DE2532995A1

DE2532995A1 - CONTINUOUS METAL CASTING PLANT WITH A VERTICAL COCIL

Info

Publication number: DE2532995A1
Application number: DE19752532995
Authority: DE
Inventors: Gottfried Ing Schmidt
Original assignee: Vereinigte Metallwerke Ranshoffen Berndorf AG
Current assignee: Austria Metall AG
Priority date: 1974-07-26
Filing date: 1975-07-23
Publication date: 1976-02-12
Also published as: GB1483024A; ATA614874A; CH595158A5; AT343830B

Description

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Anmelder: Vereinigte Metallwerke Ranshofen-BerndorfApplicant: Vereinigte Metallwerke Ranshofen-Berndorf

Aktiengesellschaft, Braunau a.I., ÖsterreichAktiengesellschaft, Braunau a.I., Austria

Continuous metal casting plant with a vertical mold

Die Erfindung betrifft eine Metallstranggußanlage mit einer vertikalen Kokille, die von einem darüber befindlichen Gefäß, wie Ofenrinne, Vorherd od.dgl., im freien Fall mit Schmelze beschickt wird.The invention relates to a metal continuous casting plant with a vertical mold, which is located above by a Vessel, such as furnace chute, forehearth or the like., Is charged with melt in free fall.

Derartige Anlagen sind zur Herstellung von Barren für Strangpressen und Walzwerke bekannt, die alle relativ große Querschnitte aufweisen. Sie sind daher zur Herstellung von Strängen geringen Querschnittes (0 etwa 20 mm) wie sie für nachfolgende kontinuierliche Walzwerke benötigt werden, nicht geeignet. Für solche Anlagen gibt es bereits kontinuierliche Gießanlagen mit einem Gießrad (z.B. Properzi-Verfahren), welches aber auch relativ große Anfangsquerschnitte liefert und daher für kleinere Walzwerke nicht geeignet ist. Für kleinere Querschnitte werden Horizontalstranggußanlagen verwendet, die jedoch eine an den Ofen angeflanschte Kokille besitzen. Dies bringt im allgemeinen folgende Nachteile mit sich:Such systems are known for the production of billets for extrusion presses and rolling mills, all of which have relatively large cross-sections. They are therefore not suitable for the production of strands with a small cross section (0 about 20 mm) as required for subsequent continuous rolling mills. For such systems there are already continuous casting systems with a casting wheel (e.g. Properzi process), which, however, also provides relatively large initial cross-sections and is therefore not suitable for smaller rolling mills. Horizontal continuous casting systems are used for smaller cross-sections, but these have a mold flanged to the furnace. This generally has the following disadvantages:

1. Bei Kokillenwechsel muß der Gießofen leergefahren werden.1. When changing the mold, the casting furnace must be emptied.

2. Die Kokille weist eine geringere Standfestigkeit auf.2. The mold has a lower stability.

3. Das Kristallgefüge ist nicht symmetrisch.3. The crystal structure is not symmetrical.

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4. Bei Kupfer ist nur der Guß von sauerstofffreiem Kupfer möglich.4. In the case of copper, only the casting is oxygen-free Copper possible.

Alle diese Nachteile werden bei der eingangs beschriebenen Anlage dadurch vermieden, daß die Kokille höhenverstellbar ausgebildet ist, so daß sie direkt an der AuslaufÖffnung des Gefäßes oder im Abstand davon besohiokbar ist.All these disadvantages are avoided in the system described above in that the mold is height-adjustable is designed so that it is directly at the outlet opening of the vessel or at a distance from it.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben.Details of the invention are described, for example, with reference to the drawing.

Darin zeigt Fig. 1 die Gesamtanlage mit direkt an das Gefäß bzw. den Ofen angesetzter Kokille, während die Fig. 2 dasselbe mit im Abstand befindlicher Kokille veranschaulicht. In Fig. 3 ist die Kokille im Querschnitt vergrößert dargestellt, während Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform ebenfalls im Detail und Querschnitt veranschaulicht. Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Anlage für mehrstrangiges Gießen in Auf- und Kreuzriß.1 shows the entire system with the mold attached directly to the vessel or the furnace, while FIG the same illustrated with a spaced mold. In Fig. 3, the mold is enlarged in cross section shown, while Fig. 4 illustrates a modified embodiment also in detail and cross section. 5 and 6 show a system for multi-strand casting in elevation and cross-section.

Vie man aus der Zeichnung (Fig. 1) erkennen kann, ist ein Induktions-Schmelzofen 10 mit einem angeflanschten Vorherd 11 versehen, der an seinem Boden eine durch einen verstellbaren Stopfen 12 verschließbare Gießdüse 13 aufweist. Unterhalb der Gießdüse 13 ist die aus mehreren Teilen bestehende Kokille 14 so angescliossen, daß der aus der Gießdüse 13 austretende Gießstrahl ohne Luftzutritt direkt in die Kokille eintritt. Dadurch ist es bei Kupfer möglich, Sauerstofffreies Kupfer abzugießen (<10 ppm 02). Der aus der Kokille 14 austretende Gießstrang 16 wird durch eine Rollenausziehvorrichtung 15 oszillierend oder kontinuierlich ausgezogen und gegebenenfalls in die Horizontale umgelenkt, wo er dann in einem nachgesohalteten kontinuierlichen Walzwerk 17 auf die gewünschte Dimension herunter-Vie can be seen from the drawing (Fig. 1) is a Induction melting furnace 10 provided with a flange-mounted forehearth 11, which is adjustable at its bottom by an Stopper 12 has closable pouring nozzle 13. Below the pouring nozzle 13 is made up of several parts Mold 14 so attached that the out of the pouring nozzle 13 exiting pouring stream enters the mold directly without air admission. This makes it possible with copper Pour off oxygen-free copper (<10 ppm 02). The out The cast strand 16 exiting the mold 14 is made oscillating or continuous by a roller extraction device 15 pulled out and possibly diverted to the horizontal, where it is then in a subsequent continuous Rolling mill 17 down to the desired dimension.

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gewalzt wird. Um allfällige Geschwindigkeitstoleranzen auszugleichen, ist dem Walzwerk 17 ein Geschwindigkeitsregler 18 vorgeschaltet.is rolled. In order to compensate for any speed tolerances, the rolling mill 17 is equipped with a speed regulator 18 upstream.

Will man hingegen sauerstoffhaltiges Kupfer gießen, so wird - wie in Fig. 2 dargestellt - die Kokille 14 mit Abstand unterhalb der Gießdüse angeordnet, so daß der aus dieser austretende Gießstrahl im freien Fall einen Luftraum passiert und dabei Sauerstoff aufnehmen kann. Dieser Abstand ermöglicht es auch, den Verschleißteil der Kokille auszuwechseln und/oder eine Vakuumentgasungseinrichtung bzw. eine nicht dargestellte Spülanlage zwisohen Vorherd 11 und Kokille 14 einzuschalten.If, on the other hand, you want to cast oxygen-containing copper, so is - as shown in Fig. 2 - the mold 14 is arranged at a distance below the pouring nozzle, so that the out this emerging pouring stream passes through an air space in free fall and can absorb oxygen in the process. This distance It also makes it possible to replace the wear part of the mold and / or a vacuum degassing device or to switch on a flushing system (not shown) between forehearth 11 and mold 14.

Die Kokille 14 selbst besteht - wie aus Fig. 3 ersichtlich - aus einem gut leitenden Kokillenteil 1 (beispielsweise aus Cu), in dem in seinem oberen Teil ein die Formgebung des Stranges 16 bewirkender Einsatz 3 aus einem gut schmierenden Werkstoff, wie z.B. Graphit, eingesetzt ist. Es kann dafür auch imprägnierter Graphit bzw. Sinterwerkstoffe angewendet werden. Der Einsatz 3 erweitert sich in seinem oberen Teil trichterförmig, wobei in diesem Teil von oben ein ebenfalls trichterförmiger Einlaufstutzen 5 hineinragt. Duroh diesen Einlaufstutzen fällt der im Vergleich zum Strang 16 sehr dünne Gießstrahl in die Kokille. Der Badspiegel im Einsatz 3 wird von einem Schmiermittel 19 (Graphitstaub, Ruß) abgedeckt. Anstelle der Abdeckung durch das Schmiermittel 19 kann auch gemäß Fig. 4 eine Abdeckung durch eine Graphitplatte 20 (Fig. 4) treten. Es soll auch dadurch der Zutritt von Luftsauerstoff zum Badspiegel verhindert werden.The mold 14 itself consists - as can be seen from FIG. 3 - From a highly conductive mold part 1 (for example made of Cu), in which a shape in its upper part of the strand 16 causing insert 3 made of a good lubricating material, such as graphite, is used. Impregnated graphite or sintered materials can also be used for this. The insert 3 expands in its upper part funnel-shaped, being in this part a funnel-shaped inlet connection 5 protrudes from above. Duroh this inlet nozzle falls in comparison for strand 16 very thin pouring stream into the mold. The bathroom mirror in the insert 3 is lubricated by a lubricant 19 (graphite dust, soot) covered. Instead of the cover a cover through a graphite plate 20 (FIG. 4) can also pass through the lubricant 19 according to FIG. 4. This is also intended to prevent atmospheric oxygen from reaching the bathroom level.

Der trichterförmige Einsatz 3, der oben in den eigentliohen Kokillenteil 1 eingesetzt ist, wird in seinem Ober-The funnel-shaped insert 3, the top in the proper Mold part 1 is used, is in its upper

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teil von Ringräumen 21 umgeben, die als Isolierung dienen oder sogar zur Aufnahme einer Heizung geeignet sind. Der eigentliche Kokillenteil 1 ist in seinem unteren Teil von einem Außenmantel 2 umgeben, der einen oberen Ringraum 22 und einen unteren Rj^ngraum 23 zwischen sich und Kokillenteil 1 freiläßt. Der obere Ringraum 22 dient der Primärkühlung, die gegebenenfalls mit heißem Wasser (8o°) erfolgt, während der untere Ringraum der Sekundärkühlung mit Kaltwasser dient. Selbstverständlich ist es möglioh, am Austrittsende des Stranges 16 Öffnungen vorzusehen, durch welche das Sekundärkühlwasser den Strang berieselt und damit vor Nachoxidation schützen kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle der Wasserberieselung eine Schutzgasatmosphäre vorzusehen.partly surrounded by annular spaces 21, which serve as insulation or are even suitable for receiving a heater. The actual mold part 1 is surrounded in its lower part by an outer jacket 2, which has an upper annular space 22 and a lower ring space 23 between itself and mold part 1 leaves free. The upper annular space 22 is used Primary cooling, which may be done with hot water (80 °), while the lower annulus is for secondary cooling serves with cold water. Of course, it is possible to provide 16 openings at the exit end of the strand, through which the secondary cooling water sprinkles the strand and can thus protect it from post-oxidation. Of course it is also possible to provide a protective gas atmosphere instead of water sprinkling.

Der Außenmantel 2 ist in seinem oberen Teil konisch gehalten und auf den in diesem Teil ebenfalls konisch gehaltenen eigentlichen Kokillenteil 1 aufgesetzt. Es ergeben sich dadurch nicht nur günstige Dichtungsverhältnisse, sondern auch eine nach oben kontinuierlich verminderte Wärmeableitung vom Strang. Eine örtliche abrupte Abkühlung des Stranges 16 wird damit vermieden. Die Schrumpfspaltbildung tritt dadurch verzögert ein. Der Spalt zwischen eigentlichem Kokillenteil 1 und dem Außenmantel 2 wird von einem Tragring 4 abgedeckt, der dort noch für eine zusätzliche Dichtheit sorgt.The outer jacket 2 is kept conical in its upper part and on that which is also kept conical in this part actual mold part 1 placed. This not only results in favorable sealing conditions, but also also a continuously decreasing heat dissipation from the strand upwards. A local abrupt cooling of the Strand 16 is thus avoided. The formation of the shrinkage gap occurs with a delay. The gap between the real Mold part 1 and the outer shell 2 is covered by a support ring 4, which is there for an additional Tightness ensures.

Der Einlaufstutzen 5 wird durch drei Tragarme gehalten. Zwischen den Tragarmen ist eine Zugänglichkeit zum Badspiegel und damit eine Möglichkeit für die Zugabe von Schmiermitteln gewährleistet. The inlet connection 5 is held by three support arms. Access to the bathroom mirror and thus the possibility of adding lubricants is guaranteed between the support arms.

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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf einstrangiges Gießen beschränkt, sondern es kann auch mehrstrangig gegossen werden, wie die Figuren 5 und 6 zeigen. Hier wird eine fünfstrangige Anlage veranschaulicht, welche darin besteht, daß dem Schmelzofen 10 und Vorherd 11 ein Zwisohengefäß angeflanscht ist, in welches durch den verstellbaren Stopfen 12 die Schmelze im freien Fall durch den Raum 26 einfließt. Das Zwischengefäß 24 ist durch eine Zwischenwand 25 geteilt, welche im Bad eintaucht und somit den Raum über dem Bad in zwei Teile teilt. Der eine Teil 26 ist somit luftdicht gegenüber dem anderen Teil 28 abgetrennt und kann an eine nicht eingezeichnete Vakuumanlage bzw. Spülgasanlage angeschlossen werden. Der Teil 28 beinhaltet die fünf Gießstopfen 27, welche zur Regelung des Gießstrahles in fünf Kokillen 14 dienen. Diese Kokillen sind durch Tragringe 4 gegebenenfalls zu einem Kokillenblook zusammengefaßt, der als Ganzer höhenverstellbar ist und entweder im Abstand vom Zwischengefäß oder direkt angeschlossen betrieben werden kann. Jede Kokille 14 im Kokillenblock besitzt einen eigenen Kühlkreislauf und ist somit getrennt regelbar. Auch das Zwisohengefäß 24 kann gegebenenfalls beheizt werden.Of course, the invention is not limited to single-strand casting, but it can also be multi-strand be cast, as FIGS. 5 and 6 show. A five-line system is illustrated here, which consists in the fact that the melting furnace 10 and forehearth 11 a Zwisohengefäß is flanged, in which by the adjustable Plug 12, the melt flows in through the space 26 in free fall. The intermediate vessel 24 is through divided a partition wall 25, which is immersed in the bathroom and thus divides the space above the bathroom into two parts. Of the one part 26 is thus separated airtight from the other part 28 and can be attached to a not shown Vacuum system or purging gas system can be connected. The part 28 includes the five pouring plug 27, which for Control of the pouring stream in five molds 14 are used. These molds are optionally supported by support rings 4 summarized in a Kokillenblook, which is height adjustable as a whole and either at a distance from the intermediate vessel or can be operated directly connected. Each mold 14 in the mold block has its own Cooling circuit and can therefore be regulated separately. The intermediate vessel 24 can also be heated if necessary.

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Claims

f l.j continuous metal casting plant with a vertical mold, which is charged with melt in free fall from a vessel above it, such as a furnace chute, forehearth or the like is, characterized in that the mold (14) is adjustable in height so that it is directly on the Outlet opening (13) of the vessel (II) or at a distance therefrom is loadable.

2. Continuous metal casting plant according to claim 1, characterized in that the exiting from the vessel (11) freely falling pouring stream is much thinner than the cross-section of the strand emerging from the mold (14) (16) is.,

3. Plant according to claim 1 or 2, characterized in that the mold (14) is constructed in several parts, with im Upper part, in particular a funnel-shaped insert (3) made of graphite or the like. Is arranged.

4. Plant naoh one of claims 1 to 3, characterized in that that the funnel-shaped insert (3) also has a protruding into it with its outlet funnel-shaped inlet connection (5) is preferably fed from graphite.

5. Installation according to one of claims 1 to 4, characterized in that between the insert (3) and the mold (l) or between this and the outer jacket (2) enclosing it in its lower part, annular spaces (22, 23) for insulating or Hinduohleiten of cooling or heating means are provided.

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6. Plant according to claim 5> characterized in that Outer jacket (2) and mold (1) are conically plugged into one another, with the primary coolant space (22) also facing upwards is conical.

7. Plant according to one of claims i to 6, characterized in that that in the upper part of the mold (l) annular spaces (21) are provided for heating.

8. Plant according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the mold (1) and outer jacket (2) are surrounded by a support ring (4) which forms the parting line covered.

9. Plant according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the free bath level in the mold

(3) is covered by a graphite plate (20) or lubricant (19).

10. Installation according to one of claims 1 to 9, characterized in that the lower T _e of the mold il two annular spaces (22, 23) are provided, of which the lower (23) optionally is open to the emerging strand, so that the latter from Coolant is being sprinkled.

11. Plant according to one of claims 1 to 10, characterized in that that between the vessel (11) and mold (14) a vacuum degassing device or a treatment is provided with purge gases.

12. Plant according to one of claims 1 to 11, characterized in that that in the case of multi-strand pouring to the forehearth (11) a preferably heated intermediate vessel (24)

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is connected, the interior of which is divided into two parts by a partition (25) which extends under the bathroom mirror (26, 28) is divided, of which the part (26) is optionally connected to an evacuation or purging gas system is, while the part (28) has the pouring plug for charging the individual molds.

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