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DE3000507A1 - Verfahren und vorrichtung zum elektromagnetischen giessen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum elektromagnetischen giessen

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Publication number
DE3000507A1
DE3000507A1 DE19803000507 DE3000507A DE3000507A1 DE 3000507 A1 DE3000507 A1 DE 3000507A1 DE 19803000507 DE19803000507 DE 19803000507 DE 3000507 A DE3000507 A DE 3000507A DE 3000507 A1 DE3000507 A1 DE 3000507A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
casting
head device
melt
hot head
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19803000507
Other languages
English (en)
Inventor
Gerhart K Gaule
Derek E Tyler
John C Yarwood
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olin Corp
Original Assignee
Olin Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olin Corp filed Critical Olin Corp
Publication of DE3000507A1 publication Critical patent/DE3000507A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B22D11/01—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths without moulds, e.g. on molten surfaces
    • B22D11/015—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths without moulds, e.g. on molten surfaces using magnetic field for conformation, i.e. the metal is not in contact with a mould

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Eckenform beim kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen elektromagnetischen Gießen von Gußstücken gewünschter Gestalt, beispielsweise Gußblöcken mit rechteckigem Querschnitt oder mit Flachquerschnitt bzw. plattenförmigen Gußblöcken, aus (Rein-)Metallen und Legierungen. Das elektromagnetische Gießen ist grundsätzlich bekannt und wird seit mehreren Jahren zum kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Gießen von Metallen und Legierungen eingesetzt. Eine der Schwierigkeiten, die sich beim elektromagnetischen Gießen von Gußblöcken mit Flachquerschnitt eingestellt haben,
ist das Auftreten von Ecken mit großem Krümmungsradius an den Gußblöcken. Das aufgetretene Abrunden der Ecken bei elektromagnetisch gegossenen Gußblöcken mit Flachquerschnitt ist das Ergebnis von höherem elektromagnetischem Druck bei gegebener Entfernung von der Induktionseinrichtung nahe den Gußblockecken, wo zwei sich einander nähernde Flächen der Induktionseinrichtung ein stärkeres Feld erzeugen. Dies steht im Gegensatz zum geringeren Druck in derselben Entfernung von der Induktionseinrichtung an der breiten bzw. mittleren Fläche des Gußblocks entfernt von der Ecke, wo lediglich eine Fläche der Induktionseinrichtung wirkt.
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Es ist günstig, die Ecken von Gußblöcken mit Flachquerschnitt mit kleinem Krümmungsradius auszubilden, damit während des nachfolgenden Walzens die Querschnittsänderungen an den Kanten des Gußblocks möglichst klein werden. Ecken mit größerem Krümmungsradius betonen die Zugspannung an den Gießblockkanten während des Walzens, woraus sich ein Einreißen der Kanten und Materialverlust ergeben können. Somit ergibt sich durch Verringerung des Krümmungsradius an den Ecken des Gußblocks eine Maximierung in der Ausbeute an weiterverarbeitbarem Material.
Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß bei der elektromagnetischen Bildung von Gußblöcken mit Flachquerschnitt ein gesteigerter Metallfluß zu den Gußblockecken, der die Ausbildung von Ecken mit kleinem Krümmungsradius nach sich zieht, durch Verwendung einer Warmkopf-Einrichtung oder einer Art Behälter mit zwei offenen Enden, die bzw. der innen Strömungshindernisse aufweist, bewerkstelligt werden kann. Die Warmkopf-Einrichtung ist vor und benachbart der elektromagnetischen Gießstation angeordnet und führt die Schmelze dieser Gießstation zu.
Außerdem wurde erfindungsgemäß gefunden, daß ein gesteigerter JMetallfluß zu den Gußblockecken durch Verwendung eines Austrittsstücks mit mehreren öffnungen bzw. Düsen zur Schaffung einer Ausrichtung der Schmelze zu den Ecken einer Warmkopf-Einrichtung, die axial mit der elektromagnetischen Gießstation ausgerichtet ist, bewerkstelligt werden kann.
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Außerdem wurde erfindungsgemäß gefunden, daß ein gesteigerter Metallfluß zu den Gußblockecken durch Verwendung eines Austrittsstücks mit mehreren Öffnungen oder Düsen zur Schaffung einer Ausrichtung von zugeführter Schmelze zu den Ecken des schmelzflüssigen Gußblocks, wie er in der Gießstation gebildet wird, bewerkstelligt werden kann.
Eine elektromagnetische Gießvorrichtung zur Formgebung von Gußblöcken, die eine wassergekühlte Induktionseinrichtung, eine unmagnetische Abschirmung, einen Fußblock und einen Kanal zur Aufbringung von Kühlwasser auf den Gußblock aufweist, ist in der US-PS 3 467 166 beschrieben. Einschluß und Formgebung der Schmelze werden ohne direkten Kontakt zwischen der Schmelze und irgendeinem Formteil mit Ausnahme des Fußblocks, der beim Anfahren und beim (kontinuierlichen) Abziehen des Gußblocks Verwendung findet, erreicht. Die Schmelze erstarrt durch direkte Aufbringung von Wasser aus dem Kühlungskanal auf die Gußblockhaut bzw. die Gußblockschale.
Eine unmagnetische Abschirmung zur ordnungsgemäßen Formung des magnetischen Feldes zum Einschluß der Schmelze ist in der US-PS 3 605 865 beschrieben. Außer durch Verwendung einer Abschirmung kann man das Problem der Gußblockgestalt durch Modifikation des elektromagnetischen Feldes unter Verwendung von Induktionseinrichtungen mit besonderer Formgebung (US-PS 4 004 631) oder unter Verwendung von sowohl Abschirmungen als auch Induktionseinrichtungen mit besonderer Formgebung
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(US-PS 3 985 179) angehen.
Eine weitere Einrichtung zur Verbesserung und zur Beeinflussung der Gußblockgestalt ist die Verwendung einer Warmkopf-Einrichtung oder eines offenendigen Behälters, der vor und benachbart der elektromagnetischen Gießstation angeordnet ist, wie in der .deutschen Patentanmeldung P 29 o2 473«5 beschrieben, deren Inhalt ausdrücklich zum Bestandteil der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
Eine Reihe von elektromagnetischen Gießvorrichtungen zur Formgebung von Gußblöcken ist weiterhin in der US-PS 4 040 467, den SU-PSen 233 186, 273 226, 502 702, 502 707 und der GB-PS 1 481 301 beschrieben.
Verschiedene Schmelzenzufuhreinrichtungen für direkt gekühlte Stranggießkokillen sind in den US-PSen 3 908 735 und 3 612151 beschrieben. US-PS 3 908 735 beschreibt die Zufuhr von Schmelze zu einer Wände aufweisenden Kokille über eine Zuführeinheit, die mit zwei Auslaßöffnungen versehen ist, die einen gewissen Grad an gerichtetem Metallfluß erzeugen, während US-PS 3 612 151 ein isoliertes Versorgungsreservoir beschreibt, das axial mit einer Wände aufweisenden Kokille ausgerichtet ist.
Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektromagnetischen Gießen von Metallen und Legierungen zu
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Gußblöcken mit Flachquerschnitt oder zu anderen gewünschten Gestaltungen mit Ecken oder Bereichen, die einen kleinen Krümmungsradius haben, durch bewußte Anwendung einer gerichteten dynamischen Druckhöhe,die aus einer Warmkopf-Einrichtung neuartiger Konstruktion stammt. Die Warmkopf-Einrichtung gemäß der Erfindung macht sich die zirkulierenden Ströme oder den Schmelzenfluß, der dem elektromagnetischen Gießprozeß inhärent ist, zunutze, um diese Ströme auf die sich bildenden Gußblockecken zu richten, vorzugsweise mittels mehrerer Strömungshindernisse, die beabstandet innerhalb der Warmkopf-Einrichtung angeordnet sind.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die dynamische Druckhöhe zu den Gußblockecken hin, die durch induzierten Metallfluß erzeugt wird, verstärkt und gesteigert durch ein Austrittsstück,das mehrere Düsen besitzt, um den Schmelzenfluß bevorzugt zu den Gußblockecken zu richten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim elektromagnetischen Gießen von Metallen und Legierungen zu Gußblöcken mit Flachquerschnitt oder zu anderen gewünschten Gestaltungen, bei denen Ecken oder Bereiche mit kleinem Krümmungsradius vorhanden sind, eine Möglichkeit zum Gießen kleinerer Krümmungsradien anzugeben.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand teilweise schematischer Darstellungen mehrerer Au sf ührungsbeispiele noch näher erläutert und dem Stand der Technik gegenübergestellt. Es zeigent
Fig. 1 im Schnitt und teilweise schematisch eine Gießeinrichtung bekannten Aufbäus, bei der ein Wasseraufsprühsystem in Kombination mit einer ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Induktionseinrichtung zur Herstellung eines erstarrten Gußblocks verwendet werden;
Fig. 2 in einem schematischen Schnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung und eine Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum elektromagnetischen Gießen, wobei eine Warmkopf-Einrichtung mit mehreren, räumlich darin angeordneten Strömungshindernissen Verwendung findet;
Fig. 3 im Schnitt eine Warmkopf-Einrichtung, wobei die Anordnung einer mit Öffnungen versehenen Basisplatte auf ein Ende der Warmkopf-Einrichtung zu erkennbar ist;
Fig. 4 im Schnitt eine Warmkopf-Einrichtung, wobei die Anordnung eines porösen, keramischen Filters auf ein Ende der Warmkopf-Einrichtung zu erkennbar ist;
Fig. 5 im Querschnitt eine Ausführungsform einer Warmkopf-Einrichtung, die zwei Sätze von sich gegenüberliegenden, in der Warmkopf-Einrichtung angeordneten
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Strömungshindernissen aufweist;
Fig. 6 im schematischen Schnitt eine Vorrichtung und eine Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum elektromagnetischen Gießen, wobei ein (Schmelzen-) Austrittsstück mit Strömungsrichtungsöffnungen in Kombination mit einer mit Strömungshindernissen versehenen Warmkopf-Einrichtung vorgesehen sind;
Fig. 7 in einem Querschnitt ähnlich Fig. 5 ein (Schmelzen-) Austrittsstück mit Strömungsrichtungsöffnungen in Kombination mit einer mit Strömungshindernissen versehenen Warmkopf-Einrichtung;
Fig. 8 in einem schematischen Schnitt' eine Vorrichtung und eine Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei ein Strömungsrichtendes (Schmelzen-) Austrittsstück gezeigt ist, das in Kombination mit einer Warmkopf-Einrichtung verwendet ist;
Fig. 9 in einem schematischen Schnitt ein strömungsrichtendes (Schmelzen-)Austrittsstück zur Zuführung von Schmelze zu einer Station zum elektromagnetischen Gießen.
Die Fig. 2 bis 9 zeigen erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtungen.
Erfindungsgemäß findet eine Warmkopf-Einrichtung mit darin angeordneten, voneinander beabstandeten Strömungshindernissen Verwendung. Die Warmkopf-Einrichtung ist in den Ausfüh-
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rungsbeispielen vor bzw. oberhalb und benachbart zur elektromagnetischen Gießstation angeordnet und soll bei den Temperaturen, bei denen die Schmelze vergossen wird, physikalisch und chemisch stabil sein. Vorzugsweise findet eine Warmkopf-Einrichtung ("hot top") Verwendung, die mit einem isolierenden, hitzebeständigen Material ausgekleidet ist, um die besten Ergebnisse zu erzielen. Bei einer weiteren Ausführungsform findet erfindungsgemäß ein (Schmelzen-)Austrittsstück mit mehreren öffnungen bzw. Düsen Verwendung, die für eine Richtungsgebung der Schmelze zu den Ecken entweder der Warmkopf-Einrichtung oder des Gusses und damit zu den Ecken des zu gießenden Blocks sorgen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere bei kontinierlichen und halbkontinuierlichen elektromagnetischen Gießvorgängen anwendbar. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Schmelzenstrom kontinuierlich einer Warmkopf-Einrichtung zugeführt und nach Austritt aus der Warmkopf-Einrichtung kontinuierlich in Gestalt gebracht und erstarrt in einer elektromagnetischen Gießstation. Der sich bildende Gießblock wird mit der gleichen Geschwindigkeit abgezogen, mit der der Warmkopf-Einrichtung Schmelze zugeführt wird.
Da die Erfindung mit mit Strömungshindernissen ausgerüsteten Warmkopf-Einrichtungen und/oder mit mit mehreren Austrittsöffnungen versehenen Austrittsstücken arbeitet, ergibt sich gegenüber typischen bekannten Gießformen und elektromagne-
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tischen Gießstationen eine Verbesserung. Die beim Stand der Technik auftretenden Schwierigkeiten beim Gießen von Gußblöcken mit rechteckigem Querschnitt oder mit einem Querschnitt, der wesentlich langer als breit ist, wie beispielsweise die Bildung von Ecken mit großem Krümmungsradius, werden erfindungsgemäß vermindert oder vermieden.
Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Gießvorrichtung, bei der ein Wasseraufsprühsystem in Kombination mit einer ein elektromagnetisches Feld erzeugenden Induktionseinrichtung verwendet ist, um eine Gießstation zur Herstellung eines erstarrten Gußblocks zu bilden. Fig. 1 zeigt, daß ein Kühlfluidkanal einen Strom von Kühlfluid, der von einer unmittelbar oberhalb des Stroms angeordneten, unmagnetischen Abschirmung abgelenkt wird, auf die Oberfläche des austretenden Gußblocks richtet. Die ein elektromagnetisches Feld erzeugende Induktionseinrichtung ist unmittelbar unterhalb des Kühlfluidkanals angeordnet und erzeugt ein Feld, durch das die Oberfläche der Schmelze zu einem Gußblock geformt wird, ohne daß irgendwelche Formwände vorhanden sind.
Fig. 2 veranschaulicht eine erste Ausführungsform der Erfindung. Eine Warmkopf-Einrichtung 10 ist unmittelbar vor bzw. oberhalb und in der Nähe einer elektromagnetischen Gießstation 11 angeordnet. Ein Kühlungssprühstrom 12 von einem Wasserkanal 13, der den Schmelzenstrom rings umgibt, wird
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von einer unmagnetischen Abschirmung 14 abgelenkt und trifft auf den austretenden bzw. zu bildenden Gußblock 15. Dessen unteres Ende ist an einer Gespannplattenkappe 16 befestigt, die ihrerseits an einer herkömmlichen, nicht gezeichneten Abzieheinrichtung befestigt ist,die den Gußblock 15 von der elektromagnetischen Gießstation nach unten bewegt. Die Warmkopf-Einrichtung 10 ist mit beabstandeten Strömungshindernissen 21 in Form waagerechter plattenförmiger VorSprünge versehen, die an verschiedenen Innenwänden der Warmkopf-Einrichtung angeordnet sind. Von der Seite gesehen befinden sich die Strömungshindernisse 21 am Boden der Warmkopf-Einrichtung 10; von oben gesehen befinden sich die Strömungshindernisse 21 zwischen den Ecken der Warmkopf-Einrichtung 10 und reichen nicht bis zu den Ecken.
Zur Lösung der Schwierigkeit der Ausbildung von Ecken mit großem Krümmungsradius beim elektromagnetischen Gießen von Gußstücken mit flachem Querschnitt findet erfindungsgemäß eine Beeinflussung der Druckhöhe oder des Drucks statt. Die Erfindung bedient sich einer Vergrößerung des dynamischen Druckgefälles bzw. der dynamischen Druckhöhe an den Ecken der sich bildenden Gußblöcke, um den übermäßigen elektromagnetischen Druck zu überwinden, der an den Ecken von elektromagnetisch einer Formgebung unterworfenen Gußblöcken mit flacherem als quadratischem Querschnitt auftritt. Die Erfindung bedient sich der zirkulierenden Ströme oder der Schmelzenströmung, wie sie dem elektromagnetischen Gießen inhärent
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ist, um diese Ströme zu vergrößern und neu nach unten und nach außen in Richtung zu den Ecken des sich bildenden Gußblocks hin in kontrollierter Weise auszurichten, wie es durch die Strömungspfeile 29 angedeutet ist.Diese Steuerung des inhärenten Strömungsflusses wird vorzugsweise mit Hilfe von Strömungshindernissen bewerkstelligt, die beabstandet innerhalb der Warmkopf-Einrichtung 10 vorgesehen sind, die oberhalb und benachbart der elektromagnetischen Gießstation angeordnet ist, wie in Fig. 2 dargestellt.
Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Warmkopf-Einrichtung 10, die zusätzlich zu dem ersten Paar von Strömungshindernissen 21 ein zweites Paar von beabstandeten Strömungshindernissen 22 aufweist. Zwischen den Strömungshindernissen 21 und den Strömungshindernissen 22 bleibt ein mittlerer Bereich frei; außerdem bleiben ausgehend von diesem mittleren Bereich die Eckbereiche frei von Strömungshindernissen. Somit schaffen die Strömungshindernisse 21 und 22 verringerte Strömungsquerschnittsbereiche nach unten gerichteter Strömung 28 in den Ecken. Diese Verringerung an Strömungsquerschnitt erzeugt eine Erhöhung der Schmelzengeschwindigkeit und damit erhöhte dynamische Druckhöhe. Damit befinden sich gerade an den Ecken des zu bildenden Gußblocks an der Peripherie des zu bildenden Gußblocks die Stellen, an denen die größte Schmelzengeschwindigkeit oder dynamische Druckhöhe auftritt. Das Ergebnis einer derart an bevorzugten Stellen vorhandenen, hohen dynamischen Druckhöhe an den
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Ecken ist ein reduzierter Krümmungsradius an den Ecken des austretenden bzw. sich bildenden Gußblocks.
Die Strömungshindernisse 21 und 22 können an den Wänden der Warmkopf-Einrichtung 10 an dessen unterem Ende oder zwischen den Enden der Warmkopf-Einrichtung 10 befestigt sein, oder sie können einstückig mit der Warmkopf-Einrichtung 10 ausgebildet sein. Die Warmkopf-Einrichtung 10 soll etwa die gleichen Querschnittsabmessungen wie der zu gießende Gußblock besitzen, wie in der deutschen Patentanmeldung P29 o2 473.5 beschrieben. Die dargestellten Strömungshindernisse 21 und 22 haben in der Draufsicht abgerundete Ecken, da es bei hitzebeständigen Einbauten günstiger ist, mit abgerundeten statt mit rechtwinkligen Ecken zu arbeiten. Darüber hinaus sorgen abgerundete Ecken für eine etwas besser laminare oder glattere Metallströmung.
Die Dicke der plattenförmigen Strömungshindernisse 21 und beträgt vorzugsweise etwa 12,7 bis 25,4 mm, und die Strcntungshindernisse sind vorzugsweise mehr als etwa 6,4 mm von der Oberseite oder der Unterseite der Warmkopf-Einrichtung 10 entfernt angeordnet. Während des Gießens beträgt der Abstand zwischen der Oberseite der Strömungshindernisse 21 und 22 zur Oberseite der Schmelze vorzugsweise etwa 6,4 bis 76,2 mm.
Die Fig. 3 und 4 zeigen weitere Ausführungsformen der Erfindung, bei denen eine mit Öffnungen versehene Platte oder
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eine Abschirmung bzw. ein Gitter bzw. ein Sieb 17 oder ein Filter 18 aus offenporigem Keramikschaummaterial verwendet sind, um die Warmkopf-Einrichtung 10 oberhalb der Strömungshindernisse 21 zu überspannen. Das Sieb 17 und der Filter 18 können zur Zurückhaltung unerwünschter Partikel vom Schmelzenstrom eingesetzt werden. Das Sieb 17 und der Filter 18 können in Berührung mit den Strömungshindernissen 21 und 22 angeordnet werden, vorzugsweise sind sie jedoch mindestens etwa 6,4 mm von der oberen Oberfläche der Strömungshindernisse entfernt angeordnet. Der Abstand zwischen der oberen Oberfläche des Siebs 17 oder des Filters 18 und der Oberseite der Schmelze sollte größer als etwa 12,7 mm sein.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung (Fig. 8) ist ein Austrittsstück 31 mit Öffnungen bzw. Düsen 32 versehen und in Kombination mit der Warmkopf-Einrichtung 10 eingesetzt, um die durch die elektromagnetisch induzierten Ströme erzeugte dynamische Druckhöhe zu verstärken, wodurch eine größere dynamische Druckhöhe in den Ecken des sich bildenden Gußblocks erhalten wird. Die Düsen 32 sind zu den Ecken der Warmkopf-Einrichtung 10 zu gerichtet und richten so zusätzlichen Metallfluß zu den Ecken des sich bildenden Gußblocks.
Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein mit Düsen 32 versehenes Austrittsstück 31 in Kombination mit einer Warmkopf-Einrichtung 10, die sich gegenüberliegende Strömungshindernispaare 21 und 22 aufweist, verwendet, siehe Fig. 6 und 7. Auf diese Weise wird Schmelzenfluß zu den Ecken
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des sich bildenden Gußblocks hin verstärkt durch eine Kombination von durch das elektromagnetische Feld induzierten Strömen bzw. Strömungen, von durch Strönungshindernis induzierter oder verbesserter Strömung, und von durch Austrittsstückdüse gerichteter Strömung. Diese Vorzugsströmung des Metalls in die Gußblockecken führt zu einer größeren dynamischen Druckhöhe an den Ecken, wodurch die Ecken mehr ausgebeult werden und infolgedessen der Krümmungsradius an den Ecken des sich bildenden Gußblocks reduziert wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung (Fig. 9), bei der keine Warmkopf-Einrichtung und keine Strömungshindernisse vorgesehen sind, findet ein Austrittsstück 31 mit öffnungen bzw. Düsen 32 Verwendung, das im Innenraum der elektromagnetischen Gießstation 11 zur Zuführung von Schmelze zu den Ecken des heraustretenden Gußblocks 15 angeordnet ist. Die Düsen 32 haben die Wirkung, die dynamische Druckhöhe an den Ecken des Gußblocks zu vergrößern und so den Krümmungsradius an den Ecken zu verringern. Die Düsen 32 sind vorzugsweise mindestens etwa 6,4 mm von der oberen Oberfläche der Schmelze während des Gießprozesses entfernt angeordnet.
Die Erfindung kann beim elektromagnetischen Gießen von Gußstücken beliebiger Gestalt Verwendung finden, wenn es erwünscht ist, irgendwelche Bereiche mit kleinem Krümmungsradius zu bilden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Verringerung von
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Schmelzenbelägen aus irgendwelchen kohlenstoffhaltigen Schutzmaterialien oder Salzschmelze-Schutzmaterialien sowie von nachteiligen Oberflächenoxiden an der Oberfläche der Schmelze innerhalb der Warmkopf-Einrichtung 10. Das Material der genannten Schmelzenabdeckungen wird so daran gehindert, in der sich bildenden Gußblockschale eingeschlossen zu werden, so daß sich bessere Gußblockoberflächen ergeben. Das Material der Schmelzenabdeckungen, insbesondere, wenn es aus Materialien wie Graphit gebildet ist, wird außerdem daran gehindert, mit dem elektromagnetischen Feld in Wechselwirkung zu treten. Weiterhin kann bei der Erfindung vorteilhafterweise ein Inertgasfilm zwischen die Wandung der Warmkopf-Einrichtung 10 und die Oberfläche bzw. Außenfläche der Schmelze eingeführt werden, um die Metalloberfläche zusätzlich zu schützen. Dieser Inertgasfilm kann ringsum am Umfang den Wandungen der Warmkopf-Einrichtung 10 unter Verwendung des Ablenkschirms des Kühlfluidkanals aufgebracht werden.
Der Inhalt aller im vorliegenden Anmeldungstext genannten Druckschriften wird hiermit ausdrücklich durch Bezugnahme zum Bestandteil der Offenbarung der vorliegenden Patentanmeldung gemacht.
Wegen der bevorzugten Gestalt und des bevorzugten Anbringungsorts der Strömungshindernisse wird ausdrücklich auf Fig. 5 und 7 Bezug genommen.
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Claims (1)

  1. 427 North Shamrock Street, East Alton, 111. 62024, V.St.A«
    Beanspruchte Priorität:
    8.Januar 1979 V.St.A. Nr. 1 730
    Verfahren und Vorrichtung zum elektromagnetischen Gießen
    Ansprüche
    1. Verfahren zur elektromagnetischen Formgebung von Metallen und Legierungen zu einem Gußstück gewünschter Gestalt, die mindestens einen Bereich mit kleinem Krümmungsradius aufweist, durch Vorsehen einer Warmkopf-Einrichtung mit etwa dem gleichen (Innen-)Querschnitt wie das Gußstück, Gießen einer Schmelze des Metalls oder der Legierung in die Warm-
    030030/069$
    POSTSCHECKKONTO: MÖNCHEN 80175-808 · BANKKONTO: DEUTSCHE BANK A. Q., MÖNCHEN. LEOPOLDSTRASSE 71. KONTO-NUMMER 60/33
    kopf-Einrichtung, Vorsehen einer elektromagnetischen Gießstation und Formgebung der Schmelze des Metalls oder der Legierung zum Gußstück in der elektromagnetischen Gießstation beim Schmelzenaustritt aus der Warmkopf-Einrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß zur Formgebung des Gußstücks gewünschter Gestalt mit mindestens einem Bereich mit kleinem Krümmungsradius die dynamische Druckhöhe an dem mindestens einen Bereich durch Vorzugsausrichtung des Schmelzenflusses im sich bildenden Gußstück auf den mindestens einen Bereich zu erhöht wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dynamische Druckhöhe durch gerichteten und bevorzugten Fluß der Schmelze des Metalls oder der Legierung auf den genannten Bereich des sich bildenden Gußstücks zu vergrößert wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Gußstück in Gestalt eines Gußblocks mit Flachquerschnitt die dynamische Druckhöhe dadurch vergrößert wird, daß ein gerichteter und bevorzugter Fluß der Schmelze des Metalls oder der Legierung in Richtung auf jede Ecke des sich bildenden Gußblocks zu erzeugt wird.
    4. Vorrichtung zur elektromagnetischen Formgebung von Metallen und Legierungen zu einem Gußstück gewünschter Gestalt, die mindestens einen Bereich mit kleinem Krümmungsradius aufweist, mit einer eine Warmkopf-Einrichtung aufweisenden Einrichtung
    030030/069B
    zum Empfangen der Schmelze des Metalls oder der Legierung, wobei die Warmkopf-Einrichtung etwa den gleichen (Innen-) Querschnitt wie das Gußstück aufweist, und mit einer eine elektromagnetische Gießstation aufweisenden Einrichtung zur Formgebung der Schmelze des Metalls oder der Legierung zum Gußstück beim Schmelzenaustritt aus der Warmkopf-Einrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß zur Formgebung des Gußstücks gewünschter Gestalt mit mindestens einem Bereich mit kleinem Krümmungsradius eine Einrichtung (21; 22 ; 17;18; 31) zur Vergrößerung der dynamischen Druckhöhe an dem mindestens einen Bereich durch Vorzugsausrichtung des Schmelzenflusses zu dem mindestens einen Bereich vorgesehen ist.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Warmkopf-Einrichtung (10) mindestens ein inneres Strömungshindernis (21; 22) zur Vorzugsausrichtung des Schmelzenflusses aufweist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Warmkopf-Einrichtung (10) zwei innere, beabstandete Strömungshindernisse (21; 22) aufweist, wobei die Strömungshindernisse (21; 22) an gegenüberliegenden Innenwänden der Warmkopf-Einrichtung (10) angeordnet sind.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,dadurch gekennzeichnet, daß die Warmkopf-Einrichtung (10) vier innere,
    030030/0691
    beabstandete Strömungshindernisse (21, 22) aufweist, wobei jedes Strömungshindernis (21, 22) an einer zugeordneten Innenwand der Warmkopf-Einrichtung (10) angeordnet ist.
    8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Strömungshindernis (21; 22) zum unteren Ende der Warmkopf-Einrichtung (10) zu angeordnet ist; daß die Warmkopf-Einrichtung (10) eine Höhe größer als etwa 19,1 mm aufweist; daß das Strömungshindernis (21; 22) eine Dicke von etwa 12,7 bis etwa 25,4 mm aufweist; und daß das Strömungshindernis (21; 22) an einer Stelle angeordnet ist, die etwa 6,4 bis etwa 25,4 mm vom unteren Ende der Warmkopf-Einrichtung (10) entfernt ist.
    9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum teilweisen Schließen des Einlaßendes der Warmkopf-Einrichtung (10) eine Einrichtung vorgesehen ist, die einen offenporigen Keramikschaumfilter (18) oder einen mit öffnungen versehenen Schirm (17) aufweist, wobei der Keramikschaumfilter (18) oder der Schirm (17) in überspannendem Eingriff mit der Warmkopf-Einrichtung (10) steht.
    10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußstück einen Gußblock mit Flachquerschnitt aufweist und daß zu dem mindestens einem Bereich mit kleinem Krümmungsradius die vier Ecken des Gußblocks gehören.
    030030/0695
    11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Vergießen vorgesehen ist, die ein Austrittsstück (31) mit vier öffnungen oder Düsen (32) aufweist, wobei jede der öffnungen oder Düsen (32) der Schmelze des Metalls oder der Legierung, die in die Warmkopf-Einrichtung (10) auf die Ecken zu gegossen wird, eine Ausrichtung und eine vergrößerte dynamische Druckhöhe mitteilt.
    O30030/069S
DE19803000507 1979-01-08 1980-01-08 Verfahren und vorrichtung zum elektromagnetischen giessen Withdrawn DE3000507A1 (de)

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