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Verfahren und Vorrichtung zum Giessen von Blöcken u. dgl. aus Eisen oder Eisenlegierungen, insbesondere aus Stahl
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Giessen von Blöcken od. dgl. aus Eisen und Eisenlegierungen, insbesondere aus Stahl.
Es ist bekannt, dass der Giessstrahl in Berührung mit der Luft Gase aus dieser aufnimmt, die der Anlass zu verschiedenen Gefügefehlern des Gussstückes sind.
Das flüssige Metall selbst nimmt aber auf dem Weg vom Ofen oder Konverter bis zur Kokille durch Kontakt mit der atmosphärischen Luft Gase, vor allem Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff, auf, und im Verlaufe seiner Behandlung bilden sich in ihm Gase, deren mengenmässig wichtigster Teil sowohl beim beruhigten als auch beim nicht beruhigten Stahl Kohlenoxyd ist.
So enthalten z. B. aus beruhigtem oder unberuhigtem, unlegiertem Stahl entweichende Gasmischun gen :
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<tb>
<tb> Kohlenoxyd <SEP> + <SEP> Kohlendioxyd <SEP> 90-95 <SEP> % <SEP>
<tb> Stickstoff <SEP> 3-5 <SEP> li <SEP>
<tb> Wasserstoff <SEP> zirka <SEP> 2 <SEP> %.
<tb>
Bei Stählen, die mit Chrom, Nickel, Molybdän u. dgl. legiert sind, kann der CO-Anteil geringer sein.
Es ist bekannt, dass die im Metallbad sich bildenden Gasblasen innerhalb eines bestimmten Innendruck-Bereiches an der Erstarrungsfront des Blockes haften bleiben und eine Gussblasenhaut bilden. Unterhalb dieses Druckbereiches bilden sich keine Blasen, und oberhalb dieses Bereiches lösen sich die Blasenlos und haften nicht mehr an den Wänden. Daraus geht hervor, dass das innere Gefüge eines Blockes zum grossen Teil von dem auf das gegossene Metall ausgeübten Druck, also vor allem vom ferrostatischen Druck, abhängig ist.
Es wurde schon versucht, Stahlschmelzen dadurch zu entgasen, dass in Öfen, Giesspfannen oder/und Kokillen der Raum oberhalb des Metallbadspiegels einem äusserst starken Sog ausgesetzt wird. Die hiefür vorgeschlagenen Vorrichtungen vermögen aber nicht die tiefer liegenden Schichten der Schmelze zu entgasen, da auf diese Schichten ein erheblicher ferrostatischer Druck ausgeübt wird. Es wurde auch schon versucht, vor oder/und während des Gusses gegen Oxydation schützende Gase, wie Kohlenoxyd, Argon, Stickstoff usw., in die Kokille einzuführen. Dies ist aber eine in der Praxis zumeist unnütz Massnahme, weil solche Schutzgas, besonders CO und CO , ohnedies aus dem Bad entbunden werden. Bekannt ist auch schon der Vorschlag, den Giessstrahl zu umhüllen und damit den Einfluss der Luft auszuschliessen.
Eine dazu brauchbare Anordnung besteht im wesentlichen aus einem Rohr, dessen Länge genau dem Abstand der Oberfläche des Kokillenbodens von der Unterseite der Giesspfanne entspricht.
Auch gemäss der Erfindung wird ein solches Rohr als Giessstrahlumhüllung verwendet. Ausserdem wird unmittelbar vor dem Guss im Rohr und in der Kokille ein starker Unterdruck erzeugt ; überdies wird während des Giessvorganges und während des Erstarrungsvorganges im Rohr und in der Kokille abgesaugt, um die Entgasung des Gusses zu bewirken. Dabei wird beim nacheinander erfolgenden direkten Giessen
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in mehrere Kokillen in jeder Kokille der fallende Giessstrahl mit einem eigenen Rohr umgeben und das obere Ende jeder Kokille rings um das Rohr abgedichtet.
Das Roh. und der Raum zwischen diesem und der Kokille werden zweckmässig voneinander getrenn. abgesaugt und dabei abwechselnd in diesen beiden Räumen verschieden hohe Drucke erzeugt, so dass durch abwechselndes Heben und Senken des Spiegels des in das Rohr gegossenen Metalles eine die Entgasung des Metalles begünstigende Badbewegung entsteht.
Für das Giessen von beruhigtem Stahl genügt es, nur im Rohr unmittelbar abzusaugen und Öffnungen in der Rohrwand vorzusehen, so dass sich die Saugwirkung mittelbar auch auf den Raum zwischen Rohr und Kokille erstreckt.
Beim Geopannguss in mehrere Kokillen werden der abwärtsgerichtete, den Verbindungskanal speisende Hauptgiessstrahl und/oder die einzelnen aufsteigenden, in de'ier1. verschiedenen Kokillen mündenden Giessstrahlen mit einem Rohr umhüllt.
In jedem Fall empfiehlt es sich, zur Erzeugung einer guten Metallstruktur, die Absaugung der Gase auch nach dem Guss noch eine Zeit lang fortzusetzen.
Die Erfindung besteht weiterhin in einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Giessverfahrens. Bei dieser ist am oberen Ende des den Giessstrahl umhüllenden vorzugsweise metallischen Rohres, ein hohler Verbindungskopf angeordnet, der mit einer Unterdruckquelle verbunden werden kann u'1d mit einem Druckmesser versehen ist.
Beim Giessen von oben und auch beim Gespannguss in einem zentralen Eingusstrichter bat der Verbindungskopf eine axiale Öffnung für den Durchtritt des Giessstrahles und ist einerseits an die Unterseite der Giesspfanne und anderseits an das Rohr dicht anschliessbar.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch Kokille und Giesspfanne bei fallendem Guss, Fig. 2 einen vergrösserten Ausschnitt aus Fig. 1 mit den Teilen zwischen Giesspfanne und Rohr ; Fig. 3 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 1 und 2 in einem weiter fortgeschrittenen Stadium des Gusses, Fig. 4 einen Querschnitt durch eine mit nicht beruhigtem Stahl gefüllte, erkaltete Kokille mit dem vom Rohr übriggebliebenen Teil, Fig. 5 einen Querschnitt durch eine der Fig. 1 entsprechenden Anordnung zum Giessen grosser Schmiedebarren aus beruhigtem Stahl, Fig. 6 einen Querschnitt durch eine der Fig. 1 entsprechende, jedoch für Gespannguss eingerichtete Anordnung, bei der das Rohr nur den im Inneren aer Kokille aufsteigenden Strahl schützt und bei der mehrere Kokillen gleichzeitig gefüllt werden können und Fig.
7 einen Querschnitt durch eine Anordnung zum Schutz des abwärtsgerichteten Hauptgiessstrahles bei gleichzeitigem Gespannguss in mehrere Kokillen.
Bei dem in den Fig. 1-4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird Stahl A im Direktguss aus einer Giesspfanne B in eine Kokille C gegossen. Die Giesspfanne B besteht aus einem Gefäss mit Seitenwinde 1 und einem Boden 2 aus Metall, die beide mit feuerfestem Material 3 und 4 ausgefüttert sind. Im Boden ist eine Ausgussöffnung 5 angebracht, die mittels einer Verschlussvorrichtung bedient werden kann. Diese besteht aus einer mit einem feuerfesten Rohr 7 umgebenen und mittels einer Betätigungsvorrichtung 9 axial verschiebbaren Stahlstange 8, die an ihrem unteren Ende einen feuerfesten Stopfen 6 trägt, der in die Mündung derAusgussöffnung 5 passt. Die Giesspfanne B ist entweder an einer Laufkatze aufgehängt oder sie wird von einem Wagen getragen und kann senkrecht auf die Kokille C aufgesetzt werden.
Die Kokille C besteht aus einer rohrförmigen Seitenwand 10, die auf einer Grundplatte 11 unter Zwischenlage einer Dichtung 12 ruht.
Die erfindungsgemässe Anordnung besteht aus einer eisernen Blechröhre 13, deren Stärke z. B. bei einem Durchmesser von 300 mm etwa 3 mm betragen kann. Diese Röhre 13 endet (gemäss Fig. 2) an ihrem oberen Ende in einen leicht konischen Abschnitt 13a, auf dem aussen eine kompressible Manschette 14 angebracht ist, die z. B. aus Asbestgewebe bestehen kann. An dieser Manschette 14 sitzen der runde Deckel 17 und der hohle Verbindungskopf 18 mit ihren konischen Öffnungen 1. 5, 16.
Der Deckel 17 ist auf dem oberen Kokillenrand 20 abgestützt, wobei eine Dichtung 19 vorgesehen ist. Er kann dort mittels eines lösbaren Hakenverschlusses 20a befestigt werden, der mittels eines von einem Hebel 20c erfassbaren Zapfens 20b bedienbar ist. Dieser Hakenverschluss kann entfallen, wenn das Gewicht des Deckels 17 selbst schon ausreicht, um die dichte Verbindung und die Standfestigkeit des Rohres 13 zu sichern.
Der Deckel 17 ist mit einem, z. B. mit einem Bajonettverschluss versehenen Stutzen 21 ausgestattet, der durch eine biegsame Leitung 22 mit Hahn 2280 mit einer Pumpe (einem Sauger od. dgl.) verbunden ist, mit deren Hilfe ausserhalb des Blechrohres 13 im Raum a ein Über- oder Unterdruck erzeugt werden
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Der Deckel 17 trägt ferner einen Druckmesser 23, der den im Raum a erzeugten Druck bzw. Unterdruck anzeigt, sowie eine Schauöffnung 24 aus Glimmer oder anderem durchsichtigen Material.
Der Verbindungskopf 18 weist die Form einer stählernen Schüssel oder einer stählernen Schachtel auf und besitzt vorzugsweise einen runden Horizontalquerschnitt. Der Kopf 18 ist oben mit einem nach aussen vorstehenden Rand 25 versehen, der einen feuerfesten Dichtungsbelag 25a trägt. Beim Aufsetzen der Giesspfanne B legt sich auf diesen Belag 25a eine Platte 26, die mittels Niete 27 oder auf andere Wf. i- se unten am Boden 2 der Giesspfanne B befestigt ist. Die Platte 26 ist auf ihrer Unterseite vorzugsweise mit Verriegelungsvorrichtungen für den Kopf 18 versehen, z. B. mit schwenkbaren Hebeln 28, die unter den Rand 25 greifen und mittels eines Handgriffes 29 betätigbar sind.
Der Kopf 18 ist mittels einer stählernen Trennwand 30 in zwei übereinanderliegende Kammern b und c aufgeteilt. Die Wand 30 ist von einer Zentralöffnung 31 unterbrochen, die den freien Durchtritt des Direktgiessstrahles J selbst dann noch gestattet, wenn er sich im Laufe der Zeit infolge der Abnützung der Öffnung 32 im Ausguss 5 auf den Durchmesser Jl erweitert hat.
Die Zentralöffnung 31 kann mit einem Schieber 33 verschlossen werden, der an einer Bedienungsstange 34 befestigt ist, die durch die Wand des Kopfes 18 hindurchgeht und an ihrer Durchtrittsstelle mittels einer Presspackung 35 abgedichtet ist. Der Schieber 33 trägt eine auf seiner Unterseite befestigte Abdichtung 36, die sich in seinem geschlossenen Zustand elastisch auf den vorstehenden Rand 37 der Öffnung 31 legt. Weiterhin besitzt sowohl der Schieber 33 als auch der vorstehende Rand 37 der Öffnung 31 schräge Auflaufflächen 38 und 39, die das Aufschieben und dichte Abschliessen erleichtern.
Die untere Kammer b, die mit dem Innenraum d des Rohres 13 in Verbindung steht, ist mit einem, z. B. mit Bajonettverschluss versehenen Stutzen 40 ausgestattet, der es gestattet, diese Kammer b mittels einer flexiblen, mit einem Hahn 4la versehenen Leitung 41 an eine Luftbewegungsvorrichtung anzuschliessen und überdies mit einem Druckmesser 42 zu versehen (vgl. Fig. 1).
Unterhalb des Rohres 13 ist eine zusammenpressbare und durch den Giessstrahl zerstörbare, scheibenoder kissenförmige Packung 43 angeordnet, die beispielsweise durch spiralförmiges Aufrollen eines mehr oder weniger feuerfesten Wellpappestreifens gebildet ist cder aus anderem zellenförmigen Material bestehen kann.
Diese Packung hat die Aufgabe, vor dem Guss eine dichte Verbindung zwischen dem Rohr 13 und der Grundplatte 11 der Kokille C zu bilden, wobei das Rohr 13 vorzugsweise in die Nut 44 der Packung 43 eingelassen oder eingepresst ist. Die Packung 43 soll ausserdem das unmittelbare Auftreffen des Giessstrahles J auf den Kokillenboden 11 verhindern.
Die Packung 43 kann auch als Träger für reinigen wirkende Stoffe oder sonstige Zusätze dienen, wobei sie um das Rohr 13 herum einen Schwimmer bildet, der auf dem Metallbad schwimmt und infolge seiner feuerfesten Imprägnierung, z. B. mit Natriumsilikat, nur allmählich zerstört wird.
Die Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise :
Die kissen-oder scheibenförmige Packung 43 wird mit dem unteren Ende des Rohres 13 verbunden und zusammen mit diesem in die Kokille gestellt. Dann wird der Deckel 17 aufgesetzt, dessen konische Öffnung 15 sich einen Sitz auf der Manschette 14 sucht, indem er diese elastisch verformt. Der auf den oberen Rand der Kokille aufgesetzte Deckel 17 kann im Bedarfsfalle durch lösbare Haken 20a befestigt werden. und die Leitung 22 wird mit der Saugvorrichtung verbunden.
Der hohle Verbindungskopf 18 ist unten an der Giesspfanne B befestigt, die an die Kokillen C herangebracht und auf das Rohr 13 herabgesenkt wird, dessen konische Gestalt das Umfassen durch den Kopf 18 3rleichtert. Dieser schiebt sich auf die zusammenpressbare Verbindungsmanschette 14 des Rohres 13 auf, das sich seinerseits etwas stärker in die Scheibe 43 eindrückt. So ist vor dem Abheben des Stopfens 6 das obere Ende des Rohres 13 auf dichte, jedoch nicht feste Weise mit dem Unterteil der Giesspfanne und sein unteres Ende mit dem Kokillenboden 11 verbunden. Nach Anschluss der Leitung 41 an den Stutzen 40 des Kopfes 18 kann der Guss beginnen.
Man hebt den Stopfen 6 mittels des Hebels 9 an, worauf das flüssige Metall in einem Strahl J herabfällt, der sich nach unten hin mehr oder weniger verbreitert, wobei der Angriff auf den Kokillenboden 11 durch die Packung 43 gemildert wird.
Nach kurzer Zeit ha. der Giessstrahl J den Mittelteil der Packung 43 zerstört, und der ringförmige Aussenteil 42a schwimmt gemäss Fig. 3 auf dem flüssigen Metallbad Al, in das er nur sehr wenig eintaucht, da seine Dichte viel geringer als diejenige des Metalls ist. Währenddessen schmilzt das Rohr 13 in dem Mass als sich der Metallspiegel hebt. und der Stahl beginnt sich zu verfestigen, bis er in der Zone A infolge seiner Abkühlung durch die Wand 10 und den Boden 11 der Kokille C erstarrt. Während des ganzen Giessvorganges wird der in den Kammern bzw. Räumen a bis d herrschende Unterdruck verändert, und es werden auf diese Weise kleine Unterschiede, die sich aus der Natur des vergossenen Metalles er-
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geben, ausgeglichen.
Im folgenden wird an Haud von vier Beispielen der Direkt- und der Gespannguss von beruhigtem und nicht beruhigtem Stahl erörtert- Bei s pie 1 1 : Direktguss von nicht : beruhigtem Stahl.
Bei nicht beruhigtem Stahl variiert der Kohlenstoffgehalt praktisch zwischen etwa 0,03% und 0,25%.
Bekanntlich bildet sich während des Gusses bis zum vollständigen Erstarren des Barrens eine beträchtliche Gasmenge, die zum grössten Teil aus Kohlenmonoxyd im Gemisch mit Kohlsnd. io ; : yd besteht, sowie Wasserstoff, Stickstoff und andere in geringeren Mengen in der Luft vorkommende Ga : e enthält. Die schnelle Ableitung dieser Gase zur Mitte des Bades verbessert die Struktur des Blockes und vergrössert in einem gewissen Masse die Dicke der aus nicht verunreinigtem Eisen bestehende Randzon, welche den geseigerten Kern einschliesst, der für einen aus unberuhigtem Stahl gegossenen Block charakteristisch ist. Diese reine, saubere Randzone soll wegen der nachfolgenden Walzbearbeitung eine gewisse Mindestdicke aufweisen.
Es wird allgemein zweckmäfig sein, die Stärke der Randzone zu erhähed, es sei denn, dass die Seigerung im Blockkern, deren Konzentrierung mit der Stärke der Randzone steigt, sich schädlich aus-
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ohne dass die Qualität des Blocks dadurch beeinträchtig, werden darf,
Die bis jetzt bekannten verfahren oder Vorrichtungen vermechten werder die Steiggeschwindigkeit der Verunreinigungen noch die Stärke der reinen Randzone bei unberuhigtem Stahl zu steuern ;
auch ra-
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Nachdem die Kammern a, b, c und ddurcn Aufsetzen des Deckels 17 auf die Kokille C und durch Aufsetzen des an der Giesspfanne B befestigten hohlen verbindungskopfes 18 auf das kohr 13 abgedichtet wurden, stellt man vor und zu Beginn des Gusses in allen Kammern einen muUrhst starke ! Unterdruck her.
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fluDruckmesser 23 und 42 erlauben jederzeit den herrschenden Druck abzulesen.
Der Sog in den Leitungen 22 und/oder 41 kann so eingestellt werder, da@ die vom Stahlbad freiwer-
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einen grösseren Durchmesser aufweisen als in Fig. 3 dargestellt ist.
Wie schon weiter oben ausgeführt wurde, schmilzt das Rohr 13 nach Magebe des eteigenden Bad- spiegels. Das Abschmelzen geschieht jedoch mit einer gewissen Verzögerung, so def bei steigendem Badspiegel das Rohr mit einer Höhe h (vgl.
Fig. 3), die etwa 1 dm oder etwus mehr b rgen kann, in das Bad eintaucht und so zwischen dem in der Rönre 13 befindlichen Teil 45 desMctaUhades 46 und dem unter dem Schwimmer 42 befindlichen Teil einen hydraulischen Verschlu@ bilde@, Dieser Umstand erlaubt eine beträcht@iche Steigerung der Badbewegung, indem der im Kokiilenraum a herschende Unterdruck p1 gegenüber dem im Raum d der Röhre 13 herrschenden Unterdruck p2 abwechselnd erhöht und vermindert wird.
Durch diese Druckänderungen lassen sich beträchtliche Niveauunterschiede zwischen dem Metallbadspiegel 45 in der Röhre 13 und dem äusseren Metallbadspiegel 46 erzeu, en, wodurch auch die durch die Gasausscheidung bewirkte Metallbadbewegung viel wirksamer wird,
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Höhe erreicht hat, worauf der Ausguss 5 der Giesspfanne B wieder mit dem Stopfen 6 verschlossen wird.
Mit Hilfe des mittels des Stabes 3@ bedienbaren Schiebers 33 wird die Öffnung 31 des Kopfes 18 verschlossen. Dadurch wird der mit der Röhre 13 in Verbindung stehende Raum b des Kopfes von dem mit der Giesspfanne ss in Verbindung stehenden Raum C des Kopfes 18 abgetrennt. Nach Lösen der Hebel 28 lässt
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dass dadurch eine Verbindung zwischen dem Innenraum der Röhre 13 und der Ausscnluft entsteht.
Man kann daher mit der Entgasung der Kokille während des Erstarrens fonfal1J'en, indem über die Leitungen 22 und 41 geeignete Gasbewegungen bewirkt werden, wobei die Drucke pI und P2 während einer relativ langen Zeit ständig gewechselt werden, nachdem beim nicht beruhigten Stahl das Metall nach
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dem Verschliessen der Kokille mitunter länger als eine Stunde flüssig bleiben kann.
Zum Schluss werden der Kopf 18 und der D-sckel 17 abgehoben, und es wird ein in Fig. 4 dargestellter Block erhalten. Zwischen der Kokille und dem abgekühlten Block entsteht ein Spiel 51 ; A2 ist der äussere Mantel aus reinem Eisen und A3 der geseigerte Kern.
Der Schwimmer wird im allgemeinen vollkommen zu Asche und Natriumsilikat zerfallen sein, falls es sich um eine damit imprägnierte Wellpappepackung gehandelt hat. Bei nicht beruhigtem Stahl ist es im allgemeinen nicht erforderlich, einen Schwimmer vorzusehen, der bis zum Schluss des Giessvorganges obenauf schwimmt.
Die Arbeitsweise ist für die verschiedenen Stahlsorten unterschiedlich, so dass eine allgemein gültige Regel in bezug auf die jeweils anzuwendenden Druckänderungen nicht aufgestellt werden kann. Es müssen fallweise die für den betreffenden Stahl günstigen Druckwerte durch Vorversuche ermittelt werden.
So beziehen sich die folgenden beispielsweiser. Angaben auf nicht beruhigten Stahl mit 0,05 ufo bis
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- 7blech gefertigte Röhre 13 besitzt 300 mm Durchmesser und etwa denselben Kohlenstoffgehalt wie das zu giessende Metall. Die Kokille wird innerhalb l, 5-2 Minuten gefüllt. Der Sog in den Leitungen 22 und/ oder 41 wird so eingestellt, dass ein etwas über dem atmosphärischen Druck liegender Druck aufrechterhalten wird, z. B. 0,01 atü, unbeschadet der paar Sekunden vor und nach dem Öffnen der GiesspfannenAusgussöffnung, während denen der Sog derart ansteigen soll, dass in den Räumen a und d der Druck z. B. unter 10 mm Quecksilbersäule fällt.
Beispiel 2 : Direktguss von beruhigtem Stahl (Fig. 5).
Hier handelt es sich um Schmiedebarren, deren Gewicht zwischen 10 und 200 t und mehr liegt. Im Gegensatz zum ersten Beispiel besitzt hier die Kokille Cl einen Kokillenaufsatz 45, der lUS einer koni- schen oder pyramidischen wärmeableitenden Kappe besteht. Der Kokillenboden 11a besitzt eine Vertiefung 46, die mit einer scheibenförmigen Packung 47 ausgefüllt ist. Der Deckel 17a ist sehr einfach gehalten, da hier im Gegensatz zur Anordnung gemäss Fig. 1 - 3 nicht unmittelbar im Kokillenraum a ausserhalb der Röhre 13a abgesaugt wird. An Stelle dessen ist die Röhre 130 mit Öffnungen 48 versehen, durch die der Kokillenraum a mit dem Röhreninneren d in Verbindung steht.
Auch der honle Verbindungskopf 18a ist einfacher ausgeführt. Er besitzt nicht die in Fig. 2 dargestellte Trennwand 30 mit Schieber 33, sondern lediglich einen Anschlussstutzen 40 und einen Druckmesser 42.
Beim Guss beruhigter Stähle tritt keine so starke Gasbildung, insbesondere von CO, ein, wie bei unberuhigten Stählen ; gleichwohl müssen auch hier die Oxydbildung, vor allem bei mit teuren Metallen hochlegierten Stählen, die Einschlüsse von Verunreinigungen und Gasen und das Verbleiben von Gasen in Lösung vermieden werden.
Aber auch beim Guss beruhigten Stahles dient die Röhre 13c der Strukturverbesserung des Blockes. Diese Verbesserung wird durch die gleichzeitige Verwendung eines ausdehnbaren Schwimmers 49 gesteigert, der durch die Röhre 13c vor dem Giessstrahl geschützt wird. Der Schwimmer schwimmt bis zum Schluss des Giessens auf dem Metpllbad und sammelt die durch den Giessstrahl eingebrachten Verunreinigungen. Könnte sich der Giessstrahl frei in die Kokille ergiessen, so würde er sehr schnell den Schwimmer 49 zerstören. Ohne Schwimmer 49 könnten aber nicht alle Verunreinigungen bis in den Kopf des Blockes aufsteigen.
Wenn auch weniger Gase entweichen als bei nicht beruhigtem Stahl, so ist es hier doch zweckmässig, vor und nach dem Öffnen des Giesspfannenausgusbes 5 eine Zeit lang kräftig abzusaugen, damit die in der K < hkille C befindliche Luft durch die Röhre 13c und durch deren Öffnungen 48 rasch abgeführt wird.
Während des ganzen Giessvorganges werden die sich in der Röhre 13c ansammelnden Gase abgesaugt, z. B. mit einem unter 20 mm Quecksilbersäule liegenden Unterdruck.
Für das Giessen von beruhigtem Stahl kann aber auch die im ersten Beispiel beschriebene Anordnung angewendet werden, so dass durch ständige Änderung der Drücke Pl und p2 in den Räumen a und d eine verstärkte Badbewegung und Entgasung eintritt,
Nachdem die Giesspfanne B, der Decke117a und der Kopf 18a losgelöst sind, kann man den Blockkopf zur Vermeidung von Seigerungen in bekannter Weise behandeln, insbesondere durch Anwendung exothermer Mischungen usw.
Beispiel 3 : Gespannguss von nicht oder halb beruhigtem Stahl.
Es sind zwei'Ausführungsformen möglich. Bei der ersten begnügt man sich mit dem Schutz des in jeder Kokille aufsteigenden Stahles mit Hilfe der in Fig. 6 dargestellten Anordnung. Diese besitzt einen
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einfachen Aufbau und ist auch in iiirer Handhabung sehr einfach. Der hohle Kopf 18b besitzt einen Anschlussstutzen 40 und einen Druckmesser 42 und ist fest mit dem Deckel17b verbunden. Kopf und Deckel sind zusammen auf die Dichtung 16b aufgeschoben, die wie das ganze Rohr 13b zylindrisch sein kann. Die linier Dichtung 42b ist derart ausgebildet, dass der Giessstrahl Je leicht durch sie hindurchtreten kann.
Vor und zu Beginn des Gusses wird am Stutzen 40 so stark abgesaugt, dass der Giessstrahl durch den Kanal 50 und die Öffnung 51 im Boden llb der Kokille C2 in einen von atmosphärischer Luft praktisch freien Raum einströmt. Bis zu einem gewissen Niveau H - Hl bricht sich der Strahl, insbesondere bei zähflüssigem Metall, Bahn durch das Bad und breitet sich bei J3 oberhalb dieses Niveaus aus. Der Schwimmer ist dann wahrscheinlich zerstört (vgl. die betreffenden Ausführungen für Direktguss). Während des Gusses und an dessen Ende wird der Druck wie beim ersten Beispiel geregelt.
Bei der in Flg. 7 dargestellten zweiten Ausführungsform schützt man hauptsächlich den zentralen, nach unten gerichteten Hauptgiessstrahl js, der von der Giesspfanne B zur Giessplatte 52 geht, die über eine Anzahl von Verbindungskanälen 53 eine Anzahl Kokillen speist und sie gleichzeitig füllt. In Fig. 7 sind der Einfachheit halber nur drei Kokillen Cs dargestellt ; es kann aber eine viel grössere Anzahl von Kokillen angeschlossen werden (mehr als 30 Stück).
Die Anordnung gemäss Fig. 7 besteht aus einem den Hauptgiessstrahl umgebenden Rohr, das den Ein- gusstrichLer bildet. Das Rohr ist vorzugsweise aus einem metallischen Körper 54 gebildet, der auf der Giessplatte 52 ruht und der im Innern eine feuerfeste, eine zweite Röhre bildende Auskleidung 55 trägt.
Diese kann z. B. aus sich überlappenden Ringen gebildet sein und grenzt an verschiedene Verbindungskanäle 53 der Giessplatte 52 an. Jeder dieser Verbindungskanäle ist durch Aneinanderlegen feuerfester hohler Steine gebildet, von denen zumindest die jeweils unter einer Kokille liegenden Steine eine oder mehrere Ausflussöffnungen 56 für den aufsteigenden Giess strahl J4 besitzen.
Auf dem oberen Ende des den Eingusstrichter bildenden Rohres 54, 55 ist eine konische Verlängerung 57 angeordnet, auf die der hohle Verbindungskopf 18c aufgesetzt wird, der mit dem Anschlussstutzen 40 und dem Druckmesser 42 versehen ist und durch den der zentrale Giessstrahl J3 hindurchtritt.
Jede der Kokillen C ? kann entweder, wie es in der schon beschriebenen Fig. 6 dargestellt ist, oder in der in Fig. 7 rechts dargestellten einfachen Weise ausgerüstet sein.
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einem Deckel 58 versehen, der auf dem oberen Kokillenrand infolge einer Dichtung 59 dicht aufliegt und mit einem Anschluss 21 für eine Saugleitung und mit einem Druckmesser 23 versehen ist.
Mit dieser Anordnung wird wie folgt gearbeitet : Zuerst wird der Kopf 18c unter der Giesspfanne B mittels der Befestigungsvorrichtung 28 angebracht und mit der Saugvorrich. ung verbunden. Er ist dabzi über die Verlängerung 57 des Eingusstrichters 54,55 gesteckt.
Vor dem Anheben des Stopfens 6 wird über den Anschlussstutzen 40 des Kopfes 18c abgesaugt. Dabei wird die in der feuerfesten Auskleidung 55, in den Verbindungskanälen 53, in den verschiedenen Dichtungen, in den gegebenenfalls vorhandenen Kokillenaufsätzen sowie in den Überzügen, mit denen die Kokillen versehen sein können, vorhandene Feuchtigkeit abgesaugt. Der Sog, der so stark als möglich eingestellt wird, wirkt auch auf die weniger dicht aneinanderliegenden feuerfesten Teile, insbesondere auf die Stossstellen der Ringe des Eingusstrichters und der hohlen Steine der Verbindungskanäle, die im allgemeinen mit wasserlöslichen Klebemitteln behandelt sind.
Bei angestellter Absaugung wird gegossen. Das Metall fliesst im Giess strahl J3 nach unten durch die Verbindungskanäle 53 und steigt in den Kokillen C3 auf, wobei sich in allen parallel geschalteten Kokillen derselbe Flüssigkeitsspiegel N - N einstellt. In jeder Kokille wird dann abgesaugt, u. zw. entweder, falls ein Deckel 58 vorgesehen ist, aus dem Anschlussstutzen 21, oder, falls eine Abschlussvorrichtung mit mit Rohr 13b gemäss Fig. 6 vorgesehen ist, aus den Stutzen 40 und 21. Hiebei überwacht man die Entgasung mit den Druckmesser 23 und 42.
Sobald das Metall in die Kokillen einzutreten beginnt, bildet sich vom Spiegel M - M im Eingusstrichter zum Spiegel N - N in den Kokillen eine Flüssigkeitsbrücke, so dass der Sog um den Giessstrahl J3 im Eingusstrichter praktisch nicht mehr in den Kokillen bemerkbar ist, jedoch seine entgasende Wirkung auf die Umgebung des Giessstrahles ausübt, bis dieser das Niveau P - P am Ende des Füllvorganges erreicht. In diesem Augenblick stellt sich im Eingusstrichter 54,55 und in den Kokillen C3 derselbe Flüs- sigktpgp'P-P ein. da infolge des Aulhörens des Eingiessens die dynamische Wirkung des Giessstrahles Js aussetzt.
Beispiel 4: Gespannguss von beruhigtem Stahl.
In diesem Falle kann jede Kokille, wie es links in Fig. 7 dargestellt ist, mit einer einfachen flachen Stahlplatte 60 versehen werden, die ohne Dichtung auf dem Oberteil der Kokille Cs ruht, wobei aber ein
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gemeinsamer Eingusstrichter gemäss Fig. 7 vorgesehen ist.
Unter dem Einfluss der restlichen heissen Gase, die dem in jeder Kokille enthaltenen Metall entströmen, hebt sich die Platte 60 leicht an, um etwas Gas entweichen zu lassen, falls nicht durch eine leichte, durch die Hitze hervorgerufene Krümmung dieser Platte ein freier Durchgang für die Gase entsteht.
Selbst wenn dem Metall nur wenig Gas entströmt, steht es doch zufolge der hoheii Innentemperatur unter einem ausreichenden Druck, so dass keine Aussenluft in die Kokille eindringen kann.
Falls Giesspfannen od. dgl. mit mehreren Ausgussöffnungen vorgesehen sein sollten, sei es zum Gie- ssen mehrerer Blöcke oder zur Herstellung eines. einzigen grossen Blocks, so ist für jede Ausgiessöffnung
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PATENTANSPRÜCHE ;
1. Verfahren zum Giessen von Blöcken u. dgl. aus Eisen oder Eisenlegierungen, insbesondere aus Stahl, bei dem der Giessstrahl von einem Rohr umhüllt in die Kokille od. dgl. eingeführt wird, dadurch gekennzeichnert, dass vor und bei Beginn des Gusses in dem den Giessstrahl umhüllenden Rohr (13, 13a, 13b, 54 ;
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sowie während des Erstarrungsvorganges Rohr und Kokille unter Saugwirkung gesetzt werden.