DE1065575B - Nichtausgekleidete kühlmantellose Kokille für ein im kontinuierlichen Kreislauf arbeitendes Schleudergießverfahren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Schleudergußkokillen zur Herstellung von Rohren und anderen rohrförmigen Körpern aus hochschmelzenden Metallen, wie Eisen und Stahl, und betrifft solche Kokillen, die vor dem Einbringen des geschmolzenen Metalls nicht mit einer Auskleidung aus Sand oder einem anderen feuerfesten Material versehen werden.

Das mit solchen Dauerformen arbeitende gebräuchlichste Gießverfahren ist das sogenannte De-Lavaud-Verfahren, bei welchem die nicht ausgekleideten Metallformen von außen wassergekühlt werden und zu diesem Zweck gewöhnlich einen äußeren Kühlwassermantel aufweisen.

Bei einem anderen Verfahren, das mit Dauerformen arbeitet, werden Formen verwendet, denen eine so große Wanddicke gegeben ist, daß sie dem eingegossenen geschmolzenen Metall genügend Wärme entziehen, so daß die Verwendung eines äußeren Kühlmantels nicht erforderlich ist und die Kokille höchstens von außen mit einem Kühlmittel besprüht wird.

Sowohl bei dem De-Lavaud-Verfahren als auch bei dem Verfahren, bei welchem luftgekühlte Formen mit großer Wanddicke benutzt werden, bildet die Form einen Teil der Gießmaschine.

Ein neueres Gießverfahren, bei welchem ebenfalls Dauerformen verwendet werden, besteht darin, daß eine Reihe von solchen Formen in vorerhitztem Zustand in einem kontinuierlichen Kreislauf aufeinanderfolgend durch die Gießmaschine geführt werden. Die bei diesem Verfahren verwendeten Formen sind weder mit einem Kühlwassermantel versehen, noch werden sie während des Gusses wassergekühlt, und die Dauer des Kreislaufes ist derart bemessen, daß, nachdem in einer Form der Reihe ein Rohr od. dgl. gegossen und aus der Form ausgestoßen worden ist, die Zeit, welche diese Form benötigt, um den ganzen Kreis zu durchlaufen, bevor sie wieder zur Gießmaschine gelangt, gerade ausreicht, um die Form auf die zum Gießen des nächsten Rohres od. dgl. in ihr benötigte Temperatur abkühlen zu lassen, wobei in gewissen +0 Fällen die Form, während sie den Kreis durchläuft, durch Besprühen mit Wasser zusätzlich gekühlt werden kann.

Bei einer für das vorstehend beschriebene, mit kontinuierlichem Kreislauf arbeitende Verfahren vorgeschlagenen Anlage sind die Formen vom Hauptteil der Maschine, welche die Gießeinrichtung enthält, unabhängig und können unter Umständen eine geringere Wanddicke aufweisen, als sie sonst bei luftgekühlten Dauerformen üblich ist. 5<>

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß solche dünnwandigen, kühlmantellosen und nicht ausgekleideten Dauerformen während des Gusses besonders stark der Gefahr einer Beschädigung ihrer inneren Oberfläche Nicht ausgekleidete

kühlmantellose Kokille

für ein im kontinuierlichen Kreislauf

arb eitendes Schleudergieß verfahren

Anmelder:
Allied Ironfounders Limited, London

Vertreter: Dr. E Wiegand, München 15,

und Dipl.-Ing. W. Niemann,
Hamburg 1, Ballindamm 26, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 27. März 1951

Hugh Herbert Monckton Milnes, London,
ist als Erfinder genannt worden

ausgesetzt sind, besonders an der Stelle, an welcher das geschmolzene Metall auf die Gießoberfläche auffließt. Die Folge davon ist, daß die Gießoberfläche der Form reißt oder springt und schließlich Spalte und Hohlräume erhält. Da die beschädigte Oberfläche einen Teil der Form selbst darstellt, ist verständlich, daß in die so gebildeten Spalten und Hohlräume Gießmetall eindringen und sich darin verfestigen kann.

Im Falle einer einstückigen Form, aus welcher das Gußstück nach der Verfestigung durch in axialer Richtung ausgeübten Druck ausgestoßen wird, führen die auf der Außenseite des Gußstückes durch das in die Spalte und Risse der Gießoberfläche der Form eingedrungene Metall gebildeten Auswüchse dazu, daß beim Ausstoßen des hergestellten Gußstückes die Form über die ganze Länge ihrer Innenseite gerieft wird, und diese Riefen verstärken dann die vorgenannten nachteiligen Erscheinungen bei den nachfolgenden Güssen mehr und mehr, so daß die hergestellten Gußstücke selbst eine zunehmend schlechtere Oberflächenbeschaffenheit aufweisen.

Zweck der Erfindung ist daher, diese schwerwiegenden Nachteile zu beheben und Mittel anzugeben, durch \velche die für ein im kontinuierlichen Kreislauf arbeitendes Schleudergußverfahren zu verwendenden, nicht ausgekleideten, kühlmantellosen Kokillen eine wesentlich erhöhte Lebensdauer erhalten, so daß stets Gußstücke mit einwandfreier Oberflächenbeschaffenheit erzielt werden.

909 628/343

Gemäß der Erfindung ist zu diesem Zweck eine solche nicht ausgekleidete, kühlmantellose Kokille an dem Ende, an welchem das geschmolzene Metall zugeführt wird, durch eine abnehmbar befestigte Hülse aus hitzebeständigem Material verlängert, deren Bohrung mit der Innenoberfläche der Kokille eine koaxiale Umlauffläche bildet, auf welche das geschmolzene Metall auffiießt, bevor es auf die Innenoberfläche der Form gelangt. Der Durchmesser der Bohrung der Hülse ist wenigstens an ihrem inneren Ende kleiner als der Durchmesser der Innenoberfläche der Form, so daß das innere Ende der Hülse sowohl die Dicke als auch die Länge des Gußstückes bestimmt.

Die Hülse besteht vorzugsweise aus Gußeisen, jedoch kann sie, je nach den vorliegenden Umständen, auch aus einem anderen geeigneten feuerfesten Material hergestellt sein.

Bei der Anwendung der Erfindung auf eine Dauerform, die aus zwei oder mehreren Teilen zusammengesetzt ist, die längs der Drehachse der Form trennbar sind, um den von beiden Enden der Form erfolgenden Guß von Muffenrohren, Rohrverbindungsstükken od. dgl. und das Entfernen solcher Gußstücke aus der Form zu erleichtern, kann eine Hülse gemäß der Erfindung an beiden Enden der Form vorgesehen sein.

Das Hauptmerkmal der Erfindung ist, daß die Hülse an der Kokille so angeordnet ist, daß das geschmolzene Metall zunächst auf die Bohrung der Hülse auftrifft, bevor es zur Gießoberfläche der Form gelangt. Wenn dann die Bohrung der Hülse durch das Auftreffen des geschmolzenen Metalls oder sonstwie beschädigt wird, dann bleibt diese Beschädigung auf die Hülse beschränkt, d. h., sie hat keinerlei Einfluß auf das Gußstück, weil die Bohrung der Hülse keinen Teil der Gießoberfläche der Form bildet. Überdies weist das Gußstück nach seinem Entfernen aus der Form stets eine einwandfreie Außenseite auf. Die Hülse kann über sehr lange Zeiträume verwendet werden, weil, selbst wenn sie mit der Zeit reißt und springt, sie keinen Einfluß auf die Beschaffenheit des Gußstückes ₊₀ hat.

Auf Grund des Umstandes, daß die Hülse von der Form abnehmbar ist, wenn ihre Abnutzung so groß werden sollte, daß sie die Wirksamkeit des Gießvorganges herabsetzen würde, kann die abgenutzte Hülse rasch und leicht durch eine neue oder wieder instand gesetzte Hülse ersetzt werden. Dieser Umstand ist von besonderer Wichtigkeit bei der kontinuierlich arbeitenden Anlage der oben beschriebenen Art, bei welcher eine Mehrzahl von Formen sich gleichzeitig in dem Kreislauf befinden und die Abnutzung der Hülsen der verschiedenen Formen unter Umständen nicht gleichmäßig ist, so daß die Auswechslung einer abgenutzten Hülse ohne Unterbrechung des Betriebes vorgenommen werden kann.

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Es ist bekannt, bei einem Schleudergießverfahren, das jedoch nicht im kontinuierlichen Kreislauf arbeitet, vor der eigentlichen, mit feuerfestem Material ausgekleideten Schleudergießform, die sich zu ihrem Ende konisch erweitert, einen \^erteiler anzusetzen, in welchen das flüssige Metall zunächst hineinläuft und dann in die eigentliche Form weiterfließt. Bei einer Sonderausführung eines solchen vorgesetzten Verteilers hat dieser einen Innendurchmesser, der größer als der Innendurchmesser der eigentlichen Schleuderform ist.

Gemäß einem älteren Vorschlag ist an einer Schleudergießform mit einer Auskleidung aus losem körnigen Stoff eine sich von außen nach innen konisch erweiternde Einlaufrinne mit flanunenbogenförmigem Profil vorgesehen, wobei der Werkstoff seitlich der Formachse unter Ablenkung eingebracht und dadurch dem Strom des flüssigen Metalls eine besondere Bewegung erteilt wird.

Diese vorgekennzeichneten Maßnahmen konnten für die vorliegende Erfindung keine Anregung geben; die Verwendung einer abnehmbar befestigten Hülse aus hitzebeständigem Material ließ erwarten, daß die vergrößerte Länge der Form die gleichmäßige Verteilung des Metalls über die Formfläche unmöglich machen würde, wenn das Einlaufen in eine Form in waagerechter Richtung aus einem festen Auslauf oder einem solchen mit nur kleiner Rückbewegung erfolgt. Weiterhin ist die Temperatur des Metalls ein noch wichtigerer Faktor bei solchen Verfahren mit aus hoch schmelzenden Metallen bestehenden und nicht ausgekleideten kühlmantellosen Dauerformen im Vergleich zu denjenigen Verfahren, welche schräge Formen aufweisen, die mit einer langen Gieß rinne versehen sind.

Außerdem entstehen turbulente Strömungen, da das Metall von dem Ansatz in das Innere der Form hineingeschleust werden muß, und man hätte erwarten können, daß dadurch die Struktur des Gießstückes nachteilig beeinflußt werden würde.

Die Fachwelt ist auch bisher an der Verwendung einer solchen abnehmbar befestigten Hülse aus hitzebeständigem Material für in kontinuierlichem Kreislauf arbeitende Schleudergießverfahren zur Herstellung von Rohren od. dgl. vorbeigegangen. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß durch die Verwendung einer abnehmbar befestigten Hülse aus hitzebeständigem Material, deren Bohrung eine mit der Innenoberfläche der nicht ausgekleideten Form koaxiale Umlauffläche bildet und bei der der Durchmesser der Bohrung der Hülse wenigstens an ihrem inneren Ende kleiner als der Durchmesser der Innenoberfläche der Form ist, völlig einwandfreie Rohre od. dgl. hergestellt werden können. Es ergab sich des weiteren der wesentliche Vorteil, daß Gußstücke, wie Rohre u. dgl., von gleichbleibend glatter, einwandfreier Oberflächenbeschaffenheit längere Zeit in der gleichen Kokille erzeugt und welche ohne weitere mechanische oder sonstige Bearbeitung verwendet oder auch überzogen (emailliert) werden können.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Teilschnitt durch das Ende einer einstückigen Schleudergußform gemäß der Erfindung;

Fig. 2, 3 und 4 sind ähnliche Ansichten von abgeänderten Ausführungsformen;

Fig. 5 ist eine ähnliche Ansicht, welche die Anwendung der Erfindung auf eine mehrteilige Schleudergußform veranschaulicht.

Bei der praktischen Durchführung der Erfindung kann gemäß einer Ausführungsform und in Anwendung der Erfindung auf eine einstückige Schleudergußform zur Herstellung von Rohren od. dgl. von z. B. 100 mm Innendurchmesser die Form einen Außendurchmesser von etwa 190 mm und einen Innendurchmesser entsprechend dem Außendurchmesser des herzustellenden Gußstückes, z. B. einen solchen von 112 mm, haben.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist in das gießseitige Ende 2 der Form \, die eine erweiterte Bohrung 3 von etwa 124 mm Durchmesser besitzt, eine Hülse 4 eingepreßt, die eine Bohrung 5 aufweist, deren Durchmesser kleiner als der der Innenoberfläche der Form 1 ist, welcher dem Außendurchmesser des herzustellenden Gußstückes entspricht. Die Hülse 4, die in die erweiterte Bohrung 3 der Verlängerung 2 des Form-

Claims (5)

körpers eingeschoben ist stößt an einer Schulter 6 am inneren Ende der Bohrung 3 an, so daß das innere Ende 7 der Hülse 4 ein Widerlager am Vorderende der eigentlichen Gießoberfläche der Form bildet, welches den Rückfluß von Metall verhindert und die Länge und die Wanddicke des Gußstückes bestimmt. Die Hülse 4 kann in der Bohrung 3 mittels eines Ringes 8 gehalten werden, der eine sich nach außen erweiternde Bohrung 11 besitzt und am Ende 2 der Form 1 mit Hilfe von Schrauben 9, die in ein Formende 2 vorgesehene Gewindebohrungen 10 eingeschraubt sind, befestigt ist, wobei der Ring 8 am Außenende der Hülse 4 anliegt. Bei der in Fig. 2 wiedergegebenen abgeänderten Ausführungsform hat die Hülse 4 eine kegelig ausgebildete Bohrung 12, die am inneren Ende 7 der Hülse einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der der Innenoberfläche der Form 1. Das Außenende 15 der kegeligen Bohrung kann einen Durchmesser haben, der größer ist als der der Innenoberfläche der Form 1. Um das Einsetzen der Hülse 4 zu erleichtern, kann ein Teil von ihr, der sich von dem inneren Ende aus erstreckt, auf der Außenseite kegelförmig ausgebildet sein, wie dies bei 13 angedeutet ist. Die Hülse 4 kann an ihrem Außenende mit einem ein Stück mit ihr bildenden Flansch 14 versehen sein, mittels dessen sie am Ende der Form 2 z. B. mit Hilfe von Schrauben 9 befestigt werden kann, die in Gewindebohrungen 10 des Formendes 2 eingreifen. Bei der in Fig. 3 dargestellten abgeänderten Ausführungsform weist Ende 2 der Form 1 eine Bohrung auf, die eine Fortsetzung der Innenoberfläche der Form bildet. Die Hülse 4, deren Bohrung 5 einen Durchmesser besitzt, der kleiner ist als die Bohrung des herzustellenden Gußstückes, ist in die Bohrung des Formendes 2 eingepaßt. In diesem Fall kann die Hülse 4 auch mit einem ein Stück mit ihr bildenden Flansch 16 ausgebildet sein, der sich gegen das Ende 2 der Form 1 legt und daran z. B. mit Hilfe von Schrauben 9 befestigt werden kann, die in Gewindebohrungen 10 in dem Formende 2 eingreifen. Bei der in Fig. 4 wiedergegebenen abgeänderten Ausführungsform wird das Ende 2 der Form 1 unmittelbar von einer Hülse 17 gebildet, die an ihrem Innenende einen ein Stück mit ihr bildenden Flansch 19 aufweist, der sich am Ende der Form 1 abstützt und daran z. B. mit Hilfe von Schrauben 9 befestigt werden kann, die in Gewindebohrungen 10 in der Form 1 eingreifen, so daß die Hülse 17 von dem Ende der Form 1 vorragt und eine Verlängerung der Form 1 bildet. Die Bohrung 18 der Hülse 17 hat einen Durchmesser, der kleiner ist als der der Bohrung des herzustellenden Gußstückes. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist die Erfindung auch auf geteilte Schleudergußformen zum Gießen von Muffenrohren od. dgl. anwendbar. Bei dieser Ausführungsform ist eine von einei Hülse gemäß der Erfindung gebildete Verlängerung an jedem Ende der Form angeordnet. An dem einen Ende der Form, welches dem Spitzende des herzustellenden Muffenrohres entspricht, ist eine Verlängerung in Gestalt eines zylindrischen Gliedes befestigt, in das eine Hülse 4, wie oben beschrieben, eingesetzt ist. Diese Hülse 4 kann eine Bohrung haben, deren Durchmesser kleiner ist als der der Innenoberfläche 21 der Form 20, und bzw. oder es kann ein ringförmiger Teil 23, welcher die Wandstärke und das Ende des Gußstückes bestimmt, zwischen Hülse 4 bzw. die Verlängerung 22 und die Form 20 eingeschaltet sein. An dem anderen Ende 25 der Form 20, welches dem Muffenende des herzustellenden Gußstückes entspricht, ist eine Verlängerung 24 befestigt. Diese Verlängerung ist ebenfalls mit einer Hülse 4 der oben beschriebenen Art versehen. Zur Bildung der Muffe dient ein Kern 26, durch welchen das Metall von der Verlängerung 24 in die Form 20 fließt. Patentansprüche:

1. Nicht ausgekleidete, kühlmantellose Kokille für ein im kontinuierlichen Kreislauf arbeitendes Schleudergießverfahren zur Herstellung von Rohren od. dgl. aus hochschmelzenden Metallen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokille an dem Ende, an welchem das geschmolzene Metall zugeführt wird, durch eine abnehmbare befestigte Hülse aus hitzebeständigem Material verlängert ist, deren Bohrung mit der Innenoberfläche der Kokille eine koaxiale Umlauffläche bildet, und daß der Durchmesser der Bohrung der Hülse wenigstens an ihrem inneren Ende kleiner als der Durchmesser der Innenoberfläche der Kokille ist.

2. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse eine sich parallel zur Innenoberfläche der Kokille erstreckende Wandung hat und in die Innenoberfläche der Kokille eingepaßt ist.

3. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung der Hülse sich in axialer Richtung von innen nach außen erweitert.

4. Kokille nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse auf der Außenseite konisch ausgebildet ist.

5. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an ihren beiden Enden eine abnehmbar befestigte Hülse angeordnet und an einem Kokillenende zwischen Hülse und Kokille ein Ring eingeschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 522 595, 767 418;
britische Patentschrift Nr. 428 157;
französische Patentschrift Nr. 974 177.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

& 909 628/343 9.