Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Giessen von Metallsträngen. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zum kontinuierlichen Giessen von Metallsträngen unter Verwendung gekühlter Gussformen, bei welchem .der erstarrte Strang von der Eingiessstelle weggezogen wird und besteht darin, dass das Schmelzgut mit gleichbleibender Geschwindigkeit, Menge pro Zeiteinheit und Temperatur und unter Ab schluss gegen schädliehe Dämpfe und Gase in die Form gegossen wird.
Zahlreiche praktische Versuche haben er ;eben, da.ss nach diesem Verfahren ein allen Anforderungen genügendes Produkt erzielt werden kann.
Die Labe des Metallspiegels zur Guss- formwandung kann dauernd geändert wer den, indem die Gussform während des Giessens in der Längsrichtung des entstehen den Gussstranges hin- und herbewegt wird. Zu diesem Zwecke kann die Form eine be stimmte Strecke mit der gleichen Geschwin digkeit wie der Strang verschoben und als- dann - zweckmässig mit erhöhter Geschwin digkeit - in die Anfangslage zurückbewegt werden. Dies ist besonders zweckmässig bei Verwendung von Gussformen mit den heute allgemein üblichen Wandstärken.
Für Guss formen aus hochwertigen Spezialwerkstoffen, die eine sehr dünne Wandung erlauben, kann die Hin- und Herbewegung wegfallen und die Gussform unbeweglich bleiben.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung zur Durchführung des Verfahrens besitzt für die Schmelze einen Warmhalteofen, der zur Regelung der Ausflussgeschwindigkeit aus der Giessdüse unter einstellbarem Druck steht. Dabei kann die Zuflussleitung vom Warmhalteofen bis zum Ende der Giessdüse über ihre ganze Länge durch eine selbstän dige regelbare Wärmequelle heizbar sein.
Zwischen Warmhalteofen und Einfüll- düse kann ferner ein höher gelegener Be hälter angeordnet sein, wobei die Änderungen der Füllung dieses Behälters zur Regelung der Ausflussgeschwindigkeit des Giessgutes benutzbar sind.
Entweder kann dazu der Be hälter aus einer Wanne bestehen, in welcher mittelst eines 'Schwimmers die Ausfluss- geschwindigkeit regelbar ist, oder der Be hälter kann aus einem geschlossenen Rohr gebildet sein, wobei die Regelung der Aus flussgescUwindigkeit mittelst eines auf dem Metallspiegel in der Gussform ruhenden Schwimmers vorgenommen werden kann. Weiterhin kann auch die Regelung der Aus flussgeschwindigkeit des Schmelzgutes in Ab hängigkeit der elektrischen Widerstands schwankungen des in der Zuflussbahn befind lichen Schmelzgutes erfolgen.
In beiliegender Zeichnung ist das Ver fahren, sowie einzelne Vorrichtungen zur Ausführung desselben anhand von Beispielen schematisch veranschaulicht.
Abb. 1 zeigt schematisch eine erste Vor richtung, Abb.2 einen geänderten Teil der Vor richtung nach Abb.:1; die Abb. 3 und 4 veranschaulichen Einzel heiten der Vorrichtung.
Die Gussform 1 in Form einer durch gehend offenen Kokille besitzt einen Kühl mantel 3; zwischen diesen und .der Gussform zirkuliert -das beispielsweise bei 5 eingeführte und bei 6 abgeführte Kühlmittel 4.
Sollte die Wärmeabfuhr für den konti nuierlichen Arbeitsgang nicht genügen, so kann die Gussform durch einen Antrieb, der mit dem Tisch 2 in Verbindung steht, in Richtung des entstehenden Gussstückes auf und abbewegt werden. Durch die ständige Verschiebung des Metallspiegels zur Guss- formwandung ist für eine dauernde Ande- rung der Wärmebeanspruchung der Guss- formwandung gesorgt, so dass eine grössere Wärmeabfuhr entsteht.
Das Gussstück _A selbst wird unmittelbar unterhalb des Tisches bezw. dessen unterer Umkehrlage von einem Walzenpaar 8 erfasst, welches zum Vorschub des Gussstückes .:1 oder zum Walzen bezw. Verarbeiten des selben dient.
Die Walzen 8 werden eben falls von -der Zentralstelle 7 aus unter Zwischenschaltung geeigneter Vorgelege an getrieben, und zwar derart, dass das Guss- stück mit derselben Geschwindigkeit vor getrieben wird, wie die von der Zentralstelle 7 aus gesteuerte Gussform. Die Steuerung der Gussform erfolgt durch geeignete An triebsorgane, wobei die Steuerung auch der art erfolgen kann, dass die Zurückbewegung der Gussform 1 in die Anfangslage mit er höhter Geschwindigkeit erfolgt.
Die Bewe gung ist also derart, dass in der Vorschub richtung des Gussstückes keine Relativbewe gung der Gussform zum Gussstück statt findet und in der entgegengesetzten Richtung die Gussform vom Gussstück so weit ab gestreift wird, bis sie wieder in die Anfangs lage zurückgekehrt ist. Die Gussform wan dert also in der einen Richtung mit dem Gussstück mit und wird, während das Guss- stück kontinuierlich weitergefördert wird, zurückbewegt.
Das vom 'Schmelzofen in einer Schmelz pfanne 9 zugeführte Schmelzgut gelaugt zu nächst in einen Ofen 10, der zum Warm halten .des Schmelzgutes in der weiter unten angegebenen Weise :dient. Vom Warmhalte- ofen gelangt nun das Schmelzgut zu der Giessidüse 11, -die in,die Gussform hineinragt. Zweckmässigerweise wird das iSchmelzgut vom Warmhalteofen 10 über eine Wanne 12 (Abb. 1) der Düse zugeführt.
Die Zufluss- bahn liegt über dem Warmhalteofen und der Düse. Das Schmelzgut wird durch einen in den Warmhalteofen eingeführten Druck in die Wanne 12 hochgedrückt. Der Höhenstand des Schmelzgutes in der Wanne und dessen Einstellung ist massgebend für die Ausfluss- geschwindigkeit des Schmelzgutes aus der Düse und wird reguliert.
An Stelle der Wanne 12 kann auch ein geschlossenes Rohr 13 (Abb. 2) Verwendung finden. In diesem Falle besteht dann das aus dem Warmhalteofen 10 hochgeführte Steigrohr 14, der Rohrabschnitt 13 und die in die eGussform führende Düse 11 aus einem einzigen Körper, der einen in seinem Ver lauf U-förmigen Rohrabsehnitt darstellt.
Zür Regulierung .der Ausfluss.geschwindigkeit des Schmelzgutes aus ;der Düse dient bei diesem Beispiel ein .gemäss Abb. 3 um die Düse 11 auf den Metallspiegel in .der Gussform auf- gesetzter Schwimmer 27, der die Höhen standsänderungen des Metallspiegels anzeigt, welche Änderungen dann in an sich bekann ter Weise für die selbsttätige oder Hand regelung nutzbar gemacht werden.
Ausserdem Warmhalteofen wird auch die übrige Zuflussbahn unter konstanter Tempe ratur gehalten. Bei Verwendung einer Wanne 12 werden zweckmässig Wanne 12 und Steig rohr 14 zusammen beheizt, während .die Be- heizung der Düse zweckmässigerweise ge trennt, und zwar womöglich elektrisch er folgt. Bei Verwendung eines Rohrabschnittes 13 gemäss Abb. 2 wird zweckmässig der ganze Rohrabschnitt elektrisch beheizt.
Zweckmässig wird die ganze Zuflussbahn vom Anfang bis zum Ende der Düse beheizt. Hierzu dienen Anschlüsse, die beispielsweise in der in Abb. 4 gezeigten Weise ausgebildet sind. An den beiden Enden des Düsenrohres <B>11</B> sind Rohre 15, 16 übergestülpt und mit den Enden des Düsenrohres 11 verbunden. An den freien Enden dieser übergestülpten Rohrstutzen sind Flansche 17, 18 angeord net, die die Anschlussklemmen für die Be- heizungskabel aufnehmen.
Bei Verwendung eines Heberohres nach Abb. 2 kann die Beheizung .der Zuflussbahn dadurch erfolgen, dass die elektrische Zufüh rung im Warmhalteofen durch das Metallbad selbst erfolgt, während am Düsenende der Anschluss in der in Abb. 4 gezeigten Weise angeordnet ist.
Bei elektrischer Beheizung der Zufluss- bahn des Schmelzgutes kann die Regelung der Ausflussgeschwindigkeit gegebenenfalls die Regelung der Beheizungstemperatur von den Änderungen des ohmschen Widerstandes abgeleitet werden, die sich je nach dem Fül lungsgrad der Zuflussbahn mit .Schmelzgut ergeben.
Die mit :dem Schmelzgut in Berührung kommenden Leitungen, insbesondere auch die Gussform, bestehen aus einem korrosions beständigen, neben Eisen hohen Chromgehalt aufweisenden Werkstoff. Bei elektrischer Be- heizung wird für die Leitungen ebenfalls ein derartiger Werkstoff verwendet, der aber einen höheren Widerstandskoeffizienten auf weist als das Schmelzgut. Ausserdem muss das Material, aus dem -die Zuflussbahn be steht, ganz gleich, ob elektrische oder andere Beheizung stattfindet, aus einem Material bestehen, welches sich mit dem .Schmelzgut nicht legiert.
Für die gonstanthaltun.g der Beheizungstemperatur, sowie für einen ein wandfreien 'Giessvorgang ist es zweckmässig, die iSchmelzgutführungsleitung innen und eventuell auch aussen mit einer keramischen Masse auszukleiden. Diese kann zweckmässig aus bekannten Werkstoffen wie iSteatit, Silo- manit oder dergleichen bestehen.
Der Raum zwischen dem Metallspiegel und der obern 'Stirnseite der Gussform ist gegen schädliche Dämpfe und Gase geschlos sen. Dies kann durch eine Gas- oder Flüssig keitsschicht erreicht werden, die eine Oxyda tion des Metallspiegels und somit eine Ver- krustung desselben und der Gussformwan- dung mit Sicherheit verhindert und zugleich als Schmiermittel zwischen Guss und Guss- formwandung dienen kann.
Zur Verhinderung von Blasen- und Lunkerbildung reicht ;die Düse bis .dicht an oder unter den Metallspiegel, um einen freien Strahl, der einen unruhigen Metallspiegel, sowie ein eventuelles Mitreissen von Gasen bewirkt, zu vermeiden. Die Lage der Düsen öffnung zu dem Metallspiegel muss zur ein wandfreien Durchführung des Giessvorganges stets die gleiche bleiben.
Die Zuführung des Abdeck- und Schmiermittels in den Guss- formraum oberhalb des Metallspiegels erfolgt durch eine der Form der 'Gussformöffnung a.ngepasste Vorrichtung 19, die durch ver schiedene Offnungen das Deckgut, welches aus Gas, Öl, geschmolzenem Salz und der gleichen besteht, gleichmässig verteilt.
Die Wirkungsweise .der Einrichtung ist wie folgt: Angenommen der Warmhalteofen sei mit Schmelzgut angefüllt und die ganze Zufüh rungsbahn vom Warmhalteofen bis zum Aus- laufende der Düse beheizt und auf der not wendigen konstanten Temperatur gehalten. Der Warmhalteofen ist dicht abgeschlossen. Es wird nun durch den Druckerzeuger 21 Druck in den Warmhalteofen eingeführt, der auf den Metallspiegel im Ofen wirkend das Schmelzgut durch das Steigrohr 14 nach oben in den Behälter 12 drückt. Der Druck wird so eingestellt, dass die gewünschte Aus flussgeschwindigkeit durch die Düse in die Gussform erreicht wird.
Die Gussform wird nun im ruhenden Zustand gefüllt, bis der Metallspiegel .den gewünschten Höhenstand bezw. die gewünschte Lage gegenüber der Düsenöffnung erreicht. In diesem Augen blick wird der Antrieb 7 der Gussform ein geschaltet, wobei auch die Walzen 8 ihren Vorschub beginnen. Selbstverständlich wird vor dem Anfahren ein durch die Walzen ge führtes Verschlussstück in die Gussform ein geführt, das sich mit dem einlaufenden Me tall verbindet.
Werden dann die Vorschub walzen in Bewegung gesetzt, so zieht das Verschlussstück das begonnene Gussstück mit sich, und das Anfahren ist .damit bewirkt. Durch die Auf- und Abwärtsbewegung der Gussform ändert der im Raum und damit zu der Düse stets die gleiche Höhe ein nehmende Metallspiegel ständig seine Lage zu der Gussformwandung.
Vor dem Anlassen oder zu einem spä teren geeigneten Zeitpunkt wird die Zufuhr vorrichtung 19 für das :Schutzmittel in Tätig keit gesetzt.
Die Regulierung der Ausflussgeschwin- digkeit des Schmelzgutes aus der Düse er folgt nun bei der in Abb. 1 gezeigten Aus führung auf Grund der Höhenstandsmessung des Schmelzgutes in der Wanne 12. Der dort angeordnete (nicht gezeichnete) Schwim mer überträgt den Höhenstand entweder auf, eine optische oder akustische Anzeigevorrich tung, nach deren Angaben die Regelung er folgt. Bei Verwendung einer akustischen An zeigevorrichtung erfolgt die Regulierung des Höhenstandes in .der Wanne 12 bezw. der Ausflussgeschwindigkeit von Hand.
Der Schwimmer in .der Wanne 12 kann seine Be- wegungen auch auf eine automatische Rege lungsvorrichtung übertragen, die dann ent sprechend den Höhenstandsänderungen den Druck im Warmhalteofen so regelt, dass stets die gleiche Ausflussgeschwindigkeit erreicht wird.
Bei Verwendung eines Heberohres nach Abb.2 ist das auf die Druckschwankungen ansprechende Element ein Schwimmer auf dem Metallspiegel in der Gussform. Die Regelung der Ausflussgeschwindigkeit er folgt dann durch Änderung des Druckes in der oben für die Wanne 12 angegebenen Weise. An Stelle des Schwimmers kann bei elektrischer Beheizung der Zuflussbahn die Druckänderung auf Grund der Änderungen des ohmschen Widerstandes durchgeführt werden, welche sich durch die Änderung der Füllung der Zuflussbahn ergeben.
Die Wider standsänderungen können ein in den Be- heizungsstromkreis eingeschaltetes Ampere meter beeinflussen, das den Druckapparat 21 steuert. Die Geschwindigkeit des Eingiessens in die Form und die Kühlung der Form wird zweckmässig so geregelt, dass eine Erstarrung des Schmelzgutes bis dicht unterhalb des Metallspiegels des Schmelzgutes in der Form erfolgt.