NL8401742A

NL8401742A - Werkwijze voor het toevoeren van een metaalsmelt.

Info

Publication number: NL8401742A
Application number: NL8401742A
Authority: NL
Original assignee: Alusuisse
Priority date: 1983-06-01
Filing date: 1984-05-30
Publication date: 1985-01-02
Also published as: SE8402845L; GB2140720A; GB8413639D0; JPS606251A; IT8421170A1; SE8402845D0; BE899772A; LU85381A1; CH662073A5; GB2140720B; IT1174119B; IT8421170A0; DE3320322A1; DE3320322C2; FR2546782A1

Description

ψ

% ** I

VO 6346

Titel: Werkwijze voor het toevoeren van een metaalsmelt.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het toevoeren van een metaalsmelt door tenminste één doorlaatkanaal van een giet-pijp met eventueel een pijpmondstuk in een gietspleet tussen walsen, coquilles, banden of dergelijke van een gietmachine, alsmede een gietpijp 5 hiervoor.

Een van de moeilijkste problemen bij het continu gieten, in het bijzonder van ijzer- en niet-ijzermetalen vormt het toevoermondstuk, waarmede het gloeibare metaal in de gietspleet tussen bijvoorbeeld twee walsen of een rupscoquille gevoerd wordt. Juist bij laatstgenoemde giet-10 machine worden naar verhouding dunne banden, bijvoorbeeld van 20 mm dikte en minder, gegoten. Dit betekent wederom, dat de gietpijp, in het bijzonder in het bereik van het pijpmondstuk naar verhouding klein gedimensioneerd moet zijn.

Wezenlijke gevaren voor de gietpijpen treden enerzijds door de 15 zeer hoge temperaturen van het doorvloeiende metaal op. Er zijn maar weinig stoffen, welke erosie of oplossen in metaal weerstaan.. Onder de weinige stoffen, welke aan deze eisen voldoen, moet grafiet genoemd worden. Grafiet heeft echter het nadeel van een hoge warmtegeleidbaar-heid, de warmte wordt zo snel van de metaalsmelt afgevoerd, dat het 20 metaal de neiging heeft, in de gietpijp te stollen.

Een ander vuurvast materiaal is een mengsel van 30% diatomeëen aarde (praktisch zuiver kiezelzuur in de vorm van microscopische cellen), 30% lange asbestvezels, 20% natriumsilicaat (droog mengsel) en 20% kalk (voor de vorming van calciumsilicaat). Een dergelijke gietpijp vindt in 25 de regel bij het gieten van aluminium toepassing, terwijl bij het gieten van staal meestal gietpijpen uit ZrO^ of ZrSiO^ gebruikt worden.

De gietpijp moet echter niet alleen de thermische belastingen weerstaan, welke door de temperaturen van het gietmetaal ontstaan, doch evenzo de daaruit resulterende chemische aantasting alsmede de mechanische 30 inwerkingen als gevolg van trilbewegingen van de coquille of wals en de verbuigingen van de gietpijp als gevolg van het relatief hoge gewicht van de daardoorheen vloeiende smelt. Juist dit doorbuigen leidt tot wrijving, in het bijzonder van het pijpmondstuk tegen de wals of de coquillewand en derhalve tot vernielen van de gietoijp.

8401742

^ · ‘W

- 2 -

Uit het Zwitserse octrooischrift 508.433 is een toevoerpijp bekend, welke in de nabijheid van de buitenrand van het mondstuk van buiten over zijn gehele omtrek van inlegsels uit een zelfsmerende stof voorzien is. Deze inlegsels steken zover buiten het oppervlak van het 5 mondstuk, dat elk direkt kontakt van het pijpoppervlak met de coquille-helften en het binnendringen van smelt in de speelruimte tussen mondstuk en coquillehelft gehinderd wordt. In de praktijk is echter als nadeel ondervonden, dat wrijvingssporen van de grafietinzetsels geactiveerde strepen vormen, welke een plotseling stollen aantonen en derhalve 10 een ongelijkmatige gietstructuur, vaak ook oppervlaktescheurtjes, veroorzaken.' Voor het verminderen van dit nadeel bij de mechanische belasting van de gietpijp, in het bijzonder het pijpmondstuk, is uit de Zwitserse octrooiaanvrage 3010/83 een werkwijze bekend, waarmede de afstand van het pijplichaam van de walsen, coquilles, banden of dergelijke 15 bij het in bedrijf zijn van de gietmachine bepaald wordt. Bijvoorbeeld bevinden zich in het pijplichaam luchtkanalen, welke in de ruimte tussen gietpijp, respectievelijk pijpmondstuk en walsen, coquilles of band, uitmonden. Als gevolg van de toevoer van lucht door de luchtkanalen wordt in de tussenruimte een zogenaamde hydrodynamische paradox opge-20 bouwd, welke verhindert, dat het gietpijpmondstuk in kontakt met de wals, coquille of de band komt.

Een verder probleem vormt het zogenaamde navloeien van de gietpijp door de uit de pijp tredende metaalsmelt. De uit de pijp tredende metaalsmelt vormt in het bereik tussen uittreedopening en het eerste 25 kontakt met de meelopende wand van de wals, coquille, de band of dergelijke, een kromtestraal, welke in hoofdzaak van de oppervlaktespanning van het metaal,de metallostatische druk, waarmede het metaal uit de pijp treedt, en de snelheid van de meelopende wand van het betreffende giet-machinedeel afhangt. Dit kam als gevolg van een vroegtijdig stollen van 30 het metaal leiden tot terugstuwing, welke bewerkstelligt, dat het metaal uit hét pijpmondstuk navloeit. Dit verschijnsel is zeer onaangenaam, omdat dit het verloop van het continu gieten wezenlijk stoort en ook het samenspel van gietpijpmondstuk en gietmachine hindert.

De uitvinding heeft tot doel, een werkwijze alsmede een gietpijp 35 van het bovenbedoelde type te ontwikkelen, door middel waarvan, respec- 8401742 & a - 3 - tievelijk welke het navloeien van de gietpijp verhinderd wordt, en gelijktijdig eventueel het bovenbeschreven wrijven van de gietpijp langs de coquillewand of dergelijke vermeden wordt. Voor het oplossen van dit probleem wordt voorgesteld, dat in een tussenruimte tussen de gietpijp, 5 respectievelijk het pijpmondstuk en de wals, coquille, banden of dergelijke een luchtkussen wordt opgebouwd, door middel van de kromtestraal waarvan een metaalsmelt tussen een uitlaatopening van het pijpmondstuk en een kontaktpunt van de smelt met de wals, coquille, de band of dergelijke beïnvloed wordt. Daarbij kunnen de in de bovengenoemde Zwitserse 10 octrooiaanvrage 3010/83 beschreven voordelen van de hydrodynamische paradox met de thans verkregen voordelen voor het verhinderen van het navloeien van de gietpijp gekoppeld worden.

Een gietpijp voor het toepassen van de werkwijze is in zijn bovenste en/of onderste pijpwand van vluchtkanalen voorzien, welke in 15 een tussenruimte tussen gietpijp, respectievelijk gietpijpmondstuk en wals, coquille, band of dergelijke uitmonden en aldaar een luchtkussen met een bepaalde druk vormen. Deze druk van het luchtkussen werkt op een kromtestraal van de uit het pijpmondstuk onder een metallostatische druk uittredende metaalsmelt met een oppervlaktespanning en verandert 20 deze.

Vindt een mondstuk in de vorm toepassing, zoals dit in de Zwitserse octrooiaanvrage 3010/83 beschreven is, dan zijn de luchtkanalen bij voorkeur in de metalen pijpverstijvingsdelen ingelaten.

Het vloeibare metaal, dat met een bepaalde druk p gegeven 25 door de statische en dynamische druk volgens Bernoulli, uit de uitlaatopening in het pijpmondstuk uittreedt, zal een kromtestraal R = σ/ρ veroorzaken, waarbij σ de oppervlaktespanning van het vloeibare metaal is. Door het luchtkussen wordt een tegendruk p ontwikkeld, waaruit een kromtestraal van de smelt, namelijk R = σ/(ρ . - p) wordt ingestald.

Q16€ 30 Daarmee kan de tussenruimte tussen pijp en wals, coquille, band of dergelijke in het bereik van het pijpmondstuk vooraf vergroot worden, zonder dat metaal in de pijp navloeit. Daardoor wordt ook het gevaar verminderd, dat het mondstuk tegen de wals, coquille of band wrijft.

Voorts heeft het luchtkussen het voordeel, dat dit de koeling van 35 het metaal reeds voor het kontakt met de wals, coquille of band inleidt en aldus versnelt.

8401742 a - 4 -

Als voor de opbouw van het luchtkussen toegepaste gas wordt bij voorkeur een inert gas door de luchtkanalen in de tussenruimte gevoerd. Daarbij verdient in het bijzonder argon de voorkeur, dat wederom het voordeel heeft, dat de oppervlakteoxydatie van het vloeibare metaal na 5 het uit de pijp treden, verminderd wordt.

Verdere voordelen, kenmerken en details van de uitvinding zullen blijken uit de hiernavolgende beschrijving van een de voorkeur verdienend uitvoeringsvoorbeeld met verwijzing naar de tekening; deze toont in één figuur een schematisch voorgestelde, dwarsdoorsnedegedeelte van 10 een gietpijpmondstuk 1 in de gebruiksstand tussen twee meelopende coquillebanden 2 en 3 van een niet nader getoonde rupscoquille. Het mondstuk 1 heeft een mondstukbovenwand 4 en een onderste mondstukwand 5, waartussen een doorlaatkanaal 6 voor de toevoer van een smelt 7 van vloeibaar metaal zich bevindt. Deze smelt 7 treedt uit een uitlaatope-.

15 ning 8 uit het pijpmondstuk 1 naar buiten en komt tussen de beide coquillebanden 2 en 3, waarbij deze in kontakt met gekoelde coquille-wanden 9 en 10 komt. De koeling bewerkstelligt, dat kort na het kontakt van de smelt van buitenaf een metaallaag 11 begint te stollen.

Naargelang de snelheid van de meelopende banden 2 en 3 in ver-20 houding tot de uittredende smelt 7 en volgens de oppervlaktespanning van het vloeibare metaal kan een kontaktpunt 12 van de smelt 7 met de wand 9, respectievelijk 10 verder weg of dichterbij de uittreedopening 8 liggen. Daarbij blijft in de regel de snelheid van de banden 2 en 3 constant, terwijl de snelheid van de smelt 7 van de metallostatische druk p ^ ^met 25 afhangt. De kromtestraal r van een gedacïte cirkelboog tussen uittreedopening 8 en kontaktpunt 12 wordt dan in hoofdzaak bepaald volgens de verhouding van de oppervlaktespanning σ ten opzichte van de metallostatische druk p t· In de pijpwanden 4 en 5 zijn voorts luchtkanalen 14 aangebracht, welke de boringen 15 in de tussenruimte J tussen coquille-30 wand 9, 12 en mondstuk 1 uitmonden. Door de ingevoerde lucht wordt in de binnenruimte J een luchtkussen gevormd, dat de kromtestraal r beïnvloedt en wel ongeveer volgens de verhouding van oppervlaktespanning σ tot de metallostatische druk p ^ verminderd met de druk p van het *met * luchtkussen.

8401742

Claims

1. Werkwijze voor het toevoeren van een metaalsmelt door tenminste één doorlaatkanaal van een gietpijp met eventueel een gietpijpmondstuk in een gietspleet tussen walsen,coquilles, banden of dergelijke van een gietmachine, met het kenmerk, dat in een tussenruimte tussen de pijp, 5 respectievelijk het pijpmondstuk en de walsen, coquilles, banden of dergelijke een luchtkussen wordt opgebouwd, door middel waarvan een kromtestraal van de metaalsmelt tussen een uitlaatopening van het pijpmondstuk en een kontaktpunt van de smelt met de wals, coquille, de band of dergelijke beïnvloed wordt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het luchtkus sen als een hydrodynamische paradox werkt, waarmede het pijpmondstuk in een voorafbepaalde afstand van de wals, coquille, de band of dergelijke gehouden wordt.

3. Gietpijp met eventueel een pijpmondstuk voor de toevoer van een 15 metaalsmelt door tenminste één doorlaatkanaal in een gietspleet tussen walsen, coquilles, banden# of dergelijke van een gietmachine, met het kenmerk, dat een bovenste en/of een onderste pijpwand (4 en/of .'5) van luchtkanalen (14) voorzien is, welke in een tussenruimte (J) tussen pijp, respectievelijk pijpmondstuk (1) en wals, coquille (2, 3), band, 20 of dergelijke uitmonden en aldaar een luchtkussen met een druk (p) vormen.

4. Pijp volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat via de druk (p) van het luchtkussen een kromtestraal (r) van de uit het pijpmondstuk (1) onder een metallostatische druk (p ,) uittredende metaalsmelt (7) met 25 een oppervlaktespanning (σ) tussen een uittreedopening (8) en een kontaktpunt (12) met bijvoorbeeld een coquillewand (9, 10) veranderbaar is.

5. Pijp volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de kromtestraal (r) volgens de verhouding van oppervlaktespanning (σ) van de metaalsmelt (7) ten ODZichte van de metallostatische druk (p ) verminderd met 30 met de druk (p) van het luchtkussen wordt bepaald.

6. Pijp volgens tenminste een van de conclusie 3-5 met het kenmerk, dat het luchtkussen in hoofdzaak uit een door de luchtkanalen (14) toegevoerd inert gas, bij voorkeur argon, oogebouwd is. 8401742