DE2025736C - Blockkopfauskleidung - Google Patents

Description

40 kannt (USA.-Patentschrift 2 546 270), in deren Wandung Löcher vorgesehen sind, die jedoch nur der Halterung durch an den Kokillenwänden sich ab-

Die Erfindung betrifft eine Auskleidung aus einem stützende Stäbe dienen, die auf Grund ihrer Abwärmedämmenden und/oder exothermisehen Werk- messungen und Kühlwirkung den Durchfluß von stoff für den Blockkopf und/oder den Kokillenauf- 45 Metall verhindern, so daß die erst mit vorliegender satz zum haftenden Verbleib an dem gegossenen Ko- Erfindung herbeigeführte Wirkung dort gar nicht erkillenblock nach dem Strippen. Eine solche Block- zielt werden kann. Vielmehr ist dort Sinn der kopfauskleidung, die bekanntlich beim Ausformen Auskleidung, diese so auszubilden, daß kein Metall des Blocks oder Gußstücks fest mit diesem verbun- zwischen Auskleidung und Kokilleninnenwand geden, also nach dem Strippen auf dem Block belassen 50 langen kann. Ähnliches gilt auch für eine andere bleibt, soll den flüssigen oberen Teil des in Erstar- * bereits bekannte Auskleidung (USA.-Patentschrift rung begriffenen metallischen Gießbades so lange 1 137 144). Es gibt auch schon Blockformeinsätze flüssig halten, bis die sich in dem Block infolge des und Wärmehauben für Blockgießformen (deutsche Schwundes desselben bildenden Hohlräume durch Patentschrift 1 130 560 sowie deutsche Auslegeschrift das in dem oberen Teil flüssig gebliebene Metall 55 1 233 540 und 1 508 945) mit Hohlräumen und nach ausgefüllt sind. oben gerichteten Durchbrüchen, jedoch ohne seit-

Es ist ferner bekannt, die Wirkung einer solchen liehe öffnungen in der Wandung des Einsatzes, so daß

Blockkopfauskleidung durch ein wärmedämmendes auch dort die mit der Erfindung gestellte Aufgabe

und/oder exothermisches Pulver, Deckpulver ge- nicht gelöst ist.

nannt, zu vervollständigen, welches auf die Ober- 60 Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der

fläche des Gießbades während der Füllung der Ko- Blockkopfauskleidung gemäß der Erfindung sind

kille oder der Form oder unmittelbar danach auf- Mittel zum Abdecken der Blockkopfoberfläche gegen

gebracht wird. die Außenluft vorgesehen, um so Spritzer flüssigen

In bisher bekannter Weise muß man nach der Metalls während des Transports der Blöcke zu vcr-

Füllung der Kokillen oder Formen diese auf der 65 meiden. Als Abdeckmittel kann ein vorgefertigter

Gießfläche ruhen lassen, bis das in ihnen enthaltene Deckel oder aber auch ein Lunkerpulver vorgesehen

Metall genügend erstarrt ist, um die Ausformung sein,

und Verschiebung der ausgeformten Blöcke ohne In der Zeichnung ist eine Blockkopfauskleidung --

auch »Einsatz« genannt — der erfindungsgemäßen Art in mehreren beispielsweise gewählten Ausführungsformen schematisch veranschaulicht.

F i g. 1 ist eine längs der Linie I-I der F i g. 2 geschnittene Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des in dem oberen Teil einer Kokille angeordneten Einsatzes;

Fig. 2 ist die längs der Linie H-II der Fig. 1 geschnittene Draufsicht;

Fig. 3 ist eine aus Fig. 1 abgeleitete Teilansicht nach Ergänzung des Einsatzes durch einen vorgefertigten Deckel in größerem Maßstab;

F i g. 4 ist eine der F i g. 1 entsprechende Ansicht nach Ergänzung des Einsatzes durch einen sich bei der Berührung mit dem Gießbad bildenden Deckel;

Fig. 5 ist eine längs der Linie V-V der Fig. 6 geschnittene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des Einsatzes;

F i g. 6 ist die längs der Linie VI-VI der F i g. 5 geschnittene entsprechende Draufsicht;

Fig. 7 ist eine längs der Linie VII-VII der Fig. 8 geschnittene Seitenansicht einer dritten Ausführungsform des Einsatzes;

Fig. 8 ist die entsprechende Draufsicht. Fig. 1 und 2 zeigen eine KokilleA, deren Querschnitt etwa die Form eines Quadrats mit abgerundeten Ecken hat. In dieser Kokille ist ein gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ausgebildeter, im ganzen mit B bezeichneter Einsatz angeordnet. Dieser Einsatz, dessen Oberkante 2 tiefer als die Oberkante 1 der Kokille liegt, wird durch vier paarweise symmetrische Platten 4 α und 4 c bzw. Ab und Ad gebildet. Diese Platten stehen miteinander längs Kanten 5 und 5 α in Berührung, welche in bezug auf eine durch die Längsachse Y-Y der Kokille A gehende lotrechte Ebene symmetrisch schräg liegen. Außerdem liegen die Kanten 5 und 5 α in bezug auf die Wände der Kokille schräg. Dank dieser Anordnung verhalten sich die Platten 4 b und 4 d gegen die Platten 4 α und 4 c wie Keile, deren Eintreiben die Erzielung eines sehr guten Festzugs des Einsatzes in der Kokille ermöglicht.

Es ist zu bemerken, daß in den Figuren die Kokille A mit einer Innenwand 3 dargestellt ist, deren Mantellinien zu der Längsachse Y-Y parallel sind. Im allgemeinen gibt man diesen Mantellinien zur Erleichterung des Ausformens eine »Verjüngung« genannte Schräglage, so daß sie entweder nach oben oder nach unten konvergieren. Dieser Umstand hat jedoch keine Bedeutung für die Erfindung, welche sowohl für nach oben konvergierende Mantellinicn als auch für nach unten konvergieiende Mantellinien anwendbar ist. Infolge dieser Gleichgültigkeit sind in allen Figuren Kokillen ohne Verjüngung dargestellt.

Wie aus dem lotrechten Schnitt des Einsatzes B der Fig. 1 hervorgeht, besitzt dieser von unten nach oben drei Zonen, nämlich eine untere Zone, deren Außenwand 6 auf ihrem ganzen Umfang ohne Spiel" in enger Berührung mit der Innenwand 3 der Ko- killeA steht, eine mittlere Zone, deren Außenwand? gegenüber der Wand 6 zurückliegt, so daß ein Umfangshohlraum C zwischen der Wand 7 und der Innenwand 3 der Kokille entsteht, und eine obere Zone, deren Außenwand 8 mit der Innenwand 3 der 6-Kokille nur auf einem Teil ihres Umfangs in Berührung steht, da stellenweise Abzüge 10 zwischen der Wand 8 und der Wand 3 ausgebildet sind. Die Abzüge 10, von denen in Fig. 2 vier vorhanden sind, setzen den Umfangshohlraum C mit dem Außenraum in Verbindung. Außerdem treten durch die mittlere Zone des Einsatzes seitliche öffnungen 9, weiche den Umfangshohlraum C mit dem Innenraum des Einsatzes B in Verbindung setzen. Diese öffnungen9, von denen in Fig. 2 zwölf vorhanden sind, haben die Form von von innen nach außen geneigten Kanälen, deren tiefster Teil in der Außenwand? liegt.

In Fig. 1 ist noch das die Kokille ausfüllende geschmolzene Metall M dargestellt, über dessen freier Oberfläche sich eine Schicht eines wärmedämmenden und/exothermischen Deckpulvers F befindet, dessen Aufgabe weiter unten erläutert ist.

F i g. 3 zeigt ferner einen Blockdeckel 13, welcher das geschmolzene Metall M und das Deckpulver P überdeckt und mit vier Verankerungsstäben versehen ist, von denen nur zwei, 14 und 14 a, dargestellt sind. Diese Verankerungsstäbe dringen schräg in das geschmolzene Metall M ein.

Das die obige Vorrichtung benutzende Verfahren verläuft folgendermaßen:

1. Vor dem Eingießen werden an der Innenwand 3 der KokilleA die vier Platten4a, Ab, Ac, Ad, welche insgesamt den Einsatz B bilden, so angeordnet, daß die Oberkante 2 dieses Einsatzes etwas unter der Oberkante 1 der Kokille A liegt. Wie bereits oben erläutert, bewirkt die Keilwirkung, welche durch die Schräglage der Kanten S und 5 α erzeugt wird, längs weichen die Platten4a, Ab, Ac, Ad einander berühren, daß einerseits der Einsatz B in einer festen Höhe in der Kokille A gehalten wird und daß andererseits eine Berührung ohne Spiel zwischen der Außenwand 6 der unteren Zone des Einsatzes ß und der Innenwand 3 der Kokille A hergestellt wird.

2. Das geschmolzene Metall M wird in die Kokille A eingegossen, wobei dieser Einguß nach Belieben »in fallendem Strom« (durch die obere öffnung der Kokille) oder »in steigendem Strom« (von unten) erfolgen kann. Dieser Einguß wird fortgesetzt, bis die freie Oberfläche des geschmolzenen Metallbades die in dem linken Teil der Fig. 1 und 3 mit N-N bezeichnete Spicgelhöhe erreicht. Diese Spiegelhöhe N-N muß unter der Oberkante 2 des Einsatzes und etwas über den seitlichen öffnungen 9 liegen. Durch diese seitlichen öffnungen dringt das geschmolzene Metall M in den Umfangshohlraum C ein und füllt diesen allmählich unter Austreibung der in ihm enthaltenen Lufi aus, welche ebenso wie die aus dem geschmolzenen Metall frei werdenden Gase durch die Abzüge 10 ins Freie entweicht.

3. Während des Eingießens des MetallsM in du*· Kokille A, spätestens, wenn das Gießbad seine oberste Spiegelhöhe N-N erreicht hat, wird das Deckpulver P auf die Oberfläche des Gießbades geschüttet. Dieses Pulver besitzt die Eigenschaft, bei Berührung mit dem Gießbad eine v/eiche Kruste zu bilden, welche dem Profil der einsinkenden Oberflache des Bades genau folgt. Dieses Einsinken, welches gleichzeitig von dem Entweichen der in dem geschmolzenen Metall M enthaltenen Gase und der Ausfüllung des Umfangshohlraums C durch das Metall herrührt,

das exothermische Pulver P entwickelten Wärme eine harte Kruste zu bilden, welche schnell genügend fest wird, um ihrerseits einen geeigneten Deckel zum Schutz des oberen Teils des Blocks zu bilden. Die-5 sem Pulver kann gegebenenfalls ein natürliches oder künstliches Bindemittel zugesetzt werden.

In dem linken Teil der Fig. 4 ist das ProduktP₁ in dem Augenblick dargestellt, in welchem es ge-

_ß rade in pulverförmigem Zustand auf das exothermi-

schen der Kokille A und dem Einsatz B bildet. io sehe Pulver P aufgebracht wurde. Auf der rechten In der rechten Seite der Fig. 1 und 3 ist das Seite der gleichen Figur ist das ProduktP₁ dargeerstarrte Metall durch schräge Schraffuren und stellt, nachdem es unter Bildung eines Deckels über das noch flüssige Metall durch waagerechte dem Gießbad erstarrt ist. Aus diesem rechten Teil Schraffuren dargestellt. geht folgendes hervor:

Sobald das Gießbad die Spiegelhöhe N-N er- 15 1. Der von dem Produkt P₁ gebildete Deckel steht

höhlt die Oberfläche des Gießbades gemäß dem in dem rechten Teil der F i g. 1 und 3 dargestellten Profil Na-Na aus.

4. Gleichzeitig mit der Aushöhlung der Oberfläche des Gießbades beginnt das geschmolzene Metall M in dem Teil zu erstarren, welcher mit dem Einsatz B in Berührung steht, und zwar zunächst in dem den Umfangshohlraum C ausfüllenden Teil, welcher eine dünne Schicht zwi-

reicht hat und das Deckpulver P^ auf seine Oberfläche gebracht wurde, wird möglichst schnell der vorgefertigte Deckel 13 aufgesetzt. Dieser Deckel haftet mit seinem Umfang an dem Metall, welches sich in der Nähe des Einsatzes B ao befindet und zu erstarren beginnt, so daß er schnell fest mit dem Block verbunden wird. Um diese Verbindung noch fester zu machen, kann der Deckel mit Verankerungsmitteln versehen werden, z. B. den in F i g. 3 dargestellten Stäben 14 und 14 a, welche tief in den zuerst erstarrenden Teil des Gießbades eindringen. 6. Nach Vornahme dieser Vorgänge kann der Metallblock M fast sofort durch die üblichen Mittel ausgeformt werden, ohne abzuwarten, bis sein mittlerer, in der Nähe der Längsachse Y-Y liegender Teil bis oben erstarrt ist. Das flüssig

gebliebene Metall ist nämlich von dem fest an der bereits erstarrten Umfangszone befestigten weder mit dem Gießbad M noch mit dem über diesem befindlichen exothermischen Pulver P in Berührung. Sobald nämlich der Deckel P₁ eine genügende Festigkeit erreicht hat, um sich selbst zu tragen, folgt er dem Einsinken des Gießbades nicht mehr, dessen Oberfläche sich von dem Deckel ablöst.

2. Der Deckel P₁ ist nicht eben, sondern etwas nach oben konkav, da im Augenblick seiner Erstarrung das Einsinken des Gießbades sich bereits fühlbar gemacht hat.

3. Der Deckel P, ist fest mit der um den Einsatz herum gebildeten Einfassung durch das in dem Umfangshohlraum C erstarrte Metall verbunden, da dieses auch die seitlichen öffnungen 9 erfüllt.

Es ist noch zu bemerken, daß in den beiden Teilen der Fig. 4 die seitlichen Öffnungen9 auf zwei verschiedenen Höhen in der mittleren Zone des Ein

Deckel 13 und von dem Einsatz B eingeschlos- 35 satzes liegen. Diese Ausführungsabwandlung gegensen, welcher seinerseits fest mit dem Block über der F i g. 1 ist nicht unmittelbar an die Ver-

durch die Metalleinfassung in Berührung gehalten wird, welche durch das gleich zu Anfang in dem Umfangshohlraum C erstarrte Metall gebildet ist. Der Block kann also anschließend transportiert werden, ohne daß eine Stillstandszeit nach dem Gießen vorgesehen werden muß und ohne daß zu befürchten ist, daß der äußere Teil des Blocks durchbohrt wird schiedenheit der Ausbildung des Deckels zwischen den Ausführungsformen der Fig. 1 und 4 gebunden.

Fig. 5 und 6 zeigen einen gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgebildeten Einsatz Uy ilicr lieg! tiic Oberkante 2 dcb Eüisai/^'s höher als die Oberkante 1 der KokilleA, so dal.' diese mit dem Metall Λί bis zu der Höhe diesel

und die diese Arbeitsgänge vornehmenden Per- 45 Kante 1 gefüllt werden kann. Außerdem besitzen die sonen gefährdet werden. die vier Seitenwände des Einsatzes bildenden Platter

7. Der ausgeformte Block wird bis zu den Anwärmtieföfen transportiert, wo seine Erstarrung dank des Fortfalls der Stillsetzungszeit und der hierdurch entstehenden Wärmeverluste unter den hinsichtlich der Kosten und der Qualität günstigsten Bedingungen zu Ende geht. Wenn aus irgendeinem Grunde dieser Transport zu den Tiefofen nicht sofort vorgenommen wird,

kann man jedenfalls die Blöcke zu einer Zwi- 55 welche mit den abgerundeten Ecken der Kokille sehen abstellstelle bringen und so für einen in Berührung stehen und deren Eindrücken -^: nächsten Arbeitsgang die Gießgrube oder eine
andere zum Füllen der Kokillen vorgesehene
Stelle freimachen.

Fig. 4 zeigt eine andere Art der Abdeckung des 60 16b, 16c, 16d besitzen der Höhe nach wie di oberen Teils des Gießbades, bei welcher nicht mehr Platten 11 a, 11 b, 11 c, 11 d eine mittlere Zone ein vorgefertigter Deckel benutzt wird, sondern ein deren Außenwand gegenüber der der unteren Znn Deckel, welcher in der Kokille selbst durch Beruh- zurückliegt und durch welche seitliche öffnungen rung mit dem Gießbad mittels eines Produkts P₁ ge- für den Durchtritt des flüssigen Metalls tretenr Di bildet wird, welches nach dem exothermischen Pul- 65 um den Einsatz B₁ herum durch die Erstarrung de verP auf die Oberfläche desselben gebracht wird. Metalls in dem Umfangshohlraum C nebiidcte me Dieses Produkt P₁ ist ein Deckpulver, welches die tallischc Einfassung ist daher durchlaufend wie b< Eigenschaft besitzt, dank der durch das Gießbad und der ersten Ausführungsform der Erfindung.

lie, lib, lic, Hd Schultern 12 a, 12 6, 12c, 12rf welche sich an der Oberkante 1 der Kokille abstüt zen.

Bei dieser zweiten Ausführungsform weisen die Platten seitliche Öffnungen 9 und Abzüge 10 wie be der ersten Ausführungsform auf. Ihre seitlichen Kan ten berühren jedoch einander nicht, sondern sind d"rcl vier keilförmige Teile 16 α, 16 b, 16 c, 16 d getrennt

dichte Verbindung zwischen der Innenwand 3 de Kokille und der Außenwand 6 des unteren Ab Schnitts des Einsatzes B₁ hergestellt. Die Keile 16 <;

Fig. 7 und 8 zeigen einen gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ausgeführten Einsatz/?.,. Wie in dem vorhergehenden Fall liegt die Oberkante 2 des Einsatzes höher als die Oberkante I der Kokille A. Hier besteht jedoch der Einsatz ZL aus einem einzigen Stück, oder wenigstens sein oberer Abschnitt besitzt eine Wand ohne Verbindungsstellen, so daß das flüssige Metall bis zu einer Spiegelhöhe N₂-N₂ eingegossen werden kann, weiche höher als die Höhe der Oberkante der Kokille ist. Hierdurch wird noch die Metallmenge vergrößert, welche in die gleiche Kokille A wie oben eingegossen werden kann, da der Einsatz Z?₂ gleichzeitig einen Aufsatz für die Kokille bildet.

Der Einsatz/?, enthält die gleichen seitlichen OfT-nungen 9 und die gleichen Abzüge 10 wie die Einsätze/? und B₁. Der obere Abschnitt ist jedoch doppelwandig und besteht aus einer inneren, die mittlere Zone nach oben verlängernden Wand 17 und einer muffenförmigen äußeren Wand 18, welche mit der ao Innenwand 3 der Kokille Λ in Berührung steht. Die Wände 17 und 18 sind miteinander auf der Höhe der Oberkante des Einsatzes durch einen kranzförmigen Verbindungsteil 19 vereinigt, in welchem die Abzüge 10 ausgebildet sind. Der Kranz 19 kann aus mehreren Teilen bestellen, welche in an sich bekannter Weise mit den Wänden 17 und 18 vereinigt sind. Er kann jedoch auch an die Wände angegossen sein, so daß dann die ganze Anordnung ein einziges Stück bildet.

Die Erfindung kann natürlich abgewandelt werden, wobei jedoch alle Abwandlungen insbesondere die nachstehenden hauptsächlichen Vorteile bieten:

1. Eine größere Sicherheit für das Personal.

2. Eine kürzere Festlegung der Kokillen.

3. Eine Ersparnis an Heizung in den Tiefofen.

4. Eine bessere Qualität der Blöcke. Da nämlich der Einsatz durch das in dem Umfangshohlraum erstarrte Metall bandagiert wird und die Temperatur der Tiefofen erheblich niedriger als die Schmelztemperatur des Metalls ist, können die exothermischen Deckpulver ihre Wirkung bis zur vollständigen Erstarrung des Blocks weiterführen, und es bleibt flüssiges Metall zur Ausfüllung der Hohlräume des Blocks bis zu seinem Aufenthalt in den Tiefofen verfücbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

ι 2 Gefahr zu ermöglichen. Diese Gefahr betrifft die Patentansprüche: Qualität des Blocks oder Gußstücks und insbeson dere die Sicherheit der mit dem Ausformen und dem

1. Auskleidung aus einem wärmedämmenden Freimachen der Gießfläche betrauten Personen, und/oder exothermisehen Werkstoff für den 5 welche Spritzer von noch nicht erstarrtem Metall Blockkopf und/oder den Kokillenaufsatz zum empfangen können.

haftenden Verbleib an dem gegossenen Kokillen- In der Praxis beträgt für Blöcke mit einem Geblock nach dem Strippen, dadurch gekenn- wicht zwischen 2 Tonnen und 100 Tonnen die von zeichnet, daß die Wandung der Blockkopf- zahlreichen Faktoren abhängende Stillsetzungszeit im auskleidung (B) mit dem Innenraum der Ko- io allgemeinen zwischen 2 und 6 Stunden, und diese kille (A) über seitliche öffnungen (9) verbundene Zeit konnte bisher trotz der während des Gießens Aussparungen (C) besitzt, die über Durchbrüche getroffenen Vorsichtsmaßnahmen noch nicht unter (10) mit der Außenluft in Verbindung stehen. eine Stunde herabgesetzt werden. Hierdurch cnt-

2. Blockkopf auskleidung nach Anspruch}, ge- stehen beträchtliche Kosten, und zwar nicht nur inkennzeichnet durch Mittel zum Abdecken der 15 folge der Festlegung der Kokillen, sondern auch in-Blockkopfoberfiäche gegen die Außenluft. folge der Wärme, welche während dieser Stillsetzung

3. Blockkopfauskleidung nach Anspruch 2, da- ausgestrahlt wird und von neuem von Anwärmedurch gekennzeichnet, daß das Abdeckmittel aus öfen, z. B. Tiefofen geliefert werden muß.

einem vorgefertigten Deckel (13) besteht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

4. Blockkopfauskleidung nach Anspruch 2, da- ao Slills^tzungszeit und die entsprechenden Wärmeyerdurch gekennzeichnet, daß das Abdeckmittel ein luste weitgehend zu verringern und dabei gleich-Lunkerpulver (P, P₁) ist. zeitig ein besseres Verhalten der Blöcke während

5. Blockkopfauskleidung nach einem der An- ihrer Erstarrung zu erzielen.

spräche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Diese Aufgabe ist bei Verwendung einer Blockgegebenenfalls an die Kokilleninnenwand (3) an- 25 kopfauskleidung der eingangs genannten Art dagrenzenden Aussparungen (C) der Ausklei- durch gelöst, wenn erfindungsgemäß deren Wandung dung(ß) durch einen Abschnitt (6), welcher in mit dem Innsnraum der Kokille über seitliche öffdichte Berührung mit der Kokilleninnenwand (3) nungen verbundene Aussparungen besitzt, die über kommt, nach unten abgeschlossen ist. Durchbrüche mit der Außenluft in Verbindung

6. Blockkopfauskleidung nach einem der vor- 30 stehen. Das über diese seitlichen öffnungen fließende hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, geschmolzene Metall, welches dann die zwischen der daß sie eine an sich bekannte, sich auf der Ober- Auskleidungswandung und der Kokilleninnenwand kante (1) der Kokille (A) abstützende Schulter vorgesehene Aussparung ausfüllt, erstarrt sehr schnell (12) aufweist. bei einer Berührung mit der Innenwand der Kokille

7. Blockkopfauskleidung nach Anspruch 3, da- 35 und/oder ihres Aufsatzes und bildet so um die Ausdurch gekennzeichnet, daß der Deckel (13) kleidung herum eine Einfassung, die den seitlichen Stäbe (14) zur Verankerung in dem Metall (M) Schutz derselben beim Ausformsn und während der aufweist. folgenden Arbeitsgänge sicherstellt.

Es ist zwar schon eine Blockkopfauskleidung be-