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Blockform mit zentral im Boden liegender Eintrittsöffnung An Gußblöcken
aus Stahl, die in Blockformen mit im Boden liegender Eintrittsöffnung hergestellt
waren, wurde gefunden, daß sich häufig am Fuß nichtmetallische. Einschlüsse,wiefeuerfeste
Steine, Mörtel, Schlakk,en, Sand usw., befanden, während der Hauptteil des Blockes
selbst davon frei war. Di-ese Einschlüsse hatten dem-nach keine Möglichkeit gehabt,
während des Gießens und vor der Erstarrung im flüssigen Stahl aufzusteigen. Ferner
wird häufig im untersten Teil des Blockes meist in der Nähe solcher Einschlüsse
eine Schichtung des Stahls in kleineren oder größeren Schlieren in Dicken von wenigen
Millimetern bis zu einigen Zentimetern beobachtet, in denen Stahl mit verschiedenem
Kohlenstoffgehalt lagenweise wechselt. Diese Erscheinungen können getrennt oder
zusamillen auftreten.
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Auf Grund zahlreicher Untersuchungen wurde nun gefunden, daß diese
Erscheinungen auf die Bildung von Wirbeln im flüssigen el 23 Stahl zurückzuführen
sind. Zur-Erläuterung der dabei stattfindenden Vorgänge- sind die bei Blockforinen
mit im Boden liegender Eintrittsöffnungen auftretenden Strömungsverhältnisse in
der Abb. i schematisch dargestellt.
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Der beim Beginn des Gießens mit großer Gewalt aus der Eintrittsöffnung
A des Kanalsteines in die auf der Bodenplatte B stehende Kokille
C aufsteigende Strahl verteilt sich an der Oberfläche des bereits in der
Kokille befindlichen flüssigen Stahls zunächst über den Onerschnitt der Kokille
und strömt dann unter Bildung großer Wirtel i außen wieder herab. Solche großen
Wirbel haben nun an verschiedenen Stellen, die von der Strömung nicht glatt durchflossen
werden können, die Bildung kleinerer Wirbel:2, die entgegengesetzt umlaufen, zur
Folge. Solche kleineren Wirbel bilden sich beispielsweise an der Übergan,-sstelle
3 von der Kokille zur Bodenplatte. Von strömenden Flüssigkeiten ist es
bekannt,
daß solche Nebenwirbel großer Hauptströrnungen häufig iii sich abgeschlossene Systeme
bilden, die in der Flüssigkeit schwimmende Gegenstände, selbst wenn diese spezifisch
leichter sind als die Flüssigkeitymit großer Hartnäckigkeit lange Zeit fest-' gehalten.
Das gleiche gilt auch für nichtmetallische Einschlüsse in Stahl.
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Es konnte ferner an Modellaussehnitten von Kokillen beobachtet werden,
daß sich ein weiterer Wirbel bzw. auch eine von der Hauptströrnung nicht erfaßte
tote Zone 4 rund um die Eintrittsöffnung A bildet. Auch dieser Wirbel ist
imstande, feste Körper längere Zeit festzuhalten.
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Beim Vergießen von Stahl schreitet nun, während hier das Aufsteigen
nichtmetallischer Einschlüsse verzögert wird, in der Zwischenzeit die Erstatrung
des Blockes vom Boden aus nach oben fort. Daher haben in solchen Wirbeln festgelegte
oder im Aufsteigen verzögerte nichtmetallische Einschlüsse keine Zeit mehr, nach
oben aufzusteigen. Wenn sie daher beim Nachlassen des Wirbels nach beendetem Vergießen
von diesen freigegeben werden, reicht die mit fortschreitender Erstarrung verkürzte
Zeit für das Aufsteigen nicht mehr dazu aus, daß die nichtmetallischen Einschlüsse
an die Oberfläche gelangen können, so daß der erkaltete Gußblock schädlich wirkende
Einschlüsse enthält.
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Zur Vermeidung dieses beim bekannten Vergießen von Stahl in Blockformen
mit irn Boden liegender Eintrittsöffnung eintretenden .Nachteils hat man bereits
versucht, die Wirbelung des aufsteigenden Strahls zu beeinflussen. Zu diesem Zweck
hat man einen besonders ausgestalteten Kanal stein mit kreisförmig verlaufendem
Eintrittskanal vorgeschlagen.- Ferner ist es bekannt, um die zentrale Eintrittsöffnung
des Kanalsteines einen Ringwall zu legen, um ein ruhiges Einführen des Gießgutes
in die Blockform zu gewährleisten.
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Bei Blockformen für fallenden sowie auch für steigenden Guß ist es
bekannt, zur Verringerung der Lunker und zur Erzielung hoher Blasenreinbeit, die
Übergangsstelle der Blockform zur Bodenplatte abzurunden.
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Die Erfindung besteht nun in der Erkenntnis, daß sich die Wirbelung
des aufsteigenden Strahles noch mehr im günstigen Sinne beeinflussen läßt, wenn
die beiden an sich bekannten Merkmale, nämlich die Anordnung eines Ringwalles um
die zentral zur Kokille liegende Eintrittsöffnung des Kanalsteines und andererseits
die Anordnung einer Ab-
rundung an der Übergangsstelle von der Kokille zur
Bodenplatte vereinigt werden, da die Gesamtwirkung dieser Maßnahmen über die Summe
ihrer Einzelwirkungen hinausgeht.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Abrundung entweder
an der Kokille selbst oder auch an der Bodenplatte, ebenfalls an deren Stoßkante
vorgesehen sein.
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In den Abb. 2, und 3 sind beispielsweise Ausführungen von Blockformen
gemäß der Erfindung im senkrechten Schnitt dargestellt.
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Gemäß Abb.:2 ist auf der Bodenplatte B eine nach unten sich erweiternde
Kokille C aufgestellt, deren Sei tenwände 5 etwa geradlinig verlaufen; durch
die Abrundung 6 an der Bodenplatte und den um die zentrale Eintrittsöffnung
A liegenden Ringwall 7 wird die Entstehung von Nebenwirbeln vermieden.
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In der Abb. 3 ist eine andere Ausführung der Blockform gemäß
der Erfindung dargestellt, bei der die Bodenplatte B lediglich einen um die zentrale
EintrittsöffnungA herumlaufenden Wall 7 aufweist, wäh-rend an der Kokille
C im unteren Teil eine Abrundung 8 vorgesehen ist, wodurch ebenfalls
die Entstehung von Nebenwirbeln verhindert wird.
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Es ist zweckmäßig, auch die Oberfläche des in die Kokille führenden
Kanalsteines D, der in der Bodenplatte B steckt, der Ausbildung der Blockform
gemäß der Erfindung anzupassen, da eine geradlinig verlaufende Oberfläche des Kanalsteines
den klaren Strömungsverlauf in der Blockform gemäß der Erfindung stören würde. In
der Abb. 4 ist ein Kanalstein wiedergegeben, der entsprechend der Ausbildung der
Blockform nach Abb.:2 einen Ringwal17 um die zentrale Eintrittsöffnung
A und eine der Form der Bodenplatte entsprechende Abrundung 6 auf
wei§t. In der Abb. 5 ist ein für die Ausbildung der Blockform nach Abb.
3 bestimmter Bodenstein wiedergegeben, der lediglich den Ringwall
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aufweist bei sonst ebenem Verlauf der Oberfläche.
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Durch die Anwendung der Blockforrn gemäß der Erfindung-wird das freie
Aufsteigen von nichtmetallischen Einschlüssen gesichert, die sich im verlorenen
Kopf des Gießblockes ansammeln und mit diesem bei der Weiterverarbeitung des Blockes
entfernt werden können, so daß sehr reine Gußstahlblöcke erhalten werden.