DE1608773C - Kokille zum Gießen von Stahlblocken - Google Patents

Description

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Stahlwerkskokillen unterliegen bei ihrem Einsatz, schnitt nach außen gewölbt ist, wobei seine Kanten

verursacht durch die wechselnde thermische Bean- abgerundet sind: <'■/'

spruchung, einem Verschleiß, der sich in den meisten Während man bereits versucht hat, die Formsteifig-

Fällen entweder in einem Rissigwerden der Innen- keit von GS-Kokillen durch konstruktive Gestaltung

flächen auswirkt, wobei von bestimmten Ausmaßen 5 der Außenflächen in Form von Rippen zu erhöhen,

ab in vorgeschrittenem Stadium die Kokille für den geht die Erfindung einen grundsätzlich anderen Weg

weiteren Einsatz unbrauchbar wird, oder zur Bildung zur Lösung des vorerwähnten Problems,

durchgehender Risse führt, die in jedem Fall das Auf Grund bestimmter Überlegungen wurden

Aussetzen der Kokille bedingen. zahlreiche Messungen an Kokillen verschiedenen

Bei Kokillen aus Hämatitguß ist letztere Aussetz- io Typs, verschiedener Wanddicke und unterschiedlich

Ursache infolge der großen Formsteifigkeit und ge- hoher Abgußzahlen durchgeführt. Diese ''Messungen

ringen Festigkeitseigenschaften sehr häufig. Bei Kokil- haben überraschenderweise ergeben, daß der Verzug

len aus Gußeisen mit Kugelgraphit dagegen treten stets in sehr gleichartiger Form auftritt und daß es

durchgehende Risse bei einwandfreiem Gefüge weniger in weitgehendem Maße von der Konizität der Kokille

häufig oder nur selten in Erscheinung. Dafür gibt 15 abhängt, inwieweit der Verzug sich durch völlige

dieser Werkstoff den hohen Spannungen, die durch Beseitigung der Konizität oder gar durch Bildung

die ungleichmäßige Erwärmung über Flächen und von Unterscheidungen nachteilig auf das Strippen der

Querschnitte aufgebaut werden, infolge seiner größeren Blöcke oder Brammen auswirkt,

plastischen Formänderungsmöglichkeit durch Ver- Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine

ziehen und Verwerfen nach. , · ao Stahlwerkskokille aus Gußeisen mit Kugelgraphit

Dieser Verzug äußert sich unter dem Zwang der oder Stahlguß zu schaffen, bei der mit Sicherheit in den heißesten Partien der Flächenmitten innen auch nach einer Vielzahl von Abgüssen der auftretende auftretenden Druckspannungen in einem Vorwölben Verzug durch Kompensation in seinen Auswirkungen der betreffenden Partien, wodurch dort nicht nur nahezu ausgeschaltet wird, d. h. daß die Kompender lichte Querschnitt der Kokille verengt wird, son- 25 sation derart gewählt wird, daß sie dem Verzug so weit dem auch die vorgesehenen, vielfach nur geringen entgegenwirkt, daß im Endeffekt Unterscheidungen Konizitäten völlig aufgehoben werden können. Es nicht mehr auftreten. Hierbei ist weiterhin zu beachten, können sogar in Stripprichtung des Blockes Unter- daß das vorgegebene Blockformat durch die Komscheidungen auftreten, die ein Festsitzen des Blockes pensation nicht beeinflußt werden soll,
in der Kokille zur Folge haben. Solche Fälle sind sehr 30 Die erfindungsgemäße Lösung dieser Auflage behäufig und führen in der Regel zum Verschrotten der steht bei einer Kokille aus einer Eisen-Kohlenstoff-Kokille Gußlegierung mit sich verjüngender Innenform zum

Bis zu dem äußersten Fall des Festsitzens, der durch Gießen von Blöcken od. dgl. aus Stahl und anderen Vorsprünge im Block bei bereits aufgerauhten oder Eisenlegierungen, welche im Längsschnitt konkav rissigen Oberflächen noch verschärft werden kann, 35 gewölbte Innenwandflächen aufweist, darin, daß die liegen viele Zwischenstufen der Querschnittsverengung, Innenkontur der aus Gußeisen mit Kugelgraphit oder die zwar lediglich ein Reiben oder leichteres Anpressen Stahlguß hergestellten Kokille im Diagonallängsschnitt der Blockoberfläche beim Strippen verursachen, jedoch Geraden bildet, von denen räumlich gewölbt gehierbei ein Aufreißen der entfestigten Innenflächen staltete Innenwandflächen ausgehen, wobei die Höhe oder ein Erweitern bereits vorhandener kleinerer 40 der Auswölbung ini Mittellängsschnitt am größten ist. Risse herbeiführen können. Alle diese durch Verzug Als weitere Merkmale der Erfindung können auf bedingten Vorgänge beim Strippen setzen die Lebens- Grund der bisherigen Meßergebnisse sogar, wenigstens dauer der Kokille herab, ohne daß dies vom Gesichts- näherungsweise, Verhältnismaße für die erforderliche punkt der nicht vermeidbaren Zerstörung durch die größte Bogenhöhe der Innenflächen der Kokillenhohen Temperaturen — seien es hier wechselnde 45 wände im Längsschnitt gegenüber der die vorgegebene Überdehnungen oder Stauchungen, seien es Ver- Konizität darstellenden Geraden augegeben werden, brennungs- oder Oxydationserscheinungen der Innen- Diese Bogenhöhe beträgt, bezogen auf jeweils 1000 mm flächen — bedingt wäre. Kokillenhöhe und auf jeweils 1 % Konizität, zweck-

Es ist eine Hämatitkokille bekannt, deren Innen- , mäßig bis 4 mm. Dabei werden für gleichseitige

flächen im ,Längsschnitt konkav gewölbt gestaltet 5° Kokillen etwas kleinere Werte und für die Breitseiten

sind. Bei dieser Kokille wird von einer Kokillenform ungleichseitiger Kokillen etwas größere Werte an-

mit über die ganze Länge gleichbleibendem lichtem gewandt. Außerdem können die Werte für die Bogen-

Querschnitt ausgegangen, der von vertikalen Strecken höhen mit zunehmenden Konizitäten verringert wer-

begrenzt ist. Der der bekannten Konstruktion zu- den. In diesem Zusammenhang wird die Konizität

gründe liegende Gedanke besteht nun darin, zu ver- 55 · f_oi_et definiert· ^=^· 100 in °/ wobei a die meiden, daß infolge Schrumpfen der sich bildenden ^{wie Iolgt denmert}· 2 Λ ^{ΐυυ in /o}' ^{wobei a die} Außenhaut des Stahlblockes der sich im Innern größere lichte Weite am-einen Ende, b die kleinere befindliche flüssige Stahl an den heißesten Stellen diese lichte Weite am anderen Ende und h die Höhe der unter der Einwirkung des ferrostatischen Druckes Kokille bzw. des konischen Teiles derselben ist.
durchbricht und in den Zwischenraum zwischen 60 Die vorstehend angegebenen Maße sind so klein Kokilleninnenwand und Stahlblockhaut ausläuft. Es im Vergleich zu der Größe der in den Kokillen zu werden zu diesem Zweck die Innenflächen von unten gießenden Blöcke oder Brammen, daß deren Gesamtnach oben in zunehmendem Maße gegenüber den formate dadurch nicht beeinträchtigt werden. Entvertikalen Strecken eingezogen, womit sich aber scheidend ist vielmehr, daß auf diese einfache Weise gleichzeitig die Geometrie des Stahlblockes wesentlich 65 der bisher auftretende schwerwiegende Mangel der verändert. Unterschneidungen trotz des durch den Kokillen-Es ist weiterhin bekannt, eine Stahlwerkskokille werkstoff bedingten Verzuges der Kokillenform bederart auszubilden, daß der Block in seinem Quer- seitigt ist. Darüber hinaus hat sich an entsprechend

ausgebildeten Kokillen gezeigt, daß ihre Innenflächen auch bei hohen Gußzahlen noch überraschend glatt sind.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einer Ausfiihrungsform beispielsweise dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Kokille im Längsschnitt,, in der aus Mäßstabsgründen die Auswölbung nicht berücksichtigt ist, .

F i g. 2 eine Draufsicht, to

F i g. 3 eine Untersicht,

F i g. 4 die Kontur einer Wandinnenfläche im Längsschnitt gemäß Ebene IV-IV mit ungleichen Koordinatenmaßstäben,

Fig. 5. die Kontur einer Wandinnenfläche im Querschnitt gemäß Ebene V-V.

Die dargestellte Kokille ist, wie die F i g. 2 und 3 erkennen lassen, gleichseitig und hat eine geringe Konizität im Sinne eines von oben nach unten zunehmenden lichten Querschnittes. Die Wandinnen- ao flächen, die bisher in Längsrichtung gerade entsprechend der vorgegebenen Konizität (Kontur 1) und nur in Querrichtung ganz wenig nach außen gewölbt (Kontur 2) ausgeführt wurden, haben gemäß der Erfindung eine Muldenform, deren Längskontur 3 und Querkontur 4 beide bogenförmig sind. Die Konturen 3, 4 gelten aber nur für den Mittellängsschnitt IV-IV bzw. den Mittelquerschnitt V-V durch eine Wand, d.h. im Bereich der größten Bogenhöhe (= Muldentiefe). Nach den Ecken zu, die in an sich üblicher Weise mit Ausrundungen versehen sind, bzw. auch nach oben und unten verlaufen die bogenförmigen Konturen entsprechend flacher. Zur besseren Darstellung ist in F i g. 4 der Maßstab M₁ für die Längsrichtung kleiner als der Maßstab M, für die Querrichtung (M₂IM₁ ~ 10:1).

Die Erfindung ist sowohl für gleichseitige (quadratische) Blockkokillen als auch für ungleichseitige (rechteckige) Brammenkokillen sowie für Schmiedeblockkokillen mit Polygonquerschnitt, und zwar nicht nur aus Gußeisen mit Kugelgraphit, sondern auch aus Stahlguß mit Vorteil anwendbar.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kokille aus einer Eisen-Kohlenstoff-Gußlegierung mit sich verjüngender Innenform zum Gießen von Blöcken od. dgl. aus Stahl und anderen Eisenlegierungen, welche im Längsschnitt konkav gewölbte Innenwandflächen aufweist, dadurch g e'k ennzeichne t, daß die Innenkontur der aus Gußeisen. mit Kugelgraphit oder Stahlguß hergestellten Kokille im Diagonallängsschnitt Geraden bildet, von denen räumlich gewölbt gestaltete Innenwandflächen ausgehen, wobei die Höhe der Auswölbung im Mittellängsschnitt am größten ist.

2. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Bogenhöhe der Innenwandflächen gegenüber der die vorgegebene Verjüngung darstellenden Geraden bis 4 mm, bezogen auf je 1000 mm Kokillenhöhe und je Prozent Verjüngung, beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen