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WO2008125319A1 - Casting method and casting system for aluminum or aluminum alloys - Google Patents

Casting method and casting system for aluminum or aluminum alloys Download PDF

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WO2008125319A1
WO2008125319A1 PCT/EP2008/002936 EP2008002936W WO2008125319A1 WO 2008125319 A1 WO2008125319 A1 WO 2008125319A1 EP 2008002936 W EP2008002936 W EP 2008002936W WO 2008125319 A1 WO2008125319 A1 WO 2008125319A1
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pans
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aluminum
melt
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Pierre Gerber
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Stopinc AG
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/001—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of specific alloys
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/12—Travelling ladles or similar containers; Cars for ladles
    • B22D41/13—Ladle turrets

Definitions

  • the invention relates to a casting method for aluminum or aluminum alloys according to the preamble of claim 1 and a casting installation for carrying out the method.
  • At least two filled pans can be provided at the casting station, one of which is emptied into a common inlet channel, so that a continuous casting process can be ensured.
  • the successive emptying of the provided pans can be done by preferably controllable opening of their sliding closures.
  • the pans need not be transported to another treatment station and from there to the casting station, but the treatment of aluminum melt can be done with advantage in the provided at the pouring station, the emptying not yet suspended pan or pans.
  • Fig. 1 shows an embodiment of an inventive casting plant for
  • FIG. 2 shows the casting plant according to FIG. 1 in plan view.
  • a casting plant for aluminum or aluminum alloys is shown schematically, in which aluminum scrap is introduced into a melting furnace 10 as a starting material.
  • blocks intended for remelting could serve as starting material.
  • the melt produced in the melting furnace 10 is introduced into a heat-holding chamber 12 of a filling station 11, from where it is filled at regular intervals by means of a dip tube 13 each in a pan 15.
  • the smelting furnace 10 may preferably be an induction furnace having, for example, a capacity of 1.75 tons and in which 2 tons of material per hour may be melted. From the heat holding chamber 12 with a capacity of 3.5 t pans can then be filled with a capacity of 2 t, each remaining the remaining 1.5 t for further charge in the heat holding chamber 12 remain.
  • pans 15 are preferably transported directly to a casting station 20, which is, for example, a per se known continuous casting with a number of molds 21st and in which the actual casting process takes place.
  • a casting station 20 which is, for example, a per se known continuous casting with a number of molds 21st and in which the actual casting process takes place.
  • a possible treatment of the molten aluminum is preferably carried out in the ladle or pans 15, 15 'provided at the pouring station 20 and not yet emptied.
  • the one pan 15, which has already been treated with aluminum melt is emptied while the melt in the other pan 15 'is being treated.
  • It may be an addition of alloying additives, or a cleaning and homogenization and possibly a temperature control.
  • the treatment could be at least partially previously, i. before the placement of the pan at the inlet of the casting station 20, are carried out (for example, the alloying additives can be introduced before filling in the pans 15, 15 'or provided an additional treatment station).
  • an impeller for blowing in argon or nitrogen can be immersed in the ladle 15 'provided at the casting station for emptying argon or nitrogen, for combined hydrogen removal, homogenization and, if necessary, thermal regulation, small amounts of oil being additionally removed to remove alkaline trace impurities Chlorine can be added to the cleaning gas.
  • the sliding closure 25 of the other pan 15 ' is opened and the casting process is continued continuously, with the empty pan 15 being replaced by a new one.
  • the actuation of the slide fasteners 25 is preferably controlled.
  • pans 15, 15 are transported from the filling station 11 to the casting station 20 on rails or by means of overhead cranes (FIG. 1 shows only a supporting frame 29 for the last-mentioned variant).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

In a casting method, or a casting system for aluminum, or aluminum alloys, aluminum melt is filled into a plurality of pans (15, 15'). Said pans (15, 15 ') are used for treatment, if needed, and delivered to a casting station (20), in which they are subsequently emptied, and the melt is casted into semi-finished products. At least two filled pans (15, 15') are provided in order to ensure a continuous casting operation in the casting station (20), the melt of at least one of which is drained into a mutual inflow channel (27).

Description

Giessverfahren und Giessanlage für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen Casting and casting plant for aluminum or aluminum alloys

Die Erfindung betrifft ein Giessverfahren für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Giessanlage zum Durchführen des Verfahrens.The invention relates to a casting method for aluminum or aluminum alloys according to the preamble of claim 1 and a casting installation for carrying out the method.

Aus der EP-A-I 607 156 ist es bekannt, statt eines sogenannten In-line- Giessens, bei welchem die Aluminiumschmelze von einem Schmelz- bzw. einem Wärmehalteofen über eine lange Rinne zu einer Giessstation fliesst und dabei unterschiedlicher Behandlung ausgesetzt wird, Pfannen für das Behandeln und Zufuhren von Aluminiumschmelze zu vorzugsweise mehreren Giessstationen zu verwenden und somit diese Verfahrensphase von dem eigentlichen Giessvorgang zeitlich abzukoppeln. Die mit Schmelze gefüllten Pfannen werden zu mindestens einer weiteren Stufe transportiert und dort behandelt, und anschliessend zu der Giessstation geliefert, wo sie entleert werden.From EP-AI 607 156 it is known, instead of a so-called in-line casting, in which the molten aluminum flows from a melting or a heat holding furnace via a long channel to a casting station and thereby exposed to different treatment, pans for the Treating and supplying molten aluminum to preferably several Giessstationen to use and thus decouple this phase of the process of the actual casting process. The pots filled with melt are transported to at least one further stage and treated there, and then delivered to the pouring station, where they are emptied.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Giessverfah- ren der eingangs genannten Art sowie eine Giessanlage zum Durchführen des Verfahrens noch weiter zu verbessern und zu vereinfachen.It is an object of the present invention to further improve and simplify the casting method of the type mentioned at the outset as well as a casting installation for carrying out the method.

Diese Aufgabe wird erfϊndungsgemäss durch ein Giessverfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch eine Giessanlage mit den Merkmalen des Anspruches 6 gelöst.This object is achieved erf durchndungsgemä by a casting process with the features of claim 1 and by a casting plant with the features of claim 6.

Bevorzugte Weitergestaltungen des erfindungsgemässen Giessverfahrens sowie der erfindungsgemässen Giessanlage bilden den Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Preferred refinements of the casting method according to the invention and the casting installation according to the invention form the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäss können bei der Giessstation mindestens zwei gefüllte Pfannen bereitgestellt werden, von denen jeweils eine in eine gemeinsame Einlaufrinne entleert wird, so dass ein kontinuierlicher Giessvorgang gewährleistet werden kann. Die nacheinander folgende Entleerung der bereitgestellten Pfannen kann durch vorzugsweise steuerbare Öffnung ihrer Schiebeverschlüsse erfolgen. Die Pfannen müssen nicht zu einer weiteren Behandlungsstation und von dort zu der Giessstation transportiert werden, sondern die Behandlung der Aluminiumschmelze kann mit Vorteil in der bei der Giessstation bereitgestellten, der Entleerung noch nicht ausgesetzten Pfanne oder Pfannen erfolgen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:According to the invention, at least two filled pans can be provided at the casting station, one of which is emptied into a common inlet channel, so that a continuous casting process can be ensured. The successive emptying of the provided pans can be done by preferably controllable opening of their sliding closures. The pans need not be transported to another treatment station and from there to the casting station, but the treatment of aluminum melt can be done with advantage in the provided at the pouring station, the emptying not yet suspended pan or pans. The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Giessanlage fürFig. 1 shows an embodiment of an inventive casting plant for

Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen in Seitenansicht; und Fig. 2 die Giessanlage nach Fig. 1 in Draufsicht.Aluminum or aluminum alloys in side view; and FIG. 2 shows the casting plant according to FIG. 1 in plan view.

In Fig. l ist eine Giessanlage für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen schematisch dargestellt, bei welcher als Ausgangsmaterial Aluminiumschrott in einen Schmelzofen 10 eingebracht wird. Es könnten allerdings auch zum Umschmelzen vorgesehene Blöcke als Ausgangsmaterial dienen. Die im Schmelzofen 10 erzeugte Schmelze wird in eine Wärmehaltekammer 12 einer Füllstation 11 eingeführt, von wo sie in regelmässigen Intervallen mit Hilfe eines Tauchrohres 13 jeweils in eine Pfanne 15 eingefüllt wird. Beim Schmelzofen 10 kann es sich vorzugsweise um einen Induktionsofen handeln, der beispielsweise ein Fassungsvermögen von 1,75 t aufweist und in dem 2 t Material pro Stunde geschmolzen werden können. Aus der Wärmehaltekammer 12 mit einem Fassungsvermögen von 3,5 t können dann Pfannen mit einem Fassungsvermögen von 2 t gefüllt werden, wobei jeweils die restlichen 1,5 t für die weitere Ladung in der Wärmehaltekammer 12 verbleiben.In Fig. L, a casting plant for aluminum or aluminum alloys is shown schematically, in which aluminum scrap is introduced into a melting furnace 10 as a starting material. However, blocks intended for remelting could serve as starting material. The melt produced in the melting furnace 10 is introduced into a heat-holding chamber 12 of a filling station 11, from where it is filled at regular intervals by means of a dip tube 13 each in a pan 15. The smelting furnace 10 may preferably be an induction furnace having, for example, a capacity of 1.75 tons and in which 2 tons of material per hour may be melted. From the heat holding chamber 12 with a capacity of 3.5 t pans can then be filled with a capacity of 2 t, each remaining the remaining 1.5 t for further charge in the heat holding chamber 12 remain.

Es wäre auch möglich, flüssiges Aluminium als Ausgangsmaterial der Füllstation 11 zuzuführen oder direkt in die Pfannen 15 einzufüllen.It would also be possible to supply liquid aluminum as starting material to the filling station 11 or to fill it directly into the pans 15.

Die in der Füllstation 11 gefüllten Pfannen 15 werden vorzugsweise direkt zu einer Giessstation 20 transportiert, bei der es sich beispielsweise um eine an sich bekannte Stranggiessanlage mit einer Anzahl von Kokillen 21 handelt, und in der der eigentliche Giessvorgang stattfindet. Erfindungs- gemäss werden jeweils mindestens zwei gefüllte Pfannen 15, 15' beim Einlauf der Giessstation 20 platziert (gemäss Zeichnung sind zwei Pfannen vorhanden), von denen jeweils eine durch Öffnen ihres Schiebeverschlusses 25 (Fig. 1) in eine gemeinsame Einlaufrinne 27 entleert wird. Über die Einlaufrinne 27 gelangt die Aluminiumschmelze in die einzelnen Kokillen 21.The filled in the filling station 11 pans 15 are preferably transported directly to a casting station 20, which is, for example, a per se known continuous casting with a number of molds 21st and in which the actual casting process takes place. According to the invention, in each case at least two filled pans 15, 15 'are placed at the inlet of the casting station 20 (according to the drawing, two pans are present), of which one is emptied into a common inlet channel 27 by opening its sliding closure 25 (FIG. Via the inlet channel 27, the molten aluminum enters the individual dies 21.

Eine allfällige Behandlung der Aluminiumschmelze erfolgt vorzugsweise in der bei der Giessstation 20 bereitgestellten, der Entleerung noch nicht ausgesetzten Pfanne oder Pfannen 15, 15'. Beim Giessvorgang wird demnach die eine, bereits behandelte Aluminiumschmelze enthaltende Pfanne 15 entleert, während die Schmelze in der anderen Pfanne 15' behandelt wird. Dabei kann es sich um eine Zugabe von Legierungszusätzen, oder um eine Reinigung und Homogenisierung sowie allenfalls um eine Temperaturregulierung handeln. Selbstverständlich könnte die Behandlung zumindest teilweise bereits zuvor, d.h. vor der Platzierung der Pfanne beim Einlauf der Giessstation 20, durchgeführt werden (beispielsweise können die Legierungszusätze bereits vor dem Einfüllen in die Pfannen 15, 15' eingebracht werden oder eine zusätzliche Behandlungsstation vorgesehen sein).A possible treatment of the molten aluminum is preferably carried out in the ladle or pans 15, 15 'provided at the pouring station 20 and not yet emptied. During the casting process, therefore, the one pan 15, which has already been treated with aluminum melt, is emptied while the melt in the other pan 15 'is being treated. It may be an addition of alloying additives, or a cleaning and homogenization and possibly a temperature control. Of course, the treatment could be at least partially previously, i. before the placement of the pan at the inlet of the casting station 20, are carried out (for example, the alloying additives can be introduced before filling in the pans 15, 15 'or provided an additional treatment station).

In .die bei der Giessstation bereitgestellte, der Entleerung noch nicht ausgesetzte Pfanne 15' kann z.B. ein Gebläserad zum Einblasen von Argon oder Stickstoff eingetaucht werden, zur kombinierten Wasserstoffentfer- nung, Homogenisierung und allenfalls Wärmeregulierung, wobei zur Beseitigung von alkalischen Spurverunreinigungen zusätzlich kleine Mengen von Chlorin dem Reinigungsgas beigemischt werden können. Sobald die eine Pfanne 15 entleert wird (oder kurz zuvor), wird der Schie- beverschluss 25 der anderen Pfanne 15' geöffnet und der Giessvorgang kontinuierlich fortgesetzt, wobei die entleerte Pfanne 15 durch eine neue ersetzt wird. Die Betätigung der Schiebeverschlüsse 25 erfolgt vorzugsweise gesteuert.For example, an impeller for blowing in argon or nitrogen can be immersed in the ladle 15 'provided at the casting station for emptying argon or nitrogen, for combined hydrogen removal, homogenization and, if necessary, thermal regulation, small amounts of oil being additionally removed to remove alkaline trace impurities Chlorine can be added to the cleaning gas. As soon as the one pan 15 is emptied (or shortly before), the sliding closure 25 of the other pan 15 'is opened and the casting process is continued continuously, with the empty pan 15 being replaced by a new one. The actuation of the slide fasteners 25 is preferably controlled.

Der Transport der Pfannen 15, 15' von der Füllstation 11 zu der Giesssta- tion 20 erfolgt auf Schienen oder mittels obliegender Kräne (Fig. 1 zeigt lediglich ein Traggestell 29 für die letztgenannte Variante). The pans 15, 15 'are transported from the filling station 11 to the casting station 20 on rails or by means of overhead cranes (FIG. 1 shows only a supporting frame 29 for the last-mentioned variant).

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Giessverfahren für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen, bei dem Aluminiumschmelze in eine Anzahl von Pfannen (15, 15') eingefüllt, in diesen allenfalls behandelt und zu einer Giessstation (20) gebracht wird, in welcher die Pfannen (15, 15') entleert werden und die Schmelze zu Halbprodukten vergossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Gewährleisten eines kontinuierlichen Giessvorganges bei der Giessstation (20) mindestens zwei gefüllte Pfannen (15, 15') bereitgestellt werden können, von denen jeweils von einer die Schmelze in eine gemeinsame Einlaufrinne (27) entleert wird. 1. casting method for aluminum or aluminum alloys, in which aluminum melt in a number of pans (15, 15 ') filled, in these at best treated and brought to a casting station (20), in which the pans (15, 15') emptied and the melt is poured into semi-finished products, characterized in that to ensure a continuous casting process at the casting station (20) at least two filled pans (15, 15 ') can be provided, of which in each case by a melt in a common inlet channel ( 27) is emptied. 2. Giessverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nacheinander folgende Entleerung der bereitgestellten Pfannen (15, 15') unter steuerbaren Öffnung ihrer Schiebeverschlüsse (25) erfolgt.2. Casting method according to claim 1, characterized in that the successive emptying of the provided pans (15, 15 ') under controllable opening of their sliding closures (25). 3. Giessverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung der Aluminiumschmelze in der bei der Giessstation (20) bereitgestellten, der Entleerung noch nicht ausgesetzten Pfanne (15') oder Pfannen erfolgt.3. Casting method according to claim 1 or 2, characterized in that the treatment of the molten aluminum in the at the casting station (20) provided, the emptying not yet exposed pan (15 ') or pans takes place. 4. Giessverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aluminiumschmelze in der bei der Giessstation (20) bereitgestellten, der Entleerung noch nicht ausgesetzten Pfanne (15') oder Pfannen Legierungszusätze zugegeben werden oder eine Reinigung und Homogenisierung sowie allenfalls eine Temperaturregulierung durchgeführt wird.4. Casting method according to claim 3, characterized in that the aluminum melt in the casting station (20) provided, the emptying not yet exposed pan (15 ') or pans alloy additives are added or a cleaning and homogenization and possibly a temperature control is performed. 5. Giessverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die bei der Giessstation (20) bereitgestellten, der Entleerung noch nicht ausgesetzten Pfanne (15') oder Pfannen ein Gebläserad zum Einblasen von Argon oder Stickstoff eintauchbar ist zur kombinierten Wasserstoffentfernung, Homogenisierung und allenfalls Wärmeregulierung, wobei zur Beseitigung von alkalischen Spurverunreinigungen zusätzlich kleine Mengen von Chlorin dem Reinigungsgas beigemischt werden können. 5. Casting method according to claim 4, characterized in that in the casting station (20) provided, the emptying not yet exposed pan (15 ') or pans an impeller for injecting argon or nitrogen is immersed for combined hydrogen removal, homogenization and if necessary Thermoregulation, with the addition of small quantities of chlorine in the cleaning gas can be added to eliminate alkaline trace impurities. 6. Giessanlage zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch I 5 mit einer Anzahl von in einer ersten Füllstation (11) mit der Aluminiumschmelze füllbaren Pfannen (15, 15'), die zu einer Giessstation (20) transportierbar und in dieser unter Öffnung ihres Schiebeverschlusses (25) entleerbar sind, wobei Mittel zur allfälligen Behandlung der Aluminiumschmelze vor dem Vergiessen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei gefüllte Pfannen (15, 15') bei der Giessstation (20) platzierbar sind, von denen jeweils eine in eine gemeinsame Einlaufrinne (27) entleerbar ist.6. casting plant for carrying out the method according to claim I 5 with a number of fillable in a first filling station (11) with the aluminum melt pans (15, 15 ') to a casting station (20) transportable and in this under opening of their sliding closure ( 25) are emptied, wherein means are provided for the possible treatment of the molten aluminum prior to the casting, characterized in that at least two filled pans (15, 15 ') are placeable at the casting station (20), one of which in each case into a common inlet channel ( 27) can be emptied. 7. Giessanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur allfälligen Behandlung der Aluminiumschmelze den bei der Giessstation (20) platzierbaren Pfannen (15, 15') zugeordnet sind.7. casting installation according to claim 6, characterized in that the means for the possible treatment of the molten aluminum at the casting station (20) placeable pans (15, 15 ') are assigned. 8. Giessanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass für den Transport der Pfannen (15, 15') von der Füllstation (11) zu der Giessstation (20) Schienen oder Kräne vorhanden sind. 8. Casting system according to claim 6 or 7, characterized in that for the transport of the pans (15, 15 ') from the filling station (11) to the casting station (20) rails or cranes are present.
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