NO153420B - Anordning for tilfoersel av metallsmelte ved strengstoeping av baand i beltekokiller. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder en anordning for tilførsel av metall-smelte ved strengstøpning av bånd i beltekokiller.

For kontinuerlig støpning av bånd av aluminium og andre metal-

ler er det utviklet maskiner med beltekokiller, hvorved støpe-

formen dannes av en dobbelttrekke av kokillehalvdeler, som er sammenstilt i to endeløse omløpende kjeder. Ved innløpsenden legger de innbyrdes motstående kokillehalvdeler seg mot hver-

andre og beveger seg i denne stilling over en viss strekning,

hvor den egentlige beltekokille dannes. Deretter adskilles kokillehalvdelene for etter kort tid atter å sammenføres ved innløpsenden.

Støping i beltekokiller har i lengre tid tilhørt kjent teknikk

(E. Hermann, Handbuch des Stranggiessens, Dusseldorf 1958,

side 51 og videre).

Ved maskiner med beltekokille for støpning av forholdsvis

tynne bånd, f.eks. en tykkelse 20 mm og derunder, er tilfør-selsdysen for metallet den ømtåligste bestanddel. Dette hen-

ger først og fremst sammen med det forhold at det foreligger få konstruksjonsmaterialer som kan motstå de høye temperaturer av det gjennomstrømmende metall, og i det tilfelle støpemet-al-

let er aluminium eller en aluminiumlegering må materialet i tilførselsdysen også kunne motstå erosjon fra eller oppløs-

ning i vedkommende metall.

Anordninger av ovenfor angitt art er beskrevet i US-PS

2.752.649, CH-PS 508.433 samt i "Handbuch des Stranggiessens,

sidene 60 og 61. De deler av sådanne tilførselsdyser som kom-

mer i berøring med det flytende metall, består av et ildfast konstruksjonsmaterial, som f.eks. kan utgjøres av en blanding av 30% diatoméjord (praktisk talt ren kiselsyre i form av mikroskopiske celler), 30% lange asbestfibre, 20% natriumsili-

kat (tørrvekt) og 20% kalk (for dannelse av kalsiumsilikat).

Sådanne materialer markedsføres under de beskyttede varemerke-betegnelser "Marinite" og "Marimet".

Den dyse som er beskrevet i US-PS 2.752.649 er utført for

støping av forholdsvis tykke aluminiumstrenger med rektangu-

lære tverrsnitt. Dysens munnstykke oppviser en midtre front som forløper vinkelrett på aksen av støpeformens hulrom, samt to sideavsnitt som skråner bakover i en viss vinkel. Dysens hovedgjennomløp for det smeltede metall forgrener seg i munn-

stykket på sådan måte at en metallstråle rettes skrått mot hver av støpeformhulrommets smalsider, mens en ytterligere stråle er rettet direkte fremover. Metallet vil da størkne innover fra smalsidene mot midten, mens den midtre stråle utfyller alle krympningslommer som dannes ved strøkning av metallet.

Denne kjente dyse er imidlertid ikke anvendbar ved støpning av forholdsvis tynne plater og store båndbredder, f .eks. fra 700

til 1500 mm og mer, med en tykkelse på ca. 20 mm og utform-

ningen av dysens munnstykke er dessuten uhensiktsmessig for båndfremsti11ing.

Fra nevnte CH-PS 508,433 er det kjent en dyse som i nærheten

av munnstykkets ytterende og langs hele dets omfang er forsynt med innlegg av selvsmørende material. Disse innlegg rager også så langt ut fra munnstykkets overflate at enhver direkte berøring mellom dyseoverflaten og kokillehavldelene forhindres og inntrengning av støpemetall i mellomrommet mellom munn-

stykket og kokillehalvdelene unngås.

Skjønt de ovenfor beskrevne dyser av ildfast material oppviser

en god varmedemning og liten varmekapasitet, har de likevel vesentlige ulemper, idet det anvendte material utmerker seg ved liten homogenitet med hensyn til sin kjemiske sammenset-

ning og sine mekaniske egenskaper, samt tendens til vannab-sorpsjon og irreversibel forandring av den kjemiske sammenset-

ning ved oppvarming til arbeidstemperatur, og i forbindelse med dette ytterligere sprøhet samt nedsatt mekanisk fasthet.

Disse forhold tillater som regel bare anvendelse av dysene en eneste gang.

i

På tross av den ovenfor angitte lave varmekapasitet og dårlige varmeledningsevne for kjente keramiske materialer, må likevel dysen foroppvarmes før støpeprosessen for å hindre størkning av metallet i dyseåpningen under den første fase av støpepros-essen.

i På denne bakgrunn av kjent teknikk er det da et formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe en anordning for tilfør-sel av metallsmelte ved strengstøpning av bånd i beltekokiller, og som er enkel å fremstille samt består av et material som tillater gjentatt bruk av anordningen.

Oppffnnelsen gjelder således en anordning for tilførsel av metallsmelte ved strengstøpning av bånd i beltekokiller, med flere utløpskanaler anordnet ved siden av hverandre og utformet som hulprofiler utført i tungtsmeltelig varmebestandig material, og anordningens særtrekk i henhold til oppfinnelsen består i at det for hver utløpskanal er anordnet et hulprofil, og at hulprofilene kan skilles fra hverandre samt består av aluminiumtitanat. Sådanne hulprofiler av nevnte tungtsmeltelig, varmebestandig material er kjemisk og mekanisk stabile, svakt eller ikke hygroskopiske, fuktes dårlig eller slett ikke av metall, samt er bestandig mot varmesjokk og deformeres ikke. Disse fordringer med hensyn til materialegenskapene oppfylles i sin helhet og overtreffes tildels også i høy grad av anordningen i henhold til oppfinnelsen.

Det har vist seg at fastheten overfor varmesjokk ved en sådan anordning i henhold til oppfinnelsen er så stor at foropp-varming av dysen før støpingen kan bortfalle.

Anordningen kan imidlertid likevel ved siden av de smeltefør-ende kanaler oppvise ytterligere kanaler parallelt med disse for oppvarming av anordningen.

Det ytre tverrsnitt av hulprofilene kan være av hvilken som helst geometrisk form. Likeledes kan tverrsnittet av kanalene henholdsvis for føring av flytende metall og for oppvarming ha en hvilken som helst hensiktsmessig geometrisk utformning. Formgivningen begrenses således utelukkende av tilvirknings-tekniske og økonomiske forhold. Hulprofilene kan med fordel utføres med rektangulært tverrsnitt og 'forholdsvis smal utforming. De nevnte kanaler har likeledes fortrinnsvis rektangulær form, men kan også uten videre ha en sirkelrund eller annen hensiktsmessig tverrsnittsform.

For å forbedre anordningens stabilitet kan de innbyrdes til-støtende sideflater av inntilliggende hulprofiler være utført slik at de formmessig griper inn i hverandre.

I det minste en del av kanaler som er anordnet for oppvarming kan dannes ved tilsvarende utforming av de inntilliggende hulprofiler .

Oppvarmingen av dysen ved hjelp av varmekanalene kan finne sted på forskjellige måter. I henhold til en første utfør-elsesvariant inneholder disse kanaler minst en motstandsopp-varmbar elektrisk leder i form av tråder, spiraler eller bånd. Disse ledere består fortrinnsvis av et metall med forholdsvis lav spesifikk elektrisk ledningsevne. For dette formål egner seg særlig ledere av krom/nikkel-legeringer eller av jern-legeringer som er kjent som elektriske motstandslegeringer og har høyt innhold av krom, aluminium og kobolt.

I henhold til en annen utførelsesvariant kan dysen oppvarmes uten innbygging av elektriske varmeledere, idet varmluft blås-es gjennom vedkommende varmekanaler.

Ved hjelp av hulprofilene i henhold til oppfinnelsen kan det fremstilles en tilførselsanordning som over hele sin lengde-utstrekning kan oppvarmes på sådan måte at temperaturen av de flater som kommer i berøring med det flytende metall holder seg over metallets smeltetemperatur. Videre kan til enhver tid under støpeprosessen anordningens balanse påvirkes.

For å muliggjøre innstrømning av metallet i støpeformen i form av en flat og ubrutt metallstrømning, kan hulprofilene som er anordnet ved siden av hverandre være påført et felles munnstykke av et likeledes tungtsmeltelig, varmebestandig konstruksjonsmaterial, og hvis utløpsåpningen er utformet som en sliss .

Dette munnstykke kan f.eks. være trinnløst forbundet med hulprofilene og være festet til disse ved hjelp av kjente for-bindelseselementer.

Ved en ytterligere utførelsesform kan vedkommende munnstykke være skjøvet inn på de sideordnede hulprofiler og omslutte disse i tett anlegg. Ved en sådan utførelsesform er det en fordel at hulprofilene griper formmessig sideveis i hverandre og således fastholdes i ett og samme plan. Derved kan hulprofilene ikke forskyves i forhold til hverandre vinkelrett på dette plan, og faren for skade på munnstykket som følge av mekaniske spenninger nedsettes da i betraktelig grad. Dette er særlig viktig når det material som munnstykket er utført i, utgjøres av et mykere material, slik som f.eks. "Marinite" .

Anordningen i henhold til oppfinnelsen kan f .eks. anvendes i en metalltilførselsinnretning av den art som er angitt i fig. 1 i tidligere nevnte CH-PS 508.433. Herunder anordnes hulprofiler ved siden av hverandre i en beholder, som f.eks. er utført i sponbearbeidet støpestål med liten utvidelseskoeffi-sient, og består av to halvdeler som skrues sammen.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet ved hjelp av forskjellige utførelsesformer og under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser et tverrsnitt gjennom et hulprofil med kanal for metallsmelte; Fig. 2 viser i perspektiv flere hulprofiler anordnet ved siden av hverandre og forsynt med et felles munnstykke; Fig. 3 viser et tverrsnitt gjennom et hulprofil med en midtkanal for metallsmelte og to sidekanaler for motstandsoppvarming; Fig. 4 viser et tverrsnitt gjennom et hulprofil med to kanaler for metallsmelte og to kanaler for motstandsoppvarming; Fig. 5 viser et tverrsnitt gjennom et hulprofil med to kanaler for metallsmelte anordnet symmetrisk ved siden av hverandre samt tre kanaler for motstandsoppvarming; Fig. 6 viser et tverrsnitt gjennom et hulprofil med to kanaler for metallsmelte og en midtkanal for motstandsoppvarming samt sideflater utformet for dannelse av ytterligere kanaler for motstandsoppvarming ved kombinasjon ved sideordnede hulprofiler. Fig. 7 viser et tverrsnitt gjennom et hulprofil med en kanal for metalltilførsel og flere kanaler for tilførsel av varmluft. Fig. 1 viser et tverrsnitt gjennom et hulprofil 10 med en kanal 11 for metalltilførsel og som strekker seg praktisk talt over hele profilets bredde.

I fig. 2 er flere hulprofiler 10 som er anordnet ved siden av hverandre, forsynt med et felles forkoblet munnstykke 15 med slissformet utløp 16. Munnstykket 15 slutter seg på alle sider uten trinnovergang til de sideordnede hulprofiler 10.

Fig. 3 viser et tverrsnitt gjennom et hulprofil 10 med en

kanal 11 for metalltilførsel og som strekker seg praktisk talt over hele profilets bredde. På utsiden av denne kanal er det symmetrisk i forhold til profilets lengdeakse anordnet ytterligere kanaler 12 med hver sin elektriske leder 13. Hvis pro-

filer av denne art legges ved siden av hverandre, fremkommer det imidlertid en forholdsvis ugunstig anordning, idet to varmeelementer ligger ved siden av hverandre, mens det langs den brede smelteførende kanal 11 ikke forefinnes noe ytterligere varmeelement.

I det viste hulprofil 10 i fig. 4 er det anordnet to kanaler II for metallsmelte samt også to kanaler 12 for elektriske ledere 13, vekselvis ved siden av hverandre. Ved plassering av sådanne profiler 10 ved siden av hverandre må det således påses at de to typer kanaler forekommer vekselvis over hele dysebredden. Hver kanal 11 for metallsmelte er da flankert av to elektrisk oppvarmbare ledere. På denne måte oppnås en regelmessig temperaturprofil over dysebredden.

Den symmetriske anordning i fig. 5 av to kanaler 11 for metallsmelte og tre kanaler 12 for elektrisk oppvarmbare ledere 13, utgjør en forbedring av fig. 3, da det foreligger en ytterligere elektrisk oppvarming i midten av hulprofilet. Fig. 6 viser i prinsipp en utførelsesvariant av det hulprofil som er vist i fig. 4. Den periferisk anordnede kanal i fig. 6 for elektriske ledere er imidlertid i dette tilfelle ikke luk-ket , men danner en innbuktning 8 på sådan måte at det først ved sammensetning av to hulprofiler ved siden av hverandre fremkommer en tilsvarende varmekanal. I denne utførelsesvari-ant foreligger det to elektriske ledere 13 for hver smelte-kanal. Fig. 7 viser hulprofiler 10 med hver sin kanal 11 for metall-smelte og som strekker seg over hele profilets bredde. I den nedre og øvre vegg av profilet er det imidlertid innebygd kanaler 12, som ikke er forsynt med elektriske ledere^men oppvarmes ved hjelp av varmluft.

EKSEMPEL

Av aluminiumtitanat (A^TiO,-) ble det under utnyttelse av

en kjent fremgangsmåte i keramisk teknologi fremstilt hulprofiler med en lengde på 480 mm, en bredde på 6 7,5 mm og en høyde på 17 mm. Den geometriske utforming av disse profiler er vist i fig. 1 med en veggtykkelse på 4 mm. De enkelte profiler ble ved hjelp av en metallholder sammenstilt til en dyse med en bredde på 405 mm. I varmekanalene ble det innlagt trådformede varmeelementer bestående av en jernlegering med høyt innhold av krom, aluminium og kobolt, og som var i stand til å frembringe en varmeydelse på omkring lkW over en lengde på 450 mm. Varmeanlegget ble utført slik at de to tilslut-ningskontakter kunne tas ut på samme side av dysebæreren. Med innføring av termoelementer i det indre av de metallførende kanaler ble dysen nå utført slik at det ble mulig å utføre temperaturmålinger i avhengighet av varmetilførselen. Ved gradvis oppvarming av varmeelementene i det indre av varmekanalene, var det mulig å observere temperaturforøpet i metallkanalens indre. Ved sådan måling ble det fastslått at det ved en varmeelementtemperatur på 1200°C ble oppnådd temperaturer mellom 650 og 900°C i det indre av den smelteførende kanal. Disse temperaturer er tilstrekkelig for fremføring av aluminiumsmelte.

Samtidig kunne det fastslås ved dette forsøk, at det anvendte material aluminiumtitanat viste seg å ha en helt tilfreds-stillende fasthet overfor varmesjokk. Forsøket kunne gjentas 6 ganger etter hverandre uten at keramikken oppviste noe som helst skade eller riss.

Claims (6)

1. Anordning for tilførsel av metallsmelte ved strengstøp-ning av bånd i beltekokiller, med flere utløpskanaler anordnet ved siden av hverandre og utformet som hulprofiler utført i tungtsmeltelig varmebestandig material, karakterisert ved at det for hver utløps-kanal (11) er anordnet et hulprofil (10), og at hulprofilene kan skilles fra hverandre samt består av aluminiumtitanat.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at det i minst en vegg av hulprofilet (10) er anordnet varmekanal (12) parallelt med utløpskanalen (11).

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakter, isert ved at i det minste den ene av innbyrdes tilgrensende hulprofiler på sin kortside oppviser en innbuktning (8) som sammen med det inntilliggende profil danner en varmekanal (12).

4. Anordning som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at varmekanalene (12) inneholder minst en elektrisk leder i form av tråder, spiraler eller bånd.

5. Anordning som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at innbyrdes tilgrensende hulprofiler (10) griper formsluttende sideveis inn i hverandre .

6. Anordning som angitt i krav 1-5, karakterisert ved at hulprofilene (10) er anordnet ved siden av hverandre og er forkoblet med et munnstykke (15) med slissformet utløpsåpning (16) på metall-smeltens utløpsside.