CH201351A - Verfahren und Vorrichtung zum Giessen von Metallblöcken. - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zum Giessen von     Netaltblöeken.       Gegenstand der Erfindung ist ein Ver  fahren zum Giessen von     131Ietallblöcken,    sowie  eine Vorrichtung zur Durchführung dieses  Verfahrens. Das Verfahren zeichnet sich da  durch aus, dass das     Gussmetall    in eine wasser  gekühlte Kokille gegossen wird, deren Boden  während des Gusses abgesenkt wird, wobei  man den gegossenen Block ohne zusätzliche  mechanische     Zugmittel    durch sein eigenes  Gewicht in :

  der Kokille     nachrutschen    lässt,  ferner, dass die Giessgeschwindigkeit und die       Kokillenhöhe    so gewählt werden, dass der am  untern Rande der Kokille austretende Block  noch nicht bis zur Mitte erstarrt ist und erst  nach Verlassen der Kokille durch unmittel  bare     Berührung    mit flüssigen Kühlmitteln  völlig zur     Erstarrung    gebracht wird.  



  In beiliegender Zeichnung sind Ausfüh  rungsbeispiele von     Vorrichtungen,    mit Hilfe  derer das Verfahren ausgeführt werden kann,  bildlich dargestellt. Hierbei zeigen:         Fig.    1 und 2 erste Beispiele     in    einem  senkrechten     Schnitt;          Fig.    3     und    4 sind     Vertikalschnitte    durch  eine Vorrichtung zur Herstellung     plattierter     Blöcke;       Fig.    5 ist schliesslich ein Grundriss zur       Fig.    3.  



  In     Fig.    1 bedeutet 1 die Wand einer Ko  kille, 2 ist der gegossene Block, der mittels  eines an einem verschiebbaren Stempel 3 be  findlichen Bodens 4 langsam nach unten ab  gesenkt werden kann. Die Bewegung     erfolgt     durch eine hydraulische, im einzelnen nicht  näher beschriebene     Vorrichtung    5, die in be  liebiger Weise ausgestaltet werden kann. 6  ist eine Giessrinne, durch die das flüssige  Metall in die Form fliesst. Durch Rohre 7  wird Wasser 8     teils    gegen die     Kokillenwand,     teils gegen den erstarrenden Block herange  führt.  



  In     Fig.    2 bedeutet 9 eine doppelwandige  Kokille, durch die das Kühlwasser 8 strömt,           h    ist wiederum der Block, der diesmal jedoch  durch eine gestrichelte Linie<B>10</B> in zwei Teile  geteilt     ist,    von denen der untere der feste, der  obere, in entgegengesetzter Richtung ge  strichelte, der noch flüssige feil ist.     Um     Stempel und Block ist ein Gefäss 11 angeord  net, in dem das Kühlmittel 8 ebenfalls  vorhanden ist. Dichtungen 1 2 sorgen für eine  Beweglichkeit des Stempels durch den  Kasten hindurch, ohne dass das Wasser aus  fliesst.  



  In     Fig.    3 ist ?? die Kühlkokille, die in  ihrem Querschnitt, im Gegensatz zu den in  den andern Figuren dargestellten     zylin-          drischen    Formen, länglich gehalten ist, 6 ist  wiederum eine     Giessrinne,    während 23       Plattierbleche    darstellt, welche an die     Ko-          killenwa-nd    angelegt sind. Die Linie 24  scheidet wiederum den festen Teil 25 des  Blockes von dem noch flüssigen Teil 26. Die       Fig.    4 bedeutet einen Schnitt entlang der  Linie<B>A- A</B> der     Fig.    3 und zeigt die Giess  vorrichtung im Vertikalschnitt der Schmal  seite.  



  Das Verfahren gemäss Erfindung kann  mit Hilfe der beschriebenen und dargestell  ten Vorrichtungen zum Beispiel derartig aus  geführt werden, dass zunächst der Boden 4,  auf den noch der falsche Boden 14     gestellt     sein kann, mit Hilfe des Stempels 3 bis zum       untern    Rande der verhältnismässig kurzen       Kokille    gehoben wird. Die Höhe der Ko  kille ist dabei vorzugsweise geringer als dem  Durchmesser des Blockes, respektive dem  Durchmesser des dem Querschnitt flächen  gleichen Kreises entspricht. Sowie der Boden  bis an den untern Rand der Kokille bewegt  ist, wird flüssiges Metall fortlaufend durch  die Giessrinne 6 eingeführt, und zwar so  lange, bis das     -Metall    die Kokille bis dicht  unter den obern Rand füllt.

   Gleichzeitig  wird die Kühlung der     Kokillenwanduiig     selbst angestellt. Um diese Kühlung mög  lichst intensiv zu halten, ist es zweckmässig,  die     Kokillenwand    nicht unnötig stark aus  zubilden und aus einem Metall guter Wärme  leitfähigkeit, wie Kupfer oder Aluminium,  herzustellen. Die Kühlung der Kokille, tvel-    ehe entweder durch Berieseln, oder durch das  in der     Doppelwand    umfliessende Kühlwasser  erfolgt, sorgt nun dafür, dass das Metall min  destens im untern Teil der Kokille oberfläch  lich erstarrt.

   Sowie die     Kokille    annähernd ge  füllt ist, wird der Boden langsam     nach    unten       abgesenkt,    und zwar in dem Masse, dass der  obere     Metallspiegel    konstant bleibt. Die Giess  geschwindigkeit wird dabei so gross, und die  Giessform so kurz gewählt, dass der am  untern Ende der Kokille austretende Block  noch nicht bis zu seinem     Mittelpunkt    hin  erstarrt ist, sondern nun durch die auf das  am Rand erstarrte     Metall    unmittelbar     ein-          wirkenden    Kühlmittel zur vollständigen Er  starrung gebracht wird.

   Hierdurch wird er  zielt,     da.ss    die     Erstarrung        besonders    der       mittleren    Zone des Blockes von unten nach  oben     fortschreitend    erfolgt und mit der Rand  erstarrung, weitgehend Schritt hält. An dem  unten die Kokille verlassenden     Blockteil     fällt jede Zwischenwand zwischen Kühl  mittel und Block weg, so dass die Kühlwir  kung hoch ist. Der Block wird hierdurch  feinkörnig, und     Seigerungen    und     Lunker     werden weitgehend     unterdrückt.     



  Die Kürze der Kokille ermöglicht, dass  der Giessblock durch sein eigenes Gewicht  nachlinken kann, ohne dass er von den     Ko-          killenwänden        festgehalten    wird. Dies wird       unterstützt    durch die scharfe     Kiihlung    unter  halb der     Kokillenwand,    weil hierdurch eine  gewisse Sehwindung der erstarrten Rand  zonen eintritt, welche eine Loslösung     des     Blockes von der     Kokillenwand    bewirkt.

         Diese    Loslösung tritt besonders beim Giessen  von Aluminium und     Aluminium-Legierungen     auf, weil diese Metalle eine     besonders    starke       Sehwindung    aufweisen. Sollen andere Me  talle mit nicht so starker     Sehwindung    ge  gossen  erden, so empfiehlt es sich, der Ko  kille eine ganz leicht konische Erweiterung  zu geben, die je nach Durchmesser des  Blockes und nach Art des zu vergiessenden       3Leta.lles,    bis zu etwa     19o'        des    Durchmessers       ausmachen    kann.

   Es empfiehlt sich weiter zur  Erleichterung der     Gleitung    die Kokille mit       etwas    Graphit einzuschmieren. Es entfällt           somit    jede Notwendigkeit einer     maschinellen     Vorrichtung zum Herabziehen des Giess  blockes (z. B. von Walzen), was bisher zum  Beispiel so geschah, dass man entweder den  Boden mit     Vorrichtungen    versah, die vom  Metall umgossen werden, oder indem man  Walzen zum Herabziehen des Giessblockes  anordnete. Sobald der versenkbare Stempel  an seinem untersten Punkte angekommen ist,  wird     das    Giessen gestoppt und der Block       herausgenommen.     



  Gemäss den     Fig.    3 bis 5 werden zur Her  stellung plattierter     Gussblöcke    zu Beginn des       Giessens    ein Bodenstück 14 und     Plattierungs-          bleche    23 auf den     Kokillenboden        aufgesetzt.     Die Bleche schweissen mit dem sie berühren  den, nur kurze Zeit flüssigen Metall, fest  zusammen werden jedoch durch die intensive  Kühlung von unten her so     schnell    abgekühlt,  dass sie nicht durchschmelzen können.  



  Als Beispiel sei     angeführt,    dass beim  Giessen von     Aluminiumlegierungen,    die etwa  3,5 bis 4,5 % Kupfer und     geringe    Mengen  Magnesium und Mangan enthalten, sehr gute  Blöcke gegossen werden,     wenn    .der Durch  messer der Blöcke etwa 250 bis 300 mm und  die Höhe der     Kokille        etwa    160 bis 200 mm  beträgt. Das Metall wird bis auf etwa 4 bis  5 cm vom     obern    Rand der Kokille eingeleitet  und dann der     Kokillenboden    mit einer Ge  schwindigkeit von etwa 50 bis 90 cm/min  abgesenkt.

   Es ergibt sich hierbei, dass das  flüssige Metall in der Mitte des Blockes etwa  eine Tiefe von 150 bis 200 mm hatte, so dass  der Block in der Mitte nach Verlassen der  Kokille noch flüssig ist, während die in das  Kühlwasser eintauchenden Wände erstarrt  sind. Das Kühlwasser selbst zirkulierte kon  tinuierlich, und war     etwa    handwarm. Die  Aussenseite des gegossenen Blockes erwies  sich nach dem Guss so glatt und     seigerungs-          frei,    dass entsprechende Blockabschnitte un  mittelbar zum Pressen in die Rezipienten von       Strangpressen    eingesetzt werden konnten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zum Giessen von Metall blöcken, dadurch gekennzeichnet, dass das Gussmetall in eine wassergekühlte Kokille ge gossen wird, deren Boden während des Gusses abgesenkt wird, wobei man den ge gossenen Block ohne zusätzliche mechanische Zugmittel durch sein eigenes Gewicht in der Kokille nachrutschen lässt, ferner dass die Giessgeschwindigkeit und die Kokillenhöhe so gewählt werden, ,

   dass .der am untern Rande der Kokille austretende Block noch nicht bis zur Mitte erstarrt ist und erst nach Verlassen der Kokille durch unmittelbare Berührung mit flüssigem Kühlmittel völlig zur Erstar- rung gebracht wird. UNTERANSPRüCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Höhe der Kokille nicht ,grösser ist als der Durch messer des zu giessenden Blockes.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man den gegossenen Block in der Kokille so absinken lässt, dass sich die Höhe des Metallspiegels praktisch nicht verändert. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man Plattierbleche an die Wände der Kokille anlegt und auf den Kokillenboden stellt und der Ko- killenboden zusammen mit den Plattier- blechen während des Giessens abgesenkt wird.

   PATENTANSPRUCH II: Vorrichtung zur Durchführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, gekennzeich net durch eine Kokille mit Wasserkühlung, durch Mittel zum Absenken des Kokillen bodens während des Giessens und durch Mittel zur Zuführung von flüssigen Kühl mitteln unmittelbar an den gegossenen Block beim Austritt aus der Kokille. UNTERANSPRüCHE 4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass -die Höhe -der Kokille nicht grösser ist als ihr Durch messer. 5.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, ge kennzeichnet durch eine zylindrische Ko- kille mit Wassermantel, sowie durch einen mit Wasser gefüllten Behälter, der un mittelbar unter der Kokille angeordnet ist. 6. Vorrichtung nach Patentansprueh II, da durch gekennzeichnet, da.ss die Kokille nach unten eine konische Erweiterung vdn ungefähr 1 % aufweist.