DE19523715C1 - Horizontal-Stranggießanlage mit einem beheizbaren Mehrkammerofen mit ofenabhängiger Kokille - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Horizontal-Stranggießanlage mit einem beheizbaren Mehrkammerofen mit ofenabhängiger Kokille zum Vergießen einer Metallschmelze.

Bekannt ist aus DE 43 25 432 eine Waagerecht-Stranggieß-Anlage mit einem als Druckkammer ausgebildeten Warmhaltegefäß, das durch einen Einlaufkanal mit der zu vergießenden Metallschmelze beschickt wird und aus dem die Metallschmelze über einen Abgußkanal entnommen und einer Kokille zugeführt wird. Das Warmhaltegefäß ist druckdicht mit einem Deckel verschlossen, an den eine Druckerzeugungseinrichtung angeschlossen ist.

Zur Aufrechterhaltung eines konstanten metallostatischen Druckes in der Kokille wird der Pegel der Metallschmelze im Abgußkanal konstantgehalten, indem die Druckverhältnisse im Warmhaltegefäß entsprechend seinem Füllungsgrad variiert werden. Dazu sind im Abgußkanal und im Warmhaltegefäß Badspiegel-Erfassungseinrichtungen vorgesehen, die in direkter Weise auf die mediale Grenzschicht zwischen dem von der Metallschmelze gefüllten und ungefüllten Volumen des Abgußkanals bzw. des Warmhaltegefäßes Bezug nehmen. Aus der Erfahrung beim Betrieb derartiger Einrichtungen ist jedoch bekannt, daß mechanische, thermische oder elektrische Badspiegel-Erfassungseinrichtungen in derartiger Anordnung einerseits wegen der hohen Temperaturen und andererseits, insbesondere beim Vergießen von Schwermetallegierungen, wegen des auftretenden Schlackeanfalls sehr unzuverlässig sind.

Ein weiteres Problem bei der bekannten Stranggießanlage besteht darin, daß beim mehrsträngigen Stranggießen infolge unvermeidlicher thermischer Verformung des Ofengefäßes die Längsachsen der außenliegenden Kokillen in Gießrichtung einen in seiner Größe variablen, spreizenden Winkel zur untereinander parallelen Strangführung der Strangachsen einnehmen. Beim Abziehen der parallel geführten Stränge treten in den einzelnen Strängen unterschiedliche Strangabzugskräfte auf, die durch Querkräfte in Abhängigkeit der Winkellage der jeweiligen Kokille zur Strangabzugsrichtung hervorgerufen werden. Darüber hinaus wird die Strangqualität durch Gefügeveränderungen während des Erstarrungsprozesses negativ beeinflußt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Stranggießanlage der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei der die Zuverlässigkeit der Füllstandsmessung verbessert wird und bei der die Parallelität der Kokillenlängsrichtungen unabhängig von den thermischen Verhältnissen des Ofens erhalten bleibt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend am Beispiel einer Horizontal-Stranggießanlage näher erläutert. Dazu ist in Fig. 1 eine schematisierte, teilweise geschnittene Darstellung einer Horizontal-Stranggießanlage gezeigt.

Wesentlicher Bestandteil dieser Horizontal-Stranggießanlage ist ein druckgesteuerter Mehrkammerofen 1, der eine Druckkammer 3, die durch einen Einlaufkanal 2 mit der zu vergießenden Metallschmelze beschickt wird, und eine Kokillenkammer 4, die mit der Druckkammer 3 in Fließverbindung steht, aufweist.

Der Druckkammer 3 ist eine Druckerzeugungsvorrichtung 11 zugeordnet, mit der in Abhängigkeit vom Füllungsgrad des Mehrkammerofens 1 zur Aufrechterhaltung eines konstanten metallostatischen Druckes in der Kokillenkammer 4 der Gasdruck des schmelzefreien Volumens oberhalb des Badspiegels in der Druckkammer 3 geregelt wird.

Der Mehrkammerofen 1 ist auf einer Wägeeinrichtung 6 dynamisch gelagert, mit der das Bruttogewicht des Mehrkammerofens 1 erfaßt wird. Dabei ist dieses Bruttogewicht, das sich aus dem Leergewicht des betriebsbereiten Mehrkammerofens 1 und dem Gewicht der im Mehrkammerofen 1 befindlichen Metallschmelze zusammensetzt, ein Maß für den Füllungsgrad des Mehrkammerofens 1 und als solches Regelgröße für die Druckerzeugungsvorrichtung 11.

In vorteilhafter Weise wird die Meßgrößengewinnung für den Füllungsgrad des Mehrkammerofens 1 unabhängig von Verkrustungen durch unvermeidliche Schlackenbildung in den Kammern 3 und 4 zuverlässiger.

An dem Mehrkammerofen 1 ist eine Kokillenanordnung 5 angebaut. Diese Kokillenanordnung 5 kann aus einer Kokille, beispielsweise zum Gießen von Bändern oder mehreren nebeneinandergeordneten Kokillen, beispielsweise zum mehrsträngigen Rundstrangguß, aufgebaut sein. Wesentliches Merkmal der Erfindung ist es, daß diese Kokillenanordnung 5 separat auf einen ofenunabhängigen Tragrahmen 10 montiert ist und über eine kompressible Dichtung 9 mit dem Mehrkammerofen 1 kraftschlüssig verbunden ist, wobei eine Fließverbindung zwischen der Kokillenanordnung 5 und der Kokillenkammer 4 des Mehrkammerofens 1 besteht.

Dabei wirkt zwischen der Kokillenanordnung 5 und dem Mehrkammerofen 1 eine horizontal gerichtete Kraft, die sich aus einer um die von einer Strangabzugseinrichtung 8 hervorgerufene Strangabzugskraft verminderte statische Anpreßkraft aus der kraftschlüssigen Verbindung der Kokillenanordnung 5 mit dem Mehrkammerofen 1 ergibt. Insbesondere beim permanent oszillierenden Strangabzug stellt sich dabei eine mittlere, im wesentlichen konstante Anpreßkraft ein. Die orthogonal dazu wirkende, vertikal gerichtete Gewichtskraft des Mehrkammerofens 1, die auf die Wägeeinrichtung 6 wirkt, bleibt dabei von dem Vorgang des Strangabzuges unbeeinflußt.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist bei diskontinuierlich intermittierendem Strangabzug vorgesehen, die Wägeeinrichtung 6 als Meßglied ausschließlich bei ruhender Strangabzugseinrichtung 8 zu aktivieren. Der diskontinuierliche intermittierende Strangabzug wird durch aufeinanderfolgende Zyklen mit den aufeinanderfolgenden Phasen Zug-Pause-Rückstoß-Pause gebildet, wobei die Pausen eine Dauer von mehreren Sekunden haben können. Während der Pausen ist die Kraft zwischen der Kokillenanordnung 5 und dem Mehrkammerofen 1 dynamikfrei und insoweit sind die Pausenphasen besonders vorteilhaft zur präzisen Bestimmung des Füllungsgrades des Mehrkammerofens 1 geeignet.

Für den Gießprozeß ist die für den Wägeprozeß erforderliche geringe vertikale Bewegung des Mehrkammerofens 1 bei wechselnden Füllungsgraden unerheblich, weil die Metallschmelze im fließfähigen Zustand durch die Dichtung 9 bis in die Kokillenanordnung eintritt und erst dort allmählich erstarrt.

Vorteilhafterweise wird dadurch das mit der Wägeeinrichtung 6 erfaßte Bruttogewicht um den im wesentlichen konstanten Gewichtsanteil der Kokillenanordnung 5 und den variablen Gewichtsanteil des Stranges 7 entlastet und somit das Verhältnis des Füllgewichtes der Metallschmelze zum Bruttogewicht zugunsten einer höheren Meßgenauigkeit verbessert.

Darüber hinaus ist durch Vermeidung einer starren mechanischen Kopplung zwischen dem Mehrkammerofen 1 und der Kokillenanordnung 5 gewährleistet, daß unvermeidbare, thermisch bedingte Verwerfungen der kokillenseitigen Wandung des Mehrkammerofens 1 nicht auf eine Lageveränderung der Kokillenachsen einer mehrsträngigen Gießanlage durchgreifen. Vielmehr werden derartige Verwerfungen durch die kompressible Dichtung 9 kompensiert, so daß unabhängig von thermischen Formänderungseffekten vor dem Gießbeginn parallel ausgerichtete Kokillenachsen einer mehrsträngigen Kokillenanordnung 5 auch während des Gießens ihre Parallelität beibehalten.

Bezugszeichenliste

1 Mehrkammerofen
2 Einlaufkanal
3 Druckkammer
4 Kokillenkammer
5 Kokillenanordnung
6 Wägeeinrichtung
7 Strang
8 Strangabzugseinrichtung
9 Dichtung
10 Tragrahmen
11 Druckerzeugungsvorrichtung

Claims (2)

1. Horizontal-Stranggießanlage mit einem beheizbaren Mehrkammerofen, bestehend aus einer Druckkammer, die mit einer Kokillenkammer in Fließverbindung steht und durch einen Einlaufkanal beschickbar ist, wobei zur Aufrechterhaltung eines konstanten metallostatischen Druckes in der Kokillenkammer die Druckverhältnisse in der Druckkammer in Abhängigkeit von ihrem Füllstand mit einer Druckerzeugungsvorrichtung geregelt werden, mit einer ofenabhängigen Kokillenanordnung, die mit der Kokillenkammer in Fließverbindung steht, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Kokillenanordnung (5) auf einem ofenunabhängigen Tragrahmen (10) statisch montiert ist,
• - daß der Mehrkammerofen (1) dynamisch auf einer Wägeeinrichtungen (6) gelagert ist, die als Meßglied mit der Druckerzeugungsvorrichtung (11) verbunden ist und
• - daß die Kokillenanordnung (5) und der Mehrkammerofen (1) über eine kompressible Dichtung (9) miteinander verbunden sind.

2. Stranggießanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei diskontinuierlich intermittierendem Strangabzug die Wägeeinrichtung (6) als Meßglied ausschließlich bei ruhender Strangabzugseinrichtung (8) aktiv ist.