Verfahren und Vorrichtung zum Giessen von Netaltblöeken. Gegenstand der Erfindung ist ein Ver fahren zum Giessen von 131Ietallblöcken, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Das Verfahren zeichnet sich da durch aus, dass das Gussmetall in eine wasser gekühlte Kokille gegossen wird, deren Boden während des Gusses abgesenkt wird, wobei man den gegossenen Block ohne zusätzliche mechanische Zugmittel durch sein eigenes Gewicht in :
der Kokille nachrutschen lässt, ferner, dass die Giessgeschwindigkeit und die Kokillenhöhe so gewählt werden, dass der am untern Rande der Kokille austretende Block noch nicht bis zur Mitte erstarrt ist und erst nach Verlassen der Kokille durch unmittel bare Berührung mit flüssigen Kühlmitteln völlig zur Erstarrung gebracht wird.
In beiliegender Zeichnung sind Ausfüh rungsbeispiele von Vorrichtungen, mit Hilfe derer das Verfahren ausgeführt werden kann, bildlich dargestellt. Hierbei zeigen: Fig. 1 und 2 erste Beispiele in einem senkrechten Schnitt; Fig. 3 und 4 sind Vertikalschnitte durch eine Vorrichtung zur Herstellung plattierter Blöcke; Fig. 5 ist schliesslich ein Grundriss zur Fig. 3.
In Fig. 1 bedeutet 1 die Wand einer Ko kille, 2 ist der gegossene Block, der mittels eines an einem verschiebbaren Stempel 3 be findlichen Bodens 4 langsam nach unten ab gesenkt werden kann. Die Bewegung erfolgt durch eine hydraulische, im einzelnen nicht näher beschriebene Vorrichtung 5, die in be liebiger Weise ausgestaltet werden kann. 6 ist eine Giessrinne, durch die das flüssige Metall in die Form fliesst. Durch Rohre 7 wird Wasser 8 teils gegen die Kokillenwand, teils gegen den erstarrenden Block herange führt.
In Fig. 2 bedeutet 9 eine doppelwandige Kokille, durch die das Kühlwasser 8 strömt, h ist wiederum der Block, der diesmal jedoch durch eine gestrichelte Linie<B>10</B> in zwei Teile geteilt ist, von denen der untere der feste, der obere, in entgegengesetzter Richtung ge strichelte, der noch flüssige feil ist. Um Stempel und Block ist ein Gefäss 11 angeord net, in dem das Kühlmittel 8 ebenfalls vorhanden ist. Dichtungen 1 2 sorgen für eine Beweglichkeit des Stempels durch den Kasten hindurch, ohne dass das Wasser aus fliesst.
In Fig. 3 ist ?? die Kühlkokille, die in ihrem Querschnitt, im Gegensatz zu den in den andern Figuren dargestellten zylin- drischen Formen, länglich gehalten ist, 6 ist wiederum eine Giessrinne, während 23 Plattierbleche darstellt, welche an die Ko- killenwa-nd angelegt sind. Die Linie 24 scheidet wiederum den festen Teil 25 des Blockes von dem noch flüssigen Teil 26. Die Fig. 4 bedeutet einen Schnitt entlang der Linie<B>A- A</B> der Fig. 3 und zeigt die Giess vorrichtung im Vertikalschnitt der Schmal seite.
Das Verfahren gemäss Erfindung kann mit Hilfe der beschriebenen und dargestell ten Vorrichtungen zum Beispiel derartig aus geführt werden, dass zunächst der Boden 4, auf den noch der falsche Boden 14 gestellt sein kann, mit Hilfe des Stempels 3 bis zum untern Rande der verhältnismässig kurzen Kokille gehoben wird. Die Höhe der Ko kille ist dabei vorzugsweise geringer als dem Durchmesser des Blockes, respektive dem Durchmesser des dem Querschnitt flächen gleichen Kreises entspricht. Sowie der Boden bis an den untern Rand der Kokille bewegt ist, wird flüssiges Metall fortlaufend durch die Giessrinne 6 eingeführt, und zwar so lange, bis das -Metall die Kokille bis dicht unter den obern Rand füllt.
Gleichzeitig wird die Kühlung der Kokillenwanduiig selbst angestellt. Um diese Kühlung mög lichst intensiv zu halten, ist es zweckmässig, die Kokillenwand nicht unnötig stark aus zubilden und aus einem Metall guter Wärme leitfähigkeit, wie Kupfer oder Aluminium, herzustellen. Die Kühlung der Kokille, tvel- ehe entweder durch Berieseln, oder durch das in der Doppelwand umfliessende Kühlwasser erfolgt, sorgt nun dafür, dass das Metall min destens im untern Teil der Kokille oberfläch lich erstarrt.
Sowie die Kokille annähernd ge füllt ist, wird der Boden langsam nach unten abgesenkt, und zwar in dem Masse, dass der obere Metallspiegel konstant bleibt. Die Giess geschwindigkeit wird dabei so gross, und die Giessform so kurz gewählt, dass der am untern Ende der Kokille austretende Block noch nicht bis zu seinem Mittelpunkt hin erstarrt ist, sondern nun durch die auf das am Rand erstarrte Metall unmittelbar ein- wirkenden Kühlmittel zur vollständigen Er starrung gebracht wird.
Hierdurch wird er zielt, da.ss die Erstarrung besonders der mittleren Zone des Blockes von unten nach oben fortschreitend erfolgt und mit der Rand erstarrung, weitgehend Schritt hält. An dem unten die Kokille verlassenden Blockteil fällt jede Zwischenwand zwischen Kühl mittel und Block weg, so dass die Kühlwir kung hoch ist. Der Block wird hierdurch feinkörnig, und Seigerungen und Lunker werden weitgehend unterdrückt.
Die Kürze der Kokille ermöglicht, dass der Giessblock durch sein eigenes Gewicht nachlinken kann, ohne dass er von den Ko- killenwänden festgehalten wird. Dies wird unterstützt durch die scharfe Kiihlung unter halb der Kokillenwand, weil hierdurch eine gewisse Sehwindung der erstarrten Rand zonen eintritt, welche eine Loslösung des Blockes von der Kokillenwand bewirkt.
Diese Loslösung tritt besonders beim Giessen von Aluminium und Aluminium-Legierungen auf, weil diese Metalle eine besonders starke Sehwindung aufweisen. Sollen andere Me talle mit nicht so starker Sehwindung ge gossen erden, so empfiehlt es sich, der Ko kille eine ganz leicht konische Erweiterung zu geben, die je nach Durchmesser des Blockes und nach Art des zu vergiessenden 3Leta.lles, bis zu etwa 19o' des Durchmessers ausmachen kann.
Es empfiehlt sich weiter zur Erleichterung der Gleitung die Kokille mit etwas Graphit einzuschmieren. Es entfällt somit jede Notwendigkeit einer maschinellen Vorrichtung zum Herabziehen des Giess blockes (z. B. von Walzen), was bisher zum Beispiel so geschah, dass man entweder den Boden mit Vorrichtungen versah, die vom Metall umgossen werden, oder indem man Walzen zum Herabziehen des Giessblockes anordnete. Sobald der versenkbare Stempel an seinem untersten Punkte angekommen ist, wird das Giessen gestoppt und der Block herausgenommen.
Gemäss den Fig. 3 bis 5 werden zur Her stellung plattierter Gussblöcke zu Beginn des Giessens ein Bodenstück 14 und Plattierungs- bleche 23 auf den Kokillenboden aufgesetzt. Die Bleche schweissen mit dem sie berühren den, nur kurze Zeit flüssigen Metall, fest zusammen werden jedoch durch die intensive Kühlung von unten her so schnell abgekühlt, dass sie nicht durchschmelzen können.
Als Beispiel sei angeführt, dass beim Giessen von Aluminiumlegierungen, die etwa 3,5 bis 4,5 % Kupfer und geringe Mengen Magnesium und Mangan enthalten, sehr gute Blöcke gegossen werden, wenn .der Durch messer der Blöcke etwa 250 bis 300 mm und die Höhe der Kokille etwa 160 bis 200 mm beträgt. Das Metall wird bis auf etwa 4 bis 5 cm vom obern Rand der Kokille eingeleitet und dann der Kokillenboden mit einer Ge schwindigkeit von etwa 50 bis 90 cm/min abgesenkt.
Es ergibt sich hierbei, dass das flüssige Metall in der Mitte des Blockes etwa eine Tiefe von 150 bis 200 mm hatte, so dass der Block in der Mitte nach Verlassen der Kokille noch flüssig ist, während die in das Kühlwasser eintauchenden Wände erstarrt sind. Das Kühlwasser selbst zirkulierte kon tinuierlich, und war etwa handwarm. Die Aussenseite des gegossenen Blockes erwies sich nach dem Guss so glatt und seigerungs- frei, dass entsprechende Blockabschnitte un mittelbar zum Pressen in die Rezipienten von Strangpressen eingesetzt werden konnten.