DE2944175A1

DE2944175A1 - Giessform zum stranggiessen

Info

Publication number: DE2944175A1
Application number: DE19792944175
Authority: DE
Inventors: Robert Wilson
Original assignee: Timex Corp
Current assignee: Timex Group USA Inc
Priority date: 1978-11-08
Filing date: 1979-11-02
Publication date: 1980-05-22
Also published as: US4216818A; GB2034214B; GB2034214A; AU5138979A; CH641701A5; CA1126928A; JPS5813259B2; FR2440796B1; DE2944175C2; JPS5568157A; AU523528B2; FR2440796A1

Description

HÖGER - STELLRECHT - fcR&ES^B^fCH - HAECKErBOEHMl PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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Ά 43 747 b Anmelder: Tlmex Corporation

25. Oktober 1979 Waterbury, Conn. o672o

k - 176 USA

Gießform zum Stranggießen

Die Erfindung betrifft eine Gießform zum kontinuierlichen
Stranggießen von Metallschmelzen.

Das kontinuierliche Gießen von Eisen und Nichteisenmetallen sowie von Legierungen ist auf dem Gebiet der Metallverarbeitung wohl bekannt, wie dies beispielsweise aus der US-PS
3,399,716 deutlich wird. Es versteht sich, daß bei solchen dynamischen Verfahren, bei denen ein heißes, geschmolzenes Metall in ein festes Metallprofil umgeformt wird, die Gießform, in der die Erstarrung stattfindet, besonders wichtig ist. Beim kontinuierlichen Stranggießen von Eisenlegierungen werden beispielsweise wassergekühlte Gießformen aus Kupfer mit Erfolg eingesetzt. Andererseits werden für Nichteisenmetalle und deren Legierungen,beispielsweise für Kupfer,
Kupferlegierungen, Aluminium, Aluminiumlegierungen usw.
wassergekühlte Gießformen aus Graphit in großem Umfang verwendet, wie dies beispielsweise in den US-PS 3,459,255 und 3,592,259 beschrieben ist. Weiterhin werden wassergekühlte Graphitformen auch für das chargenweise Gießen von Stangen oder Barren aus verschiedenen Metallen oder Legierungen verwendet, wie dies beispielsweise in der US-PS 3,590,904 beschrieben ist.

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Beim Formgießen ist es bekannt, eine metallische Form mit Kühlkanälen zu versehen und in jeden Kanal dichtend einen Kühlstab einzusetzen, der der Zuführung eines Kühlmittels, wie z.B. flüssigem Kohlendioxyd dient, wie dies in der US-PS 3,667,248 beschrieben ist. Das in flüssiger Form zugeführte Kohlendioxyd geht dabei aufgrund der Absorption von Wärme aus der flüssigen Form in die gasförmige Phase über, worauf das Gas über eine geeignete Leitung des Kühlstabes zu Kompressor- und Kondensoreinrichtungen geleitet und nach der Verflüssigung erneut den Kühlkanälen zugeführt werden kann.

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Gießform für das kontinuierliche Stranggießen von Metallen bzw. Metalllegierungen anzugeben, mit deren Hilfe eine geregelte und wirksame Abführung der Wärme von dem erstarrenden Metall ermöglicht wird, mit deren Hilfe ferner höhere Gießgeschwindigkeiten bei gleichzeitig verbesserter Oberflächenqualität des stranggegossenen Produktes erreichbar sind, und die schließlich eine beträchtlich erhöhte Lebensdauererwartung besitzt.

Diese Aufgabe wird durch eine Gießform der eingangs beschriebenen Art gelöst, die durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist: es ist ein Gießformkörper mit einem zwischen seinem einlaßseitigen, der Zuführung der Metallschmelze dienenden Ende und seinem auslaßseitigen, dem Abziehen eines erstarrten Metallstranges dienenden Ende durchgehenden Formkanal vorgesehen, der von in Längsrichtung verlaufenden, im Abstand voneinander angeordneten Kühlkanälen umgeben ist, die am auslaßseitigen Ende des Gießformkörpers offen sind und in dem Gießformkörper im Abstand von dessen einlaßseitigem Ende enden, und es sind Kühlstäbe vorgesehen, die in die offenen Enden der Kühlkanäle mit wählbarer Einschubtiefe einschiebbar sind.

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Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Gießform besteht dabei darin, daß sich zwischen den geschlossenen inneren Enden der Kühlkanäle und dem einlaßseitigen Ende des Gießformkörpers ein einlaßseitiger Isolationsbereich ergibt, in dem die Wärmeabfuhr aus dem Tiegel und dem geschmolzenen Metall auf ein Minimum reduziert ist. Weiterhin läßt sich durch geeignete Einstellung der Länge der Kühlstäbe in den Kühlkanälen die Erstarrungsfront für das geschmolzene Metall derart an einen ausgewählten Punkt längs des Formkanals legen, daß sich für eine gegebene Gieß- bzw. Abzugsgeschwindigkeit eine optimale Wärmeabführung und eine optimale Oberflächenqualität der stranggegossenen Profile ergibt.

Als günstig hat es sich erwiesen, wenn in Weiterbildung der Erfindung der Formkanal mindestens zwei Abschnitte unterschiedlicher Größe aufweist, so daß mit einer einzigen Form ohne Unterbrechung des Stranggießens Profile mit zwei oder mehr Größen gegossen werden können, während im übrigen die Vorteile der erfindungsgemäßen Gießform erhalten bleiben.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Gießform einen Gießformkörper aus hochfeuerfestem Material auf, welcher mit einem in Längsrichtung durchgehenden Formkanal versehen ist. Dem Formkanal wird im Betrieb an seinem einlaßseitigen Ende die Metallschmelze aus einem Tiegel oder dergleichen zugeführt, während das erstarrte Produkt an seinem auslaßseitigen Ende abgezogen wird. Dabei ist es ein wesentliches Merkmal der verbesserten Gießform, daß im Gießformkörper mehrere in Längsrichtung verlaufende Kühlkanäle vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung im Abstand voneinander rund um den zentralen Formkanal angeordnet sind, die am auslaßseitigen Ende des Gießformkörpers offen sind und die sich nicht vollständig durch den Gießformkörper hindurch erstrecken, sondern im Abstand von dessen einlaßseitigem Ende aufhören,

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so daß angrenzend an das einlaßseitige Ende ein Isolierbereich geschaffen wird, während angrenzend an das auslaßseitige Ende des Formkanals ein Kühlbereich vorhanden ist. Ein weiteres wichtiges Merkmal der erfindungsgemäßen Gießform besteht ferner darin, daß mehrere längliche Kühlstäbe vorgesehen sind, von denen jeder typischerweise ein inneres, der Zufuhr eines Kühlmittels dienendes Rohr und ein dieses konzentrisch umgebendes äußeres, an seinem vorderen Ende geschlossenes Rohr aufweist, so daß das Kühlmittel durch den Zwischenraum zwischen den beiden Rohren zurückfließen kann. Die Kühlstäbe sind dabei so ausgebildet, daß sie in Richtung auf das einlaßseitige Ende mit einer vorgegebenen Einschubtiefe in die Kühlkanäle eingeschoben werden können, um die Lage der Erstarrungsfront des geschmolzenen Metalls an einer vorgegebenen Stelle in Längsrichtung des Formkanals zu halten. Dadurch, daß erfindungsgemäß am einlaßseitigen Ende des Gießformkörpers ein Isolierbereich erhalten wird, wird die Wärmeabfuhr aus dem geschmolzenen Metall bzw. aus dem die Metallschmelze enthaltenden Tiegel oder dergleichen auf ein Minimum reduziert, während durch den Kühlbereich am auslaßseitigen Ende der Gießform eine optimale Wärmeabfuhr aus dem geschmolzenen bzw. erstarrenden Metall im Formkanal erreicht wird, wodurch der Wirkungsgrad der Wärmeabfuhr aus der Gießform beträchtlich verbessert wird. Die verbesserte Wirksamkeit der Wärmeabfuhr führt aber zu wesentlich höheren Gießgeschwindigkeiten. Außerdem kann durch Änderung der Lage der Erstarrungsfront entsprechend der Gieß- bzw. Abzugsgeschwindigkeit durch einfaches Verstellen der Kühlstäbe in die Kühlkanäle hinein oder aus diesen heraus die Oberflächenqualität der gegossenen Produkte optimiert werden. Weiterhin läßt sich durch periodisches Veränderung der Lage der Erstarrungsfront in Längsrichtung des Formkanals eine einheitliche Abnutzung der Formkanalwandung erreichen, so daß letztlich die Lebensdauererwartung der Gießform beträchtlich erhöht wird.

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Die oben angeführten Vorteile und die Möglichkeit, in Ausgestaltung der Erfindung Profile mit zwei oder mehr Größen unter Verwendung einer einzigen Gießform herzustellen, werden erreicht, wenn der Gießformkörper einen in Längsrichtung verlaufenden Formkanal aufweist, der zwei oder mehr Abschnitte mit unterschiedlichem Querschnitt aufweist, wobei der Querschnitt ,insbesondere der Durchmesser, in Richtung auf das auslaßseitige Ende des Gießformkörpers ansteigt. Durch geeignete Wahl der Einschubtiefe für die Kühlstäbe in den Kühlkanälen kann bei einem solchen Gießformkörper die Erstarrungsfront für das geschmolzene Metall an eine Stelle gelegt werden, an der der Formkanal den gewünschten Durchmesser aufweist, so daß ein Produkt entsprechenden Durchmessers erhalten wird. Dabei kann der Übergang von einem Durchmesser auf einen anderen Durchmesser ohne einen Wechsel der Gießform oder eine Unterbrechung des Stranggießens erfolgen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand einer Zeichnung noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Gießformkörpers einer erfindungsgemäßen Gießform;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das auslaßseitige Ende des Gießformkörpers gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Kühlstab für eine Gießform gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Gießform gemäß der Erfindung mit in den Gießformkörper eingesetzten Kühlstäben;

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Fig. 5 bis 8 schematische Seitenansichten von Gießformkörpern erfindungsgemäßer Gießformen, wobei die Lage der Kühlstäbe in den Kühlkanälen und die Lage der Erstarrungsfront im Formkanal angedeutet sind;

Fig. 9 eine Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform eines Gießformkörpers einer Gießform gemäß der Erfindung zum Herstellen von Profilen mit zwei verschiedenen Durchmessern und

Fig. 10 eine Stirnansicht auf einen Gießformkörper einer erfindungsgemäßen Gießform zum Herstellen eines bandförmigen Profils mit rechteckigem Querschnitt.

Im einzelnen zeigen Fig. 1 und 2 der Zeichnung einen typischen Gießformkörper 2 gemäß der Erfindung. Während Graphit als Material für den Gießformkörper bevorzugt wird, können auch andere hochfeuerfeste Materialien eingesetzt werden und, je nach der Art des zu gießenden Metalls bzw. der zu gießenden Legierung und je nach den übrigen Erfordernissen, ausgewählt werden. Ein Gießformkörper 2 aus Graphit hat sich für das kontinuierliche Stranggießen von bleihaltigem Messing (60 Gewichts-% Cu, 40 Gewichts-^% Zn, 2 Gewichts-% pb) mit einer Erstarrungstemperatur zwischen 870 und 880° C als besonders vorteilhaft erwiesen. Der Gießformkörper 2 besitzt eine durchgehende zylindrische Mittelbohrung bzw. einen zylindrischen Formkanal 4 (Gießkammer) zur Herstellung eines stangenförmigen Stranggußproduktes. Die Enden des Formkanals 4 sind erweitert und bilden

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ein einlaßseitiges Ende 6, an dem das geschmolzene Metall in den Formkanal 4 eintritt und ein auslaßseitiges Ende 8, durch das das verfestigte Stranggußprodukt austritt. Das einlaßseitige Ende 6 ist mit der Auslaßöffnung bzw. dem Auslaßstutzen eines üblichen Tiegels (nicht dargestellt) bzw. eines Gefäßes verbunden, welches.das geschmolzene Metall enthält, das im Stranggußverfahren verarbeitet werden soll. Typischerweise ist der Gießformkörper 2 horizontal angeordnet, obwohl auch eine senkrechte Lage oder eine Schräglage möglich und im übrigen auch bekannt sind.Rings um den Umfang des Formkanals 4 sind im Abstand voneinander mehrere zylindrische Kühlkanäle 10 vorgesehen, die sich zum auslaßseitigen Ende 8 des Gießformkörpers 2 öffnen und sich in Richtung auf das einlaßseitige Ende 6 erstrecken, so daß sich zwischen dem inneren geschlossenen Ende der Kühlkanäle 10 und dem einlaßseitigen Ende 6 ein Isolierbereich 12 ergibt und längs der Kühlkanäle 10 ein Kühlkanalbereich 14. Wie die Zeichnung zeigt, verlaufen die Längsachsen der Kühlkanäle im wesentlichen parallel zur Längsachse des Formkanals 4. Weiterhin grenzt der Isolierbereich 12 an den Einlaßbereich 6 an und dient als mehr oder weniger starker thermischer Isolator zwischen dem Kühlkanalbereich und dem Tiegel, der das heiße geschmolzene Metall enthält, so daß die Wärmeverluste des Tiegels auf ein Minimum reduziert werden und ebenso die Wärmeabfuhr aus dem geschmolzenen Metall, solange dieses nicht bis in die Nähe des Kühlkanalbereiches 14 vorgerückt ist. Andererseits ist im Kühlkanalbereich 14 angrenzend an das auslaßseitige Ende 8 des Formkanals 4 eine wirksame und konzentrierte Wärmeabfuhr aus dem geschmolzenen Metall und eine Verfestigung des den Formkanal 4 passierenden Metalls möglich, wenn in die Kühlkanäle 10 Kühlstäbe 13 eingesetzt werden.

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Eine typische bevorzugte Ausführungsform eines Kühlstabes einer Gießform gemäß der Erfindung ist in Fig. 3 im Längsschnitt dargestellt. Man erkennt, daß der Kühlstab 13 ein inneres Rohr 15 und ein dazu konzentrisches äußeres Rohr aufweist. Letzteres ist an seinem freien, im Betrieb inneren Ende durch eine Kappe 16a verschlossen, so daß ein über das innere Rohr 15 zugeführtes Kühlmittel, wie z.B. Wasser, wie dies in Fig. 3 durch Pfeile angedeutet ist, zunächst durch das innere Rohr 15 bis zu der Kappe 16afließt und dann in dem Zwischenraum zwischen den Rohren 15 und 16 nach außen - in Fig. 3 nach rechts - zurückfließt. Das äußere Ende des Rohres 16 ist dichtend in eine Sammelkammer 20 eingesetzt, in die das zurückfließende Kühlmittel aus dem Zwischenraum zwischen den Rohren 15 und 16 hineinströmt. Im Bereich der Sammelkammer 20 erfolgt die Kühlmittelzufuhr über eine am äußeren Ende des Rohres 15 vorgesehene Verlängerung 15a, die zu einem Kühlmittelvorrat führt. Ferner kann das in die Sammelkammer 20 einströmende Kühlmittel über eine Auslaßleitung 20 abgeführt werden, und dann entweder als verbrauchtes Kühlmittel frei abgelassen oder in einem geschlossenen Kühlmittelkreislauf zurückgeführt werden. Vorzugsweise bestehen die Rohre 15 und aus einem gut wärmeleitenden Metall, z.B. Kupfer. Es können aber auch andere Materialien verwendet werden.

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Gießform mit mehreren, in die Kühlkanäle 10 des Gießformkörpers 2 eingesetzten Kühlstäben 13. Man sieht, daß die Kühlstäbe 13 unterschiedlich weit in den Gießformkörper 2 vorgeschoben sind. Dies dient nur der Erhöhung der Übersichtlichkeit der Darstellung. Im allgemeinen sind nämlich beim Stranggießen alle Kühlstäbe gleich weit bzw. gleich tief in die Kühlkanäle 10 eingesetzt, damit sich eine gleichmäßige Erstarrungsfront des geschmolzenen Metalls ergibt. Durch Einstellen der Gießgeschwindigkeit>

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d.h. der Geschwindigkeit, mit der der verfestigte Stab aus dem auslaßseitigen Ende 8 des Formkanals 4 abgezogen wird, und durch die Lage der Kühlstäbe in den Kühlkanälen 10 läßt sich die Lage der Erstarrungsfront des geschmolzenen Metalls in dem Formkanal 4, insbesondere längs des Kühlkanalbereichs 14, so einstellen, daß sich eine optimale Oberflächenqualität des gegossenen stab- bzw. stangenförmigen Produktes ergibt. Dabei versteht es sich, daß die Werte für die Gießgeschwindigkeit und die Einschubtiefe der Kühlstäbe zur Erzielung einer optimalen Oberflächenqualität in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des geschmolzenen Metalls bzw. der geschmolzenen Legierung, in Abhängigkeit von der Größe des zu gießenden Produktes, in Abhängigkeit von der Anfangstemperatur des geschmolzenen Metalls und in Abhängigkeit von anderen Faktoren veränderlich sind. Die Optimal-Werte können jedoch durch einfache, dem Fachmann wohlbekannte Gießversuche ohne weiteres bestimmt werden. Im allgemeinen kann die Lage der Erstarrungsfront bei konstanter Gießgeschwindigkeit einfach durch Erhöhung oder Verringerung der Einschubtiefe der Kühlstäbe 13 in die Kühlkanäle 10 in Richtung auf das einlaßseitige Ende 6 bzw. in Richtung auf das auslaßseitige Ende 8 verschoben werden. Bei Verwendung der Gießform gemäß der Erfindung wird eine sehr wirksame Kühlung erreicht, wobei der Hauptwärmeabfluß aus dem festen, erstarrenden oder verfestigten Gießmaterial in radialer Richtung erfolgt, während in Längsrichtung nur eine minimale Wärmemenge abgezogen wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß nur das Metall im Formkanal 4 abgekühlt wird und daß keine Wärme aus dem Metall abgezogen wird, welches sich noch in dem Tiegel befindet. Auf diese Weise wird die Regelung der Kühlung wesentlich verbessert, während gleichzeitig ein stark verbesserter Wirkungsgrad erreicht wird. Insgesamt lassen sich höhere Stranggießgeschwindigkeiten erreichen, während gleichzeitig ein Produkt erhalten wird, welches eine besonders hohe Oberflächenqualität besitzt. Wenn eine optimale Wärmeübertragung

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von dem Gießformkörper 2 auf die Kühlstäbe 13 erreicht werden soll, dann müssen die Abmessungen der Kühlkanäle 10 und der Kühlstäbe 13 sorgfältig aufeinander abgestimmt sein. Es hat sich gezeigt, daß Kühlkanäle 10 mit einem Durchmesser von 10 mm und Kühlstäbe 13 mit einem Nennwert des Außendurchmessers (Außendurchmesser der Kupferrückleitung) von .10 mm zu befriedigenden Ergebnissen führen. Weiterhin ist es günstig, wenn die Kühlkanäle 10 mit großer Sorgfalt gebohrt und geräumt werden und wenn die Mantelfläche der Kühlstäbe mit kolloidalem Graphit beschichtet wird, damit sich ein guter Kontakt zwischen den Kühlstäben und den Kühlkanalwandungen ergibt. Im Einzelfall müssen die Abmessungen von Kühlkanälen und Kühlstäben je nach der Größe des verwendeten Gießformkörpers bestimmt werden. Mit den oben angegebenen Abmessungen wurde bei einem zylindrischen Gießformkörper mit einer Länge von 292 mm und einem Durchmesser von 90 mm gearbeitet, dessen Formkanal einen Durchmesser von 21,26 mm besaß.

Fig. 5 bis 8 zeigen, leicht schematisiert, die in der Praxis mit einem Gießformkörper mit Kühlstäben der oben beschriebenen Art erhaltenen Gießergebnisse. Im einzelnen wurde gemäß Fig. 5 und 6 ein bleihaltiges Messing vergossen, dessen Zusammensetzung im einzelnen in dem Werk "International Copper Research Specification" unter der Bezeichnung CuZn 39 Pb 2 beschrieben ist, wobei mit Schmelztemperaturen von etwa 962° C bzw. 1o15° C gearbeitet wurde. Die genannte Legierung besitzt eine Erstarrungstemperatur zwischen etwa 870 und 880° C. Die Gießgeschwindigkeit bzw. Abzugsgeschwindigkeit betrug in beiden Fällen etwa 14 cm/min., wobei die Kühlstäbe so weit eingesetzt waren, daß ihre Spitzen P gemäß Fig. 5 vom auslaßseitigen Ende 8 einen Abstand von 155 mm aufwiesen und gemäß Fig. 6 einen Abstand von 60 mm. Die Kühlwassermenge pro Kühlstab betrug gemäß Fig. 5 3,9 l/min, und gemäß Fig. 6 7,15 l/min. Es zeigte sich, daß die Erstarrungsfront A unter den Bedingungen gemäß Fig. 5

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vom auslafiseitigen Ende einen Abstand von 216 mm aufweist und unter den Bedingungen gemäß Fig. 6 nur einen Abstand von 105 mm. Bei den anhand von Fig. 7 erläuterten Versuchen betrug die Gieß- bzw. Abzugsgeschwindigkeit 36 cm/min. Die Kühlstäbe waren so weit eingesetzt, daß sich ihre Spitze P in einem Abstand von 60 mm vom auslaßseitigen Ende 8 befand und die Kühlwassermenge betrug 16,6 l/min. Unter diesen Bedingungen ergab sich für die Erstarrungsfront A ein Abstand von 205 mm vom auslaßseitigen Ende 8. Gemäß Fig. 8 wurde die Gießgeschwindigkeit auf 61 cm/min, erhöht und die Spitzen P der Kühlstäbe hatten einen Abstand von 140 mm vom auslaßseitigen Ende 8. Die Kühlwassermenge lag wieder bei 16,6 l/min. Es zeigte sich, daß die Erstarrungsfront A in diesem Fall einen Abstand von 185 mm vom auslaßseitigen Ende 8 aufwies. Dabei ist zu beachten, daß bei allen Stranggießversuchen eine hervorragende Oberflächenqualität der erstarrten Stäbe erreicht wurde, nämlich eine feinkörnige Haut an der Mantelfläche und eine erneut aufgeschmolzene glatte Oberfläche an den StoßstelleriV so daß vor dem Warmpressen und Schmieden keine weitere Oberflächenbehandlung erforderlich war. Es wird angenommen, daß in erster Linie die verbesserten Wärmeübertragungseigenschaften der erfindungsgemäßen Gießform für die hervorragende Oberflächenqualität des stranggegossenen Produktes verantwortlich sind. Außerdem wird aus den vorstehend erläuterten Figuren deutlich, daß die Lage der Erstarrungsfront durch Einstellung der Lage der Kühlstäbe in den Kühlkanälen und durch die Wahl der Abzugsgeschwindigkeit nahezu beliebig geändert werden kann. Eine Änderung der Lage der Erstarrungsfront ist aber eine außerordentlich nützliche Maßnahme zum Reduzieren des Verschleißes der Wände des Formkanals und damit zur Erzielung einer beträchtlich erhöhten Lebensdauererwartung des Gießformkörpers .

remelted smooth surface at the pulse interface

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Fig. 9 zeigt einen abgewandelten Gießformkörper 2 für eine abgewandelte bevorzugte Ausführungsform einer Gießform gemäß der Erfindung, welche für die Herstellung von stranggezogenen Stäben mit zwei verschiedenen Durchmessern geeignet ist. Der wesentliche Unterschied zwischen dem Gießformkörper gemäß Fig. 1 und demjenigen gemäß Fig. 9 besteht darin, daß letzterer einen Formkanal 4 aufweist, welcher Abschnitte 4¹, 4¹¹ und 4¹¹' mit in Richtung auf das auslaßseitige Ende 8 zunehmend größerem Durchmesser DDD aufweist. Die Kühlkanäle D , ΟΙΟ sind dagegen ebenso ausgebildet wie bei dem Gießformkörper gemäß Fig. 1 und im Abstand voneinander rund um die Mittelbohrung bzw. dem Formkanal angeordnet. Die Kühlkanäle 10 dienen der Aufnahme von Kühlstäben der oben beschriebenen Art. Durch entsprechende Wahl der Lage der Kühlstäbe 13 in den Kühlkanälen 10 unter Berücksichtigung der Abzugsgeschwindigkeit läßt sich wie oben beschrieben die Lage der Erstarrungsfront A so wählen, daß diese im Bereich 4¹ des Formkanals 4 liegt, so daß ein Stab mit dem kleinsten Durchmesser D. gegossen wird. Wenn man dann die Betriebsbedingungen so ändert, daß sich die Erstarrungsfront A in Richtung auf das auslaßseitige Ende 8 verschiebt und in dem Bereich 4'' des Formkanals 4 liegt, dann können Stäbe mit dem größeren Durchmesser D„ gegossen werden. Zwischen den Bereichen 4¹ und 4¹¹ ist dabei ein konischer Übergang vorgesehen, so daß die Lage der Erstarrungsfront A bei einem Wechsel des Stabdurchmessers von D₁ zu D- beliebig verändert werden kann. Dabei ist zu beachten, daß nach dem Gießen eines Stabes mit einem größeren Durchmesser wieder zum Gießen eines Stabes mit dem kleinsten Durchmesser D. übergegangen werden kann, indem man die Kühlstäbe einfach weiter in die Kühlkanäle einschiebt. Auf diese Weise ist es wegen des Vorhandenseins unterschiedlicher Durchmesser des Formkanals möglich, kontinuierlich zunächst eine bestimmte Menge von Material mit einem ersten Durchmesser und dann die gewünschte Menge von Stabmaterial mit einem zweiten Durchmesser zu gießen,

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ohne daß ein Wechsel der Gießform oder eine Unterbrechung des Stranggießens erforderlich wären. Typische Werte für die unterschiedlichen Durchmesser sind beispielsweise D₁ = 21 ,26 mm und D₂ = 26,16 mm.

Ein weiterer wesentlicher Unterschied des Gießformkörpers gemäß Fig. 9 gegenüber demjenigen gemäß Fig. 1 besteht darin, daß in den auslaßseitigen Abschnitt 4'¹¹ mit dem weiter vergrößerten Durchmesser D₃ wegen des Spalts zwischen dem erstarrten Stabmaterial und der Kammerwandung der durch das Schrumpfen der meisten Metalle beim Erstarren noch vergrößert wird in den Formkanal 4 vom auslaßseitigen Ende 8 her ein gasförmiges und gegebenenfalls auch ein flüssiges Kühlmittel eingeleitet werden kann, welches dann durch radiale Auslaßkanäle 5 aus dem Gießformkörper 2 austritt. Dieser Kühlmittelstrom, vorzugsweise ein Strom eines inerten Gases, wie z.B. Stickstoff, ist vorteilhaft, da er die Wärmeabfuhr von dem bereits erstarrten Stabmaterial beträchtlich beschleunigt. Zum Einleiten des gasförmigen Kühlmittels in den Abschnitt 4''* des Formkanals 4 ist vorzugsweise eine Gasflasche vorgesehen, in der Stickstoff unter Druck gespeichert ist. Es kann jedoch auch mit anderen Kühlmittelquellen gearbeitet werden. Beim betrachteten Ausführungsbeispiel hat der auslaßseitige Abschnitt 4'·' des Formkanals 4 typischerweise einen Durchmesser von D = 28,16 mm. Dadurch, daß man den Durchmesser D- größer wählt als den Durchmesser D- wird der sich durch das Schrumpfen ergebende, sog. statische Luftspalt wirksam erweitert, so daß der Querschnitt für die Kühlmittelströmung vergrößert wird.

Während die erfindungsgemäße Stranggießform vorstehend in Verbindung mit dem Gießen von runden Stäben erläutert wurde, versteht es sich, daß auch andere Profile gegossen werden können, wenn man die Querschnittsform des Formkanals in entsprechender Weise abändert. Beispielsweise zeigt Fig. 10 eine Querschnittsform des Gießformkörpers 2, die für das Gießen von bandförmigen

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Profilen mit rechteckigem Querschnitt geeignet ist. Weiterhin besteht die Möglichkeit, mit abgeänderten Kühlstäben zu arbeiten, solange diese in Längsrichtung von zugeordneten Kühlkanälen verschoben werden können und einen abgeschlossenen Strömungskanal für das in ihnen zirkulierende Kühlmittel aufweisen.

Ganz generell kann gesagt werden, daß vorstehend nur bevorzugte Ausführungsbeispiele erläutert wurden, und daß dem Fachmann, ausgehend von diesen Ausführungsbeispielen, zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen und/oder Ergänzungen zu Gebote stehen, ohne daß er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müsste.

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Claims

OR.-IN3. 0IPC-INe(M-OC. HÖGER - STELLRECHT -GRIESSBACH - HAECKER BOEHME PATENTANWÄLTE IN STUTTGART 29U175 A 43 747 b Anmelder: Timex Corporation 25. Oktober 1979 Waterbury, Conn. o672o k - 176 USA Patentansprüche

1. Gießform zum kontinuierlichen Stranggießen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Es ist ein Gießformkörper (2) mit einem zwischen seinem einlaßseitigen, der Zuführung der Metallschmelze dienenden Ende (6) und seinem auslaßseitigen, dem Abziehen eines erstarrten Metallstranges dienenden Ende (8) durchgehenden Formkanal (4) vorgesehen,der von in Längsrichtung verlaufenden, im Abstand voneinander angeordneten Kühlkanälen (10) umgeben ist, die am auslaßseitigen Ende (8) des Gießformkörpers (2) offen sind und in dem Gießformkörper (2) im Abstand von dessen einlaßseitigem Ende enden und

b) es sind Kühlstäbe (13) vorgesehen, die in die offenen Enden der Kühlkanäle (10) mit wählbarer Einschubtiefe einschiebbar sind.

2. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durchgehende Formkanal (4) eine vom einlaßseitigen Ende (6) zum auslaßseitigen Ende (8) zunehmende Querschnittsfläche aufweist.

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3. Gießform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkanal (4) mindestens zwei Abschnitte (4¹, 4¹¹) mit einem vorgegebenen Querschnitt aufweist, die über ein konisches Verbindungsstück miteinander verbunden sind.

4. Gießform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (4¹, 4") des Formkanals (4) als zylindrische Bohrungen unterschiedlichen Durchmessers (D₁, D-) ausgebildet sind.

5. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkanal (4) als zylindrische Bohrung ausgebildet ist.

6. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kühlstab als von einem Kühlmittel durchströmbarer Kühlstab (13) mit einem inneren Rohr (15) und einem dieses umgebenden, an der Spitze (P) des Kühlstabes (13) geschlossenen äußeren Rohr (16, 16a) ausgebildet ist.

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