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Verfahren zum Gießen von langgestreckten Kupferbarren Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Gießen von langgestreckten Kupferbarren, die zu Stangen,
Drähten u. dgl. ausgewalzt werden sollen, ungefähr quadratisch oder kreisförmig
im Querschnitt sind und eine Länge von etwa wenigstens zehnmal ihrer Breite haben.
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Bisher wurden im praktischen Betriebe derartige Barren in liegenden
flachen Formen gegossen. Dabei ergibt sich aber der Nachteil, daß eine ganze Längsfläche,
nämlich die Oberfläche des Barrens, rauh wird und auch oxydiert. Sofern man auf
ein sauberes Endprodukt Wert legte, mußte die obere Fläche des Barrens entfernt
werden. Es sind daher auch schon Vorschläge bekanntgeworden, zur Vermeidung dieses
Übelstandes stehende Formen anzuwenden, und zwar wurden hier konische Formen in
Vorschlag gebracht, damit nach dem Erstarren des Barrens dieser aus der Form, die
nicht geteilt ist, herausfällt. Ein solches Verfahren hat aber den Nachteil, daß
das Herunterwalzen derartiger konischer Barren umständlich ist.
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Nun ist auch bei sogenannten Kupferwalzplatten, d. h. Platten, die
zu Blechen weiterverarbeitet werden, ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem in senkrechte,
parallelseitige Gießformen vergossen wird. Die gegossene Walzplatte wird allein
durch die Schrumpfung aus der Form entfernt, die zu diesem Zweck von Kühlwasser
mit ziemlich hoher Umlaufgeschwindigkeit durchflossen wird. Das Kühlwasser ist zunächst
in Schraubenlinie geführt. Außerdem aber sind die Gewindegänge teilweise durchbrochen,
so daß auch einiges Wasser auf kürzerem Wege als längs der Schraubenlinie durch
den Kühlmantel der Form strömen kann. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß
man ein solches Verfahren auch bei Barren mit dem verhältnismäßig kleinen quadratischen
oder runden Querschnitt anwenden kann, wenn man die Kühlung der Form noch stärker
ausführt, obwohl zunächst anzunehmen war, daß infolge des kleinen Querschnitts und
der damit verbundenen geringen Schrumpfung derartiger Barren ein solches Verfahren
nicht möglich sein wird. Nach der Erfindung wird das Kühlwasser mit hoher Geschwindigkeit
in Teilströmen durch ein auf den Formquerschnitt zwischen Forminnenwand und -außenwand
gleichmäßig verteiltes Bündel von Längskanälen gedrückt. Es zeigt sich, daß infolge
dieser Wasserkühlung eine so starke und gleichmäßige Kühlung der Form von oben bis
unten eintritt, daß ein sehr schnelles und gleichmäßiges Schrumpfen des gegossenen
Barrens stattfindet, so daß er sich nicht verzieht und nicht nach dem Erkalten in
der Form hängenbleibt. Der gemäß der Erfindung vergossene Barren fällt vielmehr
infolge dieses gleichmäßigen Schrumpfens von selbst aus der Form heraus.
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Nach dem neuen Verfahren ist es also möglich, in ungeteiltem Formen
Barren von etwa einem Querschnitt von ioo X ioo mm und einer Länge von 137o bis
1520 mm stehend zu gießen, ohne daß diese Barren die bisher übliche starke, bis
zu 25 °/o betragene Konizität aufweisen. Auf der Zeichnung zeigt Fig. i eine Seitenansicht
der Gießform, Fig. 2 eine Vorderansicht derselben, teilweise im Schnitt, Fig. 3
einen senkrechten Schnitt,
Fig. q. einen waagerechten Schnitt nach
der Linie 4-q der Fig. i, Fig. 5 den gegossenen Barren, Fig. 6 das obere Ende des
Barrens in ver=, größertem Maßstab, teilweise im Schnitt, .. Fig. 7 einen Grundriß
des Barrens gemäß' Fig. 5 und 6, Fig. 8 einen Grundriß eines im Querschnitt kreisförmigen
Barrens.
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Die Gießform A nach Fig. = ist zum Gießen eines Barrens bestimmt,
der etwa eine Abmessung von ioo X ioo mm im Querschnitt und eine Länge von 13,70
bis 1520 mm hat. Das obere Ende des Barrens ist stark verjüngt. Die Gießform A,
die vorzugsweise aus Kupfer besteht, besitzt ein Bündel von in beliebiger Weise
hergestellten Längskanälen a, die auf den Foi-rnquerschnitt zwischen Innen- und
Außenwand möglichst gleichmäßig verteilt sind. Durch diese Längskanäle wird Kühlwasser
mit hoher Geschwindigkeit während und nach dem Guß hindurchgedrückt. Der Eintritt
des Kühlwassers erfolgt bei der dargestellten Ausführung unten durch ein Einlaßrohr
b, und oben tritt das Wasser durch die Rohre c aus. Die Längskanäle a sind dabei
oben und unten durch ringsum laufende Kanäle miteinander und mit den Ein- und Auslaßrohren
b, c verbunden.
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Am unteren Ende der Form befindet sich ein mit Scharnier d schwenkbarer
Boden C, der während des Gießens mit Hilfe eines an Walzen e aufgehängten Bügels
D in der Schließlage gehalten wird. Der Bügel D wirkt auf eine Keilfläche f und
sichert so einen dichten Verschluß. Eine Tragvorrichtung E ist vorgesehen, um die
Gießform aufhängen zu können.
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Der Barren F gemäß Fig. 5 besitzt einen rechteckigen Querschnitt mit
abgerundeten Ecken. Im oberen Teil ist ein Hals G von kleinerem Querschnitt ausgebildet.
Zwischen diesem Hals und dem eigentlichen Barrenkörper liegt der verjüngte Teil
F', der bei kreisförmigem Barrenquerschnitt konisch ist.
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Das Gießen erfolgt von oben, und zwar möglichst mit Hilfe eines Trichters
o. dgl., um den flüssigen Kupferstrom in der Mitte der oberen Offnung einzuführen
und nicht gegen die Seitenwände der Form spritzen zu lassen. Das Kühlwasser besitzt
einen ziemlich erheblichen Druck von etwa 2 bis q. Atmosphären. Die Temperatur des
Wassers liegt etwa zwischen 88 und ioo°. Die Geschwindigkeit des Kühlwassers wird
so hoch gewählt, daß die Gießform über ihre ganze Länge möglichst eine gleichmäßige
Temperatur besitzt. Das eingegossene Kupfer erstarrt dann sehr schnell, und es erfolgt
ein Schrumpfvorgang, wodurch der gegossene Barren infolge der glatten inneren Oberfläche
der Gießform nach kurzer Zeit frei von der Formwand wird. Sobald dieser Zustand
und im Zusammenhang damit eine genügende Festigkeit des Barrens erreicht ist, 4ed
der Boden C durch Zurückziehen des ,iigels geöffnet. Der Barren fällt dann von `'selbst
aus der Form heraus und gelangt beispielsweise in ein Kühlbad.
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Der einzige Teil des Barrens, der nach dem Gießen der Einwirkung der
Atmosphäre ausgesetzt ist, ist die kleine Oberfläche oben am Hals G. Die unvermeidliche
Oxydation wird also hier auf ein Minimum zurückgeführt. Die nach oben hochsteigenden
Gasblasen sammeln sich ebenfalls in dem Hals G an, so daß sich das schlechte Gefüge
des hergestellten Barrens auf die Länge des Halses G beschränkt. Wird dieser Teil
längs der Linie 1-X nach Fig. 6 abgeschnitten, so entsteht ein Kupferbarren mit
vollständig sauberer Oberfläche und einem über die ganze Länge gleichmäßig guten
Gefüge. Dieser Barren besitzt dann auch noch den verjüngten Teil F', wodurch eine
Einführung des Barrens zwischen Walzen erleichtert wird.
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Es kann ein kontinuierlicher Betrieb vorgesehen werden, indem man
eine Reihe von Gießformen auf einem Karussell anordnet. An einer bestimmten Stelle
wird dann der Guß vorgenommen, und etwa auf der entgegengesetzten Seite findet das
Entleeren der Gießform statt. Dabei wird die während des Drehens des Karussells
zur Beförderung der Gießform von der Gieß- zur Entleerungsstelle benötigte Zeit
für den Erstarrungsvorgang ausgenutzt. Die verbleibende' Wegstrecke dient dann zum
Kühlen der Formen und zum Vorbereiten derselben für den nächsten Guß, d. h. vornehmlich
zum Aufbringen des üblichen Anstrichs aus Knochenasche.