DE880787C - Verfahren zum Giessen von Bloecken, Barren od. dgl. in der Kokille - Google Patents

Description

• Verfahren zum Gießen von Blöcken, Barren od. dgl. in der Kokille Das Gießen von Metallen zu Blöcken, Barren oder sonstigen Formstücken ist an die Forderung geknüpft, die Erstarrung so zu leiten, daß ein an Spannungen und Seigerungen armes bzw. freies Gußstück mit feinem Primärkorn entsteht. Dies hat man bisher dadurch zu erreichen versucht, daß man als Werkstoff für die -Kokille einen solchen hoher Wärmeleitfähigkeit verwendete und die Kokille ganz oder an bestimmten Stellen mit Wasser oder sonstigen Mitteln kühlte.
• So ist beispielsweise versucht worden, eine von unten nach oben fortschreitende Erstarrung des Blockes dadurch zu erreichen, daß man den aus Kupfer bestehenden Kokillenboden sehr schroff kühlte und die Wärme an den Wänden der Kokille langsam abführte. Es ist weiterhin der Versuch gemacht- worden, eine schichtenförmige Erstarrung des Gießgutes dadurch zu erreichen, daß eine mit flüssigem Metall vollständig gefüllte dünnwandige Kokille langsam in ein Kühlmittel abgesenkt wurde.
• Alle diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß der zu vergießende Werkstoff infolge seiner Sehwindung bei der Erstarrung sich von der Kokillenwandung abhebt, wodurch der Wärmeübergang vom Metall zum Kühlmittel außerordentlich beeinträchtigt wird. Dadurch ist es unmöglich, die Abkühlung des Gußkörpers so zu beeinflussen, daß er schichtenweise erstarrt.
• Dieser geschilderte Nachteil wird erfindungsgemäß dadurch ausgeschaltet, daß nach Bildung einer erstarrten Zone am Kokillenboden letzterer entfernt wird, und der Fuß des Barrens oder Blockes, insbesondere dessen Boden, ?. B. mittels eines geeigneten Kühlmittels, z.'B. Wasser, direkt gekühlt wird. Zur weiteren Beschleunigung des Erstarrungsvorganges werden nach Beginn der Erstarrung des Metalls an der Kokiilenwand ein oder mehrere die Kokillenwandung aufbauende Segmente entfernt und die dadurch freigelegten Oberflächen des Gußstückes durch das Kühlmittel direkt''. gekühlt.
• In den Abb.. i bis 3 sind einige A,usführüngsbeispiele der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienenden Gießvorrichtung dargestellt.
• Abb. i zeigt eine Vorrichtung für das Gießen einer Walzplatte, bei der die direkte Kühlung ausschließlich vom Boden aus erfolgt. Nach Einfüllen einer bestimmten Metallmenge in die mit i bezeichnete, mit einem Unterteil 2 ausgestattete. Kokille bildet sich am Boden derselben infolge seiner Abschreckwirkung eine erstarrte Zone 6. Nach ihrer Bildung wird das absenkbare Bodenstück 3 ausgefahren und gleichzeitig Wasser durch die Düsen q. an den Fuß des Barrens gespritzt, das aus den Kanälen 5 abfließt. Durch die schroffe Kühlung schreitet die Erstarrung bei weiterem Zufluß des Metalls schichtenweise von unten -nach oben fort, so daß sich eine in der Abbildung mit 7 angedeutete flache Erstarrungsfront ausbildet.
• Abb. 2 zeigt eine Vorrichtung zum Gießen von Rund- bzw. Walzbarren. Zur Beschleunigung der Erstarrung des Gießgutes, wie dies insbesondere bei hohen Blöcken erforderlich ist, kann durch Entfernen der die Kokillenwandung bildenden Segmente 8 eine direkte Kühlung der Barrenwände vorgenommen werden. .Während sich bei der bisher üblichen Art des Gießens bekanntlich ein Metallsumpf entsprechend der mit gh angedeuteten Ausdehnung bildet, . ist die beim Gießen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielte Erstarrungsfront entsprechend der mit 7 angedeuteten Linie gestaltet. Dieser Ausbildung der Erstarrungsfront kommt nicht nur in bezug auf die Spannungen, sondern insbesondere mit Rücksicht auf die Erscheinung der sogenannten umgekehrten Blockseigerung eine erhöhte Bedeutung zu. Nachstehend sind die Kupfergehalte in der Mitte und am Rande von Duraluminiumblöcken mitgeteilt, die einmal nach dem üblichen Verfahren des Gießens in der Kokille hergestellt, das andere Mal nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gegossen wurden.
• So betrug beispielsweise der Kupfergehalt von nach dem üblichen Gießverfahren erhaltenen Blöcken am Rande 3,8:2'/0, während er in der Mitte des Blockes nur 3,05 0% erreichte. An einem anderen Block wurden Werte von 3,75% am Rand und 2,95'0/0 in der Mitte des Blockes festgestellt. Hingegen betrugen bei nach dein erfindungsgemäßen Verfahren gegossenen Blöcken die Kupfergehalte am Rand des Blockes 3,33 bzw. 3,23 0/0 und in der Blockmitte 3,12 bzw. 3,10"/0.
• Beim fortlaufenden Gießen von Metallsträngen in einer einen absenkbaren Boden besitzenden Kokille ist nach Erreichen einer bestimmten Blocklänge eine seitliche Berieselung zur direkten Kühlung des gegossenen Stranges zwar an sich bekannt. Bei Gießbeginn liegen aber auch bei Verwendung verhältnismäßig kurzer Kokillen die Abkühlungsverhältnisse so ungünstig, daß im Barrenfuß unerwünscht hohe Seigerungen auftreten, deren Beseitigung bisher nicht gelungen ist. Aus diesem Grund hat man den Fuß des fertig gegossenen Blockes oder Barrens bis zur Grenze erträglicher Seigerungen abgetrennt. Abgesehen von diesem die Wirtschaftlichkeit des Stranggießverfahrens erheblich beeinflussenden Verlust treten aber auch bei dieser Art des Gießens bekanntlich sehr häufig vom Boden ausgehende Spannungsrisse auf, die den Barren von vornherein unbrauchbar machen oder sich erst bei seiner Weiterverarbeitung infolge der dadurch bedingten Aufweitung dieser Risse bemerkbar machen. Die Anfälligkeit zu derartigen Rissen ist um so größer, je kürzer die Kokille ist. Man ist daher insbesondere beim Gießen spannungsempfindlicher Legierungen dazu übergegangen, längere Kokillen zu verwenden, wodurch aber wieder die Länge des infolge hoher Seigerungen abzutrennenden Barrenfußes vergrößert wird.
• Abb. 3 zeigt nun die beispielsweiseAusführungsart einer Vorrichtung zum fortlaufenden Gießen von Metallsträngen, wie sie der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient.
• i bezeichnet die zur direkten Kühlung des aus der Kokille austretenden Metallstranges an ihrem unteren Ende mit einem ringförmigen Schlitz i' ausgestattete gekühlte Kokille, in der sich das auf dem absenkbaren Gießtisch 2' angeordnete Bodenstück 3 bewegt. q. bezeichnet den Kühlmittelzufluß, 5 dessen Abfluß. Bei Beginn des Eingießens des Metalls in die Kokille bildet sich infolge der Abschreckwirkung des Kokillemverkstoffs eine erstarrte Randschicht 6, die durch beschleunigt oder verzögert einsetzende Kühlung der Kokille beeinflußt werden kann. Der Eintritt des Kühlmittels für diese indirekte Kühlung ist mit ro bezeichnet. Darauf wird das Segment 3 mittels des Handhebels 3' ausgefahren und gleichzeitig Wasser durch die Düsen q. an den Barrenfuß gespritzt, das aus den Kanälen 5 abfließt. Auf diese Weise wird eine schichtförmige Erstarrung des zufließenden Metalls erreicht, die zur Ausbildung einer Erstarrungsfront führt, wie sie durch 7 angedeutet ist. Durch diese Art des Gießens werden die etwa auftretenden Spannungen und Seigerungen im gegossenen Strang so gering gehalten, daß eine Abtrennung des Barrenfußes nicht mehr erforderlich ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE. i. Verfahren zum Gießen von Blöcken, Barren od. dgl. in der Kokille, dadurch gekennzeichnet, daß nach Bildung einer erstarrten Zone am Kokillenboden letzterer entfernt und der Fuß des Barrens, Blockes od. dgl., insbesondere dessen Boden, mittels eines geeigneten Kühlmittels, z. B. Wasser, direkt gekühlt wird. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur weiteren Beschleunigung der Erstarrung ein oder mehrere die Kokillenwand aufbauende Segmente entfernt und die dadurch freigelegten Oberflächen des Gußstückes direkt gekühlt werden. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Kokille (i), in deren mit Düsen (4.) bzw. Kanälen(5) für den Austritt des Kühlmittels ausgestattetem Unterteil (2) sich ein absenkbarer Kokillenboden .(3) bewegt. . Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokille gemäß Anspruch 3 mit ihre Wandung aufbauenden Segmenten (8) ausgestattet ist. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch i beim fortlaufenden Gießen von Metallsträngen unter Verwendung einer kurzen gekühlten Kokille, dadurch gekennzeichnet, daß die an ihrem unteren Ende mit einem ringförmigen Schlitz (i') für den Austritt des Kühlmittels versehene Kokille ein mit Düsen (.4) und Kanälen (5) für den Ein-und Austritt des Kühlmittels ausgestattetes absenkbares Bodenstück (3) besitzt, das z. B. mittels Hebels (3') ausfahrbar ist.