DE1252375B

DE1252375B - Process for casting steel alloys using the low-pressure casting process and further processing of the cast parts

Info

Publication number: DE1252375B
Application number: DENDAT1252375D
Authority: DE
Inventors: Shaker Heights Ohio Edmund Qumcy Sylvester (V St A)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-04-06
Publication date: 1967-10-19
Also published as: CH404090A; FR1317810A; US3123877A; GB972510A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Int. CL:Int. CL:

B22dB22d

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSiEGESCHRIFTEDITORIAL

Deutsche Kl.:German class:

Nummer: 1 252 375Number: 1 252 375

Aktenzeichen: S 78541VI a/31 b2File number: S 78541VI a / 31 b2

Anmeldetag: 17. März 1962Filing date: March 17, 1962

Auslegetag: 19. Oktober 1967Opened on: October 19, 1967

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Gießtechnik für Stahllegierungen und betrifft ein Verfahren zum Vergießen von Stahllegierungen nach dem Niederdruckgießverfahren und zum Weiterverarbeiten der gegossenen Teile.The invention lies in the field of casting technology for steel alloys and relates to a method for casting steel alloys using the low-pressure casting process and for further processing of the cast parts.

Zum Herstellen von Walzerzeugnissen, wie beispielsweise Blech, Stahlprofilen od. ä., dienen als Ausgangsprodukt meist Knüppel, Platinen, Brammen oder Vorblöcke je nach den Abmessungen der Fertigprodukte. Die eben genannten Zwischenprodukte entstehen durch Formwalzen gegossener Blöcke mit dem Ziel, Zwischenprodukte mit einwandfreier Struktur, also ohne Lunkereinschlüsse, Schwundrisse oder Gasblasen zu erhalten, die die Qualität der Fertigprodukte sehr ungünstig beeinflussen.For the manufacture of rolled products such as Sheet metal, steel profiles or the like, mostly billets, blanks, slabs are used as the starting product or blooms depending on the dimensions of the finished products. The intermediate products just mentioned arise by roll forming cast blocks with the aim of producing intermediate products with a perfect structure, This means that the quality of the finished products is preserved without voids, shrinkage cracks or gas bubbles very unfavorable influence.

Um Zwischenprodukte, wie Knüppel, Platinen oder Brammen, unmittelbar ohne vorausgegangenen Blockgießvorgang herzustellen, wurde bereits vorgeschlagen, in entsprechenden Formen erstarrende Stahlschmelze dem Druck eines Kolbens auszusetzen, um das Schwinden während des Erstarrungsvorgangs auszugleichen und auf diese Weise ein qualitativ hochwertiges Zwischenprodukt zu erhalten. Da der Arbeitsdruck einer derartigen Gießvorrichtung in der Größenordnung von 200 atü liegt, hat sich dieses Verfahren infolge des vorrichtungstechnischen Aufwandes nicht durchsetzen können.To intermediate products, such as billets, blanks or slabs, immediately without a preceding one To produce ingot casting has already been proposed, solidifying in appropriate forms To expose molten steel to the pressure of a piston to prevent shrinkage during the solidification process balance and in this way obtain a high quality intermediate product. Since the Working pressure of such a casting device is in the order of 200 atmospheres, this has been proven Process cannot enforce due to the complexity of the device.

Ein anderes Gießverfahren, das zu unmittelbar walzbaren Gießerzeugnissen führen soll, ist das Stranggießverfahren, das jedoch infolge der unbedingten Kontinuität des Gießvorganges nur bedingt Anwendung findet, beispielsweise dann, wenn ein Walzgut stets gleichbleibender Art hergestellt werden soll. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Stranggießverfahren nur selten anwendbar ist, wenn es darum geht, hochwertige Fertigprodukte herzustellen. In solchen Fällen müssen auch die Strangteile vor dem Fertigwalzen einem Vorwalzvorgang unterworfen werden und außerdem einer dem Vorwalzen vorausgehenden Durchhitzung im Tiefofen.Another casting process that should lead to cast products that can be rolled immediately is that Continuous casting process, which, however, only to a limited extent due to the unconditional continuity of the casting process It is used, for example, when a rolling stock of a constant type is produced target. However, it has been found that the continuous casting process is rarely applicable when it is about producing high quality finished products. In such cases, the strand parts must also be in front the finish rolling are subjected to a roughing operation and also one to the roughing rolling prior heating in the deep oven.

Es besteht daher die Aufgabe, ein Herstellungsverfahren für Knüppel, Platinen,, Brammen od. ä. zu schaffen, die ohne Zwischenbearbeitung, also ohne ein Vorwalzwerk durchlaufen zu müssen, sofort nach dem Abguß ohne Qualitätseinbuße im Hinblick auf Festigkeit und Homogenität des Werkstoffs walzfertig sind. Vor allem darf das Zwischenprodukt keine Lunkereinschlüsse, Schwundrisse und Gasblasen sowie andere inhomogene Bereiche oder eine von Zunder bedeckte Oberfläche aufweisen.The object is therefore to provide a manufacturing process for billets, blanks, slabs or the like create that without intermediate processing, i.e. without having to go through a roughing mill, immediately after The casting is ready to roll without any loss of quality in terms of strength and homogeneity of the material are. Above all, the intermediate product must not have any voids, shrinkage cracks and gas bubbles as well have other inhomogeneous areas or a surface covered by scale.

Hier setzt der Gedanke der Erfindung ein, nach der ein Verfahren zum Vergießen von Stahllegierungen Verfahren zum Vergießen von Stahllegierungen
nach dem Niederdruckgießverfahren und
Weiterverarbeiten der gegossenen TeileThis is where the idea of the invention begins, according to which a method for casting steel alloys is a method for casting steel alloys
after the low pressure casting process and
Further processing of the cast parts

Anmelder:Applicant:

Edmund Quincy Sylvester,Edmund Quincy Sylvester,

Shaker Heights, Ohio (V. St. A.)Shaker Heights, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. R. Meldau und Dipl.-Ing. G. Meldau,Dr.-Ing. R. Meldau and Dipl.-Ing. G. Meldau,

Patentanwälte,Patent attorneys,

Gütersloh, Carl-Bertelsmann-Str. 4Gütersloh, Carl-Bertelsmann-Str. 4th

Als Erfinder benannt:
Edmund Quincy Sylvester,
Shaker Heights, Ohio (V. St. A.)Named as inventor:
Edmund Quincy Sylvester,
Shaker Heights, Ohio (V. St. A.)

nach dem Niederdruckgießverfahren und zum Weiterverarbeiten der gegossenen Teile vorgeschlagen wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Stahlschmelze aus einer druckdicht abgeschlossenen Gießpfanne durch ein auf den Schmelzspiegel wirkendes Druckmedium in steigendem Gießen bei turbulenzloser Strömung über einen mit der Eingußöffnung einer Form aus einem Werkstoff hoher Wärmeleitfähigkeit lösbar verbundenen Ausguß in die oben offene Form gedrückt wird, die Form unmittelbar nach dem Füllen beidseitig mit Hilfe von schnellschließenden Trenn- bzw. Schließvorrichtungen abgeschlossen wird, nach dem Erstarren einer tragfähigen Mantelschicht der Block mit noch flüssigem Kern der Form zum weiteren Abkühlen außerhalb der letzteren entnommen wird, der Block durch eine alle Bereiche erfassende Erhitzung auf die durch seine Legierungsbestandteile bestimmte Schweißtemperatur gebracht wird und unter gleichzeitigem Verschweißen innerer Hohlräume unmittelbar zum Fertigprodukt ausgewalzt oder geschmiedet wird.after the low pressure casting process and for further processing of the cast parts is proposed, which is characterized in that the molten steel from a pressure-tight pouring ladle through a pouring ladle acting on the melting level Pressure medium in increasing pouring with turbulence-free flow over one with the pouring opening a mold made of a material of high thermal conductivity releasably connected to the spout above Open form is pressed, the form immediately after filling on both sides with the help of quick-closing Separating or closing devices is completed after solidification of a viable Cladding layer of the block with the still liquid core of the mold for further cooling outside of the latter is removed, the block is brought to the welding temperature determined by its alloy components by heating that covers all areas is rolled out directly to the finished product with simultaneous welding of internal cavities or forged.

Erfindungsgemäß wird eine längliche, an beiden Enden offene Form unmittelbar nach dem Abguß mittels schnellschließender Absperrorgane luftdicht verschlossen und rasch abgekühlt, so daß in außerordentlich kurzer Zeit die Außenhaut der Schmelze innerhalb der Form erstarrt und eine tragfähige, einenAccording to the invention, an elongated mold open at both ends is provided immediately after the casting hermetically sealed by means of quick-closing shut-off devices and cooled quickly, so that in extraordinarily a short time the outer skin of the melt solidifies within the mold and becomes a load-bearing one

709 678/354709 678/354

flüssigen Kern umhüllende Mantelschicht bildet. Sobald die Mantelschicht gebildet ist, wird der Block mit noch flüssigem Kern zum weiteren Abkühlen außerhalb der Form entnommen, erneut erhitzt, und zwar so lange, bis alle Bereiche des Blocks auf die durch seine Legierungsbestandteile bestimmte Schweißtemperatur gebracht sind. In diesem Zustand ist der Block bereits walzfertig. Während des Walzens werden etwa vorhandene innere Hohlräume unter der Einwirkung des Walzdruckes verschweißt.liquid core enveloping cladding layer forms. Once the cladding layer is formed, the block becomes with the core still liquid removed from the mold for further cooling, reheated, and until all areas of the block are determined by its alloy components Welding temperature are brought. In this state, the block is already ready to be rolled. While rolling any existing internal cavities are welded under the action of the rolling pressure.

Es hat sich gezeigt, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Blöcke vor dem Fertigwalzen keiner Nachbehandlung durch Fräsen oder durch andere spanabhebende Verfahren einer Oberflächenveredelung unterzogen werden müssen. Bei ts Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die bisher unvermeidbaren, verhältnismäßig hohen Ausschußquoten gesenkt werden.It has been shown that blocks produced by the method according to the invention prior to finish rolling no post-treatment by milling or other surface finishing processes must be subjected to. When using the method according to the invention the previously unavoidable, relatively high reject rates can be reduced.

Infolge der außerordentlich schnellen Erstarrung der Blockoberfläche wird eine Oxydation der Ober- ao fläche vermieden. Auf diese Weise entsteht eine Oberfläche, die die sonst üblichen Risse oder Hohlräume nicht zeigt, die bekanntlich bei oxydierten Oberflächen vorhanden sind. Der den flüssigen Kern dicht umschließende Mantel bewahrt das Blockinnere vor schädlichen Einflüssen, die zu Lunkereinschlüssen und Gasblasen führen. Sofern Risse innerhalb des Blockes auftreten, weisen diese keine oxydierte Oberfläche auf, so daß diese Risse beim Fertigwalzen wieder verschlossen werden, ohne daß eine Spur innerhalb des Gefüges zurückbleibt.As a result of the extremely rapid solidification of the block surface, oxidation of the upper ao occurs area avoided. This creates a surface that has the usual cracks or cavities does not show, which are known to be present in oxidized surfaces. The liquid core tightly enclosing jacket protects the inside of the block from damaging influences that lead to voids and lead to gas bubbles. If cracks occur within the block, they are not oxidized Surface on, so that these cracks are closed again during the finish rolling without a Trace remains within the structure.

Die Festigkeitseigenschaften der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Produkte sind außergewöhnlich gut. Wie Versuche gezeigt haben, sind die Festigkeitseigenschaften erfindungsgemäß hergestellter Knüppel beispielsweise besser als solche, die nach dem Stranggießverfahren hergestellt sind.The strength properties of the products made by the process of the invention are exceptionally good. As tests have shown, the strength properties are according to the invention manufactured billets, for example, better than those made by the continuous casting process.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch eine Gießpfanne, von deren Unterteil in Bodennähe als Ausguß ein nach oben geführtes Gießrohr an eine Eingußöffnung ausgebildetem freien Ende ausgeht und die Gießpfanne durch eine Haube luftdicht verschließbar ist, in die eine Zuleitung für ein Druckmedium einmündet.To carry out the method according to the invention, a device is proposed which is characterized is through a pouring ladle, of the lower part near the bottom as a spout that is led upwards The pouring pipe extends from a pouring opening formed free end and the pouring ladle can be closed airtight by a hood into which a feed line for a pressure medium opens.

Diese Anordnung nach dem Niederdruckverfahren läßt ein vollkommen turbulenzfreies Vergießen der Schmelz im steigenden Guß zu. Erfindungsgemäß ist die Form vorteilhaft gegenüber der Horizontalen geneigt, so daß die Schmelze die Form in Längsrichtung füllen kann.This arrangement according to the low pressure method allows a completely turbulence-free pouring of the enamel in the rising pour. According to the invention the mold is advantageously inclined relative to the horizontal, so that the melt the mold in Can fill lengthways.

Die Form selbst oder deren Auskleidung besteht erfindungsgemäß aus Graphit, um eine schnelle Abkühlung der Mantelschicht nach dem Eingießen herbeizuführen. According to the invention, the mold itself or its lining is made of graphite in order to allow rapid cooling to bring about the coat layer after pouring.

Weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Gießvorrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen.Further advantageous features of the casting device according to the invention emerge from the following Description and claims.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigtThe invention is described below on the basis of an exemplary embodiment with reference to the drawings explained in more detail. In the drawings shows

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Gießpfanne mit einem Gießrohr sowie mit einer aufgesetzten Haube,F i g. 1 shows a side view of a pouring ladle with a pouring pipe and with a hood placed thereon,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Gießpfanne von Fig. 1, teilweise im Schnitt,FIG. 2 is a plan view of the ladle of FIG Fig. 1, partly in section,

F i g. 3 eine Seitenansicht von zwei an das Gießrohr der Pfanne nach den F i g. 1 und 2 angeschlossenen Gießformen, teilweise im Schnitt;F i g. 3 is a side view of two of the pouring tube of the ladle according to FIGS. 1 and 2 connected Casting molds, partly in section;

F i g. 4 eine Seitenansicht einer Gießform als Längsschnitt.F i g. 4 is a side view of a casting mold as a longitudinal section.

Aus den F i g. 1 und 2 ist ersichtlich, daß eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach diesem Ausführungsbeispiel aus einer Gießpfanne 1 besteht, von deren vorstehendem Unterteil in Bodennähe ein Gießrohr 2 ausgeht und nach oben geführt ist. Die Gießpfanne 1 besteht vorzugsweise aus einem Metallmantel 3, der eine feuerfeste Auskleidung 4 aufweist, die der Hitze der Stahlschmelze widersteht. Das Gießrohr 2 besteht ebenfalls aus einem Metallmantel mit feuerfester Auskleidung 9. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann gegebenenfalls auch eine andere Gießpfanne eingesetzt sein, die im Niederdruckgießverfahren betrieben ein turbulenzfreies Einströmen der Metallschmelze in die Form gewährleistet. From the F i g. 1 and 2 it can be seen that a device according to the invention according to this embodiment consists of a pouring ladle 1, one of the projecting lower part near the bottom Pouring pipe 2 goes out and is guided upwards. The ladle 1 preferably consists of a metal jacket 3, which has a refractory lining 4 which withstands the heat of the molten steel. The pouring pipe 2 also consists of a metal jacket with a refractory lining 9. To carry out the inventive Method can optionally also be used another ladle, which in the The low-pressure casting process ensures that the molten metal flows into the mold without turbulence.

Über der Gießpfanne 1 ist eine Haube 5 angeordnet, die auf das Unterteil der Gießpfanne 1 in Bodennähe aufsetzt und die Gießpfanne 1 mittels eines Dichtungsringes 6 druckdicht verschließt. Die Zuführung eines Druckmediums kann über eine seitlich an der Haube 5 angebrachte Zuleitung 7 erfolgen. A hood 5 is arranged above the pouring ladle 1, which is attached to the lower part of the pouring ladle 1 in Sits close to the ground and the ladle 1 closes pressure-tight by means of a sealing ring 6. the A pressure medium can be fed in via a feed line 7 attached to the side of the hood 5.

Aus den F i g. 1 bis 3 geht hervor, daß das Gießrohr 2 an seinem freien Ende mit mindestens einem Ausguß 8 von kegeliger Form versehen ist. Der Ausguß 8 ist jeweils oberhalb der größten Höhe angeordnet, die von der Stahlschmelze innerhalb der Gießpfanne 1 erreicht werden kann. Der konischen Form jedes Ausgusses 8 entsprechen an ihrem einen Ende die Formen 10, deren Eingußöffnung 11 jeweils mit einem Ausguß 8 in druckdichtem Eingriff steht. Die Gießformen 10 sind jeweils auf einem Gestell 12 abgestützt, das im vorliegenden Beispiel gegenüber der Waagerechten um etwa 10° geneigt ist. Eine gegenüber der Waagerechten geneigten Anordnung der Gestelle 12 ist vor allem dann vorteilhaft, wenn die Formen 10 eine erhebliche Länge aufweisen.From the F i g. 1 to 3 shows that the pouring tube 2 at its free end with at least one Spout 8 is provided with a conical shape. The spout 8 is arranged above the greatest height, which can be reached by the steel melt within the ladle 1. The conical The shape of each spout 8 corresponds at one end to the molds 10, their pouring opening 11, respectively is in pressure-tight engagement with a spout 8. The casting molds 10 are each on a frame 12 supported, which is inclined relative to the horizontal by about 10 ° in the present example. One The arrangement of the frames 12, which is inclined relative to the horizontal, is particularly advantageous when the molds 10 have a considerable length.

Jede Gießform 10 besteht aus einem Werkstoff hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise aus einer Graphitauskleidung 13. Innerhalb jeder Form 10 ist ein Innenraum 14 angeordnet, dessen Gestalt dem gewünschten Zwischenprodukt entspricht. Die Trennlinie 15 zwischen dem Ober- und dem Unterteil der Gießform 10 ist derart angeordnet, daß die Achse jedes Ausgusses 8 mit der durch die Trennlinie 15 angedeuteten Ebene zusammenfällt.Each casting mold 10 consists of a material of high thermal conductivity, for example from one Graphite lining 13. Inside each mold 10, an interior space 14 is arranged, the shape of which is the desired Intermediate corresponds. The dividing line 15 between the upper and lower part of the The casting mold 10 is arranged in such a way that the axis of each spout 8 coincides with that defined by the dividing line 15 indicated level coincides.

An der Eingußöffnung 11 ist ein Schließteil 16 aus einem Werkstoff hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise aus Kupfer oder Messing, mit einer öffnung 17 angeordnet, die sich in koaxialer Lage gegenüber dem Innenraum 14 und dem jeweiligen Ausguß 8 befindet, wenn sich die Gießform 10 in der Gießlage befindet.At the pouring opening 11 is a closing part 16 made of a material of high thermal conductivity, for example made of copper or brass, arranged with an opening 17, which are opposite in a coaxial position the interior 14 and the respective spout 8 is when the mold 10 is in the Casting layer is located.

Wenn ein Abguß stattfindet, ist der Innenraum 14 an seinem obenliegenden Ende offen. Zum Verschließen dient ein Schließkegel 18, der ebenfalls aus einem Werkstoff hoher Wärmeleitfähigkeit besteht.When a casting takes place, the interior space 14 is open at its top end. To close serves a closing cone 18, which also consists of a material of high thermal conductivity.

Aus F i g. 3 geht hervor, daß zwei Formen 10 an einem Gießrohr 2 angeschlossen sein können, die gleichzeitig gefüllt werden.From Fig. 3 shows that two molds 10 can be connected to a pouring pipe 2, the be filled at the same time.

Die Anzahl der Gießformen, die angeschlossen werden können, werden durch die notwendige Metallmenge für das herzustellende Gießteil bestimmt sowie durch den Inhalt der Gießpfanne 1. Die abgebildete Doppelanordnung stellt lediglich ein Beispiel dar.The number of molds that can be connected are determined by the amount of metal required for the cast part to be produced and determined by the contents of the ladle 1. The one shown Double arrangement is only an example.

Wenn die Formen 10 jeweils mit dem entsprechenden Ausguß 8 des Gießrohrs 2 ausgerichtet und in Eingriff gebracht sind, wird über die Zuleitung 7 der Haube 5 ein Druckmedium zugeführt, das auf die Oberfläche der in der Gießpfanne 1 befindlichen Stahlschmelze einwirkt, so daß die Schmelze durch das Gießrohr 2 nach oben und über den jeweiligen Ausguß 8 in die Innenräume 14 gedrückt wird. Innerhalb der Haube 5 wird zu Beginn der Einleitung des Druckmediums eine Drucksteuerung wirksam, die einen schnellen Druckaufbau zur Folge hat, so daß gleich zu Beginn des Abgusses eine ausreichende Gießgeschwindigkeit erzielt wird, um ein Abkühlen der Schmelze innerhalb der Förderwege zu verhindern. Der innerhalb des Innenraums 14 aufsteigende Schmelzspiegel 20 drückt die im Innenraum 14 befindliche Luft aus dem oberen offenen Ende der Form 10.When the molds 10 are each aligned with the corresponding spout 8 of the pouring tube 2 and are brought into engagement, a pressure medium is supplied via the supply line 7 of the hood 5, which on the Surface of the steel melt in the ladle 1 acts so that the melt through the pouring pipe 2 is pressed upwards and via the respective spout 8 into the interior spaces 14. Within the hood 5, a pressure control is effective at the beginning of the introduction of the pressure medium, the one rapid pressure build-up has the consequence, so that a sufficient casting speed right at the beginning of the casting is achieved to prevent cooling of the melt within the conveying paths. The inside The melting level 20 rising in the interior space 14 expresses the air in the interior space 14 the upper open end of the mold 10.

Sobald der Schmelzspiegel 20 das obenliegende Ende der Form 10 erreicht, wird der Schließkegel 18 dichtend in seinem am Ende der Form 10 ausgebildeten Sitz gedrückt, so daß der Abguß auf diese Weise abgeschlossen wird. Wenn der Innenraum 14 der Form 10 vollständig mit Schmelze gefüllt ist, dichtet ein Schließteil 16 eines Absperrorgans 21 die Form 10 an ihrem anderen Ende ab. Hierdurch wird die eingegossene Schmelze beidseitig eingeschlossen. Der Schließkegel 18 ist lediglich als Beispiel für die Art der Absperrorgane eingesetzt worden, die zum Verschließen des oberen Endes der Form 10 nach dem Ausfüllen des Innenraums 14 mit Schmelze verwendet werden können. Der Schließkegel 18 kann sowohl von Hand oder mit einer von Hand gesteuerten Schaltvorrichtung betätigt werden. Als sehr vorteilhaft erweist sich eine Anordnung nach F i g. 3, die in Abhängigkeit von der Lage des Schmelzspiegels 20 den Schließkegel 18 steuert. Zu diesem Zweck ist der Kegel 18 auf einer Stange 25 angeordnet, die zur Ausführung axialer Bewegungen in einer Halterung 26 gelagert ist, die ihrerseits an der Form 10 befestigt ist. Die Stange 25 ist von einer Schraubenfeder 27 umgeben, die den Schließkegel 18 auf seinen Sitz drückt. Zwischen dem Schließkegel 18 und dessen Sitzfläche ist ein Stift 28 zwischengeordnet, der den Schließkegel 18 gegen den Druck der Feder 27 im Abstand gegenüber seiner Sitzfläche hält. Der Stift 28 besteht aus einem metallischen Werkstoff mit Tiefenschmelzpunkt, beispielsweise aus Aluminium. Sobald die innerhalb des Raums 14 aufsteigende Schmelze mit dem Aluminiumstift 28 in Berührung kommt, schmelzt dieser, und die Schraubenfeder 27 kann nunmehr den Schließkegel 18 auf seine Sitzfläche drücken. Auch diese Art der automatischen Steuerung des Schließkegels 18 ist lediglich beispielsweise angegeben.As soon as the melt level 20 reaches the overhead end of the mold 10, the closing cone 18 becomes pressed sealingly in its seat formed at the end of the mold 10, so that the casting on this Way is completed. When the interior 14 of the mold 10 is completely filled with melt, a closing part 16 of a shut-off element 21 seals the mold 10 at its other end. Through this the poured-in melt is enclosed on both sides. The closing cone 18 is only an example for the type of shut-off devices used to close the upper end of the Form 10 can be used after filling the interior 14 with melt. The locking cone 18 can be operated either by hand or with a manually controlled switching device. An arrangement according to FIG. 1 proves to be very advantageous. 3, depending on the location of the Melting mirror 20 controls the closing cone 18. For this purpose, the cone 18 is on a rod 25 arranged, which is mounted to perform axial movements in a bracket 26, which in turn the mold 10 is attached. The rod 25 is surrounded by a helical spring 27, which the closing cone 18 presses on his seat. A pin 28 is arranged between the locking cone 18 and its seat surface, the closing cone 18 against the pressure of the spring 27 at a distance from its seat holds. The pin 28 consists of a metallic material with a deep melting point, for example from Aluminum. As soon as the melt rising within the space 14 with the aluminum pin 28 in When it comes into contact, it melts, and the helical spring 27 can now open the locking cone 18 press his seat. This type of automatic control of the closing cone 18 is also only given for example.

Sobald beide Formen 10 vollständig mit Schmelze gefüllt sind und die Schließteile 16 die Eingußöffnungen 11 jeder Form 10 verschlossen haben, wird die Zufuhr von Druckmedium zu der Zuleitung 7 der Haube 5 beendet, damit die in dem Gießrohr 2 und in den anderen Hohlräumen der Förderwege zu den Formen 10 verbliebene Schmelze in das Innere der Gießpfanne 1 zurückfließen kann. Anschließend wird jeder Ausguß 8 von der entsprechenden Form 10 getrennt und an einer Eingußöffnung 11 der nächsten bereitgestellten Form angeschlossen. Wenn die Vorbereitungen für den nächsten Abguß abgeschlossen sind, wiederholt sich der oben beschriebene Arbeitstakt für einen Abguß. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können nacheinander entweder so viel Formen abgegossen werden, wie bereitgestellt sind oder wieviel Formen mit dem Inhalt der Gießpfanne 1 abgegossen werden können.
In F i g. 4 ist eine Gießform 10 abgebildet, deren Innenraum 14 mit Schmelze gefüllt ist nach dem Entfernen des Gießrohrs 2. Die Volumina des Ober- und des Unterteils der Graphitauskleidung 13 der Gießform 10 sind groß gewählt im Vergleich zu denAs soon as both molds 10 are completely filled with melt and the closing parts 16 have closed the pouring openings 11 of each mold 10, the supply of pressure medium to the supply line 7 of the hood 5 is stopped so that the in the pouring tube 2 and in the other cavities of the conveying paths the molds 10 remaining melt can flow back into the interior of the ladle 1. Each spout 8 is then separated from the corresponding mold 10 and connected to a pouring opening 11 of the next provided mold. When the preparations for the next cast have been completed, the cycle described above is repeated for a cast. According to the method according to the invention, either as many molds can be poured in succession as are provided or how many molds can be poured with the contents of the pouring ladle 1.
In Fig. 4 shows a casting mold 10, the interior 14 of which is filled with melt after the pouring tube 2 has been removed

ίο Volumen des Innenraums 14. Da Graphit eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, wird den Oberflächen des Schmelzkörpers innerhalb der Form 10 in kurzer Zeit sehr viel Wärme entzogen, so daß sich in kürzester Zeit eine tragende Mantelschicht an den Oberflächen des Schmelzkörpers bildet. Die Schließteile 18 und 16, die ebenfalls aus einem Werkstoff hoher Wärmeleitfähigkeit gebildet sind, tragen gleichfalls zu dem schnellen Wärmeentzug bei, und zwar an beiden Enden des länglichen Schmelzkörpers, so daß dieser ringsum schnell erstarren kann. Infolge der Ausbildung einer festen, tragenden Mantelschicht ist es möglich, die Formen 10 sehr bald nach dem Abguß zu öffnen und den Block zu entnehmen, der innen immer noch flüssig ist. Die weitere Abkühlung des Blockes erfolgt zweckmäßig langsamer, beispielsweise unter dem Einfluß einer Temperatursteuerung in hierfür ausgerüsteten Räumen.ίο Volume of the interior 14. Since graphite has a high Has thermal conductivity, the surfaces of the melt body within the mold 10 in A lot of heat is withdrawn in a short time, so that a load-bearing coat layer is attached to the in a very short time Forms surfaces of the melting body. The locking parts 18 and 16, which are also made of one material high thermal conductivity are formed, also contribute to the rapid heat extraction, namely at both ends of the elongated melting body, so that it can solidify quickly all around. As a result the formation of a solid, load-bearing jacket layer, it is possible to use the molds 10 very soon after casting to open and remove the block, which is still liquid inside. The further cooling of the Block is expediently slower, for example under the influence of a temperature control in specially equipped rooms.

Die vorstehend geschilderte Verfahrensweise hat zur Folge, daß innerhalb des Blockes Hohlräume oder Innenrisse entstehen, die jedoch durch die feste Mantelschicht hermetisch gegen die Umgebung abgeschlossen ist, so daß die Oberflächen der Hohlräume und Risse nicht oxydieren können. Hierdurch wird ermöglicht, daß nach dem erneuten Durchhitzen des Blocks auf die durch seine Legierungsbestandteile bestimmte Schweißtemperatur die Hohlräume und Risse während des anschließenden Walzvorganges geschlossen und miteinander verschweißt werden, ohne daß Spuren im Gefüge zurückbleiben. Die erforderliche Schweißtemperatur hängt in erster Linie, wie vorstehend angedeutet wurde, von den Legierungsbestandteilen der Stahlschmelze ab, darüber hinaus jedoch auch von der Größe des Walzgutes, das hergestellt werden soll, sowie von der Walzgeschwindigkeit. Andererseits wurde ermittelt, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Blöcke bei normalen Walztemperaturen behandelt und vorhandene Hohlräume und Risse dabei verschlossen, d. h. verschweißt werden. Diese Temperatur liegt beispielsweise zu Beginn des Walzens in der Größenordnung von 985° C. Auch zum Verschweißen der inneren Hohlräume durch Strangpressen wird der Block erhitzt, bis der genannte Temperaturbereich erreicht ist.The procedure described above has the consequence that cavities within the block or internal cracks occur, but these are hermetically sealed from the environment by the solid coating layer so that the surfaces of the cavities and cracks cannot oxidize. This will allows that after the reheating of the block on the through its alloy components certain welding temperature, the cavities and cracks during the subsequent rolling process closed and welded together without leaving any traces in the structure. the required welding temperature depends primarily, as indicated above, on the Alloy components of the steel melt, but also on the size of the rolling stock, that is to be produced, as well as the rolling speed. On the other hand it was determined that according to the process of the invention manufactured blocks treated at normal rolling temperatures and existing cavities and cracks closed, d. H. be welded. These For example, the temperature at the start of rolling is in the order of 985 ° C. Also to weld the inner cavities by extrusion, the block is heated until said Temperature range is reached.

Erfindungsgemäß hergestellte Blöcke weisen bereits unmittelbar nach dem Abguß eine hochwertige Oberfläche auf, die keiner Nachbearbeitung vor dem Walzvorgang bedarf. Dieses Ergebnis ist darauf zurückzuführen, daß die Schmelze sofort in enge Berührung mit den Graphitoberflächen des Innenraums 14 der Gießform 10 gebracht wird und keine chemische Reaktion zwischen den Oberflächen und der Schmelze stattfindet. Auf diese Weise ist der Block, wenn er der Form 10 entnommen wiid, frei von Sandstellen und anderen Unregelmäßigkeiten." Es kann zweckmäßig sein, vor dem Walzvorgang die Enden des Blocks abzuschneiden, die möglicherweise inhomogene Bereiche aufweisen.Blocks produced according to the invention have a high quality immediately after casting Surface that does not require any post-processing before the rolling process. That result is upon it attributed to the fact that the melt immediately comes into close contact with the graphite surfaces of the interior 14 of the mold 10 is brought and no chemical reaction between the surfaces and the melt takes place. In this way, when the block is removed from the mold 10, it is free sand spots and other irregularities. "It can be useful to remove the Cut off any ends of the block that may have inhomogeneous areas.

Bisher wird ein Abguß einer Form mit Schmelze derart vorgenommen, daß das Gießen durch einen Eingußkanal erfolgt, und die Schmelze von dort bis zur höchsten Stelle des Forminnenraums aufsteigt. Die Gießformen weisen meist Steiger auf, in die die Schmelze fließt, so daß der Innenraum der Form abgedichtet ist, solange die Schmelze noch nicht erstarrt ist. Dieser Verfahrensweise liegt der Gedanke zugrunde, das eingegossene Metall in der Form so lange unter statischem Druck zu halten, bis der Block ausreichend erstarrt und abgekühlt ist. Die durch den Einsatz von Eingußkanälen und Steigern angestrebte Wirkung wird bei dünnwandigen Gußstücken erzielt, nicht aber bei solchen, die ein erhebliches Volumen aufweisen, wie beispielsweise Platinen, Blöcke oder Barren, da das Schmelzevolumen in den Steigern und im Eingußkanal wesentlich kleiner ist als das Volumen, das im Innenraum der Form vergossen wird.So far, a casting of a mold with melt is made so that the casting by a Sprue channel takes place, and the melt rises from there to the highest point of the mold interior. The casting molds usually have risers into which the melt flows, so that the interior of the mold is sealed is as long as the melt has not yet solidified. This procedure is the idea based on keeping the cast metal in the mold under static pressure until the Block has solidified and cooled sufficiently. The through the use of sprues and risers The desired effect is achieved with thin-walled castings, but not with those that have a significant Have volume, such as blanks, blocks or bars, as the melt volume in the risers and in the sprue is much smaller than the volume that is in the interior the mold is potted.

Die Arbeitsweise mit Steigern und Eingußkanälen hat den Anfall einer erheblichen Schrottmenge zur Folge, da die Steiger und Eingußkanäle von dem fertigen Gußstück entfernt werden müssen. Steiger werden bekanntlich an der höchsten Stelle der Form angeordnet, um den Innenraum abzudichten, wenn die Schmelze in dem Steiger nach oben steigt. Der Ausschuß verringert sich naturgemäß, wenn eine längliche Gießform an ihren beiden äußeren Enden abgeschlossen werden kann.The way of working with risers and sprues results in a considerable amount of scrap As a result, the risers and sprues must be removed from the finished casting. Steiger are known to be placed at the highest point of the mold to seal the interior when the melt rises in the riser. The committee naturally decreases if one elongated casting mold can be completed at both of its outer ends.

Die Kostenersparnis bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher sehr beträchtlich, weil sowohl zusätzliche Arbeitsgänge nach dem Abguß und vor dem Walzvorgang entfallen und zusätzlich die bisher übliche Schrottmenge verringert werden kann.The cost savings when using the method according to the invention is therefore very considerable, because both additional operations after the casting and before the rolling process are omitted and additionally the usual amount of scrap can be reduced.

Das erfindungsgemäße Verfahren für Platinen, Blöcke und Barren kann außer für Stahllegierungen auch zum Vergießen von anderen Metallen sowohl Nichteisenmetallen als auch Eisenmetallen vorteilhaft eingesetzt werden.The method according to the invention for blanks, blocks and bars can also be used for steel alloys also advantageous for casting other metals, both non-ferrous metals and ferrous metals can be used.

Zur Anordnung von Gießformen bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zu bemerken, daß die Formen mit dem Ausguß 8 auch in senkrechter Lage verbunden werden können. Es ist jedoch beim Abgießen langgestreckter Formen, beispielsweise zur Herstellung von Brammen, zweckmäßig, die Form bis in die Nähe der Waagerechten zu neigen, damit die Einwirkung des Gewichtes des bereits vergossenen Metalls auf den Ausguß 8 und das Gießrohr 2 verringert wird.Regarding the arrangement of casting molds when using the method according to the invention, it should be noted that that the forms can be connected to the spout 8 in a vertical position. However, it is when casting elongated forms, for example for the production of slabs, expedient, to incline the shape close to the horizontal so that the action of the weight of the already cast metal on the spout 8 and the pouring pipe 2 is reduced.

Außerdem sei darauf hingewiesen, daß die Steuerung des Druckmediums, mit dem zunächst die Haube 5 und von dort die Gießpfanne 1 zum Abgießen einer Form 10 beauftragt wird, derart erfolgt, daß keine turbulente Strömung einsetzt und dadurch das Entstehen von Lunkern vermieden wird.It should also be noted that the control of the print medium with which the Hood 5 and from there the ladle 1 is instructed to pour a mold 10, takes place in such a way that no turbulent flow occurs and the formation of voids is avoided.

Die Verwendung von Auskleidungen aus Graphit für die Formen 10 hat nicht nur den Vorteil, daß infolge der guten Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffs Graphit ein schnelles Erstarren einer Mantelschicht nach dem Abguß bewirkt wird, sondern die Graphitauskleidung 13 beweist eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen plötzliche thermische Belastung auf, so daß verhältnismäßig verschleißfeste Formen zur Verfügung stehen.The use of linings made of graphite for the molds 10 not only has the advantage that as a result the good thermal conductivity of the material graphite a rapid solidification of a cladding layer is effected after the casting, but the graphite lining 13 proves a high resistance against sudden thermal stress, so that relatively wear-resistant forms are available stand.

Es wurde festgestellt, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Oberflächen eines Blockes nach dem Abkühlen eine sehr feine kristalline Struktur aufweisen, die gute Voraussetzungen für den nachfolgenden Walzvorgang bilden.It has been found that when using the method according to the invention, the surfaces of a After cooling, the block will have a very fine crystalline structure, which are good prerequisites for the form subsequent rolling process.

Claims

Patent claims:

1. Process for casting steel alloys using the low-pressure casting process and further processing of the cast parts,

ίο characterized in that the steel melt from a pressure-tight sealed Ladle by a pressure medium acting on the melt level in increasing pouring with turbulence-free flow detachable via a mold with the pouring opening of a material of high thermal conductivity connected spout is pressed into the open top form, the form immediately after the Filling completed on both sides with the aid of quick-closing separating or closing devices After a stable shell layer has solidified, the block with the still liquid core of the mold is used for further cooling outside of the latter, the block is taken through an all-area scanning Heating is brought to the welding temperature determined by its alloy components and rolled out directly to the finished product with simultaneous welding of internal cavities or forged.

2. Device for performing a method according to claim 1, characterized by a pouring ladle (1), of the lower part near the bottom as a pouring spout Pouring pipe (2) with a tight, detachable connection of the pouring pipe (2) to a pouring opening formed free end goes out and the ladle (1) through a hood (5) airtight can be closed, into which a feed line (7) for a pressure medium opens.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the mold (10) opposite the Horizontal is inclined.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the mold (10) or the Lining (13) consists of graphite.

5. Device according to claims 2 to 4, characterized in that the pouring opening the mold (10) and the free end of the pouring tube

(2) are cone-shaped and can be easily detached into one another.

6. Device according to claims 2 to 5, characterized in that the free end of the Pouring tube (2) has a plurality of pouring openings.

7. Device according to claims 2 to 6, characterized in that in the form (10) a quick-closing shut-off element (21) is arranged immediately behind the pouring opening, its closing part (16) which cuts the melt strand at the end of the filling process a material of high thermal conductivity, for example copper or brass.

8. Device according to claims 2 to 7, characterized in that the upper opening the mold (10) by means of a quick-closing shut-off device, for example in the execution as a spring-loaded valve, can be closed,

whose closing cone (18) consists of a material with high thermal conductivity.

9. Device according to claims 2 to 8, characterized in that the mold (10) is longitudinal is stretched.

Documents considered : German Patent No. 745 545; German patent application H10 563 VI a / 31 c, (published April 23, 1953; British patent specification No. 516 231.

1 sheet of drawings