DE977696C - Kontinuierlich arbeitende Giessmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine kontinuierlich arbeitende Gießmaschine mit in endloser Kette gelenkig verbundenen und mit Kühlmitteldurchlaßkanälen versehenen umlaufenden Gießformblöcken.

Es sind bereits luftgekühlte Stranggießmaschinen bekannt, bei denen Luft entweder gegen die Formblöcke selbst oder aber durch darin eigens vorgesehene Kanäle geblasen wird. Solche luftgekühlten Maschinen dieser Art arbeiten erfahrungsgemäß nicht zufriedenstellend, weil die dem Metall in kürzester Zeit zu entziehende Wärmemenge zu groß ist. Aus diesem Grunde haben sich luftgekühlte Maschinen in der Praxis nicht bewährt; auch läßt sich dabei das zu erstrebende feine Korn in dem gegossenen Strang nicht erzielen. Auch ist an sich die Anwendung einer Wasserkühlung bei Gießmaschinen mit feststehenden Buchsen nicht mehr neu.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Wasserkühlung bei Gießmaschinen in Anwendung zu bringen, die mit endloser Kette arbeiten. Der Arbeitsablauf vollzieht sich bei diesen Maschinen kontinuierlich, da sie mit in endloser Kette gelenkig verbundenen und mit¹ Kühlmitteldurchlaßkanälen versehenen umlaufenden Gießformblöcken ausgerichtet sind. Um die gestellte Aufgabe technisch zu realisieren, ist erfindungsgemäß ein seitlich der Gießmaschine angeordneter und mit der Maschine synchron umlaufender Kühlmittelverteiler vorgesehen, der durch biegsame Kühlleitungen

809 565/4

mit den einzelnen Gießformblöcken verbunden ist. Die Kühlmittelkanäle zweier aufeinanderfolgender Gießformblöcke sind dabei zweckmäßig miteinander verbunden, wobei die Kühlleitungen des voranlaufenden Formblocks mit der Verteilereinlaßkammer und des nachfolgenden Formblocks mit der Verteilerauslaßkammer in Verbindung stehen. Der Kühlmittelverteiler besteht aus zwei in einem Maschinenrahmen angeordneten und sich drehenden ίο konzentrischen Röhren, von denen das innere der Kühlmittelzuführung und das äußere der Kühlmittelabführung dient.

Zweckmäßigerweise sind die Formblöcke mit

mehreren dicht unterhalb der Gießform nebeneinanderliegenden, quer zur Bewegungsrichtung der Formblöcke verlaufenden Kühlkanälen versehen, die an ihren Enden über einen Sammelkanal an der einen Seite mit einer Kühlmittelzuführungs- und an der anderen Seite mit einer Kühlmittelabführungsleitung verbunden sind.

Die erfindungsgemäße Gießmaschine weist gewöhnlich in an sich bekannter Weise zwei umlaufende endlose Ketten aus gelenkig miteinander verbundenen Gießformblöcken auf, die einen waagerechten Gießraum gleichbleibenden Querschnitts bilden, sowie eine Gießrinne zum Einführen der Schmelze, und — nach einem weiteren Merkmal der Erfindung — ragt die Gießrinne in den Gießraum hinein, wobei ihr äußerer Querschnitt der Kontur des Gießraumes dichtschließend angepaßt ist.

Zweckmäßigerweise besteht die Gießrinne aus einem wärmeisolierenden, feuerfesten Formkörper, der in einem langgestreckten Metallgehäuse angeordnet ist und einen mittigen, längsverlaufenden Kanal sowie ein vorn an das Metallgehäuse angesetztes, mit einem Kanal versehenes Mundstück aus feuerfestem Stoff aufweist. Das Mundstück kann dabei mit einem nach außen hin trichterförmig erweiterten Kanal versehen sein oder mit einem mittleren Kanal und zu beiden Seiten schräg nach außen gerichteten Nebenkanälen.

Die Erfindung ist im nachstehenden an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert und dargestellt. In den Zeichnungen ist

Fig. ι eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Gießmaschine in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine Ansicht der Gießmaschine von der Seite, auf der der gegossene Metallstrang die Maschine verläßt,

Fig. 3 eine Draufsicht der Maschine,

Fig. 4 ein Schnitt durch einen Formblock,

Fig. S eine Darstellung der Gießrinne,

Fig. 6 ein Querschnitt durch die Gießrinne nach Linie 10-10 der Fig. 5,

Fig. 7 ein Längsschnitt durch die Gießrinne nach Linie 11-11 der Fig. 5,

Fig. 8 ein Querschnitt durch einen Verteilerkopf nach Linie 15-15 der Fig. 3.

Zunächst seien die Fig. 1 bis 4 betrachtet: Die erfindungsgemäße Gießmaschine weist zwei endlose Ketten 63,64 von Gießformblöcken 60 auf. Die parallel zueinander laufenden Ketten bewegen sich mit gleicher Geschwindigkeit in entgegengesetzten Richtungen.

Jeder Formblock 60 weist auf seiner Außenfläche zwei schmale Kanäle 65 und 65' (Fig. 1 und 2) auf, die jeweils eine Formhälfte darstellen. Befinden sich zusammenlaufende Blöcke der nebeneinanderliegenden Kettenabschnitte in richtiger Ausrichtung miteinander, dann stellen die Kanäle zwei in seitlichem Abstand voneinander stehende, offen endende Gießräume gleichmäßigen Querschnitts dar, die sich in Längsrichtung durch die Mitte der Maschine hindurch erstrecken. Es ist also möglich, gleichzeitig zwei Metallstränge zu gießen. Die in Querrichtung erfolgende Ausrichtung der Formblöcke 60 erfolgt innerhalb sehr enger Toleranzen durch kleine rechteckige Endplatten 67. Auf diese Weise ist der untere Block zwischen den Endplatten 67 eingepaßt und kann sich mit Bezug auf den oberen Block in Seitenrichtung nicht verschieben.

Wie sich aus Fig. 4 ersehen läßt, ist jeder Formblock 60 mit einer Anzahl dicht auf Abstand voneinander stehender, querliegender, zylindrischer Bohrungen 66 kleinen Durchmessers versehen, die unmittelbar unterhalb der Bodenflächen der Kanäle 65, 65' liegen. Durch diese Bohrungen wird Wasser oder eine andere Flüssigkeit geleitet und dadurch die Wärme des geschmolzenen Metalls aus den Formblöcken 60 abgeführt. Die gewünschte Kühlwirkung kann zweckmäßig dadurch erreicht werden, daß man in den Formblock von einer Seite Löcher bohrt, die ihn aber nicht ganz durchdringen. Sodann werden mit Gewinde versehene Stopfen in die Bohrungen eingeschraubt. Diesen zylindrischen Bohrungen 66 am Boden der Gießräume kommt eine außerordentliche Wichtigkeit insofern zu, als sie eine ungleiche Ausdehnung zwischen Ober- und Unterseite des Formblockes verhindern sollen. Da sich nun die Kühlbohrungen 66 möglichst dicht am Boden der Kanäle 65, 65' befinden, wird die Masse des durch das geschmolzene Metall erwärmten Metalls auf einen Mindestbetrag verkleinert und die Wärmeübertragung auf das Kühlmittel auf Grund der Verminderung der Metalldicke, durch die die Wärme hindurchwandern muß, beschleunigt. Auch kann es vorteilhaft sein, an der gegenüberliegenden Seite der Kanäle eine immer kühlbleibende große Metallmasse vorzusehen.

Die Zuführung des Kühlmittels für die Kühlung der Formblöcke erfolgt von einem Kühlmittelverteiler 24, zu dem das Kühlmittel auch wieder zurückfließt (Fig. 2). Der Kühlmittelverteiler 24 weist ein mit der Gießmaschine fest verbundenes Gehäuse 125 auf. Die Verteilerköpfe 134 und 135 sind zweckmäßig in der Mitte zwischen der oberen und unteren Kette 63, 64 angebracht. In den Seitenwänden des Gehäuses 125 sind Buchsen 143 eingelassen, in denen sich Rohre 144 drehen (Fig. 8). iao Diese Rohre sind nun den entsprechenden Verteilerköpfen zugeordnet. Auf die Rohre 144 ist jeweils eine in sich geschlossene zylindrische Trommel 150 aufgeschweißt, die durch eine Zwischenwand 151 in zwei Kammern, eine Verteilerauslaßkammer 152 und eine Verteilereinlaßkammer 153, unterteilt ist.

Ein im Innern der Rohre 144 verlaufendes koaxiales dünneres Rohr 154 steht mit der Kammer 153 in Verbindung.

Jenseits eines Kettenrades 131 (Fig. 3) ist nun eine schwenkbare Flüssigkeitskupplung 160 vorgesehen, die sowohl eine Wasserzuleitung mit dem Innenrohr 154 als auch einen Wasserauslaß 162 mit dem zwischen dem Rohr 154 und den Wandungen des Rohres 144 liegenden ringförmigen Raum verbindet. Die Wasserzuleitung ist mit einem Rohr 163 verbunden, an dem eine von einem Motor 165 angetriebene Wasserpumpe 164 angeschlossen ist. Wie sich aus Fig. 8 leicht erkennen läßt, entleert sich das durch das Innenrohr 154 fließende Wasser in die Verteilereinlaßkammer 153. In die Trommel 150 sind eine der Hälfte der Formblöcke 60 entsprechende Anzahl und in gleichem Abstand voneinander stehender abgewinkelter Paßstücke 174 eingeschraubt. Diese Paßstücke sind durch bieg-

ao same Kühlmittelleitungen in Form von Schläuchen 175 (Fig. ι bis 3) mit anderen Paßstücken verbunden, die seitlich aus den nebenliegenden Enden jedes zweiten Blockes 60 vorstehen.

Wie nun eine nähere Betrachtung der Fig. 4 ergibt, werden die Bohrungen 66 jedes Fomblockes 60 von einer dazu querverlaufenden Bohrung 182 geschnitten, zu der wiederum eine mit Gewinde versehene Bohrung 183 rechtwinklig verläuft und sich in den Block hinein erstreckt. Ein mit Gewinde versehener Stopfen 179 dient als Verschluß. Das nun aus dem einen Block abströmende Wasser wird dem danebenliegenden Block zugeführt, der durch eine biegsame Kühlmittelleitung in Form eines Schlauches 191 mit entsprechendem Paßstück der zweiten Gruppe von Paßstücken 192 (Fig. 8) des Verteilerkopfes verbunden ist. Auf diese Weise kann die aus den Formblöcken zurückfließende Flüssigkeit in den zwischen den Rohren 144 und 154 liegenden Zwischenräumen der schwenkbaren Kupplung 160 gelangen und über den Wasserauslaß 162 abgeführt werden (Fig. 3).

Es ergibt sich demzufolge die nachstehend näher erläuterte Wirkungsweise: Bei Inbetriebnahme des Antriebsmotors drehen sich die oberen und unteren

♦5 Antriebsräder 95 in entgegengesetzten Richtungen, was sich im gleichen Sinne auch auf die oberen und unteren Kettenräder sowie die obere und untere Formblockkette 63, 64 auswirkt. Mit den Formblockketten werden aber auch über die Welle 123 die Verteilerköpfe 134 und 135 (Fig. 2) im Gleichlauf angetrieben. Die Verteiler liegen so, daß ihre Drehachsen auf Projektionen der Umlauf achsen der Formblockketten 63 und 64 liegen. Da auch die mit den Formblöcken verbundenen biegsamen Kühlmittelschläuche 175 und 191 im gleichen Sinne umlaufen, kann ein ständiger Kühlstrom aus den Verteilerköpfen 134 und 135 durch die Formblöcke der entsprechenden Ketten 63 und 64 hindurch und wieder zu den zugehörigen Verteilern zurückfließen. In diesem Zusammenhang sei auf ein besonders wichtiges Merkmal der Erfindung hingewiesen. Jedes durch einen U-förmigen Schlauchabschnitt miteinander verbundene Formblockpaar ist an seinem zugehörigen Verteilerkopf 134 oder 135 so angeschlossen, daß das Wasser zuerst durch den nachlaufenden Block des Paares strömt und dann erst dem führenden Block des Paares über den Verteilerkopf wieder zugeführt wird. Auf diese Weise wird eine sehr gleichmäßige Temperatur an demjenigen Block erhalten, der mit dem aus der Gießrinne austretenden, geschmolzenen Metall gefüllt wird, und zwar gleichgültig, ob der Block der führende oder nachlaufende Block eines miteinander verbundenen Paares ist. Die Ursache hierfür ist in folgendem zu sehen: Sobald der führende Block sich in eine Stellung bewegt, um geschmolzenes Metall aus der Gießrinne aufzunehmen, hat das durch die Bohrungen 66 umlaufende Wasser die gleiche Temperatur wie das in dem nachlaufenden Block eintretende Wasser, da der nachlaufende Block noch nicht durch das heiße Metall erhitzt worden ist. Sobald sich nun der nachlaufende Block des Paares in die Stellung zur Aufnahme des geschmolzenen Metalls bewegt, wird das Wasser etwa noch eine Temperatur von etwa 15⁰C haben, so daß die Wandungen des Gießraumes bei der Berührung durch das geschmolzene Metall immer auf einer verhältnismäßig gleichmäßigen Temperatur gehalten werden. Das ist sehr wichtig, weil der Gefügeaufbau und andere physikalische Eigenschaften des Metalls weitgehend von der Kühlgeschwindigkeit abhängen. Ein übermäßiger Temperaturabfall zwischen nebenliegenden Blöcken könnte sich nachteilig auf die Korngröße und die Struktur des Barrens auswirken.

Die das geschmolzene Metall zuführende Gießrinne 36 soll nunmehr an Hand der Fig. 5 bis 7 näher erläutert werden. Jede Rinne besteht aus einem in der Mitte ausgebohrten, zweiteiligen, feuerfesten, wärmeisolierenden Formkörper 195, der sich in einem kastenförmigen Stahlbehälter 196 befindet. Aus diesem ist an der Vorderseite herausragend ein ebenfalls aus feuerfestem Isolationsmaterial bestehendes Mundstück 197 befestigt, das sich dem Gießraum querschnittsmäßig eng anpaßt, ohne die Bewegung der Formblöcke zu behindern. Die Länge der Gießrinne wird durch die Lage der Endkante des Mundstückes 197 innerhalb des Gießraumes bestimmt. Um zu verhüten, daß geschmolzenes Metall durch den zwischen benachbarten Blöcken vorhandenen Spalt hindurchtritt, muß das Mundstück, nachdem die Formblöcke um die Kettenräder herumgegangen sind, um einen Betrag in den Gießraum hineinragen, der nicht geringer ist als eine Blockbreite jenseits der Mittellinie der Kettenräder.

An den Seitenplatten 198 des Behälters 196 sind Metallstreifen 204 befestigt, die so geformt sind, daß sie sich den Seiten des Gießraumes anpassen. Diese Metallstreifen stellen eine feste Unterlage iao für die äußersten Außenkanten des Mundstückes dar und schützen es gegen Bruch oder übermäßige Abnutzung.

Der feuerfeste Isolierkörper 195 der Gießrinne ist vorzugsweise aus zwei Teilen zusammengesetzt, damit das darin sich bildende feste Metall (Kanäle

211) leichter entfernt werden können. Nach hinten ragt der Isolierkörper etwas über den Behälter 196 hinaus und schließt mit einer quadratischen ebenen Fläche 212 ab, die gegen eine Zuführung für geschmolzenes Metall 35 zur Anlage kommt.

Das Mundstück 197 (Fig. 7) weist eine Stirn-• fläche 214 und zwei auswärts gerichtete, leicht konkave Flächen 215 auf, die in einem Winkel von etwa 35⁰ zur Mittelfläche verlaufen. Im Mundstück sind mehrere nach außen divergierende Kanäle 216 vorhanden, die zu jeder der drei im Winkel zueinander stehender Flächen führen. Dadurch wird erreicht, daß das an den Seiten der Formblöcke vorhandene Metall zuerst erstarrt und der sich bildende Lunkerhohlraum mit dem in der Mitte gelegenen Kanal 216 austretenden geschmolzenen Metall ausgefüllt werden kann. Die wassergekühlten Formblöcke kühlen das Metall derart schnell ab, daß die Metallerstarrung fast augenblicklich vor

ao sich geht.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Kontinuierlich arbeitende Gießmaschine mit in endloser Kette gelenkig verbundenen und mit Kühlmitteldurchlaßkanälen versehenen umlaufenden Gießformblöcken, gekennzeichnet durch einen seitlich der Gießmaschine angeordneten und damit gleichsinnig synchron umlaufenden Kühlmittelverteiler (24), der durch biegsame Kühlmittelleitungen (175, 191) mit den einzelnen Gießformblöcken (60) verbunden ist.

2. Gießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelkanäle (66) zweier jeweils aufeinanderfolgender Gießformblöcke (60) miteinander und die biegsamen Kühlmittelleitungen (175, 191) des jeweils nachfolgenden Formblockes mit der Verteilereinlaßkammer (153) und des jeweils voranlaufenden Formblockes mit der Verteilerauslaßkammer (152) verbunden sind.

3. Gießmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Kühlmittelverteiler (24), der aus zwei in einem Maschinenrahmen drehbaren konzentrischen Rohren (144, 154) besteht, von dem das innere Rohr (154) der Kühlmittelzuführung und das äußere Rohr (144) der Kühlmittelabführung dient.

4. Gießmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Formblöcke (60) mit mehreren dicht unterhalb der Gießform nebeneinanderliegenden, quer zur Bewegungsrichtung der Formblöcke verlaufenden Kühlkanälen (66'), die an ihren Enden über einen Sammelkanal an der einen Seite mit einer Kühlmittelzuführungs-, an der anderen Seite mit einer Kühlmittelabführungsleitung verbunden sind.

5. Gießmaschine nach Anspruch 1 mit zwei umlaufenden endlosen Ketten aus gelenkig miteinander verbundenen, einen waagerechten Gießraum gleichbleibenden Querschnitts bildenden Gießformblöcken und einer Gießrinne zum Einführen der Schmelze, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießrinne (36) in den Gießraum hineinragt und ihr äußerer Querschnitt der Kontur des Gießraumes dichtschließend angepaßt ist.

6. Gießrinne nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen in einem langgestreckten Metallgehäuse angeordneten wärmeisolierenden feuerfesten Formkörper (195) mit einem mittigen längsverlaufenden Kanal (121) und einem vorn an das Metallgehäuse angesetzten, mit einem Kanal versehenen Mundstück (197) aus feuerfestem Stoff.

7. Gießrinne nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Kanal (216) des Mundstücks, der sich nach außen hin trichterförmig erweitert.

8. Gießrinne nach Anspruch 6 mit einem Mundstück nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen mittleren Kanal und zu beiden Seiten schräg nach außen gerichteten Nebenkanälen (216).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 483 907;
USA.-Patentschriften Nr. 342920, 1 108693.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 565/4 6.68