EP0846510A1 - Method and apparatus for producing bars produced of light metal or their alloys, especially magnesium or magnesium alloy - Google Patents
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- EP0846510A1 EP0846510A1 EP97120790A EP97120790A EP0846510A1 EP 0846510 A1 EP0846510 A1 EP 0846510A1 EP 97120790 A EP97120790 A EP 97120790A EP 97120790 A EP97120790 A EP 97120790A EP 0846510 A1 EP0846510 A1 EP 0846510A1
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- B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
Definitions
- the invention relates to a method and an apparatus for Manufacture of bars of light metal or one Light metal alloy, especially made of magnesium or one Magnesium alloy with a diameter of 60 to 400 mm.
- the manufacture of light metal, in particular Magnesium bars are made according to the current state of the art usually in that casting strands with a large diameter, preferably 400 to 600 mm diameter by means of known Continuous casting process can be cast. After that, a cutting Machining the surface of the cast strands to remove the Cast edge shell take place. Finally, the casting strand is through Extrusion to the desired bar dimensions brought.
- Bars of light metal or a light metal alloy, especially made of magnesium or a magnesium alloy for experimental purposes with conventional casting techniques, e.g. B. in Sand casting processes are produced.
- the structural properties are however, because of the extremely slow solidification rates for further processing, especially extrusion, is unfavorable.
- a one-off production requires a very high manual effort for the production of molds and the further processing of the Cast blanks.
- the casting blank must be freed from the sprue and barrel system and all around to the finished size for further processing to be edited. Thanks to the large-volume sprue and riser system as well as the machining also results for the Sand casting process has a very low output in the Order of magnitude by about 50%. For mass production of bars the sand casting process is therefore not suitable.
- the conventional, water-cooled continuous casting of magnesium or Magnesium alloy is used in small formats because of that associated explosion risk is not suitable.
- the invention is based on the problem, a method and a Device for the production of bars, in particular pressed bars
- Light metal or a light metal alloy in particular from Magnesium or a magnesium alloy, with a diameter of To create 60 - 400 mm, which is both for series production as well as for one-off production for small quantities and short-term coverage is suitable.
- the bars should have the desired dimensions without further processing, so that there is no machining of the bar surfaces or can be reduced to a minimum. After all, the Total output can be increased to about 80% and above.
- Such molds can be quickly extruded any internal diameter or cross-section as well as with Make cooling fins or cooling channels, so that by means of this Ingot bars already produced are the ones for which Further processing required dimensions without additional processing steps are required.
- the preferred used mold made of aluminum or an aluminum alloy already has such a high cooling effect in still air that a additional cooling is generally not required.
- the cooling effect of the mold can be increased if necessary easily achieved by blowing with air. Of further it is also possible to use increased cooling to reach a water mist.
- the coolant can pass through the channels are directed, which in this case is gaseous or can be liquid, or as a water mist through the Coolant channels can be performed.
- the inner surface of the metal mold can be used with a conventional one Be simple, and metals are used as the mold material into question, which can be formed by extrusion and a have high thermal conductivity. Preferably therefore come for the mold aluminum or aluminum alloys in question.
- the light metal or Light metal alloy melts, especially the magnesium or Magnesium alloy melt, from above into the mold extruded profile used with increasing metal level filled.
- One serves as the lower end for the mold Metal plate, preferably a steel plate, which can also be cooled can.
- the melt is always supplied during casting below the melt surface, preferably in such a way that a constant distance one into the melt immersed melt nozzle from the melt surface by means of a swimmer by lowering the mold or lifting the Melt nozzle is set.
- a quiet metal feed without swirls and turbulence can also can be achieved without using a float by using the Lowering the mold or raising the melt nozzle as a function the mold filling speed is controlled so that the The melt nozzle always remains immersed in the melt.
- a light metal-resistant filter in the melt nozzle can also cause a quiet metal supply and diminishes or also avoids the introduction of oxides and / or Contamination in the mold.
- the ingot By shrinking the light metal or the Light metal alloy, especially of magnesium or Magnesium alloy, during the solidification process the ingot easily from the extruded profile used as a mold remove.
- the extruded profile used as a mold does not require any rework and is immediately available for others Use available.
- the process is characterized by a very high output, there is a necessary waste at most on the lowest area of the ingot at which it is initially filled the light metal or light metal alloy melt, in particular the magnesium or magnesium alloy melt, to turbulence and oxide inclusions comes and that only with appropriate Cleanliness requirements must be separated.
- the entire remaining material up to the top metal mirror can be used directly for further processing can be used.
- the Surface of the cast blank cleaned by blasting or else slightly machined to a metallic clean Get surface if appropriate requirements on the Products to be manufactured, in particular extruded profiles.
- the light metal or Light metal alloy melt especially the magnesium or Magnesium alloy melt, also from below into the mold extruded profile used with increasing metal level be filled in.
- process variants come e.g. B. that Low pressure casting process or also the gravity casting process with increasing mold filling in question.
- the device for producing bars of light metal or a light metal alloy, especially magnesium or one Magnesium alloy, with a diameter of 60 to 400 mm a mold on that as a tube with a smooth outer wall or with Cooling fins and / or coolant channels is provided and off extruded aluminum or an extruded Aluminum alloy is made.
- the mold can be in one piece or be composed of several parts from extruded profile segments and a base made of a metal plate, which can also be cooled, exhibit.
- a float can be provided to ensure melt surface be that controls the melt supply.
- a light metal-resistant filter can be used in the melt nozzle be arranged.
- a Thermal insulation may be provided.
- This thermal insulation can be considered the inside and / or the outside of the mold in the upper Area arranged, heat-insulating coating formed be. Instead of or in addition to this coating, too a heat-insulating attachment can be provided on the mold.
- This attachment can be made from a piece of pipe made of molding sand preferably tapered upwards, consist.
- the process can take the form of a Belt manufacturing or carousel manufacturing can be used.
- the cooling section which solidifies and takes out the ingot from the mold is needed. It can also be poured in multiple strands at the same time by using a corresponding distribution pan above several molds is worked.
- An extruded mold 1 made of aluminum or one Aluminum alloy has a tube wall 2 with one of the desired Diameter of the ingot corresponding to the inside diameter and radial cooling fins 3.
- the mold 1 rests on a base plate 4 made of metal, and the whole is carried out by a lowering device 10 carried.
- the bottom plate 4 can, as shown in Fig. 4, Have cooling channels 16.
- a melt nozzle 6 projects into the mold 1 inside, made of a light metal, in particular magnesium-resistant material. With the nozzle 6 is a Float 7 also made of light metal, in particular magnesium-resistant material, which ensures that Light metal or light metal alloy melt or the Magnesium or magnesium alloy melt 8 always with one uniform distance to a melt surface 9 in the mold 1 is introduced.
- the lowering device 10 is in accordance with the casting speed lowered until the mold is filled with molten metal.
- the melt is cooled in still air or by Blowing the cooling fins with air or spraying with a Water mist accelerates.
- the mold can also be used as smooth tube without cooling fins.
- bars can be created with one of the Make the height of the mold of the appropriate length.
- the nozzle 6 according to the Raising the casting speed instead of lowering the mold 1.
- Fig. 3 shows one Chill segments 11 existing mold, in the tube wall 12th Coolant channels 13 are arranged.
- outside Cooling fins 14 are shown, which, however, are not required, if the cooling through the led through the coolant channels 13 Coolant is sufficient.
- Chill mold consists of four mold segments 11, which, for. B. means a dovetail connection 15 form-fitting with each other are connected, however, the mold can also consist of less or more Mold segments exist.
- the cross section of the mold can, as shown, be circular but can also have other cross-sectional shapes.
- the cooling rate on the wall 2 of the mold is like this great that the one made of aluminum or an aluminum alloy extruded mold 1 also for the production of ingots Aluminum or an aluminum alloy is suitable.
- a heat-insulating coating 18, 19 to be appropriate.
- the same purpose can also be achieved through a Fig. 8 shown attachment 20 in the form of a conical reach the constricting pipe section made of molding sand, which alone or in addition to the coating 18, 19 in FIG Forms heat insulation.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Barren aus Leichtmetall oder einer Leichtmetallegierung, insbesondere aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung mit einem Durchmesser von 60 bis 400 mm.The invention relates to a method and an apparatus for Manufacture of bars of light metal or one Light metal alloy, especially made of magnesium or one Magnesium alloy with a diameter of 60 to 400 mm.
Das Herstellen von Leichtmetall-, insbesondere von Magnesium-Barren erfolgt nach heutigem Stand der Technik üblicherweise dadurch, daß Gießstränge mit großem Durchmesser, vorzugsweise 400 bis 600 mm Durchmesser mittels bekannter Stranggießverfahren gegossen werden. Danach muß eine spanende Bearbeitung der Oberfläche der Gießstränge zur Beseitigung der Gußrandschale erfolgen. Schließlich wird der Gießstrang durch Strangpressen auf die gewünschten Abmessungen des Barrens gebracht.The manufacture of light metal, in particular Magnesium bars are made according to the current state of the art usually in that casting strands with a large diameter, preferably 400 to 600 mm diameter by means of known Continuous casting process can be cast. After that, a cutting Machining the surface of the cast strands to remove the Cast edge shell take place. Finally, the casting strand is through Extrusion to the desired bar dimensions brought.
Die Bezeichnung der so gefertigten Barren ist "Pre-ex (Pre-extruded) Barren". The name of the bars produced in this way is "Pre-ex (Pre-extruded) ingots ".
Nachteile des Standes der Technik sind insbesondere:
- Eine ungünstige Ausbringung durch die lange Prozeßkette:
- 1. Das Stranggießen von Gießsträngen mit großem Durchmesser mit etwa 80 % Ausbringung.
- 2. Die spanende Bearbeitung mit etwa 90 % Ausbringung.
- 3. Das Strangpressen auf die gewünschten Abmessungen des Barrens
mit etwa 70 % Ausbringung.
Das ergibt dann insgesamt eine Ausbringung von nur etwa 50 %.
Die Folge sind ein äußerst hoher Energieverbrauch für den
Fertigungsprozeß und zusätzlich für die Wiederaufbereitung des
Rücklaufmaterials. - Weiterhin entsteht ein hoher Energieverbrauch durch den notwendigen Betrieb einer Strangpresse, die für das Strangpressen der großformatigen Barren eine Preßkraft in der Größenordnung um 10.000 t und mehr aufweisen muß. Da Strangpressen in dieser Größenordnung nur an wenigen Stellen in der Welt betrieben werden, ergibt sich daraus die Tatsache, daß nur wenige Firmen weltweit in der Lage sind, diese "Pre-ex"-Barren zu fertigen.
- Ein weiterer Nachteil dieses mehrstufigen Verfahrens liegt darin, daß kleinere Bedarfsmengen nicht wirtschaftlich gefertigt werden können. Auch kurzfristige Bedarfsdeckungen sind wegen des mehrstufigen Verfahrens nicht möglich.
- An unfavorable application due to the long process chain:
- 1. The continuous casting of casting strands with a large diameter with about 80% output.
- 2. The machining with about 90% output.
- 3. The extrusion to the desired dimensions of the billet with about 70% output.
This results in a total yield of only about 50%. The result is an extremely high energy consumption for the manufacturing process and additionally for the reprocessing of the return material. - Furthermore, a high energy consumption arises from the necessary operation of an extrusion press, which must have a pressing force in the order of magnitude of 10,000 t and more for the extrusion of the large-format ingots. Since extrusion presses of this size are only operated at a few locations in the world, this means that only a few companies worldwide are able to manufacture these "pre-ex" bars.
- Another disadvantage of this multi-stage process is that smaller quantities cannot be produced economically. Even short-term coverage is not possible due to the multi-stage process.
Barren aus Leichtmetall oder einer Leichtmetallegierung, insbesondere aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung können zwar für Versuchszwecke mit herkömmlichen Gießtechniken, z. B. im Sandgießverfahren hergestellt werden. Die Gefügeeigenschaften sind jedoch wegen der äußerst geringen Erstarrungsgeschwindigkeiten für die Weiterverarbeitung, insbesondere das Strangpressen ungünstig. Eine Einzelfertigung erfordert einen sehr hohen manuellen Aufwand für die Formherstellung sowie die Weiterverarbeitung des Gußrohlings. Der Gußrohling muß vom Anguß- und Laufsystem befreit werden und rundum auf das Fertigmaß für die Weiterverarbeitung bearbeitet werden. Durch das großvolumige Anguß- und Steigersystem sowie die spanende Bearbeitung ergibt sich auch für das Sandgießverfahren eine sehr geringe Ausbringung in der Größenordnung um etwa 50 %. Für eine Serienfertigung von Barren ist das Sandgießverfahren somit nicht geeignet.Bars of light metal or a light metal alloy, especially made of magnesium or a magnesium alloy for experimental purposes with conventional casting techniques, e.g. B. in Sand casting processes are produced. The structural properties are however, because of the extremely slow solidification rates for further processing, especially extrusion, is unfavorable. A one-off production requires a very high manual effort for the production of molds and the further processing of the Cast blanks. The casting blank must be freed from the sprue and barrel system and all around to the finished size for further processing to be edited. Thanks to the large-volume sprue and riser system as well as the machining also results for the Sand casting process has a very low output in the Order of magnitude by about 50%. For mass production of bars the sand casting process is therefore not suitable.
Der konventionelle, wassergekühlte Strangguß von Magnesium oder Magnesiumlegierung ist bei kleinen Formaten wegen der damit verbundenen Explosionsgefahr nicht geeignet.The conventional, water-cooled continuous casting of magnesium or Magnesium alloy is used in small formats because of that associated explosion risk is not suitable.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Barren, insbesondere Preßbarren aus Leichtmetall oder einer Leichtmetallegierung, insbesondere aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung, mit einem Durchmesser von 60 - 400 mm zu schaffen, welches sowohl für eine Serienfertigung als auch für eine Einzelfertigung für kleine Bedarfsmengen und eine kurzfristige Bedarfsdeckung geeignet ist. Die Barren sollen ohne weitere Bearbeitung die gewünschten Abmessungen aufweisen, so daß eine spanende Bearbeitung der Barrenoberflächen entfallen bzw. auf ein Minimum reduziert werden kann. Schließlich soll die Gesamtausbringung auf etwa 80 % und darüber erhöht werden.The invention is based on the problem, a method and a Device for the production of bars, in particular pressed bars Light metal or a light metal alloy, in particular from Magnesium or a magnesium alloy, with a diameter of To create 60 - 400 mm, which is both for series production as well as for one-off production for small quantities and short-term coverage is suitable. The bars should have the desired dimensions without further processing, so that there is no machining of the bar surfaces or can be reduced to a minimum. After all, the Total output can be increased to about 80% and above.
Ausgehend von dieser Problemstellung wird ein Verfahren zum Herstellen von Barren, insbesondere von Preßbarren aus Leichtmetall oder einer Leichtmetallegierung, insbesondere aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung, mit einem Durchmesser von 60 bis 400 mm vorgeschlagen, das erfindungsgemäß durch die Verwendung einer rohrförmigen Metallkokille mit einem dem gewünschten Durchmesser bzw. Querschnitt des Barrens entsprechenden Innendurchmesser bzw. Innenquerschnitt gekennzeichnet ist. Vorzugsweise wird eine stranggepreßte Metallkokille, die besonders bevorzugt aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen kann, verwendet. Die Abkühlungsgeschwindigkeit in einer solchen Kokille ist so hoch, daß sie sogar zum Herstellen von Barren aus Aluminium und dessen Legierungen geeignet ist. Um die Kühlwirkung der Metallkokille zu erhöhen, kann die Kokille bevorzugt mit Kühlrippen und/oder Kühlmittelkanälen versehen sein.Based on this problem, a method for Manufacture of bars, in particular from pressed bars Light metal or a light metal alloy, in particular from Magnesium or a magnesium alloy, with a diameter of 60 to 400 mm proposed that the invention by the Using a tubular metal mold with a desired diameter or cross section of the ingot corresponding inner diameter or inner cross section is marked. An extrusion is preferably used Metal mold, which is particularly preferably made of aluminum or one Aluminum alloy can be used. The Cooling rate in such a mold is so high that they can even be used to make bars and aluminum Alloys is suitable. To the cooling effect of the metal mold too can increase the mold preferably with cooling fins and / or Coolant channels should be provided.
Derartige Kokillen lassen sich schnell durch Strangpressen mit jedem beliebigen Innendurchmesser bzw. Innenquerschnitt sowie mit Kühlrippen oder Kühlkanälen herstellen, so daß der mittels dieser Kokille hergestellte Barren bereits die jeweiligen, für die Weiterverarbeitung erforderlichen Abmessungen aufweist, ohne daß zusätzliche Bearbeitungsschritte erforderlich sind. Die bevorzugt eingesetzte Kokille aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hat an ruhender Luft bereits eine so hohe Kühlwirkung, daß eine zusätzliche Kühlung im allgemeinen nicht erforderlich ist. Eine Erhöhung der Kühlwirkung der Kokille läßt sich bei Bedarf jedoch auf einfache Weise durch Anblasen mittels Luft erreichen. Des weiteren ist es ebenfalls möglich, eine erhöhte Kühlung mittels eines Wassernebels zu erreichen.Such molds can be quickly extruded any internal diameter or cross-section as well as with Make cooling fins or cooling channels, so that by means of this Ingot bars already produced are the ones for which Further processing required dimensions without additional processing steps are required. The preferred used mold made of aluminum or an aluminum alloy already has such a high cooling effect in still air that a additional cooling is generally not required. A However, the cooling effect of the mold can be increased if necessary easily achieved by blowing with air. Of further it is also possible to use increased cooling to reach a water mist.
Weist die Kokille Kühlmittelkanäle auf, kann das Kühlmittel durch die Kanäle geleitet werden, das in diesem Fall gasförmig oder flüssig sein kann, oder auch als Wassernebel durch die Kühlmittelkanäle geführt werden kann.If the mold has coolant channels, the coolant can pass through the channels are directed, which in this case is gaseous or can be liquid, or as a water mist through the Coolant channels can be performed.
Die Innenfläche der Metallkokille kann mit einer herkömmlichen Schlichte versehen sein, und als Kokillenwerkstoff kommen Metalle in Frage, die sich durch Strangpressen umformen lassen und eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Vorzugsweise kommen daher für die Kokille Aluminium oder Aluminiumlegierungen in Frage.The inner surface of the metal mold can be used with a conventional one Be simple, and metals are used as the mold material into question, which can be formed by extrusion and a have high thermal conductivity. Preferably therefore come for the mold aluminum or aluminum alloys in question.
Bei einer Verfahrensvariante wird die Leichtmetall- bzw. Leichtmetallegierungsscnmelze, insbesondere die Magnesium- oder Magnesiumlegierungsschmelze, von oben in das als Kokille verwendete Strangpreßprofil mit steigendem Metallspiegel eingefüllt. Als unterer Abschluß für die Kokille dient eine Metallplatte, vorzugsweise eine Stahlplatte, die auch gekühlt sein kann. Um eine ruhige Metallzuführung ohne Wirbel und Turbulenzen zu erreichen, erfolgt die Schmelzezufuhr während des Gießens stets unterhalb der Schmelzeoberfläche und zwar bevorzugt in der Weise, daß ein gleichbleibender Abstand einer in die Schmelze eingetauchten Schmelzedüse von der Schmelzeoberfläche mittels eines Schwimmers durch Absenken der Kokille oder Anheben der Schmelzedüse eingestellt wird.In one process variant, the light metal or Light metal alloy melts, especially the magnesium or Magnesium alloy melt, from above into the mold extruded profile used with increasing metal level filled. One serves as the lower end for the mold Metal plate, preferably a steel plate, which can also be cooled can. For a quiet metal feed without swirls and turbulence to achieve this, the melt is always supplied during casting below the melt surface, preferably in such a way that a constant distance one into the melt immersed melt nozzle from the melt surface by means of a swimmer by lowering the mold or lifting the Melt nozzle is set.
Eine ruhige Metallzuführung ohne Wirbel und Turbulenzen kann auch ohne die Verwendung eines Schwimmers erreicht werden, indem das Absenken der Kokille bzw. Anheben der Schmelzedüse in Abhängigkeit der Formfüllgeschwindigkeit so gesteuert wird, daß die Schmelzedüse immer in die Schmelze eingetaucht bleibt.A quiet metal feed without swirls and turbulence can also can be achieved without using a float by using the Lowering the mold or raising the melt nozzle as a function the mold filling speed is controlled so that the The melt nozzle always remains immersed in the melt.
Ein leichtmetallresistenter Filter in der Schmelzedüse kann ebenfalls eine ruhige Metallzuführung bewirken und vermindert oder vermeidet dazu noch das Einbringen von Oxiden und/oder Verunreinigungen in die Kokille.A light metal-resistant filter in the melt nozzle can also cause a quiet metal supply and diminishes or also avoids the introduction of oxides and / or Contamination in the mold.
Durch das Schrumpfen des Leichtmetalls oder der Leichtmetallegierung, insbesondere des Magnesiums oder der Magnesiumlegierung, während des Erstarrens lassen sich die Barren leicht aus dem als Kokille verwendeten Strangpreßprofil herausnehmen. Das als Kokille verwendete Strangpreßprofil erfordert keinerlei Nacharbeit und steht unmittelbar für weiteren Einsatz zur Verfügung.By shrinking the light metal or the Light metal alloy, especially of magnesium or Magnesium alloy, during the solidification process the ingot easily from the extruded profile used as a mold remove. The extruded profile used as a mold does not require any rework and is immediately available for others Use available.
Das Verfahren zeichnet sich durch eine sehr hohe Ausbringung aus, da ein notwendiger Verschnitt allenfalls auf den untersten Bereich des Barrens beschränkt ist, bei dem es beim anfänglichen Einfüllen der Leichtmetall- bzw. Leichtmetallegierungsschmelze, insbesondere der Magnesium- bzw. Magnesiumlegierungsschmelze, zu Turbulenzen und Oxideinschlüssen kommt und der somit allein bei entsprechenden Anforderungen an die Sauberkeit abgetrennt werden muß. Das gesamte restliche Material bis zum oberen Metallspiegel kann direkt für die Weiterverarbeitung eingesetzt werden. Zusätzlich kann ggf. die Oberfläche des Gußrohlings durch Strahlen gereinigt oder auch geringfügig spanend bearbeitet werden, um eine metallisch saubere Oberfläche zu erhalten, wenn entsprechende Anforderungen an die herzustellenden Produkte, insbesondere Strangpreßprofile bestehen.The process is characterized by a very high output, there is a necessary waste at most on the lowest area of the ingot at which it is initially filled the light metal or light metal alloy melt, in particular the magnesium or magnesium alloy melt, to turbulence and oxide inclusions comes and that only with appropriate Cleanliness requirements must be separated. The entire remaining material up to the top metal mirror can be used directly for further processing can be used. In addition, the Surface of the cast blank cleaned by blasting or else slightly machined to a metallic clean Get surface if appropriate requirements on the Products to be manufactured, in particular extruded profiles.
In anderen Verfahrensvarianten kann die Leichtmetall- oder Leichtmetallegierungsschmelze, insbesondere die Magnesium- oder Magnesiumlegierungs-Schmelze, auch von unten in das als Kokille verwendete Strangpreßprofil mit steigendem Metallspiegel eingefüllt werden. Als Verfahrensvarianten kommen z. B. das Niederdruck-Gießverfahren oder auch das Schwerkraft-Gießverfahren mit steigender Formfüllung in Frage.In other process variants, the light metal or Light metal alloy melt, especially the magnesium or Magnesium alloy melt, also from below into the mold extruded profile used with increasing metal level be filled in. As process variants come e.g. B. that Low pressure casting process or also the gravity casting process with increasing mold filling in question.
Die Vorrichtung zum Herstellen von Barren aus Leichtmetall oder einer Leichtmetallegierung, insbesondere aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung, mit einem Durchmesser von 60 bis 400 mm weist eine Kokille auf, die als Rohr mit glatter Außenwand oder mit Kühlrippen und/oder Kühlmittelkanälen versehen ist und aus stranggepreßtem Aluminium oder einer stranggepreßten Aluminiumlegierung besteht. Die Kokille kann einteilig sein oder mehrteilig aus Strangpreßprofilsegmenten zusammengesetzt sein und eine Unterlage aus einer Metallplatte, die auch gekühlt sein kann, aufweisen.The device for producing bars of light metal or a light metal alloy, especially magnesium or one Magnesium alloy, with a diameter of 60 to 400 mm a mold on that as a tube with a smooth outer wall or with Cooling fins and / or coolant channels is provided and off extruded aluminum or an extruded Aluminum alloy is made. The mold can be in one piece or be composed of several parts from extruded profile segments and a base made of a metal plate, which can also be cooled, exhibit.
Um bei der Formfüllung von oben einen gleichbleibenden Abstand einer in die Schmelze eingetauchten Schmelzedüse von der Schmelzeoberfläche zu gewährleisten, kann ein Schwimmer vorgesehen sein, der die Schmelzezufuhr steuert.To keep a constant distance when filling the mold from above a melt nozzle immersed in the melt from the A float can be provided to ensure melt surface be that controls the melt supply.
In der Schmelzedüse kann ein leichtmetallresistenter Filter angeordnet sein.A light metal-resistant filter can be used in the melt nozzle be arranged.
Es lassen sich Barren mit einer der Höhe der Kokille entsprechenden Länge herstellen.There can be bars with the height of the mold produce the appropriate length.
Um einer möglichen Lunkerbildung im oberen Bereich des Barrens entgegenzuwirken, kann im oberen Bereich der Kokille eine Wärmeisolierung vorgesehen sein. Diese Wärmeisolierung kann als an der Innenseite und/oder der Außenseite der Kokille im oberen Bereich angeordnete, wärmeisolierende Beschichtung ausgebildet sein. Anstelle oder zusätzlich zu dieser Beschichtung kann auch ein wärmeisolierender Aufsatz auf der Kokille vorgesehen sein. A possible void formation in the upper area of the ingot To counteract this, a Thermal insulation may be provided. This thermal insulation can be considered the inside and / or the outside of the mold in the upper Area arranged, heat-insulating coating formed be. Instead of or in addition to this coating, too a heat-insulating attachment can be provided on the mold.
Dieser Aufsatz kann aus einem Rohrstück aus Formsand, das vorzugsweise sich nach oben konisch verjüngend ausgebildet ist, bestehen.This attachment can be made from a piece of pipe made of molding sand preferably tapered upwards, consist.
Für eine Serienfertigung kann das Verfahren in Form einer Bandfertigung oder Karussellfertigung angewendet werden. Wichtig dabei ist die Kühlstrecke, die bis zum Erstarren und zur Entnahme des Barrens aus der Kokille benötigt wird. Es kann auch gleichzeitig mehrsträngig gegossen werden, indem mit einer entsprechenden Verteilerpfanne oberhalb mehrerer Kokillen gearbeitet wird.For series production, the process can take the form of a Belt manufacturing or carousel manufacturing can be used. Important here is the cooling section, which solidifies and takes out the ingot from the mold is needed. It can also be poured in multiple strands at the same time by using a corresponding distribution pan above several molds is worked.
Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer, in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kokille mit Darstellung des angewandten Gießverfahrens,
- Fig. 2
- eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Kokille,
- Fig. 3
- eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer Kokille für erhöhte Kühlwirkung,
- Fig. 4
- eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kokille mit Darstellung des angewandten Gießverfahrens und einer gekühlten Bodenplatte,
- Fig. 5
- eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kokille mit Darstellung des angewandten Gießverfahrens und eines leichtmetallresistenten Filters,
- Fig. 6
- eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kokille mit Darstellung des angewandten Gießverfahrens und eines anders angeordneten, leichtmetallresistenten Filters,
- Fig. 7
- eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kokille mit Darstellung des angewandten Gießverfahrens und einer Wärmeisolierung im oberen Bereich der Kokille und
- Fig. 8
- eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kokille mit Darstellung des angewandten Gießverfahrens und einer anderen Ausführungsform einer Wärmeisolierung im oberen Bereich der Kokille.
- Fig. 1
- 2 shows a sectional view of a mold according to the invention, showing the casting method used,
- Fig. 2
- a plan view of a first embodiment of a mold,
- Fig. 3
- a plan view of a second embodiment of a mold for increased cooling effect,
- Fig. 4
- 2 shows a sectional view of a mold according to the invention, showing the casting method used and a cooled base plate,
- Fig. 5
- 2 shows a sectional view of a mold according to the invention, showing the casting method used and a light metal-resistant filter,
- Fig. 6
- 2 shows a sectional view of a mold according to the invention, showing the casting method used and a differently arranged, light metal-resistant filter,
- Fig. 7
- a sectional view of a mold according to the invention showing the applied casting process and thermal insulation in the upper region of the mold and
- Fig. 8
- a sectional view of a mold according to the invention showing the applied casting process and another embodiment of thermal insulation in the upper region of the mold.
Eine stranggepreßte Kokille 1 aus Aluminium oder einer
Aluminiumlegierung weist eine Rohrwand 2 mit einem dem gewünschten
Durchmesser des Barrens entsprechenden Innendurchmesser und
radiale Kühlrippen 3 auf. Die Kokille 1 ruht auf einer Bodenplatte
4 aus Metall, und das Ganze wird von einer Absenkvorrichtung 10
getragen. Die Bodenplatte 4 kann, wie in Fig. 4 dargestellt,
Kühlkanäle 16 aufweisen. In die Kokille 1 ragt eine Schmelzedüse 6
hinein, die aus einem leichtmetall-, insbesondere
magnesiumbeständigen Material besteht. Mit der Düse 6 steht ein
Schwimmer 7 ebenfalls aus leichtmetall-, insbesondere
magnesiumbeständigem Material in Verbindung, der dafür sorgt, daß
Leichtmetall- oder Leichtmetallegierungsschmelze bzw. die
Magnesium- oder Magnesiumlegierungsschmelze 8 stets mit einem
gleichmäßigen Abstand zu einer Schmelzeoberfläche 9 in die Kokille
1 eingeführt wird.An extruded
Die Absenkvorrichtung 10 wird entsprechend der Gießgeschwindigkeit
abgesenkt, bis die Kokille mit Metallschmelze gefüllt ist. Das
Abkühlen der Schmelze erfolgt an ruhender Luft oder wird durch
Anblasen der Kühlrippen mit Luft oder durch Besprühen mit einem
Wassernebel beschleunigt.The lowering
Wenn die Kühlwirkung ausreichend ist, kann die Kokille auch als glattes Rohr ohne Kühlrippen ausgebildet sein.If the cooling effect is sufficient, the mold can also be used as smooth tube without cooling fins.
Mit dem beschriebenen Verfahren lassen sich Barren mit einer der
Höhe der Kokille entsprechenden Länge herstellen.
Selbstverständlich ist es möglich, die Düse 6 entsprechend der
Gießgeschwindigkeit anzuheben, statt die Kokille 1 abzusenken. With the described method, bars can be created with one of the
Make the height of the mold of the appropriate length.
Of course, it is possible to use the nozzle 6 according to the
Raising the casting speed instead of lowering the
Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine aus
Kokillensegmenten 11 bestehende Kokille, in deren Rohrwand 12
Kühlmittelkanäle 13 angeordnet sind. Zusätzlich sind äußere
Kühlrippen 14 dargestellt, die jedoch nicht erforderlich sind,
wenn die Kühlung durch das durch die Kühlmittelkanäle 13 geführte
Kühlmittel ausreichend ist. Im dargestellten Beispiel besteht die
Kokille besteht aus vier Kokillensegmenten 11, die z. B. mittels
einer Schwalbenschwanzverbindung 15 formschlüssig miteinander
verbunden sind, jedoch kann die Kokille auch aus weniger oder mehr
Kokillensegmenten bestehen.The embodiment shown in Fig. 3 shows one
Selbstverständlich sind auch andere Verbindungsmöglichkeiten z. B. durch Verschweißen möglich.Of course, other connection options such. B. possible by welding.
Um ein Anhaften des Leichtmetalls oder der Leichtmetallegierung an der Innenfläche der Kokillenrohrwand zu vermeiden, kann diese mit einer herkömmlichen Schlichte behandelt sein.To adhere the light metal or the light metal alloy to avoid the inner surface of the mold tube wall, this can be done with a conventional size.
Der Querschnitt der Kokille kann, wie dargestellt, kreisförmig sein, kann jedoch auch andere Querschnittsformen aufweisen.The cross section of the mold can, as shown, be circular but can also have other cross-sectional shapes.
Die Abkühlungsgeschwindigkeit an der Wand 2 der Kokille ist so
groß, daß die aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung
stranggepreßte Kokille 1 auch zum Herstellen von Barren aus
Aluminium oder einer Aluminiumlegierung geeignet ist.The cooling rate on the
Um die Formfüllgeschwindigkeit zu steuern, kann gemäß Fig. 5 ein
leichtmetallresistenter Filter 17 zwischen dem Schwimmer 7 und der
Schmelzedüse 6 oder gemäß Fig. 6 anstelle des Schwimmers an der
Schmelzedüse 6 angeordnet sein. Damit läßt sich das Einbringen von
Oxiden und anderen Verunreinigungen in die Schmelze vermindern
oder sogar ganz vermeiden.To control the mold filling speed, according to FIG
light metal
Um einer Lunkerbildung im oberen Bereich des Barrens
entgegenzuwirken, kann im oberen Bereich der Kokille 1, innen
und/oder außen, eine wärmeisolierende Beschichtung 18, 19
angebracht sein. Der gleiche Zweck läßt sich auch durch einen in
Fig. 8 dargestellten Aufsatz 20 in Form eines sich konisch nach
oben verengenden Rohrstücks aus Formsand erreichen, der allein
oder zusätzlich zu der Beschichtung 18, 19 in Fig. 7 die
Wärmeisolierung bildet.To form voids in the upper area of the ingot
can counteract, in the upper area of the
Claims (20)
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