DE1290663B

DE1290663B - Mold for pouring molten metal

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Publication number: DE1290663B
Application number: DEF24661A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-12-20
Filing date: 1957-12-20
Publication date: 1969-03-13

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kokille zum Gießen geschmolzenen Metalls.The invention relates to a permanent mold for casting molten Metal.

Es ist bereits bekannt, schmelzbare Stoffe, z. B. Metalle, Glas, thermoplastische Kunststoffe od. dgl., in geschmolzenem Zustand in eine Form bzw. Kokille zu gießen, die aus einem Werkstoff hergestellt ist, dessen Schmelzpunkt über der Temperatur des zu vergießenden Werkstoffes liegt. Der Nachteil des Gießens mit einer solchen Kokille besteht darin, daß die Oberfläche des Gußstückes immer die Rauhigkeit der Form annimmt. Außerdem brennt der Gießwerkstoff oftmals an der obersten Lage der Kokille fest. Diesen Nachteil hat man dadurch zu beseitigen versucht, daß die Oberfläche der Kokille mit einem Material abgedeckt wurde, das sehr feinkörnig ist und sich entweder nur schwer mit dem Gießwerkstoff verbindet oder dessen Verbindung mit dem Gießwerkstoff keine nachteilige Wirkung auf die Oberfläche des fertigen Gußstückes ausübt. Diese meist in sehr dünnen Schichten flüssig- auf die Oberfläche der Kokille aufgebrachten Materialien sind unter der Bezeichnung »Formschlichten« bzw. »Kokillenschlichten« bekannt. Da sich derartige Schlichten der rauhen Oberfläche der Kokille anpassen und selbst eine gewisse Korngröße aufweisen, führt auch diese Methode nicht zu völlig einwandfreien Gußstückoberflächen. Schließlich ist es zur Erzielung einer möglichst glatten Gußstückoberfläche auch bekannt, in der Kokille eine anorganische Salzschlichte aus Chloriden oder Sulfaten, beispielsweise aus Natriumchlorid und Kaliumchlorid, zu verwenden, deren Schmelzpunkt unterhalb des Metallschmelzpunktes liegt. Dabei muß allerdings dafür gesorgt werden, daß diese Schlichte beim Gießen viskos bzw. flexibel, d. h. bewegbar ist, so daß sie die Unebenheiten der Kokillenoberfläche fortlaufend überspült. Diese Schlichtenbewegung wird beim Rotationsgießen in derartigen Kokillen durch relativ hohe Zentrifugalkräfte erzielt, so daß dieses Verfahren nur beim Rotationsguß anwendbar ist. Dabei wird verlangt, daß die Schlichte als sehr dünne Haut ausgebildet ist, so daß sie durchgehend im fließfähigen Zustand verbleibt und dieses Uberspülen der Unebenheiten der Kokillenoberfläche gestattet. Die Beschränkung einer solchen Kokille auf Rotationsguß und die Schwierigkeiten, die dann auftreten, wenn an sämtlichen Kokillenoberflächen lediglich dünne, durchgehend fließfähige Salzschlichten in Bewegung gehalten werden sollen, stellen einen erheblichen Nachteil dar.It is already known to use fusible materials, e.g. B. metals, glass, thermoplastic Plastics or the like, to be poured in a molten state into a mold or ingot mold, which is made of a material whose melting point is above temperature of the material to be cast lies. The disadvantage of pouring with such The mold consists in the fact that the surface of the casting always has the roughness of the Takes shape. In addition, the casting material often burns at the top layer of the Permanent mold. Attempts have been made to eliminate this disadvantage in that the surface the mold was covered with a material that is very fine-grained and is either difficult to connect with the casting material or its connection with the Casting material has no adverse effect on the surface of the finished casting exercises. These mostly in very thin layers of liquid on the surface of the mold Applied materials are classified under the designation »Form finishing« or »Mold finishing« known. Since such finishes adapt to the rough surface of the mold and even have a certain grain size, this method does not lead to complete results either perfect casting surfaces. After all, it is to achieve a possible smooth casting surface also known, an inorganic salt coating in the mold from chlorides or sulphates, for example from sodium chloride and potassium chloride, to use whose melting point is below the melting point of the metal. Included However, it must be ensured that this coating is viscous or viscous during casting. flexible, d. H. is movable, so that they the unevenness of the mold surface continuously flooded. This finishing movement is in such Molds achieved by relatively high centrifugal forces, so this method only is applicable to rotational molding. It is required that the sizing as very thin skin is formed so that it remains continuously in the flowable state and this flushing over of the unevenness of the mold surface is permitted. The restriction such a mold on rotational molding and the difficulties that then arise if on all mold surfaces only thin, continuously flowable Salt coatings are to be kept in motion, represent a significant disadvantage represent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese 'Nachteile auf einfache Weise zii beseitigen.. So soll eine Kokille geschaffen werden, die nicht nur für Rotationsgießverfahren anwendbar ist und die gestattet, daß einerseits glatte Gußstückoberflächen erzielt werden können und daß andererseits das zumindest örtliche Uberhitzen von Kokillenteilen trotz großem Temperaturspektrum des Gießmetalls verhindert wird.The invention is based on the object of eliminating these 'disadvantages in a simple manner Way to eliminate zii .. So a mold is to be created that is not only for Rotational casting is applicable and allows that on the one hand smooth casting surfaces can be achieved and that on the other hand the at least local overheating of Mold parts is prevented despite the large temperature range of the casting metal.

Die Erfindung besteht darin, daß die Dicke der Salzschlichte mit einer im Vergleich zum Kokillenmaterial niedrigen Wärmeleitfähigkeit in bezug zur Wärmeableitung von der Kokille so gewählt ist, daß sich beim Gießen nur eine Teilschicht der Salzschlichte im flüssigen, die andere, unmittelbar an der Kokille anliegende Teilschicht dagegen im erstarrten, festen Zustand befindet. Die Kokille und die Salzschlichte sollen folgenden Beziehungen genügen: Die in diesen Beziehungen verwendeten Terme gelten für folgende Größen: T, = Schmelzpunkt der Kokillenschlichte, T- = Temperatur der Kokille bei Anwesenheit von Schmelze, T", = Schmelzpunkt des gegossenen Metalls, K = Wärmeleitfähigkeit des Kokillenmaterials, K", = Wärmeleitfähigkeit des gegossenen Metalls, t!", = Schmelzwärme des gegossenen Metalls, " = Dichte des Kokillenmaterials, @I", = Dichte des Metalls, wenn im festen Zustand, Cr = spezifische Wärme des Kokillenmaterials, spezifische Wärme des gegossenen Metalls, Zahlenfaktor, der die Gleichungen (1) und (1I) miteinander verbindet, e oder erf = Fehlerfaktor; (Tabellengröße).The invention consists in that the thickness of the salt wash with a low thermal conductivity compared to the mold material in relation to heat dissipation from the mold is chosen so that during casting only one part of the salt wash is in the liquid, the other part directly adjacent to the mold on the other hand is in the solidified, solid state. The mold and the salt coating should satisfy the following relationships: The terms used in these relationships apply to the following quantities: T, = melting point of the mold coating, T- = temperature of the mold in the presence of melt, T ", = melting point of the cast metal, K = thermal conductivity of the mold material, K", = thermal conductivity of the cast metal, t! ", = heat of fusion of the cast metal," = density of the mold material, @I ", = density of the metal when in the solid state, Cr = specific heat of the mold material, specific heat of the cast metal, numerical factor that defines the Equations (1) and (1I) combine, e or erf = error factor; (table size).

Bei der Erfindung findet ein automatischer Ausgleichseffekt statt, indem die Zustandsgrenze zwischen der flüssigen und der festen Teilschicht der Salzschlichte sich mehr oder weniger weit von der Kokillenoberfläche in Richtung zur Gießmetallgrenzfläche hinwegbewegt, ohne daß die Salzschlichte während des Gießens vollständig sich im flüssigen Zustand befindet, so daß diese von einzelnen Kokillenteilen hinweggeschwemmt werden kann, und ohne daß sich die Salzschlichte während des Gießverfahrens vollständig im festen Zustand befindet, so daß der zur Glättung der Gußstückoberfläche zweckdienliche Fließeffekt der Salzschlichtengrenzfläche fortfällt. Die speziellen Beziehungen zwischen Kokille und Salzschlichte geben dem Fachmann unmittelbar eine Lehre, wie er Salzschlichte bzw. Kokille an das verwendete Gießmetall anzupassen hat, um ohne umständliche Versuche zur Lösung der obenerwähnten Aufgabe zu gelangen.In the invention there is an automatic compensation effect, by the state boundary between the liquid and the solid sub-layer of the salt wash more or less far from the mold surface in the direction of the casting metal interface moved away without the salt wash completely in the during pouring liquid state, so that this was washed away by individual mold parts can be, and without the salt wash completely during the casting process is in the solid state, so that the expedient for smoothing the surface of the casting The flow effect of the salt sizing interface does not apply. The special relationships between ingot mold and salt wash give the person skilled in the art a direct teaching how he has to adapt salt wash or mold to the casting metal used in order to do without cumbersome attempts to solve the above problem to arrive.

Der Effekt der flüssigen Grenzschicht der Salzschlichte nach der Erfindung kann bei Glas- oder Emailleschlichten nicht erreicht werden, da sie selbst im erweichten Zustand noch nicht flüssig sind. Insofern ist die Erfindung auch bezüglich solcher Schlichten wesentlich fortschrittlicher, selbst wenn diese beim Aufschmelzen auf die Kokillenoberfläche im Vergleich zur relativ rauhen Kokillenoberfläche glatter ausgebildet werden können.The effect of the liquid boundary layer of the salt wash according to the invention cannot be achieved with glass or enamel coatings because they soften themselves State are not yet liquid. In this respect, the invention is also with regard to such Finishing is much more advanced, even if it is on melting the mold surface is smoother compared to the relatively rough mold surface can be trained.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei freiem Wärmeaustausch die Beziehung zwischen dem Gewicht des Stückes und dem Gewicht des Kokillenmaterials derart gewählt ist, daß die Gleichung erfüllt ist.It is particularly advantageous if, with free heat exchange, the relationship between the weight of the piece and the weight of the mold material is chosen such that the equation is satisfied.

Falls die Kokille durch eine Flüssigkeit gekühlt wird, die unterhalb der Kokillenoberfläche entlangfließt, empfiehlt sich die folgende Bemessung: Die in diesen Beziehungen verwendeten Terme beziehen sich auf folgende Größen: T, = Oberflächentemperatur des Kokillenmaterials der flüssigkeitsgekühlten Kokille, F = Wärmedurchgangszahl der Kokille einschließlich der Schlichte, t5 - Dicke der Schlichte, h, = W1 rtneleitfähigkeit der Schlichte und L. == Dicke des Kokillenmaterials zwischen seiner die Schlichte tragenden Oberfläche und seiner Fläche, von der die Hitze durch ein Kühlmittel abgeleitet wird. Als Kokillenmaterial eignen sich insbesondere Kupf; r, Aluminium und Silber sowie deren Legierungen oder ein ähnlich gut wärmeleitfähiges Material. Als Salzschlichte zeichnet sich Bariumchlorid durch besondere Vorteile aus.If the mold is cooled by a liquid flowing below the surface of the mold, the following dimensioning is recommended: The terms used in these relationships relate to the following quantities: T, = surface temperature of the mold material of the liquid-cooled mold, F = heat transfer coefficient of the mold including the size, t5 - thickness of the size, h, = W1 thermal conductivity of the size and L. == thickness of the mold material between its surface carrying the coating and its surface from which the heat is dissipated by a coolant. Copper is particularly suitable as mold material; r, aluminum and silver as well as their alloys or a similar material with good thermal conductivity. As a salt wash, barium chloride has particular advantages.

Es ist zweckmäßig, die Kokille beim Gießen von Stahl, Kupfer oder einem ähnlich hochschmelzenden Metall auf einer Temperatur von mindestens etwa 120"C unterhalb des Schmelzpunktes der Salzschlichte zu halten.It is useful to use the mold when casting steel, copper or a similar refractory metal at a temperature of at least about 120 "C to be kept below the melting point of the salt wash.

Durch die Erfindung wird gewährleistet, daß sich vorzügliche GußstUickoberflächcn gießen lassen und daß sich Teile des Gußstückes nicht durch örtlich überhitzte oder örtlich zu sehr abgekühlte Kokilleriwandungsteile im Gefüge gegenüber den anderen Gußstückteilen zu sehr unterscheiden. Es ist klar, daß die Salzschlichte in geschmolzenem Zustand mit dem Gießmaterial unmischbar ist und mit diesem und auch mit dem Kokillenmaterial chemisch nicht reagiert. Der Siedepunkt der Salzschlichte muß über der höchsten in Frage kommenden Gießtemperatur liegen. Derartige Forderungen sind bereits beim Gießen plattenförmiger Gegenstände zwischen zwei flüssigen Schichten, deren spezifische Gewichte über bzw. unter dem spezifischen Gewicht des Gießwerkstoffes liegen, erhoben worden. Dabei ist es .jedoch nicht möglich, andere als plattenförmig ausgebildete Gegenstände irn Gießverfahren herzustellen.The invention ensures that excellent cast surfaces are achieved let pour and that parts of the casting are not locally overheated or Locally too cold parts of the mold wall in the structure compared to the others To distinguish between casting parts too much. It is clear that the salt wash in molten State is immiscible with the casting material and with this and also with the mold material chemically does not react. The boiling point of the salt wash must be higher than the highest casting temperature in question. Such demands are already at Pouring plate-shaped objects between two liquid layers, their specific Weights above or below the specific weight of the casting material are collected been. It is .jedoch not possible to use anything other than plate-shaped Manufacture objects in a casting process.

Es wurde festgestellt, daß anorganische Salze allein oder mit anderen Stoffen zur Herstellung vorn Gußstücken gemäß der Erfindung geeignet sind. Im folgenden werden eine Reihe von geeigneten Salzen aufgeführt. i Schmelz- Siede- Spezifisches Punkt Punkt Gewicht C C Bariumchlorid ...... 925 1560 3,86 Bariumfluorid ...... 1280 2137 4,83 Cadmiumfluorid .... 1I 1100 1758 6,64 Calciumclilorid ..... 772 1600 2,51 Kttp%r(1)-chlorid . . . . 422 1366 3,53 Blei{Il)-chlorid ..... r 501 950 5,85 Bleifluorid . . . . . . . . . . 855 1290 8,24 Lithitimbromid ..... 547 1265 3,46 Lithitimchlorid ...... ä 613 1353 2,07 Magnesiumchlorid .. 708 1412 2,32 Magnesitunfluorid ... 1396 2239 2,9 bis 3,2 Kaliumbromid .... . . 730 1380 2,75 Kaliumchlorid ....:. 776 1500 1,984 Kaliumfluorid ...... J 880 1500 2,48 Silberchlorid . . . . . . . . ä 455 1550 5,56 Natriurricblorid ..... 801 1413 2,16 Natriumcyanid ... «.. 564 1496 --- Die Berechnung der Dicke der Salzschlichte erfolgt nach den obengenannten Regeln. Dabei ist das Wärmegefälle in der Salzschlichte so zu berechnen, daß bei maximaler Gießtemperatur die Schmelztemperatur des Werkstoffes der Salzschlichte im Bereich unter der am Gußstück anliegenden Oberfläche unterschritten wird, d. lt., daß auch bei maximaler Temperatur auf keinen Fall die gesamte Dicke der Salzschlichte in flüssigen Zustand übergeführt wird. Die flüssige Zone der Salzschlichte soll sich vielmehr nach Möglichkeit im gesamten zu betrachtenden Temperaturbereich, d. h. in der Temperaturspanne zwischen maxirealer Gießtemperatur und Erstarrungstemperatur des Gießwerkstoffes, auf eine relative dünne Oberflächenschicht an der dem Gußstück zugewandten Seite der Salzschlichte beschränken. Dabei ist durch entsprechende Auswahl des Werkstoffes und der Dicke der Salzschlichte die Geschwindigkeit der Wärmeabgabe in weiten Grenzen und damit auch die Gefügeausbildung im Gußstück weitgehend beeinflußbar. Durch entsprc,chcnde Anordnung der Mitte zur Wärmeabführung, z. B. der Kühlschlangen oder z. B. von Kühlrippen an der Außenseite der Kokille, ist es auch bei komplizierten Gußstücken möglich, eine gleichmäßige Abkühlung und damit eine gleichmäßige Ausbildung des Gefüges im ganzen Werkstück imabhängig von seiner Form zu erreichen. Andererseits ist es möglich, bestimmte Teile des Gußstückes, die ein härteres oder weicheres Gefüge aufweisen sollen als die übrigen Teile des Gußstückes, durch entsprechende stärkere Wärmeabführung schneller abzukühlen rund damit ein anderes Gefüge als im übrigen Gußstück herzustellen.It has been found that inorganic salts alone or with other substances are suitable for the production of castings according to the invention. A number of suitable salts are listed below. i melting boiling Specific Point point weight CC Barium chloride ...... 925 1560 3.86 Barium fluoride ...... 1280 2137 4.83 Cadmium fluoride .... 1I 1100 1758 6.64 Calcium chloride ..... 772 1600 2.51 Kttp% r (1) chloride. . . . 422 1366 3.53 Lead (II) chloride ..... r 501 950 5.85 Lead fluoride. . . . . . . . . . 855 1290 8.24 Lithite bromide ..... 547 1265 3.46 Lithite chloride ...... ä 613 1353 2.07 Magnesium chloride. 708 1412 2.32 Magnesite fluoride ... 1396 2239 2.9 to 3.2 Potassium bromide ..... . 730 1380 2.75 Potassium chloride ....:. 776 1500 1.984 Potassium fluoride ...... J 880 1500 2.48 Silver chloride. . . . . . . . ä 455 1550 5.56 Sodium chloride ..... 801 1413 2.16 Sodium cyanide ... «.. 564 1496 --- The calculation of the thickness of the salt coating is carried out according to the above rules. The heat gradient in the salt wash is to be calculated in such a way that, at the maximum casting temperature, the melting temperature of the material of the salt wash is below the area below the surface adjacent to the casting. According to that, even at maximum temperature, the entire thickness of the salt wash is by no means converted into a liquid state. The liquid zone of the salt wash should rather be limited to a relatively thin surface layer on the side of the salt wash facing the casting in the entire temperature range to be considered, ie in the temperature range between the maximum casting temperature and the solidification temperature of the casting material. The speed of the heat dissipation and thus also the structure formation in the casting can be largely influenced by appropriate selection of the material and the thickness of the salt wash. By appropriate arrangement of the center for heat dissipation, e.g. B. the cooling coils or z. B. of cooling fins on the outside of the mold, it is possible even with complicated castings to achieve a uniform cooling and thus a uniform formation of the structure in the entire workpiece, depending on its shape. On the other hand, it is possible to cool down certain parts of the casting, which should have a harder or softer structure than the other parts of the casting, by means of correspondingly stronger heat dissipation and thus to produce a different structure than in the rest of the casting.

Bei der Berechnung der Grundformen kann die Wärmeabführung aus diesen auch so gering ausgelegt werden, daß der Wärmeaustausch in erster Linie in einer Abgabe der Wärme aus dem Gußstück an die Kokille erfolgt. Dabei soll in den meisten Fällen durch entsprechende Berücksichtigung der beiderseitigen Massen und der spezifischen Wärme des Gießwerkstoffes und des Werkstoffes der Kokille die Endtemperatur des gesamten Komplexes unterhalb des Schmelzpunktes des Werkstoffes der Salzschlichte liegen. Das Gießverfahren mit der erfindungsgemäßen Kokille weist eine erhebliche Anzahl von Vorteilen auf. Diese Vorteile liegen einmal in einer erheblichen Verbesserung der Oberfläche des Gußstückes. Zum anderen ist aber auch die Wärmeabführung gleichmäßig und genau einstellbar. Insbesondere ist es möglich, mit Gießbedingungen zu arbeiten, die denen des Kokillengießverfahrens naheliegen, ohne dessen Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Das Aufbringen der Salzschlichte in die Kokille erfordert nicht mehr Arbeit als das Aufbringen von Schlichte in eine normale Kokille. Ein weiterer erheblicher Vorteil liegt in der Möglichkeit des leichten und schnellen Ausformens. Dabei kann z. B. durch Drosselung der Wärmeabführung nach dem Erstarren des Gußstückes durch den dabei eintretenden Wärmestau die Salzschlichte zum Schmelzen gebracht und das Gußstück dadurch sehr leicht auch aus komplizierten Formen ausgeformt werden. Durch das durch die geringe Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffes der Schlichte bedingte große Wärmegefälle in dieser ist die thermische Belastung der Kokille außerordentlich gering, und ein chemischer Angriff der Kokille durch den Gießwerkstoff ist durch die gasdichte Salzschlichte unterbunden. Die Kokille hat daher eine erheblich längere Lebensdauer als Kokillen bei den bekannten Kokillengießverfahren.When calculating the basic shapes, the heat dissipation from these also be designed so low that the heat exchange primarily in one The heat is released from the casting to the mold. This should be in most Cases by taking into account the mutual masses and the specific Heat of the casting material and the material of the mold is the final temperature of the entire complex below the melting point of the material of the salt wash lie. The casting process with the mold according to the invention has have a significant number of benefits. These advantages are in one considerable improvement of the surface of the casting. On the other hand is also the heat dissipation can be adjusted evenly and precisely. In particular, it is possible to work with casting conditions that are close to those of the permanent mold casting process, without having to accept its disadvantages. The application of the salt wash into the mold requires no more work than applying sizing into one normal mold. Another significant advantage lies in the possibility of being light and quick molding. It can, for. B. by throttling the heat dissipation the solidification of the casting due to the accumulation of heat that occurs in the process brought to melt and the casting is very easy, even from complicated ones Shapes are molded. Due to the low thermal conductivity of the material the large heat gradient caused by the sizing is the thermal load the mold is extremely low, and the mold is chemically attacked the casting material is prevented by the gastight salt coating. The mold therefore has a considerably longer service life than molds in the known mold casting processes.

Die Lunkerbildung durch Gasaufnahme ist durch die gleichmäßige Abkühlung von außen nach innen weitgehend unterbunden. Auch darin liegt ein erheblicher Vorteil der Erfindung.The formation of cavities through gas absorption is due to the uniform cooling largely prevented from the outside in. This is also a considerable advantage the invention.

Die Anwendung der Gleichungen (1), (11) und (III) nach der Erfindung ist im einzelnen durch die unten angeführten Beispiele erläutert. Bei diesen Beispielen werden für die einzelnen Gußformen, die zur Erörterung herangezogen werden, Bariumchlorid als haltendes Material und Kupfer bzw. Stahl als Unterlagematerial verwendet. Kupfer und Stahl sind die Schmelzgüter, die zum Zwecke der Erläuterung ausgewählt wurden.The application of equations (1), (11) and (III) according to the invention is explained in detail by the examples given below. In these examples are used for the individual molds that will be used for discussion, barium chloride used as a holding material and copper or steel as a base material. copper and steel are the melts selected for purposes of illustration.

Die Lösung der Gleichung (I) ergibt den Wert für »n« mit 0,66 für das Gießen von Stahl und mit 0,34 für das Gießen von Kupfer, und zwar unter derartigen Bedingungen, daß die Oberflächentemperatur der Salzschlichte 960°C nicht überschreitet. Die Werte für die anderen Zahlen der Gleichung (II), welche die Unterlage der Kokille kennzeichnen, sind wie folgt: Gegossener Stahl Gegossenes Kupfer Formunterlage Formunterlage T", [° C] 1482 1082 C, [kcal/kg ° C] 0,047 0,031 H", [kcal/kg] 66,7 49 n 0,66 0,34 9 [kg/m3] 7370 8810 K o Cp 3220 25600 Die Werte für die Zahlen der Gleichung (II) für das gegossene Material sind wie folgt: Beispiel l Die Anwendung der Gleichungen (I) und (II) zur Bestimmung des Hitzeabsorptionsvermögens, das in einer massiven Kokille zur Ausführung eines gegebenen Gießverfahrens erforderlich ist, kann durch ein Verfahren dargestellt werden, bei welchem Stahl in eine Kokille gegossen wird, die eine Salzschlichte aus Bariumchlorid aufweist und nach jedem Gußvorgang auf 38°C gekühlt werden muß, wobei die Temperatur der Form bei jedem Gußvorgang bis zum Schmelzpunkt der aus Bariumchlorid bestehenden Salzschlichte 960°C ansteigen darf. Diese Bedingungen sind außergewöhnlich, da es im allgemeinen unpraktisch ist, die Kokille auf 38°C zu kühlen, und die zulässige Höchsttemperatur von 960- C keinen Sicherheitsfaktor für das Verfahren schafft. Das Einsetzen der entsprechenden Werte in Gleichung (II) führt zu Da K", e. C. = 3220 ist, muß K e Cp 2440 übersteigen. K p Cp für Kupfer ist 25 600, so daß dieses gut innerhalb des Verwendungsbereiches liegt. KoCp für Stahl ist 3220 und liegt damit knapp innerhalb des Bereiches der Verwendungsmöglichkeit, so daß bei dem Verfahren kein Sicherheitsfaktor vorhanden ist, wenn eine verhältnismäßig niedrige anfängliche Kokillentemperatur zur Anwendung kommt. Stahl ist deshalb als Unterlagematerial einer Kokille, die zum Gießen von Stahl verwendet werden soll, unpraktisch. Beispiel 2 Der Einbezug eines Sicherheitsfaktors bei der Auswertung des Beispiels 1, nämlich durch Begrenzung der maximalen Temperatur, auf welche das Schlichtematerial der Kokille ansteigen kann, auf 816- C (T = 816-'C), um einen Unterschied von 127-C zwischen dieser Temperatur und dem Schmelzpunkt der aus Bariumchlorid bestehenden Salzschlichte der Kokille zu schaffen, reduziert die Gleichung (1I) auf den Wert K g Cp = 4730. Aus diesem Grunde kann Stahl mit einem KoCp von 3220 nicht mit Sicherheit als tragendes Material einer Kokille für das Gießen yon Stahl verwendet werden, selbst wenn eine verhältnismäßig niedrige anfängliche Kokillentemperatur von 37,8°C zur Anwendung kommt. Dieses Ergebnis bestätigt den Schluß, der aus Beispiel l gezogen werden muß. Beispiel 3 Die Anwendung der Formeln (I) und (II) zur Bestimmung des Hitzeabsorptionsvermögens, das in einer massiven Kokille zum Gießen von Kupfer erforderlich ist, möge weiterhin an Hand eines Verfahrens erörtert werden, bei welchem Kupfer in eine Kokille gegossen wird, die Bariumchlorid als Salzschlichte hat und bei dem eine anfängliche Kokillentemperatur (T) von 37,8°C angewendet wird, und zwar unter Sicherheitsbedingungen, welche das Durchschmelzen der Salzschlichte (T, = 816°C) ausschließen. Das Einsetzen der entsprechenden Werte in Gleichung (1I) reduziert diese auf den Wert K p CP = 11660. Aus diesem Grunde muß beim Gießen von Kupfer das Hitzeabsorptionsvermögen der Kokille (KgCn) 11660 übersteigen. Stahl mit seinem K o CP von 3220 ist für die Verwendung als tragendes Material für die Kokille, die bei diesem Vorgang zur Anwendung gelangt, nicht geeignet, während Kupfer selbst mit einem K o CP von 25600 vollkommen dafür geeignet ist. Beispiel 4 Um die Kupfermenge festzulegen, die als Kokillenträger in einer massiven Gußform beim Gießen von Stahl zur Anwendung kommen soll, müssen die folgenden Werte in Gleichung (III) eingesetzt werden: T", = 816 C Dieses Einsetzen ergibt eine Verhältniszahl von Somit kann 0,45 kg Stahl für jedes Kilogramm Kupfer in die Kokille gegossen werden, das als haltendes Material für die Kokille verwendet wird, wenn keine Hitze auf irgendwelche Weise der Kokille, z. B. durch Strahlung oder Abkühlung an der Luft, verlorengeht. Im Falle einer Barrengußform, die eine Kupferauflage in der Form einer Hülle besitzt, mit welcher ihre inneren Flächen überzogen sind, und einer Salzschlichte, wie z. B. Bariumchlorid, geht Hitze durch Strahlung von den äußeren Flächen der Kupferhülle verloren und gestattet das Gießen von 1 kg Stahl für jedes Kilogramm Kupfer, das in der tragenden Hülle enthalten ist.The solution of equation (I) gives the value for "n" with 0.66 for the casting of steel and 0.34 for the casting of copper, under such conditions that the surface temperature of the salt wash does not exceed 960.degree . The values for the other numbers in equation (II), which characterize the base of the mold, are as follows: Cast steel. Cast copper Form underlay Form underlay T ", [° C] 1482 1082 C, [kcal / kg ° C] 0.047 0.031 H ", [kcal / kg] 66.7 49 n 0.66 0.34 9 [kg / m3] 7370 8810 K o Cp 3220 25600 The values for the numbers of equation (II) for the cast material are as follows: Example 1 The application of equations (I) and (II) to determine the heat absorption capacity required in a solid mold to carry out a given casting process can be illustrated by a process in which steel is poured into a mold containing a salt wash of barium chloride and must be cooled to 38 ° C after each casting process, the temperature of the mold being allowed to rise to the melting point of the salt wash consisting of barium chloride 960 ° C with each casting process. These conditions are exceptional since it is generally impractical to cool the mold to 38 ° C and the maximum allowable temperature of 960 ° C does not create a safety factor for the process. Substituting the appropriate values in equation (II) leads to Since K ", e. C. = 3220, K e Cp must exceed 2440. K p Cp for copper is 25 600, so this is well within the range of use. KoCp for steel is 3220 and is thus just within the range of Possible use so that there is no safety factor in the process if a relatively low initial mold temperature is used. Steel is therefore impractical as a base material for a mold to be used for casting steel. Example 2 The inclusion of a safety factor in the evaluation of Example 1, namely by limiting the maximum temperature to which the size material of the mold can rise to 816 ° C (T = 816 ° C), by a difference of 127 ° C between this temperature and the melting point of the barium chloride Creating salt wash in the mold reduces equation (1I) to the value K g Cp = 4730. For this reason, steel with a KoCp of 3220 cannot mi Safe to use as the supporting material of a mold for casting steel, even if a relatively low initial mold temperature of 37.8 ° C is used. This result confirms the conclusion to be drawn from Example 1. Example 3 The use of formulas (I) and (II) to determine the heat absorption capacity which is required in a solid chill mold for casting copper may be further discussed with reference to a method in which copper is poured into a chill mold, the barium chloride as salt wash and at which an initial mold temperature (T) of 37.8 ° C is used, under safety conditions that exclude the melting of the salt wash (T, = 816 ° C). Inserting the corresponding values in equation (1I) reduces these to the value K p CP = 11660. For this reason, the heat absorption capacity of the mold (KgCn) must exceed 11660 when casting copper. Steel with its K o CP of 3220 is not suitable for use as the supporting material for the mold used in this process, while copper itself with a K o CP of 25600 is perfectly suitable for this. Example 4 In order to determine the amount of copper that is to be used as a mold carrier in a solid casting mold when casting steel, the following values must be used in equation (III): T ", = 816 C This insertion gives a ratio of Thus, 0.45 kg of steel can be poured into the mold for every kilogram of copper used as the holding material for the mold when no heat is applied to the mold in any way, e.g. B. by radiation or cooling in the air is lost. In the case of an ingot mold which has a copper coating in the form of a shell with which its inner surfaces are coated, and a salt wash, such as. B. barium chloride, heat is lost by radiation from the outer surfaces of the copper shell and allows 1 kg of steel to be poured for every kilogram of copper contained in the supporting shell.

Claims

Claims: 1. Mold for casting molten metal, which is provided with an inorganic salt wash, the melting point of which is below the metal melting point, characterized in that the thickness of the salt wash with a low thermal conductivity compared to the mold material in relation to heat dissipation from the mold so it is selected that only one partial layer of the salt wash is in the liquid state during casting, while the other partial layer lying directly on the mold is in the solidified, solid state, in that the mold and salt wash fulfill the following relationships: taking into account the following variables: T = melting point of the mold coating, T = temperature of the mold in the presence of melt, T ", = melting point of the cast metal, K = thermal conductivity of the mold material, K", = thermal conductivity of the cast metal, H ", = heat of fusion of the cast metal, E) = density of the mold material, = density of the metal when in the solid state, Cp = specific heat of the mold material, CP ", = specific heat of the cast metal, n = numerical factor that equates (1) and ( II) connects with each other, e or erf = error factor; (Table size).

2. Chill mold according to claim 1, characterized in that, with free heat exchange, the relationship between W "= the weight of the casting and W = the weight of the chill material is chosen such that the equation is satisfied.

3. Mold according to claim 1, characterized in that when the mold is liquid-cooled, T = surface temperature of the mold material of the liquid-cooled mold, F = heat transfer coefficient of the mold including the size, t., = Thickness of the size; K, = thermal conductivity of the size and L = thickness of the mold material between its surface carrying the size and its surface from which the heat is dissipated by a coolant, are matched to one another in such a way that the equations are fulfilled.

4. Mold according to one of the preceding claims, characterized in that that as mold material copper, aluminum, silver or their alloys or a A material with a similarly good thermal conductivity is used.

5. Mold according to one of the preceding Claims, characterized in that barium chloride is used as the salt size.

6th Chill mold according to one of the preceding claims, characterized in that the Mold when casting steel, copper or a similar high-melting metal at a temperature of at least about 120 ° C below the melting point of the Salt wash is held.