DE60223996T2 - Device for the production of raw blocks from a non-ferrous metal by continuous casting. - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Rohblöcken aus Nichteisenmetall durch Stranggießen.The The present invention relates to an apparatus for manufacturing ingots made of non-ferrous metal by continuous casting.
Im Allgemeinen werden Metalle aus geförderten Mineralien extrahiert, oder man erhält sie durch Schrottrecycling, und werden nach vielen Schritten pyrometallischer Veredelung und/oder Elektrolyse in kommerzieller Form, also auf geeignete Größen verkleinert, bereitgestellt. Diese Formen haben abhängig von ihrem Typ zahlreiche Namen wie zum Beispiel Drahtbarren, Breiteisen, T-Träger, Roheisen oder Rohblöcke, und die sie bildenden Metalle können rein sein oder als Legierung vorliegen.in the Generally, metals are extracted from extracted minerals, or you get scrap recycling, and after many steps become more pyrometallic Refinement and / or electrolysis in commercial form, so on reduced suitable sizes, provided. These forms have numerous depending on their type Names such as wire bars, wide bars, T-beams, pig iron or rough blocks, and the metals forming them be pure or present as an alloy.
Die vorliegende Erfindung betrifft den Rohblocktyp, d.h. das handliche Format, welches geeignet ist zum Wiederaufschmelzen und ein Gewicht von z.B. zwischen 1 und 25 kg aufweist.The The present invention relates to the ingot type, i. the handy one Format, which is suitable for remelting and a weight of e.g. between 1 and 25 kg.
Entsprechend ihrem Einsatz werden Rohblöcke in verschiedenen Abmessungen hinsichtlich des Querschnitts und damit des Gewichts benötigt, und sie müssen Eigenschaften aufweisen, welche die angestrebte Qualität des geschmolzenen Metalls sicherstellen.Corresponding their use will be raw blocks in different dimensions in terms of cross-section and thus the weight needed and they have to Have properties that the desired quality of the molten Ensure metal.
Beispielhaft sind nachfolgend Eigenschaften einiger Rohblöcke angegeben:
- – Hüttenaluminiumrohblöcke (hergestellt durch Elektroly se): Gewicht 10-25 kg, Länge etwa 650-750 mm;
- – Rohblöcke aus Aluminiumlegierung (aus Schrott): Gewicht 5-10 kg, Länge etwa 650-50 mm;
- – Messingrohblöcke: Gewicht 10-15 kg, Länge etwa 450-550 mm;
- – Rohblöcke aus Zinklegierungen zum Druckgießen: Gewicht 1-5 kg, Länge etwa 400-600 mm.
- - Hüttenaluminiumrohblöcke (manufactured by Elektroly se): weight 10-25 kg, length about 650-750 mm;
- - ingots of aluminum alloy (of scrap metal): weight 5-10 kg, length about 650-50 mm;
- - Brass raw blocks: weight 10-15 kg, length about 450-550 mm;
- - Zinc alloy ingots for die casting: weight 1-5 kg, length about 400-600 mm.
Die Querschnitte und Längen der Rohblöcke sind so gewählt, daß sie für die Lagerung und den Versand am besten geeignet sind. Im Allgemeinen werden die Rohblöcke so zu Paketen geschichtet, daß sie bequem transportiert werden können, wobei diese dann im Allgemeinen zwischen 500 und 1000 kg wiegen.The Cross sections and lengths of the rough blocks are chosen so that she for the Storage and shipping are best suited. In general will be the rough blocks so stacked into packages that they can be transported comfortably these then generally weigh between 500 and 1000 kg.
Die Pakete oder Haufen oder Stapel werden zusammengebunden und durch eine oder mehrere Bindungen mittels Bändern aus Metall oder Kunststoff zusammengehalten.The Packages or heaps or piles are tied together and through one or more bindings by means of bands of metal or plastic held together.
Gegenwärtig sind die am weitesten verbreiteten Rohblock-Herstellungsverfahren die folgenden:Present are the most widely used crude block manufacturing processes include the following:
- – Verfahren A: Gießen in offene Formen, die eine nach der anderen gefüllt und auf einem sich bewegenden Band oder einem Rad mit vertikaler Achse (wie z. B. einem Walker-Rad) plaziert werden;- Procedure A: Pour in open molds that are filled one after the other and moving on one another Belt or a wheel with a vertical axis (such as a Walker wheel) be placed;
- – Verfahren B: Stranggießen in Formen (gekühlte Einfassungen), welche fixiert sind oder schwingen und vertikal oder horizontal angeordnet sind, um Breiteisen herzustellen, die einen im Allgemeinen rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Kanten aufweisen, welche anschließend mittels eines Schneidekopfes mit rotierender Klinge auf Maß zugeschnitten werden;- Procedure B: Continuous casting in molds (cooled fronts), which are fixed or swinging and vertical or horizontal are arranged to produce width iron, which is a generally rectangular Having a cross-section with rounded edges, which then by means of a cutting head with rotating blade tailored to measure become;
- – Verfahren C: Stranggießen auf einer Maschine mit Rad und Band, zum Beispiel von der Art, die in US-Patentanmeldung 08/245,404 im Namen des vorliegenden Anmelders offenbart ist, welche einen durchgängigen Barren mit trapezförmigem Querschnitt erzeugt, welcher anschließend mittels hintereinander liegenden Scheren auf Maß geschnitten wird.- Procedure C: continuous casting on a machine with a wheel and a belt, for example of the kind that in US Patent Application 08 / 245,404 in the name of the present Applicant discloses a continuous ingot of trapezoidal cross-section generated, which subsequently cut to size by means of consecutive scissors.
Diese Herstellungsverfahren haben Probleme und Nachteile.These Manufacturing processes have problems and disadvantages.
Im Falle des Verfahrens A wurde für das individuelle, Form für Form durchgeführte, diskontinuierliche Eingießen des Metalls auch aufgrund der hohen Geschwindigkeiten, die verlangt werden, die gewünschte Zuverlässigkeit nie erreicht. Das Füllen der Form ist nie konstant und erzeugt daher verschieden hohe Rohblöcke mit sich daraus ergebenden Problemen beim Abstapeln der Rohblöcke.in the Case of method A was for the individual, form for Form performed, discontinuous pouring of the metal also due to the high speeds it demands be the desired one reliability never reached. The filling The shape is never constant and therefore produces different levels of rough blocks resulting problems when destacking the ingots.
Des weiteren wird die obere Oberfläche des Rohblocks, welche der Atmosphäre und der Verwirbelung durch das Eingießen ausgesetzt ist, stark oxidiert und enthält Einschlüsse von Verunreinigungen und Schlacke, die auf dem geschmolzenen Metall während seiner Aushärtung treiben.Of another is the upper surface of the ingot, which the atmosphere and the vortex through the pouring is exposed, heavily oxidized and contains inclusions of impurities and Slag drifting on the molten metal during its hardening.
Dieses Phänomen ist nur zum Teil mit mehr oder weniger automatisierten Aufschäumvorgängen (ein Prozeß, der stets unvollständig und unbefriedigend ist) gelöst worden und es erzeugt Verluste an Metall beim Aufschäumen und beim nachfolgenden Aufschmelzen der Rohblöcke.This phenomenon is only partially with more or less automated foaming processes (a Process, always incomplete and unsatisfactory) solved and it generates losses of metal when foaming and during the subsequent melting of the ingots.
Weiter können bei diesem Verfahren Risse und Hohlräume bei der Verfestigung auftreten, welche langsam erfolgt, eine grobe Körnung und konzentriertes Gas erzeugt. Hierin besteht eine ernsthafte Gefahr, da das Eindringen von Regenwasser in die Risse oder Hohlräume eine heftige Explosion verursachen kann, wenn der Rohblock in eine Metallschmelze eingetaucht wird, in welcher ein Wiederaufschmelzen auftritt.Further can in this process cracks and voids occur during solidification, which is slow, a coarse grain and concentrated gas generated. This is a serious danger, since the penetration of rainwater in the cracks or cavities a violent explosion can cause when the ingot dipped in a molten metal becomes, in which a re-melting occurs.
Schließlich korrelieren auch bei diesem Verfahren die Abmessungen des Rohblocks eng mit den Abmessungen der Form, und diese zu verändern ist sehr aufwendig.Finally, correlate also in this method, the dimensions of the ingot close with The dimensions of the mold, and to change them is very expensive.
Bei Verfahren B ist das Gießsystem sowohl den Aufbau betreffend als auch hinsichtlich der Handhabung sehr kompliziert, weil es zur Erzielung eines industriell geeigneten Produktionsniveaus erforderlich ist, viele Gießlienen (nebeneinander) parallel anzuordnen, die gleichzeitig betrieben werden müssen. Die Kühlaushärtungsform weist aufgrund der Tatsache, daß sie eine Einfassung (eine halb-ovale oder rechteckige mit abgerundeten Kanten) ist, welche mit Wasser gekühlt wird und eine begrenzte Länge (etwa 200-400 mm) aufweist, eine sehr kleine Wärmeaustauschoberfläche auf, und dies verursacht geringe Aushärtungsraten und damit eine geringe Produktion pro Stunde.at Method B is the casting system both in terms of construction and handling very complicated because it is to achieve an industrially suitable Production levels is required, many casting lines (side by side) in parallel to be arranged, which must be operated simultaneously. The Kühlaushärtungsform has due to the Fact that she an edging (a semi-oval or rectangular with rounded Edges), which is cooled with water and a limited Length (approx 200-400 mm) has a very small heat exchange surface, and this causes low cure rates and thus a low production per hour.
Weiter erzeugt das Zuschneiden der Breiteisen, zusätzlich zum Erfordernis eines komplizierten beweglichen Scheibenschneidewerkzeugs, eine hohe Anzahl von Spänen, welche zuerst aufgesammelt und anschließend in den Ofen zum Wiederaufschmelzen zurückgeführt werden müssen.Further produces the cutting of the width iron, in addition to the requirement of complicated movable disk cutting tool, a high number of chips, which are collected first and then re-melted in the oven to be led back have to.
Der mit diesem Verfahren hergestellte Rohblock weist eine sehr rauhe Oberfläche auf, welche Feuchtigkeit einschließen und damit Explosionen verursachen kann, wenn er in den Schmelzofen zurückgeführt wird.Of the Crude block produced by this method has a very rough surface which trap moisture and cause explosions can when returned to the smelting furnace.
Verfahren C löst die Probleme der Verfahren A und B, da mit diesem Verfahren das Stranggießen eines Rohblocks frei von Schlacke und Oxiden erfolgt und hohe Produktionsraten mit einer einzigen Maschine erzielt werden können, da die Form lang (wenigstens so lang wie der halbe Umfang des Rades) und daher die Wärmeaustauschoberfläche groß ist und es möglich ist, die Länge des Rohblocks durch einfaches Variieren der Schnittweite zu verändern, und es ist auch möglich, den Querschnitt des Rohblocks durch alleiniges Wechseln des Gießringes zu verändern.method C releases the problems of methods A and B, since with this method the Continuous casting of one Crude blocks are free of slag and oxides and high production rates can be achieved with a single machine since the mold is long (at least as long as half the circumference of the wheel) and therefore the heat exchange surface is large and it possible is, the length of the ingot by simply varying the kerf, and it is also possible, the cross section of the ingot by changing the casting ring alone to change.
Jedoch ist auch dieses Verfahren nicht frei von Nachteilen.however This method is not free of disadvantages.
Bei diesem Verfahren verfestigt sich der Barren tatsächlich auf dem Rad und kann nicht vom Rad entfernt (und damit begradigt) werden, wenn er nicht bereits vollständig ausgehärtet ist. Dies erfordert eine sehr lange Form und somit große Abmessungen für das Gießrad.at In this method, the billet actually solidifies on the wheel and can not removed from the wheel (and thus straightened) if he is not already Completely hardened is. This requires a very long shape and thus large dimensions for the Casting wheel.
Weiter gibt es als Folge dieses Umstandes hohe Material- und Fundamenterstellungskosten. In der Tat wären Radabmessungen von mehr als vier Metern Durchmesser erforderlich. Da das Rad in einer Vertikalebene angeordnet ist und mit flüssigem Metall beschickt wird, welches aus dem Ofen kommt, ist am höchsten Punkt eine sehr tiefe Fundamentgrube für die Gießmaschine erforderlich.Further As a consequence of this circumstance, there are high material and foundation costs. In the Act would be Wheel dimensions of more than four meters diameter required. Because the wheel is arranged in a vertical plane and with liquid metal is fed, which comes out of the oven, is at the highest point a very deep foundation pit for the casting machine required.
Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus der Tatsache, daß der Barren, der aus der Maschine austritt, begradigt werden muß. Dies erfordert eine relativ teure Begradigungsmaschine wegen des Querschnitts der Rohblöcke, und wegen der Tatsache, daß die Maschine eine Transportwalzenanordnung und eine Serie von Begradigungswalzen erfordert, die synchron mit der Gießmaschine betrieben werden.One Another disadvantage arises from the fact that the ingot, which emerges from the machine, must be straightened. This requires a relatively expensive straightening machine because of the cross section of the ingots, and because of the fact that the Machine a transport roller assembly and a series of straightening rollers required to operate synchronously with the caster.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Probleme zu lösen und die erwähnten Nachteile zu beseitigen durch Bereitstellen einer Vorrichtung zum Herstellen von Rohblöcken aus Nichteisenmetall durch Stranggießen, welche alle Vorteile des Stranggießverfahrens in einer Maschine mit Rad und Band aufweist, jedoch sowohl im Hinblick auf die Herstellung als auch im Hinblick auf die Inbetriebnahme einfacher ausgestaltet ist.The The aim of the present invention is to solve the problems and the mentioned Disadvantages to be eliminated by providing a device for Making rough blocks from non-ferrous metal through continuous casting, which has all the advantages of the continuous casting process in a machine with wheel and belt, but with regard to both on the production as well as in terms of commissioning easier is designed.
Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Rohblöcken aus Nichteisenmetall durch Stranggießen vorgesehen, wie sie in dem angehängten unabhängigen Anspruch 1 definiert ist. Die angehängten abhängigen Ansprüche 2 bis 17 definieren weitere Ausführungsformen der Vorrichtung des Anspruchs 1. Die Erfindung sieht außerdem das Verfahren, wie es in dem angehängten Anspruch 18 definiert ist, zum Herstellen von Rohblöcken aus Nichteisenmetall durch Stranggießen in einer Vorrichtung vor, wie sie in den Ansprüchen 1 bis 17 definiert ist.According to the invention is a Apparatus for producing raw blocks of non-ferrous metal continuous casting as envisaged in the attached independent Claim 1 is defined. The appended dependent claims 2 to 17 define further embodiments the device of claim 1. The invention also provides the method as it is in the attached Claim 18 is defined for producing raw blocks of non-ferrous metal by continuous casting in a device as defined in claims 1 to 17.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich genauer aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten aber nicht ausschließlichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche nur anhand eines nicht einschränkenden Beispiels in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt ist, in denen:Further Features and advantages of the invention will become more apparent the following detailed description of a preferred but not exclusive embodiment the device according to the invention, which is only by way of non-limitative example in the accompanying drawings is shown, in which:
Es
wird auf die Figuren Bezug genommen, in denen die erfindungsgemäße Vorrichtung
allgemein mit dem Bezugszeichen
Erfindungsgemäß ist die
Form aus einer Mehrzahl Segmente
Ein
Teil der Gießform
mit einem Boden
Längs des
Teils
Stromabwärts des
Teils
Bequemerweise
ist bei den Segmenten
Der
Teil
Genauer
sind die Segmente
Die
Segmente
Der
Teil
Die
Glieder der Kette
Praktischerweise
gibt es entlang des Teils
Insbesondere
sind zwei Zwischenräder
Wenigstens
eines der Räder,
im gezeigten Fall das Rad
Die
Profile
Die
Mittel
Die
Eingriffsmittel sind aufgebaut durch Rollen
Alternativ
kann die Druckausübung
des Bandelements
Die
durch die Rollen
Das
Bandelement
Vorteilhafterweise
gibt es Mittel zum Kühlen des
in die Gießform
gegossenen Metalls und der Maschinenteile, welche sich mit dem gegossenen
Metall in Kontakt befinden. Die Kühlmittel umfassen eine Mehrzahl
Düsen
Die
Kühlmittel
umfassen außerdem
eine Mehrzahl Düsen
Der
Teil der Gießform,
welcher in jedem der Segmente
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
umfaßt vorteilhafterweise
stromabwärts
der Gießmaschine
Stromabwärts der
ersten Kühlstation
Ausgangs
der zweiten Kühlstation
Die Vorrichtung kann komplettiert werden durch ein System zur kontinuierlichen Beschriftung der Rohblöcke, um diese mit den vorgesehenen Identifizierungsdaten zu beschriften.The Device can be completed by a system for continuous Inscription of the raw blocks, to label these with the provided identification data.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt.The Operation of the device according to the invention is as follows.
Das
geschmolzene Metall wird kontinuierlich dem Gußtiegel
Aus
dem Kessel wird das Metall mittels eines Gießkanals
In
der sich bewegenden Form wird das Metall langsam mittels Kühlfluidstrahlen
gekühlt,
welche von den Düsen
Es ist zu bemerken, daß der Barren, der aus der Form austritt, gerade ist und daß zum Herausbringen aus der Form keine Auswurfelemente erforderlich sind, welche eine plastische Verformung des Barrens bewirken würden, wie dies statt dessen bei Stranggießmaschinen vom Rad- oder Bandtyp geschieht.It It should be noted that the Ingot that comes out of the mold is straight and that to bring out from the form no ejection elements are required, which is a cause plastic deformation of the billet, as this instead in continuous casting machines from the wheel or belt type happens.
Dank
dieser Tatsache ist es möglich,
die Länge
des Teils
Das
Durchlaufen der ersten Kühlstation
In
der Station
Nach
dem Teilen werden die Barrensegmente
Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhaltenen Rohblöcke weisen eine geradlinige Struktur auf, welche nach dem Aushärten keiner plastischen Verformung ausgesetzt ist, welche bei einer durchgängigen Form auftritt, die durch eine Abfolge konzentrierter Segmente gebildet und mit einem durchgängigen Bandelement verschlossen wird. Metallographische Unstetigkeiten sind in den Abschnitten der Rohblöcke detektierbar, welche mit denjenigen Kontaktflächen der verschiedenen, die Form bildenden Segmente korrespondieren.The obtained with the device according to the invention ingots have a rectilinear structure, which after curing none is subjected to plastic deformation, which in a continuous shape occurs, which is formed by a succession of concentrated segments and with a consistent Band element is closed. Metallographic discontinuities are detectable in the sections of the ingots, which with those contact surfaces the various segments forming the shape correspond.
In der Praxis hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung die angestrebten Ziele und Aufgabenstellungen erfüllt, da ihre Leistung ähnlich ist zu Vorrichtungen mit einer Stranggießmaschine vom Rad- und Bandtyp, jedoch dies mit wesentlich kleineren Abmessungen und geringeren Kosten erreicht wird.In Practice has shown that the inventive device the desired goals and tasks fulfilled, since their performance is similar is to devices with a wheel and belt type continuous casting machine, However, this with much smaller dimensions and lower Cost is reached.
Insbesondere sind die Fundamente für die Gießmaschine der erfindungsgemäßen Vorrichtung wesentlich flacher und damit weitaus billiger als die Fundamente, die für Stranggießmaschinen vom Rad- und Bandtyp erforderlich sind.Especially are the foundations for the casting machine the device of the invention essential flatter and thus far cheaper than the foundations for continuous casting machines of the wheel and belt type are required.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es zudem, einen geraden, durchgängigen Barren herzustellen, wobei die Verwendung einer komplizierten Rohblockbegradigungsmaschine mit einer Druckrolle und motorisierten Begradigungsrollen, die mit der Geschwindigkeit der Fertigungsbahn synchronisiert sind, nicht erforderlich ist.The inventive device allows it also, a straight, continuous Making ingots using a complicated raw block straightening machine with a pressure roller and motorized straightening rollers with the speed of the production line are not synchronized is required.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß es möglich ist, den Querschnitt der hergestellten Rohblöcke und die erforderliche stündliche Herstellungsrate einfach durch Austausch der Segmente, die die Gießform bilden, und optional durch Verlängern der Kette von Segmenten zu variieren.One Another advantage of the device according to the invention is that it is possible to the cross-section of the ingots produced and the required hourly Production rate simply by replacing the segments that make up the mold, and optionally by lengthening to vary the chain of segments.
Die so geschaffene Vorrichtung läßt sich zahlreichen Modifikationen und Veränderungen unterziehen, von denen alle im Umfang des erfinderischen Konzepts liegen; alle Details können zudem durch andere technisch äquivalente Elemente ersetzt werden.The so created device can be numerous Modifications and changes all of which are within the scope of the inventive concept lie; all details can also by other technically equivalent Elements are replaced.
In der Praxis können die eingesetzten Materialien wie auch die Abmessungen beliebig entsprechend der Anforderungen und dem Stand der Technik gewählt sein.In the practice can the materials used as well as the dimensions as required be selected according to the requirements and the state of the art.
Dort, wo den in einem Anspruch erwähnten technischen Merkmalen Bezugszeichen nachfolgen, wurden die Bezugszeichen allein für den Zweck der Steigerung der Lesbarkeit der Ansprüche eingefügt und folglich haben solche Bezugszeichen keinen beschränkenden Einfluß auf die Interpretation jedes Elementes, welches beispielhaft durch solche Bezugszeichen identifiziert wird.There, where the mentioned in a claim technical With reference numerals following, the numerals have become unique for the Purpose of increasing the readability of the claims inserted and consequently have such Reference not restrictive Influence on the interpretation of each element exemplified by such Reference numeral is identified.
Claims (18)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition |