DE1297817B - Masse zum UEberziehen von Kokillen - Google Patents

Description

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Beim Vergießen von geschmolzenem Stahl in Ähnliche Schwierigkeiten ergeben, sich bei der Her-

Kokillen oder Metallblockformen besteht eine Nei- stellung von Platten und Barren oder Knüppeln aus gung zur Bildung einer Oxydhaut auf der Oberfläche Legierungen auf der Basis von Kupfer und Nickel, des der Atmosphäre ausgesetzten Stromes aus ge- Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer

schmolzenem Metall. Diese Oxydbildung tritt stärker 5 Masse zum Überziehen von Kokillen, in denen in beim Gießen von Blöcken von oben auf, da berm technisch und wirtschaftlich vorteilhafter Weise Auftreffen auf den Boden der Blockform oder auf Blöcke aus Stahl oder Platten, Barren oder Knüppeln die aufsteigende Oberfläche des vergossenen Metalls aus Kupfer, Nickel und deren Legierungen hergestellt verspritztes Metall auf die Seitenwände der Form auf- werden können, wobei ein ausgezeichneter Schutz schlägt und dort in Form von abgeflachten Tropfen io gegenüber der Bildung der geschilderten Oxydfehler mit oxydierten Oberflächen verbleibt. Der größte Teil erreicht werden kann.

dieser oxydierten Tropfen kann nicht wieder in der Die Masse gemäß der Erfindung zum Überziehen

Masse des geschmolzenen Blockmetalls aufgelöst von Kokillen für die Herstellung von Stahlblöcken werden und verbleibt unter Bildung von Fehlern und und von Platten, Barren oder Knüppeln aus Kupfer, Flecken auf der Blockoberfläche und gegebenenfalls 15 Nickel und deren Legierungen, wobei das Metall in auch in Form von Einschlüssen in der Hauptmasse geschmolzenem Zustand in eine Metallform gegossen des Blockes zurück. In ähnlicher Weise kann das auf wird, in der eine Masse angeordnet ist, die eine cheder Oberfläche des aufsteigenden Metalls schwim- mische carbocyclische Substanz umfaßt, welche mende Oxyd beim Vergießen des geschmolzenen Kohlenstoff und Wasserstoff enthält und unter AbMetalls in die Form zwischen dem geschmolzenen 20 scheidung von Kohlenstoff auf den Wänden der Metall und den Formwänden eingeschlossen werden, Form und unter Erzeugung einer nichtoxydierenwodurch ähnliche Fehler verursacht werden. den, nichtkorrosiven Atmosphäre brennt, und wo-

Es ist bekannt, Formschlichten oder Formzusätze bei die Masse gezündet wird, um die Abscheidung zu verwenden, welche die Oxydation des geschmol- von Kohlenstoff und die genannte Atmosphäre in zenen Metalls durch ihre Flußmittelwirkung oder ihre 25 in einer Stufe herbeizuführen, die nicht später als der reduzierende Wirkung verringern und auf diese Weise Gießvorgang liegt, ist dadurch gekennzeichnet, daß die vorstehend geschilderten Fehler verhindern sollen. die chemische carbocyclische Verbindung mit einer Beispielsweise gibt es Schlacken mit einem beträcht- brennbaren Flüssigkeit und einem gelbildenden lieh niedrigeren Schmelzpunkt als demjenigen des zu Mittel dafür vereinigt ist.

vergießenden Metalls, welche auf der aufsteigenden 30 Die carbocyclische Substanz soll vorzugsweise Oberfläche des vergossenen Metalls eine geschmol- nicht zerfließend oder hygroskopisch sein, da sonst zene Flußmittelschicht bilden. Bei der Anwendung eine Bildung von Wasserdampf in "der Form erfolgen von schlackenbildenden Stoffen ist die Vermeidung kann. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, eine aromavon Einschlüssen ein schwierig zu lösendes Problem. tische Verbindung mit einem hohen Kohlenstöffanteil Die in gebräuchlicher Weise verwendeten Arten von 35 im Molekül zu verwenden.

Formschlichten, z. B. solche auf der Basis von Teer, Geeignet sind beispielsweise Naphthalin, Phen-

Pech, oder Schwerölmassen, ergeben zwar die ge- anthren, Anthracen, Biphenylen, Naphthacen, wünschte reduzierende Atmosphäre, sie verursachen Rubren, Pentacen, Heptacen, Pyren, Perylen und jedoch die Erzeugung von großen Mengen Rauch und Acenaphthen. Andere geeignete Substanzen sind Ruß während des Vergießens, wobei sie außerdem 40 phenolische Verbindungen (z. B. Resorcin, Hydrounangenehm und schnnxtzig in ihrer Anwendung sind. chinon, «- und ^-Naphthol, Anthrachinon und Aus der deutschen Patentschrift 641029 ist ein Chinol), Ester von carbocyclischen Säuren, z.B. Verfahren zum Überziehen von Kokillen und anderen Pentaerythrit und Glycerinester von Naturharzen, Dauerformen, vorzugsweise für das Gießen von Stahl- z. B. Estergum, Terpenverbindungen (z. B. Kampher, blöcken, bekannt, bei welchem in die Form vor oder 45 Borneol, Pinen oder Abietinsäure), oder bestimmte berm Guß Naphthalin gegeben wird, das unter der natürliche oder synthetische, carbocyclische Grup-Wirkung des flüssigen Metalls verdampft und sich als pen enthaltende Harze (z. B. Phenolformaldehyd, Ruß auf die Innenflächen der Dauerform nieder- Kopal, Terpenharze und Alkydharze), die ebenfalls schlägt. : zur Anwendung gelangen können. Es können auch

Das bekannte Verfahren hat verschiedene Nach- 50 Stickstoffverbindungen verwendet werden, z. B. teile. Ein Nachteil ist die Schwierigkeit der Hand- a-Naphthylamin und die Aminoanthrachinone, habung des Naphthalins an sich. Ein anderer Nach- Halogen enthaltende Stoffe, aromatische Säuren und teil besteht darin, daß die Behandlung nur durch die Anhydride werden nicht bevorzugt, da-sie zu einer Wirkung des flüssigen Metalls selbst während des Korrosion führen können. Mit irgendeiner der vorGießens ausgelöst wird, was oft zu einer unzu- 55 stehend aufgeführten carbocyclischen Verbindungen reichenden Behandlung der unteren Bereiche der kann ein Teil einer acyclischen organischen Verbin-Kokillen führt. dung, z. B. Paraffin oder vorzugsweise Nitroparaffin, In der französischen Patentschrift 1241642 sind wie Nitroäthan, Nitropropan oder höhere Homologe, Formschlichten und Schlichten für Gießereikerne be- Anwendung finden.

schrieben, die feinteiliges feuerfestes Material, wie 60 Eine besonders brauchbare Substanz stellt ein Gezerkleinerten Koks, Magnesit, Quarz, Korund, misch aus einkernigen und mehrkernigen aroma-Schamotte oder Talk, enthalten und die üblichen tischen Alkylkohlenwasserstoffen der allgemeinen Nachteile solcher Schlichten haben. Solche Schlichten Struktur R—Y für die Glieder von niedrigerem würden zum Überziehen von Kokillen für die Her- Molekulargewicht der Mischung dar, und

stellung von z. B. Stahlblöcken völlig unbrauchbar 65 γ /-τ>_γ\ __ο_γ

sein, weil sie nach Abbrennen eine Menge von feuer-

festem Material zurücklassen, die in dem erstarren- für die Glieder von höherem Molekulargewicht, wo-

den Metall eingeschlossen würde. bei Y einen Alkylrest mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen

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und R einen einkernigen oder mehrkernigen aromatischen Rest (z. B. Phenyl, Naphthyl und Antracyl) darstellen. Eine derartige Mischung mit Bestandteilen im Molekulargewichtsbereich von etwa 180 bis 3000 und einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 315 und mit einem Nettokohlenstoff gehalt von etwa 90 Gewichtsprozent ist im Handel erhältlich. Ähnliche Mischungen, die durch eine Friedel-Crafts-Reaktion bei hoher Temperatur erhalten werden, können ebenfalls verwendet werden.

Außer den vorstehend aufgeführten Stoffen können auch organische carbocyclische Substanzen verwendet werden, die das erwünschte Überziehen von Kohlenstoffteilchen und die andere Wirkungen, wie vorstehend erläutert, herbeiführen. *5

Der zweite Bestandteil, die brennbare Flüssigkeit, kann aus irgendeiner derartigen Flüssigkeit bestehen, wobei jedoch vorzugsweise solche Flüssigkeiten, die Halogen oder Schwefel enthalten, vermieden werden, da diese eine korrodierende Wirkung haben können, ao Gut geeignet sind Lösungsmittel, wie Naphtha, Terpentin, Testbenzin, Lackbenzin und Isopropylalkohol. Andere brennbare Lösungsmittel, wie Toluol, oder Mischungen der genannten Lösungsmittel können verwendet werden. Grundsätzlich ist *5 es lediglich erforderlich, daß die Flüssigkeit brennbar ist und beim Brennen die chemische carbocyclische Verbindung entzünden kann.

Als gelbildendes Mittel, welches die Bildung eines Gels aus der verwendeten Flüssigkeit bewirkt, sind vorzugsweise solche Mittel geeignet, die keinen oder sehr wenig Rückstand hinterlassen, der das geschmolzene Metall verunreinigen kann. Metallseifen, insbesondere Aluminiumseifen, sind besonders geeignet, z.B.

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Aluminiumstearat:

bewirkt Gelbildung in Lösungsmittel-Naphtha und Kerosin;

Aluminiumnaphthenat:

bewirkt Gelbildung in Testbenzin oder Lackbenzin, Kerosin, Terpentin und Isopropylalkohol;

Aluminiumoctoat:

bewirkt Gelbildung in Testbenzin, Kerosin und Terpentin;

Aluminiumsalz von 2-Äthylhexansäure:

bewirkt Gelbildung in Kerosin und anderen flüssigen Kohlenwasserstoffen.

Andere Gel bildende Mittel, die brauchbar sind, sind Alkylammoniummontmorrilonit, das eine Gelbildung in aromatischen Kohlenwasserstoffen und Alkoholen bewirkt, und Siliciumdioxydgel, das eine Gelbildung in Lösungsmittel-Naphtha bewirkt.

Bei den Massen gemäß der Erfindung sind besonders geringe Mengen der carbocyclischen Verbindung ausreichend, um die erwünschte Wirkung zu erhalten; bei dem Vergießen von Stahl oder Legierungen auf Kupferbasis oder Nickelbasis in Kokillen können z.B. Mengen von weniger als 0,01% und häufig bis herab zu 0,002% oder darunter zur Anwendung gelangen. Bei der Herstellung von Stahlblöcken kann eine Gelmenge, die ausreicht, um die Verbindung in einer Menge von etwa 55 g je 1000 kg gegossenes Metall zu ergeben, genügen.

Die Massen gemäß der Erfindung können als solche zur Anwendung gelangen, es ist jedoch ge

45 wöhnlich zweckmäßig, sie in verbrennbaren Behältern, z. B. aus Cellulosenitratfolie oder aus mit einem Kunststoff oder Wachsschicht überzogenen Papier, zu verwenden. Geeignete Behälter sind Pappbehälter der Art, wie sie zum Verpacken von Pillen und Tabletten in der pharmazeutischen Industrie verwendet werden. Es ist natürlich wichtig, daß der Behälter praktisch ohne Rückstand, der das vergossene Metall verunreinigen könnte, abbrennt.

Nachstehend werden Beispiele von Massen gemäß der Erfindung angegeben, wobei die angeführten Prozentsätze auf das Gewicht bezogen sind.

Beispiel 1

Naphthalin 19,3%

Testbenzin 77,0%

Aluminiumnaphthenat 3,7%

Beispiel 2

Naphthalin 45%

Kerosin 45%

Aluminiumnaphthenat 10%

Beispiel 3

Naphthalin 40%

Terpentin 55%

Aluminiumnaphthenat 5%

Beispiel 4

Naphthalin 15%

Kohlenwasserstoffgemisch 8 %

Kerosin 71 %

Aluminiumoctoat 3%

Aluminiumsalz von 2-Äthylhexansäure 3%

Beispiel 5

Kohlenwasserstoffgemisch 14%

Lösungsmittel-Naphtha 80%

Kerosin 2%

Aluminiumstearat 4%

Geeignete Zusatzmengen sind die folgenden:

Für Blöcke bis zu etwa 227 kg:
56,7 bis 113,4 g je 1016 kg;

für Blöcke von etwa 227 bis 5080 kg: etwa 113,4 bis 283 g je 1016 kg.

55 Bei der Anwendung wird die erforderliche Menge der Masse auf den Boden der Kokille gebracht und angezündet. Dabei ist es unwesentlich, ob die Form zu diesem Zeitpunkt kalt oder warm ist. Die Zündung kann ausgeführt werden, bevor das geschmolzene Metall in die Form eingegossen wird, so daß die Form beim Abstechen oder Ablassen des Metalls bereits die erforderliche Kohlenstoffablagerung aufweist, und diese Arbeitsweise wird im allgemeinen bevorzugt. Gemäß einer anderen Arbeitsweise kann jedoch die Zündung der Masse während des Gießvorgangs durch das geschmolzene Metall selbst bewirkt werden.

Wenn die Masse verbrennt, ist die Form mit ihren Dämpfen und bzw. oder den Dämpfen von ihren Zersetzungsprodukten gefüllt, und an den Wänden wird eine anhaftende Kohlenstoffabscheidung gebildet. Durch zweckmäßige Auswahl der vorstehend aufgeführten Bestandteile werden die den bisher bekannten Formschlichten eigenen Nachteile vermieden, d. h., es besteht keine Möglichkeit zur Bildung von Einschlüssen in dem gegossenen Stahl, die aus dem Zusatz stammen, und es tritt keine Schlackenbildung irgendeiner Art, die auf der Oberfläche des gegossenen Metalls zurückbleibt, auf. Es bestehen wenig oder gar keine Rauchschwierigkeiten. Überdies ist die Einfachheit der Anwendung im Vergleich mit den normalen bekannten Arbeitsweisen zum Auftragen von Formschlichten ein wesentlicher Vorteil; so ist hierbei keine Einrichtung erforderlich, um das Produkt aufzutragen, wodurch Anschaffungsund Unterhaltskosten vermieden werden und eine Einsparung oder Verringerung der Betriebskosten er- ao reicht wird. Überdies ist die Oberflächenqualität des erhaltenen Blocks wesentlich weniger von menschlichen Faktoren abhängig. Außerdem ist zu bemerken, daß der auf die Formoberfläche aufgebrachte Überzug auch als Formablösemittel wirkt und die Oberfläche der Form erhält und bewahrt und dadurch deren Lebensdauer verlängert.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Masse zum Überziehen von Kokillen für die Herstellung von Stahlblöcken und von Platten, Barren oder Knüppeln aus Kupfer, Nickel und deren Legierungen, wobei das Metall in geschmolzenem Zustand in eine Metallform gegossen wird, in der eine Masse angeordnet ist, die eine chemische carbocylische Substanz umfaßt, welche Kohlenstoff und Wasserstoff enthält und unter Abscheidung von Kohlenstoff auf den Wänden der Form und unter Erzeugung einer nichtoxydierenden, nichtkorrosiven Atmosphäre brennt, und wobei die Masse gezündet wird, um die Abscheidung von Kohlenstoff und die genannte Atmosphäre in einer Stufe herbeizuführen, die nicht später als der Gießvorgang liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische carbocyclische Verbindimg mit einer brennbaren Flüssigkeit und einem gelbildenden Mittel dafür vereinigt ist.

2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die brennbare Flüssigkeit aus Lackbenzin besteht.

3. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die brennbare Flüssigkeit aus Solventnaphtha besteht.

4. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gelbildende Mittel aus einer Metallseife besteht.

5. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gelbildende Mittel aus Aluminiumstearat, -naphthenat, -octoat und -2-äthylhexoat oder Alkylammoniummontmorillonit besteht.

6. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie Nitroparaffin enthält.