EP0187227A2 - Method of and installation for the casting of brittle metal alloys - Google Patents

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EP0187227A2
EP0187227A2 EP85114509A EP85114509A EP0187227A2 EP 0187227 A2 EP0187227 A2 EP 0187227A2 EP 85114509 A EP85114509 A EP 85114509A EP 85114509 A EP85114509 A EP 85114509A EP 0187227 A2 EP0187227 A2 EP 0187227A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
continuous casting
horizontal continuous
casting mold
drawing machine
holding times
Prior art date
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EP85114509A
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German (de)
French (fr)
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EP0187227B1 (en
EP0187227A3 (en
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Achim Dipl.-Ing. Kubon
Wolfgang Prof. Dr.-Ing. Reichelt
Peter Dr.-Ing Voss-Spilker
Egil M. Ullebö
Halvard Tveit
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Vodafone GmbH
Original Assignee
Mannesmann AG
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Publication date
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Publication of EP0187227A3 publication Critical patent/EP0187227A3/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/20—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for casting brittle metal alloys, in particular ferro alloys, such as e.g. Ferrosilicon.
  • ferroalloys are cast in batches or discontinuously into molds.
  • the forms consist of disposable forms, e.g. Sand hearth casting, or from permanent molds, i.e. Molds.
  • the ferrosilicon which is cast in molds, is crushed into plates in a crusher or grinder to the desired grain size. This results in up to 20% unsaleable fines. This fine fraction is melted down again under the known difficulties associated with the use of dusts in metallurgical furnaces.
  • the object of the present invention is accordingly to improve the production and processing of ferroalloys in terms of manufacturing process technology, operational process technology, plant technology and with regard to the necessary investments.
  • the object is achieved according to the invention in that the molten metal is passed into a horizontal continuous casting mold, that the cast strand is essentially drawn at intervals and that holding times for depth-controlled notching between two drawing processes are observed over 0.5 to 10 seconds.
  • the invention could only be checked for its usability by tests.
  • ferro alloys have unfavorable flow and solidification properties, also tend to segregate the analysis and impair the structure. With ferro alloys, long-term temperature control is hardly possible. During the solidification, disadvantageous changes in state occur at temperature intervals. At higher temperatures, the crystal structure can decay (peritectics). There are also dangerous changes in volume during cooling (explosive effect).
  • the holding times are inserted after such drawing operations, the distances between which correspond to the later breaking lengths.
  • the portioning problem can therefore be solved due to the holding times.
  • the cooling of the cast strand is controlled in such a way that the temperature after leaving the drawing machine is above the critical value for brittle metal alloys.
  • the process according to the invention therefore advantageously leads to a continuous process, i.e.
  • bar brittle metal alloys, ferro alloys and non-metals, such as calcium carbide.
  • the process is optimized through the combination of horizontal continuous casting, the possibility of keeping warm with refining and portioning options.
  • the previous fine fraction is eliminated with simultaneous equalization or increase in product quality and dosage.
  • the structure of the product can be controlled.
  • the device for performing the method provides a storage vessel for the molten metal and flanged horizontal continuous casting mold.
  • the outlay for the device can now be reduced to the extent that the drawing machine is arranged at a short distance from a relatively short horizontal continuous casting mold and that a device for controlling a dry heat dissipation is subsequently provided between the horizontal continuous casting mold and the drawing machine and onto the drawing machine.
  • the device for controlling the dry heat dissipation consists of thermal insulation.
  • the holding times are matched to produce a programmed notch formation, with a more or less strong notch effect being controlled via the holding times.
  • the notches mainly result from the long solidification time and the cooling of this point to low temperatures, which no longer allow melting by subsequent liquid metal. With a corresponding recoil, the newly formed strand shell is bent inwards and thus offers a similar effect of the notching.
  • the device according to the further invention is now matched to these procedural measures by arranging a mechanical or thermal separating device following the drawing machine.
  • the mechanical separating device consists of a breaking device that takes advantage of the notch effect.
  • the thermal separation device consists of a cooling device that uses the shock effect.
  • the structural condition, the temperature, the granularity and. The like can also be influenced in that the treatment vessel is assigned a treatment vessel which is equipped with a heating device and / or with a refining device.
  • Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below.
  • the ferroalloy is transported from the melting furnace 1 in the pan 2 via a casting carousel 3 and poured into the rotating molds 4. After solidification, the ingots 5 are brought into the crusher 6 and then into the grinder 7, whereupon the end product 8 is a spectrum of fine and coarse-grained material.
  • the plant has the melting furnace 1, a pan 2, a storage vessel 9, a flanged horizontal continuous casting mold 10, a drawing machine 11 and a separating device 12.
  • the drawing machine 11 can e.g. be carried out in the way such is described in DE-Patent 32 06 501.
  • the end product 8 here consists of solid bodies 8a, which in this form (cylindrical round, cylindrical square and the like) are fed directly to alloying processes.
  • the metal melt 13 is brought to solidify from the outside inwards. This forms the strand shell 14.
  • the casting strand 15 which is formed is pulled out in steps at intervals for depth-controlled notch formation, stopped (0.5 to 10 seconds), possibly pushed back (0.5 to 3 mm) and moved out again. The selected cycles are repeated.
  • the holding times generally serve to form the strand shell or to accelerate the cooling of the material. Shorter holding times "a” and lifting marks 16 are provided for such cooling. Extended holding times "b", on the other hand, produce notches 17 which run around the cast strand 15 and which can widen to form visible grooves.
  • the cooling of the cast strand 15 outside the horizontal continuous casting mold 10 is slowed down by the fact that there is initially no conventional secondary cooling section. However, heat radiation can be largely prevented by thermal insulation. As a result, the cooling of the cast strand 15 is controlled in such a way that after leaving the drawing machine 12 the assembly temperature is above the critical value for brittle metal alloys. For ferrosilicon, this critical temperature is around 700 ° C.
  • the device (Fig. 1 and 6 to 9) consists of the reservoir 9 with pre-flanged water-cooled horizontal continuous casting mold 10 and the proven drawing machine with jaws and hydraulic control according to the aforementioned German patent 32 06 501.
  • the horizontal continuous casting mold 10 is relatively short;
  • the drawing machine 11 is located at a short distance 19 from this.
  • the horizontal continuous casting mold 10 or the drawing machine 11 is followed by a device 20 for controlling a dry heat dissipation.
  • Such thermal insulation can e.g. consist of an insulating tube.
  • the mechanical or thermal separation device 12 effects the separation of the bodies 8a by further sawing, breaking off or selective strong cooling, whereby no dust otherwise generated is generated. In this way, the cast strand 15 is subdivided into commercially available sizes or weights of the bodies 8a.
  • Suitable horizontal continuous casting molds 10 consist of graphite on the inside of the mold (if there is no C-solubility of the molten metal) or of copper.
  • the metal melt 13 flowing in at the casting speed or in the direction of production V is introduced through the refractory wall 21 or the jacket 22 of the distributor 9 and through the rear wall 23 of the horizontal continuous casting mold 10.
  • the rear wall 23 is designed according to FIG. 7 as a separate ring 24.
  • the horizontal continuous casting mold 10 has water cooling 25. This embodiment of the horizontal continuous casting mold 10 permits recoil of the casting strand 15.
  • the horizontal continuous casting mold 10 according to FIGS. 8 and 9 is provided for pulling out without recoil.
  • a pan 2 is used when, in addition to the temperature setting, the use of a metallurgical treatment is advantageous.
  • the storage vessel 9 does not fully offer these conditions.
  • the pan 2 forms a treatment vessel 26 with a heating device 27, which consists of a plasma torch 27a, a channel or coil inductor or one Pan lid heater is there.
  • a refining device 28 which can also be formed from the plasma torch 27a, for example, is provided.

Abstract

1. Process application in horizontal continuous casting, for brittle, e.g. : ferro-aloys and/or calcium carbide, characterized by : the melt being introduced into a horizontal continuous casting mould, the cast strand being essentially withdrawn at intervals, there being pauses from 0.5 to 10.0 second(s) between the draw cycles in order to achieve specific notches in the strand at spacings corresponding to the finished lengths of the cast products.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gießen von spröden Metallegierungen, insbesondere von Ferrolegierungen, wie z.B. Ferrosilizium.The invention relates to a method and an apparatus for casting brittle metal alloys, in particular ferro alloys, such as e.g. Ferrosilicon.

Ferrolegierungen werden nach ihrer Erschmelzung bzw. ihrer metallurgischen Darstellung der Schmelze chargenweise bzw. diskontinuierlich in Formen abgegossen. Die Formen bestehen aus Einmalformen, wie z.B. Sand-Herdguß, oder aus Dauerformen, d.h. Kokillen.After melting or metallurgical representation of the melt, ferroalloys are cast in batches or discontinuously into molds. The forms consist of disposable forms, e.g. Sand hearth casting, or from permanent molds, i.e. Molds.

Bei Ferrosilizium bestehen diese Formen aus Hämatit mit den Maßen von ungefähr 1,5 x 1,5 m2 und einer Dicke von etwa 100 mm. Solche Formen befinden sich auf einem Gießkarussell und werden durch die Abstichpfanne portionsweise gefüllt. Mit einem solchen Verfahren ist eine lange Erstarrungszeit verbunden, bei der Analyse-Entmischungen entstehen. Ferner treten verfahrenstechnische Nachteile insofern auf, als der Kokillenvorrat auf dem Karussell jeweils dem Pfanneninhalt entspricht. Bei großem Pfanneninhalt muß das Gießkarussell entsprechend dimensioniert werden, wobei meist unangemessen große Gießräder entstehen.In the case of ferrosilicon, these forms consist of hematite with the dimensions of approximately 1.5 x 1.5 m 2 and a thickness of approximately 100 mm. Such molds are on a casting carousel and are filled in portions by the tapping pan. Such a process is associated with a long solidification time, during which analysis segregation occurs. Furthermore, there are procedural disadvantages in that the mold supply on the carousel corresponds to the pan content. If the pan content is large, the casting carousel must be dimensioned accordingly, usually resulting in inappropriately large casting wheels.

Das in Formen gegossene Ferrosilizium wird nach seiner Erstarrung zu Platten in einem Brech- bzw. Mahlwerk bis zur gewünschten Körnung zerkleinert. Hierbei fallen bis zu 20 % unverkäuflicher Feinanteil an. Dieser Feinanteil wird unter den bekannten Schwierigkeiten, die der Einsatz von Stäuben in metallurgischen Öfen mit sich bringt, wieder eingeschmolzen.The ferrosilicon, which is cast in molds, is crushed into plates in a crusher or grinder to the desired grain size. This results in up to 20% unsaleable fines. This fine fraction is melted down again under the known difficulties associated with the use of dusts in metallurgical furnaces.

Anlagentechnisch sind die Investitionskosten für Gießkarussell und Brech- bzw. Mahlwerk relativ hoch und im Betrieb energieintensiv, und derartige Anlagen arbeiten unbefriedigend. Aufgrund der Gegebenheiten ist der Stand der Technik in mehreren Hinsichten nicht zufriedenstellend: Betriebsverfahrenstechnisch ist die chargenweise Verarbeitung nachteilig. Herstellverfahrenstechnisch ist der 20 %ige Anfall von Feinanteil äußerst nachteilig. Anlagentechnisch sind die hohen Investitionskosten für Gießkarussell, Brech- und Mahlwerk nachteilig. Betriebstechnisch arbeiten derartige Anlagen ebenfalls nicht zufriedenstellend.In terms of plant technology, the investment costs for the casting carousel and the crusher or grinder are relatively high and energy-intensive in operation, and such plants are unsatisfactory. Due to the circumstances, the state of the art is unsatisfactory in several respects: Batch-wise processing is disadvantageous from an operational process point of view. Manufacturing process technology the 20% occurrence of fine fraction is extremely disadvantageous. In terms of plant technology, the high investment costs for the casting carousel, crusher and grinder are disadvantageous. Such systems also do not work satisfactorily from an operational point of view.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß darin, die Erzeugung und Verarbeitung von Ferrolegierungen herstellverfahrenstechnisch, betriebsverfahrenstechnisch, anlagentechnisch und hinsichtlich erforderlicher Investitionen zu verbessern.The object of the present invention is accordingly to improve the production and processing of ferroalloys in terms of manufacturing process technology, operational process technology, plant technology and with regard to the necessary investments.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Metallschmelze in eine Horizontalstranggießkokille geleitet wird, daß ferner der Gußstrang in Intervallen im wesentlichen gezogen wird und daß Haltezeiten zur tiefengesteuerten Kerbbildung zwischen zwei Ziehvorgängen über 0,5 bis 10 Sekunden eingehalten werden. Die Erfindung konnte nur durch Versuche auf ihre Brauchbarkeit überprüft werden. Einer Anwendung des Stranggießens stehen nämlich mehrere Parameter entgegen: Ferrolegierungen weisen ungünstige Fließ- und Erstarrungseigenschaften auf, neigen außerdem zu Entmischungen der Analyse und beeinträchtigen das Gefüge. Bei Ferrolegierungen Ist eine Langzeittemperaturführung nur schwerlich möglich. Während der Erstarrung treten nachteilige Zustandsänderungen in Temperaturintervallen auf. Bei höheren Temperaturen kann hierbei ein Zerfall der Kristallstruktur auftreten (Peritektika). Ferner treten gefährlich Volumenveränderungen bei der Abkühlung auf (Sprengwirkung). Bei Ferrosilizium muß außerdem mit einem unkontrollierten Zerbrechen im Warmzustand bei geringer mechanischer Beanspruchung gerechnet werden. Alle diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. Zusätzlich ist vorteilhaft, daß die Oberfläche gegenüber dem bekannten Verfahren praktisch ohne Einfluß des Luftsauerstoffs erstarrt und eine metallische Oberfläche bildet. Außerdem wird durch das kontinuierlich arbeitende Gießverfahren der Betriebsablauf erleichtert, weil beim Stranggießen der Staubanfall nicht mehr auftritt. Dennoch können brauchbare Portionierungen erfolgen, und der große Investitionsaufwand für Gießkarussell, Brech- bzw. Mahlwerk wird vermieden.The object is achieved according to the invention in that the molten metal is passed into a horizontal continuous casting mold, that the cast strand is essentially drawn at intervals and that holding times for depth-controlled notching between two drawing processes are observed over 0.5 to 10 seconds. The invention could only be checked for its usability by tests. There are several parameters that preclude the application of continuous casting: ferro alloys have unfavorable flow and solidification properties, also tend to segregate the analysis and impair the structure. With ferro alloys, long-term temperature control is hardly possible. During the solidification, disadvantageous changes in state occur at temperature intervals. At higher temperatures, the crystal structure can decay (peritectics). There are also dangerous changes in volume during cooling (explosive effect). In the case of ferrosilicon, uncontrolled breaking in the warm state with little mechanical stress must also be expected. All of these disadvantages are avoided by the invention. In addition, it is advantageous that, compared with the known method, the surface solidifies practically without the influence of atmospheric oxygen and forms a metallic surface. In addition, the continuously operating casting process makes the operating process easier because the dust accumulation no longer occurs during continuous casting. Yet usable portions can be made, and the large investment for the casting carousel, crusher or grinder is avoided.

Nach der weiteren Erfindung ist vorgesehen, daß die Haltezeiten nach solchen Ziehvorgängen eingelegt werden, deren Abstände den späteren Brechlängen entsprechen. Aufgrund der Haltezeiten kann daher das Portionierungsproblem gelöst werden.According to the further invention, it is provided that the holding times are inserted after such drawing operations, the distances between which correspond to the later breaking lengths. The portioning problem can therefore be solved due to the holding times.

Der Grundlage "Stranggießen" wird dadurch Rechnung getragen, daß zwischen den Brechlängen kürzere Haltezeiten gegenüber den längeren Brechlängen-Haltezeiten eingelegt werden.The basis of "continuous casting" is taken into account in that shorter holding times are inserted between the crushing lengths compared to the longer crushing lengths.

Um ein unkontrolliertes Brechen des Gußwerkstoffes zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß die Abkühlung des Gußstranges außerhalb der Horizontalstranggießkokille gebremst wird.In order to avoid an uncontrolled breaking of the casting material, it is proposed that the cooling of the casting strand is slowed down outside the horizontal continuous casting mold.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß die Abkühlung des Gußstranges derart gesteuert wird, daß nach Verlassen der Ziehmaschine die Temperatur über dem kritischen Wert für spröde Metallegierungen liegt.It is also advantageous that the cooling of the cast strand is controlled in such a way that the temperature after leaving the drawing machine is above the critical value for brittle metal alloys.

Insgesamt betrachtet führt daher das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhafterweise zu einem kontinuierlichen Verfahren, d.h. zum kontinuierlichen Vergießen von Werkstoffen, die bisher nicht gieß- , bar erschienen (spröde Metallegierungen, Ferrolegierungen und Nicht-Metalle, wie z.B. Kalziumkarbid). Die Verfahrensführung wird durch die Kombination des Horizontalstranggießens, der Möglichkeit des Warmhaltens mit Feinung und Portioniermöglichkeit optimiert. Der bisherige Feinanteil entfällt bei gleichzeitiger Vergleichmäßigung bzw. Erhöhung der Produktqualität und der Dosierung. Außerdem kann eine Steuerung der Produktkörnung des Gefüges erfolgen.Viewed overall, the process according to the invention therefore advantageously leads to a continuous process, i.e. For the continuous casting of materials that previously did not appear to be pourable, bar (brittle metal alloys, ferro alloys and non-metals, such as calcium carbide). The process is optimized through the combination of horizontal continuous casting, the possibility of keeping warm with refining and portioning options. The previous fine fraction is eliminated with simultaneous equalization or increase in product quality and dosage. In addition, the structure of the product can be controlled.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sieht ein Vorratsgefäß für die Metallschmelze und angeflanschter Horizontalstranggießkokille vor.The device for performing the method provides a storage vessel for the molten metal and flanged horizontal continuous casting mold.

Der Aufwand für die Vorrichtung kann nunmehr dahingehend vermindert werden, indem auf eine relativ kurze Horizontalstranggießkokille in geringem Abstand die Ziehmaschine angeordnet ist und indem zwischen Horizontalstranggießkokille und Ziehmaschine sowie auf die Ziehmaschine nachfolgend eine Einrichtung zur Steuerung einer trockenen Wärmeabfuhr vorgesehen ist.The outlay for the device can now be reduced to the extent that the drawing machine is arranged at a short distance from a relatively short horizontal continuous casting mold and that a device for controlling a dry heat dissipation is subsequently provided between the horizontal continuous casting mold and the drawing machine and onto the drawing machine.

Im einfachsten Fall besteht die Einrichtung zur Steuerung der trockenen Wärmeabfuhr aus einer Wärmedämmung.In the simplest case, the device for controlling the dry heat dissipation consists of thermal insulation.

Bei dem vorausgegangenen Verfahren werden die Haltezeiten darauf abgestimmt, um eine programmierte Kerbenbildung zu erzeugen, wobei über die Haltezeiten eine mehr oder weniger starke Kerbwirkung gesteuert wird. In der Hauptsache entstehen die Kerben durch die lange Erstarrungszeit und das Abkühlen dieser Stelle auf niedrige Temperaturen, die ein Aufschmelzen durch nachfolgendes Flüssigmetall nicht mehr zulassen. Bei einem entsprechenden Rückstoß wird die sich neu bildende Strangschale nach innen gebogen und bietet damit einen ähnlichen Effekt der Kerbenbildung.In the preceding method, the holding times are matched to produce a programmed notch formation, with a more or less strong notch effect being controlled via the holding times. The notches mainly result from the long solidification time and the cooling of this point to low temperatures, which no longer allow melting by subsequent liquid metal. With a corresponding recoil, the newly formed strand shell is bent inwards and thus offers a similar effect of the notching.

Auf diese verfahrenstechnischen Maßnahmen ist nunmehr die Vorrichtung nach der weiteren Erfindung abgestimmt, indem auf die Ziehmaschine folgend eine mechanische oder thermische Abtrenneinrichtung angeordnet ist.The device according to the further invention is now matched to these procedural measures by arranging a mechanical or thermal separating device following the drawing machine.

Hierbei Ist vorteilhaft, daß die mechanische Abtrenneinrichtung aus einer die Kerbwirkung ausnutzenden Brecheinrichtung besteht.It is advantageous here that the mechanical separating device consists of a breaking device that takes advantage of the notch effect.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß die thermische Abtrenneinrichtung aus einer die Schockwirkung ausnutzenden Kühleinrichtung besteht.It is also advantageous that the thermal separation device consists of a cooling device that uses the shock effect.

Der Gefügezustand, die Temperatur, die Körnigkeit u. dgl. können außerdem dadurch beeinflußt werden, daß dem Vorratsgefäß ein Behandlungsgefäß zugeordnet ist, das mit einer Heizvorrichtung und/oder mit einer Feinungseinrichtung ausgestattet ist.The structural condition, the temperature, the granularity and. The like can also be influenced in that the treatment vessel is assigned a treatment vessel which is equipped with a heating device and / or with a refining device.

Ausführungsbeispiele der Erfindung (verfahrenstechnische und vorrichtungstechnische) sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention (process engineering and device engineering) are shown in the drawing and are described in more detail below.

Es zeigen:

  • Fig. 1 einen schematisiert dargestellten Verfahrensablauf des bisherigen Verfahrens zum Herstellen von Ferrosilizium, mit einem körnigen Endprodukt,
  • Fig. 2 den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf mit einem in Portionen anfallenden Endprodukt,
  • Fig. 3 einen Längsschnitt durch den in der Horizontalstranggießkokille erzeugten Gußstrang in der Phase der Strangschalenbildung nach einem ersten Verfahren,
  • Fig. 4 denselben Schnitt gemäß Fig. 3 nach einem alternativen Verfahren,
  • Fig. 5 ein Ausziehdiagramm für den Gußstrang in Abhängigkeit von Produktlänge und Zeit für das gemäß Fig. 3 angewendete Yerfahren A und das gemäß Fig. 4 angewendete Verfahren B,
  • Fig. 6 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Horizontalstranggießkokille für das erfindungsgemäße Verfahren mit Rückstoß-Schritten,
  • Fig. 7 einen teilweisen Längsschnitt wie Fig. 6 in konstruktiv veränderter Ausführungsform,
  • Fig. 8 einen teilweisen Längsschnitt durch die Horizontalstranggießkokille für ein Verfahren ohne Rückstoß und
  • Fig. 9 einen teilweisen Längsschnitt durch die Horizontalstranggießkokille wie Fig. 8, ebenfalls für ein Verfahren ohne Rückstoß.
Show it:
  • 1 shows a schematically illustrated process sequence of the previous method for producing ferrosilicon, with a granular end product,
  • 2 shows the process sequence according to the invention with an end product obtained in portions,
  • 3 shows a longitudinal section through the cast strand produced in the horizontal continuous casting mold in the phase of the strand shell formation according to a first method,
  • 4 shows the same section according to FIG. 3 according to an alternative method,
  • 5 is a pull-out diagram for the cast strand as a function of product length and time for the method A used according to FIG. 3 and the method B used according to FIG. 4,
  • 6 shows a partial longitudinal section through a horizontal continuous casting mold for the method according to the invention with recoil steps,
  • 7 shows a partial longitudinal section as in FIG. 6 in a constructionally modified embodiment,
  • Fig. 8 is a partial longitudinal section through the horizontal continuous casting mold for a process without recoil and
  • Fig. 9 is a partial longitudinal section through the horizontal continuous casting mold as Fig. 8, also for a method without recoil.

In Fig. 1 ist der Verfahrensablauf vor dem Anmeldetag der vorliegenden Erfindung dargestellt. Aus dem Schmelzofen 1 wird die Ferrolegierung in der Pfanne 2 über ein Gießkarussell 3 transportiert und in die umlaufenden Gießformen 4 abgegossen. Nach dem Erstarren werden die Masseln 5 in das Brechwerk 6 und anschließend in das Mahlwerk 7 verbracht, wonach als Endprodukt 8 ein Spektrum von fein- und grobkörnigem Material entsteht.1 shows the process sequence before the filing date of the present invention. The ferroalloy is transported from the melting furnace 1 in the pan 2 via a casting carousel 3 and poured into the rotating molds 4. After solidification, the ingots 5 are brought into the crusher 6 and then into the grinder 7, whereupon the end product 8 is a spectrum of fine and coarse-grained material.

Demgegenüber weist gemäß Fig. 2 die Anlage aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens den Schmelzofen 1 auf, eine Pfanne 2, ein Vorratsgefäß 9, eine angeflanschte Horizontalstranggießkokille 10, eine Ziehmaschine 11 und eine Abtrenneinrichtung 12. Die Ziehmaschine 11 kann z.B. in der Art ausgeführt sein, wie eine solche in der DE-Patentschrift 32 06 501 beschrieben ist. Das Endprodukt 8 besteht hier aus festen Körpern 8a, die in dieser Form (zylindrisch rund, zylindrisch quadratisch u. dgl.) unmittelbar Legierungsprozessen zugeführt werden.2, due to the method according to the invention, the plant has the melting furnace 1, a pan 2, a storage vessel 9, a flanged horizontal continuous casting mold 10, a drawing machine 11 and a separating device 12. The drawing machine 11 can e.g. be carried out in the way such is described in DE-Patent 32 06 501. The end product 8 here consists of solid bodies 8a, which in this form (cylindrical round, cylindrical square and the like) are fed directly to alloying processes.

In der Horizontalstranggießkokille 10 wird die Metallschmelze 13 zum Erstarren von außen nach innen gebracht. Hierbei bildet sich die Strangschale 14. Während des Kühlens in der Horizontalstranggießkokille 10 wird der sich bildende Gußstrang 15 in Intervallen zur tiefengesteuerten Kerbbildung in Schritten ausgezogen, angehalten (0,5 bis 10 Sekunden), u.U. zurückgestoßen (0,5 bis 3 mm) und wieder ausgezogen. Die jeweils gewählten Zyklen wiederholen sich. Im allgemeinen dienen beim Horizontalstranggießen von Stahl die Haltezeiten zur Bildung von Strangschale bzw. zum beschleunigten Abkühlen des Werkstoffes. Für ein solches Abkühlen sind kürzere Haltezeiten "a" und Hubmarken 16 vorgesehen. Verlängerte Haltezeiten "b" hingegen erzeugen um den Gußstrang 15 umlaufende Kerben 17, die sich zu sichtbaren Rillen ausweiten können. Währenddem der Gußstrang 15 in Intervallen "c" ausgezogen wird, sind die Haltezeiten "b" jeweils größer als die Haltezeiten "a". Ein z.B. verdoppelter Intervallabstand 18 ergibt später die Länge der Körper 8a. Der während des Gießens eingehaltene Intervallabstand 18 entspricht daher der späteren Brechlänge in der Abtrennvorrichtung 12. Die Ausziehmethoden gemäß Fig. 3 analog dem Diagramm A in Fig. 5 arbeiten ohne Rückstoß des Gußstranges 15.In the horizontal continuous casting mold 10, the metal melt 13 is brought to solidify from the outside inwards. This forms the strand shell 14. During the cooling in the horizontal continuous casting mold 10, the casting strand 15 which is formed is pulled out in steps at intervals for depth-controlled notch formation, stopped (0.5 to 10 seconds), possibly pushed back (0.5 to 3 mm) and moved out again. The selected cycles are repeated. In the case of horizontal continuous casting of steel, the holding times generally serve to form the strand shell or to accelerate the cooling of the material. Shorter holding times "a" and lifting marks 16 are provided for such cooling. Extended holding times "b", on the other hand, produce notches 17 which run around the cast strand 15 and which can widen to form visible grooves. While the cast strand 15 is being pulled out at intervals "c", the holding times "b" are each greater than the holding times "a". A doubled interval distance 18, for example, later gives the length of the bodies 8a. The interval distance 18 maintained during the casting therefore corresponds to the later breaking length in the separating device 12. The extraction methods according to FIG. 3, analogous to the diagram A in FIG. 5, work without recoil of the casting strand 15.

Demgegenüber arbeitet das Verfahren gemäß Fig. 4 analog dem Diagramm B in Fig. 5 mit Rückstoß, wobei die Rückstoßzeit "d" relativ zu den Haltezeiten a bzw. b gering ist (Fig. 5).In contrast, the method according to FIG. 4 works analogously to diagram B in FIG. 5 with recoil, the recoil time "d" being short relative to the holding times a and b (FIG. 5).

Die Abkühlung des Gußstranges 15 außerhalb der Horizontalstranggießkokille 10 wird dadurch gebremst, indem zunächst keine übliche Sekundärkühlstrecke vorhanden ist. Es kann jedoch eine Wärmeabstrahlung durch eine Wärmedämmung weitestgehend unterbunden werden. Hierdurch wird die Abkühlung des Gußstranges 15 derart gesteuert, daß nach Verlassen der Ziehmaschine 12 die Gefügetemperatur über dem kritischen Wert für spröde Metallegierungen liegt. Bei Ferrosilizium liegt diese kritische Temperatur bei etwa 700°C.The cooling of the cast strand 15 outside the horizontal continuous casting mold 10 is slowed down by the fact that there is initially no conventional secondary cooling section. However, heat radiation can be largely prevented by thermal insulation. As a result, the cooling of the cast strand 15 is controlled in such a way that after leaving the drawing machine 12 the assembly temperature is above the critical value for brittle metal alloys. For ferrosilicon, this critical temperature is around 700 ° C.

Die Vorrichtung (Fig. 1 und 6 bis 9) besteht aus dem Vorratsgefäß 9 mit vorgeflanschter wassergekühlter Horizontalstranggießkokille 10 und der bewährten Ziehmaschine mit Backen und hydraulischer Steuerung gemäß dem genannten deutschen Patent 32 06 501.The device (Fig. 1 and 6 to 9) consists of the reservoir 9 with pre-flanged water-cooled horizontal continuous casting mold 10 and the proven drawing machine with jaws and hydraulic control according to the aforementioned German patent 32 06 501.

Die Horizontalstranggießkokille 10 ist relativ kurz; im geringen Abstand 19 hierzu befindet sich die Ziehmaschine 11. Auf die Horizontalstranggießkokille 10 bzw. die Ziehmaschine 11 folgt eine Einrichtung 20 zur Steuerung einer trockenen Wärmeabfuhr. Eine solche Wärmedämmung kann z.B. aus einem isolierenden Rohr bestehen.The horizontal continuous casting mold 10 is relatively short; The drawing machine 11 is located at a short distance 19 from this. The horizontal continuous casting mold 10 or the drawing machine 11 is followed by a device 20 for controlling a dry heat dissipation. Such thermal insulation can e.g. consist of an insulating tube.

Die mechanische oder thermische Abtrenneinrichtung 12 bewirkt durch weiteres Ansägen, Abbrechen oder punktuelle starke Kühlung die Abtrennung der Körper 8a, wobei kein sonst anfallender Staub erzeugt wird. Der Gußstrang 15 wird auf diese Weise in handelsübliche Größen bzw. Gewichte der Körper 8a unterteilt.The mechanical or thermal separation device 12 effects the separation of the bodies 8a by further sawing, breaking off or selective strong cooling, whereby no dust otherwise generated is generated. In this way, the cast strand 15 is subdivided into commercially available sizes or weights of the bodies 8a.

Geeignete Horizontalstranggießkokillen 10 (Fig. 6 bis 9) bestehen an der Kokilleninnenseite aus Graphit (wenn keine C-Löslichkeit der Metallschmelze vorliegt) oder aus Kupfer. Die mit Gießgeschwindigkeit bzw. in Produktionsrichtung V einströmende Metallschmelze 13 wird durch die Feuerfestwandung 21 bzw. den Mantel 22 des Verteilers 9 und durch die rückwärtige Wand 23 der Horizontalstranggießkokille 10 eingeleitet. Die rückwärtige Wand 23 ist gemäß Fig. 7 als separater Ring 24 ausgebildet. Die Horizontalstranggießkokille 10 weist eine Wasserkühlung 25 auf. Diese Ausführungsform der Horizontalstranggießkokille 10 gestattet Rückstöße des Gußstranges 15.Suitable horizontal continuous casting molds 10 (FIGS. 6 to 9) consist of graphite on the inside of the mold (if there is no C-solubility of the molten metal) or of copper. The metal melt 13 flowing in at the casting speed or in the direction of production V is introduced through the refractory wall 21 or the jacket 22 of the distributor 9 and through the rear wall 23 of the horizontal continuous casting mold 10. The rear wall 23 is designed according to FIG. 7 as a separate ring 24. The horizontal continuous casting mold 10 has water cooling 25. This embodiment of the horizontal continuous casting mold 10 permits recoil of the casting strand 15.

Die Horizontalstranggießkokille 10 gemäß den Fig. 8 und 9 ist für das Ausziehen ohne Rückstöße vorgesehen.The horizontal continuous casting mold 10 according to FIGS. 8 and 9 is provided for pulling out without recoil.

Eine Pfanne 2 wird dann eingesetzt, wenn außer der Temperatureinstellung noch die Anwendung einer metallurgischen Behandlung vorteilhaft ist. Das Vorratsgefäß 9 bietet diese Bedingungen nicht in vollem Umfang. Die Pfanne 2 bildet in diesem Fall ein Behandlungsgefäß 26 mit einer Heizvorrichtung 27, die aus einem Plasmabrenner 27a, einem Rinnen- oder Spulen-Induktor oder einer Pfannendeckel-Heizvorrichtung besteht. Ferner ist eine Feinungseinrichtung 28, die z.B. auch aus dem Plasmabrenner 27a gebildet werden kann, vorgesehen.A pan 2 is used when, in addition to the temperature setting, the use of a metallurgical treatment is advantageous. The storage vessel 9 does not fully offer these conditions. In this case, the pan 2 forms a treatment vessel 26 with a heating device 27, which consists of a plasma torch 27a, a channel or coil inductor or one Pan lid heater is there. Furthermore, a refining device 28, which can also be formed from the plasma torch 27a, for example, is provided.

Claims (11)

1. Verfahren zum Gießen von spröden Metallegierungen, insbesondere von Ferrolegierungen, wie z.B. Ferrosilizium,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Metallschmelze in eine Horizontalstranggießkokille geleitet wird, daß ferner der Gußstrang in Intervallen im wesentlichen gezogen wird und daß Haltezeiten zur tiefengesteuerten Kerbbildung zwischen zwei Ziehvorgängen über 0,5 bis 10 Sekunden eingehalten werden.1. Process for casting brittle metal alloys, in particular ferro alloys such as ferrosilicon
characterized,
that the molten metal is passed into a horizontal continuous casting mold, that the cast strand is essentially drawn at intervals and that holding times for depth-controlled notching between two drawing operations are observed over 0.5 to 10 seconds. 2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Haltezeiten (b) nach solchen Ziehvorgängen eingelegt werden, deren Abstände späteren Brechlängen entsprechen.2. The method according to claim 1,
characterized,
that the holding times (b) are inserted after such drawing operations, the distances of which correspond to later breaking lengths. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Brechlängen kürzere Haltezeiten (a) gegenüber den längeren Brechlängen-Haltezeiten (b) eingelegt werden.3. The method according to claims 1 and 2,
characterized,
that shorter holding times (a) are inserted between the breaking lengths compared to the longer breaking length holding times (b). 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abkühlung des Gußstranges außerhalb der Horizontalstranggießkokille gebremst wird.4. The method according to claims 1 to 3,
characterized,
that the cooling of the cast strand is slowed down outside the horizontal continuous casting mold. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abkühlung des Gußstranges derart gesteuert wird, daß nach Verlassen der Ziehmaschine die Temperatur über dem kritischen Wert für spröde Metallegierungen liegt.5. The method according to claims 1 to 4,
characterized,
that the cooling of the cast strand is controlled such that the temperature after leaving the drawing machine is above the critical value for brittle metal alloys. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5 mit einem Vorratsgefäß für die Metallschmelze und angeflanschter Horizontalstranggießkokille,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf eine relativ kurze Horizontalstranggießkokille (10) in geringem Abstand (19) die Ziehmaschine (11) angeordnet ist und daß zwischen Horizontalstranggießkokille (10) und Ziehmaschine (11) sowie auf die Ziehmaschine (11) nachfolgend eine Einrichtung (20) zur Steuerung einer trockenen Wärmeabfuhr vorgesehen ist.6. Device for performing the method according to claims 1 to 5 with a storage vessel for the molten metal and flanged horizontal continuous casting mold,
characterized,
that the drawing machine (11) is arranged on a relatively short horizontal continuous casting mold (10) at a short distance (19) and that between the horizontal continuous casting mold (10) and drawing machine (11) and on the drawing machine (11) subsequently a device (20) for controlling a dry heat dissipation is provided. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (20) zur Steuerung der trockenen Wärmeabfuhr aus einer Wärmedämmung besteht.7. The device according to claim 6,
characterized,
that the device (20) for controlling the dry heat dissipation consists of thermal insulation. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf die Ziehmaschine (11) folgend eine mechanische oder thermische Abtrenneinrichtung (12) angeordnet ist.8. Device according to claims 6 and 7,
characterized,
that a mechanical or thermal separation device (12) is arranged following the drawing machine (11). 9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mechanische Abtrenneinrichtung (12) aus einer die Kerbwirkung ausnutzenden Brecheinrichtung besteht.9. The device according to claim 8,
characterized,
that the mechanical separating device (12) consists of a crushing device taking advantage of the notch effect. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die thermische Abtrenneinrichtung (12) aus einer die Schockwirkung ausnutzenden Kühleinrichtung besteht.10. The device according to claim 8,
characterized,
that the thermal separation device (12) consists of a cooling device taking advantage of the shock effect. 11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Vorratsgefäß (9) ein Behandlungsgefäß (26) zugeordnet ist, das mit einer Heizvorrichtung (27) und/oder mit einer Feinungseinrichtung (28) ausgestattet ist.11. The device according to claims 6 to 10,
characterized,
that the storage vessel (9) is assigned a treatment vessel (26) which is equipped with a heating device (27) and / or with a refining device (28).
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