DE1458023B1

DE1458023B1 - Kokille

Info

Publication number: DE1458023B1
Application number: DE1963D0041672
Authority: DE
Inventors: Henri Jean Daussan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-06-08
Filing date: 1963-05-30
Publication date: 1970-08-27
Also published as: FR1332738A; LU43776A1; GB1025184A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Kokille, die aus einem Innenwandung keine Verbindungsstellen, Fugen oder

Innenteil und einem Außenmantel zusammengesetzt Dichtungen vorhanden. Man erhält daher Gußblöcke

ist und an ihrem oberen Teil zumindest eine Aus- mit durchgehend glatter Seitenfläche, und der an

höhlung aufweist, die ein wärmeerzeugendes Mittel Verbindungsstellen auftretende Verschleiß ist vermie-

aufnimmt, wobei die Aushöhlung und das wärme- 5 den. Ferner können keine Verbrennungsprodukte

erzeugende Mittel so angeordnet sind, daß dem oberen durch eine Fuge in die Schmelze gelangen. Die

Teil des Schmelzbades und dann dem Blockkopf wärmedämmenden und wärmeerzeugenden Einlagen

Wärme zugeführt wird. sind leicht an ihren Platz zu bringen. Die Reinigung

Es ist bekannt, die Verfestigung des Gußblockkopfes bzw. Entfernung der Rückstände der exothermen zu verzögern, um den zentralen Lunker insbesondere io Reaktion bereitet keinerlei Schwierigkeiten. Die beim Vergießen von mehr oder weniger beruhigten Lunkerauffüllung erfolgt gleichmäßig und ohne Unter-Stählen aufzufüllen. Hierzu wendet man exotherme brechung, da das wärmeerzeugende Material den und/oder Turbulenz erzeugende Reaktionen an, die oberen Teil der Kokille vollständig umringt. Von sich in einer mehr oder weniger mit der Schmelze in besonderem Vorteil ist ferner, daß die gleiche Kokille Berührung kommenden wärmeisolierenden und/oder 15 für das Gießen von Gußblöcken sehr verschiedener wärmeerzeugenden Auskleidung bzw. Bedeckung voll- Höhe verwendet werden kann,
ziehen. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden die

Die zahlreichen, bisher vorgeschlagenen Verfahren in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele

und Vorrichtungen haben Nachteile, die besonders beschrieben.

daher rühren, daß die Überzüge bzw. Bedeckungen 20 F i g. 1 zeigt im vertikalen Längsschnitt Teile einer

mehr oder weniger mit dem Schmelzbad in Berührung Kokille mit einem verhältnismäßig dünnwandigen

kommen, was Abscheidungen oder Einschlüsse im Einsatzrohr und einem Außenmantel mit einer Aus-

Innern des Metalls verursacht, und zwar gerade falzung;

infolge der sich in den Beschichtungen vollziehenden F i g. 2 ist eine Draufsicht auf die Kokille der

Reaktionen oder durch Einschleppung von losgelösten 25 Fig. 1;

Teilchen der Beschickung. F i g. 3 zeigt im Vertikalschnitt eine abgewandelte

Weiterhin ist es bei den bekannten Verfahren und Ausführungsform, bei der die Kokille aus einem Vorrichtungen schwierig, wenn nicht unmöglich, den verhältnismäßig dickwandigen Rohr besteht, das an exothermen Effekt zu dosieren und im günstigen seinem oberen Teil von einem Außenmantel umAugenblick vonstatten gehen zu lassen. 30 geben ist;

Für die genannten Zwecke sind auch aus mehreren F i g. 4 ist ein Horizontalschnitt gemäß der

Teilen zusammengesetzte Kokillen bekannt. Diese Linie 4-4 der Fig. 3.

haben jedoch keine durchgehende Innenwandung, Bei der Ausführungsform der F i g. 1 und 2

wodurch an den Stoßstellen erhöhter Verschleiß besteht die Kokille aus der Grundplatte 3 und einem

entsteht, die Reinigung der Kokillen erschwert ist und 35 die eigentliche Kokille darstellenden inneren Einsatz-

die Gefahr des Eindringens unerwünschter Stoffe in rohr 8, dessen verhältnismäßig dünne Wandung

den Kokilleninnenraum besteht. Bei den bekannten keinerlei Einschnitte oder Hohlräume aufweist. Das

Kokillen mit Hohlräumen für wärmedämmende oder Einsatzrohr 8 ist unter Zwischenlegung eines Dich tungs-

wärmeerzeugende Mittel ist es schwierig, diese Hohl- ringes 9 auf die Grundplatte 3 aufgesetzt. Außerdem

räume zu reinigen und neu zu füllen. 40 ist ein ebenfalls auf die Grundplatte 3 aufgesetzter

Durch die Erfindung können alle diese Schwierig- Außenmantel 10 vorgesehen,

keiten auf sehr einfache Weise vermieden werden. Das Einsatzrohr 8 kann vorzugsweise aus Stahl

Gegenstand der Erfindung ist eine Kokille, die aus bestehen. An seinem Oberteil ist es mit gegenübereinem Innenteil und einem Außenmantel zusammen- liegenden Löchern 11 versehen, durch welche zum gesetzt ist und an ihrem oberen Teil zumindest eine 45 Einsetzen in den Kokillenmantel 10 bzw. zum Heraus-Aushöhlung aufweist, die ein wärmeerzeugendes nehmen die Stange 12 durchgeschoben wird.
Mittel aufnimmt, wobei die Aushöhlung und das Der auf die Grundplatte 3 aufgesetzte Außenwärmeerzeugende Mittel so angeordnet sind, daß dem mantel 10 hat eine höhere Wandstärke. Seine Innenoberen Teil des Schmelzbades und dann dem Block- fläche folgt der Außenfläche des Einsatzrohres 8 mit kopf Wärme zugeführt wird. Eine solche Kokille ist 50 einem Zwischenraum bzw. Abstand a, der wegen der dadurch gekennzeichnet, daß sie zusammengesetzt ist auftretenden Wärmedehnungen erforderlich ist. In aus einem die ununterbrochene innere Seitenwandung seinem Oberteil hat der Außenmantel 10 eine Ausbildenden verhältnismäßig dünnwandigen Einsatzrohr falzung 5. Auf den oberen Rand 14 des Außenaus Stahl und einem dieses Einsatzrohr umgebenden mantels 10 ist ein Deckel 13 aufgesetzt. Die wärme-Außenmantel, der an einem oberen Teil eine die 55 dämmende Abschirmung B steht mit der gesamten wärmeerzeugende Schicht und die wärmedämmende Fläche des Falzes 5 in Berührung. Die wärme-Abschirmung aufnehmende Ausnehmung aufweist. erzeugende Schicht A sitzt auf einem flanschartigen

Eine Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, Verbindungs- bzw. Dichtungsring 14, der das Einsatz-

daß die Kokille zusammengesetzt ist aus einem durch- rohr 8 gegen den Außenmantel 10 abstützt und dessen

gehenden verhältnismäßig dickwandigem Rohr, einem 60 Höhe entsprechend der Höhe des zu gießenden

dieses Rohr umgebenden, von auf die Grundplatte Blocks bemessen ist. Die wärmeerzeugende Schicht A

aufgesetzten Stützen getragenen Ring und einem von kann z. B. aus einer pulvrigen, granulierten oder

diesem Ring getragenen hülsenartigen Außenmantel, pastösen Masse 15 bestehen, die in einem Beutel 16

der zusammen mit der Außenfläche am Oberteil des aus Kunststoff oder anderem verbrennbarem Material

Kokillenrohres die Ausnehmung zur Aufnahme des 65 untergebracht ist.

wärmeerzeugenden Mittels und der wärmedämmenden Die Wandungen des Einsatzrohres 8 und des

Einlage bildet. Außenmantels 10 haben zueinander parallellaufende

Bei einer Kokille gemäß der Erfindung sind an der Flächen. Sie können jedoch nach oben oder nach unten

konvergieren, ohne daß sich dadurch im Verhalten die hierfür am Rand des Ringes 18 vorgesehenen der Kokille etwas ändert. Lediglich die Anwendungs- Schlitze 23 eingesetzt. Dann werden die Schraubenweise bzw. Bedienungsart kann sich ändern. muttern 20 festgezogen. Die Elemente A und B

Bei einer nach oben konvergierenden Kokille legt lassen sich sehr leicht einlegen. Wie bei der vorigen man den Dichtungsring 9 auf die Grundplatte 3 und 5 Ausführungsform kann ein Abschlußdeckel 13 aufsetzt dann das Einsatzrohr 8 auf. Falls bei einem gelegt werden.

unmittelbar auf die Grundplatte 3 aufgesetzten Ein- Ebenso wie beim Ausführungsbeispiel der F i g. 1 satzrohr 8 ausreichend Dichtigkeit besteht, kann man und 2 kann man den Gußblock entformen, indem man den Dichtungsring 9 weglassen. Nachdem der Außen- die zusammengesetzte Kokilleneinheit an den Handmantel 10 über den ganzen Umfang seines Falzes 5 io habungsansätzen 6 des Außenmantels 10° hochhebt, mit der wärmeisolierenden Einlage B versehen ist, Hierbei bleibt der rohrförmige Kokillenteil 8^a mit dem wird er das Einsatzrohr umhüllend auf die Grund- Außenmantel 10^a vereinigt, da die durch die Löcher 11 platte 3 herabgelassen. Die wärmedämmende Ab- geschobene Stange 12 den Rand des Außenmantels 10° schirmung B kann mehrere Güsse überdauern. Dann überquert.

wird der Dichtungs- bzw. Abstandsring 14 eingelegt. 15 Insbesondere bei dem letzten Beispiel besteht die In den zwischen B und dem Einsatzrohr 8 verbleiben- Möglichkeit, die gleiche Kokille für Gußblöcke sehr den Hohlraum wird der bzw. die Beutel 16 mit der verschiedener Höhe verwenden zu können, indem man wärmeerzeugenden Füllung 15 eingelegt. Schließlich Stützen 22 entsprechender Höhe verwendet,
wird der Abschlußdeckel 13 aufgelegt. Anschließend Als wärmeerzeugendes Material wird ein solches kann im fallenden Guß mit durch J¹ angedeuteten 20 verwendet, bei dem die exotherme Reaktion durch Gießstrahl oder im steigenden Guß mit durch J² anfänglich zugeführte Wärme ausgelöst wird. Man angedeuteten Gießstrahl gegossen werden. Der Gieß- kann hierzu eine der zahlreichen bekannten Mischunkanal 17 für steigenden Guß ist durch unterbrochene gen gebrauchen, welche beim Kokillenguß von Eisen-Striche angedeutet. metallen als exothermische Deckpulver verwendet

Bei einer nach unten konvergierenden Kokille wird 25 werden. Da jedoch die wärmeerzeugende Schicht A

zuerst der Außenmantel 10 auf die Grundplatte 3 nicht in Berührung mit der Schmelze kommt, kann

aufgesetzt. Es folgen dann der Dichtungsring 14, das man auch andere Materialien verwenden, welche in

Einsatzrohr 8, die Abschirmung B (falls diese Einlage Berührung mit der Schmelze unzweckmäßig oder

nicht schon vorher vorhanden war) und schließlich die schädlich wären. Man kann z. B. verwenden: kohlen-

Beutel mit der wärmeerzeugenden Füllung. 30 stoffhaltiges Material, wie Holzkohle, Mineralkohle,

Infolge der regelmäßigen Gestaltung kann das die Koks, ohne daß die Gefahr der Aufkohlung der

eigentliche Kokille bildende Einsatzrohr 8 aus Stahl Schmelze besteht; Material, welches bei niedriger

und der Außenmantel 10 aus Guß gefertigt sein. Temperatur Sauerstoff freisetzt, wie Natrium- oder

Der Spielraum α gestattet es dem aus Stahl bestehen- Kaliumnitrat; auch eventuell entwickelter Stickstoff

den Einsatzrohr 8, sich innerhalb des aus Guß be- 35 kann nicht schaden, da eine Einwirkung auf die

stehenden Außenmantels 10, dessen Wärmeausdeh- Schmelze ausgeschlossen ist; auch bei Sägemehl oder

nungskoeffizient geringer ist, auszudehnen. Ferner Holzspänen besteht keine Gefahr der Aufkohlung. Das

verringert der Spielraum α die durch Konvektion Freiwerden anderer Bestandteile, wie Sauerstoff oder

entstehenden Wärmeverluste. Außerdem wird die Wasserstoff oder bei weiteren Stoffen Konstitutions-

Entformung des beispielsweise bis zum Niveau N-N 40 oder Kristallwasser oder sonstige Feuchtigkeit kann

gegossenen und nach der Erstarrung durch die nicht schädlich werden.

erfindungsgemäßen Maßnahmen gemäß der Linie mnpq Es steht also eine sehr große Anzahl verschiedenster,

lunkerfrei aufgefüllten Gußblocks durch den Spiel- beliebig verwendbarer Materialien zur Verfügung und

raum α erleichtert. man kann Mischungen bereiten aus Pulver, Granu-

Durch die gute Leitfähigkeit des Stahlrohrs vollzieht 45 laten, Agglomeraten, Pasten oder auch Flüssigkeiten,

sich bei der Ausführungsform der F i g. 1 und 2 der deren Verbrennung bzw. Oxydation bei niedriger

Wärmestrom bzw. die Wärmeübertragung durch Temperatur in der Größenordnung von beispielsweise

Strahlung und Leitfähigkeit mit großer Intensität vom 300° C ausgelöst wird und bei denen die Dauer des

Schmelzbad in Richtung auf die wärmeerzeugenden exothermen Effekts über den notwendigen Zeitraum

Schichten A und anschließend während der einsetzen- 5° erstreckt werden kann.

den Verfestigung von den Schichten A in Richtung Pulvrige, granulierte oder fasrige, in Beutel ein-

auf den oberen Teil des Gußblocks. zufüllende Mischungen können nach folgenden Ge-

Die Ausführungsform der Fig. 3 und 4 zeigt wichtsteilen zusammengestellt werden:
ebenfalls eine zusammengesetzte Kokille, bei der die

eigentliche Kokille 8^a rohrförmig, jedoch mit höherer 55 „.. ,, , _TT , .. _n,. ..„,

Wandstärke gestaltet ist. Der rohrförmige Teil 8* Sagemehl oder Holzspane ObislO°/_o

kann aus Guß oder vorzugsweise aus Stahl bestehen. Pulverisierte Holzkohle 50 bis 30°/₀

Zur Handhabung dient eine durch die Löcher Il Granulierter Koks 40%

geschobene Stange 12. Der Außenmantel 10° ist von Aluminium als Granulat oder als
geringerer Höhe und umfaßt nur den oberen Teil der 60 pulverisierte Ferrolegierung.. 5 bis 10%
Kokille. Der Außenmantel 10« ist getragen von einem Mangandioxyd oder ein gleiches
rmnenförmigen Ring 18 an dem er mittels der Oxydationsmittel, Kalium-Schnellverschlußbolzen 19 festgehalten wird. Der Ver- _oder Natriumnitrat usw 5 bis 10 %

Schluß bzw. die Schraubenmutter 20 ist mit einem

Handgriff 21 versehen. Der Ring 18 ist getragen von 65

den auf die Grundplatte 3 aufgesetzten Stützen 22. Verwendet man Agglomerate, so können diese aus

Nachdem der Ring 18 auf die Stützen 22 aufgelegt Mischungen gemäß dieser Tabelle hergestellt werden,

ist, wird der Außenmantel 10^a mit dem Bolzen 19 in indem z. B. mittels mehr oder weniger kolloidale

Stoffe enthaltendem Ton, Natriumsilikaten, Zementen, Teer, Asphalt, Pech usw. agglomeriert wird. Die Anteilverhältnisse sind ohne Schwierigkeiten so zu bemessen, daß man eine genügende Widerstandsfähigkeit für die Handhabung, für die Lagerung und für die Anwendung in den Kokillen erhält.

Die wärmeisolierenden Abschirmungen B können aus einem schlecht wärmeleitenden, feuerfesten Material bestehen, das gegen die exothermen Reaktionen der mit ihm in Berührung stehenden Schichten A widerstandsfähig ist. Die Wärmeentwicklung, welche je nach der Art der zu vergießenden Schmelze bemessen wird, kann zu Temperaturen in der Größenordnung von 1200 bis 1700⁰C führen. Geeignet sind z. B. feuerfeste poröse Steine, wie sie in der Stahlgießerei verwendet werden, oder Agglomerate aus Zelluloseabfällen, Sägemehl, Holzspänen, Kork und gleichartigen Stoffen, die mit einem feuerfest machenden Mittel, wie Natriumsilikat, imprägniert sind.

Gegebenenfalls kann die wärmeerzeugende Reaktion außer durch die von der Schmelze kommende Wärme durch auf andere Weise zugeführte Wärme oder andere Mittel ausgelöst oder erleichtert werden, z. B. elektrisch, insbesondere durch Zündfunken, oder durch Lösungswärme chemischer Stoffe, wie Nitrate und Chromate, die in einem geringen Gewichtsanteil von etwa 1 bis 5 % ^m trockenem Zustand zugefügt werden. Auch andere Entzündungsmittel können angewandt werden.

Die Anwendung der Erfindung erstreckt sich auf Kokillen jeglichen Querschnittes. Dieser kann z. B.

quadratisch, rechteckig, sechskantig, polygonal, kreisrund, oval usw. sein.

Claims

Patentansprüche:

1. Kokille, die aus einem Innenteil und einem Außenmantel zusammengesetzt ist und an ihrem oberen Teil zumindest eine Aushöhlung aufweist, die ein wärmeerzeugendes Mittel aufnimmt, wobei die Aushöhlung und das wärmeerzeugende Mittel so angeordnet sind, daß dem oberen Teil des Schmelzbades und dann dem Blockkopf Wärme zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusammengesetzt ist aus einem die ununterbrochene innere Seitenwandung bildenden verhältnismäßig dünnwandigen Einsatzrohr (8) aus Stahl und einem dieses Einsatzrohr umgebenden Außenmantel (10), der an seinem oberen Teil eine die wärmeerzeugende Schicht (A) und die wärmedämmende Abschirmung (B) aufnehmende Ausnehmung (5) aufweist.

2. Kokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusammengesetzt ist aus einem durchgehenden verhältnismäßig dickwandigem Rohr(8^a), einem dieses Rohr umgebenden, von auf die Grundplatte (3) aufgesetzten Stützen (22) getragenen Ring (18) und einem von diesem Ring getragenen hülsenartigen Außenmantel (10^a), der zusammen mit der Außenfläche am Oberteil des Kokillenrohrs (8°) die Ausnehmung zur Aufnahme des wärmeerzeugenden Mittels (A) und der wärmedämmenden Einlage (B) bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen