DE1280506B

DE1280506B - Metallblock-Giessverfahren

Info

Publication number: DE1280506B
Application number: DEJ29545A
Authority: DE
Inventors: Boris I Medovar; Boris E Paton
Original assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Current assignee: Institut Elektrosvarki Imeni E O Patona Akademii Nauk Ukrainskoi Ssr
Priority date: 1965-12-08
Filing date: 1965-12-08
Publication date: 1968-10-17

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B22d

Deutsche Kl.: 31 b2 - 27/20

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 80 506.0-24 (J 29545)

8. Dezember 1965

17. Oktober 1968

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Metallblöcken, bei dem das Metall nach dem Unterschlackengießverfahren in die Kokille gegossen wird. __

Bei bekannten, im Hüttenbetrieb verwendeten Verfahren wird, um die Oberflächengüte der in Gußeisenkokillen erzeugten Blöcke und der in kontinuierlichen und halbkontinuierlichen Stranggußanlagen erzeugten Blockrohlinge zu verbessern, flüssiges Metall durch eine Schicht flüssiger Schlacke in die Kokillen oder Kristallisatoren der kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Stranggußanlagen gegossen. Hierbei wird flüssige Schlacke in getrennt aufgestellten öfen gewonnen und dann vor dem Eingießen des Metalls in die Kokillen oder Kristallisatoren gegossen.

Derartige bekannte Gießverfahren weisen den Nachteil auf, daß die in gesondert angeordneten Öfen gewonnene flüssige Schlacke sich beim Abstechen während der Beförderung aus dem Ofen zu den Kokillen und beim Gießen in dieselben und während der Zeitspanne bis zum Eingießen des flüssigen Metalls abkühlt und an den Kokillenwänden erhärtet. Der untere Block- oder Rohlingteil erhält dadurch eine unbefriedigende Oberfläche, die erst durch die während des weiteren Zufließens von flüssigem Metall zugeführte Wärmemenge verbessert wird.

In der deutschen Patentschrift 1 145 311 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem zur Verringerung des Kopflunkers bei Gußblöcken die Kokille nur bis zu einer solchen Höhe mit Metall gefüllt wird, daß über dem Gießspiegel der Schmelze eine genügend dicke Schlackenschicht von vorzugsweise 10 bis 20 cm verbleibt, wobei beispielsweise durch elektrische Erwärmung mittels in diese eintauchende Elektroden diese Schlackenschicht durch Zufuhr von Wärme bis zum Ende der Erstarrung des Metalls flüssig gehalten wird. Dadurch soll das Entstehen von Lunkerhohlräumen vermieden und die Größe des vom Gußblock zu entfernenden Kopfes merklich verkleinert werden.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Metallblock-Gießverfahren anzugeben, das es ermöglicht, die gesamte Blockoberfläche sowie die Metallgüte über die gesamte Blockhöhe zu verbessern und auch bei großer Blocklänge ein dichtes Makrogefüge ohne axiale Fehler zu erzielen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Schlacke vor dem Eingießen des flüssigen Metalls mittels stromführender Elektroden vermöge ihres elektrischen Widerstandes unmittelbar in der Kokille geschmolzen wird und daß das Metall während der Metallblock-Gießverfahren

Anmelder:

Institut Elektrosvarki im. E. O. Patona, Kiew

(Sowjetunion)

Vertreter:

Dipl.-Chem. L. Zellentin, Patentanwalt,

6700 Ludwigshafen, Rubensstr. 30

Als Erfinder benannt:

Boris E. Paton,

Boris I. Medovar, Boleslav I. Maximovich, Kiew

(Sowjetunion) ,

Erstarrung mittels derselben Elektroden erwärmt ao oder zugespeist wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Kokille mit der in dieser befindlichen Abschmelz-Elektrode während des Schlackenschmelzens,

F i g. 2 eine Kokille während des Eingießens des flüssigen Metalls aus einer Gießpfanne,

F i g. 3 eine mit Metall gefüllte Kokille mit einer Abschmelz-Elektrode, die beim Erwärmen der oberen Metallschicht abschmilzt,

Fig. 4 eine Kokille während des Eingießens von Metall aus einer mit einer seitlichen Rinne versehenen Gießpfanne,

F i g. 5 eine Kokille während des Eingießens von Metall aus einer Gießpfanne durch eine hohle Elektrode.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Gießen von Metallblöcken wird folgendermaßen durchgeführt:

Auf das wassergekühlte Gespann wird innerhalb der gekühlten oder nicht gekühlten Kokille 1 (F i g. 1) eine aus Metall gleicher chemischer Zusammensetzung wie das eingegossene Metall bestehende Impfkeimscheibe 2 aufgesetzt und mit der aus einem Metall von gleicher chemischer Zusammensetzung wie das eingegossene Metall bestehenden Abschmelz-Elektrode 3 oder einer beispielsweise aus Graphit, Wolfram oder einem sonstigen Material bestehenden, nicht abschmelzbaren Elektrode kurzgeschlossen. In den Spalt zwischen der Kokilleninnenwand und der Elektrode wird das Flußmittel in erforderlicher Zusammensetzung und Menge oder ein Gemisch aus Bestandteilen, die zum Bestand des Flußmittels ge-

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Claims

hören, eingebracht. Die Schlacke wird durch den eckigem;■> rundem, ovalem- und anders gestaltetem elektrischen Widerstand derselben geschmolzen. Querschnitt hergestellt werden. Hierbei wird die Schlacke in der Kokille noch vor Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es dem Eingießen von flüssigem Metall in dieselbe über- auch, Blöcke mit hoher Oberflächengüte über die hitzt, ohne daß eine gesonderte Einrichtung zum 5 ganze Blockhöhe und mit einem Blockkopf zu erzie-Schmelzen der Schlacke benötigt wird. len, der praktisch vollkommen schwindhohlraumfrei Anschließend wird die Elektrode schnell aus der ist. Es erübrigt sich daher, die Blöcke vor der Weiter-Kokille entfernt, in die dann aus der Stahlgieß- verarbeitung durch Walzen, Schmieden, Pressen usw. pfanne4 flüssiges Metall 5 (Fig. 2) gegossen wird. zu putzen. Der Metallaufwand für den verlorenen Beim Eingießen des flüssigen Metalls wird dieses io Blockkopf wird ungefähr auf die Hälfte gesenkt, intensiv durch die Schlacke beeinflußt und von nicht- Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gegosmetallischen Einschlüssen und schädlichen Bei- sene Blöcke weisen ein besseres Makrogefüge, eine mengungen befreit. Während des Eingießens bildet bessere technologische Plastizität bei Warmverforsich zwischen dem Metall und der Kokillenwand eine mung sowie eine höhere Reinheit auf, d. h., sie entdünne Schlackenschicht (Schlackengamissage). Diese 15 halten bedeutend weniger nichtmetallische Eingewährleistet eine hohe Güte der Blockoberfläche Schlüsse, wie Schwefel und andere schädliche Bei- und vermindert den Wärmeübergang in die Kristalli- mengungen.

satorwände. Diese Schlackenschicht vermag jedoch Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand noch kein dichtes Makrogefüge des Blocks zu ge- des nachstehenden Beispiels erläutert, währleisten. Sofort nach dem Eingießen des flüssigen ao In einer wassergekühlten Kupferkokille mit Metalls in die Kokille 1 (Fig. 3) wird daher erneut 640 · 640 mm Querschnitt wird mittels einer Gradie Abschmelz-Elektrode 3 eingeführt und eine phitelektrode von 350 mm Durchmesser Schlacke Elektroschlackenzuspeisung vorgenommen, oder es folgender Zusammensetzung geschmolzen: 45% CaO, wird eine nicht abschmelzbare Elektrode eingeführt 40% Al₂O₃ und 15% CaF₂. Zum Schmelzen und und der Erwärmungsvorgang bei höchstmöglicher 05 überhitzen des Schlackenbades sind bei einer zugezugeleiteter Leistung durchgeführt. Hierbei wird das führten Stromleistung 400 kVA 50 Minuten erforder-Metall zusätzlich durch überhitzte Schlacke gefeint. lieh. Die Schlackenschmelzung erfolgt derart, daß bei Die Metallreinigung wird durch ein starkes Wechsel- Beginn des Metallabstichs aus dem Ofen die Schlacke stromfeld günstig beeinflußt. Die zugeführte Leistung vollkommen geschmolzen und überhitzt ist. Dann wird während der Verminderung der Metallbadtiefe 30 wird durch die Elektrode im Laufe von 5 Minuten ebenfalls gleichmäßig gesenkt. Auf diese Weise wird 5,5 t Metall nachstehender Zusammensetzung (in eine axiale Metallkristallisation in der Zentralzone Molprozent) eingegossen: C = 0,15; Mn = 0,32; des Blocks und ein dichtes fehlerfreies Makrogefüge Si = 0,16; S = 0,010; P = 0,022; Cr = 11,70; des Metalls gewährleistet. Der Blockkopf kann durch Ni = 1,62; Mo = 0,37; W = 1,66; Cu = 0,27; Rest: einen zusammengepreßten Lichtbogen (Plasmalicht- 35 Eisen. Nach dem Eingießen des flüssigen Metalls bogen) erwärmt werden. wird der Blockkopf im Laufe von 1,5 Stunden bei Beim Gießen von Blöcken, deren Länge zwei- bis einer zugeführten Stromleistung von 500 kVA durch dreimal größer ist als ihr Durchmesser, wird das flüs- elektrisch erhitzte Schlacke gewärmt, sige Metall in zwei, drei oder mehr Arbeitsgängen Auf dieselbe Weise werden Blöcke aus nichteingegossen, wobei nach dem jeweiligen Eingießen 40 rostendem Stahl, aus Legierungen auf Nickelbasis mit eine Elektroschlackenzuspeisung oder eine Erwär- Titan- und Aluminiumgehalt u. a. gegossen. Alle mung des vergossenen Blockteils folgt. Hierdurch Blöcke weisen eine absolut glatte Oberfläche auf und wird selbst bei großer Blocklänge ein dichtes Makro- werden mit Erfolg ohne vorheriges Putzen gewalzt, gefüge ohne axiale Fehler erzielt. Die Oberfläche der gewalzten Blöcke ist ebenfalls Um jedwede Verschiebung der mit flüssigem 45 rein und brauchte praktisch, nicht vor der Weiterver-Metall gefüllten Kokille und eine hiermit verbundene arbeitung geputzt zu werden. Der erzeugte Metallmögliche Bildung von Makrofehlern in Form von block weist nachstehende Zusammensetzung auf (in »Seigerungsquadraten« zu vermeiden, kann eine Molprozent): C = 0,16; Mn = 0,33; Si = 0,17; Stahlgießpfanne 4 mit seitlicher Rinne 6 (Fig. 4) S = 0,005; P = 0,021; Cr = 11,70; Ni = 1,60; verwandt werden. Nach dem Verdünnen und Über- 5° Mo = 0,36; W = 1,65; Cu = 0,26; Rest: Eisen, hitzen der Schlacke wird die Elektrode 3 schnell aus Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Kokille 1 entfernt, die in ihrer bisherigen Stellung der Schwefelgehalt bis auf 0,004 bis 0,007% bei verbleibt. Dann wird flüssiges Metall 5 aus der Stahl- einem Gehalt im Ausgangsmetall von 0,010 bis gießpfanne 4 über die seitliche Rinne 6 in die Kokille 0,012% gesenkt werden. Die Titanaufnahme hierbei gegossen, die Gießpfanne entfernt und mit der Elek- 55 ist gleich 95% und die Aluminiumaufnahme gleich troschlackenzuspeisung oder der Erwärmung des 93%.

Blockkopfes begonnen. Das erfindungsgemäße Gießverfahren gewährleistet

Derselbe Effekt kann beim Einsatz von rohrför- die Erzeugung von dichten, lunkerfreien Blöcken,

migen abschmelzenden oder nicht abschmelzenden Hierbei beträgt der Produktionsausstoß von verwen-

hohlen Elektroden 7 (Fig. 5) erzielt werden. Eine 60 dungsfähigem Metall 90% an Stelle von nur 70%

solche Anordnung, die eine Verschiebung der mit bei der herkömmlichen Erzeugungsweise von

flüssigem Metall gefüllten Kokille ausschließt, gestat- Blöcken,
tet es, während des Eingießens das Schlackenbad zu

erwärmen. Derart können auch relativ schwer Patentansprüche: schmelzbare Schlackenarten verwandt werden. 65

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum 1. Verfahren zum Gießen von Metallblöcken, Gießen von Metallblöcken können bei entsprechen- bei dem das Metall nach dem Unterschlackender Kokillenform Blöcke mit quadratischem, recht- gießverfahren in die Kokille gegossen wird,

dadurch gekennzeichnet, daß Schlacke vor dem Eingießen des flüssigen Metalls mittels stromführender Elektroden vermöge ihres elektrischen Widerstandes unmittelbar in der Kokille geschmolzen wird und daß das Metall während der Erstarrung mittels derselben Elektroden erwärmt oder zugespeist wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung oder Zuspeisung bei portionsweiser Zuspeisung des flüssigen Metalls periodisch erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 145 311.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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