DE1483555A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Gefuegeverbesserung von zu Bloecken oder Stranggusserzeugnissen geformten Eisenmetallen - Google Patents

Description

"Verfahren und Vorrichtung zur Gefügeverbesserung von zu Blöcken oder StranggusserZeugnissen geformten Eisenmetallen"

Französische Prioritäten vom 1. Juli 1964.und 31· August 1964 aus den französischen Patentanmeldungen Nr. 980 726 und 986

Die Erfindung bezieht sich auf daa Gieaeen von eisenhaltigen Metallen, wie Gusseisen, Stahl oder deren Legierungen! vrtab-*

■ " . '·"■■■'"·■ j hängi£ davon, ob deis Giessen im Blopkgiess-Vorgang, im Sturagiess-

oder Gespannverfahren gesehiehtj ob in'kokillen mit ΒοχΙβ,η oder im Strangguss-Verfahren oder in Formen ohne Boden (die" ebenfalls Kokillen genannt, werden)--und in die daa flüssige Metall ι Unterbrechung gegossen wird, wobei die mehr oder weniger s Erstarrung gelangten Giessprodukte der unteren Hälfte der killen entnommen v/erden.

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■wMci aayar. Hypotn. u. t

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Is ist bekannt, dass das eingefüllte-flüssige Metall Un*· ■ . - . ■ j·'

reinheiten enthält, die namentlich aus dem frischen und aus dem.» Abrieb der feuerfesten Auskleidung der verschiedenen Umftillungsbehälter wie z.B. ß-iesapfanne, Instandhaltung^-* oder Schmelzofen, Behälter zur Regulierung des Wirkungsgrades, Giesskorb, usv/„ herrühren. Um Blöcke oder andere G-iessprodukte ohne innere oder an der Oberfläche befindliche Mängel zu erhalten, ist es uner- · lässlich, das flüssige Metall während des Füllens der Kokillen durch einen einfachen und risikolosen Vorgang su reinigen» Alle bisher vorgeüchlagenen Lösungen sind zu sehr an die Eigentümlich·· keiten eines jeden Abstichs gebunden, um dieses Resultat mit Gewissheit erreichen zu können. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, mit einfachen Mitteln sämtliche Schwierigkeiten , zu überwinden.

Die Erfindung hat ein '/erfahren zum Ziel, bei welchem man vor dem Giesaen in die Kokillen einen BloiJJf eetzt, der ao im Giessbad schwimmen kann, dass sich daq f[|.Üj38ige Metall beim Auf treffen auf seine obere konkave Seite dort ausbreitet und. in einer Fläche wi sder ansteigt, und' zwar·· ^nvergierend zur Achse des Teiles des Ln d^e Kokille geBC^iüttölieh flüssigen Metalle, welches ihr wählend φηη gesamteÄ^ljieösVdräenges weiterhin au«

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strömt, sei es von oben nach unt^n oder!von unten nach'oben, " Es mag sich dabei um einen Strahl oder ttro eine Fläche handeln^ . j· wobei beide sowbhX eine senkrechte Symmetrieachse, als auch einen im Querschnitt fentweder gesclilosgenen oc|er ringförmigen, einen · kreisrunden odefr vielecki^en Abschnitt aufweisen· Dieser fallende

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Bttfahl stetigen oder unterbrochenen Giessens bzw. jene strahlen-

von der 'Quelle ausgehende⁵ Fläche trifft wieder auf dem . ' auf, nachdem ^ip-aioh auf dem Boden der Hundhöhlung des' ~ ausgebre.;^^ hat, an-ihrer Seitenwand angestiegen ist

und pioh als konvergierende tische zur oben erwähnten senkrechten Aohse gerichtet hat» Dieser Kreislauf wird erneut verfolgt, .wodurch die kinetische Energie verloren geht, während die Rund*- sfoöhlung des Bloökes mit dem flüssigen Metall ausgefüllt wird. Danach wird die Höhlung überstiegen und im Giessbad Überflossen, Wobei nach genügender Läuterung keinerlei schädliche Yfirkuttg auf den Abstich ausgeübt wird· Weiterhin besteht das erfindungsgeiääSBe Verfahren in' einem AusbrejLtungs- und Ansteigekreislauf . j der flüssigen LietalIflache in dem Block, v/elcher be?/irl:en soll, -1 dass sich die Unreinheiten auf ihm absetzen und auf der günstigsten Höhe der Kokille zurückgehalten werden, in welcher der

Bloqk, entweder-von den Unreinheiten befreit, aus dem Giessbad ^<J| entfernt oder durch das flüssige Lie tall in eine oberhalb schwimmende fläche aufgelöst werden kann» Welche geeignet ist, d;Le im Bloqk abgelagerten Unreinheiten a.uf dem höchsten Niveau d(3B' Abstrichs jj5u fassen und fisU befahren, hieraus folgt, dass beim Block-Giessen die Unreinheiten dee gegossenen Metalls durch einen sehr geringenVbfall des Kopfteiles aus dom Block eliminiert werden können·. Beim Stranggiessen können die Urireinheiten nioht in den mehr oder wattiger erstarrten Kern der aus dem unteren Seil der Kokillen entnommenen Erzeugnisse eindringen. Bemerkenswert ist, dass es nun nicht mehr möglich wäre, die Unreinheiten aus diesen Erzeugnissen- zu eliminieren,, deren Güte

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daher schwer leiden würde»

Die Erfindung hat ferner tine Vorrichtung zum ZIeXi welche zur Durchführung des soeben beschriebenen Vtrfahrens geeignet ist. Diese Vorrichtung besteht aus einen behälterförmigen Block» der im Gieesbad schwimmen und/öder sich in ihm auflösen kann». Seine Innenwand stellt für einen fliesstrahl mit kreisrunden Querschnitten eine Drehobirfiiohe dar, welche an ihrer obersten Stelle in einen zu ihrer Drehachse vorstehenden Rand ausläuft. Diese Achse soll mit der de'0 Gieeitrahles zusammentreffen. Beim Sturzgiessverfahren weist der Boden des Behälters vorzugsweise eine kreisrunde Konvexität in der Drehachse der Oberfläche auf.

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Beim Gespanngiessverfahren hingegen besitzt er eine Axialöffnung

mit kreisrundem Querschnitt, um den Gieestrahl hindurchfliessen zu lassen. Bei einem <Jiesstrahj..mit ovalen oder vieleckieen

Abschnitten, sowohl beim ÖefjpÄipLtt » als -auch beim Sturzgie ssverfahren, wäre es vorteilhafter^ wenn die '-iuerabschnitte der Rundhöhlung des Blocks zu denen äee Gfieestrahls homothetisch Wären,

damit ein einwandfreies Zusammenlaufen zur Vertxkalaclise oder -symmetriefläche des G-iesetrahls gewährleistet ist. Jedoch kön- aeia bei einem regelmässigen Vieleck die Q'uerabschnitte der Innenfläche der Blockhöhlung kfersrund sein und erfindunesgemäss ein genügendes Zusammenlaufen, garantieren.

Yieitere Eigenschaften und Vorzüge ergeben sich aus der ru.ch folgenden Beschreibung und den anliegenden Zeichnungen, v/elclie

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beispielhafte Auaführungsformen dar Erfindung geigen«

Fig. 1 stellt einen vertikalen &$i£tlen Linkahalbsehnitt _; eines Behälters gemäss der Erfindung, dar» und awar in einem : Drehkörper, welcher für das Sturzgiessverfahren - ausserhalb der Kokille betrachtet - bestimmt iatj

Fig* 2 zeigt den vertikalen Axialschnitt eines Behälters gemäss der Erfindung, und zwar in einem Drehkörper, welcher auf einer geeigneten Platte ruht, die für 'das Grespanngiessverfahren - ausserhalb der Kokille betrachtet - bestimmt ist}

Fig. 3 .verkörpert den vertikalen Axialschnitt des Mittelstücks einer Kokille, welciie mit einer Variante der Vorrichtung (geiülss Linie 3-3. der Fi^₉ 4) versehen ist5

F13, 4 stellt den Fläohenhalbschnitt dar (siehe Linie 4-4 der Fig» 3)ϊ .

Fig, 5 zeigt den vertikalen A3£ial3ehnitt (siehe Linie der j?i&. 6) an. dem oberen Teil einer Kokille für das Strang giessen, v/elche mit einer anderen Variante der Vorrichtung gestattet ist} . · ■ · , -

Fig. 6 verkörpert den Flächenh^lbschnitt (siehe !tinte 6~6 .· der Fig. 5)·" , . ■ ':,·. : . .. ■ .- ■■■'[■ .

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Die Vorrichtung Fig. 1 zum Stürzgiessverfahren 0 ist eift Drehkörper mit der Achse y-y, dessen innere Fläche sich "beim Drehen um die gleiche Achse in der Reihenfolge der Bezugs·· zeichen o-m-e-q.-r entwickelt und die äussere Fläche, die ebenfalls um die gleiche Achse dreht, entwickelt sich in der

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Reihenfolge ο -e -q. -r . Die Vorrichtung 0 wird ausserhalb der Kokille in dem Augenblick betrachtet, wo der Strahl J des Sturms« giessverfahrens auf ihrem Boden auftrifft. Seine Querabschnitte sind kreisrund, und seine Achse trifft mit derjenigen der Vorrichtung C zusammen, Die äussere Fläche des ziemlich zylindrisch geformten Giesstrahls breitet sich von seiner Ankunfts-» strecke ab in der Reihe b-c-d-m aus, und zwar infolge der YfIr-kung des Bodens der Rundhöhlung der Vorrichtung C. Der Giessstrahl steigt in einer fast zylindrischen Fläche an der Seiten-·" wand der Vorrichtung gemäss e-q an, stösst ansehliessend auf die zylindrisch-konisch gewölbe Kante R des oberen Abschnitts der Vorrichtung 0 und lauft in der linie q.-r zusejnmen, wobei er einer kegelstumpfförraigen Fläche D folgt, deren Bewegungsformen ziemlich parabelförmig zur Vertikalachse j-^j liegen, welche für die Vorrichtung C und den Strahl J beim Sturzgiessverfahren dieselbe ist. Die Bahn der zurückfliessenden Masse flüssigen Metalls wird durch die Formen des oben erwähnten pa-

112 2 3 3 · rabeiförmigen Kegelstumpfes f-g-h, f -g , f -g , f -g usw.

,bildlich dargestellt. Infolge des fortgesetzten Ausbreitens des ,Giesstrahles J durchläuft die besagte, zurückflies sende Fläche •-.j-'-i--... yon neuem dejas^lben Kreislauf, um sich im flüssigen Metall zu ^vr ).- j vermindern» wojbei aie zunehmend den Behälter C anfüllt, bis das

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H-IfitrretöJit let, aft dem «r, wie Pfeil F zeigt, befreit

--"■■:.■■■■*■■■■.

Seinen Unreinheiten, die sich in der Vorrichtung 0 abgesetzt

f phnp dynamische Wirkung «sum Überlaufen gebracht würde. ^ ^φ&$&& Höhe, In der der Rand R liegt, hängt von der icinetigchen Wirkung dea Gieasstralils J ab, die zu einem groasen feil aus dam ferrosteytiBchen. Druok hervorgellt, der in der ffiess·-

;. i||figtnne herrscht, wo sich der Strahl bildet. Jene Höhe ist nicht

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fbfitiaöh und kann z.B. leicht unterhalb des Niveaus N -U liegen.

|fiii ansteigende Fläche würde also in Form einer Garbe (D ) gelienkt werden und würde durch Wirkung des Strahles J als ein fast parabelförmiger Kegelatumpf auf den Boden der Höhlung zurückfiiessen, und zwar in einem Auftreffkreis um die Mitte 0 und den Strahl Oi, welcher der gleiche wie für die garbenförmige Kurve D ist» Dieser Kreislauf würde sich solange wiederholen, bis das

flüssige He tall d;.,s Niveau U-K , frei von seinen Unreinheiten, 'die sich in der Vorrichtung verringerter Höhe abgesetzt haben, ohne dynamische Y/irkung übersteigt. Der ferrostatische Druck, welcher von der Höhe des flüssigen Metalls in der Giesspfanne abhängt, ist veränderlich, erreicht jedoch am Anfang des Giessens seinen Höhepunkt', wodurch es möglich wird, den höchsten Stand N-N, auf dem sich der Rand R befindet, durch einen VorversuGli aus serhalb der Kokille zu bestimmen. Es steht fest, dass der Strtdil J^- den !ioden der Vorrichtung 0 aushöhlen kann, z.B. genäss der Drelihöhlung j -k, was nichts am Endergebnis ändert. Der Strahl J würde sich als eine Drelifläche gemäss d-h-l-m ausbreiten und von neuem den vorstehenden Kreislauf D oder D durchs

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laufen. Allerdings ist beim Stur s.^ie ssverfahren angeraten, auf dem Boden dei- Vorrichtung C eine kreisrunde Konvexität un die Achse y-y geniKcs der Auftreffstelle n-p-i vorzusehen, um die Aushöhlung durch der: Strahl J f-uozugieioh'en»

V/ie dt s in "Piß. 2 dargestellte Ausf uhrungsteispial zeigt,

ist die'Vorrichtung C for des Gespanngiessverf-ahren ein Dreh-

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körper um di'e Achse „y -y , dessen innere und iVucsere Fläche un

die se 11-e Achse rotieren« Diese Vorrichtung G v/ird ausserh^l-b der Kokille betrachtet. "Jie ruht auf einer PIi tte B für do.s Gespann^iessverfe^ren. -Jer Strchl J mit kreisrundem Querschnitt

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mündet aufgrund der-Zuleitung 1 in die Achse γ -j , erhebt sich in Form eines Pilzes, dessen Höhe von der Beschaffenheit des

' 2 Giessens abhängt, und fliesst als Fläche D in l'orm eines fe.st parabelförmigen liegeis auf den Boden der Vorrichtung, um sich dort auszubreiten und in einer Fläche s-t-u an ihrer Seiten— wand anzusteigen, wobei sie der Rand R lenkt. Eiern·: eh fliosst sie als D in einem merklich pari-.beiförmigen Kegel nieder und bildet eine Art Rundstab s-t-u-ν mit der Achse y -y . Sie wieder- » holt sich in einem Kreislauf, der dem im Beispiel der Fig. 1 beschriebenen ähnelt. Ein Teil der pilzförmig niederfliesüe^den

1 1

Fläche wird als S abgeleitet, um vom Strahl j in demselben.

Kreislauf mitgeführt zu werden. Das flüssige Metall, welches

die Vorrichtung C¹ anfüllt, dämpft sich ab und läuft am Hiveau ·

2 2' ·

N -JT ohne dynamische Wirkung, frei von seinen in der Vorrichtung abgelagerten Unreinheiten über.

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Die in Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform "bezieht

ρ
sich auf die Vorrichtung 0 für das Sturzgiessverfahren, wenn es sich um einen Griesstrahl mit kreisrunden Querschnitten handelt, wobei die "Vorrichtung insbesondere dazu bestimmt ist, bis zum höchsten Stand zu schwimmen, den das flüssige Metall in der Kokille A erreicht. Pi^. 3 zei^t letztere teilweise in ihrer ·

2 LIittelpartie im vertikalen Axialschnitt« Die Vorrichtung C" weis.t auf ihren Eodon eine kreisrunde Konvexität in der Λ oh se des

2 ·
ü-ie s a tr;: „..Is J auf, um die Aushöhlung durch besagter.· Straiil aus-

4 4 .zujleiuhon« Die 7Orrichtung iyt in doc I^Tühe U-N" c'.ec Giesabads üc'i±Yi±z2uon.ä in dem —u.!Anblick dargestellt, \.·ο di-.s Uuorl^.ufen an

'A -S. Λ -Α

IV-II clcij fiüöBi_c;3n Uett.lls im Gies3bt,d II , v/ie die Pfeile Γ os üoi^.j..-, u.3n c-iJic.nd deo !»eispielü . vun ^i₀. 1 bee. ,^iebenen HrGi^l'vufon ein i-n/e setat, i)ie::e Ilröiült-ui'e aina äurcu dos iiu-

2 2 2

Sfu/a.-i;ill. afen dor erv/· Platen J'l^che, vom .ö.nd ii zur /ciise y -y

tj^, , D'ani.jij. flieest arc flüoci^e !.letall

•/in. er 2u.~h:ü1; - oline n·..üL'joilije dynauischo ..irkun^ - f./ei von 'Jni':-;ii-iLoiten, v/elcJao r-'icii in der /orriuLUaV; ¹^ ab^esotat haben und dio Vorrichtung kann nun mitteln ih.jtr beiden Handgriffe aus den I3?.d Isr Kokille A entfernt werden«

J¹I;:. 5 und 6 beziehen sich ruf eine Au of uhrurwsform, welche bei üinsr Kokille fLlr Str-mci^uiis (A ) angev/endet wird. In Mg», 5 ir.t ...lo .'"oklllo an ihrem obersten ¹I¹GiI im vertikalen Axial- . schnitt el'.-.r-j·.;steilt und vird aus der DoppeIv;..,nd 3 gebildet, die oino kLti.luiico PLü'jo'i.-'keit enthält, welche der öffnung 4 entir^.vt. ILx- oberer Absclinitt ist mit einüia Deckel 2 versehen,

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der beispielweise durch Löten mit der ".<": ncl ? fest verbunden Ibt, an seiner unteren Ζ:·ε.'. ν. auf axt.er Stütze 4 rulrt unu durch eine alternive .^evejuriu exr.ea nicht dargestellten ür££,niamus in Be-

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v/egung gesetzt werden kann. Jlc Vorrichtung G gemäss der Erfindung, deren Seitojiv: n£ -aylindrrcci* geformt ist, ist uein unteren Abschnitt .eines Cries,skorbes an^or^.sst. Die Vorrichtung kann i,us 'dein gleichen. UrZtOrIcI bestehen bar. do ρr.;,'ebraclrt sein, dass die ebenfalls zylindrische Seitenv/rnd des Korbes in einem r.:,nd 7 die der .Vorrichtung überragt. Die Bef nsti.2un_o· des Giesskorbos cn einer nicht dc.rges teilten Stütae ist, v.^r:;.s die Fiihe anrex.t, au einer festen üteilun^ regulierbar, düiit dar opielr^uiü z\.-iöChen

einem Rvxiü (7) und der Oberseite des Deckels (2) der EoIdJ-Ie A seine alternative .jev/egmv; zulasst. Jiose beatalit in Sc.ieoen von der Öffnung ih-zes Deckels 2 auf die; „"-.us·sens^ite der Vorrichtung 0 , und sv/ar mittels eines <-.i: sicL ba'canr.ten, nic^/t d· -γ; ο st eil te η Orge,nismuc ₀ ',fahrend des J-iessvorgTri^s strömt das in II ru ei.,.;ofLiIl-

3
te flüssige !..etall ;.. Is Strs;„l J durch die kleine Zuleitung, b, deren DuiOhfluss mit Hilfe des Stöpsels 6^C reguliert v/ird, in die Vorrichtung C^. Dieser Stral.l breitet sich auf 'dem Boden aus, steigt an der senkrechten '.-/and v/i euer an und konvertiert aur

3 3 3 2

Achse j--y des Strahles J durch' Verlegung ues üc^des H · Die Seitenwand der Sammelvorrichtung G^ enthält Öffnungen 10, deren flacher, nach un^en abgeschrägter Binder drs Lrgiessen des in M nt-chgefLillten Metalls in die Kokille A ermöglicht» Das H&tall -'ist frei von seinen Unreinheiten, die sich auf dem Boden der höhlung der Vorrichtung O^ absetzen.. Der Durchfluss des von M in

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Il fliessenden Ueteile T-ird reguliert, dcji.it er in IJ seinen hö ans ten Stand 7-7 erreicht, welcher dann während des ganzen

1 Giessvorgc,ngs im Verhältnis zur Kokille A ziemlich konstant bleibt, wenn der Stöpsel (..Ie falscLer Knüppel beeoiehnot, der vorübergehend den inneren Abscunitt der Kokille verschliefst) dem gegossenen Körper zwecl'-.s Ausbringen Platz macht. Die Tie-

- 3 ■ fe, bis in weleiie die Vorrichtung G in das ins I3ad gegossene Metall eingetaucht wird, bleibt während der Giessdauer ziemlichkonstant, v/eil das nachfüllen des flüssigen .Üetalls von M nach.

M den Austritt des von unten f.us der Kokille entnommenen,· gegossenen Produktes ungefähr ausgleicht. Übrigens kann das Metall in IJ sogar über die Öffnung-"ui 10 ansteigen, ohne der reinigenden ".!Izlzuna. des Kreislaufs entgegenzuarbeiten, der sich g^geuiis," in gesc^v/p-oliteni Ilasse so fortsetzt, dass sich

die Unreii-lieiten derj lic tells Y. in M ablagern-.'I>sri us folgt,

2 dr;.s s die ' Stranggus κ c-r:; ^ujr.iü s e ;xo.s ger ei nigt ein . Iet al 1 LI b estehen, \oaurc. -.'.än:jel. in ih„-en j-mfbau beseitigt ai"nd. Der Giesskorb lzr..ur: nu;i entfernt und rfx.-jch durch eine andere ähnliche Vorrichtung er-cet^t worden, ohne dasa der Giessvorgcng eine unr u_ucntihEie Unterbrechung erf^irt. beine ¥iederverwendung kann

1 '

n--.cn .jiitfcrrmnj Λ er in Ll rrngeoaiamolten Unreinheiten des flüssigen

I-öt; lla erfol_t;en. ι

jL.a ]'.:-ttx-i-^1,. r-uTi den der konkave Block besteht, kann einer der füucrfoaten Stoffe sein, welche mit den flüssigen,, im ütalil-

\rivL· gebräuchlichen Siaenmetallen in Berülirun^' können, wie z.B.

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ι Metalle mit Gehalten an Silisium-Aluminium, Magnesium oder ähnliche Erzeugnisse sowie Iletalle, die feuerfest genug sind, um den betreffenden Temperaturen zu widerstehen und deren Merk- " male in der Eisenindustrie bekannt sind. Vorzugsweise kann der Block üus einem Material bestehen, welolies sich aus verschiedenartigen Elementen auf Abfeilstoffbaeis zusaimensetzt, wie z.B. aus Papier, Pflanzenfasern oder ähnlichen Zelluloseerzeugnissen, oder aus durch Silikat feuerfest gemocji'i.en Stoffen, die anschliessend gepresst, gegossen und getrocknet' wurden, um sich zu zersetzen und/oder durch Selbstverbrennung zumindest teilweise das erwünschte Liveau zu erreichen, üies trifft besonders für άε,Β unterbrochene Sturzgiessverfahren zu.

Es ist nun erfahrungsgemäss in gewissen Fällen notwendig, die Höhe, in der die Vorrichtung schwinmt, von ihrer Ingangsetzung je nach der Form des Bodens, auf den sie gesetzt werden '*■ soll, zu begrenzen, weil ihre Zerstörung in gewissen Fällen an einer höher gelegenen Schwimmgrenze erfolgen soll, ohne dass Rückstände bleiben, die der Güte.des gegossenen Erzeugnisses schädlich sein könnten. Gleichzeitig soll vermieden v/erden, dass die Höhlungen, mit denen der vorgenannte Boden versehen wäre, zerstört werden* wenn sie beispielsweise beim unterbrochenen Giessen die Aufgabe haben, das äusserste untere Ende der Schmiedeblöckezu gieaaen, um sie für die späteren SchmiedfVorgänge paaßend zu maohen, oder wenn sie dazu vorgesehen siM, güns.tigate Form dea unteren ieileft .der..«um Yialzen bestimmten Blöcke zu erhalten, damit e.B. die sogenannte Fischschwanzbildung ver-

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mieden wird und ferner auch deahalb, um die Beständigkeit der Blöcke in den Heizöfen zu sichern. Vor allem beim Strangpressen 'soll die Widerstandsfähigkeit dem Aufprall gegenüber gewühr-.leistet sein, mit welchen das flüsui^e Iietall auf der oberen I. konkaven Fläche des Blocks auf trifft, danit die genannten Vor- * teile verwirklicht v/erden. Es stielt keine Rolle, ob dieser Block de.zu bestimmt ist, bis zum obersten Niveau der gefüllten Kokille zu schwimmen oder sich zu zersetzen, kurz nachdem er der zerstörenden Wirkung des eben erwähnten Auftreffens Widerstand geleistet hat. Beim Stranggiessen handelt es sich selbstverständlich um das Auftreffen, welches bei seinem Beginn auf der oberen Fläche des Elementes "provisorischer Boden" erfolgt und welches in die Kokille eirgeschaltet wurde, um das AnfanuS-flillen zu siehern. ' .

In den anliegenden Zeichnungen bedeuten _;

Fig. 7 den vertikalen Axialschnitt (s. Linie 1-1 der Pig. 8);

1 Fig. 8 zeigt einerseits die Fläehenteilansicht des Bodena B der Kokille für unterbrochenes Gieasen "bzw. des oben erwähnten "provisorischen Bodene" für kontinuierliches (xiessen, und andererseits die linke der Vorrichtung gemtlss der Erfindung (C-C -C } und. den. rechten Halbsohnitt (vgl. Linie 2-2 der Mg. 7) mill der Abnutzung, die in dor Steigung (Fig. 7) durch die Linie i j h m und in der Fläche (^ig, 8) durch die Linie Sp 3 begrenzt wird. ' _;

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Fig« 9 stellt den vertikalen Axialschnitt auf der linie 3-3

der FiJ₀ 10 ε,Is Variante eines Seiles der Vorrichtung dar. Figo 10 ist dia Flächenansicht der"Fig. 9.

Fig. 11 zeigt den vertikalen Axialschnitt auf der Linie 5-5 der

i Fig»'12 alü Variante eines Teiles der Vorrichtung.

Fij. 12 ist die Flächenansicht der Fi^₀ 11* ·

Gemäss dem in Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispiel iot die Vorrichtung dazu bestimmt, des gegossene Metall aufzufangen, welches in einem Strahl J in die Rundhöhlung der Oberseite des verschiedenartig zusammengesetzten .Blocks C-G-O

' fliesst, welcher die Vorrichtung darstellt. Der Strahl J ^f ist

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in Fig. 7 von der Linie X -X ausgehend, in abwechselnd langen und kurzen Strichen bis zum Ende des ersten Kreislaufs der Aus—

5 ^v ·

breitungsflache D do,rgestellt in dem Augenblick, wo sie nach

in zentrifugaler Richtung gemäss den Pfeilen F erfolgter Ausbreitung durch die Kante R in zentripetale* Richtung zurückgeworfen wird, um den S tr aiii J an seiner Auftreffstelle· auf be- W sagter Rundhöhlung wxederzutreffen. Die.Fläche D (Fig. 8) durOh die Pfeile. P in Flächenansieht dargestellt, entspricht dabei derjenigen des Ansteigens.. Der Strahl J kann aowohl dem direkten Gieasverfahren einer kokille für kontinuierliches Giessen als auch dem unterbrochenen G-iessen entstammen, und zwar nit oder .ohne Einschaltung der zum Umfüllen dienenden Zwischenbehälter, wie z.B. Pfannen, Giesskörbe uaw. Die Horizontalabschnitte der

A R

.· äusseren Oberfläche der Teile 0" und C des verschiedenartig |

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zusammengesetzten Blocks C - G - 0 sind homothetische Vier- - ecke mit abgerundeten ¥inkeln, deren vertikale Homothetieachse · Y -ΥΛ. dazu bestimmt, ist, mit der des Strahles J und seiner

15 .
Ausbreitung^fläche D zuscMmenzutreffen* Letztere bildet sicli · "geiaäsa den Oberflächen mit Drehung um die Aclise Y -Y , wobei

4 5 sie. ,von der inneren oberfläche der Teile C uncl C gelenkt wird,

4 4 deren Ilorizontalabschnitte auf die Achse Y -Y ausgerichtete Kreiee darstellen. Der ,untere ϊβ±1 O des verschiedenartig zusammengesetzten Blocks weist die Form eines Zylinders mit der Achse Y-Y und dein .durchmesser fg auf* Der verschiedenartig zusammengssetzte Block G-O-C , der durch die oben beschriebenen ausscren und inneren Oberflächen begrenzt wird, ist in die stufenartig aufgebaute Höhlung des Bodens B mit einer oberen Stufe in J?orm eines umgekehrt aufgestellten Pyramidenstumpfes

( mit abgerundeten Kanten eingesetzt dargestellt. Seine grosse Basis liegt auf der durch a - d laufenden Horizontalebene und die kleine Basis auf der durch b-c laufenden Horizontalebene (l^pig, 7), wobei sich seine Seiten entsprechend bis zu ihren Berührungspunkten a, b, c, d, (Ü'ig. 7) in abgerundeter Form verbreiuern und in a , b , c ,' d tibergehen (^ig. 8), wobei die Horizontalebene durch a-d ,und b-c laufen (s. Zeichnung). Die untere Stufe der Höhlung B gleicht einem verkehrt aufgestellten Kegelstumpf, deusen kleine Basis, mit demselben Durchmesser £ g v/ie die des 'feiles G dea Blocks Cr - O^ - G , direkt neben ihr liegt, ohne Si^ielraum zu lassen. Die grosse Basis gemäss e h befindet sich auf einer Horizontalebene, welohe im Verhältnis zur unteren Fläche dee Teiles Q . der Vorrichtung leicht ver-

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kürzt ist» Diese kann daher in der Praxis mit Sicherheit auf

dem Boden f g der Höhlune: ύοώ. B ruhen, wodurch.ihr genaues

Anbringen in der Achse Υ^_γ4 garantiert wird. Teil C der Tor- .· richtung weist eine Armatur auf, die durch die v'jrhältnisnässig dünne Scheibe 13 dargestellt wird. Diese besitzt die Form einer Schale mit einem ziemlich gleichbleibenden Abstand zur inneren Oberfläche der Hasse 11, von der sie umgeben is.t, und lug der sie durch einen nach auosen gebogenen liand in Form einer ILrone auftaucht, wobei ihre obere Seite auf derselben Horiaontalaciise

4
liegt wie die der Ilasse 11. !"eil C der Vorrichtung, welcher

5
dicht neben Teil C liegt, öffnet sich nach oben hin gleich einem verkehrt aufgestellten kegelstumpf mit der Achse Y-Y und der Geraden r s .(Fig. 7) und besitzt eine durch die Scheibe 13a dargestellte Armatur, deren Stärke derjenigen der Scheibe 13 entspricht. Ihr Abstand zur inneren Oberfläche der Hasse=12, von der sie umgeben ist, ist ziemlich gleichbleibend« Ihr oberes

äusseres Ende mündet in besrgter Öffnung und ihr unteres äusseres Ende bildet einen kreisrunden äusseren Rand, der neben de:.: oben erwähnten Rand der Scxieibe 13 liegt. Beide Ränder sind durch auf dem Umkreis der vier Kreissegmente η ρ q ('Figo 8) verteilte Sehweisslinien (oder ein angemessenes Klebemittel) miteinijider' in 16 verbunden und reichen über die äussere Oberfläche der Teile

4 5
C und C ^J hinaas. Von den Scheiben 14, 17 und 18, deren Stärke derjenigen der oben genannten Armaturen 13 und 13a entspricht, · befindet sich die Scheibe 14'in der Masae 11 und die beiden anderen in der in Schichten gelagerten Masse 19-20 des Teil'ee C des Blocks, und zwar so,, dass der horizontale Teil der Arma- '

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BAD CJilllNAL

tür 13 und die Scheiben 17 und 1S₅ die in Ilorizontalebene liegen, einen ziemlich gleichbleibenden Abstand aufv/eisen»

Die. brennbaren Stoffe, aus denen gemäss üer Erfindung Hasse "12 des Teiles C^4-, Hasse 11 des Heiles G⁵, !.lasse 19 und 20 des Teiles G bestellen, treten durch die Fi^ze in den Verbrennung-. ■vorging ein, weiche durch ^usstrahlun..; und/oder durch Leitungs-

4- 5

fähigkoit vom Guss tr ^: hl J und seinen Untwieklungsformen D "in

der Hundhöhlung des blocks G -C-G &usgeiit,' dessen Boden dem Auf treffe-.·, des Strahls und der zerstörenden \/irlmn^ der Aubbreiülie D^ genügend Viderstand leistete Dieser Widerstand

erfolgt aufgrund der Armaturen 13 - 13 - 14 - 17 - 18, die vorzujs\7eice l-.ub './eiohstt^lilblecli oder einem ähnlichen schmelzbaren Stoff sein sollen, dessen Jclimelzpimkt so^ar hüher liegt als der des ^ego,-Denen lietalls uria dessen Stärke, je n..:.ch der Ausdehnun^j und der Tiefe der Sundhb'hlung dee Bodens 3 , c.uf dem die Vorrichtung an^ebr^cht v/erden soll, von einigen zehntel 1.IiIIimetern bis zu einom Zentimeter reicht« Diese Zahlenangaben sind nur beispielhaft gegeben« Das Sciimelzen der iirmaturen wird also ii.i gegebenen Augenblick durch die; ergänzende Zufuhr der Verbrennunychiize der brennbaren Stoffe .11 - 12 - 19 - 20 garantiert. Diese können au rs einer brennbaren Substanz bestehen, wie z.L. us mehr oder weniger poröser Pappe, Pa-piermCvSse, Sägemehl

t
ouer ähnlichen syntheticenon Stoffen, denen man eine passende

I -

Substanz ^T./ie Sililco.te, Kaolin usw. als Bindemittel oder zu dem 2'-'eck beifügen kann, um den pyrömetrischen Wiciers-tand der. oben

_BADOB1Ö 18

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. genannten Massen je nacli den· betreff enden Temperaturen zu regeln, denen sie solange unterworfen sind, Li a die Vorrichtung mehr oder weniger rasch zerstört ist. Dies kann mit völlig ausrei- ;-chender Geneiuigkeit anhand eines Vorversuches festgestellt v/er- > den, wobei man von den bekannten Konstanzen der verwendeten ' Stoffe ausgeht„

G-emäss dem in Figo 9 und 1-0 dargestellten Ausführungabei-

7 5

spiel ist Teil G der Vorrichtung eine Variante des Teiles 0 mit einer zylindrischen Öffnung 22, deren Durchmesser f g dem der unteren Hälfte der -"-undhöhlung des Bodens B (I¹Ig, 7) entspricht. Die Masse 23 enthält eine Armatur 24, die dem gebogenen Teil der Armatur 13 der Fig* 7 ähnelt, und die einen gleichen

7 ausseren Rand aufweist," Die äussere Fläche des Teiles C soll die gleiche Lage einnehmen wie..Teil 0 (im Ganzen in Fig. 7 dargestellt), von welchem er sich nur durch seine Öffnung 22 unterscheidet.

In den Fig. 11 und 12, welche eine"weitere Au3führureaform

8 6

zeigen,, ist der Teil C eine Variante des Teiles G der Fi:.,. 7 mit den Scheiben 24, 25, 26, 27, 28 aus "brennbarem Material, welche sich mit den Scheiben aus schmelzbarem Material - 29, 30, 31, 32 - abwechseln, und die demgemäss aus denselben ütoffen be-.stehen wie die Scheiben des Teiles G der schon beschriebenen Figur. Dieser Teil G soll die lage gemäss t-f-g-u einnehmen, wie im lanzen in Fig. 7 dargestellt ist.

- 19 BAD ORIGINAL

-¹⁹- H83555

jus sei nunmehr Herstellung und Anwendung der Vorrichtung gemäss Fi,;. 7 Mb 12 "beim erfindungsgemässen Verfahren erläutert: . .

I. Herstellungsarten ■ '

1. Der Teil derKasse 12, welcher sich auaserli: Ib der Armatur 13^a "befindet, ist, "bevor er gebildet wird, mit ihr überzogen, Der Teil ü'er 1λsse 11, welcher ausüerhalb und an der unteren Hälfte der vorangeferti^ten Armatur 13 liegt, \:ird getrennt vom Teil G der Vorrichtung mit Einfügung der Scheibe 14 gegossen und ist von der vorrngefertigten atrihL.tur 13 umkloiaet. Der so zum i^leil erhaltene öuss der Llasaen 11 und 12 wird an ihrem Innenteil durch Pappe einer oder mehrerer Stärken oder durch Blätter aus ähnlichem brennbaren Stoff vervollständigt, welche getrenn't auf der *'■ inneren Pläche der Armaturen 13 und 13 . angebracht werden, denen sie durch Verleimen mit Silikat, oder einem anderen geeigneten "ilebstoff unhc.ften« Die beiden so gebildeten

4 5
Jüile 0 und G werden anschließend durch die Schweisslinien 16 niteinanaer verbunden« Der schichtenförnig aufgebaut 3 2eil G wird durch Pappscheiben 19 und 20 (brennbares I.Iat^rial) und 17 und 18, mb'glicr.st aus ',/aichü (uciiiielzbares I'ateriul) gebildet, welche abv^echselnd über- · eiru-jider gelagert sind und durch eine dünne Schicht Hatriuinsili3'b,t oder ein anderes ähnliches Haftmittel aneift— andergeklebt sind. Die so entstandene Gruppe G^ und G^ wird" am Teil G entweder durch Verleimen mit Silikat oder mit

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BAD OWQlNAL..

einem anderen ähnlichen Haftmittel befestigt,,

2ο Gemäss einer Varianten wird Teil 0 der Vorrichtung nicht

4-5
an die Gruppe G^ - 0 geklebt; er soll getrennt verwendet werden.

3. Die Art und Weise, Teil G herzustellen, ähnelt der von

Teil 0 , an welchen er durch die S claw ei-ss linien 16, die unverändert bleiben, angeschlossen. v;erden soll. " Die Herstellungsart des Teiles 0 ist der von Teil C ähnlich· Er unterscheidet sich von letzterem lediglich durch die Anzahl der betreffenden ücheiben_o - ·

4. Die Öffnung 22 des Teiles C⁷' (Fig. 9) kann aich in 22^a erweitern, was jedoch nichts an seiner Herstellungsart ändert.

5.' Yfenn die Ränder der Armaturen 13 und 13^a nach aussen hin

4 5 begrenzt auf der äusseren Oberfläche der Teile G und G vorgesehen sind, sollten letztere vorzugsweise durch Klammernaneinend ergehe ft werden, welche auf ihrem umkreis angebracht und in die !.lassen 11 und 12 in der Achse der Horizontalebene gemäss der Linie 2-2 (Fig. 7) eingetaucht sind. An ihnen können die Betätigungsbänder 21 befestigtwerden« ■

- 21 -

iO9022/OeOf

II. Anwendungsarten

Die verschiedenen Anwendunaisarten der Vorrichtung bestimmen sich nach den Varianten der Vorrichtungsteile und nach den verschiedenen, sich daraus ergebenden Fabrikrtionsarten. Der Klarheit halber bezieht sich r.u.chidteht.nc-.e Sogcarei bung auf die eben behandelten verschiedenen j?;.-:brikf:..tionsarten und trägt für tiioh entsprechende IPaIIe die gleichen Hummern«.

1. "Die durch einen einzigen Block C - 0^J - C dargestellte Vorrichtung wird vor dem Glossen ohne üclrv/ierigkeit mit-

1 6

tsls der Bänder 21 auf den Boden B gesetzt, i'eil 0 ,

4 5 ■ ' ■

verv/aaLüeri mit der Gruppe 0 - G , nir.int genau, von seiner kreisrunden unteren Il^.rte gelenkt, seine Stellung auf dem Boden der kegelstumpffb'riii^en Höhlung e-f-g-h ein_o ■

2, Teil 0 , unabhängig von der Gruppe 0 - C , wird ohne Schwierigkeit auf die untere kegelstumpfförmije Höhlung des Bodens B gesetzte Uit Hilfe der Bänder 21 wird da-

4 5
nach die Gruppe G - 0. über ihn und ziemlich einfach in die Achse gelagert,.wobei der Spielraum zwischen seinem •"Umkreis 16 und der inneren Oberfläche der vorstehend ge·* nannten Höhlung vsrhältnismäsaig gering ist. Seine Stel-* lung kann genauer festgesetzt werden, wenn man senkrecht Eisendrähte gemäss den Diagonalen und in den V/inkeln seiner oberen horizontalen ^läohe anbringt_t wobei man sie Jiorizontalmässig umbiegt. Ihr äueseres freies Ejide endet . dabei in der 0enkreohten dee Horizont al abs ohnittE} l

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- 22 *-ί

BAD ORiGINAt,

~ "22 -

a & des Bodens B , Einer der vier Drähte 38 ist in Flächenansicht in Fi;,¹ <> 8 dargestellt« Die drei ε-nderen sind ihm in Verhältnis zur Achse Y-Y symmetrische

3. Der Zylinder G⁸ (Ii₁^. 11 und 12) wird vorher in die Öffnung

7 5

22 der Variante 0 des Teiles C gesetzt, mit welchem er durch einen passenden Klebstoff so verbunden ist, dass er mit.seinem äusseren Umriss gemäes der Profilansiclit t-f-g-u dieselbe Stellung einnimmt» Dies ist aus Gründen der Klarheit in der Ganzansioht der Fig. 7 durch abwechselnd lauge und kurze Striche vervollständigt. Diei anwendungsweise des

4 7 8 so vorbereiteten Blocks G-G - G entspricht der unter lir. 1 beschriebenen.

4ο Der Zylinder C wird an erster Stelle in den Saum e-f-g-h des Bodens B gesetzt, wobei seine innere Fläche in der unteren Höhlung des Bodens B auf dem Durchmesserkreis f-g

a 4

gut ausgerichtet ist und die Öffnung 22 der Gruppe C^" - G

sich nach unten hin in Form eines Kegelstumpfes gemäss den -.·'■■ ' a erweitert "

abwechselnd langen und kurzen Strichen 22 der Fig. 9/und ihre¹ Anbringung durch eine Einschachtelung auf dem an e'rster 'Stelle gelegenen Zylinder 0 erleichtert. So liegt der ver-

4' 7 8

schiedenartig zusammengesetzte Block C - 0 ·- 0 ausgezeichnet ausgerichtet, ' ■'.

5* Beim Aneinandexfklammern der (teile CF und C⁵ oder 0* und O* bleiben die oben erwähnten Anwendungsarten unverändertt ' .

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^% ■ t , ' "■"■''■·■ ^ ^5l " - 23

_Λ " Ι0ββ22/Ο·θβ

: ÖAD ORIGINAL.

Wenn die Vorrichtung in der Höhlung des Bodens B gemäss •den obigen Hinweisen angebracht ist, kann des Gieasen bei günstigsten Bedingungen gemäss der Erfindung beginnen.

- 24 -

909822/0606 bad

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Verfahren zur Gefügeverbeeterung vcu. zu Blöcken oder Strang-, guüierzeugnissen ge'fcrmten jJiseninctallen, dadurch gekennzeich— ne±._r—di.^-s_man—in. die Streng- .oder Blockguuskokille vor dein. Gies;.en einen Block einsetzt, welche'r im Giessbad so schwimmen kann, d; s,^i:; das flüssige Lletall beim Flie.ssen in die Höhlung seiner konkaven Überseite sich dort -ausbreitet, an ihrer Seitenwand ansteigt, als konvergente Fläche zur Senkrechtachse des Giesstrahlcs _;jelbiikt wird und auf besagten Boden zur'ückfliesüt, um denselben ICreiölc..uf von neuem zu durchlaufen, wobei es seine kinetische Energie in dem Masse verliert, wie sich die L'ölilunß des Blocks anfüllt, aus der es übe-rfliesst und mit einer genügend geringen Geschwindigkeit ins Giessbad zurückfällt, um dort '^einerlei schädliche Wirkung hervorzurufen·

   2« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreislauf des Sich-Ausbreitens und Ansteigens der Fläche flüssigen Metalls im Block so erfolgt, dass sich seine Unreinheiten auf ihm absetzen und dort in der günstigsten Höhe des Gusses der Kokille zurückgehalten werden, wonach der Block mit den Unreinheiten des flüssigen Metalls entweder aus dem öiesabad entfernt, oder durch das flüssige Metall in eine an der · Oberfläche schwimmende Fläche aufgelöst wiid, die dazu geeignet ist, die auf dem Block abgelagerten Unreinheiten zu sammeln

   ■-■25--

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   BAD OH:GlNAL

   * ²⁵ : H83-55S

   und auf dein höheren Niveau deu Abstichs zu halten»

   3. Vorrichtung zur Durchf Uhrung des V erfahr ens nach Anspruch 1 unu 2, bestehend aus einem jJlock, der im Giessbad scliwimmen und/oder sich dort auflösen kann, ./obei dessen Oberseite eine PoindhÖhlung mit kreisrunden .uerschnitten aufweist, die an ihrer oberen Stelle in einen zl·! ihrer Drehachse vorstehenden itand ausläuft und die Dreiiec.itio .axt der Achse" des üie.tj-■ strahle zusammentrifft«

   nadi Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, d^-ss beim 3turz^ie;3sverfaiiren der Boden des besagten Behälters eine kreisrunde Konvexität in der o'lon" ^enarnten Drehachse aufv/eiut oder beim Geupann^iü^üverfaLren eine Axialöffnung mit kreisrundem Querschnitt beaitzt, um den Giesstralil hindurchfliesaen zu lassen_e

   y. 'Vorrichtung naoh Anspruch 3, df.durch gekennzeichnet, dass bei ovalen oder vieleckigen «juersibschnitten des Giesstrahls, diesen iuerschnitten die 4uernchnitte der Höhlung des Blocks hor.iothetit,oh sind, um eine einwandfreie Konvergenz der zurückflieouenden Fläche zu seiner Achse und seinem vertikalen Symrnetrieplan zu garantieren, v/elche mit denen dea Giesstrahls . zusammentreffen.

   /orrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dauarch gekennzeichnet, d .üü sie ni^ht allein aus. meh·

   BAD ORIGINAL

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   reron I¹ClIuη jebiluet wird, welche durch Anein: nderklammern, Leimen o.ler Csrch. bei den betreffenden Temperaturen schmelz-

   bf.re oaer brennbare Bande verbund on sind, sondern ausserdem noch durch die Verbindung eines unter der Hitzeeinwirkung des '.■:;e£osre"u.:,n l'.."e tails brennbaren iJtcffes mit einer Ari-&vtur gebildet wird, welche aus "ganzen oaer durchlöcherten Scheiben cub einem geeigneterkL~e""ti:,ll oder anderen Stoffen besteht,

   welche letztere unter Öer kombinierten Jirkung der vom ^e-

   ^ ■go-esfjK.en Z"etc".'.ll F.usgei,oi:&e/. Hitze und der Verbrennung des brennbaren 3toffee; zum ochmplzen .^ebracilt werden köm-.en.-

   7. Vorriciitunj nc eh Anspruch 6, ds durch gekennzeichnet, dass die Armatur wenigsteiiB ame Scheibe- aufweist, welche in" die Mc,sse von einen oder von. mehreren der wesentlichen Teile der Vorrichtung eingebettet liegte

   8. Vorrichtung n: ch Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine

   - Scheibe, die in einen der wesentlichen Teile der Vorrichtung

   eingebettet ist, mit einer anderen Scheibe verbunden ist,

   welche sich in ihrem durch ScLw eis* sen, Nieten oder Leimte η benachbarten ieil befindet, wobei beide Scheiben und die Yer- ■

   1 ι

   , bindunyen bei den in Frage kommenden Temperaturen schmelabar sind. ' '

   9. Vorrichtung ne.cn Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der wesentlichen Teile der Vorrichtung

   - 27 -909822/0606 ;bad original

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   dadurch gebildet wird, dass Scheiben aus brennbarem Material und Scheiben aus Metall oder anderen schmelzbaren S-toffen, wie z.B. Kohlenstoffstahl oder Legierungen, abwechselnd übereinander gelagert.werden,-wobei die Verbrennung durch die vom gegossenen Metall ausgehende Hitze und das Schmelzen durch die Kombination der Hitze des gegossenen Metalls und der Verbrennung des brennbaren Materials erfolgt, und sich die Wärmemenge durch Strahlung bis zum Auftreffen des gegossenen Metalls und danach durch Wärmeleitfähigkeit bis zur unteren Scheibe ausbreitet, welche letztere je nt.ch Wahl der -u-eihen— . folge der Scheiben, entweder brennbar oder, schmelzbar sein ·; kann.

   1Oo Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der aus vorsciiiedenen Scheiben zusammengesetzte Teil sich befinden kannt

   1. zumindest teilweise· eingebettet in der Vorrichtung,

   2. zumindest teilweise eingebettet auf den Boden, 3e i-uf den Boden aufgesetzt,

   \;obei dar Uialtreio in Flächenansicht kreisrund oder vieleckig sein ,ααιη, je nach der Form des Bodens.» auf den er aufgesetzt werden soll.'

   11. Kokille, ausgestattet mit der Schutzvorrichtung gemäss den Ansprüchen j bis 10,

   BAD

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