DEVICE FOR CONTINUOUS CASTING OF METALS

Abstract: 1. Device for continuous casting of metals with a continuous casting mould more particularly coolable by cooling medium and with a thermally insulating head (hot top), wherein separating media can be fed into the region of the inner wall, laterally bounding the poured stream, of the mould or of the insulating head, and a separating medium supply channel at the boundary faces between two parts of the device which are disposed in axial alignment with one another in the region of the inner wall, more particularly between the mould and the insulating head, opens at the inner wall, characterised in that the separating medium supply channel (18) is provided with an insert (7) which is of granular form on at least one surface (7a).

Description: Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Stranggiessen von Metallen mit einer insbesondere durch Kühlmittel kühlbaren Stranggiesskokille und mit einem thermisch isolierenden Isolieraufsatz. Eine derartige Vorrichtung ist bereits bekannt (US-PS 4 057 100). Die Anwendung eines Isolieraufsatzes hat den Vorteil, dass eine axial kürzere Kokille anwendbar ist, wodurch sich neben einer Raumeinsparung auch Qualitätsverbesserungen des Giessstranges ergeben. Gegenüber der konventionellen Giesstechnik ohne Heisskopf sind auch verfahrenstechnische Vorteile ausnutzbar. Bei derartigen Stranggiessvorrichtungen wird das die Kokille kühlende Kühlmittel oft auch dazu verwendet, gegen den Aussenmantel des Gussstranges gerichtet zu werden, um für eine beschleunigte Kühlung desselben zu sorgen. Darüber hinaus ist es auch bekannt, über einen oder mehrere Zuführkanäle Trennmittel zwischen den Giessstrang und die Innenwand der Kokille bzw. des Isolieraufsatzes zuzuführen, wodurch eine fluidale Trennung zwischen dem Giessstrang und der Innenwand erfolgt. Insbesondere bei gleichzeitig als Schmiermittel dienenden Trennmitteln wird hierdurch eine noch bessere Strangguss- bzw. Barrenoberflächenqualität erzielt. Dabei hat sich jedoch gezeigt, dass das Trennmittel innerhalb recht enger Grenzen sehr dosiert zuzuführen ist. Zu diesem Zweck ist es einerseits schon bekannt, den Innenraum der Kokille, durch den der Giessstrang bzw. der Barren hindurchtritt, mit einer Trennmittelvorratskammer durch dochtartige Tücher zu verbinden, welche das Trennmittel aus der Vorratskammer an die Innenwand und daher an die äussere Mantelfläche des Giessstranges weiterleiten. Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese Dochtwirkung im Bereich der heissen Innenwandung bereits nach kurzer Zeit zu wünschen übrig lässt, so dass die als Dochte dienenden Tücher häufig ausgewechselt werden müssen. Auch eine andere bekannte Massnahme, wonach ausgesprochene Kanäle in Form von Spalten, Nuten oder auch Bearbeitungsriefen zwischen axial aneinander anstossenden Vorrichtungsteilen gebildet sind, verlangt besondere Dosiervorrichtungen in Form von zusätzlichen Pumpen oder aufgrund der inhärenten Pumpwirkung des auf- und absteigenden Schmelzespiegels. Vor allem bei Umstellungen von einem System zu einem anderen ergeben sich Probleme. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung mit einfachen Mitteln dahingehend zu verbessern, dass eine einfache und dem jeweiligen Anwendungszweck entsprechend optimale Dosierung der Zuführung von Trennmitteln erfolgt. Darüber hinaus ist erwünscht, vorhandene Stranggiesskokillen auf einfache Weise in eine solche Heisskopfkokille umzuwandeln, welche mit einem thermisch isolierenden Isolieraufsatz versehen ist. Die Erfindung besteht darin, dass der Trennmittel-Zuführkanal bzw. die Trennmittel-Zuführkanäle dadurch gebildet werden, dass die Unebenheiten und Vertiefungen einer an mindestens einer Oberfläche körnig ausgebildeten Einlage zur Zuführung des Trennmittels an die wirksame Stelle dienen. Zu diesem Zweck empfiehlt es sich, als Einlage ein Sandpapier, Schleifpapier bzw. Schmirgelpapier zu verwenden, das trennmittelfest ist, d.h. bei dem die Körner beim Hinzutreten von Trennmitteln nicht von ihrer Unterlage abgelöst werden. Diese Einlage kann beispielsweise nach Art einer Unterlegscheibe einfach axial zwischen zwei aneinanderstossende Teile der Vorrichtung eingefügt werden. Die durch das "Labyrinth" der Unebenheiten zwischen einer Grenzfläche eines solchen Vorrichtungsteils und der Einlage gebildeten Zuführkanäle leiten das Trennmittel insbesondere unter dessen Schwerkraft an die massgebende Stelle zwischen der Innenwand und dem Giessstrang. Durch die Auswahl unterschiedlicher Körnungen ist es möglich, zur Änderung der Dosierung beispielsweise eine Einlage mit grosser Körnung durch eine andere Einlage mit kleinerer Körnung zu ersetzen. Mit anderen Worten: Die Dosierung erfolgt vornehmlich über die Korngrösse der körnig ausgebildeten Einlage. Bei geringem Trennmittelbedarf empfiehlt sich eine sehr feine Mikrokörnung von Korn 1000 (181um) und bei grösserem Trennmittelbedarf eine Körnung von beispielsweise Korn 180 (75 um), während vielfach Schmirgelpapier einer Körnung von Korn 320 (46/um) eine gute Optimierung erlaubt. Bei Anwendung dieser Massnahme ist der Verbrauch an Trennmitteln pro gegossenem Strang von 200 mm ¯ und 7'500 mm Länge bei Verwendung von Rüböl nur 2 gr gross. Es empfiehlt sich, die Einlage an einer Seite mit einem trennmittelfesten Kleber zu versehen. Dabei ist es zweckmässig, diese mit Kleber beschichtete Rückseite der Einlage nach oben weisen zu lassen, während die körnige Oberfläche in der Einbaulage nach unten zeigt, so dass das Trennmittel durch das "Labyrinth" an der Unterseite hindurchläuft. Nach einer anderen Ausbildung der Erfindung sind insbesondere keramische Isolierringe axial hintereinander gestapelt, um den Isoliereinsatz zu bilden. Die Isolierringe werden dabei radial innerhalb eines im wesentlichen rohrförmigen Aufnehmers gehalten. Hierdurch werden die Isolierringe am radialen Ausdehnen während des Betriebs im wesentlichen gehindert, wodurch der Rissegefahr gut begegnet werden kann, ohne dass sich hierdurch erhebliche Mehrkosten ergeben. Im Gegenteil: Die längere Lebensdauer des Isoliereinsatzes vermindert die Gesamtkosten nicht unwesentlich. Darüber hinaus ist hierdurch auch ein schneller Wechsel von Isolierringen möglich. Sofern die Trennmittelzufuhr an der Aussenseite des Aufnehmers erfolgt, schützt der Aufnehmer die thermisch isolierenden Isolierringe auch vor der "Tränkung" mit Trennmitteln, so dass die Rissegefahr noch weiter vermindert und unnötiger Trennmittelverbrauch vermieden wird. Sofern nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung unterhalb des Heisskopfes ein Graphiteinsatz angeordnet wird, wird in Verbindung mit dem an dessen Innenwand entlanggeleiteten Trennmittel die Reibung zwischen der Kokillenwandlauffläche und dem erstarrenden Metall reduziert; darüber hinaus wird in jenem Bereich auch die indirekte Kühlung verringert, was sich durch eine noch wesentlich bessere Oberflächengüte des Gussstr an ges auswirkt. Anhand der Zeichnung ist im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Darin zeigen: Figur 1 im teilweisen Querschnitt einen Aufbau einer Vorrichtung nach der Erfindung; Figur 2 den in Figur 1 eingekreisten Teilbereich in vergrössertem Massstab. Gemäss Figur 1 ist die Vorrichtung zum Giessen von Rundbarren ausgebildet. An der inneren Mantelfläche la der Kokille 1 gleitet der nicht dargestellte Giessstrang entlang, ehe er in Berührung mit Kühlmittel KM gelangt, welches durch den Kühimittel-Zuführkanal 16 aus einer Kühlmittel-Vor- ratskammer 15 aus der Kokille 1 heraustritt. Die Kühlmittel-Vorratskammer 15 der Kokille 1 wird auch von den Vorrichtungsteilen 12, 13 und 14 begrenzt; der ringförmige Vorrichtungsteil 14 ist mit einer Öffnung 17 zum Zuführen von Kühlmitteln KM versehen. Bei dieser Ausbildung ist die Kokille 1 oberhalb der inneren Mantelfläche la ausgedreht, und zwar zur Aufnahme eines eingeschrumpften ringförmigen Einsatzes 2 aus Graphit und zur Aufnahme des als Heisskopf dienenden Isolieraufsatzes bzw. -einsatzes. Dieser Isolieraufsatz wird gebildet von dem im wesentlichen rohrförmigen Aufnehmer 4, der unten einen Bund 4a aufweist, auf den sich der untere der vier Isolierringe 3 abstützt. Die Isolierringe 3 werden zwischen diesen Bund 4a und dem Spannring 9 zusam mengehalten, der mit Hilfe eines Drehmomentenschlüssels in axialer Richtung auf die Isolierringe 3, welche aus keramischem Material bestehen, aufgespannt wird. Nach Abdrehen des Spannringes 9 können die Isolierringe 3 aus dem rohrförmigen Aufnehmer 4 herausgenommen und ausgetauscht werden. Die äussere Mantelfläche 4b des Aufnehmers 4 befindet sich im radialen Abstand von der inneren Mantelfläche lb der Kokille 1, so dass sich eine ringförmige Verbindungsleitung 10 zwischen der Trennmittelkammer 6 und demjenigen Bereich ergibt, welcher sich zwischen dem unteren Teil der Verbindungsleitung 10 und dem unteren Teil des untersten Isolierringes 3 bzw. dem oberen Teil des Einsatzes 2 aus Graphit hinzieht. In diesem Bereich wird der Zuführkanal 18 - in Wirklichkeit bestehend aus einer Fülle einzelner labyrinthähnlicher Kanälchen - gebildet durch die Unebenheiten und Vertiefungen an der Unterseite der körnigen Oberfläche 7a der aus Schmirgelpapier bestehenden Einlage 7, welche mittels des an der Rückseite 7b befindlichen Klebers an die Unterseite des Aufnehmers 4 auch im Bereich dessen Bundes 4a angeklebt ist. Das Trennmittel, das insbesondere auch Schmiermitteleigenschaften aufweisen soll, wird über die Öffnung 5 in die Trennmittelkammer 6 eingefüllt, so dass die Schwerkraft der Flüssigkeitssäule des Trennmittels oberhalb der Einlage 7 das Trennmittel dosiert durch den Zuführkanal 18 radial nach innen treibt. Die Einlage 7 dient daher gleichzeitig als eine Art "Verteilerring" zum gleichmässigen Zufuhren von Trennmitteln an alle Mantelflächen des Giessstranges. Um das Auslaufen von Trennmittel im gekippten Zustand der Kokille 1 aus der Trennmittelkammer 6, d.h. während der Giesspausen zu verhindern, wird die Öffnung 5 verschlossen und verhindert der Dichtungsring 8, insbesondere ein O-Ring das Hindurchtreten von Trennmittel aus dem Spalt zwischen dem Aufnehmer 4 und der Kokille 1.

Claims: Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Stranggiessen von Metallen mit einer insbesondere durch Kühlmittel kühlbaren Stranggiesskokille und mit einem thermisch isolierenden Isolieraufsatz (Heisskopf), bei der Trennmittel in den Bereich der den Giessstrang seitlich begrenzenden Innenwand der Kokille bzw. des Isolieraufsatzes zuführbar sind und ein Trennmittel-Zuführkanal an den Grenzflächen zwischen zwei im Bereich der Innenwand axial hin tereinander angeordneten Vorrichtungsteilen, insbesondere zwischen der Kokille und dem Isolieraufsatz, an der Innenwand mündet, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennmittel-Zuführkanal (18) mit einer an mindestens einer Oberfläche (7a) körnig ausgebildeten Einlage (7) versehen ist. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Einlage (7) aus Sandpapier, Schleifpapier bzw. Schmiergelpa pier besteht. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Einlage (7) an der der körnigen Oberfläche (7a) abgewandten Rückseite (7b) mit einem trennmittelfesten Kleber versehen ist. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h gekennzeichnet, dass ein Sand- bzw. Schmirgelpapier mit einer Mikrokörnung zwischen etwa P 240 und etwa P 1000 (in Kornnummern nach DIN 69176 Teil 1)versehen ist 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einlage (7) axial zwischen dem Isoliereinsatz und der Kokille (1) angeordnet ist. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kokille (1) mit einem Einsatz (2) aus Graphit versehen ist und die Einlage (7) zwischen diesem Einsatz (2) und dem Isoliereinsatz an geordnet ist. 7. Vorrichtung zum Stranggiessen von Metallen mit einer insbesondere durch Kühlmittel kühlbaren Stranggiesskokille und mit einem thermisch iso lierenden Isolieraufsatz (Heisskopf), insbesondere nach Anspruch 5 oder 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Isolierringe (3) des Isoliereinsatzes von einem im wesentlichen rohrförmigen Aufnehmer (4) umgeben sind. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t. , dass der rohrförmige Aufnehmer (4) einen radial nach innen ragenden Bund (4a) am unteren Ende aufweist, auf dem sich die Isolierringe (3) auf stützen und der gegebenenfalls zum Abstützen des Einsatzes (7) dient. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens ein Teil der äusseren Mantelfläche (4b) zusammen mit mindestens einem Teil einer inneren, jedoch gegenüber der zum Strang giessen dienenden strangformenden Mantelfläche (la) gegenüber dem Gussstrang zurückversetzten Mantelfläche (lb) der Kokille (1) eine Verbindungsleitung (10) zwischen dem Trennmittel-Zuführkanal (18) und der Trennmittelkammer (6) bildet.

Inventors: BACHMANN, HELMUT, GRIESER, GERALD
Applicants: KAISER ALUMINIUM EUROPE INC.
Application year: 1985
Main classification: B22D11
IPC codes: B22D11