Vorrichtung zum Giessen von Metallen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gie ssen von Metallen, vorzugsweise in Stranggusskokillen, wobei das zu vergiessende Metall in transportablen Giesspfannen vom Schmelzofen der Giessstelle zuge führt wird.
Das in einer Giesspfanne der üblichen Art befind liche flüssige Metall verliert durch Wärmeabstrahlung von der Oberfläche und vor allem durch Wärmeüber gang durch die Wand erhebliche Wärmemengen je Zeiteinheit. Da zum Vergiessen eines Metalls eine von Metallart und Giessart abhängige Mindesttemperatur erforderlich ist, ist man gezwungen, dem Metall bei Einfüllen in die Giesspfanne eine so hoch über der erforderlichen Mindestgiesstemperatur liegende Tem peratur zu geben, dass bei Ende des Giessvorganges die erforderliche Mindestgiesstemperatur noch nicht unter schritten ist.
Eine derartig hohe Temperatur kann nicht nur der Metallqualität abträglich sein, sondern bedingt auch einen hohen Ofenverschleiss und Heiz- energieverbrauch. Zudem nimmt während des Giess vorganges die Giesstemperatur ab, wodurch die Giess eigenschaften des Metalls, beispielsweise beim Strang giessen die günstigste Giessgeschwindigkeit und gege benenfalls das sich ergebende Gefüge, verändert wer den.
Da zudem durch insbesondere metallurgische und wirtschaftliche Gesichtspunkte eine Grenze für die höchstzulässige Metalltemperatur gegeben ist, ist die zum Giessen zur Verfügung stehende Zeit begrenzt.
Dadurch ergibt sich bei Stranggussanlagen, dass ins besondere beim Giessen von Strängen kleinen Quer schnittes sehr viele Stränge gleichzeitig vergossen werden müssen, um die Pfanne zu entleeren, ehe die Metalltemperatur unter die Mindestgiesstemperatur abgesunken ist. Anschliessend bleibt die Strangguss- anlage unbenutzt, bis die nächste Charge erschmolzen und hinreichend überhitzt ist. Es ist bekannt, Giesspfannen mit Beheizungsein- richtungen zu versehen.
Das hat die Nachteile, dass für jede Pfanne eine Beheizungseinrichtung vorhanden sein muss, die mit der Pfanne transportiert werden muss und für die Benutzung ausfällt, wenn die Pfanne neu zugestellt wird oder aus sonstigen Gründen zeit weilig nur andere Pfannen benutzt werden. Anderseits fällt eine mit einer Beheizungseinrichtung versehene Pfanne für die vorgesehene Benutzung aus, wenn die Beheizungseinrichtung beschädigt ist.
Es ist also sehr unwirtschaftlich, jede Pfanne mit einer Beheizungs- einrichtung zu versehen. Zudem muss die Beheizungs- einrichtung jedesmal an eine Energiequelle ange schlossen werden, wenn die Pfanne beheizt werden soll. Dieses jedesmalige Anschliessen erfordert einen besonderen Arbeitsaufwand und zudem treten da durch Gefahren auf.
Da die erforderliche Verbindung mit einer Energiequelle meist nicht hinreichend be weglich ist, ist während der Transportbewegung meist eine Beheizung der Pfanne auch dann nicht möglich, wenn die Pfanne mit einer eigenen Beheizungseinrich- tung versehen ist. Die effektive Transportzeit für den Weg vom Schmelzofen zur Giessstelle ist allerdings vernachlässigbar klein gegenüber der Standzeit an der Giessstelle.
Es ist weiterhin bekannt, an der Giessstelle einen Warmhalteofen vorzusehen, in den das Metall umge gossen wird. Ein derartiger besonderer Warmhalte- ofen erfordert einen erheblichen Kapitalaufwand und zudem hat das Umfüllen des Metalls Wärmeverluste desselben zur Folge und bringt die Gefahr mit sich, dass Oxyde und Verunreinigungen in die Schmelze gelangen.
Bei Wechsel des zu vergiessenden Metalls erfordert das Entfernen der Reste des vorher benutz ten Metalls aus dem Warmhalteofen einen erheblichen Aufwand. Die-Erfindung bezweckt;- diese Nachteile- -zu besei tigen. Die erfindungsgemässe Vorrichtung soll ermög lichen, so langsam zugiessen, dass gerade eine -Charge vergossen ist, wenn die nächste Charge giessreif er hitzt ist, wobei ein überhitzen der Charge vermieden und dadurch die Schmelzzeit verkürzt wird.
Insbesondere soll bei Stran d ussaülagen erreicht werden, dass -zum -Vergiessen einer bestimmten -Char- gengrösse nur eine -kleinere Stranggussanlage mit weni- geren Strängen erforderlich ist, wobei die Stränge so langsam vergossen werden können, dass sich eingutes Gefüge ergibt.
Gemäss der Erfindung ist über der Giessstelle min destens eine \Beheizungseinrichtung zur Beheizung mindestens einer Giesspfanne während des Giessens aus derselben vorgesehen. Die Beheizungseinrichtung kann beispielsweise. ortsfest angeordnet sein -oder 'auf einem Wagen ihrerseits so verfahrbar sein, dass sie zur Instandsetzung von der Giessstelle entfernt werden kann.
Die Beheizungseinrichtung -kann derart aus gebildet sein, dass eine Giesspfanne in sie eingehängt werden kann. Die Beheizungseinrichtung kann jedoch auch in einem ortsfesten -oder über der Giessstelle absenkbaren oder um eine neben der Giessstelle ange ordnete, vertikale Achse schwenkbaren Deckel für eine Pfanne, unter den die Pfanne, deren jeweiliger Inhalt vergossen werden soll,
gebracht wird, ange ordnet sein.
Insbesondere kann als Beheizungsvorrichtung eine Induktionsspule vorgesehen sein, in die die Giess pfanne einhängbar ist. Um den Pfanneninhalt nicht gegen das magnetische Feld der Induktionsspule abzu schirmen,
darf eine in die Induktionsspule -einzu hängende Pfanne nicht einen geschlossenen Metall mantel haben.-Deshalb wird zweckmässigerweise eine nachgiebige oder vorzugsweise nachstellbare Stützein richtung für den Boden der Pfanne in der Induktions spule angeordnet.
Zweckmässigerweise wird die Induktionsspule mit Strom so hoher Frequenz beschickt,,dass die Erwär mung vorzugsweise an den - äusseren Schichten des Metallbades erfolgt.
- Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht bei geeigneter Ausbildung, das -Metall in -.einer oder meh reren .Giesspfannen auf annähernd konstanter Tem peratur zu halten, so -dass die Giessdauer .der :Schmelz- periode des jeweils zur Verfügung stehenden Ofens angepasst werden kann.
Die erfindungsgemässe Vor richtung kann gegebenenfalls gleichzeitig zur Yorwär- mung. der Pfannen benutzt werden, so dass eine beson dere Vorrichtung zu- diesem Zweck nichterforderlich ist.
Das Patent hat .auch ein Verfahren -zum. Betrieb der -Vorrichtung zum Gegenstand.
Die -Figuren zeigen als Ausführungsbeispiel -des Erfindungsgegenstandes eine aus zwei Induktions- spulen bestehende, auf einen Wagen aufgebaute'Be- heizungseinrichtung -für zwei Pfannen 'teilweise -im Schnitt,
und zwar zeigt - Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung -und Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung. Dabei ist jeweils mit 1 die Giesspfanne bezeichnet, die in je ein Traggestell 2 eingehängt ist. Die Trag gestelle 2 sind auf einen Wagen 3 montiert. Mit 4 ist ein an der Pfanne 1 befestigter Tragring bezeichnet, an den Ösen<B>.5</B> angebracht sind.
Mit 6 ist ein Tragring bezeichnet, der an dem Traggestell 2 angebracht ist und auf den sich der Tragring 4 der Giesspfanne 1 'auflegen kann. An dem Traggestell 2 sind Konsolen 7 befestigt, auf denen sich jeweils eine Windung 8 der 'Induktionsspule abstützt. Die Induktionsspulen sind von Wasser durchflossen und mit in der Zeichnung nicht dargestellten Anschlüssen versehen. Der Boden der Giesspfanne 1 wird durch eine Stützplatte 9 ge stützt, die ihrerseits über Stützschrauben 10 verstellbar mit dem Wagen 3 verbunden ist. Der Wagen 3 ist mit Rädern 11 versehen, welche auf Schienen 12 laufen. Die Schienen 12 ruhen auf Trägern 13.
Mit 14 ist eine Tragwanne bezeichnet, in der die Giessrinne 15 leicht auswechselbar steht. Der Auslauf der Giessrinne 15 wird durch einen Verschlussstopfen 16 geregelt. In der Giesspfanne 1 ist ein Verschlussstopfen 17 ange ordnet, der über den Hebel 18 bewegt werden kann und. der den Auslauf 19 der Giesspfanne 1 verschliesst.
Die Wirkungsweise ist. folgende: Die mittels eines Kranes vom Schmelzofen geholte, mit flüssigem Metall gefüllte Giesspfanne 1 wird in das Traggestell 2 eingehängt,
so dass sich der Tragring 4 der Giesspfanne 1 auf den Tragring 6 des Traggestelles 2 --legt. -Sodann wird die aus den Windungen 8 =be- stehende'Induktionsspule an eine Stromquelle ange schlossen und durch Hochziehen des Verschlussstop- fens 17-ider Auslauf 19 der Giesspfanne 1 freigegeben, so - dass das Metall aus der Giesspfanne 1 in die Giess- rinne 15 läuft.
Sodann wird der Verschlussstopfen 16 hochgezogen, so dass das Metall aus der Giessrinne 15 in die in der Zeichnung nicht dargestellte Strangguss- kökille läuft. Sobald die über .der Giessrinne 15 ste hende Giesspfanne 1 entleert ist, wird der-Giesswagen so verfahren, dass die zweite Giesspfanne 1 nunmehr über der Giessrinne 15 -steht.
Diese zweite Giesspfanne 1 -ist, noch bevor die erste Giesspfanne 1 restlos ent leert worden ist, aus dem Schmelzofen mit- flüssigem Metall gefüllt worden. Während- diese zweite Giess- 1ifanne 1 über der Giessrinne 15 steht;
wird die vorher entleerte- Giesspfanne 1 durch einen Kran aus dem Traggestell 2 entnommen und zur Neufüllung bereit- gestellt. Die aus den Windungen 8 bestehende -Induk tionsspule wird jeweils an eine Stromquelle ange schlossen, sobald eine Giesspfanne in sie eingehängt ist.
Das Anschliessen kann durch einen Schalter erfol gen, der in der Zuleitung zu flexiblen Kabeln angeord net ist, wobei jede der Induktionsspulen 1 -über eines der -flexiblen -Kabel; die nur dann gelöst zu werden brauchen, wenn der Wagen 3 mit den Induktions- spulen 1 zweeks Instandsetzung -aus der -Giessanlage ausgefähren wird, -mit der Stromquelle -verbindbar ist.
Device for casting metals The invention relates to a device for casting metals, preferably in continuous casting molds, the metal to be cast being fed from the melting furnace to the casting point in transportable casting ladles.
The liquid metal located in a pouring ladle of the usual type loses considerable amounts of heat per unit of time due to heat radiation from the surface and especially due to heat transfer through the wall. Since a minimum temperature dependent on the type of metal and type of casting is required for casting a metal, one is forced to give the metal a temperature that is so high above the required minimum casting temperature that the required minimum casting temperature is not yet below the required minimum casting temperature at the end of the casting process is stepped.
Such a high temperature can not only be detrimental to the quality of the metal, but also causes high furnace wear and heating energy consumption. In addition, the casting temperature decreases during the casting process, as a result of which the casting properties of the metal, for example the most favorable casting speed for strand casting and, if applicable, the resulting structure, are changed.
Since there is also a limit to the maximum permissible metal temperature due to metallurgical and economic considerations in particular, the time available for casting is limited.
In continuous casting systems, this means that, in particular when casting strands with a small cross-section, many strands have to be cast at the same time in order to empty the pan before the metal temperature has dropped below the minimum casting temperature. The continuous casting plant then remains unused until the next batch is melted and sufficiently overheated. It is known to provide pouring ladles with heating devices.
This has the disadvantage that a heating device must be available for each pan, which must be transported with the pan and which fails for use when the pan is reloaded or only other pans are temporarily used for other reasons. On the other hand, a pan provided with a heating device fails for the intended use if the heating device is damaged.
It is therefore very uneconomical to provide each pan with a heating device. In addition, the heating device must be connected to an energy source every time the pan is to be heated. This connection every time requires a special amount of work and there are also dangers.
Since the required connection with an energy source is usually not sufficiently mobile, heating of the pan is usually not possible during the transport movement even if the pan is provided with its own heating device. The effective transport time for the way from the melting furnace to the pouring point is, however, negligibly small compared to the downtime at the pouring point.
It is also known to provide a holding furnace at the casting point into which the metal is poured in reverse. Such a special holding furnace requires considerable capital expenditure and, in addition, the transferring of the metal results in heat losses of the same and brings with it the risk that oxides and impurities get into the melt.
When changing the metal to be cast, the removal of the remnants of the previously used metal from the holding furnace requires considerable effort. The purpose of the invention is to eliminate these disadvantages. The device according to the invention is intended to make it possible to pour so slowly that a charge has just been poured when the next charge is ready for pouring, avoiding overheating of the charge and thereby shortening the melting time.
In particular, it should be achieved in the case of strand nozzle systems that only a smaller continuous casting plant with fewer strands is required to cast a certain batch size, the strands being able to be cast so slowly that a good structure results.
According to the invention, at least one heating device for heating at least one pouring ladle during pouring from the same is provided above the pouring point. The heating device can for example. To be arranged in a stationary manner - or to be able to move on a carriage in such a way that it can be removed from the pouring point for repair.
The heating device can be designed in such a way that a pouring pan can be hung in it. The heating device can, however, also be installed in a fixed lid, lowerable above the pouring point or pivotable about a vertical axis arranged next to the pouring point, for a pan under which the pan, the contents of which are to be poured,
is brought, be arranged.
In particular, an induction coil can be provided as the heating device, into which the pouring pan can be suspended. In order not to shield the contents of the pan from the magnetic field of the induction coil,
A pan to be hung into the induction coil must not have a closed metal jacket. Therefore, a flexible or preferably adjustable support device for the bottom of the pan is expediently arranged in the induction coil.
The induction coil is expediently charged with current of such a high frequency that the heating preferably takes place on the outer layers of the metal bath.
The device according to the invention makes it possible, with a suitable design, to keep the metal in one or more pouring ladles at an approximately constant temperature so that the pouring time of the melting period of the furnace available can be adapted.
The device according to the invention can optionally be used at the same time for warming up. of the pans, so that a special device is not required for this purpose.
The patent also has a method for. Operation of the device on the subject.
The figures show, as an exemplary embodiment of the subject matter of the invention, a 'heating device for two pans' consisting of two induction coils and built on a trolley, partially in section,
namely - Fig. 1 shows a side view of the device - and Fig. 2 shows a cross section through the device. The pouring ladle, which is suspended in a supporting frame 2, is designated by 1. The support frames 2 are mounted on a carriage 3. 4 with a support ring attached to the pan 1 is designated, to which eyelets <B> .5 </B> are attached.
With a support ring 6 is designated, which is attached to the support frame 2 and on which the support ring 4 of the pouring ladle 1 'can rest. Consoles 7 are attached to the support frame 2, on each of which a turn 8 of the induction coil is supported. The induction coils have water flowing through them and are provided with connections not shown in the drawing. The bottom of the pouring ladle 1 is supported by a support plate 9, which in turn is connected to the carriage 3 via support screws 10 so that it can be adjusted. The carriage 3 is provided with wheels 11 which run on rails 12. The rails 12 rest on supports 13.
With a support trough 14 is designated, in which the pouring channel 15 is easily exchangeable. The outlet of the pouring channel 15 is regulated by a stopper 16. In the pouring ladle 1, a plug 17 is arranged, which can be moved via the lever 18 and. which closes the outlet 19 of the pouring ladle 1.
The mode of action is. the following: The pouring ladle 1, which is filled with liquid metal and is fetched from the melting furnace by means of a crane, is suspended in the support frame 2
so that the support ring 4 of the pouring ladle 1 rests on the support ring 6 of the support frame 2. Then the induction coil consisting of the windings 8 = is connected to a power source and the outlet 19 of the pouring ladle 1 is released by pulling up the sealing plug 17, so that the metal from the pouring ladle 1 into the pouring channel 15 runs.
The stopper 16 is then pulled up, so that the metal runs out of the pouring channel 15 into the continuously cast kökille not shown in the drawing. As soon as the pouring ladle 1 standing above the pouring channel 15 is emptied, the pouring carriage is moved in such a way that the second pouring ladle 1 is now above the pouring channel 15.
This second pouring ladle 1 has been filled with liquid metal from the melting furnace before the first pouring ladle 1 has been completely emptied. While this second pouring pan 1 is above the pouring channel 15;
the previously emptied ladle 1 is removed from the support frame 2 by a crane and made available for refilling. The induction coil consisting of the turns 8 is connected to a power source as soon as a ladle is attached to it.
The connection can be made by a switch which is angeord net in the supply line to flexible cables, each of the induction coils 1 -over one of the -flexible -Cables; which only need to be released when the carriage 3 with the induction coils 1 for repair - is moved out of the casting plant - can be connected to the power source.