DE1458193A1

DE1458193A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Drehgiessen von insbesondere aus Stahl bestehenden hohlen Rohlingen

Info

Publication number: DE1458193A1
Application number: DE19641458193
Authority: DE
Inventors: Louis Babel; Pierre Peytavin
Original assignee: ILE D ETUDES DE CENTRIFUGATION
Current assignee: ILE D ETUDES DE CENTRIFUGATION
Priority date: 1963-03-27
Filing date: 1964-03-25
Publication date: 1968-12-19
Also published as: LU45759A1; NL129975C; CH420496A; FR1421244A; US3353587A; NL6403321A; DE1458193B2; ES298062A1; SE317160B; BE645870A; AT258498B

Description

Dr. T. Haibach \ TV H^-SC t>L 1 " 1 4 5 8 1 9

SOOIETE CIVILE D¹ETUDES DE OENOiRIFUGAIIOH, Paris, Frankreich

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Drehglessen von insbesondere aus Stahl bestehenden hohlen Kohlingen.

Es wird seit vielen Jahren versucht, hohle Rohlinge aua Stahl mittels kontinuierlichen Gusses herzustellen, aber die Herstellung solcher Rohlinge ist mit großen Schwierigkeiten verbunden, die im wesentlichen von der Tatsache herrühren, daß man bisher die Bedingungen der Abkühlung und der Verfestigung der inneren Wand des Rohlings schlecht kontrolliert hat.

Die Bildung der inneren Wand des Rohlings, wirft erhebliche Schwierigkeiten auf, weil einmal clie Notwendigkeit besteht, das Metall zur Verfestigung ausreichend zu kühlen und weil andererseits die Erniedrigung der Temperatur eine Schrumpfung mit sich bringt.

Die Hauptschwierigkeit bei vielen bisher unternommenen Lösungsversuchen liegt in der Bildung von Spalten und Riesen im Inneren des Rohlings; sie rührt daher, daß man der Zusammenziehung der inneren Wand des Rohlings zu eehr entgegenwirkt hat.

BAD ORIGINAL 809813/0959

H58

Der Erfindung liegt die Srkenntnin ziigrunde» daß es entgegen /»er bisherigen Ansicht zur Vermeidung von Rißbildungen im Inneren des Rohlings notwendig ist, die innere Wand so langsam wie möglich abzukühlen, so daß sich rund um den Dorn oder Kern eine Wand ausbildet, die zugleich relativ dick ist und außerdem auf e:,ner dazu ausreichenden Temperatur gehalten wird, daß sie so plastisch ist, so daß sie ohne Schwierigkeiten den aus aer Schrumpfung resultierenden Beanspruchungen unterworfen worden kann.

Das Verfahren zur Durchführung eines kontinuierlichen Drehaus gusses von hohlen Rohlingen, beispielsweise'Stahl mit Hilfe eines inneren Dornes, geht gemäß der Erfindung derart vor sich, daß man die vom Mitteldorn bewirkte Kühlung des Rohlinge vermindert, indem man am Umfang desselben und mindestens an bestimmten Stellen Mittel zur Verlangsamung des Wärmeaustausches zwischen dem Rohling und dein Dorn vorsieht.

Weiter betrifft die Erfindung in gleicher Weise eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens, welche gemäß der Erfindung einen gekühlten Dom aufweist, dessen aktive Oberfläche aus mindestens s;wei Kegelstumpfen besteht, deren Öffnungen in Richtung auf daa innere Ende des Dornes sich verjüngen.

•A

BAD ORiGiM_AL

8 0 9813/0959

Mit Hilfe des oben beschriebenen Domes erhält man durch die Berührung der Flüssigkeit auf dem oberen Kegelstumpf die Bildung einer verfestigten Haut. Aufgrund der Tatsache, daß die Konizität dieses Teiles des Domes größer ist als die Konizität, welche die so gebildete Haut wegen der Ausziehgeechwindigkeit und der Schrumpfung arf-nimmt, entfernt eich die Haut" vom Dorn und bewirkt so die.Bildung eines Gaspolstere_t welches den Wärmeaustausch erheblich verringert und eine erhebliche Verdickung der Haut gestattet, ohne daß die innere Wand dadurch als Folge einer starken Kühlung spröde wird.

Die Haut kommt dann in Berührung mit dem zweiten Kegelstumpf des Bornes, der eine zusätzliche Kühlung bewirkt; dann spielt sich wieder der gleiche Vorgang ab; die Haut entfernt sich abermals vom Dorn, wodurch abermals der Wärmeaustausch wegen des zwischen dem Rohling und dem Dorn liegenden Gaspolsters verringert wird.

Unter diesen Bedingungen gestattet der gemäß der Erfindung auegebildete Dorn eine gute Verfestigung der inneren Wand des Rohlings indem er den Wärmeaustausch zwischen Rohling und Dorn derart vermindert, daß sich die innere Wand unter derartigen Bedingungen bildet, daß keine inneren Risse auftreten.

BAD ORiGfNAL 8098 13/0959

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines die Erfindung nicht beschränkenden Ausführungsbeispieles anhand der

den Zeichnung, deren einzige Figur sohematiech/gemäß der

Erfindung ausgebildeten Dorn/zeigt, der im Inneren gekühlt ist, und der in beliebiger Weise gehaltert ist,

Die Gießform 2 ist ebenfalls gekühlt und wird mit beliebigen Mitteln in Drehung versetzt.

Bas Unterteil des Domes 1 wird von drei Kegelstumpfen 1a, 1b und 1c abnehmender Konizität gebildet.

Die Higur zeigt ebenfalls im Schnitt die Form des Rohlings, wobei" die festen Teile kreuzweise schraffiert, und die noch ,flüssigen Teile waagerecht gestrichelt dargestellt sind.

Der Dorn \ kann beispielsweise aas einer relativ dünnen Kupferwand bestehend und sein Inneres kann reichlich mit kaltem Wasser gespült werden.

Gemäß der Erfindung ist die erste Berührung der flüssigen Metalles mit dem Teil 1a des Domes von kurzer Dauer» weil aufgrund der Geschwindigkeit des Ausziehens des Rohlings und der Schrumpfung desselben die Konizität, welche

80 98 13/0959 ^B*& O*/_G/JV

H58193

die innere Wand des Rohlings annimmt, geringer ist als die Konizität des Teiles 1a des Domes, so daß sich der Hohline bei 3 vom Dorn löst. Dann gelangt die betrachtete Stelle des Rohlings gerade auf den geraden Teil 1b des Domes, welcher eine geringere Konizität aufweist, so daß sich von neuem eine Berührung zwischen dem Rohling und dem Teil Tb einstellt, wobei diese Berührung zugleich die Halterung der Innenwand des Rohlings und eine zusätzliche Abkühlung gewährleistet.

der
Es widerholt sich/bereits oben beschriebene Vorgang und es findet ein neuerliches Abreissen bei 4 etatt, wodurch die Abkühlung des Rohlings wieder verlangsamt wird.

Endlich gelangt der Rohling in Berührung mit dem Teil 1c des Domes, dessen Konizität abermals geringer ist, aia diejenige des Teiles 1b; dann kommt er aus denselben Gründen wie oben beschrieben frei.

Man erkennt, daß von der ersten Berührung des flüssigen Metalles mit dem kräftig gekühlten Teil dee Domes an» sich eine dünne feste Metallschicht bildet, die sich alsbald vom Dorn löst und frei zusammenziehen kann.Diese dünne Hülle aus verfestigtem Metall bildet eine Haut die>einen ringförmigen Sack abschließt, welcher das flüssige

. BAD OR[QiNAL

8098 13/0959

H58193

— D —

Metall enthält, das sich zur Bildung des Bohlinge verfestigen wird.

Außerdem ist ersichtlich, daß unter dem Druck dieser Flüssigkeit der auf diese Weise gebildete und noch verformbare Sack die Tendenz hat, sich gegen den Dorn anzulegen, wodurch die Bildung von Rissen sehr wirkungsvoll bekämpft wird.

Weiterhin gestattet eine solche Vorrichtung gemäß der Erfindung eine erhebliche Verringerung der Kühlung der inneren Rohlingswand, wodurch sich diese Wand, die in dem Augenblick, in dem sie sich bildet, äusserst brüchig ist, erheblich verdicken kann, bevor sie eine bedeutende Temperaturerniedrigung erfährt, welche dieselbe spröde machen würde.

Selbstverständlich ist es möglich, die jeweiligen Höhen der vers chi denen Kegelstümpfe des Hanteis in solcher Weise zu be stimm-en, daß man die beste Wirkung erhält.

Diese Wirkung hängt insbesondere von den Bedingungen ab, unter denen sich der Guß vollzieht. \Iewi man die Höhe eines jeden Kegelstumpf es vergrößert, dain verringert man den Wärmeaustausch stark , während die Innenwand des Rohlings immer weniger vom Dorn gehaltert wird, was offensichtlich weniger wünschenswert ist. Wenn man andererseits

809813/0959

den unteren Teil des Domes aus einer erheblichen Anzahl von Kegelstumpf en von geringer Höhe bildet, wild die Wandung sehr gut gehalten, der Wärmeaustausch, bleibt jedoch erheblich, was dem erstrebten Ziel widerspricht.

Ereichtlicherweise weist die gemäß der Erfindung ausgebildete Torrichtung in jedem Falle zwei Vorteile aufs einmal verminder-^nan den Wärmeaustausch sswischen dem Rohling und Dorn, wodurch sich natürlich eine dickere Haut mit einer homogeneren Temperatur erzielen läßt, andererseits gestattet die Tatsache, daß man zwischen dem Dorn und dem sich bildenden Rohling freie Räume lässt, die eine thermische Isolation gewährleisten, eine freie Zusammenziehung des Werkstückes an diesen Stellen und es kann sieh die noch plastische innere Haut des Rohlings auf demselben unter der Wirkung des hydrostatischen Druckes des flüssigen Metalles zusammenziehen, und so eine Schließung der eventuell gebildeten Risse bewirken.

Bei einem speziellen Anwendungsfalle der Erfindung hat man bei sehr befriedigenden Ergebniesen einen Drehguß von hohlen Rohlingen aus Stahl mit einem Außendurchmesser von 190mm und einer Dicke von 55 mm, bei einer Extraktionegeschwindigkeit von tm/mm erhalten. Bei dieser Herstellung wurde ein Dorn verwendet» der an seinem unteren Seil drei Kegelstumpfe trug, deren erster an oberster Stelle

9813/09

liegende, eine Höhe von 40mm und eine Gesamtkonizität von 4/61 deren zweiter eine Höhe von 100mm und eine. Geeamtkonizität von 1,5$ und deren dritter eine Höhe von 300mm und eine Gesamtkonizität von 0,8#au£wlesen.

Der beschriebene Dorn kann in verschiedenen Vorrichtungen verwendet werden, die man zum kontinuierlichen Gießen von Stahl verwendet. Insbesondere ist die Verwendung eines solchen Domes in einer Vorrichtung von Vorteil, in welcher der Dorn sich mit im wesentlichen derselben > Geschwindigkeit wie die Gießform um eine Achse dreht, die leicht exzentrisch bezüglich der Achse der Gießform liegt und wobei der den Rohling speisende Strahl aus geschmolzenem Metall an einer geeigneten Stelle stromaufwärts desjenigen Punktes des Domes, der der Gießform am nächsten ist, eingespritzt wird.

Patentansprüche;

BAD ORfGjN_Ät 809813/Ö9S9

Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zum kontinuierlichen Drehgießen von

hohik-en Rohlingen insbesondere aus Stahl, die zwischen einer sich drehenden Gießform und einem mittleren Dorn gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustausch zwischen dem sich bildend en&ohling und dem Dorn (1) vermindert wird, dam££ die Innenwand des Rohlings sich langsamer abkühlt und eine größere Dicke und im wesentlichen homogene Temperatur erhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Reduzierung des Wärmeaustausches zwischen dem Rohling und dem Dorn (1) einen Dorn (1) verwendet, der mindestens zwei aufeinandergesetzte Kegelstümpfe ("b,1b) aufweist, deren Konizität von oben nach unten abnimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge k e η ηζ e i c h net, daß man unter Beachtung der anderen Herstellungabedingungen die Konizitäten der Kegelatümpfe (1a, 1b,1c) derart wählt, daß sich die innere Wand des Bohlinge, nachdem sie sich bei der Berührung mit dem obersten Kegelstumpf (la) gebildet hai/vom Dorn entfernt und dann wieder in Berührung mit dem zweiten Kegelstumpf (Ib) gelangt, von dem sie sich abermals entfernt, um

ß ORIGINAL 809813/0959

dann gegebenenfalls mit dem folgenden Kegelstumpf (1c) in Berührung zu J3langen.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3_f dadurch gekennzeichnet, daß ein gekühlter mittlerer Dorn (1) vorgesehen ist, dessen Ende von mindestens zwei Kegelstümpfen (1a, 1b) gebildet wirdi deren Konizität in Richtung auf das Ende des Sornes abnimmt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Dorn aus dünnem Kupfer besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k β η η ζ e lehn e t, daß der Dorn durch Waserumlauf gekühlt ist.

7· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennz ei ohne t, daß der Dorn (1) von drei aufeinander gesetzten Kegelstumpf en (1a,1b,1c) gebildet wird, deren oberster eine Höhe von 40 mm und eine Gesaratkonizität von 4$, deren mittlerer eine Höhe von 100 mm und eine Gesanrfckonizität γ_Οη 1,5$ und deren unterster eine Höhe von 300 mm uid eine ffesamtkonizität von £j,8# aufweist=

BAD ORIGINAL 809813/0959