DE867735C

DE867735C - Continuous casting process

Info

Publication number: DE867735C
Application number: DEP3973D
Authority: DE
Inventors: Heinz Theo Dipl-Ing Becker; Heinz Jansen; Walter Dr-Ing Roth
Original assignee: Vereinigte Leichtmetallwerke GmbH
Current assignee: Vereinigte Leichtmetallwerke GmbH
Priority date: 1942-12-13
Filing date: 1942-12-13
Publication date: 1953-02-19

Description

Stranggießverfahren Es ist bekannt, zum Gießen von Strängen für Blöcke einen kurzen wassergekühlten Ring zu verwenden und dem aus dem Kühlring nach unten austretenden, in seinem Innern noch flüssigen Block durch direkte Kühlung unmittelbar unterhalb der Kokille die Hauptwärme zu entziehen. Der Kühlring wird hierbei vorzugsweise von einer Höhe gewählt, die in der Regel den Durchmesser des zu gießenden Blockes nicht übertrifft, sondern vielmehr wesentlich niedriger ist. Man ist dabei auf Kokillenhöhen von bis etwa 8o mm bei lichten Weiten von r 5o bis 5oo mm heruntergegangen.Continuous casting process It is known for casting strands for blocks to use a short water-cooled ring and the one from the cooling ring down exiting, in its interior still liquid block by direct cooling to withdraw the main heat below the mold. The cooling ring is preferred here chosen from a height that is usually the diameter of the block to be cast does not exceed, but rather is much lower. You are at the height of the mold of up to about 8o mm with clear widths of r 50 to 5oo mm.

Die entstehenden Blöcke unmittelbar beim Austritt aus einer solchen Kokille durch direkte Wasserberührung der Blockaußenfläche bei noch flüssigem Kern abzuschrecken, kann.jedoch nicht bei allen Legierungen angewendet werden. Insbesondere bei spannungsrißempfindlichen Legierungen, wie z. B. den Leichtmetallegierungen der Gattung AI-Cu-Mg, hat es sich herausgestellt, daß die daraus auf die geschilderte Weise hergestellten Blöcke schon während oder im Anschluß an das Gießen infolge der ihnen innewohnenden Spannungen aufreißen oder platzen und damit zur Weiterverarbeitung unbrauchbar werden.The resulting blocks immediately upon exiting one Mold through direct water contact with the outer surface of the block when the core is still liquid Quenching, however, cannot be used with all alloys. In particular in alloys susceptible to stress cracking, such as B. the light metal alloys of the genus Al-Cu-Mg, it has been found that the resulting on the described Way produced blocks already during or after the casting as a result the tensions inherent in them tear open or burst and thus for further processing become unusable.

Um diesem Übelstand zu begegnen, wird erfindungsgemäß ein- Verfahren zum Gießen von Strängen für Blöcke, insbesondere aus spannungsrißempfindlichen Legierungen, wie Leichtmetalllegierungen der Gattung AI-Cu-Mg, unter Verwendung einer kurzen gekühlten Kokille mit Hauptwärmeentzug durch direkte Kühlung des Stranges im Anschluß an die Kokille vorgeschlagen, wobei der Strang im Innern noch flüssig aus der Kokille heraustritt, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß die direkte Kühlung des Stranges nicht unmittelbar im Anschluß an die Kokille wirkt, sondern erst wenn der Strang bereits bis ins Innere erstarrt ist.In order to counteract this drawback, a method is provided according to the invention for casting strands for blocks, especially from alloys susceptible to stress cracking, such as light metal alloys of the type Al-Cu-Mg, using a short one cooled mold with main heat extraction through direct cooling of the strand afterwards Proposed to the mold, the strand inside still liquid from the Mold emerges, and which is characterized in that the direct cooling of the strand does not act immediately after the mold, but only when the strand has already solidified inside.

Die direkte Kühlung kann mittels eines Spritzringes oder durch Eintauchen in ein Wasserbad vorgenommen werden. Es ist vorteilhaft, den Abstand zwischen Kokille und Wirkungsbereich des direkten Kühlmittels so gering wie möglich zu wählen, d. h. vorzugsweise mit der direkten Kühlung in der Höhe der Sohle des flüssigen Metallsumpfes einzusetzen. Mittels eines Stabes kann man die Tiefe des Metallsumpfes und damit die Lage der Erstarrungsfront an der tiefsten Stelle ermitteln und dann den Abstand dieser Tiefe anpassen. Da man durch Änderung der Absenkgeschwindigkeit bekanntlich eine Hebung der Erstarrungsfront vornehmen kann, gelingt es, die direkte Kühlung des Stranges möglichst dicht unterhalb der Kokille beginnen zu lassen. Bei besonders empfindlichen Legierungen kann es erforderlich sein, mit der direkten Kühlung tiefer, bis etwa 5o mm unterhalb des Strangquerschnittes zu beginnen, an der er bereits bis ins Innere erstarrt ist. Dies liegt daran, daß die Sumpftiefe gewissen Schwankungen unterworfen ist und ihre Messung durch Abtasten nicht genau durchgeführt werden kann. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, daß das Tieferstellen des Beginns der direkten Kühlung auf Kosten der Blockgüte geht. Die geeignete Höhenlage des Beginns der direkten Kühlung; bei der gerade das Reißen des Blockes vermieden wird, muß daher von Fall zu Fall ermittelt werden, um nicht die Blockgüte unnötig zu vermindern.Direct cooling can be achieved by means of a splash ring or by immersion be made in a water bath. It is advantageous to keep the distance between the mold and the effective range of the direct coolant to be selected as small as possible, d. H. preferably with direct cooling at the level of the bottom of the liquid metal sump to use. By means of a rod you can determine the depth of the metal sump and thus Determine the position of the solidification front at the lowest point and then the distance adapt to this depth. As you know by changing the lowering speed can raise the solidification front, direct cooling succeeds to start the strand as close as possible below the mold. With especially sensitive alloys it may be necessary to use direct cooling for deeper, to begin up to about 5o mm below the strand cross-section where it is already until it has frozen inside. This is because the swamp depth has certain fluctuations and its measurement by scanning cannot be accurately performed can. It should be noted, however, that the lowering of the beginning of the direct cooling at the expense of the block quality. The appropriate altitude to start with direct cooling; in which the tearing of the block is avoided, must must therefore be determined on a case-by-case basis in order not to unnecessarily reduce the block quality.

Wie einleitend erwähnt; war es beim Gießen von Strängen für Blöcke bisher anerkannte Regel, daß sich die Zone des Hauptwärmeentzuges durch direkte Kühlung unmittelbar.an den Kühlring anschließen müsse, und zwar schon allein deswegen, weil man annehmen mußte, daß -durch dieses verspätete Einsetzender direkten Kühlung das flüssige Innere des Gießstranges durch die in verhältnismäßig geringer Wandstärke erstarrte Randschale durchbricht. Daß es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gelingt, das Platzen von spannungsrißempfindlichen Legierungen zu verhindern, war aber nicht vorauszusehen, weil bekanntlich die Spannungsrisse nicht beim direkten Kühlen des im Innern noch flüssigen Gießstranges, sondern erst dann auftreten, wenn dieser über seinen ganzen Querschnitt erstarrt ist. Erfindungsgemäß soll aber die direkte Kühlung erst dann einsetzen, wenn der Gießstrang über seinen ganzen Querschnitt erstarrt ist.As mentioned in the introduction; it was when casting strands for blocks Hitherto recognized rule that the zone of the main heat extraction is through direct Cooling must be connected directly to the cooling ring, if only for that reason, because one had to assume that this delayed the onset of direct cooling the liquid interior of the cast strand due to the relatively small wall thickness solidified outer shell breaks through. That it is with the help of the method according to the invention succeeds in preventing the bursting of alloys which are susceptible to stress cracking, was but not to be foreseen, because it is well known that stress cracks do not occur directly Cooling of the still liquid cast strand inside, but only occur when this has solidified over its entire cross-section. According to the invention, however, the Use direct cooling only when the cast strand covers its entire cross-section has frozen.

Abgesehen davon, daß bei dem ferner bekanntgewordenen Stranggießverfahren zur Herstellung von Gießkörpern geringen Querschnitts die Gefahr ihres Aufplatzens infolge Auftretens von Gußspannungen gar nicht besteht, ist die bekannte Anordnung einer Abschreckkammer in einigem Abstand von der übrigens keineswegs kurzen Kokille deswegen gewählt worden, um die Ausbildung von sich in Achsenrichtung erstreckenden länglichen Kristallen zu begünstigen.Apart from the fact that in the continuous casting process that has also become known for the production of castings with a small cross-section, there is a risk of them bursting does not exist at all due to the occurrence of casting stresses, is the known arrangement a quenching chamber some distance from the by no means short mold has therefore been chosen to allow for the formation of axially extending to favor elongated crystals.

In der Abbildung ist die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels eines Spritzringes beispielsweise dargestellt. Die direkte Kühlung des Gießstranges erfolgt über den Spritzring z, der mittels der Haltestäbe .2 in der kurzen Kühlkokille 3 verstellbar befestigt ist. Der Spritzring ist in der Höhe eingestellt, in der gerade der aus der Kokille austretende Block 5 bis ins Innere erstarrt ist. Der Spritzring r ist an den Kühlring durch die Schlauchverbindung q. angeschlossen, so daß das Kühlwasser; das die Kokille durchflossen hat, nun durch den Ring gegen den Block gespritzt wird. Ist eine intensivere Kühlung erwünscht, so kann auch frisches, kaltes Wasser im Ring an Stelle des in der Kokille vorgewärmten zugeleitet oder der Strang in ein Wasserbad mit veränderlichem Wasserspiegel abgesenkt werden.In the figure is the device for carrying out the invention Method shown by means of a splash ring, for example. The direct cooling of the cast strand takes place via the splash ring z, which is held in place by means of the holding rods .2 in the short chill 3 is adjustable. The splash ring is in height set, in the just emerging from the mold block 5 to the inside has frozen. The splash ring r is attached to the cooling ring through the hose connection q. connected so that the cooling water; that has flowed through the mold, now through the ring is injected against the block. If more intensive cooling is required, This means that fresh, cold water can also be in the ring instead of the water preheated in the mold or the strand is lowered into a water bath with a variable water level will.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird beispielsweise bei der Herstellung eines Barrens von 300 mm Durchmesser aus einer Aluminium-Kupfer-Magnesium-Legierung so durchgeführt, daß bei einer Kokillenhöhe von 8o mm mit einer- Absenkgeschwindigkeit von 35 bis 55 mm/Min. gegossen wird. Man tastet mittels eines Eisenstabes die Erstarrungsfront ab und stellt den Beginn der direkten Kühlung, beispielsweise bei der Verwendung der in der Abbildung dargestellten Vorrichtung den Spritzring Z, in die Höhe der ermittelten Erstarrungsfront ein. Es ist dabei vorzugsweise zu vermeiden,- den Spritzring tiefer einzustellen als erfindungsgemäß notwendig oder zur Erzielung eines spannungsfreien Blockes erforderlich ist.The method according to the invention is carried out, for example, in the production of an ingot with a diameter of 300 mm from an aluminum-copper-magnesium alloy so that at a mold height of 80 mm with a lowering speed of 35 to 55 mm / min. is poured. The solidification front is scanned by means of an iron rod and the start of direct cooling, for example the splash ring Z when using the device shown in the figure, is set at the level of the solidification front determined. It is preferable to avoid setting the splash ring lower than is necessary according to the invention or necessary to achieve a tension-free block.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Method of casting strands for blocks, in particular from alloys susceptible to stress cracking, such as light metal alloys of the Al-Cu-Mg type, using a short, cooled mold with main heat extraction by direct cooling of the strand following the mold, the strand in the interior still liquid emerges from the mold, characterized in that the direct cooling of the strand does not take effect immediately after the mold, but only when the strand has already solidified to the inside.

2. Short chilled Continuous casting mold for carrying out the method according to claim z, characterized by an adjustable splash ring below the mold, which is preferably is in communication with the cooling space of the mold, so that the one leaving the mold Guided cooling water into the splash ring and sprayed from this against the strand circumference will.