hohl­ blocks aus einer Aluminiumlegierung (AA5052), die gemäß Ausführungsbei­ spiel 1 hergestellt wurde, wieder­ gebendes Foto;

Fig. 11 ein die Makrostruktur der inneren Umfangsflächenschicht eines Hohl­ blocks aus einer Aluminiumlegierung (AA5052), die gemäß Vergleichsbei­ spiel 1 hergestellt wurde, wieder­ gebendes Foto;

Fig. 12 eine Teilschnittansicht einer Ver­ tikalstranggießvorrichtung, bei der ein Kern mit einem Ring aus hochschmelzendem wärmeisolierendem Material abgedeckt ist;

Fig. 13 eine vergrößerte Teilansicht des Gegenstandes der Fig. 12;

Fig. 14 eine Darstellung, die den Fort­ schritt der Verfestigung im Ver­ gleich zu dem Zustand der Fig. 12 zeigt, so daß eine Entfernung des beweglichen Bodenblocks möglich ist;

die Fig. 15 und 16 den Gießbeginn mit Hilfe eines Ringes aus hochschmelzendem und wärmeisolierenden Material, der mit Nasen gemäß Fig. 17 versehen ist;

Fig. 17A ein Ausführungsbeispiel von Nasen, die am Ring aus dem hochschmelzen­ den wärmeisolierenden Material angeordnet sind;

Fig. 17B einen Schnitt entlang Linie A-A′ in Fig. 17A;

Fig. 18 ein Ausführungsbeispiel der Kühl­ löcher eines Ringes aus hoch­ schmelzendem wärmeisolierenden Material;

Fig. 19 eine Darstellung ähnlich Fig. 12, die eine Ausführungsform zeigt, bei der sowohl der Kern als auch die Form mit einem Ring aus hoch­ schmelzendem wärmeisolierenden Material bedeckt sind;

die Fig. 20 und 21 Schnitte durch eine Ausführungsform, bei der der Abzug eines Hohlblocks mit Hilfe eines mit Nasen ver­ sehenen Ringes aus hochschmelzendem wärmeisolierenden Materiales begon­ nen wird;

Fig. 22 eine Darstellung ähnlich Fig. 12, die eine Ausführungsform zeigt, bei der der Kern, die Form und der be­ wegliche Bodenblock mit einem Ring aus hochschmelzendem wärmeiso­ lierenden Material abgedeckt sind;

Fig. 23 ein Ausführungsbeispiel, gemäß dem die in Fig. 22 dargestellte Ab­ deckung aus dem hochschmelzenden wärmeisolierenden Material ein­ stückig ausgebildet ist;

die Fig. 24 und 25 Modifikationen der Ausführungsform der Fig. 21;

Fig. 26 eine Ausführungsform, bei der die Erfindung bei einem Horizontal- Stranggießverfahren Anwendung findet;

Fig. 27 den Gießbeginn bei einem herkömm­ lichen Verfahren;

Fig. 28 einen Teilschnitt durch eine Stranggießvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein fest an einem beweglichen Bodenblock angebrachter Nagel dar­ gestellt ist;

Fig. 29 einen Teilschnitt durch eine Stranggießvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der eine Nase an dem beweg­ lichen Bodenblock fest angebracht ist, die aus einem Draht in der Form eines umgedrehten L besteht;

Fig. 30 eine Teilschnittansicht der in Fig. 25 gezeigten Stranggießvor­ richtung, bei der ein Stahlnagel fest am beweglichen Bodenblock an­ gebracht ist;

Fig. 31 eine Stranggießvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung, bei der ein be­ weglicher Bodenblock 2 Schrägen aufweist, die scharfe Kanten be­ sitzen, wobei Fig. 31A einen Ver­ tikalschnitt der Gesamtvorrichtung, Fig. 31B eine Seitenansicht des Bodenblocks und einen Schnitt ent­ lang Linie A-A′ und Fig. 31C einen Schnitt durch den Bodenblock entlang Linie B-B′ zeigen; und

Fig. 32 eine Stranggießvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfin­ dung, bei der ein beweglicher Bo­ denblock eine Schräge mit einer scharfen Kante besitzt, wobei Fig. 32A einen Vertikalschnitt durch die Gesamtvorrichtung, Fig. 32B eine Seitenansicht des Bodenblocks und einen Schnitt entlang Linie A-A′ und Fig. 32C einen Schnitt durch den Boden­ block entlang Linie B-B′ zeigen.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, die bei einem Gießverfahren mit heißer Oberseite (hot top casting method) Anwendung findet. Die dargestellte Vorrichtung kann in der folgenden Weise zusammenfassend erläutert werden. Eine Stranggießvorrichtung mit heißer Oberseite mit Druck­ aufbringung, die in der US-PS 41 57 728 (DE-PS 27 34 388) beschrieben ist, ist zusätzlich mit einem Kern versehen, so daß das erfindungsgemäße Verfahren verwirklicht und eine glatte Gießhaut sowohl an der inneren als auch an der äußeren Umfangsfläche eines Hohlblocks ausgebildet werden kann. Eine rohrförmige Form 1 besteht aus einem Material, das stark wärmeleitend und hitzebeständig ist, wie bei­ spielsweise ein Metall und Graphit. Die rohrförmige Form 1 besitzt eine geeignete Form, die die äußere Umfangsfläche eines Hohlblocks 15 bildet und den Raum umgibt, in dem der Hohlblock 15 geformt wird. Sie weist im Querschnitt Kreis­ form auf, wenn beispielsweise ein zylindrischer Block gegossen wird. Die Form 1 besitzt einen Hohlraum, in den das Zwangskühlungsmedium, wie beispielsweise Wasser, durch eine Wasserzuführleitung 3 strömt. An der Oberseite der rohrför­ migen Form 1 ist ein Speicher 2 für geschmolzenes Metall, der aus einem hochschmelzenden wärmeisolierenden Material (beispielsweise LUMIBOARD) besteht, fest angebracht. Der Speicher 2 für das geschmolzene Metall ist konzentrisch zur rohrförmigen Form 1 angeordnet.

Die Umfangsfläche des unteren Endes des Speichers 2 für das geschmolzene Metall steht gleichmäßig über die Innenfläche der rohrförmigen Form 1 vor und bildet somit einen Überhang 5. Kleine Schlitze 6 sind an einem Kontaktbereich der Ober­ seite der rohrförmigen Form 1 und der Bodenendfläche des Speichers 2 für das geschmolzene Metall ausgebildet. Die Schlitze 6 sind zur Innenseite der Form hin gerichtet. Aus einer Einführungsöffnung 7 wird unter Druck stehendes Gas den Schlitzen 6 zugeführt und dann unter den Überhang 5 eingeführt. Schmieröl in flüssiger Form wird unter Druck gesetzt und durch eine Einführungsöffnung 8 eingeführt. Kleine Schlitze 8 a zum Zuführen des Schmieröls sind in der rohrförmigen Form 1 ausgebildet und in Richtung auf die innere Umfangsfläche in der Nähe des oberen Endes der Form orientiert. Das Schmieröl wird dadurch durch die kleinen Schlitze 8 a eingeführt und strömt folglich über die innere Umfangsfläche der rohrförmigen Form 1.

Geschmolzenes Metall 9 wird durch die Zuführöffnung 10 in den Speicher 2 für das geschmolzene Metall eingeführt, bis das geschmolzene Metall das Niveau 11 erreicht. Das ge­ schmolzene Metall 9 wird mit der Umfangsfläche der Form 1, die durch Wasser 4 gekühlt wird, in Kontakt gebracht. Die Verfestigung des geschmolzenen Metalls 9 beginnt somit. Das in der vorstehend beschriebenen Weise eingeführte Gas strömt unter den Überhang 5 ein und bildet dort einen Ringspalt, wo der Gasdruck einwirkt. Der Ausgangspunkt der Verfestigung wird aufgrund dieses Ringspaltes nach unten verschoben. Der Ringspalt erstreckt sich entlang der inneren Umfangsfläche der rohrförmigen Form 1, und das obere und untere Ende des Ringspaltes sind direkt unter dem Überhang 5 und einem vom Überhang etwas entfernten Teil angeordnet. Der Kontakt des geschmolzenen Metalls mit der inneren Umfangsfläche der Form wird durch den Ringspalt verhindert.

Ein beweglicher Bodenblock 13 ist auf einem Tisch 12 ange­ ordnet, der durch einen Hydraulikmechanismus auf- und abbe­ wegbar gelagert ist. Der verfestigte Block 15 wird mit Hilfe des Hydraulikmechanismus abgesenkt und während der Absenk­ bewegung der direkten Einwirkung von sekundärem Kühlwasser 14, 22 ausgesetzt, das durch die Schlitze eingespritzt wird, welche sich längs durch das untere Ende der Form und des Kernes erstrecken und nach unten orientiert sind. Wenn eine bestimmte Länge des Blocks austritt, wird das Eingießen von geschmolzenem Metall in den Speicher 2 und die Absenkbewe­ gung des Tisches 12 gestoppt, die rohrförmige Form 1 wegge­ schoben und der Tisch 12 zum Lagern des Blocks 15 angehoben.

Ein Kern 16, der einer Zwangskühlung ausgesetzt ist, wird konzentrisch oder koaxial im Inneren der rohrförmigen Form 1, die ebenfalls zwangsgekühlt wird, gehalten. Der Kern 16 besteht aus dem gleichen oder einem ähnlichen Material wie die rohrförmige Form 1. Er besitzt eine geeignete Form zur Ausbildung der inneren Umfangsform eines Hohlblocks 15. Die Form des Kernes 16 ist zylindrisch, wenn beispielsweise ein runder rohrförmiger Block gegossen werden soll. Der Kern 16 füllt den Raum aus, in dem der hohle Teil 19 des Blocks 15 ausgebildet werden soll. Die äußere Umfangsfläche 16 a des Kernes verjüngt sich nach innen, wie in der Zeichnung dar­ gestellt, was dem Verfestigungsschrumpf des geschmolzenen Metalls entspricht. Der Kern 16 wird durch ein Rohr 17 ge­ lagert, das einstückig mit der axialen Mitte des Kernes 16 ausgebildet ist und sich vertikal nach oben erstreckt. Das Rohr 17 ist mit einem Lagermechanismus (nicht gezeigt) verbunden. Dieser Mechanismus lagert den Kern 16 an einer festen Stelle und in Vertikalrechnung beweglich. Der Me­ chanismus steuert die Horizontal- und Vertikallage des Kernes 16. Bei der in Fig. 1 dargstellten Ausführungsform ist das obere Ende des Kerns 16 mit dem oberen Ende der rohrförmigen Form 1 bündig. Das obere Ende des Kernes kann jedoch wahlweise höher oder niedriger als das obere Ende der rohrförmigen Form 1 gewählt werden, je nach der Art der zu gießenden Metalle, der Abmessungen des Hohlblocks, den thermischen Gleichgewichtsbedingungen der Stranggießvor­ richtung u.ä.

Das Rohr 17 öffnet sich an seinem unteren Ende zu einem Hohlraum 21 des Kernes 16. Kühlwasser wird vom oberen Ende 20 des Rohres 17 eingeführt und kühlt den Kern 16. Dieses Kühlwasser wird dann durch die Schlitze oder Löcher, die einen kleinen Durchmesser besitzen und im unteren Umfangs­ ende des Kerns 16 ausgebildet und nach unten gerichtet sind, eingespritzt. Das eingespritzte Wasser stellt das sekundäre Kühlwasser 22 dar.

Ein Kopfteil 18, das aus einem zylindrischen hochschmelzenden wärmeisolierenden Material (Warenzeichen "LUMIBOARD") be­ steht, ist auf der Oberseite des Kernes 16 an einer konzentrischen Stelle des Kernes befestigt. Das Rohr 17 steht in Vertikalrichtung vom Kopfteil 18 vor. Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht das Material des Kopfteiles dem des Speichers 2 für das geschmolzene Metall. Diese Materialien können sich jedoch voneinander unter­ scheiden. Die äußere untere Umfangsfläche des Kopfteils 18 steht gleichmäßig über die obere äußere Umfangsfläche des Kerns 16 vor und bildet somit einen Überhang 23. An einem Kontaktteil zwischen dem oberen Ende des Kerns 16 und dem Bodenende des Kopfteils 18 sind kleine Schlitze 24 ausge­ bildet und nach außen gerichtet. Die kleinen Schlitze 24 besitzen gleichmäßige Abmessungen um den Kontaktteil herum.

Unter Druck stehendes Gas wird über die Einführleitung 25, die durch das Kopfteil 18 vorsteht, den Schlitzen 24 zuge­ führt. Somit wird die innere Umfangsfläche des geschmolzenen Metalls unter dem Überhang 23 mit Gasdruck beaufschlagt. Ein Einführungsrohr 26 ist ebenfalls vorgesehen, um Schmieröl zuzuführen. Kleine Öffnungen 26 a (Fig. 2) sind radial um den Wandteil des Kerns 16 ausgebildet und zur äußeren Umfangsfläche des Kernes gerichtet. Das Schmieröl tritt daher an der äußeren Umfangsfläche des Kerns 16 aus und benetzt folglich diese Fläche gleichmäßig.

Fig. 2 zeigt den Hauptteil des in Fig. 1 dargestellten Kernes in vergrößertem Maßstab. Fig. 2A ist ein Verti­ kalschnitt durch den Kern, während es sich bei Fig. 2B um einen Schnitt entlang Linie A-A′ von Fig. 2A handelt. An einem Kontaktteil der unteren Fläche des Kopfteils 18 und der Oberseite des Kerns 16 sind O-Ringe 28 und 29 einge­ setzt. Diese O-Ringe 28 und 29 sind an Stellen angeordnet, die das Gaseinführrohr 25 und das Schmieröleinführrohr 26 umgeben. Ein O-Ring 30 ist ebenfalls am Kontaktteil inner­ halb der Nuten zur Verteilung des Gases um den Kern herum angeordnet. Daher verhindern die O-Ringe 28, 29 und 30 am Kontaktteil das Durchlecken von Gas und Schmieröl. Die Nut 31 zur Verteilung des Gases um den Kern herum besitzt eine ringförmige Gestalt und ist an der Oberseite des Kerns 16 und in der Nähe der äußeren Umfangsfläche desselben ausge­ bildet. Das Gas wird von der Gaseinführnut 31 über die Schlitze 24 unter den Überhang 23 geführt, wo es den Ring­ spalt 23 a ausbildet und den entsprechenden Druck auf die innere Umfangsfläche des geschmolzenen Metalls 10 ausübt. Kleine Freiräume sind zwischen der dünnen, verformbaren verfestigten Hülle des geschmolzenen Metalls, die noch nicht die nötige Steifigkeit besitzt, und der inneren Umfangs­ fläche des Kerns 16 ausgebildet. Überschüssiges Gas strömt aus dem Ringspalt 23 a über die kleinen Freiräume heraus nach unten.

Eine Ringnut 26 b ist im äußeren Umfangsteil des Kernes 16 ausgebildet, so daß das Schmieröl um den Kern 16 herum verteilt werden kann. Das Schmieröl wird über eine Einführ­ leitung 26 zugeführt, füllt dann die Ringnut 26 b aus und tritt an der äußeren Umfangsfläche des Kernes 16 aus und benetzt diese Fläche. Natürliches Pflanzenöl, wie bei­ spielsweise Rizinusöl, Erdnußöl und Rapsöl, oder synthe­ tisches Schmieröl können allein oder in Kombination als Schmieröl verwendet werden. Das eingesetzte Schmieröl ist jedoch nicht auf diese Öle beschränkt.

Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung zeigt die Anwendung der Erfindung auf ein Gießverfahren mit Schwimmer. Mit Hilfe von Kühlwasser, das durch die Einführleitung 3 ein­ strömt, wird die rohrförmige Form 1 zwangsgekühlt. Ein zylindrischer Kern 16 wird konzentrisch innerhalb der rohrförmigen Form 1 gehalten. Der Kern 16 wird vom Kühl­ wasser, das durch die Einführleitung eines Rohres 17 in den Kern 16 einfließt, zwangsgekühlt. Die Oberseite der rohr­ förmigen Form 1 ist mit der des Kerns 16 bündig. Geschmol­ zenes Metall 10 ist in einer Gießpfanne 27 gespeichert und wird dann in den Ringraum zwischen der rohrförmigen Form 1 und dem Kern 16 über das Bodenende eines Stopfens 10 a, eines Anstiegrohres 28 und einen Schwimmer 29 eingegossen. Der Schwimmer 29 steuert das Niveau der Oberfläche des geschmol­ zenen Metalls 11 innerhalb der Form. Ein Überhang 23 ist in der Nähe dieses Niveaus und darüber, wo die Verfestigung beginnt, ausgebildet, um die Abkühlung des geschmolzenen Metalls durch den Kern 16 zu mildern. Ein hochschmelzender wärmeisolierender Filz 2 a umgibt die äußere Umfangsfläche des Kerns 16, und der Überhang 23 wird vom unteren Ende des Files 2 a gebildet. Die äußere Umfangsfläche des Kerns 16 besitzt eine umgekehrt konische Form, was dem zunehmenden Schrumpf eines Blocks in Axialrichtung während der Ver­ festigung entspricht. Eine Leitung 25 zur Einführung von unter Druck stehendem Gas erstreckt sich durch den Kern 16 von dessen Oberseite in dessen Inneres. Eine Leitung 26 dient zur Einführung des flüssigen Schmiermittels. Diese Leitungen 25 und 26, die mit den entsprechenden Verteiler­ nuten in Verbindung stehen, besitzen den gleichen Aufbau wie beim Ausführungsbeispiel 1. Von diesen Schlitzen über die entsprechenden Schlitze strömen das unter Druck stehende Gas und das Schmiermittel ab. Folglich wird das unter Druck stehende Gas direkt unter (23 a) den Überhang geführt, während das Schmiermittel der äußeren Umfangsfläche des Kernes zugeführt wird. Das unter Druck stehende Gas und das Schmiermittel werden wie beim Ausführungsbeispiel 1 über Mechanismen zum Steuern des Drucks und des Durchsatzes des entsprechenden Strömungsmittels (nicht gezeigt) geführt.

Die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung wird als Kern bei dem in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 1 beschriebe­ nen Verfahren mit heißer Oberseite (hot-top method) verwen­ det. Der Kern 16 wird zwangsgekühlt. Ein Kopfteil 18, das aus einem hochschmelzenden wärmeisolierenden Material be­ steht, ist starr mit der Oberseite des Kernes 16 verbunden. Das Kopfteil 18 steht an seinem unteren Ende gleichmäßig nach außen über die äußere Umfangsfläche des Kernes 16 vor. Der entsprechende Überhang 23 wird daher um die äußere Um­ fangsfläche des Kerns 16 herum ausgebildet. Ein wärme­ leitender und gasdurchlässiger Ring 32 ist um die äußere Umfangsfläche des Kernes 16 eingesetzt. O-Ringe 32 a und 32 b sind am Kontaktteil dieses Rings 32 und des Kernes 16 an­ geordnet, so daß dieser Kontaktteil gasdicht wird. Eine Ringnut 33 ist am Kontaktteil des wärmeleitenden und gas­ durchlässigen Ringes 32 ausgebildet und steht mit einer Schmiermitteleinführleitung 26 in Verbindung, die durch das Kopfteil 18 vorsteht. Schmiermittel wird der Ringnut 33 zugeführt und tritt dann an der äußeren Umfangsfläche des Rings 32 aus. Poröser Graphit (beispielsweise im Handel erhältlich unter dem Warennamen ATJ, hergestellt von der Firma Union Carbide Corporation) oder gesintertes Metall­ pulver können als wärmeleitendes und gasdurchlässiges Material verwendet werden. Die Größe der Poren dieses Materials ist so gering, daß das geschmolzene Metall nicht in die Poren eindringt.

Ein Abstandshalter 34 aus Metall ist in das untere Ende des Kopfteils 18 eingesetzt, um die Gasdichtigkeit zu verbes­ sern. Eine Leitung 25 zur Einführung des unter Druck stehen­ den Gases steht durch das Kopfteil 18 und den Abstandshalter 34 vor und ist mit einem Teil einer Ringnut 35 verbunden, die am unteren Ende des Abstandshalters ausgebildet ist. Schlitze 24 erstrecken sich radial von der Ringnut 35 in Richtung auf den Überhang 23. Das Gas passiert daher die Schlitze 24. Ein O-Ring 29 verhindert das Durchlecken des eingeführten Gases.

Die Nut 33 im hochschmelzenden und gasdurchlässigen Ring 32 ist vorzugsweise so nahe wie möglich am Überhang 23 und in einer solchen vertikalen Lage angeordnet, daß das geschmol­ zene Metall mit einem Teil dieses Rings 32, der etwa mit dem Niveau der Nut 33 bündig ist, in Kontakt tritt. Die Nut besitzt vorzugsweise die Form eines sich um den Kernkörper herum erstreckenden Streifens.

In wünschenswerter Weise ist die äußere Umfangsfläche des hochschmelzenden und gasdurchlässigen Rings 32 in Gieß­ richtung konisch ausgebildet. Ein Rohr 36 ist innerhalb des Rohres 17 zur Einführung von Kühlwasser angeordnet, steht durch den Kern 16 vor und ist konzentrisch innerhalb dieses Rohrs 17 gelagert. Das Rohr 36 ist zur Umgebungsluft am oberen Ende (nicht gezeigt) offen und öffnet sich in den Innenraum 37 eines Hohlblocks 15. Der Druck des Innenraums 37 des Hohlblocks kann daher aufgrund dieses Rohrs 36 auf Atmosphärendruck gehalten werden. Dieses Rohr 36, das die Funktion der Druckaufrechterhaltung besitzt, wie vorstehend beschrieben, ist jedoch nicht wesentlich.

Die in Fig. 5 gezeigte Vorrichtung ist eine andere Aus­ führungsform als die in Fig. 4 und für einen Kern geeig­ net, der beim Gießen mit heißer Oberseite eingesetzt wird.

Ein wärmeleitender und gasdurchlässiger Ring 32 aus hoch­ schmelzendem Material ist um die äußere Umfangsfläche eines Kernes 16 herum eingesetzt, wie in Fig. 4. Dieser Ring 32 besitzt einen oberen Teil, der die Form eines Flansches aufweist, welcher gleichmäßig nach außen vorsteht und somit einen Überhang 23 bildet. Ein Kopfteil 18 aus hochschmelzen­ dem und wärmeisolierenden Material ist fest am Kern 16 und dem Flansch angeordnet. O-Ringe 38 a und 38 b sind an einem Kontaktteil zwischen dem Kopfteil 18, dem Flansch und dem Kern 16 eingesetzt, um ein Durchlecken von Gas und Schmier­ öl von den Kontaktteilen zu verhindern. Schmieröl wird durch das Kopfteil 18 geleitet und dann mit Hilfe einer Leitung 26 in den Kernkörper eingeführt. Dieses Schmieröl wird dann um die Ringnut 39 herum verteilt, welche im Kern innerhalb des gasdurchlässigen Rings 32 ausgebildet ist. Die vertikale Lage der Ringnut 39 befindet sich oberhalb der Kontaktpo­ sition des geschmolzenen Metalls mit der äußeren Umfangs­ fläche des gasdurchlässigen Ringes 32 und unterhalb des Überhangs 23. Der obere Teil der Ringnut 39 erstreckt sich nach oben, so daß auf diese Weise Schmieröl direkt unter den Überhang 23 geleitet wird. Dieses Schmieröl füllt die Ring­ nut 39 aus, dringt dann durch den gasdurchlässigen Ring 32 und feuchtet dessen äußere Umfangsfläche an.

Das Gas wird mit Hilfe einer Leitung 25 durch das Kopfteil 18 und dann durch den Kernkörper eingeführt. Diese Leitung steht mit einem Teil einer horizontalen Ringnut 40 in Verbindung, die innerhalb des Flansches des gasdurchlässi­ gen Ringes 38 in der Nähe des Überhangs 23 vorgesehen ist. Das Gas wird daher um die horizontale Ringnut 40 herum ver­ teilt und dann direkt unter den Überhang 23 geführt. Der Spalt 23 a, in dem der Gasdruck einwirkt, wird auf diese Weise hergestellt.

Die im Vertikalschnitt der Fig. 6A dargestellte Vor­ richtung ist ein Ausführungsbeispiels eines Kernes, der bei dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren mit heißer Oberseite eingesetzt wird. Ein Kopfteil 18 ist mit einer Ausnehmung an seinem unteren Ende 41 versehen. Der Kern 16, der zwangsge­ kühlt ist, wird an seinem oberen Ende in die Ausnehmung 41 eingesetzt. Das Kopfteil 18 besitzt an seinem unteren Umfang einen nach unten gerichteten Teil 42, der die obere äußere Umfangsfläche des Kernes 16 abdeckt. Dieser nach unten ge­ richtete Teil 42 steht gleichmäßig über die äußere Umfangs­ fläche des Kernes 16 nach außen vor.

Die Leitung 26 zur Zuführung von Schmieröl steht nach unten durch das Kopfteil 18 vor und ist an ihrem unteren Ende mit einem Teil der Ringnut 26 b im Kern 16 verbunden. Kapillar­ rohre 26 a zweigen von der Ringnut 18 ab und enden an der äußeren Umfangsfläche des Kernes 16. Das Schmieröl dringt durch die Kapillarrohre 26 a und feuchtet die äußere Umfangs­ fläche des Kerns 16 an. Die Leitung 25 zur Einführung von unter Druck stehendem Gas steht nach unten durch das Kopfteil 18 vor und ist an ihrem unteren Ende mit einem Teil der Ringnut 31 verbunden. Ein kleiner Schlitz 24 steht mit der Ringnut 31 in Verbindung. Kleine Schlitze 24 a sind zwischen der äußeren Umfangsfläche des Kerns 16 und dem nach unten gerichteten Teil 42 des Kopfteils 18 ausgebildet und mit dem kleinen Schlitz 24 verbunden. Die kleinen Schlitze 24 a sind direkt unter dem Überhang 23 geöffnet. Unter Druck stehendes Gas wird daher durch die Teile 25, 31, 24 und 24 a zugeführt und bildet einen Ringspalt 23 a, in dem der Gas­ druck einwirkt, so daß der Kontaktbereich des geschmolzenen Metalls mit der Kernfläche, die zwangsgekühlt wird, herab­ gesetzt wird.

Fig. 6B zeigt einen Teilschnitt und eine Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 6A. Kleine Schlitze 24 a sind über ein Rändelwerkzeug in der Form von vertikalen Nuten ausgebildet. Diese kleinen Schlitze 24 a werden für den Durchgang des Gases bevorzugt, da sie nicht verstopfen.

In Fig. 7 ist eine Modifikation des in Fig. 1 gezeigten Gießverfahrens mit heißer Oberseite gezeigt. Bei dieser Ausführungsform findet die vorliegende Erfindung bei einem Kern ohne Zwangskühlung Anwendung. Ein solcher Kern 16, der aus einem hochschmelzenden wärmeisolierenden Material (Warenname LUMIBOARD) besteht, ist über einen Bolzen 36 a mit einem Kopfteil 18, welches aus dem identischen hochschmel­ zenden wärmeisolierenden Material besteht, als Einheit ausgebildet. Das untere Ende des Kopfteils 18 steht nach außen über die äußere Umfangsfläche des Kernes an dessen oberem Ende vor und bildet somit einen Überhang 23. Unter Druck stehendes Gas und Schmieröl werden über Leitungen 25 und 26 eingeführt, die durch das Kopfteil 18 vorstehen. Unter Druck stehendes Gas wird unmittelbar unter den Über­ hang eingeführt, und Schmieröl wird in Richtung auf die äußere Umfangsfläche des Kernes geführt, wie dies bei der Ausführungsform der Fig. 1 der Fall ist. Der Überhang ist im geschmolzenen Metall und unmittelbar über der Grenz­ fläche 15 a zwischen der festen und der flüssigen Phase angeordnet, so daß der Abstand zwischen dem Niveau des Überhangs 23 und dieser Grenzfläche 15 a vorzugsweise 30 mm oder weniger, am bevorzugsten 10 mm oder weniger, beträgt.

In den Fig. 12 bis 30, mit Ausnahme der Fig. 27, sind weitere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Gleiche Teile der Stranggießvorrichtung der Fig. 12 bis 30, die den Teilen der Fig. 1 bis 7 entsprechen, besitzen die gleichen Bezugsziffern. Diese Teile werden zur Verkürzung der Beschreibung nicht nochmals erläutert.

In den Fig. 12 und 13 ist mit 51 eine Leitung zur Zu­ führung eines Gases bezeichnet. Das zugeführte Gas wird dann in eine Ringnut 51 a eingeführt, die an der Oberseite einer rohrförmigen Form 1 ausgebildet ist und sich in Umfangs­ richtung um die Leitung 7 erstreckt. Ein Kern 16 ist über einen Aufhängungsmechanismus (nicht gezeigt) in den Hohlraum der rohrförmigen Form 1 eingehängt. Das sekundäre Kühl­ wasser 22, das vom Kern 16 nach außen strömt, kühlt einen beweglichen Bodenblock 13 während einer anfänglichen Gieß­ periode und kühlt danach nach dem Beginn des Abzuges des gegossenen Blockes die Innenfläche desselben. Aufgrund dieser Kühlfunktion wird die Befestigungsgrenzfläche in Gießrichtung während des Stranggießens des Hohlblocks in einer geeigneten Position gehalten.

Ein ringförmiger Gaskanal 54 ist zwischen dem Kopfteil 18 und den Leitungen 26 zur Zuführung von Schmieröl ausge­ bildet. Vor dem Gießen wird ein Ring 59 aus hochschmel­ zendem wärmeisolierenden Material um die äußere Umfangs­ fläche des Kernes 16 befestigt. Wenn geschmolzenes Metall in die Stranggießvorrichtung eingegossen wird, wird es durch den beweglichen Bodenblock 13 und die rohrförmige Form 1 einem primären Kühlvorgang unterzogen. Eine verfestigte Hülle 58 wird daher geformt. Da der Ring 59 neben dem Kern 16 vorhanden ist, wächst die verfestigte Hülle 58 im Vergleich zum Wachstum am beweglichen Bodenblock 13 und an der rohrförmigen Form 1 relativ langsam an diesem Ring 59. In Fig. 27 ist das Wachstum der verfestigten Hülle gezeigt, wenn kein Ring 59 aus hochschmelzendem wärmeisolierenden Material vorgesehen ist. Die verfestigte Hülle 58 an der äußeren Umfangsfläche des Kerns 16 und die anderen Flächen wachsen auf eine gemeinsame Dicke. Gemäß dem Verfesti­ gungsschrumpf der verfestigten Hülle 58 wird der Kern 16 von dem daran verfestigten gegossenen Metall ummantelt. Obwohl die äußere Umfangsfläche des Kernes 16 konisch ausgebildet ist, sichert diese Konizität 16 a kein glattes Abziehen eines Blocks, wenn die Ummantelungskraft des gegossenen Metalles groß ist.

Gemäß Fig. 14 ist die Verfestigung weiter fortgeschritten als gemäß Fig. 12. Die verfestigte Hülle 58 wächst weiter und schließlich an den Ring 59 aus dem hochschmelzenden wärmeisolierenden Material. Der Ring 59 wird daher vom Metall der verfestigten Hülle 58 ummantelt, wie in Fig. 14 gezeigt. Dieser Ring 59 ist derart lösbar um den Kern 16 angeordnet, daß er beim Beginn des Gießens zurückgezogen wird. Wenn der Ring 59 starr am Kern 16 befestigt ist und der bewegliche Bodenblock 15 und somit der Ring 59, der vom Metall der verfestigten Hülle 59 ummantelt ist, beim Beginn des Gießens zurückgezogen werden, bricht der Ring 59 teilweise und seine Fragmente werden in die verfestigte Hülle 58 eingebettet, so daß Gießfehler entstehen. In diesem Fall wird die Aufgabe der Erfindung nicht gelöst. Der Ring 59 wird daher lose um den Kern 16 herum angeordnet, auf seiner Oberfläche aufgerauht oder einstückig in der Form eines Netzes ausgebildet, so daß er die verfestigte Hülle 58 fest mit dem Ring 59 verbindet.

In den Fig. 15 bis 18 sind bevorzugte Ausführungsformen dargestellt, die ein Zurückziehen des Ringes 59 zusammen mit einem beweglichen Bodenblock 13 und eine Verbindung zwischen der verfestigten Hülle 58 und dem Ring 59 sicherstellen.

In Fig. 15 sind die Einzelheiten der rohrförmigen Form 1 und des Kernes 16 weggelassen worden. Mit 60 sind Nasen be­ zeichnet, die aus einem Material bestehen, das vom geschmol­ zenen Metall 9 nur schwierig abgetragen werden kann (im Falle von Aluminium als geschmolzenem Metall Stahl). Die Nasen 60 stehen durch den Ring 59 vor und erstrecken sich in den Formhohlraum. Sie werden daher vom gegossenen Metall ummantelt, das sich auf ihnen verfestigt. Die in Fig. 15 gezeigten Nasen 60 besitzen die Form eines "J", das einen Teil aufweist, der in Richtung auf den Kern 16 weist und die Vorsprünge verstärkt. Dieser Teil ist nicht wesentlich, da er die Vorsprünge lediglich verstärkt. Die verfestigte Hülle 58 wächst in der in Fig. 15 gezeigten Weise und verfestigt sich an den Nasen 60 sowie ummantelt diese. Die verfestigte Hülle 58 und der Ring 59 werden daher fest miteinander ver­ bunden. Wenn ein Hohlblock, bei dem der vorstehend beschrie­ bene Bindungsvorgang durchgeführt wird, abgezogen wird, werden die Teile (58, 59 und 60) zusammen abgesenkt, während das Wachstum der verfestigten Hülle 58 weitergefördert wird, wie in Fig. 16 gezeigt.

In den Fig. 17A und 17B ist eine vergrößerte Teilansicht des Ringes 59 aus dem hochschmelzenden wärmeisolierenden Material gezeigt. Die Nasen 60 bestehen aus Klammern. Mit 61 sind Kühlnuten in U- oder V-Form bezeichnet, die durch Ein­ kerben des oberen Randes des Ringes 59 hergestellt werden. Geschmolzenes Metall dringt in die Nuten 61 ein, und die Verfestigung beginnt hier. Die Nuten 61 dienen daher als Verfestigungsausgangspunkte des geschmolzenen Metalls 7. Durch die Nuten 61 und die Nasen 60 wird daher die Ummante­ lung verbessert, so daß der Ring 59 mit dem daran ver­ festigten Metall vollständig ummantelt wird und auf diese Weise das Zurückziehen des Ringes 59 zusammen mit dem be­ weglichen Bodenblock sichergestellt wird.

In Fig. 18 sind die Kühllöcher 62 dargestellt, die die gleiche Funktion wie die Kühlnuten besitzen. Wenn ge­ schmolzenes Metall während der anfänglichen Gießperiode in die Kühllöcher 62 eindringt, tritt die Verfestigung in den Kühllöchern 62 früher auf als auf den Hauptflächen des Ringes 59. Die Kühllöcher 62 verhalten sich daher als Ver­ festigungsausgangspunkte im geschmolzenen Metall 7. Der bevorzugte Durchmesser des Kühllöcher 62 liegt in einem Bereich von 1,5 bis 15 mm. Unterhalb dieses Bereiches sind die Wirkungen der Kühllöcher schlecht. Über diesem Bereich ist es schwierig, über die Hauptfläche des Ringes 59 die Kühlwirkung des Kernes herabzusetzen. Die Form der Kühl­ löcher ist nicht auf eine runde Form begrenzt. Sie können rechteckförmig, dreieckförmig, polygonal oder schlitzförmig ausgebildet sein.

In den Fig. 19, 20 und 21 sind diverse Ausführungsformen dargestellt, bei denen Ringe aus hochschmelzendem wärmeiso­ lierenden Material an anderen Stellen angeordnet sind als in Fig. 12 gezeigt. In Fig. 19 entspricht die Gießperiode der der Fig. 12. Hierbei sind Ringe 59 und 70 aus hoch­ schmelzendem wärmeisolierenden Material so angeordnet, daß sie der äußeren Umfangsfläche eines Kernes 16 und der inne­ ren Umfangsfläche einer rohrförmigen Form gegenüberliegen. Die Verfestigung an den Umfangsflächen der Form 1 und des Kernes 16 wird daher unterdrückt, während die Verfestigung am beweglichen Bodenblock 13 aufgrund des Abzugs von Wärme­ energie durch diese Platte 13 gefördert wird. Es wird somit eine orientierte Verfestigung verwirklicht, so daß die Wachstumsgrenzfläche der verfestigten Schicht 58 flach wird. Dies führt wiederum zu einer beträchtlichen Verzögerung der Verfestigung in dem hohlen Gießkanal, der vom Kern 16, der Form 1 und dem beweglichen Bodenblock 13 umgeben wird. In diesem Fall ermöglicht die Abzugszeit eines Hohlblocks, die durch das geeignete Wachstum der verfestigten Hülle bestimmt wird, eine große Abweichung von einer vorgegebenen Zeit­ dauer, da die verfestigte Hülle langsamer wächst. Der Ring 70 aus hochschmelzendem wärmeisolierenden Material neben der rohrförmigen Form 1 muß zusammen mit dem Hohlblock abgezogen werden, wie dies in Verbindung mit Fig. 12 beschrieben wurde. Die Fig. 20 und 21 entsprechen den Fig. 15 und 16. Hierbei ist die verfestigte Hülle 58 mit Ringen 59 und 60 aus hochschmelzendem wärmeisolierenden Material sowohl an der Formseite als auch an der Kernseite mit Hilfe von Nasen 60 und 60′ fest verbunden.

In Fig. 22 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. Hierbei sind Ringe 59 und 70 aus hochschmelzendem wärme­ isolierenden Material so angeordnet, daß sie der äußeren Umfangsfläche eines Kernes 16 und der inneren Umfangsfläche einer rohrförmigen Form 1 gegenüberliegen. Eine Lage 71 aus hochschmelzendem wärmeisolierenden Material ist auf dem be­ weglichen Bodenblock 13 angeordnet. Folglich wird die Ver­ festigung in dem hohlen Gießkanal, der vom Kern 16, der Form 1 und dem beweglichen Bodenblock 13 umgeben wird, beträchtlich verzögert. In diesem Fall ermöglicht die Abzugszeit eines Hohlblocks eine größere Abweichung von einem vorgegebenen Wert als im Fall der Fig. 19. Die Ringe 59, 70 und die Lage 71 aus dem hochschmelzenden wärmeiso­ lierenden Material müssen zusammen mit einem Hohlblock abgezogen werden, wie dies in Verbindung mit Fig. 14 erläutert wurde.

Gemäß Fig. 23 sind Ringe 59, 70 aus hochschmelzendem wärmeisolierenden Material und eine Lage 71 einstückig in der Form eines "U" ausgebildet. Eine Reihe von Kühllöchern 62 und 63, die Verfestigungsausgangspunkte bilden, ist an der Wand der Teile 59, 70 und 71 aus dem hochschmelzenden wärmeisolierenden Material ausgebildet. Die Zahl und die Fläche der Kühllöcher 62 und 63 ist derart festgelegt, daß der Verzögerungseffekt, der durch die vorstehend genannten Materialien erreicht wird, aktiv gehalten wird.

Die Fig. 24 und 25 zeigen weitere Ausführungsformen. In den Fig. 24 und 25 ist nur ein Teil der Oberseite eines beweglichen Bodenblocks mit hochschmelzendem wärmeisolie­ renden Material bedeckt. Im Fall der Fig. 25 beginnt die verfestigte Hülle auf der unbedeckten Oberfläche des beweg­ lichen Bodenblocks zu wachsen und wächst dann vertikal und horizontal. Die verfestigte Hülle erreicht dann das Umfangs­ ende des Ringes 71 aus hochschmelzendem wärmeisolierenden Material. Während der darauffolgenden Zeitdauer wächst die verfestigte Hülle in der Weise, daß sie auf den Ring 71 kriecht. In einer etwas späteren Zeitdauer wird selbst auf dem Ring 59 aus hochschmelzendem wärmeisolierenden Material eine dünne verfestigte Hülle ausgebildet, die den Kern 16 und die rohrförmige Form 1 abdeckt. Wenn ein derartiger Verfestigungszustand erreicht ist, ist die verfestigte Hülle fest an den beweglichen Bodenblock 13 und den Ring 59 ange­ bunden. Die verfestigte Hülle und der Ring 59 können daher zusammen abgezogen werden, wenn der bewegliche Bodenblock 13 abgezogen wird.

Die Fig. 28, 29 und 30 zeigen noch weitere Ausführungs­ formen.

In Fig. 28 sind die gleiche Gießperiode wie in Fig. 15 sowie wesentliche Teile einer Stranggießvorrichtung dar­ gestellt. Ein Loch 81 ist am beweglichen Bodenblock 13 aus­ gebildet. Ein Kupfernagel ist in den beweglichen Bodenblock 13 eingetrieben. In Fig. 29 sind die gleiche Gießperiode wie in Fig. 20 sowie wesentliche Teile einer Stranggieß­ vorrichtung gezeigt. Ein Stahlstab 93, dessen Oberseite die Form eines umgedrehten L besitzt, ist in ein Loch 81 einge­ trieben. In den Fällen der Fig. 28 und 29 sind der Nagel 92 und der Stahlstab 93 von der verfestigten Hülle 58 um­ mantelt, die auf ihnen wächst. Die verfestigte Hülle 58 wird auf diese Weise weiter mit dem beweglichen Bodenblock 13 fest verbunden. Folglich wird der Beginn des Gießvorganges besonders stabilisiert.

In Fig. 30 sind die gleiche Gießperiode wie in Fig. 25 sowie wesentliche Teile einer Stranggießvorrichtung ge­ zeigt. Ein Ring 71 aus hochschmelzendem wärmeisolierenden Material bedeckt die Form und den Kern sowie einen Teil des beweglichen Bodenblocks 13. Ein Loch 91 ist am nicht ab­ gedeckten Teil des beweglichen Bodenblocks 13 ausgebildet. Ein Stahlnagel 92 ist in das Loch 91 eingetrieben. Die verfestigte Hülle beginnt mit ihrem Wachstum auf der nicht abgedeckten Oberfläche des beweglichen Bodenblocks. Die Verfestigung tritt dann entlang dem Stahlnagel 92 auf, und es wird eine dünne verfestigte Schicht auf dem Ring 71 ausgebildet. Nach einem bestimmten Zeitablauf wird der Stahlnagel 92 mit einer daran ausgebildeten verfestigten Schicht ummantelt, wobei diese verfestigte Schicht mit einer verfestigten Schicht verbunden ist, die auf dem vorstehend erwähnten nicht abgedeckten Teil gewachsen ist. Der Stahl­ nagel 92 trägt daher zu einer festen Verbindung zwischen der verfestigten Schicht 58 und den Ringen 59 und 71 aus dem hochschmelzenden wärmeisolierenden Material bei. Die Teile 92, 58 und 59 werden beim Abziehen eines Blocks zusammen abgezogen. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich ein be­ sonders stabiler Gießbeginn.

Obwohl die Erfindung vorstehend in Verbindung mit vertikalen Stranggießvorrichtungen beschrieben wurde, ist sie in gleicher Weise anwendbar bei horizontalen Stranggieß­ vorrichtungen, wie sie beispielsweise in Fig. 26 darge­ stellt sind. In Fig. 26 sind gleiche Teile der Gießvor­ richtung wie in Fig. 12 mit gleichen Bezugszeichen ver­ sehen. Ein Kern 16 besteht aus nicht gekühltem Graphit. Mit 100 ist ein Speicher für geschmolzenes Metall bezeichnet. Eine Zwischenöffnungsplatte 101, die zwischen dem Speicher 100 und einer rohrförmigen Form 1 angeordnet ist, dient zur Befestigung dieser Teile. Mit 102 ist eine Leitung zum Eingießen von geschmolzenem Metall bezeichnet. Ein beweg­ licher Bodenblock ist mit 103 bezeichnet. Eine Rückzugs­ stange des beweglichen Bodenblocks 103 besitzt das Bezugs­ zeichen 104. Die Temperatur des geschmolzenen Metalls ist am Einströmteil des Hohlraumes der rohrförmigen Form aufgrund der Leitung 102 zum Eingießen des geschmolzenen Metalls hoch, während sie an der dem Einströmteil gegenüberliegenden Seite niedrig ist. Der Temperaturabfall beträgt beispiels­ weise für eine Aluminiumlegierung 20°C. Aufgrund eines solchen Temperaturabfalls wird die Verfestigung ungleich­ mäßig, und zwar insbesondere dann, wenn ein Hohlblock mit einer dünnen Wand gegossen wird. Es wird daher sehr schwierig, die Abzugszeit des beweglichen Bodenblocks 103 richtig festzusetzen. Zur Überwindung dieser Schwierigkeit ist es äußerst vorteilhaft, ein hochschmelzendes wärmeiso­ lierendes Material 59 an der äußeren Umfangsfläche des Kernes 16 und am beweglichen Bodenblock 103 anzuordnen, wo eine drastische Verfestigung stattfindet.

Die vorliegende Erfindung findet nicht nur für den Fall Anwendung, bei dem ein Kern konzentrisch zu einer rohr­ förmigen Form gehalten wird, sondern auch für den Fall, bei dem ein Kern nicht konzentrisch zur Form angeordnet ist. Im letztgenannten Fall wird ein Hohlblock mit einer versetzten Achse erhalten. In diesem Fall findet vorzugsweise die Ausführungsform der Fig. 22 Anwendung, bei der ein enger Ringraum zwischen der rohrförmigen Form und dem Kern erhalten wird. Die in Fig. 12 dargestellte Ausführungsform wird vorzugsweise dann eingesetzt, wenn ein breiter Raum zwischen der rohrförmigen Form und dem Kern gewünscht wird. Diese Kombination trägt zur Eliminierung von Kühlungsun­ gleichgewichten und somit zur Stabilisierung eines kon­ tinuierlichen Gießvorganges bei.

Wie vorstehend beschrieben, verhindert ein Ring aus hochschmelzendem wärmeisolierenden Material, der mindestens einen Kern abdeckt, daß der Kern vom eingegossenen Metall fest ummantelt wird, und verhält sich als Verbindungsteil mit dem geschmolzenen Metall während der anfänglichen Verfestigungsperiode. Ein solcher Ring wird zusammen mit dem Hohlblock abgezogen. Er erfüllt in hohem Ausmaß die Anfor­ derungen der Glättung der Gießhaut und der Ausbildung einer starren Bindung zum Abziehen. Diese Erfordernisse waren bisher ohne Anwendung der Erfindung nicht mit einander ver­ träglich. Erfindungsgemäß wird eine ziemlich große zeitliche Schwankung in bezug auf den Beginn des Abzuges eines beweg­ lichen Bodenblocks ermöglicht. Die Oberflächeneigenschaften des erzeugten Hohlblocks werden verbessert, so daß auf diese Weise die Gießausbeute erhöht wird. Desweiteren wird die Produktivität gesteigert.

Wenn geschmolzenes Metall aus irgendwelchen Gründen durch die innere oder Umfangsfläche eines Hohlblocks leckt, ver­ festigt sich dieses Metall am beweglichen Bodenblock u. ä. Es ist schwierig, dieses verfestigte Material vom beweg­ lichen Bodenblock u. ä. zu entfernen. In Fig. 31 ist eine weitere Ausführungsform einer vertikalen Stranggießvor­ richtung gemäß der Erfindung dargestellt. Wenn die ver­ festigten Materialien durch die innere und äußere Umfangs­ fläche eines Hohlblocks lecken und sich am beweglichen Bodenblock u. ä. verfestigen, können diese Materialien hierbei leicht entfernt werden. Gleiche Teile wie in Fig. 12 sind bei dieser Vorrichtung mit gleichen Bezugsziffern versehen. Mit 114 ist ein beweglicher ringförmiger Boden­ block bezeichnet, der bei Gießbeginn nach oben angehoben und im Bodenende des Ringraumes zwischen der rohrförmigen Form 1 und dem Kern 16 befestigt wird. Mit 112 ist ein Tisch bezeichnet, der mit einem Hubmechanismus (nicht gezeigt) verbunden ist und den beweglichen ringförmigen Bodenblock 114 lagert. Ein Träger 120 trägt den beweglichen ringförmi­ gen Bodenblock und erleichtert die Entfernung des ver­ festigten Materiales. Der Bodenblock 114 steht auf Beinen 125, die am Tisch 122 befestigt sind. Zwischen die Beine 125 ist ein Block eingesetzt, der durch eine scharfe Kante 119 und zwei Schrägen 117 a und 117 b gebildet wird. Die unteren Enden des beweglichen ringförmigen Bodenblocks 114, die nicht von den Beinen 125 gelagert werden, liegen Öffnungen 118 a und 118 b über den Schrägen 117 a und 117 b gegenüber.

In Fig. 32 ist eine Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung dargestellt, die bei einer Stranggießvorrichtung vom Schwimmertyp Anwendung findet. Fig. 32 zeigt den Gieß­ beginn. In Fig. 32 bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 31 gleiche Teile. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Schräge 117 an einer Stelle innerhalb des beweg­ lichen ringförmigen Bodenblcoks 114 ausgebildet, während sich eine Öffnung 118 über dieser Schräge 117 befindet.

Der Neigungswinkel der Schräge ist so ausgewählt, daß geschmolzenes Metall, das auf der Schräge 117 entlang strömt, glatt auf dieser nach unten gleitet und auf den Tisch 122 abgezogen wird. Dieser Winkel wird je nach der Art der verwendeten Legierungen, physikalischen Eigenschaften des geschmolzenen Metalls u. ä. eingestellt. Er beträgt allgemein gesagt 30° oder mehr. Ein Winkel von 45° wird bevorzugt. Die Öffnung 118 ist vorzugsweise so groß wie möglich, solange wie dadurch die Festigkeit der Beine 125 nicht in Mitleidenschaft gezogen wird. Wenn die Öffnung enger ist als die Schrägen, können geschmolzenes Metall und Wasser in nachteiliger Weise in der Öffnung haften bleiben. Das untere Ende der Schrägen 117 ist vorzugsweise glatt ausgebildet, da irgendwelche Unebenheiten und Stufen an dieser Verbindung ein glattes Herunterfallen der ver­ festigten Materialien verhindern. Die in den Fig. 31 und 32 dargestellten Vorrichtungen sind nicht nur für das Gießen von runden Hohlblöcken, sondern auch für das Gießen von Hohlblöcken mit unregelmäßigen Querschnitten geeignet.

Geschmolzenes Metall, das entlang der äußeren Umfangsfläche des Kernes leckt, sowie Sekundärkühlwasser 22 des Kernes bleibt daher nicht am beweglichen Bodenblock haften, sondern wird rasch vom beweglichen Bodenblock auf den Tisch 122 abgeführt. Der Tisch 122 wird daher feucht. Eine Explosion aufgrund eines Kontaktes des geschmolzenen Metalls mit Wasser findet jedoch nicht auf dem Tisch 122 statt, da Wasser nicht auf dem Tisch haften bleibt. Das auf den Tisch gefallene verfestigte Material wird in einfacher Weise von diesem abgeschält.

Zur Verdeutlichung der Erfindung dienen die folgenden Aus­ führungsbeispiele:

Beispiel 1

Hierbei wurde das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Gieß­ verfahren mit heißer Oberseite durchgeführt.

Beispiel 2

Hierbei wurde das in Fig. 3 dargestellte Gießverfahren vom Schwimmertyp durchgeführt.

Beispiel 3

Hierbei wurde das in Fig. 4 gezeigte Gießverfahren mit heißer Oberseite ausgeführt.

Beispiel 4

Hierbei wurde das in Fig. 5 dargestellte Gießverfahren mit heißer Oberseite ausgeführt.

Beispiel 5

Hierbei wurde das in Fig. 6 gezeigte Gießverfahren mit heißer Oberseite ausgeführt.

Beispiel 6

Hierbei wurde das in Fig. 7 dargestellte Gießverfahren mit heißer Oberseite (Form ohne Zwangskühlung) durchgeführt.

Vergleichsbeispiel 1

Es wurde die in Fig. 1 dargestellte Stranggießvorrichtung mit heißer Oberseite verwendet. Die Einführung von unter Druck stehendem Gas über die Leitung 25 durch das Kopfteil 18 wurde jedoch gestoppt. Daher wurde während des Strang­ gießens kein Ringspalt unmittelbar unter dem Überhang 23 mit entsprechender Druckbeaufschlagung ausgebildet.

Vergleichsbeispiel 2

Es wurde die in Fig. 3 dargestellte Stranggießvorrichtung vom Schwimmertyp eingesetzt. Es wurde jedoch ein Kern verwendet, bei dem es sich um einen zylindrisch geformten Körper aus einem hochschmelzenden und wärmeisolierenden Ma­ terial handelte (Warenname LUMIBOARD). Der Kern wurde daher nicht zwangsgekühlt. Schmieröl wurde durch kleine Schlitze zugeführt, die durch einen oberen Teil der äußeren Umfangs­ fläche des Kernes ausgebildet waren und sich dort öffneten.

Die Ergebnisse der Ausführungsbeispiele 02817 00070 552 001000280000000200012000285910270600040 0002003832306 00004 026981 bis 6 und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 sind in Tabelle 1 wiedergegeben.

Die in Tabelle 1 aufgeführte Gießgeschwindigkeit wurde als Optimum in Abhängigkeit von der Art der eingesetzten Legierungen, den Kühlbedingungen etc. ausgewählt. Die Gieß­ geschwindigkeit wurde auf diesen Wert eingestellt. Bei dem eingesetzten Gas handelte es sich um Luft, sauerstoffreiches Argon oder Stickstoff. Während der Gießbeginnperiode wurden bei jedem der Ausführungsbeispiele der Erfindung stabile Verhältnisse festgestellt, ohne daß irgendwelche Probleme auftraten. Beim Vergleichsbeispiel traten jedoch derartige Probleme während des Gießbeginns auf, wie beispielsweise Durchbrüche, kein Herausfallen eines Blocks aufgrund von dessen Haftung am Kern etc. Der Gießvorgang wurde daher unterbrochen. Bei den erfindungsgemäßen Ausführungsbei­ spielen 1 bis 5 war die Gießhaut an der inneren Umfangs­ fläche der Blöcke sehr gleichmäßig und glatt. Beim Aus­ führungsbeispiel 6 gemäß der Erfindung wurde eine gering­ fügige periodisch wiederaufschmelzende Haut an Teilen der Blöcke festgestellt, diese Gießhaut war jedoch trotzdem gegenüber der herkömmlichen Ausführungsform beträchtlich verbessert. Bei den Vergleichsbeispielen wurde jedoch ein periodisches Wiederaufschmelzen an der Gießhaut und eine anhaftende Haut in der Form von länglichen Flecken bzw. Rissen aufgrund eines Kontaktes mit dem Kern beobachtet. Diese Phänomene traten bei jedem Block, der gemäß den Vergleichsbeispielen hergestellt wurde, klar zutage. Darüberhinaus traten diese Phänomene häufiger beim Ver­ gleichsbeispiel 2 als beim Vergleichsbeispiel 1 auf. Beim Vergleichsbeispiel 2 bildeten sich auf der Gießhaut Umfangsrisse aus.

Die inverse Segregationsschicht direkt unterhalb der Gießhaut war bei den erfindungsgemäßen Ausführungsbei­ spielen 75 bis 95 µm dick, während sie bei den Vergleichs­ beispielen 450 µm und 1500 µm dick war. Dieser Dicken­ unterschied bei der Segregationsschicht ist groß. Die Mikrostruktur der inneren Umfangsfläche eines Blocks ist in Fig. 8 (Beispiel 1) und Fig. 9 (Vergleichsbeispiel 1) gezeigt. Aus diesen Figuren geht klar hervor, daß die Dicke der inversen Segregationsschicht und die Gleichförmigkeit der Struktur bei den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen bessere Werte be­ sitzen.

Der Rundungsgrad des Hohlteiles der Blöcke und die Gleich­ mäßigkeit der Dicke des Wandteiles der Hohlblöcke sind bei den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen besser als bei den Vergleichsbeispielen.

Claims (16)

1. Verfahren zum Stranggießen eines Hohlblocks mit den Schritten: Verschließen zu Beginn des Gießens eines unteren Endes eines Ringraum, der zwischen einer zwangsgekühlten rohrförmigen Form und einem Kern vor­ handen ist, durch einen beweglichen Bodenblock, kon­ tinuierliches Eingießen von geschmolzenem Metall in den Ringraum, Halten des geschmolzenen Metalls im Ringraum, Kühlen und Verfestigen des geschmolzenen Metalls durch die rohrförmige Form und den Kern und dadurch Ausbilden des Hohlblocks und kontinuierliches Verschieben des beweglichen Bodenblocks, um auf diese Weise den Hohlblock aus der rohrförmigen Form zu ziehen, gekennzeichnet durch Einführen eines Gases um die äußere Umfangsfläche des Kernes (16), Formen eines Ringspaltes durch das eingeführte Gas, der die innere Umfangsfläche eines Hohlkörpers (9) aus dem geschmolzenen Metall umgibt, der in dem Ringraum gehalten wird, und Aufbringen eines Drucks aus dem Ringspalt auf die innere Umfangsfläche des Hohlkörpers (9) aus dem geschmolzenen Metall.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es die folgenden weiteren Schritte umfaßt:
Abdecken der inneren Umfangsfläche des Kerns (16) mit einem hochschmelzenden wärmeisolierenden Material (59), das mit dem geschmolzenen Metall in Kontakt steht, bevor das geschmolzene Metall in den Ringraum eingegossen wird, Bringen des hochschmelzenden wärme­ isolierenden Materials (59) mit dem Hohlkörper (9) aus dem geschmolzenen Metall, das in den Ringraum ein­ gegossen worden ist, beim Gießbeginn in Kontakt,
Ummanteln des hochschmelzenden wärmeisolierenden Ma­ teriales (59) mit daran verfestigtem Metall und Ab­ ziehen des ummantelten hochschmelzenden wärmeisolie­ renden Materiales (59) zusammen mit dem abgezogenen Hohlblock (15).

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es die folgenden weiteren Schritte umfaßt:
Abdecken von mindestens der inneren Umfangsfläche der rohrförmigen Form (1) oder der oberen Fläche des beweg­ lichen Bodenblocks (13) mit einem hochschmelzenden wärmeisolierenden Material (70, 71), bevor das ge­ schmolzene Metall in den Ringraum gegossen wird,
Bringen des hochschmelzenden wärmeisolierenden Mate­ riales (70, 71) in Kontakt mit dem geschmolzenen Metall (9), das beim Gießbeginn in den Ringraum gegossen wor­ den ist, Ummanteln des hochschmelzenden wärmeisolie­ renden Materiales (70, 71) mit daran verfestigtem Metall und Abziehen der ummantelten hochschmelzenden wärmeisolierenden Materialien (59, 70, 71) zusammen mit dem abgezogenen Hohlblock (15).

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das hochschmelzende wärme­ isolierende Material bzw. die hochschmelzenden wärme­ isolierenden Materialien (59, 70, 71) mit Nasen (60) versehen sind, die aus einem Material bestehen, das gegenüber einem Abtrag durch das geschmolzene Metall (9) widerstandsfähig ist, und die über die Innenfläche des Materiales bzw. der Materialien (59, 70, 71) hinaus vorstehen, und daß die Nasen (60) desweiteren mit dem daran verfestigten Metall ummantelt werden und zu­ sammen mit dem Hohlblock (15) abgezogen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das hochschmelzende wärme­ isolierende Material bzw. die entsprechenden Materia­ lien (59, 70, 71) mit sich durch diese hindurch er­ streckenden Löchern (62, 63) versehen sind und daß der Hohlblock nach Verfestigung des Metalls in den Löchern (62, 63) abgezogen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das hochschmelzende wärmeisolierende Material bzw. die entsprechenden Materialien (59, 70), die die rohrförmige Form (1) und den Kern (16) abdecken, an ihrem oberen Rand mit Nuten (61) versehen sind und daß der Hohlblock nach Ver­ festigung des Metalls in den Nuten (61) abgezogen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das hochschmelzende wärmeisolierende Material (71) einen Teil der oberen Fläche des beweglichen Bodenblocks (13) abdeckt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die nicht abgedeckte obere Fläche des beweglichen Bodenblocks (13) mit einem Vorsprung (82) versehen ist, der aus einem Material besteht, das gegen einen Abtrag durch das geschmolzene Metall (9) widerstandsfähig ist, und daß der Vorsprung (82) mit daran verfestigtem Material ummantelt und zusammen mit dem Hohlblock (15) abgezogen wird.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck im Bereich des hydrostatischen Drucks des geschmolzenen Metalls auf dem Niveau des Ringspaltes als Obergrenze und als Untergrenze auf einem Druck festgelegt wird, gemäß dem der Kontaktbereich des geschmolzenen Metalls (9) mit der inneren Umfangs­ fläche des Kerns (16) wesentlich herabgesetzt wird.

10. Vorrichtung zum Stranggießen eines Hohlblocks mit einer zwangsgekühlten rohrförmigen Form und einem Kern, der innerhalb der rohrförmigen Form gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung desweiteren umfaßt: Einen Ober­ hang (24), der an der äußeren Umfangsfläche des Kernes (16) ausgebildet ist, mit dem geschmolzenen Metall (9) während des Gießens in Kontakt steht und gleichmäßig vom Kern nach außen (16) vorsteht, und Öffnungen, die an der äußeren Umfangsfläche des Kerns (16) benachbart zum Überhang (24) enden und mit einer Gasquelle in Verbindung stehen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Überhang (24) durch einen vorstehenden Teil der äußeren Umfangsfläche des Kernes (16) gebildet wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper aus hoch­ schmelzendem wärmeisolierenden Material (18) in einer säulenförmigen oder rohrförmigen Gestalt am Kern (16) angeordnet ist und daß der Überhang (14) durch einen äußeren Umfangsteil dieses Körpers (18) gebildet ist, der nach außen über die äußere Umfangsfläche des Kerns (16) vorsteht.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Überhang (14) durch einen vorstehenden Teil des nicht zwangsgekühlten Kernes (16) gebildet wird und unmittelbar über einer äußeren Umfangsstelle des Kernes (16) angeordnet ist, an der sich eine verfestigte Hülle beginnt zu formen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen Schlitze sind, die zwischen der Ober­ fläche des Kernes (16) und der unteren Fläche des Körpers (18) ausgebildet sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kern (16) um seine äußere Umfangsfläche herum ein poröses hochschmelzendes Material (2 a) aufweist und daß die Öffnungen Poren des porösen hochschmelzenden Materials (2 a) sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß der be­ wegliche Bodenblock (114) über einen Träger (120) mit einem anhebbaren Tisch (122) verbunden ist, wobei der Träger Beine (125) zum Tragen des beweglichen Bodenblocks (114) aufweist, und daß mindestens eine Schräge (117, 118) vorgesehen ist, an der Kühlwasser (21) des Kernes (16) und geschmolzenes Metall (9), das durch die innere Umfangsfläche des Hohlblocks (15) leckt, herabströmen kann, und daß die Beine (125) desweiteren mit ihren unteren Enden (125) mit einem ersten Teil des anhebbaren Tischs (122) verbunden sind und den beweglichen Bodenblock (114) an Teilen ihrer unteren Enden tragen, wobei die Schräge (117) an einem zweiten Teil des anhebbaren Tischs (122) inner­ halb der Beine (125) angeordnet ist, so daß auf diese Weise Schrägflächen (117 a, 117 b) in Richtung auf den Boden des Kernes (16) weisen.