DE1255245B - Kokille - Google Patents

Description

DEUTSCHES WgTTWp PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT DeutscheKl.: 31 b2-27/04

Nummer: 1255 245

Aktenzeichen: D 43327 VI a/31 b2

1 255 245 Anmeldetag: 10.Januar 1964

Auslegetag: 30. November 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kokille mit einer den Kokillenmantel mit Abstand umgebenden Wand, in der sich Durchbrüche zwecks Verbindung des durch die Wände gebildeten Hohlraumes mit der Außenluft befinden (USA.-Patentschrift 1702 886). Bei diesem Stand der Technik handelt es sich um eine gemauerte Kabine mit abnehmbarem Deckel, in deren Hohlraum von oben her die Kokille üblicher Bauart eingesetzt wird. Durch die im Mauerwerk vorgesehenen öffnungen wird Kaltluft zum Abkühlen der Kokillenwand eingeführt. Die öffnungen sind zu diesem Zweck mit einstellbaren Verschließklappen versehen.

Eine derartige Anordnung erreicht gerade das Gegenteil von dem Zweck, den die Erfindung erstrebt, weil durch die Abkühlung des Kokillenmantels das raschere Abkühlen des gegossenen Blockes bewirkt werden soll, was jedoch die Bildung tiefer Lunker zur Folge hat.

Im Gegensatz hierzu strebt die Erfindung an, das Abkühlen des Gußblockes möglichst zu verzögern, um auf diese Weise eine Verringerung der Lunkertiefe und die Vermeidung sonstiger Unreinigkeiten im Guß zu erreichen.

Es ist zwar bekannt, das rasche Abkühlen des Gußblockes zu verzögern; hierzu verwendet man exotherm reagierende Mittel, welche vor Beginn des Gusses auf den Kokillenboden aufgelegt werden oder nach Beendigung des Gusses auf den Spiegel aufzusetzen sind. Diese Maßnahmen haben den Zweck, durch unmittelbare Wärmeeinwirkung auf den Gußblock dessen obere Zone möglichst lange flüssig zu halten.

Die Erfindung geht auch von diesem Weg ab und setzt sich zur Aufgabe, eine Kokillenform zu schaffen, die so ausgebildet und isoliert ist, daß im oberen Teil der Kokillenwandung möglichst viel Gießwärme gespeichert wird, welche den nachfolgenden Güssen als Mittel zur Vermeidung des raschen Abkühlens des oberen Gußblockbereiches zugute kommt.

Die Erfindung geht bei der Lösung dieser Aufgabe von der eingangs erwähnten bekannten Kokillenanordnung aus, die zum bewußten Abkühlen der Kokillen verwendet wird und die im wesentlichen einen Hohlraum aufweist, der nach innen von der Kokillenwand und nach außen von einer zusätzlichen Wand begrenzt ist.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die den Kokillenmantel wenigstens stellenweise umgebende Wand aus einem wärmeisolierenden Stoff besteht.

Der technische Erfolg dieser Maßnahme ist überKokille

Anmelder:

Dipl.-Ing. Henri Jean Daussan, Metz, Mosel
(Frankreich)

Vertreter:
Dr.-Ing. F. Walter

und Dipl.-Ing. H. D. Ernicke, Patentanwälte,
Augsburg, Ulrichsplatz 12

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Henri Jean Daussan, Metz, Mosel
(Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 29. Januar 1963 (922 967),

vom 10. September 1963 (947 020) ■

raschend. Die vom ersten Guß erhitzte Kokillenwand strahlt Wärme nach außen hin ab, deren Abfluß jedoch von der wärmeisolierenden Wand vermieden wird. Dadurch entsteht ein Wärmestau nach oben, mit der Folge, daß gerade die oberen Bereiche der Kokillenwand zufolge dieses Wärmestaues länger warm bleiben. Durch die in der wärmeisolierenden Wand vorgesehenen Durchbrechungen, welche in bekannter Weise verschließbar sein können, läßt sich eine Luftströmung erzielen, die es gestattet, den Wärmestau über längere Zeit aufrechtzuerhalten. Die Folge dieser von außen herkommenden zusätzlichen Erwärmung des oberen Kokillenbereiches ist die gleichmäßige und in der Geschwindigkeit reduzierte Abkühlung des Gußblockes im oberen Bereich mit der Konsequenz, daß die Lunkerbildung stark reduziert ist.

Im Rahmen eines Ausführungsbeispieles der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Kokillenwand mindestens eine nach außen offene Aussparung aufweist, die von der isolierenden Wand abgedeckt ist.

709 690/413

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel sieht die Erfindung vor, daß der untere Bereich der den Hohlraum nach innen begrenzenden Kokillenwand wärmeisoliert ist. Auch durch diese Maßnahme wird ein gezielter Wärmefluß nach oben zwecks Aufrechterhaltung der Kokillenwanderwärmung erreicht.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Kokille einen nach oben sich verjüngenden Mantel auf, an deren unterem Bereich eine rahmenartig ausgebildete Stützvorrichtung geführt ist, in welcher die isolierende Wand gehalten ist. Diese wärmeisolierende Wand kann vorzugsweise aus einer inneren isolierenden Schicht und aus zwei diese Schicht einschließenden Blechen bestehen, wodurch erreicht ist, daß diese Wand nicht nur ausreichend isoliert, sondern auch den Anforderungen entsprechend stabil ist.

Bei einer Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Grundgedankens ist vorgesehen, daß mindestens der obere Teil des von der wärmeisolierenden Wand begrenzten Hohlraumes eine wärmespeichernde und gegebenenfalls brennbare Masse enthält, die beispielsweise aus 0 bis 10 Gewichtsprozent Sägemehl oder Holzspäne, 30 bis 10 Gewichtsprozent feinkörniger Holzkohle, 20 bis 60 Gewichtsprozent feinkörnigem Koks, 10 bis 15 Gewichtsprozent Asbestabfällen und 40 bis 15 Gewichtsprozent aluminiumsilikathaltigem Sand bestehen kann. Diese den Hohlraum teilweise einnehmende Füllung hat die Aufgabe, die im Hohlraum nach oben steigende Wärme zu speichern und somit eine Verstärkung der Wirkung herbeizuführen, die von der Wärmeisolierenden Wand herrührt, indem sie die aufgenommene Wärmeenergie an den oberen Bereich der Kokillenwand abgibt und somit in diesem Bereich das Abkühlen des Gußblockes verzögert.

Im Sinn von Varianten dieses Erfindungsgedankens kann vorgesehen werden, daß die den Hohlraum wenigstens teilweise ausfüllende Masse aus mehreren Schichten Gußeisen, Kleinschrott oder anderem Metall zusammengesetzt ist, dessen Korngröße von unten nach oben abnimmt. Die Füllung kann aber auch aus feuerfester Masse bestehen. Wesentlich ist, daß sie eine wärmespeichernde Wirkung besitzt.

Es empfiehlt sich, die den Hohlraum wenigstens teilweise ausfüllende Masse von sich vertikal erstrekkenden Kanälen durchsetzen zu lassen, die beispielsweise durch eingesetzte, gegebenenfalls konische Rohre oder durch die Riefen von Wellpappe gebildet sein können. Solche Kanäle erlauben das Hindurchströmen der stark erhitzten Luft, so daß die gesamte Füllung ausreichend aufgeheizt werden kann. Es empfiehlt sich, die Füllung in korbartigen, mit Durchbrechungen versehenen und mit der isolierenden Wand verbundenen Behältnissen anzuordnen, so daß durch das Aufsetzen der Wand zugleich die Füllung in den Hohlraum eingebracht wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung. In ihr ist die Erfindung schematisch und beispielsweise dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch eine Kokille gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt entlang der Linie 2-2 der F i g. 1,

F i g. 3 die linke Hälfte eines Längsschnittes einer Variante der erfindungsgemäßen Kokille,

Fig. 4 die Hälfte eines Schnittes entlang der Linie 4-4 der F i g. 3,

F i g. 5 die Hälfte eines Längsschnittes durch eine andere Kokille gemäß der Erfindung entlang der Linie 5-5 der F i g. 5,

F i g. 6 eine Seitenansicht dieser Kokille,
F i g. 7 einen vertikalen Axialschnitt entlang der Linie 7-7 der F i g. 8 durch eine weitere Variante der Erfindung,

F i g. 8 eine Draufsicht auf eine Kokille gemäß F i g. 7 mit auf der linken Hälfte abgenommener Abdeckung und teilweise freigelegter Außenwand,

F i g. 9 einen Vertikalschnitt durch den oberen Teil einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Kokille in vergrößertem Maßstab.

Fig. 1 und 2 zeigen die Erfindung am Beispiel einer etwa prismenstumpfförmigen Kokille L, die auf einer Grundplatte B ruht. Die Innenfläche der Kokille ist in ihrem größeren Teil a vom unteren Rand b an die eines Prismen mit viereckigem Querschnitt und etwas abgerundeten Ecken und konvergiert dann im

ao oberen Teil c der Kokille, wo die Erstarrung des Kopfes des Gußblockes stattfindet, der beim Erkalten des Metallbades M erhalten wird.

Auf den vier großen Längsseiten weist die Kokille von der Höhe N¹-N¹ bis zur Höhe N²-N², die unterhalb und in der Nähe der Transportgriffe liegt, eine Doppelwand auf, bestehend aus der inneren Wand 2 und der äußeren Wand 3, welche einen freien Zwischenraum 4 ergeben. Oberhalb der HoheN¹-N³ ist der Kopf 4 der Kokille massiv.

Die Innenwand 2 ist aus einem Stück mit der Kokille gegossen, welche beispielsweise aus Gußeisen, vorzugsweise aus Hämatiteisen, gebildet ist. Die äußere Wand 3 ist abnehmbar aufgesetzt, beispielsweise mittels zweier Schrägflächen 5 in zwei Falzen 6 im Kokillenkörper. Diese Falzen umgeben vorzugsweise die ganze Kokille, wie in F i g. 2 dargestellt. Die zwischen den Vertiefungen 5 gelegenen Kokillenwinkel sind bei 7 entsprechend den inneren Rändern der Falzen versetzt, so daß die Wände 3 leicht eingesetzt werden können, es sei denn, sie bestehen aus einem hinreichend biegsamen Material, um durch Krümmung eingesetzt werden zu können. Diese Wände 3 sind vorzugsweise aus einem wärmeundurchlässigen Material, welches geeignet ist, Temperaturen in der Größe von 700 bis 800° C zu widerstehen, z. B. nicht brennbare Pappe aus Natriumsilikat, Asbest, Zement und Asbestfasern usw. Diese Materialien können durch eine Umhüllung aus dünnem Blech gegen Stöße bei der Handhabung der Kokille geschützt sein.

In jeder Wand 3 sind mehrere horizontale Reihen von Löchern 8 in der unteren Hälfte und wenigstens eine Reihe 9 in der Nähe des oberen Randes angeordnet. Die Löcher 8 können, falls erforderlich, sowohl einzeln mit Hilfe einzelner Stopfen 10 verschlossen werden, wie es bei einem Loch auf der rechten Seite der F i g. 1 dargestellt ist, als auch mit Hilfe eines beweglichen Schiebers 11 an der Kokillenseite, welcher im Schnitt auf der rechten Seite der F i g. 1 in Öffnungsstellung dargestellt ist.

Zur Untersuchung der Wärmestreuung betrachte man einen Punktm in dem massiven Teil der Kokille L, unterhalb der Ebene N¹-N¹. Die von dem vorhergehenden Guß abgegebenen Wärmemengen, die in das Innere der massiven Wand abgeflossen sind, verstreuen sich folgendermaßen:

Nach oben und unten gemäß der Richtung der Pfeile f¹; gegen das Äußere der Kokille gemäß dem Pfeil Z² und gegen das Innere der Kokille, nach der

Entfernung des Gußblockes oder zumindest nachdem sich derselbe infolge der Erstattungsschrumpfung von der Kokillenwand gelöst hat, gemäß dem Pfeil f³.

Bei einer nach außen nicht wärmeisolierenden Kokille mit einer über ihre ganze Höhe massiven Wand würde sich daher der Wärmeverlust nach außen in Richtung des Pfeils /² über ihre ganze Höhe erstrekken, und sie würde daher großen Temperaturschwankungen unterworfen sein.

Diese so nutzlos abfließenden Wärmemengen werden durch die Maßnahmen der Erfindung dem oberen Teil der Kokille zugeführt und erleichtern das Füllen der Lunker während des Erstarrens des Gußblockes. Steigt das Metallbad von der Höhe N¹-N¹ bis zur KoheN^s-N^s, so entsteht in gleichem Maß automatisch ein Luftzug in dem Hohlraum 4 der Außenwand, welche die durch die Innenwand tretenden Wärmemengen nach oben führt.

Die Luft dringt in die Doppelwand in Richtung der Pfeile f* durch die Öffnungen 8 der Außenwand 3 ein. Diese Luft, welche gemäß Pfeil /⁵ durch die oberen öffnungen 9 wieder austritt, lenkt die durch die innere Kokillenwand 2 absorbierten Wärmemengen zu dem massiven Oberteil 4 der Kokille hin, wo ihre Wirkung auf den Kopf des Gußblockes noch zu der Wärme hinzutritt, welche durch die wärmeisolierende und/oder wärmeerzeugende Puderschicht C erzeugt wird, welche in der üblichen Weise auf die Oberfläche des gegossenen MetallsM gestreut wird, wie durch die Pfeile f⁶ bzw. f angedeutet ist.

Wie ersichtlich, wird der Wärmeabstrahlung nach außen gemäß Pfeil Z² durch den Luftstrom von außen gemäß den Pfeilen Z⁴ entgegengewirkt. Natürlich steht der Abstrahlung der von der Innenwand 2 absorbierten Wärme in das Innere der Kokille gemäß Pfeil Z³ nach dem Herausnehmen des Gußblockes nichts entgegen.

Die F i g. 3 und 4 zeigen eine Variante, die sich von den ersten Ausführungsbeispielen nur durch eine Füllung 12 im oberen Teil des Hohlraumes 4 in der Doppelwand unterscheidet. Diese Füllung besteht beispielsweise aus zusammengerollter und gestreckter Wellpappe, welche in an sich bekannter Weise senkrechte Kanäle 13 bildet. Ihr unterer Rand befindet sich oberhalb der obersten Reihe der Löcher 8 und ihr oberer Rand unterhalb der Löcher 9. Die Füllung ist feuerfest, indem sie beispielsweise aus Asbest oder aus gewöhnlicher Pappe, die mittels Natriumsilikat feuerfest gemacht ist, besteht. Diese Füllung kann an der Innenwand 2 durch Verkleben mittels Natriumsilikat befestigt sein oder durch Abstützung auf einer Rippe 14 an der Innenwand und/oder durch Einspannung zwischen den Wänden 2 und 3.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die folgende: Nach einer langsamen Verbrennung der Pappe des Elementes 12, welche die senkrechten Kanäle nicht zerstört und verhältnismäßig wenig Wärmemengen freisetzt, bleibt die restliche Masse für die Strömung der äußeren Luft durch die vertikalen Kanäle 13 durchlässig, und es entsteht im Kopf des Gußblockes eine für die Füllung der Schrumpfungslunker günstige Wärmebilanz durch die wärmeisolierende Wirkung der Füllung 12 verbunden mit der des wärmeisolierenden und/oder erzeugenden Elementes C und der Ablenkung der von der inneren Kokil- lenwand 2 ausgehenden Wärmemengen nach oben unter dem Einfluß des bei Z⁴ einströmenden und bei Z⁵ austretenden Luftstroms 4.

In den beiden eben beschriebenen Beispielen ist es im allgemeinen vorteilhaft, daß die im unteren Teil der Kokille und in der GrundplatteS absorbierten Wärmemengen nach außen gemäß den Pfeilen Z² und Z⁹ abgestrahlt werden, da dadurch die Erstarrung des Blockfußes begünstigt wird. Dies ist der Grund, weshalb die Doppelwände sich erst von der Höhe N¹-Nⁱ und nicht schon vom unteren Rand b der Kokille erstrecken.

Die F i g. 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform, die sich von den vorausgegangenen durch die im folgenden beschriebenen Punkte unterscheidet.

Die äußeren abnehmbaren Wände 3 α sind unten durch abgeschrägte Flächen 5 in Falzen 6 von gleicher Form befestigt, weisen jedoch an ihrem oberen Ende eine gerade Kante 15 auf, die in einen Falz 16 eingepaßt ist, und werden durch Schrauben 17 gehalten. Dadurch wird das Einsetzen der Wände, besonders wenn sie nicht biegsam sind, erleichtert.

Die Füllung 12 a setzt sich aus einer Mischung für Wärmestrahlen undurchlässigen und brennbaren Materialien zusammen, die durch eine durch die Wärme des gegossenen Metalls ausgelöste exotherme Reaktion dem oberen Teil der Kokille zusätzliche Wärmemengen zuführen. Man kann vorteilhafterweise, obgleich nicht ausschließlich, eine der folgenden Mischungen (in Gewichtsprozent) verwenden:

Sägemehl oder Holzspäne ObislO ⁰Zo

Feinkörnige Holzkohle 30 bis 10%

Feinkörniger Koks 20 bis 60%

Asbestabfälle IObis 5%

Aluminiumsilikathaltiger Sand 40 bis 15 %

Eine solche zunächst für Wärmestrahlen undurchlässige Mischung gibt hernach durch die Verbrennung der brennbaren Produkte Wärme ab und bleibt auch am Ende dieser Verbrennung für Wärmestrahlen undurchlässig. Die Füllung wird allmählich bienenwabenförmig in dem Maß als die Verbrennung der brennbaren Teilchen fortschreitet, was durch die so entstandenen Hohlräume die Fähigkeit der Füllung, Wärmestrahlen nicht durchzulassen, erhöht. Diese kann daher für eine ganze Reihe von Gießvorgängen benutzt werden. Die durch die anfängliche Feuchtigkeit der Mischung entstehenden Dämpfe sowie das bei der teilweisen Verbrennung entstehende Kohlenmonoxyd und Kohlendioxyd werden durch die oberen öffnungen 9 gleichzeitig mit der durch die unteren öffnungen 8 eingeströmten Luft entfernt. Ein Teil dieser Luft liefert den für die Verbrennung der brennbaren Teilchen der Mischung erforderlichen Sauerstoff.

Schließlich ist die innere Wand 2 unterhalb der Füllung 12 a mit Hilfe einer wärmeisolierenden Verkleidung aus feuerfesten und isolierenden Kunststeinen belegt. Die obere Reihe der Kunststeine ist bei 19 vorzugsweise abgeschrägt für die Durchzugskanäle der sich unterhalb der Wärmestrahlen nicht durchlassenden und wärmeisolierenden Masse 12a ausbreitenden Luft. Diese Verkleidung verhütet die zentrifugale Abstrahlung der von dem gegossenen Metall ausgehenden Wärme. Diese Wärmemengen werden vielmehr in Richtung Z¹ gegen den oberen massiven Teil der Kokille abgeleitet, wo sie sich mit denjenigen, die bei der Verbrennung der Füllung 12 a entstehen, verbinden und gegebenenfalls auch mit denen des

Materials der Abdeckung C, zumindest wenn dieses exotherm ist und nicht einfach für Wärmestrahlen undurchlässig.

Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung, dargestellt in den F i g. 7 und 8, weist die Kokille eine auf einer Grundplatte B ruhende innere Wand 2 b und eine äußere Wand 3 b auf, die mit der Wand 2 b einen freien Raum 4 b bildet. Dieser freie Raum 4 b ist unten durch einen die Wand 3 b stützenden Gurt 21 und oben durch eine Abdeckung 22 abgeschlossen. Die innere Wand 2 b entspricht derjenigen einer üblichen einfachen Kokille. Sie hat die Form eines Pyramidenstumpfes mit abgerundeten Ecken, sie ist am oberen e und unteren Rand b offen und ruht auf einer Grundplatte B.

Die äußere Wand 3 b wird durch einen Gurt oder Rahmen 21 gehalten, welcher den unteren Teil der inneren Wand 2 b umgibt und aus einem Material besteht, das ungefähr den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie die innere Wand 2 b besitzt. Die äußere Wand 3 b wird durch vier gleichartige, rechteckförmige Wände oder Wandplatten gebildet, die an ihrer Rechtecklängskante eine Verstärkung 23 aufweisen. Die Verstärkungen an den aneinandergrenzenden Seiten zweier benachbarter Wände sind durch Schrauben 24 (F i g. 8) verbunden. Die Wände sind in verschiedenen Höhen mit Lochreihen 8 versehen zum Eintritt der Luft von Umgebungstemperatur (die zwei unteren Reihen) und zum Austritt der warmen Luft (obere Löcher). Diese Löcher können zur Regelung der Luftströmung in gleicher Weise, wie bereits oben beschrieben, verschlossen werden.

Die Abdeckung 22 ist bei Fallguß (Gußstahl / in F i g. 7) ringförmig ausgeführt. Sie wird in horizontaler Lage auf dem Rand e der Innenwand durch die Haltegriffe 25 dieser Wand festgehalten, derart, daß diese Griffe quer durch die verlängerten Löcher 26 der Abdeckung (F i g. 8) hindurchgehen. Außerdem ist diese Abdeckung an den äußeren Wänden 3 b durch eine Anzahl von Riegeln 27 befestigt. Diese sind durch Vorsprung 28 der Abdeckung gegen den Gußstrahl geschützt.

Bei Steigguß (gestrichelt angedeutet durch die Linien des Kanals 29 und den Gußstrahl /' in F i g. 7; die Vorrichtung kann sowohl für Steigguß als auch für Fallguß verwendet werden) kann die Abdeckung selbstverständlich voll geschlossen sein. Der obere Teil des Zwischenraumes 4 b ist mit der im folgenden beschriebenen Füllung 30 versehen.

Diese Füllung wird durch eine Gruppe von acht Blechen 31 (in F i g. 8 sind vier davon sichtbar) gehalten. Diese mit Löchern 32 versehenen Bleche werden jeweils durch zwei Winkeleisen 33 oder 33 a und 34 gehalten, die durch Schweißen, Niete oder sonstige geeignete Befestigungsmittel an der inneren Fläche der äußeren Wand 3 b befestigt sind. Diese Füllung 30, welche auf den gelochten Blechen 31 ruht, kann beispielsweise aus Kleinschrott bestehen, dessen Körnung etwa in der Größenordnung von einem Zentimeter in 30ö, einem halben Zentimeter in b und einem Millimeter oder Bruchteil eines Millimeters liegt, aus Glaswolle oder Metallwolle, deren Porosität von unten nach oben abnimmt, oder aus Asbestabfällen, porösem Koks, pflanzlichen oder mineralischen Fasern usw., aus hohlen Kunststeinen, deren Kanäle einander entsprechen und deren Querschnitt von unten nach oben abnimmt; ferner kann die Füllung aus einer Masse aus Zement bestehen, in

welcher durch Einbringen brennbarer Materialien die erforderlichen Kanäle gebildet werden, usw.

Die verwendeten Materialien müssen auf jeden Fall Temperaturen in der Größenordnung von 700 bis 1200° C aushalten können, entsprechend dem Metall der Kokille und den Eigenschaften des gegossenen Metalls.

Das Verfahren mit der beschriebenen Kokille wird folgendermaßen durchgeführt:

Bei der noch außerhalb der Gießgrube auf einer horizontalen Ebene ruhenden Wand 2 b wird zunächst der Rahmen oder Gurt 21 am unteren Teil befestigt, und dann werden die vier die Außenwand 36 bildenden Wände in den Falz 21a des Rahmens eingepaßt und an ihren vertikalen Längsseiten durch die Schrauben 24 miteinander verbunden. Man setzt die acht gelochten Bleche 31 ein, die auf den Schenkeln der Winkeleisen 33 oder 33 a, 34 zu liegen kommen. Man bringt die Füllung 30 ein, legt den Deckel 22 auf und verriegelt ihn an den vier Wänden 3 b. Falls es bei der Füllung 30 erforderlich ist, erst durch Verbrennung der in die Masse eingefügten brennbaren Materialien die erwünschten senkrechten Kanäle zu erzeugen, stellt man die Kokille am besten auf eine der Gasmündungen, die in allen Stahlwerken vorhanden sind, um die Wand 2 b auf die gewünschte Temperatur zu bringen, wobei die Verbrennungsgase durch die oberen Löcher 8 entweichen. Die Kokille ist dann einsatzbereit und wird auf die Grundplatte B in der Gießgrube gestellt.

Das Gießen erfolgt in der üblichen Weise durch Fallguß (Gußstahl/) oder im Steigguß (Gußstahl/') und bietet keine Besonderheit.

Wärmeabfluß

Es werde der ungünstigste Fall untersucht, nämlich das Gießen mit einer noch kalten Kokille und Grundplatte (Umgebungstemperatur).

a) Vom unteren Rand b der Kokille bis zur Höhe Nⁱ-N¹ verstreuen sich die aus dem Bad gemäß Pfeil F in die Innenwand 2 b eindringenden Wärmemengen in dieser Wand gemäß dem Pfeil Z¹ sowie nach außen gemäß Pfeil Z² durch die Wand 2 b und die Grundplatte B, welche nicht durch die Außenwand 3 b geschützt sind. Dieser Wärmeabfluß stellt keinen Nachteil dar, da das rasche Erstarren des unteren Teiles des Gußblockes im allgemeinen dessen Qualität nicht beeinträchtigt.

b) Die im Lauf des Gusses von der Höhe N¹-N¹ bis zu der mittleren Höhe n-n durch das Metallbad in Richtung des PfeilesF an die Wand 2 δ abgegebenen Wärmemengen verteilen sich gemäß den Pfeilen/¹ im Innern der Wand nach oben und unten und gemäß Pfeil f gegen den Zwischenraum 4 b. Dort wird der durch den von der Außenatmosphäre kommende und gemäß den Pfeilen f⁴ entstehende Luftzug, der durch die Lochreihen 8 eindringt, nach oben gemäß den Pfeilen f geleitet.

c) Von der Höhe n-n an bis zur höchsten Höhe N²-N² des Gusses verteilen sich die von dem Metallbad abgegebenen Wärmemengen in ähnlicher Weise in der Wand 2 b und durch die Füllung 30 durch die Leitfähigkeit.

Die warme Luft, die gemäß den Pfeilen f aufsteigt, strömt durch die Löcher 32 der Bleche 31 und dringt

Claims (5)

in die Füllung 30 ein, durch welche sie gebremst wird und an die sie Wärme abgibt, die an die Umgebung der Kokille abgegeben werden würde, wenn nicht deren Umhüllung 3 b vorgesehen sein würde. Die Geschwindigkeit des Luftstromes verlangsamt sich durch den Widerstand der Füllung 30, deren Dichte von unten nach oben zunimmt. Nach beendetem Guß kann die Oberfläche des Metallbades mit einem für Wärmestrahlen undurchlässigen Überzug C versehen werden, der auch exotherm reagieren kann. Die so zusätzlich dem Kopf zugefuhrten Wärmemengen verteilen sich in der Wand 2 b und werden an die Füllung abgegeben. Der so genügend lange flüssig bleibende obere Teil des Bades füllt daher die entstandenen Lunker auch noch während einer je nach Art des Metalls mehr oder weniger längeren Zeit nach dem Ende des eigentlichen Gießvorganges aus. In Fig. 7 ist der Kopf des Gußblokkes nach beendeter Lunkerbildung mit 1 bezeichnet. Schließlich ist die Erstarrung des Gußblockes end- ao gültig abgeschlossen. Das Herausnehmen des Gußblockes, das sich in der üblichen Weise vollzieht, beendet das Gießverfahren. Nach dem Herausnehmen des Gußblockes, während die Kokille leer ist, wird so schnell wie möglich auf die zentrale Öffnung der Abdeckung 22 ein wärmeundurchlässiger (wärmeisolierender) Pfropfen oder Deckel 35 aufgesetzt, so daß bis zum nächsten Gießvorgang die Wärmeverluste, angedeutet durch die Pfeile fa (F i g. 7) an den Innenraum der Kokille sehr gering gehalten werden. Es kann jedoch sein, daß die Kokillen während der Standzeit gereinigt und lackiert werden müssen, wodurch die Wirksamkeit des Deckels allerdings verringert wird. In diesem Fall sind geeignete Maßnahmen zu treffen, um die Reinigungs- und Lackierungsarbeiten auf ein Mindestmaß zu beschränken. Die Füllung 30, wo die Wärmemengen gespeichert werden, stellt ein Wärmereservoir für den oberen Teil der Kokillenwand dar, so daß das Ausfüllen der Lunker im Kopf des Gußblockes durch das flüssige Metall auch während des folgenden Gießvorganges erleichtert wird, während welchem ein Wärmeabfluß durch die Wand sich in gleicher Weise vollzieht, wie oben beschrieben. Der auf die Wand Ib einwirkende Wechsel von Abkühlung und Erwärmung wird auf diese Weise sehr stark reduziert, und das Metall, aus dem diese Wand hergestellt ist, kann für eine große Anzahl von Gießvorgängen verwendet werden, ohne daß es Verformungen, Spalte und Risse erhält, welche sonst die Qualität der Gußblöcke in den Kokillen, die nicht gemäß der Erfindung aufgebaut sind, in unerwünschter Weise vermindern. Zudem werden unaufgefüllte Lunker im Blockkopf vermieden. Die F i g. 9 zeigt einen Teilausschnitt einer Variante der Erfindung, die sich von dem vorhergegangenen Beispiel durch folgende nützliche Besonderheiten unterscheidet: Die äußeren Wände 3 c sind zusammengesetzt. Sie bestehen aus einer Platte aus Asbestpappe oder aus gewöhnlicher feuerfester Pappe 36, die durch ein äußeres Blech 37 und ein inneres Blech 38 verstärkt und gehalten ist. Diese Bleche 37 und 38 sind je nach den Kokillenmassen 1 bis 3 mm stark und werden durch röhrenförmige Stahlniete 39 versteift, welche in die Bleche eingepaßt oder mit ihnen verschweißt sind und gleichzeitig als Öffnungen 8 dienen. Man erhält so eine Wand 3 c von bemerkens- werter Festigkeit. Die Bleche 37 und 38 sind bei 40 verbunden, und durch die Riegel 27 wird die Abdeckung 22a auf den Wänden 3 c befestigt. Es ist zweckmäßig, die Abdeckung 22 λ in gleicher Weise wie die Wände 3 c, d. h. aus Asbestpappe oder gewöhnlicher feuerfester Pappe 41 auszubilden, welche zwischen den bei 44 an ihrem äußeren Ende verbundenen Blechen 42 und 43 gelagert ist. Diese Abdeckung ist sehr wärmeundurchlässig (wärmeisolierend) und bietet hinreichenden Widerstand gegen eventuell von dem Gießstrahl / herrührende Spritzer bei direktem Fallguß. Man vermeidet so beträchtliche Wärmeverluste nach oben sowohl während des Gießvorganges als auch während der Zeit, in der die Kokille nicht gefüllt ist. Der wärmeundurchlässige Pfropfen oder Deckel 35 a besteht ebenso wie die Wände 3 c und die Abdeckung 22 a aus Pappe 45 und zwei Blechen 46 und 47. Dieser Propfen faßt bei 48 in die öffnung 49 der Abdeckung. Die Füllung 30 besteht aus stumpfkonischen Stahlrohren 50, die bei 51 in Bleche 31a eingepaßt und verschweißt sind. Diese Bleche sind auf den Schenkeln der Winkeleisen 33 angeordnet. Der die Rohre umgebende Raum ist mit einer härtbaren und sehr wärmeisolierend bleibenden Masse 52 gefüllt. Die stumpfkonischen Rohre 50 stellen die Durchzugskanäle für die Luftströmung dar. Sie ragen etwas mit ihrem oberen Teil über die wärmeisolierende und feuerfeste Masse 52 heraus. Die aus dem Zwischenraum 4 b kommende und durch die konischen Rohre strömende warme Luft entweicht in Richtung/5, nachdem sie sich in dem freien Raum 53 oberhalb der Masse 52 ausgebreitet und ihre Wärme an die Wand 2 b abgegeben hat. Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die hier beschriebenen und dargestellten Beispiele beschränkt, sondern kann auch auf andere Art und Weise variiert werden. Patentansprüche:

1. Kokille mit einer den Kokillenmantel mit Abstand umgebenden Wand, in der sich Durchbrüche zwecks Verbindung des durch die Wände gebildeten Hohlraumes mit der Außenluft befinden, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kokillenmantel (2) wenigstens stellenweise umgebende Wand (3) aus einem wärmeisolierenden Stoff besteht.

2. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokillenwand (2) mindestens eine nach außen offene Aussparung (4) aufweist, die von der isolierenden Wand (3) abgedeckt ist.

3. Kokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich der den Hohlraum (4) nach innen begrenzenden Kokillenwand (2) wärmeisoliert (18) ist.

4. Kokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Wand (3) von den Hohlraum (4) nach unten und oben abschließenden Stützvorrichtungen (21, 22) gehalten ist.

5. Kokille nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen nach oben sich verjüngenden Mantel (d) aufweist, an deren unterem Bereich eine rahmenartig ausgebildete Stützvorrichtung (21) geführt ist, in welcher die isolierende Wand (36) gehalten ist.

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