Verfahren zur Herstellung von Netallblöeken in senkrechter, sich drehender Kokille. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Metallblöcken, insbesondere aus Stahl und Flusseisen in senkrechter; sich drehender Kokille, deren Drehgeschwindig keit während des Eingiessens allmählich und gleichmähig gesteigert wird. Nach dem Ver fahren können sowohl Massiv-, als auch Hohlblöcke hergestellt werden.
Volle Metallblöcke sind bisher meistens in der Weise gegossen worden, dass das Metall in eine ruhende Kokille eingegossen wurde. Dabei haben sich nun verschiedene Übelstände herausgestellt. Bei diesem Ver fahren blieben die meisten schlackenartigen und sonstigen Verunreinigungen in dein Me tall verteilt eingeschlossen und ausserdem bildeten sich beim Erstarren Seigerungen und Lunker, die eine erhebliche Qualitäts verminderung und Materialverlust herbeiführ ten. Dadurch ergab sich ein grosser Ausfall und Verteuerung der Fabrikation.
Es ist nun bekannt, um diese Übelstände zu vermeiden, derartige Hohlblöcke in Ko- killen zu giessen, die entweder nach dem Eingiessen des Metalles oder auch schon vorher in Drehung versetzt wurden, wie es in ähnlicher Weise beim Guss von Hohl blöcken ausgeführt wurde.
Es wurde zum Beispiel die Form oder Kokille mit geschmolzenem Metall teilweise gefüllt und dann in Drehung versetzt und während dieser Drehung wurde dann weiter Metall eingelassen bis die Form vollständig gefüllt war. Derartige Formen waren auch bereits mit einem Deckel und einem Aufsatz versehen mit einer sich nach oben erwei ternden Öffnung.
Dieses Verfahren, bei dem also ein Teil des Metalles bereits in die stillstehende Kokille eingegossen wird, hat den Mangel, dass sich am Umfang des Blockes ein Rand oder Absatz bildet, der das Fabrikat in den meisten Fällen für die Weiterverarbeitung unbrauchbar macht. Wenn nun, nachdem die Kokille in Drehung versetzt worden ist, weiter Metall eingegossen wird, so entstehen auch hierbei in dem fertigen Produkt, weil mit gleichbleibender Drehgeschwindigkeit ge arbeitet wird, Fehler.
Das in die Kokille eingegossene Metall, das beispielsweise bei Stahl eine Temperatur von 1600 hat, kommt einmal mit dem schon etwas erkalteten, vorher in die ruhende Kokille elngegossenen Metall und dann auch mit der im Verhältnis zu der Temperatur des Metalles selbst bei Anwärmung als kalt zu bezeichnenden Ko kille in Berührung. Hierbei verbindet sich das heissere Metall nicht vollkommen mit dem kälteren Metall. Es entstehen sogenannte Kaltschweissen, die, wie die Erfahrung ge zeigt hat, in dem fertigen Produkt Riss- und Schalenbildungen ergeben, die das Produkt für die Weiterverarbeitung unbrauchbar machen, besonders dann, wenn aus dem Produkt durch weitere Bearbeitung Hohl körper etwa im Walzverfahren hergestellt werden sollen.
Nach einem weiteren Vorschlage hatte man das flüssige Metall in eine senkrecht stehende, in Umdrehung versetzte Kokille eingegossen und war dabei in der Weise vorgegangen, dass zwecks Herstellung von Vollblöcken die Kokille in langsame Um drehung versetzt wurde, während sie zwecks Herstellung vor) Hohlblöcken in schnelle Umdrehung versetzt werden sollte.
Nach einem andern Verfahren wird die Kokille während des Eingiessens einer be stimmten Menge Metall in langsame Drehung und nach vollständigem Eingiessen dann in schnelle Umdrehung versetzt.
Auch diese Verfahren weisen die den erstgenannten Verfahren zugesprochenen Män gel auf, da auch bei ihnen entweder mit während des Giessens gleichbleibender Um drehungsgeschwindigkeit gearbeitet wurde oder aber ein Geschwindigkeitswechsel nach dem Eingiessen der für den zu giessenden Körper in Frage kommenden Metallmenge erfolgte. Einwandfreie Blöcke können auf diese Weise nicht erhalten werden. Die Fehler rühren daher, dass, wenn während des Giessens mit gleichbleibender Geschwin- digkeit gearbeitet wird; entweder die Dreh geschwindigkeit für den beginnenden Guss zu schnell oder- für den letzten Teil des Giessens zu langsam ist. Ein plötzlicher Ge schwindigkeitswechsel bedingt die Bildung von Absätzen oder dergleichen an der Aussenhaut, die die weitere Verarbeitung des Blockes erschweren.
Es ist auch bereits versucht worden, Hohlblöcke durch Schleuderguss in der Weise herzustellen, dass das Metall in eine senk recht stehende, sich drehende Kokille einge gossen, die Kokille dann in wagrechte Lage gebracht und weiter gedreht wurde. Dieses Verfahren hat sich aber einmal wegen seines allzu verwickelten und dahe: schwierigen und teuren Betriebes und durch die hohen Anlagekosten in die Praxis nicht einbürgern können. Es war mit diesem Verfahren nicht möglich, Blöcke aus Stahl oder Flusseisen in der Weise zu erzeugen, dass sie für die Weiterverarbeitung brauchbar waren.
Das Verfahren gemäss der Erfindung kann zum Beispiel in der Weise ausgeführt werden, dass die Steigerung der Geschwin digkeit von der Menge und Art des zrr ver- giessenden DZetalles abhängig gemacht wird, weil bei einer kleinen Menge das Metall die Geschwindigkeit der sich drehenden Ko kille schneller annimmt, als bei einer grö sseren und ebenso bei einem dünnflüssigen Metall schneller als bei einem dickflüssigen. Die Höchstgeschwindigkeit kann zur Her stellung von Massivblöcken derart begrenzt werden, dass es nicht zur Bildung eine. Hohlblockes kommt.
Man erhält so einen Block, der ein durchaus dichtes, fehlerfreies und gleich mässiges Gefüge besitzt, wodurch er sich für die Weiterverarbeitung und Herstellung von Fabrikaten höchster Qualität eignet. Die Änderung der Cxeschwirrdigkeit während des Giessens macht es auch möglich, die Wand stärke eines Hohlblockes in solchen Abmes sungen zu erhalten, da?) die spezifisch leich teren Verunreinigungen, wie Schlacken und Gase, nicht durch zu schnell erstarrendes Metall eingekapselt und festgehalten werden, sondern ihnen Zeit gelassen wird, sich durch das spezifisch schwerere, infolge der Zentri fugalkraft nach aussen gedrängte Metall nach der Innenwand des Hohlblockes ver drängen zu lassen, wodurch den Gasen Ge legenheit gegeben wird, zu entweichen.
Ausserdem wird durch die von der Aussen wand nach der Innenwand fortschreitende Erstarrung der Metallmasse die Bewegung für die Verunreinigungen nach der Innen fläche des Hohlblockes durch das noch flüs sige Metall hindurch gefördert.
Bei der Herstellung von Massivblöcken werden die Verunreinigungen in dem noch flüssigen Metall allmählich nach oben in den sogenannten verlorenen Kopf geschwemmt.
Die Entgasung des Metalles ist bei dem vorliegenden Verfahren, wie die Praxis ge zeigt hat, schnell und besser zu erzielen, als bei bekannten Verfahren, namentlich bei dem bisher verwendeten wagrechten Guss, da bei diesem das spezifische Gewicht des Metalles nicht in dem Masse auf die, Aus scheidung der Verunreinigungen einwirken kann wie bei dem senkrechten Gruss.
Bei der Herstellung von Massivblöckeii verfährt man zum Beispiel in der Weise, dass in die zunächst in langsame Drehung versetzte Kokille das Metall in fortlaufendem Strom eingegossen und die Umdrebungsge- .ichwindigkeit während des Eingiessens nach und nach gleichmässig gesteigert wird bis zu einem bereits erwähnten Höchstmass, das sich nach der) Abmessungen des Blo#-kes und der Art des Metalles richtet.
Bei die sem Vorgang wird der Scheitel des durch die Umdrehung in der Flüssigkeit erzeugten Paraboloids entsprechend zum Zulauf des Materials in die Höhe gehoben, so dass der Block sich allmählich von unten nach oben zu einem Vollblock ausbildet. Im weiteren Verlauf des Giessens wird der Scheitel des Paraboloids schliesslich ganz aus dem für die Verarbeitung bestimmten Blockteil her aus und in den sogenannten verlorenen Kopf gebracht werden, so dass dadurch alle Ver- unreinigungen ausserhalb des für die Weiter verarbeitung zu verwertenden Blockteils sich befinden.
Auf der Zeichnung ist eine Kokille, wie sie zu der Ausführung des Verfahrens be nutzt werden kann, in einem Ausführungs beispiel dargestellt.
Die Kokille a besitzt einen Deckel b mit einem zentralen rohrförmigen Aufsatz c. Wie punktiert angedeutet, ist durch diesen Auf satz die Möglichkeit geschaffen, den die Verunreinigungen enthaltenden Teil des Pa- raboloids allmählich in diesen Aufsatz hin einzubringen. Dabei tritt, wie die Zeichnung angibt, eine Verkleinerung der parabolischen Höhlung ein. .
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, weist der Aufsatz eine zylindrische Höhlung auf; die sich nach oben auch verjüngen kann. Dadurch unterscheidet sich dieser Aufsatz von bekannten Aufsätzen beim Schleuderguss, bei denen eine Erweiterung nach oben ein tritt. Wenn eine Erweiterung vorhanden ist, so wird, wenn das Metall etwa schon in den Aufsatz eingetreten \ist, dasselbe heraus geschleudert. Dies wird durch die Verenge- rung des Aufsatzes vermieden und es wird, wie punktiert angedeutet, die Möglichkeit geschaffen, den die Verunreinigungen ent haltenden Teil des Paraboloides allmählich in den Aufsatz hineinzubringen.
Dabei tritt, wie erwähnt, infolge Verengerung des Auf satzes eine Verkleinerung der parabolischen Höhlung ein. Man könnte@gewünschtenfalls einen allmählichen Übergang aus dem gro ssen Kokillendurchmesser in den kleineren Durchmesser des Aufsatzes herbeiführen. Vorzugsweise wird der Aufsatz c im (Tegensatz zu den bekannten Aufsätzen bei Gussformen aus demselben Metall wie die Kokille hergestellt. Man kann den Aufsatz auch, wie bisher üblich, aus isolierendem, feuerfestem Material herstellen.
Bei der Herstellung von Hohlblöcken wird beispielsweise das Metall in die zu nächst in langsame Drehung versetzte Ko kille in fortlaufendem Strom eingegossen und die Umdrehungsgeschwindigheit nach und nach gleichmässig gesteigert. Nach Beendigung des Eingiessens wird die Ge schwindigkeit so lange erhöht, bis sich ein Hohlblock von überall nahezu gleicher Wand stärke gebildet hat.
Sobald die Ausscheidungen der Verunrei nigungen der Metallmasse beendet und das Metall bis zu einem gewissen Grade erstarrt ist, kann zur schnelleren Abkühlung des Hohlblockes ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel in den Hohlraum des Blockes eingebracht werden. Es wird dadurch be wirkt, dass der Block baldmöglichst aus der Kokille entfernt und diese zu dem nachfol genden Guss verwendet werden kann.