DE546018C

DE546018C - Method and device for achieving dense metal blocks

Info

Publication number: DE546018C
Application number: DEH123500D
Authority: DE
Original assignee: JAROSLAV HRUSKA
Current assignee: JAROSLAV HRUSKA
Priority date: 1929-09-07
Filing date: 1929-09-27
Publication date: 1932-03-21

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erzielung dichter Metallblöcke Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von Stahlblöcken oder Metallblöcken. Das Verfahren beruht auf der gestörten Kristallisation beim Abgießen und Erstarren des Blockes durch gleichförmige, ungleichförmige, pendelnde oder ruckweise Drehung der Blockform um ihre senkrechte Achse unter gleichzeitiger Bewegung oder unter gleichzeitigen Erschütterungen der Blockform in der Richtung der senkrechten Achse, Es ist bekannt, Metallblöcke unter Verwendung einer Rüttelmaschine zu verdichten. Auch sind Verfahren bekannt (deutsches Patent 204 752), Metallblöcke durch abwechselndes Drehen der Blockform um ihre senkrechte Achse nach der einen oder der anderen Richtung herzustellen. Weiter sind Verfahren bekannt (englisches Patent 412 A. D. 1913), das erstarrende Blockmetall vom Boden der Blockform aus zu erschüttern.Method and Apparatus for Obtaining Dense Metal Blocks The article of the invention provides a method and apparatus for making steel billets or metal blocks. The process is based on the disturbed crystallization at Pouring off and solidification of the block through uniform, non-uniform, pendulous or jerky rotation of the block shape around its vertical axis with simultaneous Movement or simultaneous vibrations of the block shape in the direction the vertical axis, it is known to make metal blocks using a jogger to condense. Methods are also known (German patent 204 752), metal blocks by alternately rotating the block shape around its vertical axis towards the one or the other direction. Processes are also known (English Patent 412 A. D. 1913), the solidifying ingot metal from the bottom of the ingot mold to shake.

Von diesen bis jetzt bekannten Verfahren unterscheidet sich das Verfahren gemäß der Erfindung dadurch, daß dem Block bzw. der gefüllten Kokille nicht nur eine Rüttelbewegung in senkrechter Richtung gegeben wird, sondern auch eine drehende Bewegung in waagerechter Ebene. Gegenüber den bisher bekannten Verfahren ändert bei diesem neuen Verfahren die relative Beschleunigung eines Kristallkernes gegenüber der Metallkruste nicht nur ihre Größe und ihr Vorzeichen, sondern auch ihre räumliche Richtung. Die bisherigen Verfahren ermöglichten die Auswirkung der relativen Beschleunigung der Kristallkerne immer nur in einer Ebene, nicht aber räumlich, wie dies bei dem hier angeführten neuen Verfahren möglich ist: Die Änderung der räumlichen Richtung und Größe der relativen Beschleunigung der Kristallkerne hat aber eine wirkungsvolle räumliche Verteilung der Kristallkerne zur Folge.The process differs from these previously known processes according to the invention in that the block or the filled mold not only a shaking movement is given in the vertical direction, but also a rotating movement Movement in a horizontal plane. Changes compared to the previously known method in this new process the relative acceleration of a crystal nucleus of the metal crust not only its size and its sign, but also its spatial one Direction. The previous procedures enabled the effect of relative acceleration the crystal cores only ever in one plane, but not spatially, as is the case with the The new procedure listed here is possible: Changing the spatial direction and magnitude of the relative acceleration of the crystal nuclei has an effective one spatial distribution of the crystal cores result.

Durch die Anwendung des hier angeführten neuen Verfahrens ist es möglich, schon vom ersten Augenblick der fortschreitenden Erstarrung im Metallblock eine feine und gleichförmige Struktur zu erzielen, wodurch die Arbeit, welche für das Vorschmieden, Pressen oder Walzen benötigt wird, auf ein Minimum beschränkt werden kann.By using the new procedure outlined here, it is possible to one from the very first moment of progressive solidification in the metal block to achieve a fine and uniform structure, thereby making the work necessary for the Forging, pressing or rolling is required to be kept to a minimum can.

Da die gleichförmige, ungleichförmige, pendelnde oder ruckweise Drehung der Blockform unter gleichzeitiger Bewegung oder unter gleichzeitigen Erschütterungen derselben in der Richtung der senkrechten Achse schon nach dem Beginn des Gießens einsetzt, also in einer Zeit, in welcher die Abscheidung der gelösten und sich bildenden Gase vorwiegend vor sich geht, wird in diesein Falle durch gleichmäßige Kristallisation die Entstehung der Randblasen verhindert. Auch können infolge der fortwährenden Bewegung des flüssigen Metalls die Gase sowie auch die mitgerissene Schlacke viel leichter entweichen, als dies bei den bisher bekannten Verfahren möglich war.Because the uniform, irregular, pendulous or jerky rotation the block form with simultaneous movement or with simultaneous vibrations the same in the direction of the vertical axis after the start of casting begins, i.e. at a time in which the separation of the dissolved and forming Gases predominantly going on will be in this one Trap by even Crystallization prevents the formation of marginal bubbles. As a result of the continuous movement of the liquid metal, the gases as well as the entrained Slag escape much more easily than is possible with the previously known methods was.

Infolge der gestörten Kristallisation des erstarrenden Blockes mittels des hier angeführten Verfahrens bildet sich im Gußgefüge eine viel größere Anzahl von Kristallkernen und wird durch diesen Vorteil eine Verkleinerung, hauptsächlich aber eine Verringerung der Tiefe des Lunkers erzielt, wodurch auch das Ausmaß der Steigerungen bedeutend eingeschränkt wird.As a result of the disturbed crystallization of the solidifying block by means of of the process listed here, a much larger number forms in the cast structure of crystal nuclei and this advantage becomes a reduction in size, mainly but a reduction in the depth of the void is achieved, thereby increasing the extent of the Increases is significantly limited.

Durch die hier angeführten Vorteile dieses Verfahrens vergrößert sich die Ausnutzung des Blockes, vor allen werden aber die Dehnung und Kontraktion des Blockmetalls verbessert.The advantages of this process listed here increase the utilization of the block, but above all the expansion and contraction of the Block metal improved.

Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens besteht in der gleichmäßigen Verteilung der Blockwärme über die gesamte Oberfläche der erstarrenden Metallkruste. Der durch das hier angeführte Verfahren gestörte erstarrte Block wird deshalb auch leichter heftige Temperaturänderungen vertragen als ein in Ruhe erstarrter Block.Another advantage of this process is that it is even Distribution of the block heat over the entire surface of the solidifying metal crust. The solidified block disturbed by the method cited here is therefore also More easily tolerate violent changes in temperature than a block frozen at rest.

Die Zeichnung veranschaulicht in zwei Ausführungen eine Einrichtung für die Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens.The drawing illustrates a device in two versions for carrying out the procedure described here.

Die Ausführung nach Abb. r dient zum gestörten Abgießen solcher Blöcke, bei welchen die Reaktion der beschleunigten Massen leicht von dem Fundamente der Maschine aufgenommen werden kann. Mittels der in der Abbildung schematisch veranschaulichten Steuerung wird der Dampf oder die Preßluft dem Arbeitszylinder A zugeführt, welcher das Druckwasser oder die Druckflüssigkeit mittels des Kolbens aus dem Zylinder B durch die Rohrleitung C in den Raum D des hydraulischen Zylinders H preßt. Diese Einrichtung ist im Prinzip ein dampfhydraulischer Drucktransformator, wie dieser im Betrieb von Schmiedepressen verwendet wird. Durch den hydraulischen Druck wird der Kolben E, welcher mit dem Zahnkranze F und dem Tische N ein Stück bildet, gehoben. Der "Zahnkranz F weist eine spiralförmige Verzahnung auf und bewegt sich in der Mutter G, welche mit dem Druckzylinder H fest verbunden ist, wodurch der Kolben und der mit diesem fest verbundene Tisch als auch die Blockform beim Heben und Senken gleichzeitig in eine pendelnde Drehung versetzt werden, wodurch die Wirkung des neuen Verfahrens erzielt wird. Infolge der Beschleunigung und Verzögerung der Blockform des erstarrten Blockmetalls, - des Tisches und des Kolbens würden bei größeren Blockabmessungen bedeutendeReaktionskräfte auftreten, welche auf das Fundament der Einrichtung und auf die Umgebung schädlich einwirken könnten. Um diese schädlichen Einwirkungen auszuschalten und um die Einrichturig auch für Blöcke größter heute hergestellter Abmessungen verwenden zu können kann mit Vorteil die Einrichtung nach Abb. z verwendet werden. Durch den Dampf oder die Druckluft im Arbeitszylinder A wird die Preßflüssigkeit aus dem Zylinder B durch die Rohrleitung C in den Raum D gepreßt, wodurch der Kolben E, welcher mit dem Zahnkranze F und dem Tische N fest verbunden ist, gehoben wird. Die senkrechte Beschleunigung der Masse des Kolbens E, des Zahnkranzes F, des Tisches N, der Blockform 0 sowie des Blockmetalls ruft eine Reaktion hervor, welche die Masse des hydraulischen ZylindersH, desKranzesI, derRollenJunddes Laufringes K in der der Bewegung entgegengesetzten Richtung 'beschleunigt und schließlich zum Zusammenpressen der Tragfedern L aufgebraucht wird. Durch die Entlastung des hydraulischen Druckes im Raume D sinkt der Kolben mit dem Tische, der Blockform und dem Blockmetall. Diese sinkenden Massen begegnen auf ihrem Wege den durch die entlasteten Federn sich aufwärts bewegenden Massen des Zylinders H, des Kranzes I sowie der Rollen l und des Ringes I< und können sich deshalb keine störenden Stöße auf das-Fundament der Maschine übertragen.The design according to Fig. R is used for the disturbed pouring of such blocks, in which the reaction of the accelerated masses can easily be absorbed by the foundations of the machine. By means of the control system schematically illustrated in the figure, the steam or compressed air is fed to the working cylinder A, which presses the pressurized water or the pressurized fluid from the cylinder B through the pipe C into the space D of the hydraulic cylinder H by means of the piston. This device is in principle a steam hydraulic pressure transformer, as used in the operation of forging presses. The piston E, which forms one piece with the ring gear F and the table N, is lifted by the hydraulic pressure. The "ring gear F has a spiral toothing and moves in the nut G, which is firmly connected to the pressure cylinder H, whereby the piston and the table firmly connected to this as well as the block shape set in a pendulum rotation when lifting and lowering at the same time As a result of the acceleration and deceleration of the block shape of the solidified block metal, the table and the piston, significant reaction forces would occur with larger block dimensions, which could have a detrimental effect on the foundation of the device and the environment to eliminate these harmful effects and to be able to use the device also for blocks of the largest dimensions produced today, the device according to Fig. z can be used with advantage pressed into room D, vodu rch the piston E, which is firmly connected to the ring gear F and the table N, is lifted. The vertical acceleration of the mass of the piston E, the ring gear F, the table N, the block shape 0 and the block metal causes a reaction which accelerates the mass of the hydraulic cylinder H, the ring I, the rollers J and the race K in the direction opposite to the movement 'and finally to compress the suspension springs L is used up. When the hydraulic pressure is relieved in space D, the piston with the table, the block form and the block metal sinks. This sinking masses encounter on their way to through the relieved springs upward moving mass of the cylinder H, the ring I and the roles of the ring l and I 'and can therefore no disruptive impacts on the foundation of the machine transmitted.

Durch das bedeutende Drehmoment, welches durch die Drehung des Tisches, der Blockform und des erstarrenden Blockmetalls mittels des Zahnkranzes hervorgerufen wird, entsteht ein Drehmoment in der entgegengesetzten Richtung der Drehung, welches durch die Mutter G auf das Gehäuse des Preßzvlinders H und auf den Kranz 1 übertragen wird. Das Gewicht dieses Kranzes, d. i. sein Trägheitsmoment, richtet sich nach dem Trägheitsmoment des abzugießenden Blockes und der verwendeten Blockform.Due to the significant torque generated by the rotation of the table, the block shape and the solidifying block metal caused by the gear rim a torque arises in the opposite direction of the rotation, which transferred through the nut G to the housing of the Preßzvlinder H and to the ring 1 will. The weight of this wreath, i.e. i. its moment of inertia depends on the moment of inertia of the block to be cast and the block shape used.

Zu diesem Zwecke kann mit Vorteil der Kranz I aus mehreren Teilen oder Ringen zusammengesetzt werden, damit die Masse des Kranzes I dem abzugießenden Blocke angepaßt werden kann.For this purpose, the wreath I can be made of several parts or rings are put together so that the mass of the wreath I the to be cast Blocks can be customized.

Der Kranz I bewegt sich auf Rollen J, welche auch durch Kugeln ersetzt werden können. Auch ist es möglich, die Rollen oder Kugeln gänzlich auszuschalten, so daß sich der Kranz I unmittelbar auf. dem Laufringe K bewegt, der seinerseits auf Pufferfedern I. ruht. Jedoch wird durch diese Anordnung ein größeres Drehmoment auf das Fundament übertragen.The ring I moves on rollers J, which can also be replaced by balls. It is also possible to completely switch off the rollers or balls, so that the ring I is immediately on. the races K moves, which in turn rests on buffer springs I. However, with this arrangement, a greater torque is transmitted to the foundation.

Claims

PATE NT_2NSPRÜCHE: i. Method of obtaining dense metal blocks by mechanical external influences on the liquid metal mass in the block form, characterized in that the block form during the pouring and during the Solidification of the block not just a rotating movement around its vertical central axis, but at the same time an up and down jerky movement (shaking movement) is granted.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim i, characterized characterized in that the piston and the inner wall of the piston cylinder of the per se known vibrating machine intermeshing, helical teeth exhibit.

3. Embodiment of the device according to claim 2, characterized in that that the cylinder (H) of the vibrating machine together with its toothing (G) is firmly mounted is.

4. Embodiment of the device according to claim 2 and 3, characterized in that that the cylinder (1) of the vibrating machine is mounted on rollers (J).

5th embodiment the device according to claim 2 to 4, characterized in that the rollers (J) are mounted on a ring (K), which in turn rests on buffer springs (L).

6. execution forums of the device according to claim 2 to 5, characterized. that the ring (1) of the vibrating cylinder consists of several rings that can be placed one on top of the other.