WO2005042185A1 - Method and device for the continuous casting of metal - Google Patents

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WO2005042185A1
WO2005042185A1 PCT/EP2004/009993 EP2004009993W WO2005042185A1 WO 2005042185 A1 WO2005042185 A1 WO 2005042185A1 EP 2004009993 W EP2004009993 W EP 2004009993W WO 2005042185 A1 WO2005042185 A1 WO 2005042185A1
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mold
channel
metal
supply
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PCT/EP2004/009993
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Ralf LÜNGEN
Hermann-Josef Meyer
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Loi Thermprocess Gmbh
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    • 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
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/049—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for direct chill casting, e.g. electromagnetic casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
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    • 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
    • B22D11/07—Lubricating the moulds

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for continuous casting of metal, particularly of non-ferrous metal, with a mold in whose open cross-section solidifies the molten metal and which has a running surface for r comprises a metal strand with a refractory article, which is seated on the mold and the a has an open cross-section through which the molten metal is fed, a liquid and a gaseous separation medium being conducted in a channel system to the running surface.
  • a device of the type mentioned is known from EP 0566 865 A1.
  • a plate-shaped release agent distributor which is clamped between the refractory attachment and the surface of the mold, has supply channels for a liquid and a gaseous release agent or release medium on the top and bottom.
  • the liquid separating medium usually oil and the gaseous separating medium are fed separately to the mold tread via one side of the separating agent distributor.
  • the liquid and the gaseous separation medium are only mixed when the separation medium emerges from the tread of the mold.
  • the manufacture of the release agent distributor is very complex since the supply channels on the top and the bottom have to be manufactured with very high precision.
  • the mixing ratio of the two separation media results from the size ratio of the two channel cross sections. If the mixing ratio is to be changed, the release agent distributor must be replaced, which affects production.
  • the mixture must have a certain consistency, which is important for a uniform and stable separating layer between the tread of the mold and the metal strand. It is also important that the separating layer also has a thermally insulating effect, since the mold is cooled and the heat transfer zone between the metal strand and the mold is to be influenced in a targeted manner.
  • An optimal separation layer is a prerequisite for a good surface quality and structural quality of the metal strand. For further processing, it is important that a certain surface quality is achieved. For example, the surface quality when pressing the metal strand determines the pressing residue, which is a waste product, the accumulation of which should be as low as possible.
  • the object of the present invention is to further develop a device and a method of the type mentioned at the outset in such a way that an improved separating layer is produced in a simple manner between the tread of the mold and the metal strand.
  • the invention is based on the knowledge that a separation layer with an optimal consistency can be produced between the metal strand and the tread of the mold if the liquid and the gaseous separation medium are atomized in a predeterminable ratio before it emerges on the tread.
  • the pressure and the amount of the gaseous and the liquid separation medium can be precisely controlled in the atomizing device, so that the composition of the separation medium mist can be regulated within wide ranges.
  • the separation medium mist has a very small droplet size and is therefore particularly stable, so that only a small amount of liquid separation medium has to be used.
  • the separation medium mist has a good thermal insulation effect.
  • the liquid separation medium is preferably sucked in by the gaseous separation medium in an atomizing device by means of an injector action and atomized or atomized to form a separation medium mist by means of at least one nozzle.
  • a device for the continuous casting of metal, in particular non-ferrous metal with a mold, in the open cross-section of which the metal melt solidifies and which has a running surface for the metal strand, with a refractory attachment which sits on the mold and one has open cross-section, through which molten metal is fed and with a channel system for a liquid and a gaseous separation medium, the channel system leading to the running surface, characterized in that at least one atomization device each has an inlet for the liquid and the gaseous separation medium and at least one atomization element for atomizing the liquid separation medium by means of the gaseous separation medium to form a separation medium mist and that the atomization device is connected on the outlet side to the channel system of the mold.
  • one or more atomizing devices can be used.
  • the atomizing element of the atomizing device is preferably designed as a nozzle.
  • a particularly advantageous embodiment is that the atomizing device is designed as a separate component.
  • the manufacturing effort is low because known atomization devices for liquids can be used. It is also advantageous that molds in use can be retrofitted with atomizing devices.
  • the atomization device has a circumferential distribution channel for the liquid separation medium and the gaseous separation medium, and that the distribution channels have a plurality of outlet openings on the circumference, which are arranged such that the liquid separation medium is atomized by means of the gaseous separation medium.
  • the refractory attachment forms an overhang in the area of the open cross section of the mold, which forms a gap zone with the running surface in which the channel system ends. This ensures that the separation medium mist forms a separation layer in the area of the meniscus, which extends downwards towards the metal strand.
  • the separation medium mist is fed to the tread through the channel system, which can be simplified because the gaseous and the liquid separation medium only have to be guided separately to the atomizing device and not to the tread.
  • the channel system has at least one circumferential supply channel, in which at least one supply channel ends and from which a plurality of supply channels depart, and that the supply channel and / or the supply channels are open at the top in the top of the mold and from a cover plate is covered, which is detachably connected to the mold.
  • the channel system has a first supply channel, in which a first supply channel ends, which is connected to the atomization device and from which a plurality of second supply channels depart, which end in a second supply channel and that a plurality of third supply channels depart from the second supply channel , which end on the tread.
  • a porous pressure distributor is advantageously located in the first supply channel in the flow path of the separation medium mist in order to further even out the mist.
  • the invention also offers the possibility of designing the atomizing device all around and arranging it in a supply channel.
  • the invention further proposes that the first and second supply channels have an approximately square cross section, the cross-sectional area of the first supply channel being at least 1 to 50 times the cross section of the second supply channel.
  • the cross-sectional area of the supply channel is preferably at least 1 to 50 times the cross-section of the inlet-side supply channel.
  • the tread of the mold is advantageously formed by a tread insert which is inserted into the mold.
  • Figure 1 is a partial section of a first embodiment of the device according to the invention.
  • Figure 1 is a partial section of a second embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of an embodiment of the device according to the invention according to FIG. 1.
  • a mold 1 has an open cross section 2 in which the molten metal solidifies.
  • a tread 3 for a metal strand is formed by a tread insert 3a, which consists of graphite and is inserted into the mold.
  • the tread insert can also be made of another suitable material, such as. B. copper or aluminum.
  • the mold 1 has a coolant chamber 4 in the usual way, with the inner holes 5 are connected, which lead in the vicinity of the tread 3 of the mold 1.
  • At least one atomizing device 11 is connected to the channel system 10.
  • Each atomizing device 11 has an inlet 12 which is connected to a line for a liquid separation medium.
  • An input 13 is connected to a line for a gaseous separation medium.
  • Each atomizing device 11 has an outlet opening 14 which is connected to the channel system 10 of the mold.
  • the atomizing device 11 is designed as a separate component.
  • the liquid separation medium is sucked from the gaseous separation medium by means of a propellant gas nozzle, not shown, by means of an injector and atomized to form a separation medium mist.
  • the outlet opening 14 of the atomizing device 11 is designed as an atomizing element in the form of a nozzle.
  • the pressure and the amount of the gaseous and the liquid separation medium can be precisely controlled in the atomizing device 11, so that the composition of the separation medium mist can be regulated within wide ranges.
  • the separation medium mist has a particularly small droplet size and is therefore special load-bearing, so that only a little liquid separation medium has to be used.
  • the separation medium mist has a good thermal insulation effect.
  • atomizing devices 11 are connected to the mold 1, which oppose each other.
  • more atomizing devices can be used, for example eight pieces in the case of molds with a large cross section, which are evenly distributed around the circumference of the mold.
  • the atomizing device 11 is formed in the mold 1.
  • the design of the atomizing device essentially corresponds to that from FIG. 1.
  • the channel system 10 has a first supply channel 15 which ends in a circumferential, here annular first supply channel 16.
  • the cross section of the first supply channel 16 is relatively large in relation to the cross section of the only first supply channel 15 and is up to 50 times the latter cross section.
  • first supply channel 16 there is a circumferential porous pressure distributor 17 in the flow path of the separation medium mist in order to further equalize the separation medium mist.
  • second supply channels 18, which are evenly distributed over the circumference, emanate from the first supply channel 16 and end in a circumferential, here annular second supply channel 19 in which the separation medium mist is further stabilized.
  • a multiplicity of third feed channels 20 start from the second supply channel and end in the gap zone 9, which is formed between the overhang 8 of the refractory attachment and the mold running surface 3.
  • the third Feed channels are made on the top of the mold 1 and the tread insert 3a.
  • the third feed channels 20 are designed such that the separation medium mist is guided and maintained.
  • the first and the second supply ducts 16, 19 and / or the third feed ducts 20 are or are designed to be open at the top in the top of the mold or the tread insert and are covered by a cover plate 21 which is releasably connected to the mold 1.
  • the separation medium mist forms a closed separation layer between the mold and the metal strand.
  • the droplet size of the liquid separation medium is very small, which is important for good thermal insulation properties and the formation of a uniform and stable separation layer between the tread of the mold and the metal strand.
  • the result is a good surface quality of the metal strand, which results in good further processing.
  • the surface layer or the edge zone is very thin, so that little waste arises during the subsequent further processing of the metal strand, for example by means of pressing.
  • the device according to the invention can be used for casting different shapes, for example rectangular shapes or shapes derived from round or rectangular shapes.
  • the atomizing device can be designed to run all the way round and be integrated into a supply channel.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

The invention relates to a method and a device for the continuous casting of metal, in particular non-ferrous metal. Said device comprises a die (1), in whose open cross-section (2) the molten metal solidifies and which comprises a running surface (3) for the metal casting, a fireproof cap (6), which sits on the die (1) and has an open cross-section (7), through which the molten metal is supplied and a conduit system (10) for a liquid parting agent and a gaseous parting agent, said conduit system (10) leading to the running surface (3). According to the invention, at least one atomisation unit (11) comprises a respective inlet (12, 13) for the liquid parting agent and the gaseous parting agent and at least one atomisation element (14) for atomising the liquid parting agent by means of the gaseous parting agent in order to form a mist of parting agent. The outlet side of the atomisation device (11) is connected to the conduit system (10) of the die (1), in such a way that the mist of parting agent is supplied to the running surface (3).

Description

Verfahren und eine Vorrichtung zum Stranggießen von Metall Method and device for continuous casting of metal
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stranggießen von Metall, insbesondere von Nichteisenmetall, mit einer Kokille, in deren offenen Querschnitt die Metallschmelze erstarrt und die eine Lauffläche für r einen Metallstrang aufweist, mit einem Feuerfestaufsatz, der auf der Kokille aufsitzt und der einen offenen Querschnitt aufweist, durch den die Metallschmelze zugeführt wird, wobei ein flüssiges und ein gasförmiges Trennmedium in einem Kanalsystem zu der Lauffläche geleitet werden.The invention relates to a method and an apparatus for continuous casting of metal, particularly of non-ferrous metal, with a mold in whose open cross-section solidifies the molten metal and which has a running surface for r comprises a metal strand with a refractory article, which is seated on the mold and the a has an open cross-section through which the molten metal is fed, a liquid and a gaseous separation medium being conducted in a channel system to the running surface.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der EP 0566 865 A1 bekannt. Ein plattenförmigen Trennmittelverteiler, der zwischen dem Feuerfestaufsatz und der Oberfläche der Kokille eingeklemmt ist, weist ober- und unterseitig Zufuhrkanäle für ein flüssige und ein gasförmiges Trennmittel bzw. Trennmedium auf. Der Kokillenlauffläche werden das flüssige Trennmedium, in der Regel Öl und das gasförmige Trennmedium separat über je- weils eine Seite des Trennmittelverteilers zugeführt. Die Mischung des flüssigen und des gasförmigen Trennmediums erfolgt erst beim Austritt der Trennmedium an der Lauffläche der Kokille.A device of the type mentioned is known from EP 0566 865 A1. A plate-shaped release agent distributor, which is clamped between the refractory attachment and the surface of the mold, has supply channels for a liquid and a gaseous release agent or release medium on the top and bottom. The liquid separating medium, usually oil and the gaseous separating medium are fed separately to the mold tread via one side of the separating agent distributor. The liquid and the gaseous separation medium are only mixed when the separation medium emerges from the tread of the mold.
Die Herstellung des Trennmittelverteilers ist sehr aufwendig, da die Zufuhrkanäle auf der Ober- und der Unterseite mit sehr hoher Präzision gefertigt wer- den müssen. Das Mischungsverhältnis der beiden Trennmedien resultiert aus dem Größenverhältnis der beiden Kanalquerschnitte. Wenn das Mischungsverhältnis geändert werden soll, muss der Trennmittelverteiler ausgetauscht werden, wodurch die Produktion beeinträchtigt wird.The manufacture of the release agent distributor is very complex since the supply channels on the top and the bottom have to be manufactured with very high precision. The mixing ratio of the two separation media results from the size ratio of the two channel cross sections. If the mixing ratio is to be changed, the release agent distributor must be replaced, which affects production.
Außerdem muss das Gemisch eine bestimmte Konsistenz haben, welche für eine gleichmäßige und stabile Trennschicht zwischen der Lauffläche der Kokille und dem Metallstrang bedeutsam ist. Weiterhin ist wichtig, dass die Trennschicht auch eine thermisch isolierende Wirkung hat, da die Kokille gekühlt ist und die Wärmeübergangszone zwischen Metallstrang und Kokille gezielt beeinflusst werden soll. Eine optimale Trennschicht ist Voraussetzung für eine gute Oberflächengüte und Gefügequalität des Metallstranges. Für die Weiterverarbeitung ist es wichtig, dass eine bestimmte Oberflächengüte erreicht wird. Beispielsweise bestimmt die Oberflächengüte beim Pressen des Metallstranges den Pressrest, der ein Abfallprodukt darstellt, dessen Anfall möglichst gering sein soll.In addition, the mixture must have a certain consistency, which is important for a uniform and stable separating layer between the tread of the mold and the metal strand. It is also important that the separating layer also has a thermally insulating effect, since the mold is cooled and the heat transfer zone between the metal strand and the mold is to be influenced in a targeted manner. An optimal separation layer is a prerequisite for a good surface quality and structural quality of the metal strand. For further processing, it is important that a certain surface quality is achieved. For example, the surface quality when pressing the metal strand determines the pressing residue, which is a waste product, the accumulation of which should be as low as possible.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass zwischen der Lauffläche der Kokille und dem Metallstrang auf einfache Weise eine verbesserte Trennschicht erzeugt wird.The object of the present invention is to further develop a device and a method of the type mentioned at the outset in such a way that an improved separating layer is produced in a simple manner between the tread of the mold and the metal strand.
Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved procedurally by the features of claim 1.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass zwischen dem Metallstrang und der Lauffläche der Kokille eine Trennschicht mit einer optimalen Konsistenz erzeugt werden kann, wenn das flüssige und das gasförmige Trennme- dium in einem vorbestimmbaren Verhältnis vernebelt wird, bevor es an der Lauffläche austritt. Der Druck und die Menge des gasförmigen und des flüssigen Trennmediums können in der Zerstäubungseinrichtung genau gesteuert werden, so dass die Zusammensetzung des Trennmediumnebels innerhalb weiter Bereiche regelbar ist.The invention is based on the knowledge that a separation layer with an optimal consistency can be produced between the metal strand and the tread of the mold if the liquid and the gaseous separation medium are atomized in a predeterminable ratio before it emerges on the tread. The pressure and the amount of the gaseous and the liquid separation medium can be precisely controlled in the atomizing device, so that the composition of the separation medium mist can be regulated within wide ranges.
Es wird eine stabiler Trennmediumnebel erzeugt. Der Trennmediumnebel weist eine sehr geringe Tröpfchengröße auf und ist daher besonders tragfähig, so dass nur eine geringe Menge flüssigen Trennmediums eingesetzt werden muss. Außerdem hat der Trennmediumnebel eine gute thermische Isolierwirkung.A stable separation medium mist is generated. The separation medium mist has a very small droplet size and is therefore particularly stable, so that only a small amount of liquid separation medium has to be used. In addition, the separation medium mist has a good thermal insulation effect.
Vorzugsweise wird das flüssige Trennmedium von dem gasförmigen Trennmedium in einer Zerstäubungseinrichtung über Injektorwirkung angesaugt und mittels mindestens einer Düse zu einem Trennmediumnebel zerstäubt bzw. vernebelt.The liquid separation medium is preferably sucked in by the gaseous separation medium in an atomizing device by means of an injector action and atomized or atomized to form a separation medium mist by means of at least one nozzle.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, das flüssige Trennmedium mittels des gasförmigen Trennmediums innerhalb des Kanalsystems zu zerstäuben.In the context of the invention it is also possible to atomize the liquid separation medium within the channel system by means of the gaseous separation medium.
Zur Lösung der Aufgabe ist eine Vorrichtung zum Stranggießen von Metall, insbesondere von Nichteisenmetall, mit einer Kokille, in deren offenem Querschnitt die Metallschmelze erstarrt und die eine Lauffläche für den Metall- sträng aufweist, mit einem Feuerfestaufsatz, der auf der Kokille aufsitzt und der einen offenen Querschnitt aufweist, durch den Metallschmelze zugeführt wird und mit einem Kanalsystem für ein flüssiges und ein gasförmiges Trennmedium, wobei das Kanalsystem zu der Lauffläche führt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Zerstäubungseinrichtung je einen Eingang für das flüssige und das gasförmige Trennmedium und mindestens ein Zerstäubungselement zum Zerstäuben des flüssigen Trennmediums mittels des gasförmigen Trennmediums zu einem Trennmediumnebel aufweist und dass die Zerstäubungseinrichtung ausgangsseitig an das Kanalsystem der Kokille angeschlossen ist.To achieve the object, a device for the continuous casting of metal, in particular non-ferrous metal, with a mold, in the open cross-section of which the metal melt solidifies and which has a running surface for the metal strand, with a refractory attachment which sits on the mold and one has open cross-section, through which molten metal is fed and with a channel system for a liquid and a gaseous separation medium, the channel system leading to the running surface, characterized in that at least one atomization device each has an inlet for the liquid and the gaseous separation medium and at least one atomization element for atomizing the liquid separation medium by means of the gaseous separation medium to form a separation medium mist and that the atomization device is connected on the outlet side to the channel system of the mold.
Je nach Größe der Kokille können eine oder mehrere Zerstäubungseinrichtungen verwendet werden.Depending on the size of the mold, one or more atomizing devices can be used.
Vorzugsweise ist das Zerstäubungselement der Zerstäubungseinrichtung als Düse ausgebildet.The atomizing element of the atomizing device is preferably designed as a nozzle.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass die Zerstäubungseinrichtung als gesondertes Bauteil ausgebildet ist. Der Fertigungsaufwand ist gering, weil an sich bekannte Zerstäubungseinrichtungen für Flüssigkeiten verwendet werden können. Vorteilhaft ist weiterhin, dass im Einsatz befindliche Kokillen mit Zerstäubungseinrichtungen nachgerüstet werden können.A particularly advantageous embodiment is that the atomizing device is designed as a separate component. The manufacturing effort is low because known atomization devices for liquids can be used. It is also advantageous that molds in use can be retrofitted with atomizing devices.
Abweichend davon besteht die Möglichkeit, die Zerstäubungseinrichtung in der Kokille auszubilden.Deviating from this, there is the possibility of designing the atomizing device in the mold.
Eine Weiterbildung besteht darin, dass die Zerstäubungseinrichtung einen umlaufenden Verteilkanal für das flüssige Trennmedium und das gasförmige Trennmedium aufweist, und dass die Verteilkanäle umfangsseitig eine Vielzahl von Austrittsöffnungen aufweisen, die so angeordnet sind, dass das flüssige Trennmedium mittels des gasförmiges Trennmediums zerstäubt wird.A further development is that the atomization device has a circumferential distribution channel for the liquid separation medium and the gaseous separation medium, and that the distribution channels have a plurality of outlet openings on the circumference, which are arranged such that the liquid separation medium is atomized by means of the gaseous separation medium.
Erfindungsgemäß bildet der Feuerfestaufsatz in Bereich des offenen Querschnitts der Kokille einen Überhang, der mit der Lauffläche eine Spaltzone bildet, in der das Kanalsystem endet. Damit ist gewährleistet, dass der Trennmediumnebel eine Trennschicht im Bereich des Meniskus bildet, der sich nach unten hin zum Metallstrang ausweitet. Der Trennmedium-Nebel wird der Lauffläche durch das Kanalsystem zugeführt, welches vereinfacht werden kann, weil das gasförmige und das flüssige Trennmedium nur bis zu der Zerstäubungseinrichtung getrennt geführt werden müssen und nicht bis zur Lauffläche.According to the invention, the refractory attachment forms an overhang in the area of the open cross section of the mold, which forms a gap zone with the running surface in which the channel system ends. This ensures that the separation medium mist forms a separation layer in the area of the meniscus, which extends downwards towards the metal strand. The separation medium mist is fed to the tread through the channel system, which can be simplified because the gaseous and the liquid separation medium only have to be guided separately to the atomizing device and not to the tread.
Eine wesentliche Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das Kanalsystem mindestens einen umlaufenden Versorgungskanal aufweist, in dem mindestens ein Zufuhrkanal endet und von dem mehrere Zufuhrkanälen abgehen und dass der Versorgungskanal und /oder die Zuführkanäle nach oben offen in der Oberseite der Kokille ausgebildet sind und von einer Ab- deckplatte abgedeckt wird, welche mit der Kokille lösbar verbunden ist.An essential embodiment of the invention is that the channel system has at least one circumferential supply channel, in which at least one supply channel ends and from which a plurality of supply channels depart, and that the supply channel and / or the supply channels are open at the top in the top of the mold and from a cover plate is covered, which is detachably connected to the mold.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Kanalsystem einen ersten Versorgungskanal auf, in dem ein erster Zufuhrkanal endet, welcher an die Zerstäubungseinrichtung angeschlossen ist und von dem mehrere zweite Zufuhrkanäle abgehen, welche in einem zweiten Versorgungskanal enden und dass von dem zweiten Versorgungskanal mehrere dritte Zufuhrkanäle abgehen, welche an der Lauffläche enden.According to a further advantageous embodiment, the channel system has a first supply channel, in which a first supply channel ends, which is connected to the atomization device and from which a plurality of second supply channels depart, which end in a second supply channel and that a plurality of third supply channels depart from the second supply channel , which end on the tread.
Vorteilhafterweise befindet sich im ersten Versorgungskanal im Strömungsweg des Trennmediumnebels ein poröser Druckverteiler, um den Nebel weiter zu vergleichmäßigen.A porous pressure distributor is advantageously located in the first supply channel in the flow path of the separation medium mist in order to further even out the mist.
Die Erfindung bietet auch die Möglichkeit, die Zerstäubungseinrichtung umlaufend auszubilden und in einem Versorgungskanal anzuordnen.The invention also offers the possibility of designing the atomizing device all around and arranging it in a supply channel.
Die Erfindung schlägt ferner vor, dass der erste und der zweite Versorgungskanal einen etwa quadratischen Querschnitt aufweisen, wobei die Querschnittsfläche des ersten Versorgungskanals mindestens das 1- bis 50-fache des Querschnittes des zweiten Versorgungskanals beträgt. Vorzugsweise beträgt die Querschnittsfläche des Versorgungskanals mindestens das 1- bis 50-fache des Querschnittes des eingangsseitigen Zufuhrkanals.The invention further proposes that the first and second supply channels have an approximately square cross section, the cross-sectional area of the first supply channel being at least 1 to 50 times the cross section of the second supply channel. The cross-sectional area of the supply channel is preferably at least 1 to 50 times the cross-section of the inlet-side supply channel.
Vorteilhafterweise wird die Lauffläche der Kokille von einem Laufflächenein- satz gebildet, der in die Kokille eingesetzt ist.The tread of the mold is advantageously formed by a tread insert which is inserted into the mold.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments of the device according to the invention in connection with the drawing.
Die Zeichnung zeigt in :The drawing shows in:
Fig. 1 einen Teilschnitt einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;Figure 1 is a partial section of a first embodiment of the device according to the invention.
Fig. 1 einen Teilschnitt einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;Figure 1 is a partial section of a second embodiment of the device according to the invention.
Fig. 3 eine schematische Aufsicht auf eine Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1.3 shows a schematic plan view of an embodiment of the device according to the invention according to FIG. 1.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Vorrichtung zum Stranggießen von Aluminium. Aus Fig. 1 und Fig. 2 ist zu entnehmen, dass eine Kokille 1 einen offenen Querschnitt 2 aufweist, in dem die Metallschmelze erstarrt. Eine Lauffläche 3 für einen nicht dargestellten Metallstrang wird von einem Laufflächeneinsatz 3a gebildet, der aus Graphit besteht und in die Kokille eingesetzt ist. In Abhängigkeit der zu vergießenden Legierung kann der Laufflächeneinsatz auch aus einem anderen geeigneten Material, wie z. B. Kupfer oder Aluminium bestehen. Die Kokille 1 weist auf übliche Weise eine Kühlmittelkammer 4 auf, mit der innere Bohrungen 5 verbunden sind, die in die Nähe der Lauffläche 3 der Kokille 1 führen.1 to 3 show a device for the continuous casting of aluminum. It can be seen from FIGS. 1 and 2 that a mold 1 has an open cross section 2 in which the molten metal solidifies. A tread 3 for a metal strand, not shown, is formed by a tread insert 3a, which consists of graphite and is inserted into the mold. Depending on the alloy to be cast, the tread insert can also be made of another suitable material, such as. B. copper or aluminum. The mold 1 has a coolant chamber 4 in the usual way, with the inner holes 5 are connected, which lead in the vicinity of the tread 3 of the mold 1.
Ein Feuerfestaufsatz 6, der aus mehreren Teilen bestehen kann, sitzt auf der Kokille 1 und weist einen offenen Querschnitt 7 auf, durch den der Kokille Metallschmelze zugeführt wird. Im Innenbereich der Kokille bildet der Feuerfestaufsatz 6 einen Überhang 8, der mit der Lauffläche 3 der Kokille eine Spaltzone 9 bildet. In dieser umlaufenden Spaltzone 9 endet ein Kanalsystem 10, welches an der Oberseite der Kokille 1 ausgebildet ist. An das Kanalsystem 10 ist wenigstens eine Zerstäubungseinrichtung 11 ange- schlössen. Jede Zerstäubungseinrichtung 11 weist einen Eingang 12 auf, der an eine Leitung für ein flüssiges Trennmedium angeschlossen ist. Ein Eingang 13 ist an eine Leitung für ein gasförmiges Trennmedium angeschlossen. Jede Zerstäubungseinrichtung 11 weist eine Austrittsöffnung 14 auf, die an das Kanalsystem 10 der Kokille angeschlossen ist.A refractory attachment 6, which can consist of several parts, sits on the mold 1 and has an open cross section 7 through which molten metal is fed to the mold. In the interior of the mold, the refractory attachment 6 forms an overhang 8 which forms a gap zone 9 with the tread 3 of the mold. A channel system 10, which is formed on the upper side of the mold 1, ends in this circumferential gap zone 9. At least one atomizing device 11 is connected to the channel system 10. Each atomizing device 11 has an inlet 12 which is connected to a line for a liquid separation medium. An input 13 is connected to a line for a gaseous separation medium. Each atomizing device 11 has an outlet opening 14 which is connected to the channel system 10 of the mold.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Zerstäubungseinrichtung 11 als gesondertes Bauteil ausgebildet. In der Zerstäubungseinrichtung 11 wird das flüssige Trennmedium von dem gasförmigen Trennmedium mittels einer nicht dargestellten Treibgasdüse über Injektorwirkung angesaugt und zu einem Trennmediumnebel zerstäubt. Die Austrittsöffnung 14 der Zerstäubungsein- richtung 11 ist als Zerstäubungselement in Düsenform ausgebildet.In the embodiment according to FIG. 1, the atomizing device 11 is designed as a separate component. In the atomization device 11, the liquid separation medium is sucked from the gaseous separation medium by means of a propellant gas nozzle, not shown, by means of an injector and atomized to form a separation medium mist. The outlet opening 14 of the atomizing device 11 is designed as an atomizing element in the form of a nozzle.
Der Druck und die Menge des gasförmigen und des flüssigen Trennmediums können in der Zerstäubungseinrichtung 11 genau gesteuert werden, so dass die Zusammensetzung des Trennmediumnebels innerhalb weiter Bereiche regelbar ist.The pressure and the amount of the gaseous and the liquid separation medium can be precisely controlled in the atomizing device 11, so that the composition of the separation medium mist can be regulated within wide ranges.
Es wird ein stabiler Trennmediumnebel erzeugt. Der Trennmediumnebel weist eine besonders geringe Tröpfchengröße auf und ist daher besonders tragfähig, so dass nur wenig flüssige Trennmedium eingesetzt werden muss. Außerdem hat der Trennmediumnebel eine gute thermische Isolierwirkung.A stable separation medium mist is generated. The separation medium mist has a particularly small droplet size and is therefore special load-bearing, so that only a little liquid separation medium has to be used. In addition, the separation medium mist has a good thermal insulation effect.
Aus Fig. 3 ist zu entnehmen, dass mit der Kokille 1 zwei Zerstäubungseinrichtungen 11 verbunden sind, die sich gegenüberstehen. Je nach Größe der Kokille können auch mehr Zerstäubungseinrichtungen eingesetzt werden, bei Kokillen mit einem großen Querschnitt beispielsweise acht Stück, die gleichmäßig am Umfang der Kokille verteilt sind.From Fig. 3 it can be seen that two atomizing devices 11 are connected to the mold 1, which oppose each other. Depending on the size of the mold, more atomizing devices can be used, for example eight pieces in the case of molds with a large cross section, which are evenly distributed around the circumference of the mold.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Zerstäubungseinrichtung 11 in der Kokille 1 ausgebildet. Die konstruktive Ausführung der Zerstäubungsein- richtung entspricht im wesentlichen derjenigen aus Fig.1.In the embodiment according to FIG. 2, the atomizing device 11 is formed in the mold 1. The design of the atomizing device essentially corresponds to that from FIG. 1.
Das Kanalsystem 10 weist einen ersten Zufuhrkanal 15 auf, der in einem umlaufenden, hier ringförmigen ersten Versorgungskanal 16 endet. Der Querschnitt des ersten Versorgungskanals 16 ist in Bezug zum Querschnitt des einzigen ersten Zufuhrkanals 15 verhältnismäßig groß und beträgt bis zum 50-fachen des letztgenannten Querschnitts.The channel system 10 has a first supply channel 15 which ends in a circumferential, here annular first supply channel 16. The cross section of the first supply channel 16 is relatively large in relation to the cross section of the only first supply channel 15 and is up to 50 times the latter cross section.
Im ersten Versorgungskanal 16 befindet sich im Strömungsweg des Trennmediumnebels ein umlaufender poröser Druckverteiler 17, um den Trennmediumnebel weiter zu vergleichmäßigen.In the first supply channel 16 there is a circumferential porous pressure distributor 17 in the flow path of the separation medium mist in order to further equalize the separation medium mist.
Von dem ersten Versorgungskanal 16 gehen viele gleichmäßig auf dem Um- fang verteilte zweite Zufuhrkanälen 18 aus, die in einem umlaufenden, hier ringförmigen zweiten Versorgungskanal 19 enden, in dem sich der Trennmediumnebel weiter stabilisiert.Many second supply channels 18, which are evenly distributed over the circumference, emanate from the first supply channel 16 and end in a circumferential, here annular second supply channel 19 in which the separation medium mist is further stabilized.
Von dem zweiten Versorgungskanal geht eine Vielzahl von dritten Zufuhrkanälen 20 aus, die in der Spaltzone 9 enden, die zwischen dem Überhang 8 des Feuerfestaufsatz und der Kokillenlauffläche 3 gebildet wird. Die dritten Zufuhrkanäle sind auf der Oberseite der Kokille 1und des Laufflächeneinsatzes 3a ausgeführt. Die dritten Zufuhrkanäle 20 sind so gestaltet, dass der Trennmediumnebel geführt und erhalten wird.A multiplicity of third feed channels 20 start from the second supply channel and end in the gap zone 9, which is formed between the overhang 8 of the refractory attachment and the mold running surface 3. The third Feed channels are made on the top of the mold 1 and the tread insert 3a. The third feed channels 20 are designed such that the separation medium mist is guided and maintained.
Der erste und der zweite Versorgungskanal 16, 19 und/oder die dritten Zu- fuhrkanäle 20 ist bzw. sind auf herstellungsmäßig einfache Art und Weise nach oben offen in der Oberseite der Kokille bzw. des Laufflächeneinsatzes ausgebildet und werden von einer Abdeckplatte 21 abgedeckt, welche mit der Kokille 1 lösbar verbunden ist.The first and the second supply ducts 16, 19 and / or the third feed ducts 20 are or are designed to be open at the top in the top of the mold or the tread insert and are covered by a cover plate 21 which is releasably connected to the mold 1.
Der Trennmediumnebel bildet eine geschlossene Trennschicht zwischen der Kokille und dem Metallstrang. Die Tröpfchengröße des flüssigen Trennmedium ist sehr gering, was bedeutsam für gute thermische Isoliereigenschaften und die Ausbildung einer gleichmäßigen und stabilen Trennschicht zwischen der Lauffläche der Kokille und dem Metallstrang ist. Die Folge ist eine gute Oberflächenqualität des Metallstranges, woraus eine gute Weiter- Verarbeitung resultiert. Die Oberflächenschicht bzw. die Randzone ist sehr dünn, so dass bei der anschließenden Weiterverarbeitung des Metallstranges, beispielsweise mittels Pressen, nur wenig Abfall entsteht.The separation medium mist forms a closed separation layer between the mold and the metal strand. The droplet size of the liquid separation medium is very small, which is important for good thermal insulation properties and the formation of a uniform and stable separation layer between the tread of the mold and the metal strand. The result is a good surface quality of the metal strand, which results in good further processing. The surface layer or the edge zone is very thin, so that little waste arises during the subsequent further processing of the metal strand, for example by means of pressing.
Im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres Abwandlungen möglich. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann für das Gießen unterschiedlicher For- men eingesetzt werden, so für rechteckige Formen oder von runden oder rechteckigen Formen abgeleiteten Formen. Die Zerstäubungseinrichtung kann umlaufend ausgeführt sein und in einen Versorgungskanal integriert werden. Modifications are possible within the scope of the invention without further notice. The device according to the invention can be used for casting different shapes, for example rectangular shapes or shapes derived from round or rectangular shapes. The atomizing device can be designed to run all the way round and be integrated into a supply channel.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Stranggießen von Metall, insbesondere von Nichteisenmetall, mit einer Kokille , in deren offenem Querschnitt die Metall- schmelze erstarrt und die eine Lauffläche für einen Metallstrang aufweist, mit einem Feuerfestaufsatz , der auf der Kokille aufsitzt und der einen offenen Querschnitt aufweist, durch den die Metallschmelze zugeführt wird, wobei ein flüssiges und ein gasförmiges Trennmedium in einem Kanalsystem zu der Lauffläche geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Trennmedium mittels des gasförmigen Trennmediums zu einem Trennmediumnebel zerstäubt wird und dass der Trennmediumnebel in dem Kanalsystem zu der Lauffläche geleitet wird.1. Process for the continuous casting of metal, in particular non-ferrous metal, with a mold, in the open cross-section of which the metal melt solidifies and which has a running surface for a metal strand, with a refractory attachment which sits on the mold and which has an open cross-section, through which the molten metal is fed, with a liquid and a gaseous separation medium in a channel system being guided to the tread, characterized in that the liquid separation medium is atomized by means of the gaseous separation medium to form a separation medium mist and in that the separation medium mist in the channel system is guided to the tread becomes.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Trennmedium von dem gasförmigen Trennmedium in einer Zerstäubungseinrichtung über Injektorwirkung angesaugt und mittels mindestens einer Düse zu einem Trennmediumnebel zerstäubt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the liquid separation medium is sucked from the gaseous separation medium in an atomizing device by means of an injector and atomized by means of at least one nozzle to form a separation medium mist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Trennmedium mittels des gasförmigen Trennmediums innerhalb des Kanalsystems zerstäubt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the liquid separation medium is atomized by means of the gaseous separation medium within the channel system.
4. Vorrichtung zum Stranggießen von Metall, insbesondere von Nichteisenmetall, mit einer Kokille (1), in deren offenen Querschnitt (2) die Me- tallschmelze erstarrt und die eine Lauffläche (3) für den Metallstrang aufweist, mit einem Feuerfestaufsatz (6), der auf der Kokille (1) aufsitzt und der einen offenen Querschnitt (7) aufweist, durch den Metallschmelze zugeführt wird und mit einem Kanalsystem (10) für ein flüssiges und ein gasförmiges Trennmedium, wobei das Kanalsystem (10) zu der Lauffläche (3) führt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Zerstäubungseinrichtung (11 ) je einen Eingang (12, 13) für das flüssige und das gasförmige Trennmedium und mindestens ein Zerstäubungselement (14) zum Zerstäuben des flüssigen Trennmediums mittels des gasförmigen Trennmediums zu einem Trennmediumnebel aufweist und dass die Zerstäubungseinrichtung (11 ) ausgangsseitig an das Kanalsystem (10) der Kokille (1 ) angeschlossen ist.4. Device for the continuous casting of metal, in particular non-ferrous metal, with a mold (1), in the open cross-section (2) of which the metal melt solidifies and which has a running surface (3) for the metal strand, with a refractory attachment (6), who sits on the mold (1) and which has an open cross-section (7) through which molten metal is fed and with a channel system (10) for a liquid and a gaseous separation medium, the channel system (10) leading to the tread (3), characterized in that at least one Atomization device (11) each has an inlet (12, 13) for the liquid and the gaseous separation medium and at least one atomization element (14) for atomizing the liquid separation medium by means of the gaseous separation medium to form a separation medium mist and that the atomization device (11) on the outlet side to the channel system (10) the mold (1) is connected.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zerstäubungselement (14) der Zer- stäubungseinrichtung als Düse ausgebildet ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the atomizing element (14) of the atomizing device is designed as a nozzle.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubungseinrichtung (11 ) als gesondertes Bauteil ausgebildet ist.6. The device according to claim 4 or 5, characterized in that the atomizing device (11) is designed as a separate component.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubungseinrichtung (11 ) in der Kokille ausgebildet ist.7. The device according to claim 4 or 5, characterized in that the atomizing device (11) is formed in the mold.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubungseinrichtung (11 ) einen umlaufenden Verteilkanal für das flüssige Trennmedium und das gas- förmiges Trennmedium aufweist und das die Verteilkanäle umfangssei- tig mit einer Vielzahl von Austrittsöffnungen versehen ist, die so ange- ordnet sind, dass das flüssige Trennmedium mittels des gasförmigen Trennmediums zerstäubt wird.8. The device according to claim 7, characterized in that the atomizing device (11) has a circumferential distribution channel for the liquid separation medium and the gaseous separation medium and that the distribution channels are provided on the circumference with a plurality of outlet openings which are arranged in this way. are ordered that the liquid separation medium is atomized by means of the gaseous separation medium.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuerfestaufsatz (6) im Bereich des offenen Querschnitts (7) der Kokille (1) einen Überhang (8) bildet, der mit der Lauffläche (3) eine Spaltzone (9) bildet, in der das Kanalsystem endet.9. Device according to one of claims 4 to 8, characterized in that the refractory attachment (6) in the region of the open cross-section (7) of the mold (1) forms an overhang (8) which with the tread (3) forms a gap zone ( 9) forms in which the channel system ends.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalsystem (10) mindestens einen umlaufenden Versorgungskanal (16, 19) aufweist, in dem mindestens ein Zufuhrkanal (15, 18) endet und von dem mehrere Zufuhrkanäle (18, 20) abgehen und dass der Versorgungskanal (16, 19) und /oder die Zuführkanäle (20) nach oben offen in der Oberseite der Kokille (1) ausgebildet sind und von einer Abdeckplatte (21 ) abgedeckt werden, wel- ehe mit der Kokille (1 ) lösbar verbunden ist.10. The device according to one of claims 4 to 9, characterized in that the channel system (10) has at least one circumferential supply channel (16, 19), in which at least one supply channel (15, 18) ends and from which a plurality of supply channels (18, 20) and that the supply duct (16, 19) and / or the feed ducts (20) are designed to be open at the top in the top of the mold (1) and are covered by a cover plate (21), which is covered with the mold ( 1) is detachably connected.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalsystem einen ersten Versorgungskanal (16) aufweist, in dem ein erster Zufuhrkanal (15) endet, welcher an die Zerstäubungseinrichtung (11 ) angeschlossen ist und von mehrere zweite Zufuhrkanäle(18) abgehen, welche in einem zweiten Versorgungskanal (19) enden und dass von dem zweiten Versorgungskanal (19) mehrere dritte Zufuhrkanäle (20) abgehen, welche an der Lauffläche (3) enden11. The device according to claim 10, characterized in that the channel system has a first supply channel (16) in which a first supply channel (15) ends, which is connected to the atomizing device (11) and from a plurality of second supply channels (18), which end in a second supply duct (19) and that several third supply ducts (20) extend from the second supply duct (19) and end on the running surface (3)
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem ersten Versorgungskanal (16) im Strömungsweg des Trennmediumnebels ein poröser Druckverteiler (17) befindet. 12. The device according to claim 11, characterized in that in the first supply channel (16) in the flow path of the separation medium mist is a porous pressure distributor (17).
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubungseinrichtung umlaufend ausgebildet ist und sich in einem Versorgungskanal befindet13. The device according to one of claims 7 to 11, characterized in that the atomizing device is formed all the way round and is located in a supply channel
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Versorgungskanal (16, 19) einen etwa quadratischer Querschnitt aufweisen, wobei die Querschnittsfläche des ersten Versorgungskanals (16) mindestens das 1- bis 50-fache des Querschnittes des zweiten Versorgungskanals (19) beträgt.14. Device according to one of claims 10 to 13, characterized in that the first and the second supply channel (16, 19) have an approximately square cross-section, the cross-sectional area of the first supply channel (16) at least 1 to 50 times the Cross section of the second supply channel (19).
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet , dass die Querschnittsfläche des Versorgungskanals (16, 19) mindestens das 1- bis 50-fache des Querschnittes des eingangsseitigen Zufuhrkanals (15, 18) beträgt.15. Device according to one of claims 10 to 14, characterized in that the cross-sectional area of the supply channel (16, 19) is at least 1 to 50 times the cross-section of the inlet-side supply channel (15, 18).
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche (3) der Kokille von einem Laufflächeneinsatz (3a) gebildet wird, der in die Kokille (1) eingesetzt ist. 16. Device according to one of claims 4 to 15, characterized in that the tread (3) of the mold is formed by a tread insert (3a) which is inserted into the mold (1).
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