Giesskokille

Abstract

 Bei einer Kokille sind an mindestens einer Stelle je zwei ein Thermoelement bildende Drähte (6, 7), mit einer ersten Kontaktstelle ausserhalb der Kokille, derart in die Kokille eingelassen, dass die andern Enden der Drähte (6, 7) nur durch eine höchstens 100 µm dicke metallische Deckschicht (4), welche diese Drahtenden verbindet, von der der Schmelze zugewandten Oberfläche (1) der Kokille getrennt sind.
Ein Verfahren zur Herstellung dieser Kokille besteht darin, dass die metallische Deckschicht (4) galvanisch auf die Enden der Drähte (6, 7) aufgebracht wird.
Die Kokille findet bevorzugt Verwendung in einer kontinuierlich arbeitenden Bandgiessanlage mit mitlaufenden, gekühlten Raupenkokillen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kokille zum Giessen von Metallen, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Kokille, sowie eine Verwendung dieser Kokille.

[0002] Die Wahl des Materials, der Beschichtung, der Ausmasse und der Temperatur der Kokille beeinflusst wesentlich die Erstarrungsgeschwindigkeit und damit die Qualität des Gussstücks. Bei einer vorgegebenen Kokille und allfälliger vorgegebener Beschichtungssubstanz kann vor oder während dem Giessen die Erstarrungsgeschwindikeit durch Regulierung der Dicke der isolierenden Beschichtung und der Intensität der Kokillenkühlung gesteuert werden. Diese Regulierung geschieht nach Erfahrung des Giessers oder nach Massgabe des periodisch oder dauernd zu ermittelnden Wärmehaushaltes der Kokille. Eine genaue und rasch auf Veränderungen ansprechende Ermittlung des Wärmehaushaltes erfordert jedoch ungestörte Temperaturmessungen an oftmals schwer zugänglichen Stellen und ist bei den herkömmlichen Kokillen nicht befriedigend durchführbar.

[0003] Der Erfinder hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Kokille und ein Verfahren zu ihrer Herstellung zu entwickeln, bei welcher der Wärmefluss durch ihre der Schmelze zugewandte Oberfläche rasch und unverfälscht ermittelt werden kann.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass an mindestens einer Stelle der Kokille je zwei ein Thermoelement bildende Dräh_- te derart in die Kokille eingelassen sind, dass die erste Kontaktstelle der zu einer Schleife verbundenen beiden Drähte des Thermoelements ausserhalb der Kokille auf der der Schmelze abgewandten Seite liegt und dass die andern Enden der beiden Drähte nur durch eine höchstens 100 um dicke metallische Deckschicht, welche diese Drahtenden verbindet, von der der Schmelze zugewandten Oberfläche der Kokille getrennt sind.

[0005] Bei der Herstellung einer solchen Kokille ist erfindungsgemäss vorgesehen, die metallische Deckschicht galvanisch auf die Drahtenden aufzubringen. Als weitere Art der Erzeugung der metallischen Deckschicht sind die Verfahren Plasmaspritzen, Aufdampfen oder Sputtern vorgesehen.

[0006] Diese Deckschicht besteht vorteilhaft aus Silber.

[0007] Solche Kokillen erlauben Temperaturmessungen unmittelbar unter der Oberfläche anhand deren ein genaues Wärmehaushaltsbild der Kokille erstellt werden kann, dies insbesondere, wenn an verschiedenen Stellen der Kokille Thermoelemente in erfindungsgemässer Art angebracht sind. Die dank der geringen Masse der Elemente und dank der ausschliesslich metallischen Verbindungen zwischen der Kokillenoberfläche und der Drahtverbindungsstelle kurze Ansprechzeit der Thermoelemente erlaubt bis zu 5000 Einzelmessungen pro Sekunde. Mit dieser Informationsmenge und -Geschwindigkeit kann die Kokillenkühlung effizient reguliert werden. Ebenso kann beispielsweise durch Dosierung des auf die Kokillenoberfläche aufzubringenden Giesspulvers die Dicke der wärmeisolierenden Schicht reguliert werden.

[0008] Im Rahmen der Erfindung als besonders zweckmässig hat sich eine Kokille erwiesen, welche mindestens eine durchgehende zylindrische Bohrung aufweist, welche die der Schmelze zugewandte Oberfläche der Kokille senkrecht durchstösst. In diese Bohrung ist fugenlos ein im wesentlichen aus derselben Substanz wie die Kokille bestehender Körper eingesetzt. Die der Schmelze zugewandte Oberfläche dieses _Kör- pers setzt die, durch die Bohrung durchbrochene, Kokillenoberfläche stetig fort. Der Körper weist eine Axialbohrung auf, in welcher die Thermoelement-Drähte isoliert lagern. Die oben erwähnte, die Drahtenden verbindende Deckschicht bildet ein Teil der Oberfläche des genannten eingesetzten Körpers.

[0009] Der Wärmefluss innerhalb der Kokille wird durch diesen eingesetzten Körper nur äusserst geringfügig beeinflusst. Kokillenreparaturen werden dank der einfachen Entfernbarkeit dieses Körpers erleichtert.

[0010] Die erfindungsgemässe Kokille kann bei allen Metallgiessverfahren, wie Strangguss und Formguss, eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft verwendet wird die Kokille jedoch in einer kontinuierlich arbeitenden Bandgiessanlage, insbesondere für das Giessen von Aluminiumbändern, mit mitlaufenden, gekühlten Raupenkokillen. Eine solche Bandgiessanlage erfordert infolge hoher Giessgeschwindigkeit rasche Messungen. Die volumenbezogen grosse Oberfläche des Gussbandes wird durch die Verwendung der erfindungsgemässen Kokille nicht beeinträchtigt.

[0011] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

_Fig. 1 einen Querschnitt durch einen, ein Thermoelement umfassender, in die Kokille eingesetzter Körper

_Fig. 2 einen vergrösserten Ausschnitt A aus dem einen Ende des Körpers nach Figur 1.

[0012] Die kupferne Kokille 9 nach Figur 1 ist als Kokillenbarren Bestandteil einer kontinuierlichen Bandgiessanlage mit _Rau- penkokillen (CASTRR II). Senkrecht zu ihrer, der (nicht eingezeichneten) Schmelze zugewandten Oberfläche 1 weist die Kokille 9 eine durchgehende zylindrische Bohrung 10 auf, in welche fugenlos ein kupferner Körper 2 von 10 mm Durchmesser derart eingesetzt ist, dass seine Oberfläche 11 und die Oberfläche 1 in derselben Ebene liegen. Der Körper 2 weist eine Axialbohrung 3 auf, welche an einem Ende durch eine silberne Deckschicht 4 abgeschlossen ist. Die Deckschicht 4 ist Bestandteil der Oberfläche 11. Andernends ist die Axialbohrung 3 durch eine Aluminiumoxidplatte 5 abgedeckt.

[0013] In die Axialbohrung 3 sind zwei 100 um starke Leiterdrähte aus Chromel 6 und Alumel 7 eingezogen (Fig. 2), zwischen denen und gegen den kupfernen Mantel des Körpers 2 sind Isolationsschichten 8 aus 10 um dickem Mica angeordnet. Die Leiter 6 und 7 stehen über die 50 µm (d) dicke, galvanisch aufgebrachte Decksnhicht 4 miteinander in Verbindung und durchstossen andernends die Aluminiumoxidplatte 5.

[0014] Die kontinuierliche Bandgiessanlage weist an beiden Raupen mehrere Kokillenbarren des Typs der Kokille 9 auf.

Ansprüche

1. Kokille (9),
dadurch gekennzeichnet,
dass an mindestens einer Stelle je zwei ein Thermoelement bildende Drähte (6, 7), mit einer ersten Kontaktstelle ausserhalb der Kokille (9), derart in die Kokille (9) eingelassen sind, dass die andern Enden der Drähte (6, 7) nur durch eine höchstens 100 um dicke metallische Deckschicht (4), welche diese Drahtenden verbindet, von der der Schmelze zugewandten Oberfläche (1) der Kokille (9) getrennt sind.

₂. Kokille (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille (9) mindestens eine zylindrische, die der Schmelze zugewandte Oberfläche (¹) senkrecht durchstossende, durchgehende Bohrung (10) aufweist, in welche fugenlos ein Körper (2) eingesetzt ist, welcher im wesentlichen aus der selben Substanz wie die Kokille (9) besteht, welcher eine der Schmelze zugewandte Oberfläche (11) aufweist, welche die Oberfläche (1) stetig fortsetzt und welcher eine Axialbohrung (3) aufweist, worin die Drähte (6, 7) isoliert lagern, wobei die Deckschicht (4) ein Teil der Oberfläche (11) bildet.

3. Kokille (9) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Deckschicht (4) aus Silber besteht.

4. Verfahren zur Herstellung einer Kokille (9) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Deckschicht (4) galvanisch auf die Enden der Drähte (6, 7) aufgebracht wird.

5. Verfahren zur Herstellung einer Kokille (9), nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Deckschicht (4) durch Plasmaspritzen, Aufdampfen oder Sputtern erzeugt wird.

6. Verwendung der Kokille (9) nach wenigstens einem der Anspüche 1 bis 3 in einer kontinuierlich arbeitenden Bandgiessanlage, insbesondere für das Giessen von Aluminiumbändern, mit mitlaufenden, gekühlten Raupenkokillen.

Zeichnung