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DE2424232A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen giessen von metallen - Google Patents

Vorrichtung zum kontinuierlichen giessen von metallen

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Publication number
DE2424232A1
DE2424232A1 DE2424232A DE2424232A DE2424232A1 DE 2424232 A1 DE2424232 A1 DE 2424232A1 DE 2424232 A DE2424232 A DE 2424232A DE 2424232 A DE2424232 A DE 2424232A DE 2424232 A1 DE2424232 A1 DE 2424232A1
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DE
Germany
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crucible
core part
molten metal
inlet opening
bottom wall
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DE2424232A
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DE2424232C2 (de
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Santos Cruzado
Stanley Nicholas Dascaloff
John George Tolls
Eugene Fraley Torvend
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SWCC Corp
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General Electric Co
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/14Plants for continuous casting
    • B22D11/145Plants for continuous casting for upward casting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/008Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of clad ingots, i.e. the molten metal being cast against a continuous strip forming part of the cast product
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/003Apparatus
    • C23C2/0036Crucibles
    • C23C2/00361Crucibles characterised by structures including means for immersing or extracting the substrate through confining wall area

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  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
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Description

Dr. rer, not. Horst Schüler : ' « ^ϋΓΓ5Γ1#
Niddastraße 52 VO/no
PATENTANWALT Telefon (0611) 237220
Telex: 04-16759 ma pat d Postscheck-Konto: 282420-602 Frankfurt/M. Bankkonto: 225/0389 Deutsche Bank AG, Frankfurt/M.
GENERAL ELECTRIC COMPANY
1 River Road
SCHENECTADY, N.Y./U.S.A.
Vorrichtung- zum kontinuierlichen Gießen von Metallen
Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Vorrichtung zum kontinuierlichen Metallgießen oder das sogenannte "Tauchformverfahren" von Metallguß. Die Vorrichtung umfaßt einen Tiegel oder feierfesten Behälter für geschmolzenes Metall, der mit einer Eingangsöffnung oder einem-Loch zur Einführung und Durchführung eines Kernteiles in den Tiegel oder Behälter und' durch das darin enthaltene geschmolzene Metall versehen ist. Ein Durchführungsteil aus . feuerfestem Metall ist in die Eingangsöffnung oder das Loch eingesetzt, um für eine relativ abnutzungsbeständige Dichtung um den sich bewegenden Kernteil herum zu sorgen.
Das Tauchformverfahren des kontinuierlichen Gießens, bei dem ein Kernteil nach oben durch einen Tiegel mit geschmolzenem Metall hindurchgeführt wird, und Einrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens sind in vielen US-Patentschriften vorgeschlagen bzw.
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beschrieben:
3 008 201 3 094 752 3 510 345
3 060 053 3 235 960 3 538 884
3 060 054 3 424 130 3 598 085
3 060 055 3 466 186 3 6l0 204
3 060 056 3 484 280 3 709 722
Das Tauchformverfahren des kontinuierlichen Gießens, wie es bisher durchgeführt wurde und für das die bekannten Vorrichtungen vorgesehen waren, beinhaltete einen schwerwiegenden Nachteil in der Form des häufigen Auftretens von intermittierenden zu großen Ansätzen oder der Aufbringung von übergroßen und unregelmäßigen Ansammlungen von geschmolzenem Metall auf dem sich bewegenden Kernteil. Diese Erscheinung der aperiodischen Überansätze auf dem Kern wurde als "Glockenbildung" und die dabei entstehenden übermäßigen Ansammlungen als "Glocken" bezeichnet wegen ihrer physikalischen Ähnlichkeit mit einer glockenähnlichen Konfiguration.
In der Theorie wird angenommen, daß diese unregelmäßig auftretenden übermäßigen Ansammlungen entlang dem Kernteil das Ergebnis von ungleichmäßigen thermischen Zuständen in dem unteren Teil des Innenraums des Tiegels oder des Behälters für das geschmolzene Metall sind. Es wird angenommen, daß ungleichförmige TemperatUrzustände das Erstarren oder Teilerstarren von geschmolzenem Metall zu einem halbfesten oder breiigen und stagnierenden Zustand in dem Unterteil des Tiegels in einem Bereich neben der Einlaßöffnung begünstigen.
Es hat den Anschein, daß die Erstarrung oder Halbverfestigung von Teilen der Schmelze fortschreitet, bis der Aufbau von einem oder mehreren Körpern aus festem oder halbfestem Material groß genug wird, um in den Bereich des Anwuchses auf dem Kernteil hineinzuragen, und daß dann seine Masse oder ein Teil davon abrupt an dem Kernteil anhaftet in der Form einer übergroßen.Metallansammlung oder "Glocke". Das Auftreten dieser Erschein_ung während des kontinuierlichen Gießverfahrens erweist sich häufig in scharfen Stößen in der Vorrichtung innerhalb des Bereiches des Tiegels, offenbar
Λ09884/0312
aufgrund eines abrupten Abbrechens· oder Abseherens eines befestigten Körpers aus verfestigter oder teilweise verfestigter Schmelze durch den sich schnell bewegenden Kernteil oder aufgrund des Durchtrit'tes einer zu großen, mit dem Kernteil verschmolzenen Ansammlung durch die Ausgangsöffnung der Vorrichtung.
Die Auftretende intermittierende heftige Stoßwirkung, die augenscheinlich aufgrund dieser sogenannten "Glockenbildung3"-Erscheinung auftritt, ist nachteilig für die Gießeinrichtung und in gleicher Weise für das Produkt, da die wiederholten physikalischen Stöße die Zerstörung der feuerfesten Komponenten beschleunigen. Darüber hinaus kann diese nachteilige Erscheinung in sehr häufigen Intervallen von einer bis 10 Sekunden auftreten.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine verbesserte Vorrichtung zur Ausführung eines kontinuierlichen Metallgießverfahrens oder eines Tauchformverfahrens zu schaffen, bei dem ein Kernteil nach oben durch einen Tiegel hindurchgeführt wird, der geschmolzenes Metall enthält. Die verbesserte Vorrichtung soll das Auftreten von zu großen Anwüchsen oder übergroße und unregelmäßige Ansammlungen oder sogenannte "Glocken" auf dem Kernteil im wesentlichen verhindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Durchführungsteil für die Einführungsöffnung in einem unteren Bereich des geschmolzenes Metall enthaltenden Tiegels unterhalb der Oberfläche des geschmolzenen Metalls derart angeordnet wird, daß ein wesentlicher Teil vom Ende des Durchführungsteils sich über die innenseitige Oberfläche der Tiegelwand hinaus erstreckt und sich in den Tiegelinnenraum fortsetzt.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht von einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Kernteil und das gegossene Produkt von der Seite gezeigt sind.
Fig. 2 ist eine vergrößerte Detailansicht von einem Teil der im Querschnitt gezeigten Vorrichtung gemäß Fig. 1, wobei der Kernteil und das gegossene Produkt wiederum von der Seite gezeigt sind.
In Fig. 1 wird ein metallischer Kernteil 10, wie beispielsweise ein Kupferstab, kontinuierlich nach oben durch die Vorrichtung des kontinuierlichen Gießsystems 12 geführt. Der Kernteil kann durch geeignete Antriebsmittel, wie Zuführrolen 14 und 14' und Aufnahmerollen 16 und 16', durch die Einrichtung hindurchgeführt werden. Der Kernteil 10 wird vorzugsweise zunächst durch ein ringförmiges Schnittwerkzeug 18 geführt, das kontinuierlich einen Teil der äußeren Oberfläche des Kernteils abschabt oder abschleift, um Oberflächenoxide oder Verunreinigungen zu beseitigen und um für eine saubere Metallfläche für das Anhaften des geschmolzenen Metalls zu sorgen. Es können jedoch auch andere Mittel, wie beispielsweise ein Säurebeizbad, für eine wirksame Reinigung der Oberfläche des Kernteiles sorgen. Das ringförmige Schnittwerkzeug 18 ist jedoch eine bevorzugte Vorrichtung, da es neben anderen Gründen auch eine Dichtfunktion am Eingang des Systems ausübt.
Nach dem Austritt aus dem Schnittwerkzeug 18 tritt der abgeschabte und gereinigte Kernteil 10 in eine Vorkammer 20 ein, die vorzugsweise beispielsweise über eine Leitung 22 evakuiert ist, um den abgeschabten Kernteil möglichst wenig dem Sauerstoff oder anderen von der Luft mitgetragenen Verunreinigungen auszusetzen.
Der Tiegel 24, der ein geeignetes feuerfestes oder hochwarmfestes Gefäß für das geschmolzene Metall 26, wie Kupfer, enthält, ist vorzugsweise geschlossen, um seinen Inhalt vor der Atmosphäre zu schützen. Der Tiegel 24 ist weiterhin mit eine'r Eingangsöffnung oder einem Loch 28 versehen, das in seiner Bodenwand 30 unterhalb der Oberfläche seines Inhalts in Form von geschmolzenem Metall angeordnet ist, um den Kernteil 10 durch diese Eingangsöffnung
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hindurch nach oben in den Innenraum der Tiegelkammer hinein und durch das darin enthaltene geschmolzene Metall/zu führen. Ein Durchführungsteil oder Einsatz 32, der aus einem feuerfesten oder hochwarmfesten Material wie beispielsweise einem hohen Temperaturen widerstehenden Metall hergestellt ist, ist innerhalb der Eingangsöffnung 28 des Tiegels 24 vorgesehen, und gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verläuft der Durchführungsteil von der Vorkammer 20 zum Tiegel 24 im wesentlichen so, wie es in der Zeichnung dargestellt ist.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung und wie es in Fig. 2 genauer dargestellt ist, ist der Durchführungsteil oder Einsatz derart in der Eingangsöffnung 28 angeordnet, daß ein wesentlicher Teil seines oberen.Endes 34 und seiner Masse derart in die Tiegelkammer oberhalb der Innenfläche oder dem Boden der unteren Wand des Tiegels hineinragt, wie es im wesentlichen in der Zeichnung dargestellt ist. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ragt der Durchführungsteil 32 für eine Strecke von wenigstens etwa 6 mm (1/4 Zoll), beispielsweise für eine Strecke in dem Bereich von etwa 6 mm (1/4 Zoll) bis etwa 12,5 mm (1/2.ZoIl), über die Innenfläche der Boderiwarid 30 des Tiegels.
Es wurde gefunden, daß diese Anordnung des Durchführungsteiles oder Einsatzes 32, bei der sein Ende 34 über die Innenfläche der Bodenwand des Tiegels vorsteht und in den Innenraum des Tiegels hineinragt, das nachteilige und häufige Auftreten von "Glocken" praktisch eliminiert, die durch zu große Aufwüchse oder die Befestigung von übergroßen und unregelmäßigen Ansammlungen von geschmolzenem Metall auf dem Kernteil in einem kontinuierlichen Gießverfahren gebildet werden.
Bei dem Durchtritt des Kernteiles 10 durch das Bad aus geschmolzenem Metall 26 in der Vorrichtung gemäß der Erfindung wächst auf dem relativ kalten Kernteil 10 über seiner Oberfläche eine im wesentlichen gleichförmige und blasenfreie' Ansammlung aus erstarrender Schmelze. Der sich nach oben bewegende Kernteil nimmt somit aus dem geschmolzenen Bad eine gleichmäßig anhaftende Masse von Gußmetall auf seiner Oberfläche auf und diese wird integral mit dem Kernteil verbunden. 4098 84/0 312·
Nachdem er durch das Bad aus geschmolzenem Metall 26 hindurchgelaufen ist und eine Masse von erstarrtem geschmolzenem Metall aufgenommen hat, tritt der -Kernteil aus dem Tiegel 21J durch eine Ausgangsöffnung öder ein Loch 36 in der Oberwand 38 des Tiegels 24 aus. Nach dem Austritt aus der Tiegelkammer bewegt sich das gegossene Produkt durch eine Wasserbesprühung oder eine andere geeignete Kühleinrichtung, um die Temperatur des gegossenen Produktes herabzusetzen.
Bei den bisher bekannten Einrichtungen wurden regelmäßig überhöht viele "Glocken" auf dem gegossenen Produkt nach sehr kurzen Produktionsperioden von etwa 10 Stunden beobachtet, und gelegentlich traten "Glocken" kurz nach dem Beginn eines Produktionslaufes auf. Wenn dagegen das Ende des DurchfUhrungsteiles eine Strecke von etwa 6 bis 12,5 nun (1/4 bis 1/2 Zoll) über die Bodenwand des Tiegels hinausragt und gemäß der Erfindung in die Tiegelkammer verlängert ist, sind die "Glocken" von dem gegossenen Produkt praktisch eliminiert, selbst nach langen Produktionszeiten von 35 Stunden oder mehr. Darüber hinaus wurden die vorher auftretenden scharfen Stöße, die mit dem Auftreten von "Glocken" verbunden waren, nicht - mehr beobachtet.
Auch wenn bei der vorstellenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung Kupfer angegeben wurde, so ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung auch beim Gießen anderer Metalle nützlich. Beispielsweise kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung beim Gießen von praktisch jedem Metall oder einer Legierung auf einem Kernteil, das aus dem gleichen Metall oder Legierung wie die Schmelze oder einem anderen Metall oder Legierung zusammengesetzt ist, verwendet werden, und sie kann auch/bei Plattierungs- oder Einkapselungsarbeiten eingesetzt werden.
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Claims (7)

Ansprüche
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Gießen von Metallen, wobei ein metallischer Kernteil nach oben durch einen geschmolzenes Metall enthaltenden Tiegel hindurchgeführt wird und dabei geschmolzenes Metall auf dem Kernteil anwächst und erstarrt, dadurch gekennzeichnet . , daß der Tiegel (24) für die Aufnahme des geschmolzenen Metalls eine Einlaßöffnung (28) unterhalb der Oberfläche des geschmolzenen Metalls für die Einführung eines metallischen Kernteiles (10) in den Tiegel (24) und durch dessen Inhalt hindurch aufweist und in der Eingangsöffnung (28) ein Durchführungsteil (32) derart angeordnet ist, daß sich ein wesentlicher Teil des Durchführungsteiles (32) über die Innenwand des Tiegels (24) hinaus in den Tiegel (24) erstreckt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Eingangsöffnung (28) in der Boden-
- wand (30) des Tiegels (24) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Innenende (34) des Durchführungsteiles (32) in einem Abstand von wenigstens etwa 6 mm (1/4 Zoll) oberhalb der Bodenwand (30) des Tiegels (24) und in den Tiegel (24) hineinragend angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet , daß sich das Innenende (34) des Durchführungsteiles (32) für eine Strecke von etwa 6 bis 12,5 nun (1/4 bis 1/2 Zoll) über die Bodenwand (30). des Tiegels/in den Tiegel hinein erstreckt.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Tiegel (24) eine geschlossene Kammer für die Aufnahme des geschmolzenen Metalls (26) bildet und die Tiegelwände eine Bodenwand (30), die mit der Eingangsöffnung (28) versehen ist, und eine
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Oberwand (38) umfassen, die mit einer Ausgangsöffnung (36) für den Durchtritt des metallischen Kernteiles (10) durch die geschlossene Kammer und deren Inhalt versehen ist, wobei der zylindrische Durchführungsteil (32) in der Eingangsöffnung (28) der Bodenwand (30) angeordnet ist und ein wesentlicher Teil seiner Masse sich über die Bodenwand (30) hinaus in die geschlossene Kammer des Tiegels (24) erstreckt.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Kernteil (10) aus Kupfer besteht und der Tiegel (24) geschmolzenes Kupfer enthält.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchfuhrungsteil (32) aus feuerfestem bzw. hochwarmfestem Metall besteht.
0 9 8 8 u 1 ·:■ 31 :
DE2424232A 1973-06-28 1974-05-18 Gießbuchse beim Strangangießen Expired DE2424232C2 (de)

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CH (1) CH578387A5 (de)
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