DE817788C - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Giessen von Metallstraengen, insbesondere aus Magnesium-Legierungen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen von Metallsträngen, insbesondere aus Magnesium-Legierungen Bei den bekannten Stranggießverfahren wird das flüssige Metall von oben oder von der Seite der Kokille zugeführt, die als Boden einen absenkbaren Stempel besitzt. Dieser schließt die Kokille unten ab. Mit zunehmender Erstarrung des der Kokille zugeführten Gießgutes wird dann der den Boden bildende Stempel abgesenkt und durch Nachgießen der Metallspiegel in der Kokille auf gleicher Höhe gehalten. Bei diesen Verfahren entsteht durch den beim Zuführen des flüssigen Metalls zur Kokille kaum zu vermeidenden freien Fall die Gefahr des Mitspülens von Oxyden usw. in den Gußblock. Wenn auch die Schmelze in dem Gießofen schon einen Absitzprozeß durchgemacht hat, wobei sich Oxyde, Nitride usw. am Boden desselben abgelagert haben, so ist doch beim Umfüllen des Metalls in die Kokille auch hier ein Losreißen und Abwandern von solchen bereits sedimentierten Verunreinigungen der Schmelze in die Kokille nicht zu vermeiden. Ein großer Nachteil ist hierbei der hohe Energieverbrauch für den Absitzprozeß, da die Schmelze nach dem Herunterschmelzen.getrennt vom Gießprozeß abgestellt und auf Temperatur gehalten werden muß.
• Bei einem anderen Verfahren des Blockgießens, dem sogenannten Tütenguß, wird das flüssige Metall aus dem Schmelzgefäß, in dem dasselbe schon eine gewisse Zeit abstehen konnte, in konische Blechkokillen mit einer dem Blockdurchmesser angeglichenen Blechstärke gegossen, bei bestimmter Temperatur gehalten, damit ein Absitzen von Oxyden, Nitriden usw. eintreten kann, um dann langsam in Wasser abgesenkt zu werden. Hierbei ist der Verlust an Fertigmaterial von großem Nachteil, der dadurch entsteht, daß der Boden des so gewonnenen Gußblocks eine Zone von Verunreinigungen enthält, die als unbrauchbar abgeschnitten werden muß. Auch dieses Verfahren ist außerdem wegen des großen zusätzlichen Energieverbrauchs beim Absitzen der Schmelze und des hohen Verschleißes an Blechkokillen sehr umwirtschaftlich. besonders wichtig ist, daß man bei diesem metallurgisch viele Vorteile bietenden Verfahren mir in Gier Lage ist, die durch die Kokille bestimmten längen zu vergießen.
• Bei den bisher angewandten Stranggießverfahren war es ferner notwendig, die richtige Höhe des Metallspiegels in der Kokille zu beobachten bzw. den Metallzufluß ständig so zu regeln, daß eine gleichmäßige Formfüllung stattfand, wobei man mehr oder weniger von der Geschicklichkeit der Bedienungsmannschaft abhängig war, die die Kippung eines Ofens o. dgl., aus dem das Metall in die Kokille floß, zu regulieren hatte. Hierbei war es nicht möglich, eine gleichmäßige Temperatur des zufließenden Metalls über den ganzen Kokillenquerschnitt zu erhalten, was man zwar durch Einleiten des flüssigen Metalls in einen sogenannten Verteiler, der aus mehreren Ausläufen die Kokille speiste, versuchte, aber nie erreichen konnte. Es kam besonders bei sehr großen Kokillenquerschnitten zum Schieben des Metalls, was einen faltigen Strang zur Folge hatte. Außerdem wurde durch ungleichmäßige Wärmezufuhr, durch beispielsweise ungleich auslaufende Verteilerausläufe zur Kokille, bei vielen Metallegierungen die Entstehung von durch Spannung und Schwindung hervorgerufenen Gußrissen begünstigt. , Bei allen bekannten Stranggießverfahren ist es weiterhin üblich, daß der aus der Stranggußkokille austretende, bereits erstarrte Gußblock entweder auf einer Hydraulisch oder mechanisch betätigten Hebebühne absinkt bzw. durch mechanisch betätigte Rollen nach unten gezogen wird.
• Gemäß des vorliegenden Verfahrens werden die vorher beschriebenen Übelstände beseitigt, wobei auch ein ununterbrochenes Gießen von Metallsträngen, insbesondere aus Magnesium-Legierungen, in beliebiger Länge ermöglicht ist und auch in metallurgischer Beziehung weitere Vorteile erreicht werden, und zwar insbesondere dadurch, indem das flüssige Metall so zur Stranggießkokille geführt wird, daß z. B. durch Zwischenschalten eines Absitzraumes ein Absitzen der Schmelzverunreinigungen (Oxyde, Nitride usw.) und ein zeitweiliges Abführen der abgesetzten Verunreinigungen ohne Beeinträchtigung der Kontinuität des Gießvorganges ermöglicht wird.
• Eine für dieses Verfahren brauchbare Vorrichtung ist in Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i die Vorrichtung im Aufriß im Schnitt, bei der der Strang nach oben geführt wird, Abb.2 eine Vorrichtung im _@ufriß im Schnitt, bei der der Strang nach unten durch eine Kokille abwandert.
• Die Vorrichtung besteht aus einem senkrecht stehenden, U-förmigen \\'arnilialtegefäß a, welches mittels Strom oder durch Gas beheizt wird und welches am unteren Ende des Einfüllschenkels b einen Absitzraum c mit einem .\lilaßventil d aufweist. Neben dem \Varnilialtegef'iß a ist mit demselben in paralleler Richtung ein kurzes Kniestück e angeordnet, welches mittels der rohrförmigen Verbindung f init dem Warinlialtegefäß a in direkter Verbindung steht. Auf der Stirnseite des Kniestücks e ist die Stranggießkokille - in bekannter Bauart angeordnet, wobei der Querschnitt derselben glatt, jedoch niemals größer ist als der Austrittsquerschnitt des flüssigen \letalls Eins dem Kniestück e des \Varmhaltegefiilies a.
• Die .\rbeitsweise dieses Verfahrens und der Vorrichtung ist wie folgt. Aus dein Schmelzgefäß li wird das flüssige Metall in das \\'armhaltegefäß a (Abb. i) gegossen. Die nun in dem `\'armhaltegefäß hierdurch entstehende flüssige Metallsäule drückt nach dem Gesetz der kommunzierenden l#'öliren das 'Metall durch das Kniestück e in die Stranggießkokille g von unten an. wobei das -Metall in derselben erstarrt. Hiernach .durchläuft der aus der Kokille g durch den eigenen Druck der flüssigen Metallsäule aus dein Schmelzgefäß il austretende feste Zletallstrang : I die Halterollen i, die oberlialli der Strangkokille g angeordnet sind. Die Halterollen i werden so reguliert, daß die Geschwindigkeit des aus der Kokille g austretenden Metallstranges A immer die gleiche ist, so daß hierdurch die Erstarrungsverhältnisse innerhalb der Kokille g immer die gleichen bleiben. Weiterhin kann auch oberhalb der Halterollen i der Strang A beispielsweise durch eine Rolle j gleich auf die gewünschte Länge abgeschnitten «-erden.
• Dadurch, daß das Nachgießen des flüssigen Metalls in das Warnihaltegefäß a direkt aus dem Schmelzofen erfolgt, wobei der -Metallspiegel ständig in einer bestimmten llölie in demselben gehalten wird, ruht auch ein ständig gleichbleibender Druck auf dein gesamten Kokillenquerschnitt, so daß gleichzeitig eine gleichmäßige Wärmezufuhr über den ganzen Kokillenquerschnitt ermöglicht ist. Hierdurch wird ein Reißen durch Spannung und Schwindung sowie eine schlechte Oberfläche des Gußstranges A durch Schieben in der Kokille g völlig vermieden.
• Des weiteren ist auch durch die Anordnung der Halterollen i der Vorteil erreicht, daß die Regulierung des Metallzuflusses zur Kokille g ganz mechanisch verläuft, indem die Halterollen i entsprechend der Durchlaßgeschwindigkeit einstellbar sind.
• Als besonderer Vorteil bei dein vorliegenden Verfahren ist zu verzeichnen, daß durch das Eingießen einer großen --Metallmenge in den verhältnismäßig großen Einfüllschenkel b des Warmhaltegefäßes a und durch den sehr langsamen Durchfluß, der durch den Abgang des -Metalls in Form des erstarrten Gußstranges A aus der Kokille g gegeben ist, das Absitzen der Verunreinigungen in dem Metall ermöglicht ist, da die durch das Warmhaltegefäß a und durch das Kniestück e durchgeführte Metallmenge genügend Zeit hat, die Verunreinigungen auszuscheiden, welche sich in dem Absitzraum c absetzen. Dieser Vorgang ist besonders wichtig bei Magnesiuni-Legierungen, bei denen Oxde, Nitride usw. durch besondere Schmelzzusätze' zu diesem Absitzen gebracht werden. Zu diesem Zweck kann der am unteren Ende mit einem Ablaßventil c1 versehene Absitzraum c, ohne das kontinuierliche Gießen zu stören, von Zeit zu Zeit geöffnet und das hier mit Oxyd und N itrid angesammelte Metall abgelassen werden. Flieraus folgt, daß nur ein Metall, welches frei von diesen die Korrosionsbeständigkeit und die mechanischen Werte beeinflussenden Verunreinigungen ist, in die Kokille,-hineingeführt wird. so daß tatsächlich nur eine einwandfreie Gutiqualität des Stranges A erzielt ist.
• Die Vorrichtung in der dargestellten Gestaltung bedingt ferner den Vorteil, daß insbesondere beim Vergießen von Magnesium und dessen Legierungen das flüssige Metall lediglich beim Einfüllen in das Warmhaltegefäß a mit der atmosphärischen Luft in Berührung kommt. Falls hierbei nicht unter Schutzgasen, beispielsweise SO,. gearbeitet wird, ist vollkommen genügende Sicherheit dafür vorhanden, daß das durch den freien Fall des Metalls entstehende Oxyd nicht finit in die Kokille g gelangt, da dies in dem Absitzraum c aufgefangen wird (Abb. i).
• Auch kann für das vorliegende Verfahren die Vorrichtung derart gestaltet sein, daß der Zufluß des Metalls zur Kokille g anstatt von unten von oben geschieht, wobei die Kokille g unterhalb der Austrittsöffnung h des Auslaufes 1, welcher mit dem Warmhaltegefäß a in Verbindung steht und an demselben zweckmäßig entsprechend höher liegt, angeordnet ist. Auch hierbei werden in dem Absitzraum c die Verunreinigungen gesammelt (Abb. 2).
• Auch wird hierbei der aus der Kokille g austretende Strang A, z. B. zur direkten Kühlung, durch Anspritzen mit Wasser oder durch Einführen in ein Wasserbad m gebracht (Abb. 2).

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Metallsträngen, insbesondere aus Magnesium-Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Metall unter Zwischenschaltung eines Absitzraumes zur Stranggießkokille geführt wird, um ein Absitzen der Schmelzverunreinigungen, wie Oxyd, Nitrid usw., zu ermöglichen, wobei ein zeitweiliges Abführen der abgesetzten Schmelzverunreinigungen ohne Beeinträchtigung der Kontinuität des Gießvorganges ermöglicht ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallsäule im Einfüllschenkel des Warmhaltegefäßes immer auf einer bestimmten Höhe und bei einer bestimmten Gießtemperatur gehalten wird.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein Warmhaltegefäß (a) mit einem Absitzraum (c) am unteren Ende, an dessen Tiefstpunkt ein Ablaßventil (d) angeordnet ist, und oberhalb des Absitzraumes (c) ein oder mehrere nach oben oder unten gerichtete Kniestücke (e) zur Durchführung des flüssigen Metalls angebracht sind, auf deren Stirnseite bzw. Austrittsöffnung die Stranggießkokille (g) angeordnet ist. .
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem kurzen Schenkel des beispielsweise U-förmig ausgebildeten Warmhaltegefäße (a) die Kokille so befestigt ist, daß der auf dem ganzen Kokillenquerschnitt ruhende Druck der flüssigen :Metallsäule den erstarrten Gußstrang (A) aus der Kokille (g) bewegt.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, gekennzeichnet durch Halterollen (i), die die Geschwindigkeit des aus der Kokille austretenden Gußstranges (A) abbremsen bzw. regulieren.