-
Vorrichtung zum ununterbrochenen Gießen von Metallen in gekühlte Formen
Es sind Vorrichtungen- bekannt, die es ermöglichen, durch durch ein ununterbrochenes
Gießen in ihrer Länge nicht begrenzte Metallblöcke zu erzeugen. Bei diesen sog.
Stranggießformen wird das Metall meist von oben in die Fbrni eingegossen und von
unten der Strang abgezogen. Das Eingießen des Metalls in die Gießform erfolgt dabei
u. a. unter einer geschlossenen Glocke, unter der Vakuum erzeugt wird. Es ist ferner
bekannt, das Metall unterhalb seiner Oberfläche aus dem Tiegel oder aus einem Vorratsbehälter
zu entnehmen und z. B. durch Verwendung schwenkbarer Tiegel die Höhe des Metallspiegels
während des Gießvorganges stets auf gleicher Höhe zu halten. Um das Metall bei unveränderter
Temperatur in die Gießform gelangen zu lassen, wurde das Metall auf seinem Wege
aus dem Tiegel zur Gießform erwärmt.
-
Die bekannten Vorrichtungen haben jedoch wesentliche Nachteile, vor
allem neigen die insbesondere aus Leichtmetallen und Leichtmetallegierungen gegossenen
Stränge zur Blasenbildung und zur Seigerung. Die beim Erstarren des Metalls sich
absondernden Gase sammeln sich im Innern des Stranges, wo das Metall längere Zeit
nach dem Erstarren der äußeren Schichten flüssig bleibt. Deshalb treten
in
der -Nähe der Längsachse des Stranges poröse Stellen auf.
-
Es sind bereits Zuführungsarten des in die Strangform zu vergießenden
Metalls und der etwa erforderlichen Reaktionsmittel bekanntgeworden, bei denen das
Metall nicht unmittelbar in die Gießform, sondern vorerst in einen Becher zugeleitet
wird, aus dem es sich in der Gießform verteilt. Es wurde ferner für das Eingießen
des Metalls eine in der Strangform mündende. am unteren Ende trichterförmig ausgebildete
Düse vorgesehen, die einem kegeligen Verteilerkopf gegenübersteht.
-
Derartige Einrichtungen zur Verteilung und Führung des Metalls beim
Eingießen desselben in die Strangform haben jedoch den Nachteil, daß sie gerade
die Mitte des gegossenen Stranges nach oben abschließen und somit verhindern, daß
die bekanntlich im wesentlichen in der Nähe der Längsachse des Stranges frei werdenden
Gase entweichen können. In der Folge treten die obenerwähnten Nachteile auf.
-
Die Vorrichtung gemäß Erfindung beseitigt diese Nachteile, gewährleistet
einen Abzug der im Innern des Stranges frei werdenden Gase und ermöglicht die Erzeugung
porenfreier Stränge mit regelmäßigem Gefüge. Diese Eigenschaften sind für die spätere
Verarbeitung von erheblicher Bedeutung. Die `Torrichtung eignet sich zum Gießen
von Strängen z. B. aus Aluminium und Aluminiumlegierungen und aus Magnesium und
Uagnesiumlegierungen.
-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum ununterbrochenen Gießen
von Metallen in gekühlte Formen, insbesondere für Leichtmetalle und deren Legierungen,
bei der das geschmolzene Metall aus einem Behälter oder Ofen unterhalb seiner Oberfläche
entnommen und der Form unter einer geschlossenen Glocke unter Verwendung eines kegelförmigen
Verteilers zugeführt wird. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung unterscheidet sich
von dem Bekannten dadurch, daß der Verteiler glockenförmige Gestalt hat, im oberen
Teil Üffnungen besitzt, auf und ab beweglich und an "seinem unteren Rand nach außen
kelchförmig erweitert ist derart, daß das gegen die Außenwand des glockenförmigen
Körpers geführte :Metall durch den kelchförmigen Rand in regelbarer Menge gegen
die Kokillenwand geleitet wird. Der gegen die gekühlte Formwand trichterförmig gerichtete
Metallstrahl bewirkt rasche und gleichmäßig Abkühlung des Metalls, welches von der
Wandung der Form nach ihrer Mitte zu abfließt. Die Folge ist eine nur geringe Schicht
des flüssigen Metalls in der Form und eine weitgehende Entgasung desselben. Der
glockenförmige, nach außen kelchförmig erweiterte Verteiler läßt den ganzen mittleren
Strangquerschnitt frei. Somit können die im wesentlichen in der Mitte des erstarrenden
Stranges frei werdenden Gase ungehindert durch den hohlen Raum des glockenförmigen
Verteilers nach oben entweichen, den sie durch die im oberen Teil des Verteilerkörpers
vorgesehenen Öffnungen verlassen können.
-
Zum Gießen unter Vakuum sind nach der Erfindung in der Innenwandung
der Form ringförmige Rillen vorgesehen. die mit der geschlossenen, über der Form
angeordneten Glocke zusammen an eine Vakuumleitung angeschlossen sind.
-
In den ringförmigen Rillen herrscht somit der gleiche Unterdruck wie
unter der Glocke, wodurch ein Eindringen der Dämpfe oder der Luft in das flüssige
Metall im oberen Teil der Form verhindert wird.
-
Die in die über der Form angeordnete Glocke mündende Zuführungsleitung
kann gegehenenfalls beheizbar sein. Unterhalb der wassergekühlten Gießform kann
in bekannter Weise ein Wasserbehälter angeordnet sein, in den der aus der Form austretende
Strang eintaucht. Als Abschluß der Form beim Beginn des Gießens kann beispielsweise
ein Kolben dienen, dessen Boden zweckmäßig eine schwalbenschwanzförmige Aussparung
besitzt, wodurch er von dem herausgezogenen Block leicht seitwärts tieruntergeschoben
werden kann.
-
Die beschriebene Vorrichtung ist in der Zeichnung in beispielsweiser
Ausführung, die insbesondere für Magnesiumlegierungen bestimmt ist, schaubildlich
dargestellt.
-
Abb. i zeigt die Vorrichtung in Seitenansicht. Abb. 3 in Draufsicht.
i ist der Tiegel mit dem geschmolzenen Metall, der in einem in den Zapfen 3 schwenkbaren
Rahmen 2 aufgehängt ist. Die Schwenkung des Tiegels kann z. B. mittels eines am
Haken d. angreifenden Seiles r erfolgen. Der Tiegel bzw. Sammelbehälter i kann während
des Gießens beheizt werden, um eine gleichbleibende Temperatur des darin befindlichen
Metalls zu halten. In den Tiegel ist unterhalb der Oberfläche des Metalls ein Rohr
6 eingetaucht, das einen Stutzen ; zum Füllen des Rohres besitzt, welches mit dem
Pfropfen 8 dicht verschlossen werden kann. Beim Füllen des Rohres 6 kann das eingetauchte
Ende mit einer abnehmbaren Verschlußkappe 9 geschlossen sein, die mittels Zügen
io und einer Klinke i i am Haken 12 gehalten wird. Die Beheizung des Zuführungsrohres
6 kann zweckmäßig durch einen elektrischen Heizkörper 13 erfolgen. Das Rohr 6 mündet
in einen ringförmigen Raum 1 5 einer Glocke 1.4, die auf die gekühlte Gießform 2.4
aufgesetzt und an die Vakuumleitung22 angeschlossen ist, die einen
Hahn
23 besitzt. In der Glocke 14 ist ein glockenförmiger Verteiler 16 angeordnet, dessen
hohler Körper oben Öffnungen besitzt. Der Verteiler 16 kann z. B. mittels einer
Spindel i9, deren Gewinde im Bock 2o geführt ist, geschlossen und beliebig weit
geöffnet werden. Die Spindel i9 ist mit einer Stopfbuchse i8 abgedichtet. Die Glocke
14 kann ebenfalls mittels eines elektrischen Heizkörpers 21 beheizt sein. Die wassergekühlte
Form 24. besitzt schraubenförmig geführte Kühlrippen 26 und hat in der Innenwandung
die Rillen 29, die an die Vakuumleitung mittels eines Rohres 30, angeschlossen sind.
Das Kühlwasser wird durch das Rohr 27 dem Kühlmantel 25 zugeführt und durch das
Rohr 28 abgeleitet. In Abb. 2 ist ein zum Abschließen der Form beim Beginn des Gießens
dienender Kolben 31 dargestellt, dessen Boden eine schwalbenschwanzförmige Aussparung
32 besitzt.
-
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann zweckmäßig folgendermaßen
betrieben werden: Der Kolben 31 wird in die Fb-rm eingeführt. Das Ventil 16 und
der Vakuumhahn 23 werden geöffnet. Das in den Tiegel eingetauchte Ende des Rohres
6 ist zunächst mittels Verschlußkappe 9 geschlossen. Nun wird durch den Stutzen
7 das Rohr 6 mit dem geschmolzenen Metall gefüllt, danach der Pfropfen 8 geschlossen
und die Verschlußkappe 9 abgenommen. Der Umlauf des Kühlwassers wird in Gang gesetzt.
Nun kann der Kolben 31 mit dem erstarrten Block aus der Form gezogen werden. Dieser
Kolben wird seitwärts vom Blockende heruntergestoßen. Zweckmäßig durchläuft der
aus der Form austretende Block einen Wasserbottich. Entsprechend der Senkung des
Metallstandes im Tiegel wird dieser mittels Seilzuges 5 in den Zapfen 3 des Halteringes
2 gedreht, bis der Boden des Tiegels in die Nähe des eingetauchten Endes des Rohres
6 gelangt. Das Metall kann in den Tiegel nachgefüllt werden.
-
Die in der Zeichnung schaubildlich dargestellte Vorrichtung kann unter
Verwendung der jeweils geeigneten Baustoffe auch für verschiedene andere Leichtmetalle
und Legierungen, z. B. für Aluminiumlegierungen, ausgeführt sein.
-
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung liefert einwandfreie Blöcke, die
sich dank ihres regelmäßigen Gefüges und der fehlenden Verunreinigungen und Poren
hervorragend zur weiteren Verarbeitung durch Pressen, Walzen, Ziehen und Schmieden
eignen.