DE746027C

DE746027C - Kuehlkokille zum Herstellen von Giessstraengen aus Metallen

Info

Publication number: DE746027C
Application number: DEJ71377D
Authority: DE
Inventors: Siegfried Junghans
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1938-09-16
Filing date: 1938-09-16
Publication date: 1944-12-21

Description

Kühlkokille zum Herstellen von Gießsträngen aus Metallen Bei Stranggießverfahren ist es bekannt, den aus der Wasser- oder luftgekühlten oder auch nicht besonders gekühlten Kokille austretenden Bolzen oder Strang durch irgendwelche Mittel unmittelbar zu kühlen, die z. B. gegen dein Strang angeispritzt oder anbeblasen werden. Bei einer bekannten Gießanlage mit einem eigentlichen formgebenden Kokillenteil und einem Kühlmantel erstreckt letzterer sich in Richtung des aus dem formgebenden Kokillenteil austretenden Stranges über diesen Kokillenteil hinaus und ist am Ende mit einem dichten Abschluß versehen, durch welchen der Strang hinausgeführt wird. Nach der Erfindung soll nun der Kühlmantel ganz oder teilweise v erlängerbar sein, was den Vorteil hat, die Zone der direkten Kühlung bel.iebig einstellen und ein und .dieselbe Kokille für das Vergießen der verschiedensten Metalle benutzen zu können. Insbesondere ist es hierdurch möglich, die Art der unmittelbaren Kühlung den jeweiligen Erfordernissen anzupassen. Dies ist von besonderer Bedeutung, weil bei allen Metallen sehr leicht Kühlungsrisse entstehen können, wenn sie nicht bei der richtigen Temperatur durch unmittelbare Kühlung abgeschreckt werden. Folgende Faktoren müssen hierbei berücksichtigt werden: Legierungs- oder Metallart, Gußquerschnitt, Gießgeschwindigkeit und Gießtemperatur. je nach Änderung eines dieser Faktoren muß auch die unmittelbare Kühlung unter der Kokille entsprechend geändert werden.. D.ie der Erfindung zugrunde liegende Einrichtung ermöglicht, in einfachster Form die Kühlung je nach Bedarf einzustellen, insbesondere kann durch sie auch während des kontinuierlichen Gießens sofort nach Änderung der Gießtemperatur oder der Gießgeschwindigkeit auch die unmittelbare Kühlung entsprechend eingestellt werden, ohne daß eine Betriebsunterbrechung notwendig ist.
Der Kühlraum wird also durch die Wand des eigentlichen Kokillenteils, den Gußstrang und durch den verlängerten Kokillenmatitel begrenzt, während der Abschlußteil gewissermaßen den Boden des Kühlraumes bildet.
Der untere Kühlraumabschluß besteht gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung aus einem oder mehreren Körpern aus elastischem Stoff, z. B. Gummi, die sich dein Profil des Gullstranges anschmiegen. _11s Abschlußkörper können vorzugsweise Walzen vorgesehen sein. die aus nachgiebigem, elastischem Stoff bestehen. Diese letztgenannte Ausführung hat den Vorteil, daß man ein und dieselben Walzen für verschiedene GuflstrangprofiIe verwenden bann. Die Walzen habest erfindungsgemäß nicht den Zweck, den Gußstrang aus der Kokille zti führen, zu ziehen oder ihn zu stützen, vielmehr werden hierzu in an sich bekannter Weise normale 'iNletallwalzenpaare vorgesehen, die zugleich auch zum Herunterwalzen des Stranges dienen können. Anderseits ist es auch möglich, die Abschlußwalzen gleichzeitig als Transportwalzen zu verwenden, doch empfiehlt :ich das nur, wenn kein häufiger Profilwechsel erfolgt. In normalen Gießereien, welche verschiedene Profile herstellen müssen, ist es ratsam, jede Kokille niit dem zugehörigen Walzenpaar zusaninienztilassen und für den Transport besondere Walzen anzubringen. Der Kühlmantel kann von oben an beweglich bzw. dehnbar gemacht sein, oder aber er besteht aus einem festen, zvlinderr-ingförmi@aen Mantel, an clen der bewegliche Kühlmantel angeschlossen ist. Der bewegliche Mantel kann entweder aus ela>tischein Stoff oder aus -Membran oder aus festen Teilen bestehen, die so zueinander angeordnet sind, (lall das Zusammen- oder Auseinanderrücken in Form eines dehnbaren Schlauchcs, z. B. ziehharmonikaähnlich, möglich ist. Der bewegliche llaiitel dient dazu, um einerseits die Länge des Kühlraumes verändern zu können, demzufolge sind auch die unteren .lhschlul-,lteile in der Längsrichtung des GulIstranges verstellbar, anderseits uni etwaigen Kokillenbewegungen, die sich entweder aus Tetnperaturschwanktnigen oder aus besonderen \laßnahinen bei bestimmten Gießverfahren ergeben, folgen bzw. nachgellen ztt können.
Der gas- oder flüssigkeitsdichte abschluß zwischen dein dehnbaren Mantelteil und den Abschlußteilen, z. B. Walzen, kann in beliebiger Weise erfolgen.
Weitere -Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, den .lnsprüchen und der Zeichnung, in welcher einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind, und zwar jeweils schematisch im Längsschnitt durch die Kokille.
Bei der Ausführung nach Abt. i besteht die Kokille aus dem äußeren starren -Mantel a und der inneren, ebenfalls starren und den eigentlichen Gießraum begrenzenden Kokillenwand h. .1n den 1-lantel a. schließt sich nach unten der über den eigentlichen Kokillenteil Iiiinausragende deli@nbare Mantel c an, dein weiter nach unten die ebenfalls aus elastischem Stoff bestehenden Walzen d folgen. Zwischen dem dehnbaren Mantel c. (ler zwerl:mäl;ligr aus elastischem Stott in' Harnionikaforin besteht, und den Walzen c1 ist ein flüssigkeits- und gasdichter _111scliluß hergestellt. Für die Walzen (l wird zweckmäßig Gunnni verwendet, und wie .11111.5 zeigt, schmiegen sich diese Walzen ihrer Form nach dem ( @ul.tstrangllrotil möglichst genau an. Sie können infolge ihrer Elastizität auch so gegen den GulIstrang geprellt werden. daß hier in zuverlässiger Weise ein dichter _111scllluß entsteht. d. 11. lall die Kokille lizw. der Kühlrahm also allseitig geschlossen ist.
Die Walzen (l können in der Längsrichtung des Gußstranges verstellbar angeordnet und auch (fier starre Oberteil b der Kokille kann höhenverstellbar sein. so l (Maß infolge des ausdehnbaren Zwischenteils c die Größe des Kühlraumes verändert werden kann. je nachdem oll die gegossene Schmelze eine mehr oder weniger starke Kühlung erfordert, bis sie finit der gewünschten Temperatur als Strang die Kokille verlassen kann. Bei manchen kontinuierlichen Gießverfahren werden auch gegenseitige Bewegungen zwischen Kokille und Strang angewendet. uni unter anderem ein gutes _11)1ösen des Stranges von ,ler Kokillenwandung zu erreichen. In diesem Fall wirkt der dehnbare Mantelteil c ebenso wie im Fall von Temperaturscllwankting°n ausgleichend.
:1n Stelle der Walzen können beliebige, dem Strangprofil angepallte .Xl)schlußkörper verwendet werden.

Das Kühlmittel in wird durch die Leitungen c zu- bzw. abgeführt, die all sich an beliebiger Stelle angebracht sein können. Bei dem Beispiel nach .A111. 1 münden sie beide ,in, oberen Ende des zwischen den Kokillenwänden h und U liegenden Kühlraumes, so (f<11.1 auf diese Weise Gewähr dafür gegeben ist. daß der Kühlraum ständig mit Kühlmittel gefüllt ist und dieses Kühlmittel auch im eigentlichen Gießraum bis zu der Höhe vordringt. in welcher sich der erstarrende Strang gerade von der Kokillenwandung ablöst. Wenn also finit einer solchen Kokille gearbeitet wird, dann ist der Gußstrang sicher von der Ablösestelle in der Kokille bis an die untenliegenden Abschlußwalzen mit Kühlmittel umgeben. und infolge des allseitigen Abschlußes kann auch je nach Bedarf die in der Zeiteinheit zur -lnwenditng kommende Kühlmittelmenge größer oder kleiner gewählt,

somit als größtmögliche Kühlung erhalten

werden. Es liegt dann auch keine Gefahr

für die vorzugsweise aus Gummi bestehenden

Abschlußwalzen vor, da der Strang bei ihnen

schon ausreichend gekühlt ankommt.

Die Walzen,. welche den Strang aus der

Kokille lierausbefördern oder zum Verwal-

zen dienen, sind in -der Zeichnung nicht an-

gegeben. Sie liegen in der Förderrichtung

hinter den Abschlußwalzen d, und zwar vor-

zugsweise ummittelbar anschließend hinter

ihnen.

Wenn, wie schon obenerwähnt, bei be-

stimmten Gießverfahren eine gegenseitige Be-

wegung zwischen Kokille und Gußstrang er-

folgt, dann kann es notwendig werden, in

der Kokille bzw. im Gießraum selbst eine

Kühlmittelabführung vorzusehen, wie es in

Abb. -> angedeutet ist. Diese Ableitung be-

stellt ;ins einer etwa ringförmigen Durch-

brechung oder mehreren Schlitzen ä in der

Mantelwand b und einem anschließenden Ab-

flußrolir 1t. Diese Abführung, die dann allein

oder als Zusatz zur üblichen Ableitung e ver-

wendet werden kann, wird nötig, weil durch

die gegenseitige Bewegung zwischen Kokille

und Gußstrang eine pumpenartige Wirkung

hervorgerufen wird, welche das Kühlmittel

nach oben saugt, so daß es schließlich über

dem flüssigen Gießkopf erscheint. Im allge-

meinen ist es dort nicht erwünscht, und des-

halb wird es gemäß Abb. 2 bei' ä, dt abgeleitet.

Diese Allleitung muß in der Höhe liegen, bis

zu welcher das Kühlmittel steigen darf, ohne

Schaden anzurichten. Die besondere Art der

Kühlung durch Einführen des Kühlmittels in

den Spalt zwischen Strang und Kokillenwand

bis zur Abhebestelle des Gießstranges gehört

aber nicht zum Gegenstand der Erfindung.

Es gibt nun aber auch Fälle, -in denen es

erwünscht ist, daß das Kühlmittel bis über

den flüssigen Gießkopf steigt. In diesem Fall

kann dann gemäß Abb. 3 der eigentliche,Gieß-

niantel in der Nähe seines oberen Endes mit

einem Abfluß i versehen sein, durch den das

bis dahin gelangte Kühlmittel wieder nach

außen gelangt. Oll in diesem Fall noch der

im Zusammenhang mit Abb. -> beschriebene

Abfluß ä, 1t erforderlich ist, der in :#ffib.3

allerdings auch angedeutet worden ist. hängt

davon ab, wie stark die Kühlmittelströmung

sein soll und wie hoch der Stand des Kühl-

mittels über dem Gießkopf erwünscht ist.

Selbstverständlich ist-es aber auch möglich,

im oberen Teil, d. h. über dem Gießkopf be-

sondere Zu- und Ableitungen s und i für ein

Kühlmittel vorzusehen, so ,dtaß hier also in

Verbindung mit dem flüssigen Kopf gege-

benenfalls ein anderes Kühlmittel Anwen-

dung finden kann als im unteren Kühlraum.

Die Kühlung .durch Einführung des Kühl-

mittels zwischen Strang und Kokillenwand

bis über 'den flüssigen Gießkopf gehört aber

ebenfalls nicht zum Gegenstand der Erfin-

dung.

Abb. 4 zeigt nun eine Kokille ähnlich den

Abb. 1. 2 und 3, die aber oben abgeschlossen

ist, und -zwar mit einem Deckel it und einer

@@'andung 1, die beweglich, beispielsweise zieh-

harmornikaa@rtig, gestaltet ist, in ähnlicher

Weise und Ausführung wie die Wandung c

in den Abb. 1 bis 3.

Am unteren Ende der Kokillenwand b kann

erforderlichenfalls der zwischen ihr und dem

Mantel a gebildete Raum p durch eine Zwi-

schenwand d abgeschlossen werden. Es wer-

den dann innerhalb der Gesamtkokille drei

Räume gebildet. Einmal der Raum p, der zur

Aufnahme eines aus gasförmigen, flüssigen

oder festen Stoffen bestehenden Kühlmittels

vorgesehen ist, wobei unter Kühlmittel jedes

Mittel zu verstellen ist, dessen Temperatur

unter der Gießtemperatur liegt, sodann der

darunterliegende Raum r. Dieser wird ge-

bildet durch die Kokillenwand b, den da-

riebenliegenden Gußstrang, die Wand a, den

Mantel c und den unteren Abschlußteil d.

Schließlich der Raum o, der zwischen dem

flüssigen Gießkopf. der Kokilleilwand b, dem

Deckel ii. mit der Seitenwandung 1 gebildet

ist.

In dem Raum;- kann das gleiche Mittel

wie im Raum p vorgesehen sein: alsdann wer-

den die. Wände q geöffnet. Es können aber

im Ralini r auch andere Mittel vorgesehen

sein, und zwar nicht nur solche, die kühlen,

sondern auch solche, die erwärmen oder den

Guflstrang an dien betreffendein Stellen auf

gleicher Temperatur halten oder sonst einen

Schutz z. B. gegen Luftzutritt bzw. Oxyda-

tion bilden.

Im Raum o können ebenfalls gasförmige,

flüssige oder feste Stoffe vorgesehen sein, die

dieselben oder andere sind, wie sie in den

Räumen q und/oder i- vorhanden sind.

N-lit dieser Vorrichtung läßt sich nun der

Gießvorgang ohne Druck oder mit Druck

durchführen. Ohrie Druck erfolgt das Gießen,

wie mit den Vorrichtungen nach den Abb. z

his 3, mir mit dein Unterschied, daß in den

Räumen o, (r, r unter sich verschiedene oder

gleiche Mittel vorhanden sind, die lediglich

dem zwecks Zu- und Abführung erforder-

lichen Druck ausgesetzt sind und auf den ent-

stehenden Guß in bezug auf Druck keinen

Einfluß ausüben. Beim Gießen unter Druck

stehen unter sonst gleichen Verhältnissen

sämtliche oder nur einzelne der Räume p, o, r

unter Druck. Zweckmäßigerweise sind die

Verhältnisse so gehalten, daß bei geschlos-

sener Wand q das Mittel indem Raum p wie

üblich zu- und abgeführt wird, während in

den Räumen r und o für gleiche oder verschiedene Mittel der gewünschte gleiche Druck gehalten wird. Hierbei ist die Schmelze mit mindestens dem gleichen Druck durch die Düse k der Kokille zuzuführen: Hierbei kann wiederum der Druck im Raum p dem in b oder r herrschenden Druck gleichgesetzt wer-,len. Dadurch wird ein Druckausgleich zwischen p, o und r erzielt, der die Verwendung dünner Wandurigen b zuläßt.

Die in den Räumen r und o vorhandenen Mittel können zweckmäßigerweise zugleich ein Kühlmittel sein, wenn der Guß zusätzlich gekühlt werden soll. Das eine oder andere oder beide Mittel können aber auch ein Heiz-, Schutz- oder sonstiges Druckmittel sein.
Es kann auch möglich sein, die Räume o und r unter verschiedenem Druck zu halten, z. B. so, daß im Raum o ein Vakuum erzeugt und der Raum r- mit einem Überdruck versehen wird. Dadurch würde im Raum o eine Entgasung des flüssigen Gießkopfes stattfinden, während durch den Druck im Raum r die Struktur des erstarrenden Stranges verdichtet wird.
Wenn in dem Raum r sich ein nicht kühlendes Mittel befindet. so muß der Abschlußtail d entsprechend aus hitzebeständigem Material bestehen. In diesem Fall können direkt die Verarbeitungswalzen als unterer Abschlußteil vorgesehen sein.
Wird das im Raum o vorhandene Mittel als Kühlmittel verwendet, dann muß 'das die Schmelze zuführende Rohr k, welches ja bis in .den flüssigen Gießkopf .eintaucht und auf Gießtemperatur gehalten werden muß, mit einer Isolierung versehen sein, die es gegen den Einfluß des Kühlmittels schützt.
Die verschiedenen obenerwähnten Möglichkeiten des Gießvorganges unter Druck erreichen, daß der gesamte Gießvorgang in bezu:g auf flüssigen Gießkopf, erstarrenden und erstarrten Teil unter beliebigem Druck vorgenommen werden kann. Je nach der Art des angewandten Gießverfahrens wird hierbei dann der gesamte Gußkörper (flüssiger, erstarrender und erstarrter Teil) von dem oder den Druckmitteln umgel;en, oder aber das untere und obere Druckmittel werden dort, wo das Metall die Kokillenwand b berührt, durch das Metall des Gußkörpers voneinander getrennt gehalten, und an dieser Stelle wird dann der Druck von der Kokillenwand aufgenommen, so daß auch in diesem Fall das Metall unter Druck von unten und oben und seitlich steht. Hierbei empfiehlt sich der obonerwähnte Druckausgleich im Raum p.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Kühlkokille zum Herstellen von Gießsträngen aus Metallen in Durchlaufkokillen, mit einem eigentlichen formgebenden Kokillenteil und einem Kühlmantel, der sich in Richtung des aus dem formgebenden Kokillenteil austretenden Stranges iil)er diesen Kokillenteil hinaus erstreckt und am Ende mit einem dichten Abschluß versehen ist, durch welchen der Strang hinausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dali der Kühlmantel ganz oder teilweise verlängerbar ist. Kokille nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß der untere Kokillenal>schlttl:l (d) aus einem oder mehreren Khrl,ern aus elastischem Stoff, z: ]3. Gummi, besteht, die sich dem Profil des Gußstranges genau anschmiegen, und zwar zweckmäßigerweise unter Druck. ;. 1.Lolcille nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Walzen aus nachgiebigem, elastischem Stoff, z. B. Gummi, als Abschlußkörper. Kokille nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 3. dadurch gekennzeichnet. daß über dem flüssigen Gießkopf unmittelbar im Gießraum (o) der Kokille Zu- und Abflüsse (s und i) für ein Kühlmittel angeordnet sind, welches auch ein anderes als das im Hauptkühlraum verwendete Kühlmittel sein kann. 5. Kokille nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis q., dadurch gekennzeichnet. daß der Raum (o) über dem flüssigen Gießkopf abgedichtet ist, um unter Überdruck oder Unterdruck gehalten zu werden. cis Kokille nach einem oder mehreren der :irispriiche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, dar der zwischen Kokillenwand (b) und -tnantel (a) gebildete Kühlraum durch einen Boden (d) abschließbar ist. Kokille nach einem oder mehreren -der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Richtung des Gießstranges auf- und abbewegbar ausgebildet ist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren keine Druckschriften in Betracht gezogen worden.