DE1164605B - Method and device for the falling casting of metal - Google Patents
Method and device for the falling casting of metalInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4057WW PATENTAMT Internat. Kl.: B 22 d FEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN 4057WW PATENT OFFICE Internat. Class: B 22 d
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Deutsche Kl.: 31c-12/01 German class: 31c-12/01
Jefz» Kl, M, 1V* Pat. BI.VÖ 12 1.Jefz »Kl, M, 1 V * Pat. BI.VÖ 12 1.
1164 605 4^Li4
U 7463 VI a/31 c
16. September 1960
5. März 19641164 605 4 ^ Li 4
U 7463 VI a / 31 c
September 16, 1960
March 5, 1964
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum fallenden Gießen von Metall aus einer Gießpfanne in eine Gießform unter Ausschluß der Einwirkung der Atmosphäre auf das Metall durch Schutzgas.The present invention relates to a method and an apparatus for falling casting Metal from a ladle into a casting mold with the exclusion of the atmosphere on the Metal by inert gas.
Im allgemeinen wird eine den geschmolzenen Stahl enthaltende Gießpfanne mit einem Bodenauslaß oberhalb einer Gießform angeordnet. Der Gießstrahl wird dann in die Form hineingerichtet, bis eine entsprechende Menge eingegossen ist, worauf der Gießstrom unterbrochen und die Gießpfanne zur nächsten Form bewegt wird. Beim ersten Auftreffen des Gießstrahles auf den Boden der Form spritzt das flüssige Metall gegen die Wände der Form, an der die Metallspritzer anhaften und erstarren. Befindet sich in der Form Luft, oxydieren die Metallspritzer, und beim Ansteigen des Gießspiegels schmelzen die erstarrten Metallspritzer nicht wieder auf, um sich mit dem geschmolzenen Strahl zu vereinigen, sondern haften weiter an der Form an und bilden mangelhaft gebundene Schorfstellen auf den Seiten des gegossenen Blockes.Generally, a ladle containing the molten steel is used with a bottom outlet above arranged in a mold. The pouring stream is then directed into the mold until an appropriate one Amount is poured, whereupon the pouring flow is interrupted and the ladle to the next Shape is moved. When the pouring stream hits the bottom of the mold for the first time, the liquid splashes Metal against the walls of the mold, to which the metal splashes adhere and solidify. Located in the Form air, the metal splashes oxidize, and when the pouring level rises, the solidified ones melt Metal splashes do not reappear to merge with the molten stream, but adhere continue to adhere to the shape and form poorly bound scabs on the sides of the cast Blocks.
Eine weitere bei der herkömmlichen Gießtechnik anzutreffende Schwierigkeit ist die Adsorption von Sauerstoff aus der umgebenden Atmosphäre durch den aus der Gießpfanne ausfließenden geschmolzenen Strom. Die aus einer derartigen Adsorption herrührenden Oxyde werden über den ganzen Block verteilt und führen zu metallurgischen Fehlern, die die mechanischen, chemischen und elektrischen Eigenschaften des Erzeugnisses vermindern.Another difficulty encountered with conventional casting technology is adsorption of Oxygen from the surrounding atmosphere through the molten substance flowing out of the ladle Current. The oxides resulting from such adsorption are all over the block distributed and lead to metallurgical defects affecting the mechanical, chemical and electrical Reduce the properties of the product.
Ist Metall hoher Reinheit erforderlich, beispielsweise bei der Herstellung genau bemessener Flugzeugteile, sind die obenerwähnten Einschlüsse im Stahl in hohem Maße unerwünscht. Hersteller und Konstrukteure von Flugzeugteilen fordern fortgesetzt reinere und einschlußfreie Stähle.High purity metal is required, for example in the manufacture of precisely sized aircraft parts, the inclusions mentioned above are in the Steel is highly undesirable. Manufacturers and designers of aircraft parts continue to demand cleaner and inclusion-free steels.
Aufgabe der Erfindung ist die vollständige Abschirmung des fallenden Gießstrahles und des in die Gießform gelangenden Metalls gegen jeden Einfluß des Sauerstoffs der Luft mittels eines Verfahrens, das bei Gebrauch weniger mechanischer Hilfsmittel unbeschränkt für alle Gießpfannen und Gießformen angewendet werden kann.The object of the invention is the complete shielding of the falling pouring stream and into the Metal reaching the casting mold against any influence of oxygen in the air by means of a process, This is unlimited for all casting ladles and casting molds with the use of less mechanical aids can be applied.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, die Gießform vor dem Gießen mit Schutzgas anzufüllen,
das vom eintretenden Gießstrahl verdrängt wird und diesen umhüllt sowie den Gießspiegel abdeckt,
wobei gleichzeitig der Gießstrahl unterhalb des Bodenauslasses der Gießpfanne von einem auf ihn
gerichteten weiteren Schutzgasstrom umhüllt wird und beide Schutzgasströme sich zu einem den Strahl
Verfahren und Vorrichtung zum fallenden
Gießen von MetallAccording to the invention, it is proposed to fill the casting mold with protective gas before casting, which is displaced by the incoming pouring stream and envelops it and covers the pouring level, at the same time the pouring stream below the bottom outlet of the pouring ladle is enveloped by a further protective gas stream directed at it and both protective gas streams become one of the beam method and apparatus for falling
Casting of metal
Anmelder:Applicant:
Union Carbide Corporation, New York, N. Y.Union Carbide Corporation, New York, N.Y.
(V. SL A.)(V. SL A.)
Vertreter:Representative:
H. Kundoch, Rechtsanwalt,
Rodenkirchen bei Köln, Auenweg 14H. Kundoch, lawyer,
Rodenkirchen near Cologne, Auenweg 14
Als Erfinder benannt:
Leo Fred Keel, Emsworth, Pittsburgh, Pa.,
Maurice Frederick Hoffmann, Whippany, N. J.,
Ronald Jay McCullough, Hazlet, N. J.,
Peter Anthony McCormack,
Corona del Mar, Calif. (V. St. Α.),
Ronald Leadrew William Hohnes,
Downsyiew, Ontario (Kanada)Named as inventor:
Leo Fred Keel, Emsworth, Pittsburgh, Pa.,
Maurice Frederick Hoffmann, Whippany, NJ,
Ronald Jay McCullough, Hazlet, NJ,
Peter Anthony McCormack,
Corona del Mar, Calif. (V. St. Α.),
Ronald Leadrew William Hohnes,
Downsyiew, Ontario (Canada)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
V. St. ν. Amerika vom 16. September 1959V. St. ν. America September 16, 1959
(Nr. 840 270)(No. 840 270)
auf seiner ganzen Länge umhüllenden Schutzgasmantel vereinigen.Combine the protective gas jacket encasing it over its entire length.
Maßnahmen zur Verminderung des Zutritts von Luft zum Gießstrahl und/oder dem flüssigen Metall in der Gießform sind bereits seit Jahrzehnten in großer Anzahl gemacht worden, doch konnte sich keine Maßnahme in größerem Umfang in der Praxis durchsetzen, da in den meisten Fällen der Erfolg nur gering oder der erforderliche Aufwand an mechanischen Vorrichtungen und Schutzgas zu umfangreich ist.Measures to reduce the access of air to the pouring stream and / or the liquid metal in the mold have been made in large numbers for decades, but could Do not enforce a measure on a larger scale in practice, since in most cases only success low or the required expenditure on mechanical devices and protective gas too extensive is.
So ergibt das bekannte Abgießen von Metall im Vakuum zwar eine Unterbindung der Reaktion des flüssigen Metalls mit dem Sauerstoff der Luft. Die Durchführung dieses Verfahrens erfordert jedoch aufwendige Einrichtungen. Bei diesen Einrichtungen ist es bekannt, an der Unterdruckkammer im Durchlaß für das zu vergießende Metall eine abdichtende Membran, z. B. aus Stahlblech oder einem anderen Metall, vorzusehen, welche erst beim Einfüllen des Stahls durchschmilzt.The well-known casting of metal in a vacuum results in a suppression of the reaction of the liquid metal with the oxygen in the air. However, performing this procedure requires elaborate facilities. In these devices it is known to connect to the vacuum chamber in the passage for the metal to be cast a sealing membrane, e.g. B. made of sheet steel or another Metal, to be provided, which only melts when the steel is filled.
409 537/420409 537/420
i 164 605i 164 605
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Es ist auch schon vorgeschlagen worden, aliein F i g. 1 einen Längsschnitt einer Gießform, dieIt has also already been suggested that, as shown in FIG. 1 is a longitudinal section of a mold that
den Gießstrahl während des Abstiches und Abgießens zum Teil bereits mit Schutzgas gefüllt ist,the pouring stream is already partially filled with protective gas during tapping and pouring,
mit einem Mantel aus Schutzgas, z.B. Wasserstoff, Fig. 2 teilweise im Schnitt eine Gießpfanne undwith a jacket of protective gas, e.g. hydrogen, Fig. 2 partially in section a ladle and
Stickstoff, Argon, Koksofengas, od. dgl., zu umgeben. Gießform vor dem Gießvorgang,To surround nitrogen, argon, coke oven gas, or the like. Casting mold before the casting process,
Dies führte aber nur zu einer bedingten Verbesse- 5 F i g. 3 teilweise im Schnitt die Einrichtung nachHowever, this only led to a conditional improvement. 3 partially in section the device according to
rung, da der Gießstrahl in der Gießform mit der Luft F i g. 2 während des Gießvorganges,tion, since the pouring stream in the casting mold with the air F i g. 2 during the casting process,
in Berührung kommt. F i g. 4 im vergrößerten Maßstab eine Ansichtcomes into contact. F i g. 4 is a view on an enlarged scale
Ferner ist es bekannt, in dem Raum zwischen längs der Linie 4-4 nach F i g. 1 des Verteilerkopfes,It is also known, in the space between along the line 4-4 of FIG. 1 of the distributor head,
Gießpfanne und Gießform zur besseren Abschirmung F i g. 5 im vergrößerten Maßstab einen TeilschnittCasting ladle and casting mold for better shielding F i g. 5 shows a partial section on an enlarged scale
des Gießstrahles mit Schutzgas ein rohrförmiges io entlang der Linie 5-5 nach F i g. 3 undof the pouring stream with protective gas a tubular io along the line 5-5 according to FIG. 3 and
Zwischenstück vorzusehen, das mittels Sandtassen F i g. 6 eine Längsansicht, teilweise im Schnitt,Provide intermediate piece, which by means of sand cups F i g. 6 a longitudinal view, partly in section,
gegenüber der Atmosphäre und Gießpfanne sowie einer abgewandelten Ausführungsform der Einrich-compared to the atmosphere and ladle as well as a modified embodiment of the device
Gießform abgedichtet wird. Beim Gießen des Metalls tung nach der Erfindung.Casting mold is sealed. When casting the metal device according to the invention.
wird in das Zwischenstück das Schutzgas, z.B. Wie in Fig. 2 dargestellt, weist die EinrichtungIf the protective gas is in the intermediate piece, e.g. As shown in Fig. 2, the device
Argon, unter Druck eingeführt, das auf Grund der 15 zur Durchführung des Verfahrens nach der ErfindungArgon, introduced under pressure, based on FIG. 15 for carrying out the method according to the invention
Injektorwirkung des fallenden Gießstrahles in die eine Gießpfanne 10 zum Gießen geschmolzenen Me-Injector effect of the falling pouring stream into a pouring ladle 10 for pouring molten metal
Gießform gelangt. Hier sind ebenfalls die praktische tails auf. Im unteren Teil der Gießpfanne ist einCasting mold arrives. Here are the practical tails on too. In the lower part of the ladle is a
Anwendung des Verfahrens erschwerende mecha- Bodenauslaß 12 vorgesehen, aus dem ein MetallstromApplication of the method aggravating mecha- floor outlet 12 is provided, from which a metal stream
nische Vorrichtungen für die Abschirmung des flüssi- in eine vertikal darunter angeordnete Gießform 14Niche devices for shielding the liquid in a casting mold 14 arranged vertically below
gen Metalls erforderlich. so gerichtet wird. Ein Rohrstück 16 ist an der Unter-metal required. so is judged. A pipe section 16 is on the lower
Auch das Auffüllen der Gießform vor dem Gießen seite der Gießpfanne lösbar befestigt, umgibt denThe filling of the mold before the pouring side of the ladle is releasably attached, surrounds the
mit einem Schutzgas ist bekannt. Hierbei wird das Bodenauslaß 12 und bildet einen Schutzraum 17.with a protective gas is known. The floor outlet 12 is hereby and forms a protective space 17.
Schutzgas von unten in die Gießform eingeleitet und Das Rohrstück 16 kann, wie im einzelnen inInert gas introduced into the casting mold from below and the pipe section 16 can, as in detail in
die Zufuhr von Schutzgas beim Gießen unterbrochen, F i g. 5 dargestellt, mit nach außen stehenden An-the supply of protective gas interrupted during casting, FIG. 5, with outward
um das Entstehen eines Überdruckes in der Gießform 25 sätzen 18 versehen sein, die in geeignete Ausneh-in order to create an overpressure in the casting mold 25 sets 18 provided in suitable recesses
zu vermeiden. Da die Gießform auf der Eingießseite mungen innerhalb entsprechender Ansätze 20 passen,to avoid. Since the mold on the pouring side fits within corresponding approaches 20,
keine das Abströmen des Gases hindernde Ab- die an der Gießpfanne befestigt sind. Das Rohrstückno drains that are attached to the ladle and prevent the gas from flowing out. The pipe section
deckung aufweist, strömt das Gas beim Gießen 16 liegt an der Unterseite der Gießpfanne an, umhas cover, the gas flows when pouring 16 is on the underside of the ladle to
innerhalb kürzester Zeit aus der Gießform ins Freie, jeden möglichen Raum hierzwischen möglichst kleinOut of the mold into the open in a very short time, every possible space in between as small as possible
und der Luftsauerstoff kann sich während des groß- 30 zu halten, doch würde ein gewisser Abstand zwischenand the oxygen in the air can hold itself during the large- 30, but there would be a certain distance between
ten Teiles des Gießvorganges ungehindert mit dem dem Rohrstück und der Gießpfanne sich nicht nach-th part of the casting process unhindered with the pipe section and the pouring ladle
Gießstrahl und dem in der Gießform befindlichen teilig auf das Verfahren auswirken, sondern nur dieThe pouring stream and the part in the casting mold affect the process, but only the
flüssigen Metall verbinden. zur Abschirmung des Gießstrahles 19 erforderlicheconnect liquid metal. to shield the pouring stream 19 required
Ein anderes Verfahren sieht vor, die Gießform Menge an Schutzgas, z. B. Argon, erhöhen,Another method provides for the mold amount of inert gas, e.g. B. Argon, increase,
gegenüber der Atmosphäre abzuschließen und die 35 Das obere Ende des Rohrteiles 16 ist auf derto complete the atmosphere and the 35 The upper end of the pipe part 16 is on the
Gießform gegen das Eindringen von Luft mit einem Innenseite mit einer Ringleitung 24 versehen, dieCasting mold provided against the ingress of air with an inside with a ring line 24, which
Schutzgas unter vollständiger Verdrängung der in einen Gaskanal aufweist. Ein sich durch die WandHas protective gas with complete displacement in a gas channel. One through the wall
der Gießform befindlichen Atmosphäre mit Über- des Rohrstückes hindurch erstreckender GaseinlaßThe atmosphere located in the casting mold with a gas inlet extending through the pipe section
druck anzufüllen und beim Einfallen des Gießstrahles 26 verbindet den Gaskanal mit einer Schutzgasquelle,to be filled with pressure and when the pouring jet 26 falls it connects the gas channel with a protective gas source,
in die Gießform eine Sperre im Einlaß der Kokille 40 Eine Mehrzahl von öffnungen 28 in der Leitung sindin the mold a barrier in the inlet of the mold 40. A plurality of openings 28 are in the line
derart aufzuheben, daß das aus der Gießform strö- auf den Bodenauslaß 12 zu gerichtet, so daß dasto be lifted in such a way that the flow from the mold is directed towards the bottom outlet 12, so that the
mende Schutzgas den Gießstrahl umhüllt. Schutzgas die Luft wirksam verdrängen und dasMende shielding gas envelops the pouring stream. Inert gas effectively displace the air and that
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist Rohrstück 16 ausfüllen kann.According to a further proposal of the invention, pipe section 16 can be filled.
der den Gießstrahl bei seinem Austritt aus dem Entsprechend F i g. 2 hängen die Abmessungen des Bodenauslaß der Gießpfanne umhüllende Schutzgas- 45 Rohrstückes 16 von verschiedenen Faktoren ab: strom abwärts gerichtet und trifft sich mit dem auf- a) dem Durchmesser D des Bodenauslasses, b) dem wärts gerichteten Strom des aus der Gießform ver- Grad der Divergenz des Gießstrahles und c) der Tatdrängten Schutzgases oberhalb der Gießform. Da- sache, daß die Oberkante des Rohrstückes genau auf durch wird bewirkt, daß zwei gegeneinander strö- einen Teil der Oberfläche der Gießpfanne passen mende und sich in dem Raum zwischen Gießform 50 sollte, um hierzwischen den Spalt minimal zu halten, und Gießkopf vereinigende Schutzgasströme ge- Die Wirksamkeit der Argonatmosphäre beim Schutz schaffen werden, die die gesamte Oberfläche des des Gießstrahles hängt in erster Linie von der Lage flüssigen Metalls gegenüber der Atmosphäre ab- der Ringleitung ab, die möglichst nahe an den Gießschirmen, strahl heranreichen sollte, ohne diesen zu berühren. Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs- 55 Werden beispielsweise Bodenauslaßöffnungen von gemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen ungefähr 3 bis 8 cm Durchmesser benutzt, sollte der an der Unterseite der Gießpfanne angeordneten Gehäusedurchmesser D vorzugsweise zwischen unge-Düsenkranz und ein diesen Düsenkranz umgebendes, fähr zwischen 12 und 40 cm liegen. Die besten Schutz parallel zum Gießstrahl sich erstreckendes Rohr- gewährleistende Höhe h des Rohrstückes sollte so stück zur Führung des oberen Schutzgasstromes. 60 gewählt sein, daß sich die Unterkante des Rohr-Zweckmäßigerweise wird die Gießform oben mit Stückes nicht weiter als bis ungefähr 10 cm unter den einer Abdeckung verschlossen, die eine Öffnung zum Bodenauslaß erstreckt. Das bevorzugte Verhältnis Einführen einer mit einem Verteilerkopf versehenen der maximalen Höhe h zum Durchmesser D sollte 1 Gasleitung aufweist. nicht überschreiten.which the pouring stream at its exit from the corresponding F i g. 2, the dimensions of the protective gas pipe section 16 enveloping the bottom outlet of the pouring ladle depend on various factors: downstream directed and meets with the a) the diameter D of the bottom outlet, b) the downward flow of the flow from the casting mold the divergence of the pouring jet and c) the inert gas forced above the mold. The fact that the upper edge of the pipe section is exactly through causes two mutually flowing parts of the surface of the pouring ladle to fit and should be in the space between the casting mold 50, in order to keep the gap between them to a minimum, and protective gas streams combining the pouring head The effectiveness of the argon atmosphere in protecting the entire surface of the pouring stream depends primarily on the position of the liquid metal in relation to the atmosphere - the ring line, which should be as close as possible to the pouring screens, without blocking them touch. The apparatus for carrying out the Inventions 55 If, for example Bodenauslaßöffnungen of the method according is characterized used by about 3 to 8 cm diameter disposed at the bottom of the ladle housing diameter D should preferably be between unge-nozzle ring and this ring of nozzles surrounding, ferry between 12 and 40 cm. The best protection parallel to the pouring stream extending pipe ensuring the height h of the pipe section should piece to guide the upper shielding gas flow. 60 be chosen that the lower edge of the pipe-expediently, the casting mold is closed at the top with a piece no further than about 10 cm below a cover that extends an opening to the bottom outlet. The preferred ratio of introduction of a distributor head provided with the maximum height h to the diameter D should be 1 gas line. do not exceed.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungs- 65 Die geeignetste Lage der Ringleitung 24 innerhalbOther features, advantages and applications 65 The most suitable location of the ring line 24 within
möglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Be- des Rohrstückes 16, um den Raum 17 in geeigneterPossibilities of the invention result from the loading of the pipe section 16 to the space 17 in a suitable
Schreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammen- Weise mit Schutzgas zu füllen, ist durch den verti-Writing of exemplary embodiments in a combined way to fill with protective gas, is through the vertical
hang mit den Zeichnungen. Es zeigt kalen Abstand zwischen dem Bodenauslaß und derhang with the drawings. It shows the distance between the floor outlet and the
Unterseite der Gießpfanne bestimmt. Dieser Abstand sollte so eingehalten sein, daß, wenn das Rohrstück 16 an der Unterseite der Gießpfanne anliegt, sich die Leitung 24 ungefähr 0,6 cm unterhalb des Bodenauslasses befindet.Underside of the ladle determined. This distance should be maintained so that when the pipe section 16 rests against the underside of the ladle, the line 24 is approximately 0.6 cm below the bottom outlet is located.
Die Gießform 14 weist, wie in den Figuren veranschaulicht, im wesentlichen einen oben offenen Behälter zur Aufnahme des geschmolzenen Metalls während der Abkühlung und Erstarrung auf. Die Gießform kann dazu vorgesehen sein, Blöcke zu bilden, die nachfolgend gewalzt oder in anderer Weise verformt werden. Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich jedoch ebenso bei Gießformen zur Herstellung von Sandgußteilen im üblichen Gießereiverfahren benutzen.As illustrated in the figures, the casting mold 14 essentially has an open-topped container to absorb the molten metal during cooling and solidification. the Casting mold can be provided to form blocks that are subsequently rolled or otherwise Way to be deformed. However, the method according to the invention can also be used for casting molds Use the production of sand castings in the usual foundry process.
Eine für das Verfahren nach der Erfindung besonders geeignete Gießform besitzt einen Einlaß zur Einführung eines Schutzgases. Ein bevorzugtes Mittel zur Einführung des Schutzgases ist in den Fig. 1 und 4 veranschaulicht und besteht aus einer an eine nicht dargestellte Gasquelle angeschlossenen Gasleitung 30, die am unteren Ende einen Verteilerkopf 32 aufweist. Der Verteilerkopf 32 besitzt, wie in Fig. 4 veranschaulicht, ein Öffnungen 42 aufweisendes Mittelrohr 34, um Argon in einen Raum 33 einzuleiten, das mittels einer Außenhülle 36, einer an dieser befestigten oberen Platte 38 und einer den Endabschluß sowohl der Außenhülle 36 als auch der zentralen Leitung 34 bildenden unteren Platte 40 begrenzt ist. Der Raum 33 kann im wesentlichen mit einem gasdurchlässigen Material, beispielsweise Stahlwolle, oder einem porösen metallischen Material gefüllt sein, um das aus den Öffnungen 42 austretende Argon noch gleichmäßiger zu verteilen. Die Hülle 36 ist ebenfalls so ausgebildet, daß das Gas verhältnismäßig gleichförmig austritt, so daß nur eine minimale Gasturbulenz in der Gießform hervorgerufen wird. Eine bevorzugte Ausführungsform der Hülle 36 ist ein entsprechend geformter Zylinder aus Drahtgewebe. A mold particularly suitable for the method according to the invention has an inlet to the Introduction of a protective gas. A preferred means for introducing the protective gas is shown in FIG. 1 and FIG. 4 illustrates and consists of a gas line connected to a gas source, not shown 30, which has a distributor head 32 at the lower end. The distributor head 32 has, as in FIG 4 illustrates a central tube 34 having openings 42 for introducing argon into a space 33, that by means of an outer shell 36, an attached to this upper plate 38 and one the End closure of both the outer shell 36 and the lower plate 40 forming the central conduit 34 are limited is. The space 33 can substantially with a gas-permeable material, for example Steel wool, or a porous metallic material, can be filled around the emerging from the openings 42 Distribute argon even more evenly. The envelope 36 is also designed so that the gas is proportionate exits uniformly so that only minimal gas turbulence is caused in the mold will. A preferred embodiment of the sheath 36 is a correspondingly shaped cylinder made of wire mesh.
Der Verteilerkopf 32 und die Gasleitung 30 werden, wie in F i g. 1 veranschaulicht, vorzugsweise von oben in die Gießform eingesetzt, wobei der Verteilerkopf auf dem Boden der Gießform aufsitzt oder in dessen unmittelbarer Nähe angeordnet ist. Um das eingeführte Argon in der Gießform zu halten, ist über der Öffnung eine Abdeckung 44 angeordnet. Die Abdeckung 44 besteht aus einer Aluminiumfolie, die mittels eines Drahtes 46 befestigt werden kann.The header 32 and gas line 30 are, as shown in FIG. 1 illustrated, preferably from inserted into the mold at the top, with the distributor head sitting on the bottom of the mold or in whose immediate vicinity is arranged. To keep the introduced argon in the mold is A cover 44 is arranged over the opening. The cover 44 consists of an aluminum foil, which can be attached by means of a wire 46.
Das Verfahren nach der Erfindung umfaßt folgende Schritte: Die in F i g. 1 veranschaulichte Gießform wird zuerst mit einer Aluminiumfolie 44 abgedeckt. Der Verteilerkopf 32 und die Leitung 30 werden dann durch ein Loch in der Aluminiumfolie eingesetzt, um Argon an dem Boden der Gießform einzuführen.The method according to the invention comprises the following steps: The in F i g. 1 mold illustrated is first covered with an aluminum foil 44. The header 32 and the line 30 are then inserted through a hole in the aluminum foil to bring argon to the bottom of the casting mold to introduce.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung, das vorzugsweise Argon als Schutzgas verwendet, wird das Argon am Boden der Gießform gleichförmig verteilt und mit minimaler Turbulenz eingeführt, so daß sich das Argon vertikal durch die Gießform hindurch nach oben bewegen und sämtliche Luft aus der Gießform herausdrängen kann. Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft, da nur eine sehr geringe Mischung von Luft und Argon in der Gießform stattfindet, ein Umstand, aus dem sich sowohl hohe Leistungsfähigkeit als auch Wirtschaftlichkeit ergeben. Es wurde beispielsweise festgestellt, daß sich praktisch alle Luft aus der Gießform mit nur dem l,25fachen Volumen an Argon entfernen läßt, wenn dieses, wie oben beschrieben, eingeführt wird. Dies steht in krasssem Gegensatz zu dem 7- bis lOfachen Volumen an Schutzgas, das üblicherweise erforderlich wäre, um aus einer äquivalenten Gießform die Luft mittels eines Schutzgasstrahles zu verdrängen, der in die Gießform hineingerichtet wird und eine übermäßigeIn the method according to the invention, which preferably uses argon as protective gas, this is Argon is evenly distributed at the bottom of the mold and introduced with minimal turbulence so that move the argon vertically up through the mold and remove all air from the mold can push out. This method is particularly advantageous as there is only a very small mixture of air and argon in the mold takes place, a circumstance that gives rise to both high efficiency as well as profitability. For example, it has been found that practically all air Can be removed from the mold with only 1.25 times the volume of argon, if this, as described above, is introduced. This is in stark contrast to the 7 to 10 times the volume Protective gas that would normally be required to remove the air from an equivalent casting mold to displace a protective gas jet that is directed into the mold and an excessive
ίο Turbulenz und Mischung der Gase bewirkt.ίο causes turbulence and mixing of the gases.
Unmittelbar, vorzugsweise nicht länger als 2 Minuten, nach Entfernen der Luft aus der Gießform wird die das geschmolzene Metall enthaltende Gießpfanne 10 über die mit Argon gefüllte Gießform 14 gebracht (F i g. 2), wobei der Bodenauslaß 12 mit der oberen öffnung der Gießform ausgerichtet ist. Nun wird Argon in die Ringleitung 24 geleitet, um praktisch alle Luft aus dem Rohrstück 16 und dem Spalt 48 zwischen Rohrstück 16 und der Abdeckung zu verdrängen. Der Argonfluß wird dann mindestens 8 bis 10 Sekunden aufrechterhalten, ehe der Gießstrahl 19 durch Wegnahme eines entsprechenden Stopfens freigegeben wird.Immediately, preferably no longer than 2 minutes, after the air has been removed from the mold the casting ladle 10 containing the molten metal is moved over the casting mold 14 filled with argon brought (Fig. 2), wherein the bottom outlet 12 is aligned with the upper opening of the mold. so argon is passed into the ring line 24 to remove practically all of the air from the pipe section 16 and the gap To displace 48 between the pipe section 16 and the cover. The argon flow is then at least 8 Maintained up to 10 seconds before the pouring stream 19 by removing a corresponding stopper is released.
Die Gießpfanne 10 befindet sich in geeigneter Gießstellung, wenn die untere Kante des Rohrstückes 16, wie bei 48 angedeutet, einige Zentimeter von der Abdeckung entfernt ist. Vorzugsweise wird ein gewisser Spalt 48 aufrechterhalten, so daß durch Eintritt geschmolzenen Metalls verdrängtes Gas zur Atmosphäre entweichen kann. Dieses entweichende Gas besteht nicht nur aus Argon, sondern auch in geringem Umfang aus Gasen, die von dem Metall ausgehen. Es wurde festgestellt, daß zur Verhinderung von Infiltration unerwünschter Gase zurück in die mit Argon gefüllte Gießform während des Gießens die Austrittsgeschwindigkeit des durch den Spalt 48 hindurchtretenden Gases mindestens 7,6 cm/sec betragen muß. Wo freilich die in der Nachbarschaft der Gießstelle vorherrschenden Bedingungen, beispielsweise starker Windzug, einen ordnungsgemäßen Gasfluß aus der Form heraus hindern, ist es erforderlich, den Gasfluß aus der Leitung 24 heraus zu erhöhen.The pouring ladle 10 is in a suitable pouring position when the lower edge of the pipe section 16, as indicated at 48, is a few centimeters away from the cover. Preferably a certain Gap 48 is maintained so that gas displaced by the entry of molten metal to the atmosphere can escape. This escaping gas consists not only of argon, but also a small amount Scope of gases emanating from the metal. It was found to help prevent of infiltration of unwanted gases back into the argon-filled casting mold during casting the exit velocity of the gas passing through the gap 48 must be at least 7.6 cm / sec got to. Where, of course, the prevailing conditions in the vicinity of the casting point, for example strong winds to prevent proper gas flow out of the mold, it is necessary to to increase the gas flow out of the line 24 out.
Eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens ist in F i g. 6 veranschaulicht. In diesem Fall ist die Gießform mit einer abnehmbaren Haube versehen, die eine flache Platte 50 mit einer zentrallen Öffnung 51 aufweist. Eine oben auf der Platte vorgesehene Ringleitung 54 ist mit einem Gaseinlaß 52 zum Anschluß an eine Argonquelle versehen; eine Mehrzahl Öffnungen 53 in der Ringleitung sind nach innen auf den Mittelpunkt der Leitung zu gerichtet. Die Leitung 54 kann je nach den speziellen Erfordernissen lösbar oder fest auf der Platte 50 angebracht sein.Another embodiment of a device for carrying out the new method is shown in FIG. 6th illustrated. In this case, the mold is provided with a removable hood that is flat Has plate 50 with a central opening 51. A loop 54 provided on top of the plate is provided with a gas inlet 52 for connection to a source of argon; a plurality of openings 53 in the ring line are directed inwards towards the center point of the line. The line 54 can be detachably or permanently attached to the plate 50, depending on the special requirements.
Wahlweise kann auch das Rohrstück 16 auf der flachen Platte 50 angeordnet sein. In diesem Falle sollte ein geringer Spalt zwischen der Unterseite der Platte 50 und dem Rohrstück während des Gießens des Blockes aufrechterhalten werden.Optionally, the pipe section 16 can also be arranged on the flat plate 50. In this case there should be a slight gap between the bottom of the plate 50 and the pipe length during casting of the block are maintained.
Im wesentlichen ist der Gießvorgang bei dieser Vorrichtung derselbe wie im vorhergehenden Fall bei Verwendung einer Abdeckung 44, mit der Ausnahme, daß nach einer Reinigung der Gießform 14 mit Argon die Platte 50 und die Leitung 54 anstatt der Abdeckung44 auf die Gießform aufgebracht werden, wobei nur die öffnung 51 frei gelassen wird. Das Gießen findet dann statt, indem der Bodenauslaß 12 unmittelbar oberhalb der Leitung 52, vorzugsweise inThe casting process in this device is essentially the same as in the previous case in Use of a cover 44, except that after cleaning the mold 14 with argon the plate 50 and the line 54 are applied to the mold instead of the cover 44, only the opening 51 being left free. The pouring then takes place through the bottom outlet 12 immediately above line 52, preferably in
Kontakt mit dieser, angeordnet wird und sodann ein Argonfiuß aus der Leitung 54 heraus eingeleitet wird, um den Raum zwischen der Platte 50 und der Unterseite der Gießpfanne zu füllen und die Argonströme auch auf den Gießstrahl treffen zu lassen. Es sei be- S merkt, daß die Anwendung der entfernbaren Platte 50 auf kleinere Blockformen beschränkt ist, die eine Größe von weniger als ungefähr 101 besitzen. Für größere Formen wird die Aluminiumfolienabdeckung vorgezogen, da diese sich unter der Einwirkung der hohen Temperaturen vom Metall in der Gießform während und nach dem Gießen weniger leicht verzieht.Contact with this, is arranged and then a flow of argon is introduced out of the line 54, to fill the space between the plate 50 and the bottom of the ladle and the argon flows also to let hit the pouring stream. It should be noted that the use of the removable plate 50 is limited to smaller block shapes that are less than about 101 in size. For For larger shapes, the aluminum foil cover is preferred as this is subject to the action of the High temperatures of the metal in the casting mold during and after casting are less likely to warp.
Claims (4)
Deutsche Patentschrift Nr. 1 111781;
französische Patentschriften Nr. 1168 680,
658;
britische Patentschrift Nr. 781 277.Considered publications:
German Patent No. 1,111,781;
French patents No. 1168 680,
658;
British Patent No. 781 277.
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