DE747977C

DE747977C - Verfahren zum ununterbrochenen Giessen von Metallbloecken, insbesondere aus Leichtmetall

Info

Publication number: DE747977C
Application number: DEV35823D
Authority: DE
Inventors: Willi Tschirner
Priority date: 1939-04-09
Filing date: 1939-04-09
Publication date: 1944-10-23

Description

Verfahren zum ununterbrochenen Gießen von Metallblöcken, insbesondere aus Leichtmetall zum ununterbrochenen Gießen von Metallblöcken nach dem Stranggießverfahren verwendet man in der Regel stehende Kokillen, die von einem Kühlwassermantel umgeben sind und einen nach unten absenkbaren Kokillenboden besitzen. Das Metall wird in die Kokille ununterbrochen eingegossen und der ?Metallblock nach Maßgabe seiner Erstarrung ebenfalls ununterbrochen aus der Kokille herausbewegt. Eine Schwierigkeit des Stranggießverfahrens liegt darin, daß die Schmelzwärme beim Erstarren des Blockes in der Kokille möglichst schnell und sehr wirksam abgeführt werden muß. Dies ist wesentlich, um Gußblöcke zu erhalten, die frei von Lunker und Seigerungen sind und für die nachfolgende Verformungsarbeit ein genügend dichtes Gefüge -aufweisen. Insbesondere besitzen Leichtmetalle in hohem Maße die Neigung zur Bildung von Lunkern und Seigerungen.
Durch das Verfahren der Erfindung gelingt es, dichte .und lunkerfreie Blöcke nach dem Stranggießverfahren - auch beim Vergießen von Leichtmetallen - ohne Schwierigkeit zu erhalten. Erfindungsgemäß wird das Vergießen unter Verwendung einer Kokille mit spiralförmig' verlaufenden Kühlmittelgängen in der Weise vorgenommen, daß das Kühlmittel seit einer hohen Geschwindigkeit von z. B. i m; sec und darüber durch die verschiedenen Kühlmittelgänge im Gegenstrom hindurchgeführt wird. Es hat sich gezeigt, ciaß durch eine derartige Arbeitsweise Ab- kühlungsverhältnisse erzielt werden, die das Entstehen von Lunker und Seigerungen ausschließen.
Die Verwendung einer Kokille mit mehre-.. ren spiralförmig 'verlaufenden Kühlmittelgängen beim Gießen von Metallen ist an sich bekannt. Ebenso ist es an sieh bekannt, beim Stranggießen das Kühlwasser mit hoher Geschwindigkeit durch einen Kühlmantel hindurchzuführen. Es genügt aber weder eine hohe Kühlwassergeschw indigkeit noch eine Kokille mit spiralförmig verlaufenden Kühlmittelgängen, wenn man eine solche zum Stranggießen verwenden wollte, um dichte und lunkerfreie Blöcke zu erzielen. Insbesondere ist keine dieser Maßnahmen für sich geeignet, Blöcke aus Leichtmetall lunkerfrei und dicht zu gießen. Dies gelingt vielmehr erst, wenn - wie erfindungsgemäß vorgeschlagen wird - das Kühlmittel in den Kühlgängen gegenläufig und zugleich mit hoher Geschwindigkeit geführt wird. Wird in dieser Weise gearbeitet, so erhält derdKühlmantel eine über die ganze Länge der Kokille gleichmäßige niedere Temperatur. Liegen die Spiralen eng aneinander, was besonders vorteilhaft ist, so tritt überdies ein Wärmeaustausch zwischen den gegenläufig fließenden Kühlmittelströmen ein. Es ist natürlich, daß die Kühlwirkung bei einer derartigen Arbeitsweise um so intensiver ist, je schneller die Kühlmittelströme gegenläufig aneinander vorbeigeführt werden.
Zur Ausführung des Verfahrens können stehende Kokillen, vorzugsweise aus Kupfer, verwendet werden, bei denen das Neue darin besteht, daß der Mantel von zwei Kühlgängen spiralförmig umgeben ist, die derart an eine Kühlmittelleitung angeschlossen werden, daß das Kühlmittel im Gegenstrom durch die Gänge hindurchtritt. Wird bei Verwendung einer derartigen Kokille ein Kühlmittel, z. B. Wv%asser, mit einer mehrfachen Geschwindigkeit, als dies bei normalen Kupferkokillen üblich ist, beispielsweise bei einer zehnfachen oder noch größeren Geschwindigkeit während des Gießens gegenläufig durch die Kühlmittelgänge hindurchgeführt, so werden außerordentlich wirksame Abkühlungsverhältnisse erzielt, was schon daran erkennbar ist, daß das Kühlwasser aus den Kühlmittelgängen in lauwarmem Zustand wieder austritt.
In normalen gekühlten Kupferkokillen beträgt die Durchgangsgeschwindigkeit des Kühlwassers bei einem Pumpendruck von i Atm. üblicherweise o,i m/sec. Demgegenüber wird bei Ausführung des Verfahrens der Erfindung beim gleichen Druck beispielsweise mit einer Kühlwassergeschwindigkeit von :2 m/sec, d. h. also bei einer zwanzigfachen Geschwindigkeit gearbeitet, was einem Kühlwasserdurchgang von etwa 9 cbm je Stunde entspricht. Andere mit Erfolg ausgeführte ;iisse erfolgten unter nachstehenden Bedingungen für den Kühlwasserdurchgang:

Geschwindigkeit Pumpendruck" Wassermenge

m,'sec at cbm, h

3 2,2 14

2,5 1,6 1i

=,5 o,6 7

0,3 4,5

Besonders vorteilhaft wird die Anordnung vier Kühlmittelgänge derart getroffen, daß ein Wärmeaustausch zwischen den gegenläufig geführten Wasserströmen eintritt. Zu diesem Zweck werden die Kühlmittelgänge zweckinäPrig so angeordnet, daß die Windungen der Gänge sich berühren bzw. die Gänge eine gemeinsame Trennwand aufweisen. Bei einer derartigen Ausbildung der Kokille erfolgt eine Kühlung des von oben aus den heißen Zonen lach unten gelangenden Wassers durch das in dem gegenläufigen Gang aufsteigende Wasser. Die Abkühlung bzw. die Wärmeabführung aus der Kokille ist bei dieser Kokillenausbildung besonders wirkungsvoll.
Eine Kokille zur Ausführung des Verfahrens gemäß Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Abb. i der Zeich= nung zeigt einen Längsschnitt, Abb. 2 einen Ouerschnitt durch die Kokille.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist die Kokillenwandung i von zwei Kühlmittelgängen 2 und 3 spiralförmig umgeben. Der Lauf des Kühlwassers in dein Kühlmittelgang :2 ist durch ausgezeichnete Pfeile, der Lauf des Kühlmittels in Gang 3 durch gestrichelte Pfeile angedeutet. Die Anordnung ist in der dargestellten beispielsweisen Ausführungsform so getroffen, daß die Gänge eine gemeinsame Trennwand 4. aufweisen, so daß ein sehr wirksamer Wärmeaustausch zwischen den gegenläufig geführten Kühlwasserströmen gewährleistet ist.
Die Erfindung ist besonders gedacht für die Herstellung von Blöcken aus Leichtmetall bzw. Leichtmetall-Legierungen im Stranggießverfahren. Sie eignet sich jedoch in gleicher Weise für das Gießen anderer nach dem Stranggießverfahren herstellbarer Metallblöcke.,

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum ununterbrochenen Gießen von Metallblöcken, insbesondere Leichtmetallblöcken nach dem Stranggießverfahren unter Verwendung einer Kokille mit spiralförrizig verlaufenden Kühlmittelgängen, dadurch gekennzeichnet, daB das Kühlmittel mit einer hohen Geschwindigkeit von z. B. a m/sec und darüber durch die verschiedenen Kühlmittelgänge im Gegenstrom hindurchgeführt wird.