DE1236734B - Verfahren und Vorrichtung zum Warmhalten des Blockkopfes beim Giessen von Metall, insbesondere Stahl - Google Patents

Description

DEUTSCHES WDmWP PATENTAMT Deutsche Kl.: 31 b2 - 7/10

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1236 734

Aktenzeichen: N25605VIa/31b2

1 236 734 Anmeldetag: 30.September 1964

Auslegetag: 16. März 1967

Beim Gießen von Metallblöcken, insbesondere von Blöcken aus beruhigtem Stahl, in Kokillen wird ein verlorener Kopf vorgesehen, in welchem sich der Lunker bildet und welcher nach Erkalten des Blockes abgeschnitten wird. Je später der verlorene Kopf erstarrt, desto konzentrierter bildet sich der Lunker im verlorenen Kopf aus. Dies ist von Wichtigkeit, damit dieser verlorene Kopf möglichst klein gehalten werden kann. Wenn der verlorene Kopf warmgehalten wird, kann er also kleiner bemessen werden, und es wird der Verlust beim Abschneiden desselben verringert und das Ausbringen vergrößert. Für die Ausbildung der Hauben zur Formung eines möglichst kleinen verlorenen Kopfes wurden bisher neben Isolierstoffen auch exotherme Stampfmassen verwendet. Letzteres hat zwar den Vorteil, daß der verlorene Kopf sehr klein gehalten werden kann und trotzdem ein dichter Block erzielt wird, jedoch sind solche isolierende und exotherme Stoffe kostspielig.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, diesen Nachteil zu vermeiden, und besteht im wesentlichen darin, daß der Bereich des verlorenen Kopfes mit heißer Schlacke umgeben wird. Die Schlacke bildet einen Wärmemantel um den verlorenen Kopf und bewirkt ein sehr langsames Auskühlen desselben, so daß sich der Lunker konzentriert im verlorenen Kopf ausbildet und damit der verlorene Kopf sehr klein gehalten werden kann. Der Vorteil gegenüber der Verwendung von exothermen Stampfmassen besteht darin, daß an Stelle dieses kostspieligen Materials die ohnedies reichlich vorhandene Schlacke ausgenützt wird, deren Wärme andernfalls nutzlos verlorengeht. Darüber hinaus wird durch die heiße Schlacke die Temperatur des verlorenen Kopfes gleichmäßiger auf der gewünschten Höhe gehalten als bei der Verwendung exothermer Massen. Die Schlacke kühlt langsamer aus als das Metall, und es kann der Schlackenmantel sogar noch lange in seinem Inneren flüssig bleiben, so daß der verlorene Kopf IangeZeit warm gehalten wird. Die wärmehaltende Wirkung dieses Schlackenmantels ist so groß, daß der Lunker im verlorenen Kopf sich noch konzentrierter ausbildet und daher der verlorene Kopf noch kleiner gehalten werden kann als bei den bekannten Verfahren, wodurch der Verlust noch weiter verringert und das Ausbringen noch weiter erhöht wird. Es ist zweckmäßig, daß die heiße Schlacke bereits vor Eingießen des Metalls in die Kokille die Form für den verlorenen Kopf umgibt, so daß beim Eingießen des Metalls die Haube bereits gründlich aufgewärmt ist. Hierdurch wird der Effekt in bezug auf die konzentrierte Ausbildung des Lunkers im verlorenen Kopf verbessert. Es kann hierbei Schlacke Verfahren und Vorrichtung zum Warmhalten
des Blockkopfes beim Gießen von Metall,
insbesondere Stahl

Anmelder:

Dipl.-Ing. Victor Nepel, Donawitz (Österreich)
Vertreter:

Dr.-Ing. Κ. Boehmert

und Dipl.-Ing. A. Boehmert, Patentanwälte,
Bremen, Feldstr. 24

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Victor Nepel, Donawitz (Österreich)

Beanspruchte Priorität:

Österreich vom 4. Oktober 1963 (A 7982/63) - -

von der vorhergehenden Charge, von einer der vorhergehenden Chargen oder derselben Charge verwendet werden. Je kürzer der Zeitraum zwischen dem Abguß der Schlacke und dem Eingießen des Stahles od. dgl. in die Kokille ist, desto größer ist naturgemäß der Heizeffekt der den verlorenen Kopf umgebenden Schlacke, jedoch kann man ohne weiteres auch die Schlacke bis zu einem gewissen Grad auskühlen lassen, bevor der Einguß des Stahles od. dgl. in die Kokille erfolgt.

Es kann jedoch auch Schlacke derselben Charge, aus der der Stahl des Blockes stammt, zum Warmhalten verwendet werden, wenn die Konstruktion der Haube es gestattet, die Schlacke kurz nach dem Abguß des Stahles in den Raum um den verlorenen Kopf einzugießen.

Gemäß der Erfindung kann die Schlacke vor dem Eingießen des Metalls in die Kokille in einen den verlorenen Kopf umgebenden Raum eingegossen werden. In diesem Fall kann der für den Einguß der Schlacke bestimmte Raum einfach durch eine Metallschablone gegenüber dem zu bildenden verlorenen Kopf abgegrenzt werden, wobei diese Schablone nur für den einmaligen Gebrauch bestimmt ist und sich mit dem Metall des verlorenen Kopfes verbindet. Wenn in diesem Falle Schlacke von einer vorhergehenden Charge verwendet wird, welche bereits etwas kühler ist, hält das Material der Schablone der Wärme besser stand.

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Es kann aber auch die Form für den verlorenen Kopf an einer von der Kokille entfernten Stelle durch Eingießen der Schlacke gebildet und hierauf erst auf die Kokille aufgesetzt werden. Dies hat den Vorteil, daß die Kokille selbst nicht durch Schlackenspritzer verunreinigt werden kann. Hierbei kann gemäß der Erfindung so vorgegangen werden, daß die Schlacke von der Kokille gesondert in eine Ringform eingegossen wird und diese hierauf als Form für den verlorenen Kopf auf die Kokille aufgesetzt wird. Eine weitere Möglichkeit ist das Eingießen der flüssigen Schlacke kurz nach Abguß des Stahles. Es kann aber auch gemäß der Erfindung so vorgegangen werden, daß vorerst ein Schlackengußstück gebildet wird und dieses nach der Erstarrung zumindest teilweise ausgeformt und in noch heißem Zustand als Form für den verlorenen Kopf auf die Kokille aufgesetzt wird, wobei es selbstverständlich nicht erforderlich ist, daß der Schlackenblock auch in seinem Inneren bereits vollständig erstarrt. In diesem Fall bildet der bereits erstarrte Schlackenblock selbst die Formwand für den verlorenen Kopf. Obwohl die Schlacke bereits erstarrt ist, hält dieser erstarrte Schlackenblock noch immer so lange die Wärme, daß das Aufwärmen und die Warmhaltung des verlorenen Kopfes gewährleistet ist. In beiden Fällen kann die Form für den verlorenen Kopf bzw. die die Haube bildende Form oder der Schlackenblock ohne Schwierigkeiten mittels eines Kranzes auf die Kokille aufgesetzt werden. Unter einer Ringform ist naturgemäß eine Form zu verstehen, welche der entsprechenden Kokillenform bzw. der Form des verlorenen Kopfes entspricht und daher gegebenenfalls in Draufsicht auch viereckig sein kann.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung für ein Verfahren, bei welchem das Eingießen der Schlacke in den den verlorenen Kopf umgebenen Raum in situ auf der Kokille erfolgt, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß auf die Kokille eine der Form des verlorenen Kopfes entsprechende Schablone sowie eine Haube aufgesetzt ist, wobei zwischen Schablone und Haube ein freier, den verlorenen Kopf umgebender Ringraum für den Einguß der Schlacke verbleibt. Diese Schablone besteht zweckmäßig aus Blech, und zwar vorzugsweise aus Stahlblech, so daß der gute Wärmeübergang von der Schlacke auf den verlorenen Kopf gewährleistet ist. Es kann hierbei für die Schablone Blech von geringer Stärke verwendet werden, da ein solches dünnes Blech vollauf genügt, um den Stahl von der Schlacke zu trennen und die Schablone im allgemeinen ohnedies nur für den einmaligen Gebrauch bestimmt ist. Wenn das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt wird, daß die Formwand für den verlorenen Kopf unmittelbar durch einen bereits erstarrten heißen Schlackenblock gebildet wird, so ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gekennzeichnet durch eine geteilte Ringform für die Schlacke, deren innere Formwand der Form des verlorenen Kopfes entspricht und deren äußere Formwand mit dem Boden von der inneren Formwand lösbar ist. Dadurch, daß die äußere Formwand von der inneren Formwand getrennt ist, wird ermöglicht, den Schlakkenblock unter Vermittlung der äußeren Formwand, welche die Kranzapfen trägt, von der inneren Formwand abzuheben, und dadurch, daß der Boden der Form mit der äußeren Formwand fest verbunden ist, wird der Schlackenblock beim Abheben unterstützt, so daß auch der nötige Halt geboten ist, wenn der

Schlackenblock noch nicht vollständig erstarrt sein sollte. Dies bietet die Sicherheit, daß in einem solchen Fall sich der Schlackenblock nicht von der äußeren Formwand beim Abheben lösen und herabfallen kann, was die Gefahr einer Schlackenexplosion mit sich bringen würde. Die innere Formwand kann hierbei von einem massiven Stahlblock gebildet sein, dessen Gewicht genügt, um beim Abheben des Schlakkenblockes unter Vermittlung des Kranes den inneren Formwandteil am Boden festzuhalten.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch erläutert; es zeigt

F i g. einen Vertikalschnitt durch das obere Ende einer Kokille mit der Haube,

F i g. 2 eine andere Ausführungsform gleichfalls wieder im Vertikalschnitt durch das obere Ende der Kokille mit der Haube,

F i g. 3 einen Vertikalschnitt durch eine geteilte Form zur Herstellung eines die Form für den verlorenen Kopf bildenden Schlackenblockes.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist auf dem oberen Rand der KokilIel eine Schablone 4 aus Blech, und zwar beispielsweise aus einem 1,5 mm starken Stahlblech, aufgesetzt. Hierauf wird eine Graugußhaube 2 aufgesetzt, welche für den Angriff eines Kranes Kranzapfen 3 aufweist. Die Graugußhaube 2 weist unten einen nach innen ragenden Flansch 6 auf, und die Schablone 4 weist einen Flansch 5 auf, welcher zwischen dem oberen Rand der Kokille 1 und dem Flansch 6 der Haube 2 liegt. Die Schablone 4 wird auf diese Weise durch die schwere Graugußhaube 2 in ihrer Lage gehalten, wobei der Flansch 5 nach Art einer Dichtung zwischen dem oberen Rand der Kokille 1 und dem Flansch 6 der Graugußhaube 2 wirkt. Die Schablone 4 geht über einen Konus 9 in den Flansch über. Der Durchmesser des äußeren Randes dieses Konus 9 entspricht dem Innendurchmesser des Flansches 6 der Haube 2 und stellt damit einen mit der Haube 2 zusammenwirkenden Zentrieransatz dar, so daß die Schablone 4 in ihrer richtigen Lage festgehalten ist, wenn die Haube 2 richtig aufgesetzt ist.

Zwischen der Schablone 4 und der Haube 2 ist ein ringförmiger Raum 7 gebildet, in welchen, wie die Zeichnung zeigt, Schlacke eingegossen wird. Nach dem Eingießen der Schlacke wird dann üblicherweise der Stahl in die Kokille 1 gegossen, wobei die Schablone 4 die Form des verlorenen Kopfes 8 bestimmt. Es wird vorzugsweise noch flüssige Schlacke von der vorhergehenden Charge oder einer der vorhergehenden Chargen verwendet, so daß übermäßig hohe Schlackentemperaturen vermieden werden und damit die Schablone 4 geschont wird. Auch wenn Schlacke von einer vorhergehenden Charge verwendet wird, kann der Einguß der Schlacke unmittelbar vor dem Einguß des Stahles erfolgen. Wenii der Stahl eingegossen ist, wirkt auf die Schablone 4 von innen und von außen annähernd der gleiche Druck, so daß die Schablone 4 keiner wesentlichen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt ist.

Die Ausführungsform nach F i g. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fi g. 1 dadurch, daß die Form für den verlorenen Kopf 8 von einer RingformlO mit fester oder von der RingformlO getrennt ausgeführter innerer Formwand 11 gebildet wird, in deren Hohlraum 7 die Schlacke eingegossen wird. Der Einguß der Schlacke in den Raum 7 erfolgt hier zweckmäßig nicht bei auf der Kokille 1 aufge-

Claims (11)

setzter Ringform 10, 11, sondern an einer von der Kokille entfernten Stelle, worauf dann vor Einguß des Stahles in die Kokille 1 die Form 10, 11 mit der Schlackenfüllung unter Vermittlung der Kranzapfen 3 auf die Kokille 1 aufgesetzt wird. Bei dieser Ausführungsform ist es auch möglich, zuerst den Metallblock zu gießen und kurz danach die flüssige Schlacke in den Hohlraum 7 zu füllen. Die Formwand 11 hindert den Stahl, in die für die Schlacke gedachte Form zu fließen. Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 besteht die Ringform für die Schlacke aus zwei Teilen, wobei die äußere Formwand 12 mit dem Boden 13 von der inneren Formwand 14 getrennt ist. Die Schlacke wird in den Ringraum 7 eingegossen, und nach der Erstarrung des Schlackenbodens 15 wird unter Vermittlung der Kranzapfen 3 die äußere Formwand 12 mit dem Schlackenblock 15 und dem diesen unterstützenden Boden 13 von der inneren Formwand abgehoben und auf die Kokille 1 aufgesetzt. Die innere Formwand 14 ist von einem massiven Stahlblock 16 gebildet und bleibt durch ihr Gewicht am Boden liegen. Patentansprüche: 35

1. Verfahren zum Warmhalten des Blockkopfes beim Gießen von Metall, insbesondere Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des verlorenen Kopfes seitlich mit heißer Schlacke umgeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke vor oder kurz nach dem Eingießen des Stahles od. dgl. in die Kokille in einem den verlorenen Kopf umgebenden, vom Innenraum der Kokille abgegrenzten Raum eingegossen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß flüssige Schlacke aus einem Schmelzprozeß verwendet wird, wobei zweckmäßig der Einguß der Schlacke kurz vor oder nach Einguß des Stahles erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlacke von der

Kokelle gesondert in eine Ringform eingegossen wird und diese hierauf als Form für den verlorenen Kopf auf die Kokille aufgesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß erst ein Schlackengußstück gebildet wird und dieses nach Erstarrung zumindest teilweise ausgeformt und in noch heißem Zustand als Form für den verlorenen Kopf auf die Kokille aufgesetzt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Kokille eine der Form des verlorenen Kopfes entsprechende Schablone sowie eine Haube aufgesetzt ist, wobei zwischen Schablone und Haube ein freier, den verlorenen Kopf umgebender Ringraum für den Einguß der Schlacke verbleibt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone aus Blech, insbesondere Stahlblech von geringer Stärke, besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone einen auf dem oberen Kokillenrand aufliegenden Flansch aufweist, auf welchem die Haube aufruht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone mit der Haube zusammenwirkende Zentrieransätze aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der Haube einen nach innen ragenden Bord und die Haube einen in den Flansch übergehenden Konus aufweist, wobei der Durchmesser des äußeren Randes des Konus der Schablone dem Innendurchmesser des Bordes der Haube entspricht.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2, 3 oder 5, gekennzeichnet durch eine geteilte Ringform für die Schlacke, deren innere Formwand der Form des verlorenen Kopfes entspricht und deren äußere Formwand mit dem Boden von der inneren Formwand lösbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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