DE1193204B - Verfahren und Anordnungen zum Giessen von Eisenlegierungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B22d

Deutsche KL: 31c-12/02

Nummer: 1193 204

Aktenzeichen: D 27397 VI a/31 c

Anmeldetag: 11. Februar 1958

Auslegetag: 20. Mai 1965

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Anordnungen für das Gießen von Eisenlegierungen im Fallguß in Kokillen oder Formen, wobei der Gießstrahl durch ein Rohr umhüllt ist und vor sowie bei Beginn des Gießens ein Unterdruck in der Kokille erzeugt wird. Es ist bekannt, daß beim Gießen das flüssige Metall, insbesondere der Gießstrahl, sich infolge des Kontakts mit der atmosphärischen Luft mit Gasen, wie Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff usw., anreichert. Durch diesen Gasgehalt wird die Güte des gegossenen Blockes in erheblichem Maße beeinträchtigt.

Da bekannt ist, daß das innere Gefüge des Blockes zu einem großen Teil von dem Druck abhängig ist, der auf das gegossene Metall ausgeübt wird, hat man auch versucht, vor und während des Gießens in der Kokille einen Unterdruck zu erzeugen. Durch diese bekannten Maßnahmen wird jedoch eine ausreichende Entgasung des Metalls nicht erreicht, insbesondere werden nicht die zähen Schichten des flüssigen Metalls in der Tiefe des Bades gelöst, da auf diese Schichten ein erheblicher ferrostatischer Druck ausgeübt wird. Auch das bekannte Umhüllen des Gießstrahles durch ein von der Unterseite der Gießpfanne sich bis zum Boden der Kokille erstreckendes Rohr bildet keinen ausreichenden Schutz dagegen, daß das flüssige Metall durch anderweitigen Kontakt mit der atmosphärischen Luft noch Gase aufnimmt.

Ziel der Erfindung ist daher, die Mängel der bisher bekannten Verfahren und Anordnungen zu überwinden und eine wirksame Entgasung des flüssigen Metalls zu erreichen. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß vor bzw. bei Beginn des Gießens auch in dem nur mit einer Verzögerung zerstörbaren, den Gießstrahl umhüllenden, in den Gießspiegel eintauchenden, an sich bekannten Rohr ein Unterdruck erzeugt wird und bei Beendigung des Gießens die im Rohrinnenraum und im Kokillenraum sich einstellenden Drücke wechselseitig derart verändert werden, daß ein abwechselndes Heben und Senken des Metallspiegels hervorgerufen wird. Es wird also nicht nur ein bloßer Unterdruck im Rohr in der Kokille erzeugt, sondern es werden diese Drücke auch abwechselnd und wechselweise umgekehrt zueinander variiert, so daß durch das dabei entstehende abwechselnde Auf- und Abbewegen der Metallspiegel ein die Entgasung des Metalls bewirkendes Umrühren hervorgerufen wird.

Im Rahmen der Erfindung besteht eine vorteilhafte Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens aus einer Kokille mit einem in die Kokille Verfahren und Anordnungen zum Gießen
von Eisenlegierungen

Anmelder:

Dipl.-Ing. Henri Jean Daussan,

Metz, Moselle (Frankreich)

Vertreter:

Dr.-Ing. F. Walter, Patentanwalt,

Augsburg, Ulrichsplatz 12

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Henri Jean Daussan,
Metz, Moselle (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 26. Februar 1957 (732 686)

ragenden und nur zögernd zerstörbaren Rohr, das beim Gießen in das Metallbad eintaucht, wobei die Erfindung darin besteht, daß am oberen Ende des Rohres ein hohler Verbindungskopf angeordnet ist, der mit einem Überwachungs-Druckmesser versehen ist und der eine axiale Öffnung für den Durchtritt des Gießstrahles besitzt und in der Weise ausgebildet ist, daß er einerseits an die Unterseite der Gießpfanne und andererseits an das Rohr dichtend anschließbar ist, und daß das Rohr am oberen Ende mit einem ringförmigen Deckel versehen ist, der sich auf dem oberen Rand der Kokille abstützt und der mit einem Anschluß für seine Verbindung mit einer Unterdruckquelle, mit einem Druckmesser und mit lösbaren Verbindungsmitteln für seine Befestigung auf der Kokille versehen ist.

Dadurch wird die getrennte und wechselweise Absaugung im Rohrinnenraum und im Kokillenraum und somit das abwechselnde Heben und Senken der Metallspiegel erreicht.

Um einen dichten Abschluß zu erreichen, sieht die Erfindung vor, daß der Deckel und der hohle Verbindungskopf so ausgebildet sind, daß sie in unverrückbarer Weise auf den Oberteil des Rohres aufsteckbar sind. Eine weitere, vorteilhafte Maßnahme der Erfindung besteht darin, daß eine aus Asbestgewebe oder entsprechendem Material bestehende Manschette zwischen dem Rohr und dem Deckel sowie dem Verbindungskopf eingefügt ist. Dadurch

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wird ein einfacher und leichter Zusammenbau der tragen kann. Diese Röhre 13 endet (gemäß F i g. 2)

erfindungsgemäßen Anordnung ermöglicht, insbe- an ihrem oberen Ende mit einem leicht konischen

sondere wenn, wie die Erfindung noch vorschlägt, Abschnitt 13°, auf dem außen eine kompressible

die Manschette, der entsprechende Teil des Rohres Manschette 14 aufgebracht ist, die z. B. aus Asbest-

und die öffnungen des Deckels und des Verbindungs- 5 gewebe bestehen kann. Diese Manschette 14 nimmt

kopfes konisch ausgebildet sind. die konischen Öffnungen 15 und 16 eines runden

Um das Absaugen des Rohres nach dem Guß auch Deckels 17 und eines hohlen Verbindungskopfes 18

bei abgenommener Gießpfanne fortsetzen zu können, auf.

ist bei einer besonders vorteilhaften Variante der Der Deckel 17 dient zur Abstützung auf dem

Erfindung vorgesehen, daß der hohle Verbindungs- io oberen Kokillenrand 20, wobei eine Dichtung 19 vor-

kopf durch eine von der Öffnung für den Durchtritt gesehen ist. Er kann dort mittels eines lösbaren

des Direktgießstrahles durchbrochene Zwischenwand Hakenverschlusses 20" befestigt werden, der aus

in zwei übereinanderliegenden Kammern geteilt ist, einem gewissen Abstand mittels eines mit einem

wobei die Abzweigverbindung für den Anschluß der Hebel 20^c erfaßbaren Zapfen 20^& bedienbar ist,

Unterdruckquelle an der unteren, mit dem Rohr in 15 sofern nicht das Gewicht des Deckels 17 ausreicht,

Verbindung stehenden Kammer sitzt, und daß in um die dichte Verbindung und die Standfestigkeit

dem Verbindungskopf ein beweglicher Schieber zum des Rohres 13 zu sichern.

Abdecken der öffnung angeordnet ist, der es ge- Der Deckel 17 ist mit einem z. B. mit einem

stattet, nach dem Abheben der Gießpfanne im Rohr Bajonettverschluß versehenen Stutzen 21 ausgestattet,

weiter abzusaugen. 20 der dem Anschluß einer biegsamen Leitung 22 mit

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispiels- Hahn 22^a dient, die der Verbindung mit einer Pumpe,

weise und schematisch dargestellt, und es bedeutet einem Sauger oder einem anderen luftsaugenden

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Kokille Gerät dient, das eine Luftbewegung außerhalb des und eine Gießpfanne in ihrer gegenseitigen Stellung Blechrohres 13 im Barrenraum α herzustellen gewährend des Direktgusses, 25 stattet.

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1, Der Deckel 17 trägt ferner einen Druckmesser 23, der die Teile zwischen der Gießpfanne und dem der den im Raum α erzeugten Druck bzw. UnterRohr zeigt, druck anzeigt, sowie eine Schauöffnung 24 aus

F i g. 3 einen Schnitt durch die Anordnung gemäß Glimmer oder anderem durchsichtigem Material.

F i g. 1 und 2 in einem weiter fortgeschrittenen 30 Der Verbindungskopf 18 weist die Form einer

Stadium des Gusses, stählernen Schüssel oder einer stählernen Schachtel

F i g. 4 einen Querschnitt durch eine mit nicht auf und besitzt vorzugsweise einen runden Horizon-

beruhigtem Stahl gefüllte erkaltete Kokille mit dem talquerschnitt. Der Kopf 18 ist oben mit einem nach

Rohr übriggebliebenen Teil, außen vorstehenden Rand 25 versehen, der einen

F i g. 5 einen Querschnitt durch eine der F i g. 1 35 feuerfesten Dichtungsbelag 25^a trägt. Beim Aufsetzen

entsprechende Anordnung zum Gießen großer der Gießpfanne B legt sich auf diesen Belag 25° eine

Schmiedebarren aus beruhigtem Stahl, Platte 26, die mittels Niete 27 oder auf andere Weise

F i g. 6 einen Querschnitt durch eine der F i g. 1 unten am Boden 2 der Gießpfanne B befestigt ist. entsprechende, jedoch für Gespannguß eingerichtete Die Platte 26 ist auf ihrer Unterseite vorzugsweise Anordnung, bei der das Rohr nur den im Innern der 40 mit Verriegelungsvorrichtungen für den Kopf 18 verKokille aufsteigenden Strahl schützt und bei der sehen, z. B. mit schwenkbaren Hebeln 28, die unter mehrere Kokillen gleichzeitig gefüllt werden können. den Rand 25 greifen und mittels eines Handgriffs 29

Im Falle des in den F i g. 1 bis 4 dargestellten betätigbar sind.

Ausführungsbeispiels wird Stahl A im Direktguß aus Der Kopf 18 ist mittels einer stählernen Trenneiner Gießpfanne B in eine Kokille C gegossen. Die 45 wand 30 in zwei übereinanderliegende Kammern b Gießpfanne B besteht aus einem Gefäß mit aus und c aufgeteilt. Die Wand 30 ist von einer Zentral-Metall bestehenden Seitenwänden 1 und einem öffnung 31 unterbrochen, die den freien Durchtritt Boden 2, die beide mit feuerfestem Material 3 und 4 des Direktgießstrahles / selbst dann noch gestattet, gefüttert sind. Im Boden 2, 4 ist eine Ausguß- wenn er sich im Laufe der Zeit infolge der Aböffnung 5 angebracht, die mittels einer Verschluß- 50 nützung der Öffnung 32 im Ausguß 5 auf den Durchvorrichtung bedient werden kann, die aus einer mit messer Z¹ erweitert hat.

einem feuerfesten Rohr 7 umgebenen und mittels Die Zentralöffnung 31 kann mit einem Schieber 33 einer Betätigungsvorrichtung 9 axial verschiebbaren verschlossen werden, der an einer Bedienungsstange Stahlstange 8 besteht, die an ihrem unteren Ende 34 befestigt ist, die durch die Wand des Kopfes 18 einen feuerfesten Stopfen 6 trägt, der in die Mündung 55 hindurchgeht und an ihrer Durchtrittsstelle mittels der Ausgußöffnung 5 paßt. Die Gießpfanne B ist einer Preßpackung 35 abgedichtet ist. Der Schieber entweder an einer Laufkatze aufgehängt, oder sie 33 trägt eine auf seiner Unterseite befestigte Abwird von einem Wagen getragen, um senkrecht auf dichtung 36, die sich in seinem geschlossenen Zudie Kokille C aufgesetzt werden zu können. stand elastisch auf den vorstehenden Rand 37 der

Die Kokille C besteht aus einer rohrförmigen 60 Öffnung 31 legt. Weiterhin besitzt sowohl der

Seitenwand 10, die auf einer Grundplatte 11 unter Schieber 33 als auch der vorstehende Rand 37 der

Zwischenlage einer Dichtung 12 ruht. Öffnung 31 schräge Auflaufflächen 38 und 39, die

Allgemein stellt die Gießpfanne einen Rotations- das Aufschieben und dichte Abschließen erleichtern,

körper dar, und die Kokille kann einen runden, poly- Die untere Kammer b, die eine gute Verbindung

gonen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. 65 mit dem Innenraum d des Rohres 13 aufweist, ist

Die erfindungsgemäße Anordnung besteht aus einerseits mit einem z. B. mit Bajonettverschluß vereiner eisernen Blechröhre 13, deren Stärke z. B. bei sehenen Stutzen 40 ausgestattet, der es gestattet, einem Durchmesser von 300 mm etwa 3 mm be- diese Kammer b mittels einer flexiblen, mit einem

auf diese Weise kleine Unterschiede im gegossenen Metall aus.

Im folgenden wird an Hand von drei Beispielen der Guß von beruhigtem und nicht beruhigtem Stahl 5 erörtert.

Beispiel 1

Direktguß von nicht beruhigtem Stahl

Zunächst wird nicht beruhigter Stahl betrachtet, dessen Kohlenstoffgehalt praktisch zwischen 0,03 und 0,25°/« variiert, wobei diese Grenzen keine Beschränkung bilden. Bekanntlich bildet sich während des Gießens bis zum vollständigen Erstarren des

Hahn 41° versehenen Leitung 41 an eine Luftbewegungsvorrichtung anzuschließen, und sie ist andererseits mit einem der Drucküberwachung dienenden Druckmesser 42 ausgestattet (vgl. F i g. 1). Unterhalb des Rohres 13 ist eine zusammenpreßbare und durch den Gießstrahl zerstörbare scheiben- oder kissenförmige Packung 43 angeordnet, die beispielsweise durch spiralförmiges Aufrollen eines mehr oder weniger feuerfesten Wellpappestreifens gebildet ist oder aus anderem zellenförmigem Material be- ίο stehen kann.

Diese Packung hat die Aufgabe, vor dem Guß eine dichte Verbindung zwischen dem Rohr 13 und der Grundplatte 11 der Kokille C zu bilden, wobei das

Rohr 13 vorzugsweise in die Nut 44 der Packung 43 15 Blockes eine beträchtliche Gasmenge, deren größter eingelassen oder eingepreßt ist. Die Packung 43 soll Teil aus Kohlenmonoxyd, begleitet von Kohlenweiterhin den Angriff des Direktgießstrahles J auf dioxyd, besteht und deren Rest sich aus Wasserstoff, den Kokillenboden 11 dämpfen. Stickstoff und anderen, in geringeren Mengen vor-

Gegebenenfalls soll die Packung 43 auch als Auf- kommenden Luftgasen zusammensetzt. Die schnell nähme (Träger) für reinigende Mittel oder Zusätze 20 und gut geführte Ableitung dieser Gase zur Mitte dienen, wobei sie um das Rohr 13 herum einen des Bades, d. h. zur senkrechten Achse oder in Schwimmer bildet, der oben auf dem eingegossenen deren Nachbarschaft oder in eine senkrechte, par-Metallbad bis zu seiner letztlich erfolgenden Zer- allel zur Achse verlaufenden Ebene, falls es sich um störung schwimmt und der infolge seiner feuerfesten einen polygonen oder mehr oder weniger flachen Imprägnierung, z. B. mit Natriumsilikat, nur nach 25 rechteckigen Blockquerschnitt handelt, verbessert die und nach zur Wirkung gelangt. Struktur des Blockes und stärkt in einem gewissen

Die Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise: Maße die Decke des äußeren, aus nicht verunreinig-Die kissen- oder scheibenförmige Packung 43 wird tem Eisen bestehenden Teiles, der irgendwie die mit dem unteren Ende des Rohres 13 verbunden und mittlere Abscheidung einschließt, die eines der kennzusammen mit diesem in die Kokille gestellt. Dann 30 zeichnenden Merkmale aus unberuhigtem Stahl gewird der Deckel 17 aufgesetzt, dessen konische Öff- gossener Blöcke darstellt. Dieser Mantel aus nicht nung 15 sich einen Sitz auf der Manschette 14 sucht, verunreinigtem Eisen soll wegen der nachfolgenden indem er diese elastisch verformt. Der auf den Walzbearbeitung eine gewisse Mindestdicke aufoberen Rand der Kokille aufgesetzte Deckel 17 kann weisen. Die Zunahme dieser Dicke ist insoweit vorim Bedarfsfalle durch lösbare Haken 20" befestigt 3; teilhaft, als die Konzentration der Ablagerungen in werden, und die Leitung 22 wird mit der Saug- der mittleren Barrenzone noch keine schädliche vorrichtung verbunden. Grenze übersteigt und als der Arbeitsablauf kein

Der hohle Verbindungskopf 18 ist unten an der schnelleres Erstarren des Barrens ohne Qualitäts-Gießpfanne B befestigt, die an die Kokille C heran- einbüße erfordert. Die Konzentration der Ablagegebracht und auf das Rohr 13 herabgeschwenkt 40 rangen in der Mittelzone wächst mit der Dicke der wird, dessen konische Gestalt das Umfassen durch in Frage stehenden äußeren Zone aus nicht verden Kopf 18 erleichtert. Dieser schiebt sich auf die unreinigtem Eisen.

zusammenpreßbare Verbindungsmanschette 14 des Die bis jetzt bekannten Verfahren und Anord-

Rohres 13 auf, das sich seinerseits etwas stärker in nungen erlauben weder eine Beeinflussung der Steigdie Scheibe 43 eindrückt. So ist vor dem Abheben 45 geschwindigkeit der Unreinigkeiten noch im Falle des Stopfens 6 das obere Ende des Rohres 13 auf unberuhigten Stahles der Dicke des nicht verunreidichte, jedoch nicht feste Weise mit dem Unterteil
der Gießpfanne und sein unteres Ende mit dem
Kokillenboden 11 verbunden. Nach Anschluß der
Leitung 41 an den Stutzen 40 des Kopfes 18 kann 50
der Guß beginnen. Man hebt den Stopfen 6 mittels
des Hebels 9 an, worauf das flüssige Metall in einem
Strahl / herabfällt, der sich nach unten hin mehr
oder weniger verbreitert, wobei der Angriff auf den

Kokillenboden 11 durch die Packung 43 gemildert 55 hohlen Verbindungskopfes 18 auf das Rohr 13 abgewird. dichtet sind, stellt man vor und zu Beginn des

Nach kurzer Zeit hat der Gießstrahl / den Mittel- Gießens in allen Kammern einen möglichst starken teil der Packung 43 zerstört, und der ringförmige Unterdruck her, um die Luft aus ihnen auszupumpen. Außenteil 42^a schwimmt gemäß Fig. 3 auf dem Beim Guß verringert sich infolge der vom flüssigen

flüssigen Metallbad A¹, in das er nur sehr wenig 60 Stahlbad a¹ und vom Gießstrahl / frei werdenden eintaucht, da seine Dichte viel geringer ist als die- Gase der Unterdruck schnell. Jedoch ist die Luft in jenige des Metalls ist. Währenddessen schmilzt das den Kammern durch eine neutrale Gasmischung aus Rohr 13 fortwährend, und der Stahl beginnt sich zu CO, CO₂, H, N und anderen Gasen ersetzt. Durch verfestigen, bis er in der Zone A² infolge seiner Ab- Verstellen der Hähne 22° und/oder 41^a lassen sich kühlung durch die Wand 10 und den Boden 11 der 65 im Kokillenraum α und in dem den Gießstrahl / umKokille C erstarrt. Während des ganzen Gusses ver- gebenden Raum b, c und d die erwünschten Gasändert man ständig den in den Kammern bzw. drücke einstellen. Diese können durch Vorversuche Räumen α bis d herrschenden Unterdruck und gleicht für eine gegebene Stahlqualität vorherbestimmt wer-

nigten Eisenmantels zu bestimmen noch selbst die schnelle Abfuhr der die Qualität des Barrens mindernden Gase.

Der erfindungsgemäße Gießvorgang wird folgendermaßen durchgeführt:

Nachdem die Kammern a, b, c und d durch Aufsetzen des Deckels 17 auf die Kokille C und durch Aufsetzen des an der Gießpfanne B befestigten

den. Die Druckmesser 23 und 42 erlauben jederzeit die herrschenden Drücke abzulesen.

Der Sog in den Leitungen 22 und/oder 41 kann so eingestellt werden, daß die vom Stahlbad frei werdenden Gase darin eine kräftige Bewegung ver-Ursachen und die vom Gießstrahl hereingebrachten Unreinigkeiten nach oben bringen. Diese Unreinigkeiten werden vom Schwimmer 42« in bekannter Weise in der Mitte des Stahlbades eingesammelt. Falls es notwendig sein sollte, kann der Schwimmer auch einen größeren Durchmesser aufweisen, als es in F i g. 3 dargestellt ist.

Wie schon weiter oben ausgeführt wurde, schmutzt das Rohr 13 fortwährend nach Maßgabe des steigenden Stahlspiegels. Das Abschmelzen geschieht jedoch mit einer gewissen Verzögerung, so daß bei steigendem Stahlbadspiegel ein unteres Rohrende, dessen Höhe h (vgl. Fig. 3) etwa 1 dm oder etwas mehr betragen kann, in das Bad eintaucht und so zwischen dem unten in der Röhre 13 befindlichen Teil des Metallbades und dem unter dem Schwimmer 42^s befindlichen Teil des Metallbades einen hydraulischen Verschluß bildet. Dieser Umstand erlaubt eine beträchtliche Steigerung der Stahlbadbewegung, indem der im Kokillenraum α herrschende Unterdruck P¹ gegenüber dem im Raum d der Röhre 13 herrschenden Unterdruck P² abwechselnd und zueinander gegenläufig erhöht und vermindert wird. Durch diese Druckänderungen lassen sich beträchtliche Niveauunterschiede zwischen dem Metallbadspiegel in der Röhre 13 und dem äußeren Metallbadspiegel erzeugen, wodurch auch die durch die Gasausscheidung bewirkte Metallbadbewegung viel wirksamer wird.

Das im Deckel 17 befindliche Beobachtungsfenster 24 gestattet mit Hilfe eines am Ende einer Röhre angeordneten Rückspiegels zu beobachten, wann das eingegossene Metall in der Kokille die erwünschte Höhe erreicht hat, worauf der Ausguß 5 der Gießpfanne B wieder mit dem Stopfen 6 verschlossen wird.

Mit Hilfe des mittels des Stabes 34 bedienbaren Schiebers 33 wird die öffnung 31 des Kopfes 18 verschlossen. Dadurch wird der mit der Röhre 13 in Verbindung stehende Raum b des Kopfes von dem mit der Gießpfanne B in Verbindung stehenden Raum c des Kopfes 18 abgetrennt. Nach Lösen der Hebel 28 läßt sich dann die Gießpfanne B unter Belassung des Kopfes 18 auf der Kokille C von diesem abheben, ohne daß dadurch eine Verbindung zwisehen dem Innenraum der Röhre 13 und der Außenluft entsteht.

Man kann daher gegebenenfalls mit der Entgasung der Kokille während des Erstarrens fortfahren, indem geeignete Luftbewegungen durch die Leitungen 22 und 41 zugeführt werden, wobei insbesondere die Drücke P¹ und P² während einer relativ langen Zeit ständig gewechselt werden, da im Falle nicht beruhigten Stahles das Metall nach dem Verschließen der Kokille teilweise länger als 1 Stunde flüssig bleiben kann.

Zum Schluß werden der Kopf 18 und der Deckel 17 abgehoben, wonach sich der Barren in der Kokille gemäß Fig.4 darstellt. Es tritt dabei zwischen der ausgedehnten Kokille und dem abgekühlten Barren an dessen Außenseite ein Spiel auf. In Fig.4 bedeutet A² den äußeren Mantel aus reinem Eisen und A^s die mittlere, Ablagerungen enthaltende Zone.

Der Schwimmer wird im allgemeinen vollkommen zu Asche und Natriumsilikat zerfallen sein, falls es sich um eine damit imprägnierte Wellpappepackung gehandelt hat. Bei nicht beruhigtem Stahl ist es im allgemeinen nicht erforderlich, einen Schwimmer vorzusehen, der bis zum Schluß des Gießens obenauf schwimmt.

Die Arbeitsweise ist für die verschiedenen Stahlsorten unterschiedlich, so daß eine allgemein gültige Regel in bezug auf die jeweils anzuwendenden Druckänderungen nicht aufgestellt werden kann. Es müssen fallweise die für den betreffenden Stahl günstigen Druckwerte durch Vorversuche ermittelt werden.

So beziehen sich die folgenden beispielsweisen Größenordnungsangaben auf nicht beruhigten Stahl mit 0,05 bis 0,08% Kohlenstoffgehalt und auf Barren mit 5 bis 7 t Gewicht. Die aus 2 bis 3 mm dickem weichem Eisenblech gefertigte Röhre 13 besitzt 300 mm Durchmesser und etwa denselben Kohlenstoffgehalt wie das zu gießende Metall. Die Kokille wird innerhalb IV2 bis 2 Minuten gefüllt. Der Sog in den Leitungen 22 und/oder 41 wird so eingestellt, daß ein etwas über dem atmosphärischen Luftdruck liegender Druck aufrechterhalten wird, z. B. 0,01 atü, unbeschadet der paar Sekunden vor und nach dem öffnen der Gießpfannen-Ausgußöffnung, während denen der Sog derart ansteigen soll, daß in den Räumen α und d der Druck z. B. unter 10 mm Quecksilbersäule fällt.

Beispiel 2
Direktguß von beruhigtem Stahl (gemäß F i g. 5)

Hier handelt es sich um Schmiedeblöcke, deren Gewicht zwischen 10 und 2001 und mehr liegt. Im Gegensatz zum ersten Beispiel besitzt hier die Kokille C¹ einen Kokillenaufsatz 45, der aus einer konischen oder pyrmidalen wärmeableitenden Kappe besteht. Der Kokillenboden ll^ß besitzt eine Vertiefung 46, die mit einer scheibenförmigen Packung 47 ausgefüllt ist. Der Deckel 17° ist sehr einfach gehalten, da hier im Gegensatz zur Anordnung gemäß Fig. 1 bis 3 nicht unmittelbar im Kokillenraum α außerhalb der Röhre 13° abgesaugt wird. Statt dessen ist die Röhre 13« mit öffnungen 48 versehen, durch die der Kokillenraum α mit dem Röhreninnern d in Verbindung steht und ausgesaugt wird.

Auch der hohle Verbindungskopf 18^a ist einfacher ausgeführt. Er besitzt nicht die in F i g. 2 dargestellte Trennwand 30 mit Schieber 33, sondern lediglich einen Anschlußstutzen 40 und einen Druckmesser 42.

Beim Guß beruhigter Stähle tritt keine so starke Gasbildung, insbesondere von CO, ein wie bei unberuhigten Stählen; gleichwohl müssen auch hier die Oxydbildung, vor allem bei mit teuren Metallen hochlegierten Stählen, die Einschlüsse von Unreinigkeiten und Gasen und das Verbleiben von Gasen in der Lösung vermieden werden.

Aber auch beim Guß beruhigten Stahles dient die Röhre 13^a der Strukturverbesserung des Barrens. Diese Verbesserung wird durch die gleichzeitige Verwendung eines ausdehnbaren Schwimmers 49 gesteigert, der durch die Röhre 13° geschützt wird, wodurch er bis zum Schluß des Gießens schwimmen und in der Mitte in bekannter Weise die durch den Gießstrahl eingebrachten Unreinigkeiten sammeln

kann. Könnte sich der Gießstrahl frei in die Kokille ergießen, so würde er sehr schnell den Schwimmer 49 zerstören. Ohne Schwimmer 49 könnte aber die Röhre 13" nicht alle Unreinigkeiten bis in den Khpf des Barerns aufsteigen lassen.

Wenn auch die dem Stahlbad entsteigenden Gase in weniger großen Mengen als bei nicht beruhigtem Stahl erzeugt werden, so ist es hier doch interessant, vor und nach dem Öffnen des Gießpfannenausgusses 5 eine längere oder kürzere Zeit lang kräftig abzusaugen, wodurch sogleich die in der Kokille C¹ befindliche Luft durch die Röhre 13° und durch deren Öffnungen 48 abgeführt wird.

Die Gase, die immer in mehr oder weniger großer Menge infolge früherer Umfüllvorgänge der Gießpfanne in gelöstem oder eingeschlossenem Zustand vorhanden sind, sammeln sich in der Röhre 13^a an und werden mit einem unterhalb des äußeren Luftdruckes liegenden, z. B. einem weniger als 10 oder 20 mm Quecksilbersäule betragenden Unterdruck, bis zum Ende des Gießvorganges abgesaugt.

Es kann aber auch die im ersten Beispiel für nicht beruhigten Stahl beschriebene Anordnung für das Gießen von beruhigtem Stahl angewandt werden, so daß dann auch beim Gießen beruhigten Stahles durch das ständige Ändern der Drücke P¹ und P² in den Räumen α und d eine verstärkte Metallbadbewegung und Entgasung eintritt.

Nachdem die Gießpfanne B, der Deckel 17^a und der Kopf 18^a losgelöst sind, kann man den Barrenkopf zur Vermeidung der mittleren Seigerung auf jede Weise entsprechend den gewohnten Verfahren behandeln, insbesondere durch Anwendung wieder verflüssigender Pulver, ringförmiger wärmeabgebender Kissen usw.

Beispiel 3
Gießen von nicht oder halb beruhigtem Stahl

Bei der in F i g. 6 beispielsweise dargestellten An-Ordnung kann man sich mit dem Schutz des in jeder Kokille aufsteigenden Stahles begnügen. Diese Anordnung besitzt einen einfachen Aufbau und ist auch in ihrer Handhabung sehr einfach. Der hohle Kopf 18^& besitzt einen Anschlußstutzen 40 und einen Druckmesser 42 und ist fest mit dem Deckel YT> verbunden. Kopf und Deckel sind zusammen auf die Dichtung W> aufgeschoben, die wie das ganze Rohr 13⁶ zylindrisch sein kann. Die untere Dichtung 42^& kann derart ringförmig oder voll ausgebildet sein, daß der Gießstrahl J² leicht durch sie hindurchtreten kann. Vor und zu Beginn des Gießens wird am Stutzen 40 so stark abgesaugt, daß der Gießstrahl durch den Kanal 50 und die Öffnung 51 im Boden 11* der Kokille C² in einen von atmosphärischer Luft freien Raum einströmt. In einer gewissen Höhe H-H¹ bricht sich der Strahl, insbesondere bei zähflüssigem Metall, Bahn durch das Bad und ergießt sich in den Raum /³ oberhalb dieser Höhe. Der Schwimmer ist dann zerstört worden (vgl. die betreffenden Ausführungen für Direktguß). Während des Gießens und an dessen Ende werden Druckänderungen wie beim ersten Beispiel erzeugt.

Falls Gießpfannen oder andere Metall aufnehmende Gefäße mit mehreren Ausgußöffnungen vorgesehen sein sollten, sei es zum Gießen mehrerer Blöcke oder zur Herstellung eines einzigen Blockes großer Abmessungen, ist für jede Ausgießöffnung eine besondere Röhre mit der zugehörigen Einrichtung vorgesehen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren für das Gießen von Eisenlegierungen im Fallguß in Kokillen oder Formen, bei dem der Gießstrahl durch ein Rohr umhüllt ist und vor sowie bei Beginn des Gießens ein Unterdruck in der Kokille erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor sowie bei Beginn des Gießens auch in dem nur mit einer Verzögerung zerstörbaren, den Gießstrahl umhüllenden, in den Gießspiegel eintauchenden, an sich bekannten Rohr ein Unterdruck erzeugt wird und bei Beendigung des Gießens die im Rohrinnenraum und im Kokillenraum sich einstellenden Drücke wechselseitig derart verändert werden, daß ein abwechselndes Heben und Senken des Metallspiegels hervorgerufen wird.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem in die Kokille ragenden und nur zögernd zerstörbaren Rohr, das beim Gießen in das Metallbad eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des Rohres ein hohler Verbindungskopf (18, 18", 18^&, 18^C) angeordnet ist, der mit einer Abzweigverbindung (40) zu einer Unterdruckquelle und mit einem Überwachungs-Druckmesser (42) versehen ist und der eine axiale Öffnung (31) für den Durchtritt des Gießstrahles besitzt und in der Weise ausgebildet ist, daß er einerseits an die Unterseite (26) der Gießpfanne (B) und andererseits an das Rohr (13, 13^a) dichtend anschließbar ist, und daß das Rohr (13, 13^ß, 13⁶) am oberen Ende mit einem ringförmigen Deckel (17, 17", 17⁶) versehen ist, der sich auf dem oberen Rand der Kokille (C, C¹ oder C²) abstützt und der mit einem Anschluß (21) für seine Verbindung mit einer Unterdruckquelle, mit einem Druckmesser (23) und mit lösbaren Verbindungsmitteln (20^a, 20^&, 20^c) für seine Befestigung auf der Kokille (C, C¹ oder C²) versehen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (17, 17°, 17^&) und der hohle Verbindungskopf (18, 18^C, 18^&) so ausgebildet sind, daß sie in unverrückbarer Weise auf den Oberteil des Rohres (13, 13«, 13^&) aufsteckbar sind.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus Asbestgewebe oder entsprechendem Material bestehende Manschette (14) zwischen dem Rohr (13) und dem Deckel (17) sowie dem Verbindungskopf (18) eingefügt ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (14), der entsprechende Teil des Rohres (13, 13^&) und die Öffnungen (15, 16) des Deckels (17) und des Verbindungskopfes (18) konisch ausgebildet sind.

6. Anordnung nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Verbindungskopf (18) durch eine von der Öffnung (31) für den Durchtritt des Direktgießstrahles (/) durchbrochene Zwischenwand (30) in zwei übereinanderliegende Kammern geteilt ist, wobei die Abzweigverbindung (Stutzen 40) für den Anschluß der Unterdruckquelle an der unteren, mit dem Rohr (13) in Verbindung stehenden Kammer

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(b) sitzt, und daß in dem Verbindungskopf ein beweglicher Schieber (33) zum Abdecken der Öffnung (31) angeordnet ist, der es gestattet, nach dem Abheben der Gießpfanne (B) im Rohr (13) weiter abzusaugen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 479 627, 638 931, 889 057;

belgische Patentschrift Nr. 553 445; USA.-Patentschrift Nr. 2 734 241.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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