DE1194102B - Vorrichtung zum Schutz von Kokillen beim fallenden Giessen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B22d

Deutsche Kl.: 31c-15/04

Nummer: 1194102

Aktenzeichen: D 39739 VI a/31 c

Anmeldetag: 31. August 1962

Auslegetag: 3. Juni 1965

Die Erfindung bezieht sich auf den fallenden Guß von Eisenmetallen bzw. -legierungen in Kokillen. Hierbei können prismatische, zylindrische oder nach oben oder unten sich erweiternde Kokillen mit und ohne Aufsatz oder Auskleidung verwendet werden.

Es ist bekannt, beim fallenden Guß den Boden der Kokille zu schützen, indem man vor dem Gießen ein Dämpfungskissen auflegt, das den Aufprall des Gießstrahles abschwächen und mehr oder weniger einen Schutz gegen die beim Auftreffen des Gießstrahles auf dem Boden entstehenden Spritzer bilden soll.

Es ist weiter bekannt, am Fuße der Kokillenwand einen Schutzschirm vorzusehen. Es wurde auch schon vorgeschlagen, Dämpfer und Schutzschirm zu kombinieren.

Ein Dämpfer allein oder in Verbindung mit einem Schutzschirm führt nicht zu einwandfreien Ergebnissen, denn die Erfahrung zeigt, daß der Gießstrahl sehr oft den Dämpfer gleich zu Beginn des Gießens beschädigt und in mehrere Stücke spaltet. Die Bruchstücke schwimmen dann während des weiteren Gießens unkontrolliert auf der Schmelzbadoberfläche und verursachen neue Spritzer. Selbst wenn zu Beginn des Gießens ein Schutzschirm vorgesehen war, könnte dieser gegen die neuen Spritzer nicht schützen, denn bei diesem vorgeschrittenen Stadium des Gießens ist der Schutzschirm bereits zerstört.

Außerdem ist es mit den genannten Mitteln (Dämpfer und/oder Schutzschirm) nicht möglich, die auf der Schmelzbadoberfläche schwimmenden Verunreinigungen daran zu hindern, sich an die Seitenwand der Kokille zu heften, wodurch die bekannten Fehler an der Haut des Gußblockes verursacht werden.

Gemäß der Erfindung werden zur Beseitigung der genannten Nachteile Mittel angewandt, welche den Boden und die Seitenwandung der Kokille in vollkommener Weise sowohl gegen Spritzer als auch gegen Oberflächenverunreinigungen schützen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Schutz von Kokillen beim fallenden Gießen von Eisenmetallen bzw. -legierungen, gekennzeichnet durch die Kombination eines Schwimmers, eines pneumatischen Kissens, das auf dem Schwimmer angeordnet ist und mit ihm verklammert oder verklebt sein kann, und eines Schutzschirmes, der das Kissen und den Schwimmer umgibt und über das Kissen nach oben reicht, während sein unterer Rand in der Ebene der Kissenunterfläche bzw. der Schwimmerunterfläche liegt.

Vorrichtung zum Schutz von Kokillen beim
fallenden Gießen

Anmelder:

Henri Jean Daussan, Metz, Moselle

(Frankreich)

Vertreter:

Dr. G. W. Lotterhos

und Dr.-Ing. H. W. Lotterhos, Patentanwälte,

Frankfurt/M., Annastr. 19

Als Erfinder benannt:

Henri Jean Daussan, Metz, Moselle

(Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 5. September 1961 (872 339) - -

Durch die Kombination von Schwimmer, pneumatischem Kissen und Schutzschirm erzielt man folgende Ergebnisse:

Ganz zu Beginn des Gießens fällt der Gießstrahl auf das pneumatische Kissen. Die Erfahrung hat ergeben, daß der Gießstrahl das Kissen nicht sofort zerstört, sondern sich, ohne es zu durchlochen, auf ihm ausbreitet und in Form von seitlich gerichteten Spritzern mehr oder weniger weitergeht. Die Spritzer werden von dem Schutzschirm aufgefangen und können die Kokillenwand nicht erreichen. Der unter dem Kissen gelegene Schwimmer ist gegen die zerstörende Wirkung des Gießstrahles vollkommen geschützt.

Nach einigen Sekunden ist dann das Kissen zerstört, aber zu diesem Zeitpunkt ist bereits die Schmelze in der Kokille so hoch angestiegen, daß der Kokillenboden nicht mehr durch den Gießstrahl beschädigt werden und außerdem der Schwimmer nicht zerstört werden kann. Der Gießstrahl breitet sich im Inneren der gegossenen Schmelze aus, und zwar unterhalb des Schwimmers, den es, falls ein voller Schwimmer verwendet wurde, im Zentrum durchbohrt hat. Es können also keine Spritzer mehr entstehen.

Der funktionsfähige Schwimmer übernimmt mit seiner Höhlung bzw. seinen Höhlungen die Aufgabe eines Sammlers der Verunreinigungen, die aus dem Gießstrahl, dem zerstörten pneumatischen Kissen und dem Schutzschirm herrühren. Diese Verunreinigungen setzen sich nämlich an der Oberfläche der Schmelze in die Höhlungen des Schwimmers.

509 578/305

Weitere Merkmale der Erfindung werden anschließend an Hand der Zeichnung beschrieben.

F i g. 1 ist ein Vertikalschnitt des unteren Teiles einer Kokille mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung im Anfangsstadium des Gießens;

F i g. 2 ist eine der F i g. 1 entsprechende teilweise geschnittene Draufsicht; die Kokille ist gemäß der Linie2-2 der Fig. 1 geschnitten;

Fig. 3 ist ein der Fig. 1 entsprechender Schnitt in einem späteren Stadium des Gießens, wo das Kissen und der Schutzschirm bereits zerstört sind;

F i g. 4 zeigt in größerem Maßstab das pneumatische Kissen der F i g. 1 und 2 in einem diametralen Schnitt nach der Linie 4-4 der F i g. 5;

F i g. 5 ist eine Teildraufsicht auf das pneumatische Kissen der F i g. 4;

Fig. 6, 7 und 8 zeigen entsprechend den Fig. 1, 2 und 3 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung;

F i g. 9 ist eine Seitenansicht des pneumatischen Kissens der F i g. 6 und 7 in größerem Maßstab;

F i g. 10 ist eine zum Teil aufgeschnittene Draufsicht des Kissens der F i g. 9.

Das in den F i g. 1 bis 5 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt die Anwendung der Erfindung bei einer prismatischen Kokille L, deren Querschnitt ein Rechteck mit abgerundeten Ecken ist. Diese für fallenden Guß vorgesehene Kokille ist auf eine selbständige BodenplatteF aufgesetzt. Der Gießstrahl/ fällt vertikal aus einer nicht dargestellten Gießpfanne.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht aus der Kombination eines Schwimmers^, eines pneumatischen Kissens B und eines hülsenartigen Schutzschirmes C.

Bei diesem Ausführungsbeispiel hat der Schwimmer^ die Gestalt einer kreisrunden Scheibe, die durch spiralförmiges Aufwickeln eines Bandes aus feuerbeständiger, einseitig gewellter, d. h. aus einem glatten Band 1 und einem gewellten Band 2 bestehender Pappe hergestellt ist. Die Windungen sind untereinander mittels Klammerung oder Verklebung zusammengehalten. Zur Verklebung ist z. B. Natriumsilicat geeignet, welches der Pappe gleichzeitig eine gewisse Imprägnierung und Feuerbeständigkeit verleiht. An Stelle von Natriumsilicat kann auch ein anderes klebendes und'oder feuerbeständig machendes Mittel verwendet werden.

Zwischen den Windungen dieses Wickelkörpers werden von dem gewellten Band 2 und dem glatten Band 1 kanalförmige Hohlräume 3 gebildet, die an der Oberfläche 5 und an der Unterfläche 4 offen sind. Letzteres ist, wie noch ausgeführt wird, für die Wirkung der Vorrichtung von Bedeutung.

Die Höhenbemessung des Schwimmers ist nicht kritisch. Die Höhe kann unter Berücksichtigung der Abmessungen der Kokille bzw. des zu gießenden Blockes zwischen einem und mehreren Zentimetern oder einem und mehreren Dezimetern schwanken.

Das Dämpfungskissen B besteht, wie aus den F i g. 4 und 5 ersichtlich, aus zwei kreisrunden gewölbten Scheiben 6 und 7 aus feuerbeständiger Pappe. Die Scheiben 6 und 7 sind mit ihren flachen Rändern 9 und 10 gegeneinandergelegt und die Ränder sind mittels Klammern 11 und/oder Verklebung miteinander vereinigt, so daß ein hermetisch geschlossener, luftgefüllter, flacher Hohlraum 8 gebildet ist. Der äußere Durchmesser dieses pneumatischen Kissens B ist nahezu gleich dem des Schwimmers ,4.

Der Schutzschirm C ist aus feuerbeständiger Pappe gefertigt. Er hat die Gestalt eines Zylinders, der den Außenumfang des Schwimmers A umschließt. Die Höhe α des Schutzschirmes C ist so bemessen, daß, sobald sein unterer Rand 12 auf der Bodenplatte F entsprechend wie die Unterfläche 4 des Schwimmers A aufsitzt, sein oberer Rand 13 so hoch über

ίο dem pneumatischen Kissen B steht, daß zu Beginn des Gießens jegliches Überfließen des vom Gießstrahl / kommenden Metalls über den Rand 13 ausgeschaltet ist und alle Spritzer aufgefangen werden. Wenn die aus Schwimmer A, Kissen B und Schutzschirm C zusammengestellte Vorrichtung vor dem Gießen auf die Bodenplatte F gesetzt ist, fällt der Gießstrahl / zu Beginn des Gießens auf das pneumatische Kissen B. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß selbst bei einer nicht feuerfest ge-

ao machten Pappe von einer Dicke in der Größenordnung eines Millimeters das Kissen B durch einen Gießstrahl /, der aus einer Höhe von 2 m und mehr und bei einer Temperatur von ungefähr 1500° C auffällt, nicht unmittelbar zerstört wird, während eine solche Pappe an sich zwischen 400 und 500° C verkohlt oder verbrennt. Entsprechend größeren Widerstand leistet eine feuerbeständig gemachte Pappe. Man kann annehmen, daß die zumindest während einer kurzen Zeit bestehende Widerstandsfähigkeit des Kissens B, insbesondere seines Oberteiles 6, der Luftfüllung des Hohlraumes 8 zuzuschreiben ist.

Jedensfalls wirkt das Kissen B während des kurzen Zeitraumes in der Größenordnung eines Bruchteiles einer Minute, innerhalb dessen es nicht zerstört wird, als Dämpfer gegen den Aufprall des Gießstrahles/ und als Schutz für den Schwimmer y4.

Tatsächlich breitet sich der Gießstrahl/ auf dem KissenB in 7¹ aus und steigt gemäß den Pfeilen/ an der Innenfläche des Schutzschirmes C hoch. Die Höhe des Schutzschirmes C ist ausreichend bemessen, damit die hochsteigende Schmelze seinen oberen Rand 13 nicht erreichen kann. Die Innenwandung b der Kokille ist also durch den Schutzschirm C vollkommen geschützt, trotz des Kissens, welches bei dieser Anordnung ein gefahrloses Ausbreiten des Gießstrahles bewirkt und den Schwimmer A schützt, was ein besonderer Vorteil ist.

Bei bekannten ähnlichen Vorrichtungen, die auf den Kokillenboden aufgelegt werden, hatte der Schwimmer die Aufgabe, den Aufprall des Gießstrahles abzufangen und den Kokillenboden zu schützen. Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung braucht der Schwimmer diese Aufgabe nicht mehr zu übernehmen, da der Gießstrahl / durch das Kissen B bei J¹ aufgehalten und abgelenkt wird. Der Schwimmer braucht auch nicht mehr die Ausbreitung des Gießstrahles auf der Oberfläche der Bodenplatte F aufzuhalten, da sich der Gießstrahl jetzt oberhalb des pneumatischen Kissens B ausbreitet. DerSchwim- merA hat hingegen erfindungsgemäß eine andere Bestimmung, die erst dann eintritt, wenn die Menge des gegossenen Metalls so groß ist, daß der Schwimmer von der Bodenplatte F zu einer gewissen Höhe c emporgestiegen ist. Es handelt sich um die ausreichende Höhe, bei der die Ausbreitung J² des Gieß-, Strahles / im Inneren des Schmelzbades M gemäß

: den Pfeilen/² nicht mehr die Innen wandung b der ,: Kokille erreichen kann, da sie durch die gegossene

Schmelze abgebremst wird. In diesem Zeitpunkt ist das Dämpfungskissen B verbrannt und/oder verschlackt ebenso wie der Schutzschirm C. Die Teile B und C haben nur eine kurze Lebensdauer, die gerade ausreicht, um ihre Funktion im Anfang des Gießens zu gewährleisten.

Der Schwimmer A hingegen, der fortlaufend mit dem Niveau des Schmelzbades aufsteigt, hat bei der Vorrichtung der Erfindung die Aufgabe, die Verunreinigungen zu sammeln. Diese zum Teil vom Gießstrahl mitgebrachten, zum Teil aus den Verbrennungs- bzw. Verschlackungsrückständen des Kissens B und des Schutzschirmes C bestehenden Verunreinigungen sammeln sich tatsächlich bei P- in den von den Kanälen 3 gebildeten Hohlräumen des Schwimmers/4 und bei i² rings um den Schwimmer. Der Schwimmer bewirkt, daß der größte Teil der Verunreinigungen weit von der Kokillenwandung bei i¹ festgehalten wird. Es verbleiben keine oder nahezu keine Verunreinigungen, die sich an die Kokillenwand anhängen und Fehler an der Haut des Gußblockes verursachen.

Die Kombinationsvorrichtung Schwimmer, pneumatisches Kissen, Schutzschirm führt zu folgenden vorteilhaften Ergebnissen:

Der Kokillenboden wird geschützt, da der Gießstrahl bei J¹ im Abstand vom Kokillenboden auf dem pneumatischen Kissen B abgefangen und ausgebreitet wird.

Die Kokillenwandung b wird geschützt, da die Spritzer / von dem Schutzschirm C abgefangen und zurückgehalten werden.

Die Verunreinigungen werden von der Kokillenwandung b ferngehalten, da sie bei i¹ im Schwimmer A gesammelt werden.

Bei der in den Fi g. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform wird der Schwimmer^ nach Zerstörung des pneumatischen Kissens B von dem Gießstrahl in seinem Zentrum bei 14 durchbohrt.

Die F i g. 6 bis 10 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform in einer gleichen Kokille L mit Bodenplatte F.

Der Schwimmer .4¹ hat die Gestalt eines quadratischen, ebenen Rahmens mit mehr oder weniger abgerundeten Ecken. Er ist aus einseitig gewellter Pappe hergestellt.

Das pneumatische Kissen B¹ ist aus einem Kartonblatt hergestellt, welches durch Biegung an den Ecken c, d, e, f, g, h zu einer halbflachen Hülse geformt ist. Diese prismatische Hülse ist an ihren zunächst offenen Enden durch die umgebogenen Lappen 15 und 16 verschlossen. Das so gebildete Kissen ist durch Verklammerung und/oder Verklebung in der gezeigten Gestalt zusammengehalten.

Der Schutzschirm C¹ hat eine entsprechende prismatische Gestalt. Er ist aus einseitig gewellter Pappe hergestellt, wobei das glatte Blatt 17 außen und das gewellte Blatt 18 innen liegt. Vorzugsweise sind die Wellen so gerichtet, daß die Wellenkämme bei der auf dem Kokillenboden F aufgesetzten Vorrichtung horizontal verlaufen und somit aufeinanderfolgend Vor- und Rücksprünge bilden, welche das gemäß den Pfeilen / erfolgende Hochsteigen der vom Gießstrahl / kommenden Schmelze abbremsen.

Die Vorgänge beim Gießen sind die gleichen wie 6g beim ersten Ausführungsbeispiel. Wie aus einem Vergleich der F i g. 3 und 8 zu ersehen ist, sammelt sich der größte Teil der Verunreinigungen bei i³ im zentralen Hohlraum des Schwimmers A¹. An der Peripherie des Schwimmers A¹ sammelt sich bei z² lediglich eine sehr geringe Menge von Verunreinigungen.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Im Rahmen der Erfindung sind die verschiedensten Abänderungen, z. B. bezüglich Größe, Gestalt, Material und Verarbeitung der einzelnen Teile, möglich.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Schutz von Kokillen beim fallenden Gießen von Eisenmetallen bzw. -legierungen, gekennzeichnet durch die Kombination eines Schwimmers (A, A¹), eines pneumatischen Kissens (B, B¹), das auf dem Schwimmer (A, A¹) angeordnet ist und mit ihm verklammert oder verklebt sein kann, und eines Schutzschirmes (C, C¹), der das Kissen (B, B¹) und den Schwimmer (A, A¹) umgibt und über das Kissen hinaus nach oben reicht, während sein unterer Rand in der Ebene der Kissenunterfläche bzw. der Schwimmerunterfläche liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (A) in Form eines vollen oder ringförmigen Teiles aus Kartonwänden (1 und 2) aufgebaut ist, die zwischen sich Gruppen von Kanälen (3) einschließen, wobei die Kanäle (3) sowohl auf der oberen (5) als auch auf der unteren Fläche (4) des Schwimmers offen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer aus einseitig gewellter, d. h. aus einem glatten Band (1) und einem gewellten Band (2) bestehender Pappe hergestellt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Schwimmer mit einer Wandung aus vollem Karton hergestellt ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatische Kissen (B, B¹) aus Kartonwandungen hergestellt ist, die zwischen sich einen abgeschlossenen luftgekühlten Hohlraum einschließen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatische Kissen (B) aus zwei schalenartig geformten Kartonstücken (6 und 7) gebildet ist, deren flache Ränder (9 und 10) miteinander vereinigt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das pneumatische Kissen (B¹) aus einem entsprechend zugeschnittenen und gefalteten Kartonstück gebildet ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Schutzschirm (C) aus glattem Karton.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Schutzschirm (C¹) aus einseitig gewellter Pappe, deren glatte Bahn (17) außen und deren gewellte Bahn (18) innen liegt, wobei die Wellenkämme vorzugsweise horizontal verlaufen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

503 578/305 5.65 © Bundesdruckerei Berlin