DE835790C

DE835790C - Giessform zum stetigen Giessen von Metallen

Info

Publication number: DE835790C
Application number: DEW1205A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Baun; Otto Neureuther
Original assignee: Wieland Werke AG
Current assignee: Wieland Werke AG
Priority date: 1942-05-15
Filing date: 1942-05-15
Publication date: 1952-04-03

Description

Gießform zum stetigen Gießen von Metallen Die Erfindung betrifft eine zum stetigen Gießen von Metallen geeignete, gekühlte Gießform.
Bei der bekannten Herstellung von metallischen Voll- oder Hohlsträngen durch stetiges Gießen werden vorwiegend senkrecht stehende, beiderseits offene, gekühlte Dauerformen angewandt, in denen das oben unter ständig gleichbleibender Temperatur, Menge und Geschwindigkeit eingegossene Metall zu einem Strang erstarrt, der aus dem unteren Ende der Form abgeführt wird. Das angewandte, meist flüssige Kühlmittel läuft in dieser bekannten Gießform in dem durch die Kokillenwand und dem äußeren Kühlmantel gebildeten Kühlraum horizontal oder in Form einer Schraubenlinie um, wobei es bei Gießformen größerer Baulänge auch durch Leitbleche oder Wendel geführt sein kann. Der Entzug der Schmelzwärme aus dem flüssigen, metallischen Gießgut erfolgt zunächst mittelbar über die innere Kokillenwand, und zwar bei den Gießformen verhältnismäßig großer Baulänge fast ausschließlich auf diese Weise, während bei den entsprechenden Formen kurzer Baulänge ein großer Teil oder sogar der Hauptteil des Wärmeentzuges aus dem Gießstrang durch unmittelbare Berührung des Kühlmittels mit dem aus der Form austretenden Strang erfolgt.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine zum stetigen Gießen von metallischen Voll- oder Hohlsträngen geeignete Gießform, in der <las flüssige Kühlmittel, welches dein entstehenden Strang die Schmelzwärme entziehen soll, parallel zur Stranginittelachse fließt, und zwar in der Fortbewegungsrichtung des Stranges oder entgegengesetzt zu dieser.
Erfindungsgemäß wird dies durch innerhalb der Kokille angeordnete, senkrechte Kühlkammern erzielt, die in beliebiger Anzahl und Form hinter der inneren Kokillenwand um den ganzen Querschnitt herum angeordnet sind.
1:s ist zweckmäßig, das Kühlmittel (Miesen Kühlkammern mittelbar über eine (lern Querschnitt der Kokille angepaßte Wasservorkammer zuzuführen, deren Fassungsvermögen vorteilhaft ein 'Mehrfaches leer gesamten Kühlkammern beträgt.
Da (las in die Wasservorkatmner eintretende flüssige Kühlmittel während seines Durchlaufs durch die Wasservorkammer einen stetig zunehmenden Druckabfall erleidet, wird die Geschwindigkeit des flüssigen Kühlmittels entsprechend verringert. Eine Folge davon ist, daß (las flüssige Kühlmittel, je weiter es von der Eintrittsstelle in leer Kokille entfernt ist, um so weniger Wärme dem Gießgut entzieht, so daß die zuerst erstarrende Randkruste voll Anfang an nicht an allen Querschnittsstellen gleichmäßig dick ist, sondern in Abhängigkeit von der Geschwindigkeitsabnahme des Kühlmittels allmählich schwächer wird. Da die !lachfolgenden Schichten des Stranges konzentrisch mit der schon festen Schicht erstarren, tritt eine Erstarrung des Stranges, im ganzen gesehen, exzentrisch zur Gießform ein. Dadurch werden unterschiedliche Spannungen in den verschiedenen Querschnitten hervorgerufen, die die Güte (ges Gußkörpers herabsetzen.
Diesem Mangel wird erfindungsgemäß dadurch abgeholfen, daß der Kiihlwasserraum in seinem Querschnitt dem Druckabfall des flüssigen Kühlmittels angepaßt wird, z. B. dadurch, daß der Querschnitt entsprechend der Druckabnahme verkleinert wird. Nunmehr kann das Kühlmittel mit stets gleicher Geschwindigkeit in die senkrecht angeordneten Kühlkammern übertreten, so daß der entstehende Strang an allen Stellen seines L'lnfangs gleichmäßig gekühlt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile leer 1?rfitldutlg gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der an Hand der Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele in schematischer Darstellung erläutert sind. Es zeigt :11>b. r eine gekühlte Gießform kurzer Baulänge für einen Strang mit kreisförmigem Querschnitt in Draufsicht, .\1111. a einen Schnitt nach leer Linie .9-A' der .\1>b. t, _-\t)11. 3 eine Gießform gemäß Abb. i, bei der der Querschnitt der Vorkammer entsprechend dein zunehmenden Druckabfall des Kühlillittels von der 1?ititrittsstelle bis zum Übertritt in die Kühlkanäle allmählich abnimmt, _\1>1>. d einen Schnitt nach der Linie B-/3' leer Abb. 3.

.\b11. 5 eine atldere .\usfüllrullgrsfclrm de,- Külll-

eillrichtting im Schnitt.

Abb. (i einen Schnitt nach der Linie C-C'' der

\1>b. 5,

Abb. eine \veiterc .\usfüllrutlgsfonn del- Er-

findung,

_M>l). 8 einen Schnitt nach der Linie I)-/)' der

Abb. 7.

In den Abb. i tilld 3 Ist igelt L daS (Iilil!l\\-all(lige

Kokillenrohr bezeichnet, <las \e111 eineng leicht dar-

gestellten. z. B. aiigeschw eißtetl oder angeschraubten

Flansch gehalten wird. Zur Kühlung (ges Kokilleii-

rohres i sind mehrere, z. I1. 24 Kiililk@iiiüle 9 vor-

gesehen, die parallel finit leer Kokillenmittelachse

verlaufen. Diese Kanäle werden durch Ansetzen

von U-Profilen 3° oder Winkelprofilen 3b an das

Kokillenrohr gebildet. \1s Werkstclfl- für die

Kanalprofile kann Metall oder ciii anderer geeig-

neter Stoff verwendet werden. Mit 4 ist <#i11 Schutz-

mantel bezeichnet. welcher z\\ecl<rn@ißig atis eiiletll

wärmeleitenden, k(lrrosinnsllest:incligen Werkstoff

hergestellt ist.

Das Kühlmittel tritt durch einen oder mehrere

Rohrstutzen 5 tangential i11 eine Vnrkailinler h ein.

Gieren Fasstlilgs\-ermngeii ein Mehrfaches des

Gesamtraumin.llalts der Kiililkatiäle g lwträgt. Von

der Vorkatntner < tritt (las Kühlmittel durch einen

Ringkanal 7 in die Kühlkanäle eile und fließt parallel

zur Strangrichtulig his zum -\ustrittsringspalt to.

dessen Größe durch einen drehbaren Gewindering

il verstellbar ist. Um inl praktischen Gebrauch bei

einer Verengerung der Spaltbreite des Ring-

schlitzes to das liiilllillittel schnell und in genügend

großen 'Mengen durch die Kühlkanäle 9 fließen

lassen zu können, ist ein zusätzlicher Ringabfluß i8

vorgesehen, durch welchen (las überschüssige Kühl-

mittel abgeleitet wird. Aus dem Ringabfluß 18 tritt

(las Kühlmittel in eitle Vorkainilier ic über lind

wird von dort durch den Rohrstutzeil 1 2 abgeführt.

Auch bei Kühleinrichtungen finit unveränderlichem

Ringschlitz io kann es zweckmäßig seilt, einen

Ringabfluß 18 für das Kühlmittel vorztisellen, weil

dadurch die 'Möglichkeit gegeben ist, "reelle Mengeil

Kühlmittel unabhängig \-on leer Ringschlitzbreite

durch die Kühlkanäle 9 zu leiten.

Das durch den Ringschlitz 1o austretende Kühl-

mittel dient zur unmittelbaren Kühlung (ges aus der

Kokille austretenden Stranges tlnd bewirkt, daß

dieser über den ganzen Querschnitt zur Erstarrung

gebracht bzw. rasch atif Temperaturen allgekühlt

wird, tinterhall) (legen keine .-\tisscheidungs-. 1`#m-

\vandlungs- oller .\usllä rtungsvorg:inge mehr statt-

finden. Man kann aber den Strang auch durch

andere bekannte 'Mittel unmittelbar kühlen, bei-

spielsweise durch atis Spritzrhigen austretendes

Wasser.

In den _11111. 1 wild ? ist vorgesehen, das Kühl-

Z, durch die Kühlkanäle 9 in (leg Abzugs-

richtung des Stranges fließen zu lassen. I)tircll eilt-

sprechetide Abänderung leer Kühleinrichtung kamt

eine entgegengesetzte l-Ziillllliittell>e\vegutlg, also

entgegen der Strangl>e\vegnng, erzielt werden, was

für verschiedene I\vccke \()i-teilli@tft ist.

Bei der .\usfiihrungsfortn nach .\1)b.3 und .I verringert sich der Querschnitt der Vorkammer 6 von der Eintrittsstelle des tangential angeordneten Rohrstutzens j I)is zum Chertritt in die Kühlkanäle g allmählich. wodurch eine gleichbleibende l'mlaufgeschwindigkeit in der Vorkammer und ein Hintritt gleicher Mengen des Kühlmittels in alle Kanäle 9 erreicht wird. Aus den Kanälen fließt <las Kühlmittel durch den Ringspalt rh in die Vorkamrner ig und \ an hier durch den Stutzen 12 nach außen.

bei Verwendung einer Vorkammer fi mit allinälilich al)nehmendent Querschnitt 1)eiKühleinriclitungen gernäi.i Ahl). i und 2, bei denen das aus (lern Ringschlitz io austretende Kühlmittel zur unmittelharen Kühlung des gegossenen Stranges benutzt wird, erreicht inan den Vorteil einer sehr gleichmäßigen Kühlung des Stranges.
Die in den _\1)1). j bis R dargestellten Kühleinrichtungen für Gießformen sind in erster Linie Ztirii stetigen (@ielieti großer Voll- oder Ilohlbolzen, Platten oder Profile beliebiger Querschnittsform bestimmt.
Bei <leg .\rtsführungsforin nach :11)1). j und 6 sind die Kühlkanäle il) durch Ausfräscu eines starkwandigen Kokillenrohres 15 hergestellt. 1)ieKanäle werden durch die Dippen des Kokillenrolires 15 und den Schutztnatitel -t gebildet. Das Kühlmittel tritt durch den Stutzen j in die Vorkammer 6 und von hier durch den Ringkanal 7 in die Kanäle I6. ein und gelangt hach Durchfließen der Kanäle zum Ringspalt io, von wo es austritt und zur unmittelbaren Kühlung des gegossenen Stranges benutzt werden kann.
Bei der :\ttsfiilrrtrngsfortn nach .\1)b.7 und 8 ist gezeigt, wie die Kanäle 16 bei einem Winkelprofil des Stranges angeordnet und ausgebildet werden. Auch hier sind die Kühlkanäle 16, I6', i6" aus einem Stück finit (lern Kokillenrohr i hergestellt und von einem starkwandigen Mante1.I umgeben. Die Kanäle 16' und 10" 1)esitzen größeren Querschnitt als die Kanäle ih, um an diesen Stellen eine besonders intei)sive Kühlung herbeizuführen. Inl oheren Teil der Kokille ist ein Futter 17 aus wärmeisolierendem \\'erkstoft, z.13. Graphit, eingefügt.
Das Kühlmittel tritt durch die Stutzen j in die \"orkainmer () ein und gelangt von dort in die Kühlkanäle i0, r(>' und t6", von wo es durch den Ringschlitz io austritt.
Die neue Kühleinrichtung kann bei Gießformen jeder Länge zum Gießen von \doll- und llohlkörpern benutzt werden. Hei Gießformen für Hohl-1«irper kann die an steh bekannte Innenkühlung des gegossenen Stranges durch aus dein gekühlten Dorn austretendes Kühlwasser vorteilhaft auch erfindungsgemä l.9 abgewandelt werden, so daß also auch (las Kühlwasser des Dornes zurr "7ecke der Innenkühlung des gegossenen Stranges in parallel zur Strangrichtung angeordneten Kühlkanälen geführt wird und gegebenenfalls aus diesen Kammern in 1#orrn (-iiies in sich geschlossenen Wassermantels durch einen an (leg Stoßstelle zwischen seitlicher Dornwand und I )oi-nl)o<len vorgesehenen, engen, ringförmigen Schlitz austritt, wodurch die Innenkühlung des Stranges besonders kräftig und vor allein auch gleichmäßig erfolgt.
Die neue Einrichtung ermöglicht eine gleichmäßige, mittelbare und unmittelbare Kühlung des entstehenden, stetig gegossenen metallischen Voll-oder Hohlstranges von der Strangoberfläche aus. Das ist besonders vorteilhaft bei stark profilierten Strängen, beispielsweise Brückenträgern, die bei der Herstellung mit den bekannten Gießformeln zum stetigen Gießen infolge ungleichmäßiger Kühlung von der Strangoberfläche aus Risse oder Spalten zeigten, was durch die Anwendung der neuen Vorrichtungen vermieden wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Gekühlte Gießform zum stetigen Gießen von Voll- oder Hohlkörpern aus Metall mit einer verhältnismäßig dünnwandigen, von einem in Richtung der Gießforinachse durchflossenen Kühlmantel umgebenen Gießform, dadurch gekennzeichnet, daß ,der Kühlmantel in eine größere Anzahl von in Gießstrangrichtung verlaufenden Kühlkanälen (9) unterteilt ist.
2. Gekühlte Gießform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle durch dünnwandige Profile, z. B. U- oder `-\'inkelprofile, gebildet werden.
3. Gekühlte Gießform nach den Ansprüchen i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle aus einem Stück mit der Gießforrn hergestellt sind. Gekühlte Gießform nach einem der Ansprüche i bis 3 mit einer Vorkammer zur Verteilung des Kühlmittels, dadurch gekennzeichnet, daß das Fassungsvermögen der Vorkammer (6) ein Mehrfaches des Gesamtfassungsvermögens aller Kühlkanäle (9) beträgt. 5. Gekühlte Gießform nach einem der Ansprüche i bis .I, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkammer einen oder mehrere tangentiale Eintrittsstutzen (5 in Abb. i) besitzt. 6. Gekühlte Gießform nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Vorkammer vom Eintrittsstutzen nach der Übertrittsstelle des Kühlmittels in die Kühlkanäle hin allmählich abnimmt (Abb. 3 und :I). . 7. Gekühlte Gießform nach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Austritt des Kühlmittels aus den Kühlkanälen durch eine Vorkammer (i9) erfolgt. B. Gekühlte Gießform nach einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Austritt des Kühlmittels durch einen zweckmäßig veränderlichen Ringschlitz (to) erfolgt, durch welchen das Kühlmittel unmittelbar auf den gegossenen Strangteil geleitet wird. 9. Gekühlte Gießform nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Austrittsstellen (io und 18) für das Kühlmittel vorgesehen sind. io. Gekühlte Gießform nach einem der Ansprüche i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform oberhalb der Kühlkanäle dickwandig (15) ausgebildet ist (Abb. 7). I I. Gekühlte Gießform nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß im dickwandigen Teil der Gießform (15) ein Futter (17) aus wärmeisolierendem Werkstoff vorgesehen ist. 12. Gekühlte Gießform nach einem der Ansprüche i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Durchmesser der Kühlkanäle an solchen Teilen der Gießform, welche besonders stark gekühlt werden sollen, größer ist (16', i6") als derjenige der übrigen Kanäle. Angezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 8(,1 884.