DE874364C

DE874364C - Process for casting steel in molds

Info

Publication number: DE874364C
Application number: DER455D
Authority: DE
Inventors: Pierre Charles Marie Rebut
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1941-04-23
Filing date: 1942-04-15
Publication date: 1953-04-23

Description

Verfahren zum Gießen von Stahl in Gießformen Beim Gießen von Stahl ist es bekannt, 'die Gießformen, die auf einem Tisch ruhen, mit diesem der Wirkung eines Schwingungserzeugers auszusetzen. Solche auf mechanischem Wege erzeugten Schwingungen haben zur Folge, daß die :Mängel, ,die man bisher bei mit den üblichen ,Mitteln in Kokillen gegossenem Gußstahl beobachten konnte, entweder beseitigt oder mindestens beträchtlich vermindert werden.Method of casting steel in casting molds When casting steel it is known, 'the molds that rest on a table, with this the effect to suspend a vibrator. Such mechanically generated vibrations have the consequence that the: Defects, which one has hitherto with the usual, means could observe cast steel cast in molds, either eliminated or at least can be reduced considerably.

Eine wesentliche, Erfolg bedingende Voraussetzung für die Durchführung solcher Verfahren besteht nach der Erfindung darin, daß der Höchstwert der Kraft; die die Schwingungen hervorruft, größer ist als das gesamte Gewicht der in Schwingung zu versetzenden Massen und die Schwingungsamplitude einige Zehntel Millimeter beträgt. Ein solches Verfahren verbessert besonders wirkungsvoll die physikalischen Bedingungen, unter denen die Kristallisierung gewöhnlich :erfolgt und beschleunigt gleichzeitig ausreichend die mit der Erstarrung verbundenen chemischen Reaktionen.An essential, success-related requirement for the implementation According to the invention, such a method consists in that the maximum value of the force; causing the vibrations is greater than the total weight of the vibrating masses to be displaced and the oscillation amplitude is a few tenths of a millimeter. Such a method is particularly effective in improving the physical conditions, among which crystallization usually: occurs and accelerates simultaneously the chemical reactions associated with solidification are sufficient.

Das Gesamtgewicht der in Schwingung zu versetzenden Massen besteht natürlich nicht nur aus dem in die Kokille gegossenen Metall, sondern auch aus der Kokille selbst und auch aus allen denjenigen Teilen, die .die Schwingungen erzeugen und. auf die Kokille übertragen; die Frequenz der Schwingungen schwankt zwischen 2ooo und i2o oo in der Minute, und die Vibrationsamplitude kann von der Größenordnung von mehreren Zehnteln eines Millimeters sein. Was die Dauer der Vibrationen anbelangt, so ist sie bis zu einem gewissen Grade entsprechend der Zusammensetzung des gegossenen Metalls verschieden.The total weight of the masses to be set in vibration exists of course not only from the metal cast in the mold, but also from the Mold itself and also from all those parts that generate the vibrations and. transferred to the mold; the frequency of the vibrations varies between 2ooo and i2o oo per minute, and the vibration amplitude can be of the order of magnitude be several tenths of a millimeter. As for the duration of the vibrations, so it is to a certain extent Grade according to the composition of the cast metal different.

Unter der Einwirkung von Vibrationskräften, die größer sind als das Eigengewicht der in Schwingungen zu versetzenden -Masse, erhalten die gesrhmolzenenMetallteilchenund dieMikrokristalle periodische Vibrationsbewegungen, die die Dickflüssigkeit des erstarrenden Metalls herabsetzen und das Metall längere Zeit im dünnflüssigen Zustand erhalten; hierdurch werden die Konvektionsströmungen begünstigt, und außerdem hat diese Verringerung der Dickflüssiäkeit. zur Folge, daß die Stoffe und Körper, die leichter sind als: das Metall, d. h: die Gase und die nichtmetallischen Verunreinigungen, leichter an die Oberfläche steigen. Die während der Erstarrung etwa eintretenden chemischen Reaktionen werden ebenfalls erleichtert und ihr Gleichgewichtszustand wird schneller erreicht.Under the action of vibratory forces greater than that The dead weight of the mass to be set in vibration is given to the molten metal particles and the microcrystals are periodic vibratory movements that increase the viscosity of the Reduce solidifying metal and the metal for a longer time in the thin liquid state obtain; this favors the convection currents, and also has this decrease in viscosity. the consequence that the substances and bodies that are lighter than: the metal, d. h: the gases and the non-metallic impurities, rise to the surface more easily. Those that occur during solidification chemical reactions are also facilitated and their state of equilibrium is reached faster.

Da andererseits die Temperatur des geschmolzenen Metalls sich auszugleichen sucht, so wird die Bildung der ersten Kristalle, d. h. derersten festen Schichten verzögert, wodurch die inneren Spannungen, die eine Lun!kerbildung zur Folge haben könnten, verringert werden. Endlich hat die Vibration wegen ihrer rein mechanischen Wirkung zur Folge, daß sie das Entstehen von Dendriten oder Ästen, d. h. von säulenartigen Kristallgebilden; stört; dadurch endlich, daß sie auch die Kristalle in der ganzen Masse verteilt, erhält diese auch ein gleichmäßigeres Gefüge.On the other hand, the temperature of the molten metal will equalize seeks, the formation of the first crystals, i.e. H. the first solid layers retarded, thereby relieving the internal tensions that result in the formation of lunches could be reduced. Finally the vibration has been due to its purely mechanical Effect to the fact that they the formation of dendrites or branches, i. H. of columnar Crystal formations; disturbs; finally by the fact that they also have the crystals in the whole Distributed mass, this also receives a more even structure.

Infolge dieser - verschiedenen Wirkungen ergibt sich schließlich eine sehr wesentliche Verbesserung der mechanischen Eigenschäften des gegossenen Blockes.As a result of these - different effects, one finally results very substantial improvement in the mechanical properties of the cast block.

Es ist bekannt, zum Gießen von gewissen Stahlstücken in Formen und während der Erstarrung des Metalls den Ultraschall, d. h. elektrisch aufrechterhaltene Hochfrequenzsehwingungen zu verwenden: Das Verfahren nach der Erfindung unterscheidet sich vollkommen von einem solchen V erfahren nicht nur durch die ihm eigentliche Arbeitsweise, sondern auch deshalb, weil es weit höhere Kräfte verwendet, die !bis ioo t erreichen können. Außerdem sind die Frequenzen geringer, und es werden ganz andere Wirkungen erzielt.It is known for casting certain pieces of steel in molds and ultrasound during the solidification of the metal, d. H. electrically maintained To use high frequency vibrations: The method according to the invention is different himself completely from such a process not only through the actual experience Way of working, but also because it uses far higher forces that! To ioo t can achieve. Also, the frequencies are lower, and it becomes whole achieved other effects.

Auf Grund der ersten Versuche war es bereits möglich, beim Gießen eines-halbharten Stahls mit 0,03 0,10 Kohlenstoff zu Blöcken eine Verringerung des üblichen Abfalls um 5:ö01o zu erzielen; bei einer Kokille von 7 t bedeutet das die Wiedergewinnung von mehr als i t eines Metalls, das beim Gießen nach den üblichen Verfahren nicht durchaus gesund sein würde.On the basis of the first attempts it was already possible when pouring a semi-hard steel with 0.03 0.10 carbon to blocks a reduction in the usual waste to achieve 5: ö01o; for a mold of 7 t this means that Recovery of more than i t of a metal that has been cast after the usual Procedure wouldn't be entirely sane.

Das Verfahren nach der Erfindung eignet sich zum Gießen von Stahl zu Blöcken nach allen möglichen Verfahren, und zwar entweder im freien Fall oder mit aufsteigendem Guß, auf einem Schlitten oder Wägen -oder auch auf .einem festen Tisch. -In allen Fällen erfordert die Durchführung des Verfahrens einmal einen Schwingungserzeuger, der entweder am Grundtisch oder an einem mit diesem Tisch fest verbundenen Metallgestell so befestigt ist; daß er den genannten Tisch in starke Schwingungen versetzt; die den Kokillen und -dem flüssigen Metall mitgeteilt werden, sodann eine Einrichtung, die dazu bestimmt ist, die Kokillen und nötigenfalls auch die Einlaufform und die feuerfesten Leitungen auf dem Tisch festzuhalten, und schließlich eine Dampfervorrichtung, die je nach den Umständen entweder zwischen .dem Tisch und dem Schlitten oder zwischen dem Tisch und dem Boden angeordnet ist.The method according to the invention is suitable for casting steel into blocks by all possible methods, either in free fall or with ascending cast, on a sledge or carriage - or even on a fixed one Table. -In all cases, the implementation of the procedure requires a vibration generator once, either on the base table or on a metal frame firmly connected to this table so attached; that he sets the said table in strong vibrations; the the molds and the liquid metal are communicated, then a device, which is intended, the molds and, if necessary, the enema form and the refractory lines on the table, and finally a steamer device, which, depending on the circumstances, either between the table and the slide or between the table and the floor.

In den Zeichnungen sind Ausführungsformen von Vorrichtungen zum Ausüben des Verfahrens gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawings are embodiments of devices for exercising of the method according to the invention, for example.

In diesen- Zeichnungen beziehen sich die Fig: i, 2 und 3 besonders auf das Gießen auf einem Wagen. Es zeigt Fig. i einen Aüfriß, teilweise im lotrechten Schnitt nach der Linie 1-I der Fig. 2, Fig. 2 einen Querschnitt nach. der Linie II-II der Fig.:i und Fig.3 einen weiteren Querschnitt nach der Linie 1-II-IN derselben Fig. z.In these drawings, Figures 1, 2 and 3 relate particularly on pouring on a cart. It shows Fig. I a plan view, partially perpendicular Section along the line 1-I of FIG. 2, FIG. 2 shows a cross section. the line II-II of Figures: i and 3 show a further cross section along the line 1-II-IN of the same Fig. E.g.

Wie ersichtlich, ist der Tisch bzw. die Grundplatte z, worauf die Kokillen z fastgehalten werden sollten, auf dem Rahmen-- angeordnet, von dem der genannte Tisch übrigens unabhängig ist, auf dem er aber durch Vermittlung einer Dämpfervorrichturig ruht, die aus einer Anzahl kegelförmiger Federn q. von passender Kraft besteht, wobei jede dieser Federn vom Rahmen 3 über Stahlblechplatten getragen wird, die sich gegen in geeigneten Aussparungen angeordnete Gummischeiben 5 stützen; gegenüber dem Schlitten ist der Tischii einfach durch einige lotrechte in .der :Mittellinie der Federn vorgesehene Stifte 6 geführt.As can be seen, the table or the base plate z, whereupon the Molds should be almost held on the frame - from which the Incidentally, the mentioned table is independent, but on which he is mediated by a Damper device rests, consisting of a number of conical springs q. of matching There is force, each of these springs being carried by the frame 3 via sheet steel plates which are supported against rubber washers 5 arranged in suitable recesses; compared to the slide, the table is simply by a few vertical lines in the middle line the springs provided pins 6 out.

Ein Schwingungserzeuger, 7 von bekannter öder noch zu schaffender Bauart ist durch Bolzen 8 (s. Fig. i) mit der Grundplatte fegst verbunden. Durch zwischen diesen beiden Teilen vorgesehene Querstege wird ein freier Raum g geschaffen, der mit knitterigem Aluminium gefüllt wird, dessen Zweck darin besteht, -die -Wärme zurückzuwerfen. Der Schwingungserzeuger wird durch einen Elektromötor.io angetrieben, der auf dem Wagen befestigt und gegen die Schwingungen vollkommen geschützt ist; die Welle dieses Motors ist mit eineng Ventilator iti versehen, der auf der Rahmenseite durch ein Filter Luft ansaugen und sie dem Schwingungserzeuger zwecks Kühlung desselben zuführen soll. Diese ganze Einrichtung wird von einem am Tisch befestigten Blechmantel 12 umgeben und gegen etwaige Beschädigungen durch ausgespritzten flüssigen Stahl geschützt.A vibration generator, 7 of well-known or yet to be created Design is sweptly connected to the base plate by bolts 8 (see Fig. I). By between these two parts provided transverse webs a free space g is created, which is filled with wrinkled aluminum, the purpose of which is -the -heat throw back. The vibration generator is driven by an electric motor.io, which is fixed on the trolley and completely protected against vibrations; the shaft of this motor is provided with a fan iti on the frame side Suck in air through a filter and pass it to the vibrator for the purpose of cooling the same should feed. This whole facility is covered by a sheet metal jacket attached to the table 12 and against any damage caused by sprayed liquid steel protected.

Andererseits ist jede Kokille unten mit je zwei angegossenen Vorsprüngen 13 versehen, gegen welche die beiden Stahlstangen iitq. drücken, deren Enden in zwei Bügel 15 eingreifen, die selbst in beliebiger gewünschter Weise und gegebenenfalls abnehmbar an der Grundplatte i durch Haken befestigt sind; durch die Bedienung eines an einem der beiden Bügel angebrachten Exzenters 16 wird jede -Stange. Z4. gegen den zugehörigen Vorsprung 13 angedrückt. Durch diese Anordnung wird die Kokille wenigstens vorübergehend festgehalten, so daß sie an den durch den Schwingungserzeuger dem Tisch i mitgeteilten Vibrationsbewegungen teilnehmen kann.On the other hand, each mold is at the bottom with two molded projections 13 provided against which the two steel bars iitq. press, the ends of which in engage two brackets 15, which itself in any desired manner and optionally are removably attached to the base plate i by hooks; by operating a eccentric 16 attached to one of the two brackets is each rod. Z4. against the associated projection 13 pressed. This arrangement will the mold at least temporarily held, so that they to the by the vibrator the table i communicated vibration movements can participate.

Die Fig. 4, 5 und ,6 zeigen die Durchführung des Verfahrens nach der Anmeldung beim aufsteigenden Gießen, und zwar zeigt Fig. 4 einen Aufriß mit abgenommenem Motor und Schwingungserzeuger, Fig. 5 einen lotrechten axialen Schnitt und Fig.6 einen waagerechten Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 4.4, 5 and 6 show the implementation of the method according to Registration with ascending pouring, namely Fig. 4 shows an elevation with the removed Motor and vibration generator, FIG. 5 a vertical axial section and FIG. 6 a horizontal section along the line VI-VI in FIG. 4.

Der Tisch -i ruht auf einer Anzahl kegelförmiger Federn 4., die selbst durch eine gußeiserne, die Belastung auf dem Boden verteilende Platte in geeigneten Aussparungen getragen werden. Zwei Schwingungserzeuger 7 sind auf dem Tisch durch Bolzen befestigt und werden von den gegen die Schwingungen geschützten Elektromotoren io angetrieben.The table -i rests on a number of conical springs 4. which themselves by means of a cast iron plate in suitable positions to distribute the load on the floor Recesses are worn. Two vibrators 7 are on the table through Bolts are attached and are driven by the electric motors, which are protected against vibrations io driven.

DieVorrichtung zum Festhaltender Einlaufform und der Kokillen auf dem Tisch läßt sich augenblicklich und durch Fernantrieb lösen. Zu diesem Zweck ist eine Feder 22 zwischen zwei Platten 23 und 124 gespannt, von denen erstere mit einer Zugstange 25 fest verbunden ist, die durch einen Haken bei 2o an dem Tisch befestigt werden kann, während die andere Platte zwei Gewindestangen 26 betätigt, die mit einem Ende an einem mit einer Rolle 27 versehenen Bügel angeschweißt sind. Die Rolle 27 stützt sich gegen einen an der Kokille angegossenen Arm 21. Eine an den Stangen 26 angeschweißte Platte 28 dient dazu, die Hubbewegung der Feder zu begrenzen. Zum Anhaken werden die beiden Platten 2,3 und @28 mittels einer Hilfsvorrichtung mit einem Hebel auseinandergespreizt, während das Lösen dadurch erfolgt, daß man die Rolle 2.7 mittels einer als Hebel wirkenden Eisenstange von ihrem Stützarm abhebt.The device for holding the enema mold and the molds on the table can be released instantly and by remote control. To this end a spring 22 is stretched between two plates 23 and 124, the former with a tie rod 25 is firmly connected by a hook at 2o on the table can be attached while the other plate operates two threaded rods 26, which are welded at one end to a bracket provided with a roller 27. The roller 27 is supported against an arm 21 cast on the mold The plate 28 welded to the rods 26 serves to increase the stroke movement of the spring limit. The two plates 2, 3 and @ 28 are hooked on by means of an auxiliary device spread apart with a lever, while loosening takes place in that one the roller 2.7 lifts off its support arm by means of an iron rod acting as a lever.

Fig. 7 zeigt noch eine auf dem Tisch befestigte Kokille in .einem lotrechten Schnitt, während Fig. 8 eine Teilaufsicht ist. In diesem Fall besteht die Festhaltevorrichtung für jede Kokille aus einer einfachen Druckfeder 29, die mit ihrem unteren Teil durch einen Haken am 'fisch i und mit ihrem oberen Teil an Kettengliedern 3o befestigt ist, die durch einen Haken i mit Stahlstangen verbunden sind, die eine Art Bügel 32 bilden, der über den oberen Teil der Kokille gezogen wird und beiderseits der Gießöffnung sitzt; ein weiteres Kettenglied ist bei 33 vorgesehen. Durch letzteres, an dem die Hubvorrichtung eines Laufkranes zieht, wird auf die Feder 2g eine Zugwirkung ausgeübt, um diese Feder zu spannen und hierdurch das Anhaken zu ermöglichen, wie in der linken Hälfte der Fig.7 gezeigt; beim Loslassen wird die Kokille .dann festgehalten, wie die rechte Seite derselben Figur zeigt.Fig. 7 shows another mold fastened on the table in a vertical section, while Fig. 8 is a partial top view. In this case, the retaining device for each mold consists of a simple compression spring 29, which is attached with its lower part by a hook on the 'fish i and with its upper part on chain links 3o which are connected by a hook i to steel rods, the one Form type of bracket 32 , which is pulled over the upper part of the mold and sits on both sides of the pouring opening; a further chain link is provided at 33. The latter, on which the lifting device of an overhead crane pulls, exerts a tensile effect on the spring 2g in order to tension this spring and thereby enable it to be hooked, as shown in the left half of FIG. 7; when you let go, the mold is then held, as shown on the right-hand side of the same figure.

Das Verfahren nach der Erfindung eignet sich auch zum Gießen von Stahlformgußstücken, die durch ihre Masse und durch das zur Anwendung gelangende Gießverfahren eine gewisse Ähnlichkeit mit Stahlblöcken besitzen.The method according to the invention is also suitable for casting steel castings, which due to its mass and the casting process used has a certain degree Resemble steel blocks.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for casting steel in casting molds resting on a table which is subjected to the action of a vibrator, characterized in that the maximum value of the force which causes the vibrations is greater than the total weight of the masses and to be vibrated the oscillation amplitude is a few tenths of a millimeter. Device for carrying out the method according to claim i with a flexible retaining device for securing the casting mold on the table, characterized in that compressible springs are used to achieve a constant tension of the fastening devices, which with the help of a lever, a lifting thumb or the crane for lifting the Cast blocks can be brought to bias.