DE1608773B1

DE1608773B1 - Mold for casting steel blocks

Info

Publication number: DE1608773B1
Application number: DE19621608773
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing August Vincent
Original assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Current assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Priority date: 1962-05-02
Filing date: 1962-05-02
Publication date: 1969-09-18
Also published as: BE629338A; GB1007357A; NL290962A; LU43622A1; FR1348967A

Description

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Stahlwerkskokillen unterliegen bei ihrem Einsatz, schnitt nach außen gewölbt ist, wobei seine KantenSteel mill molds are subject to their use, cut outwardly curved, with its edges

verursacht durch die wechselnde thermische Bean- abgerundet sind.caused by the changing thermal conditions.

spruchung, einem Verschleiß, der sich in den meisten Während man bereits versucht hat, die Formsteifig-stress, a wear and tear that can be found in most parts.

Fällen entweder in einem Rissigwerden der Innen- keit von GS-Kokillen durch konstruktive GestaltungCases either in the interior of GS molds cracking due to the structural design

flächen auswirkt, wobei von bestimmten Ausmaßen 5 der Außenflächen in Form von Rippen zu erhöhen,surfaces, whereby of certain dimensions 5 of the outer surfaces in the form of ribs to increase,

ab in vorgeschrittenem Stadium die Kokille für den geht die Erfindung einen grundsätzlich anderen WegStarting with the mold for the advanced stage, the invention takes a fundamentally different route

weiteren Einsatz unbrauchbar wird, oder zur Bildung zur Lösung des vorerwähnten Problems,further use becomes unusable, or for education to solve the aforementioned problem,

durchgehender Risse führt, die in jedem Fall das Auf Grund bestimmter Überlegungen wurdenof continuous cracks, which in each case were due to certain considerations

Aussetzen der Kokille bedingen. zahlreiche Messungen an Kokillen verschiedenenCondition exposure of the mold. numerous measurements on various molds

Bei Kokillen aus Hämatitguß ist letztere Aussetz- io Typs, verschiedener Wanddicke und unterschiedlichIn the case of chill molds made from hematite castings, the latter is an exposure type, different wall thicknesses and different

Ursache infolge der großen Formsteifigkeit und ge- hoher Abgußzahlen durchgeführt. Diese MessungenThe cause was carried out as a result of the great dimensional rigidity and the high number of casts. These measurements

ringen Festigkeitseigenschaften sehr häufig. Bei Kpkil- haben überraschenderweise ergeben, daß der Verzugstrength properties very often wrestle. At Kpkil- have surprisingly shown that the delay

len aus Gußeisen mit Kugelgraphit dagegen treten stets in sehr gleichartiger Form auftritt und daß eslen from cast iron with spheroidal graphite, on the other hand, always occurs in a very similar form and that it occurs

durchgehende Rissebei einwandfreiem Gefüge weniger in weitgehendem Maße von der Konizität der KokilleContinuous cracks with a perfect structure are less affected to a large extent by the conicity of the mold

häufig oder nur selten in Erscheinung. Dafür gibt 15 abhängt, inwieweit der Verzug sich durch völligefrequently or rarely in appearance. Therefor there are 15 depends on the extent to which the delay is due to total

dieser Werkstoff den hohen Spannungen, die durch Beseitigung der Konizität oder gar durch Bildungthis material withstands the high stresses caused by the elimination of the conicity or even by formation

die ungleichmäßige Erwärmung über Flächen und von Unterscheidungen nachteilig auf das Strippen derthe uneven heating over surfaces and of distinctions is detrimental to the stripping of the

Querschnitte aufgebaut werden, infolge seiner größeren Blöcke oder Brammen auswirkt,Cross-sections are built up, as a result of its larger blocks or slabs,

plastischen Formänderungsmöglichkeit durch Ver- Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eineThe object of the present invention is to provide a plastic deformation possibility by means of a

ziehen und Verwerfen nach. 20 Stahlwerkskokille aus Gußeisen mit Kugelgraphitpull and discard. 20 steel mill mold made of cast iron with spheroidal graphite

Dieser Verzug äußert sich unter dem Zwang der oder Stahlguß zu schaffen, bei der mit Sicherheit in den heißesten Partien der Flächenmitten innen auch nach einer Vielzahl von Abgüssen der auftretende auftretenden Druckspannungen in einem Vorwölben Verzug durch Kompensation in seinen Auswirkungen der betreffenden Partien, wodurch dort nicht nur nahezu ausgeschaltet wird, d. h. daß die Kompender lichte Querschnitt der Kokille verengt wird, son- 25 sation derart gewählt wird, daß sie dem Verzug so weit dem auch die vorgesehenen, vielfach nur geringen entgegenwirkt, daß im Endeffekt Unterscheidungen Konizitäten völlig aufgehoben werden können. Es nicht mehr auftreten. Hierbei ist weiterhin zu beachten, können sogar in Stripprichtung des Blockes Unter- daß das vorgegebene Blockformat durch die Komscheidungen auftreten, die ein Festsitzen des Blockes pensation nicht beeinflußt werden soll,
in der Kokille zur Folge haben. Solche Fälle sind sehr 30 Die erfindungsgemäße Lösung dieser Auflage behäufig und führen in der Regel zum Verschrotten der steht bei einer Kokille aus einer Eisen-Kohlenstoff-Kokille. Gußlegierung mit sich verjüngender Innenform zumThis delay manifests itself under the compulsion to create or cast steel, in which with certainty in the hottest parts of the surface center inside, even after a large number of casts, the compressive stresses occurring in a bulging delay through compensation in its effects of the parts concerned, which is not there is only almost completely eliminated, that is, the clear cross-section of the mold is narrowed and the sonication is chosen in such a way that it counteracts the distortion to the extent that the intended, often only slight, differences that in the end distinctions conicities can be completely eliminated. It no longer occurs. It should also be noted here that even in the stripping direction of the block, the specified block format may occur through the decisions that a sticking of the block compensation should not be influenced
in the mold. Such cases are very inconvenient and usually lead to the scrapping of a mold made of an iron-carbon mold. Cast alloy with tapered inner shape for

Bis zu dem äußersten Fall des Festsitzens, der durch Gießen von Blöcken od. dgl. aus Stahl und anderen Vorsprünge im Block bei bereits aufgerauhten oder Eisenlegierungen, welche im Längsschnitt konkav rissigen Oberflächen noch verschärft werden kann, 35 gewölbte Innenwandflächen aufweist, darin, daß die liegen viele Zwischenstufen der Querschnittsverengung, Innenkontur der aus Gußeisen mit Kugelgraphit oder die zwar lediglich ein Reiben oder leichteres Anpressen Stahlguß hergestellten Kokille im Diagonallängsschnitt der Blockoberfläche beim Strippen verursachen, jedoch Geraden bildet, von denen sphärisch gewölbt gestaltete hierbei ein Aufreißen der entfestigten Innenflächen Innenwandflächen ausgehen, wobei die Höhe der oder ein Erweitern bereits vorhandener kleinerer 4° Auswölbung im Mittellängsschnitt am größten ist.
Risse herbeiführen können. Alle diese durch Verzug Als weitere Merkmale der Erfindung können auf bedingten Vorgänge .beim Strippen setzen die Lebens- Grund der bisherigen Meßergebnisse sogar, wenigstens dauer der Kokille herab, ohne daß dies vom Gesichts- näherungsweise, Verhältnismaße für die erforderliche punkt der nicht venneidbaren Zerstörung durch die größte Bogenhöhe der Innenflächen der Kokillenhohen Temperaturen — seien es hier wechselnde 45 wände im Längsschnitt gegenüber der die vorgegebene Überdehnungen oder Stauchungen, seien es Ver- Konizität darstellenden Geraden augegeben werden, brennungs- oder Oxydationserscheinungen der Innen- Diese Bogenhöhe beträgt, bezogen auf jeweils 1000 mm flächen — bedingt wäre. Kokillenhöhe und auf jeweils 1 °/₀ Konizität, zweck-Up to the extreme case of sticking, which od by casting blocks from steel and other projections in the block with already roughened or iron alloys, which in longitudinal section can be sharpened concave cracked surfaces, 35 curved inner wall surfaces, in that the there are many intermediate stages of cross-sectional constriction, the inner contour of the cast iron with spheroidal graphite or which only cause a rubbing or lighter pressing of cast steel in the diagonal longitudinal section of the block surface during stripping, but forms straight lines, from which the spherically arched inner wall surfaces start to tear open, whereby the height of the already existing smaller 4 ° bulge in the central longitudinal section is greatest.
Can cause cracks. All these due to delay. As further features of the invention, conditional processes The greatest arch height of the inner surfaces of the mold high temperatures - be it here changing walls in the longitudinal section compared to which the specified overstretching or compression, be it straight lines representing conicity, burning or oxidation phenomena of the inner- This arch height is based on 1000 mm areas - would be conditional. Height of the mold and to a taper of _{1 ° / 0 each,}

Es ist eine Hämatitkokille bekannt, deren Innen- mäßig bis 4 mm. Dabei werden für gleichseitigeA hematite mold is known, the inside of which is up to 4 mm. Doing so will be for equilateral

flächen im Längsschnitt konkav gewölbt gestaltet 50 Kokillen etwas kleinere Werte und für die Breitseitensurfaces in the longitudinal section concave arched designed 50 molds slightly smaller values and for the broad sides

sind. Bei dieser Kokille wird von einer Kokillenform ungleichseitiger Kokillen etwas größere Werte an-are. In this mold, slightly larger values are indicated by a mold form of unequal-sided molds.

mit über die ganze Länge gleichbleibendem lichtem gewandt. Außerdem können die Werte für die Bogen-turned with a constant light over the entire length. In addition, the values for the arc

Querschnitt ausgegangen, der von vertikalen Strecken höhen mit zunehmenden Konizitäten verringert wer-Cross-section is assumed, which are reduced by vertical line heights with increasing conicities

begrenzt ist. Der der bekannten Konstruktion zu- den. In diesem Zusammenhang wird die Konizitätis limited. To that of the known construction. In this context, the conicity

ii 55 ^_{6 fol} _definiert:^. ₁₀₀ J_n <y _wobei _a _die ii 55 ^ _{6 fol} _defined: ^. ₁₀₀ J _n <y _where _{a is} _the

meiden, daß infolge Schrumpf ens der sich bildenden
Außenhaut des Stahlblockes der sich im Innern größere lichte Weite am einen Ende, b die kleinere befindliche flüssige Stahl an den heißesten Stellen diese lichte Weite am anderen Ende und h die Höhe der unter der Einwirkung des ferrostatischen Druckes Kokille bzw. des konischen Teiles derselben ist.
durchbricht und in den Zwischenraum zwischen 60 Die vorstehend angegebenen Maße sind so klein Kokilleninnenwand und Stahlblockhaut ausläuft. Es im Vergleich zu der Größe der in den Kokillen zu werden zu diesem Zweck die Innenflächen von unten gießenden Blöcke oder Brammen, daß deren Gesamtnach oben in zunehmendem Maße gegenüber den formate dadurch nicht beeinträchtigt werden. Entvertikalen Strecken eingezogen, womit sich aber scheidend ist vielmehr, daß auf diese einfache Weise gleichzeitig die Geometrie des Stahlblockes wesentlich 65 der bisher auftretende schwerwiegende Mangel der verändert. Unterschneidungen trotz des durch den Kokillen-Es ist weiterhin bekannt, eine Stahlwerkskokille werkstoff bedingten Verzuges der Kokillenform bederart auszubilden, daß der Block in seinem Quer- seitigt ist. Darüber hinaus hat sich an entsprechendavoid that as a result of shrinkage ens the forming
The outer skin of the steel block has the larger clear width on the inside at one end, b the smaller liquid steel located at the hottest points this clear width at the other end and h is the height of the mold or the conical part thereof under the action of ferrostatic pressure.
breaks through and runs out into the space between 60 The dimensions given above are so small the inner wall of the mold and the steel block skin. Compared to the size of the ingots or slabs that are to be cast in the molds for this purpose, the inner surfaces of the blocks or slabs being cast from below are not impaired as a result to an increasing extent in relation to the formats. Entvertical stretches drawn in, but what is different is that in this simple way the geometry of the steel block at the same time essentially changes the serious deficiency that has occurred up to now. Undercuts in spite of the fact that a steelworks mold is material-related distortion of the mold shape in such a way that the block is transverse in its direction is also known. It also has to act accordingly

ausgebildeten Kokillen gezeigt, daß ihre Innenflächen auch bei hohen Gußzahlen noch überraschend glatt sind.formed molds shown that their inner surfaces are still surprisingly smooth even with high casting numbers are.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt. Es zeigtThe object of the invention is shown in the drawing in one embodiment, for example. It shows

F i g. 1 eine Kokille im Längsschnitt, in der aus Maßstabsgründen die Auswölbung nicht berücksichtigt ist,F i g. 1 shows a mold in longitudinal section, in which the bulge is not taken into account for reasons of scale is,

F i g. 2 eine Draufsicht, F i g. 3 eine Untersicht,F i g. 2 is a plan view, FIG. 3 a bottom view,

F i g. 4 die Kontur einer Wandinnenfläche im Längsschnitt gemäß Ebene IV-IV mit ungleichen Koordinatenmaßstäben,F i g. 4 the contour of an inner wall surface in longitudinal section according to level IV-IV with unequal Coordinate scales,

F i g. 5 die Kontur einer Wandinnenfläche im Querschnitt gemäß Ebene V-V.F i g. 5 the contour of an inner wall surface in cross section according to plane V-V.

Die dargestellte Kokille ist, wie die F i g. 2 und 3 erkennen lassen, gleichseitig und hat eine geringe Konizität im Sinne eines von oben nach unten zunehmenden lichten Querschnittes. Die Wandinnenflächen, die bisher inLängsrichtung gerade entsprechend der vorgegebenen Konizität (Kontur 1) und nur in Querrichtung ganz wenig nach außen gewölbt (Kontur 2) ausgeführt wurden, haben gemäß der Erfindung eine Muldenform, deren Längskontur 3 und Querkontur 4 beide bogenförmig sind. Die Konturen 3, 4 gelten aber nur für den Mittellängsschnitt IV-IV bzw. den Mittelquerschnitt V-V durch eine Wand, d. h. im Bereich der größten Bogenhöhe (= Muldentiefe). Nach den Ecken zu, die in an sich üblicher Weise mit Ausrundungen versehen sind, bzw. auch nach oben und unten verlaufen die bogenförmigen Konturen entsprechend flacher. Zur besseren Darstellung ist in F i g. 4 der Maßstab M₁ für die Längsrichtung kleiner als der Maßstab M₂ für die Querrichtung (M₂ : M₁ ~ 10:1).The mold shown is, like FIG. 2 and 3 can be seen, equilateral and has a slight conicity in the sense of a clear cross-section increasing from top to bottom. The inner wall surfaces, which were previously designed in the longitudinal direction according to the given conicity (contour 1) and only slightly curved outward in the transverse direction (contour 2), according to the invention, have a trough shape, the longitudinal contour 3 and transverse contour 4 of which are both arcuate. The contours 3, 4, however, only apply to the central longitudinal section IV-IV or the central cross section VV through a wall, ie in the area of the greatest arch height (= trough depth). Towards the corners, which are provided with fillets in the usual manner, or also upwards and downwards, the arcuate contours run correspondingly flatter. For the sake of clarity, FIG. 4 the scale M ₁ for the longitudinal direction is smaller than the scale M ₂ for the transverse direction (M ₂ : M ₁ ~ 10: 1).

Die Erfindung ist sowohl für gleichseitige (quadratische) Blockkokillen als auch für ungleichseitige (rechteckige) Brammenkokillen sowie für Schmiedeblockkokillen mit Polygonquerschnitt, und zwar nicht nur aus Gußeisen mit Kugelgraphit, sondern auch aus Stahlguß mit Vorteil anwendbar.The invention is applicable to both equilateral (square) ingot molds and unequal-sided (rectangular) Slab molds as well as forging block molds with polygonal cross-section, and not only from cast iron with spheroidal graphite, but also from cast steel can be used with advantage.

Claims

Patent claims:

1. Mold made of an iron-carbon cast alloy with a tapering inner shape for Casting of blocks or the like made of steel and other iron alloys, which are concave in longitudinal section having curved inner wall surfaces, thereby characterized in that the inner contour of the cast iron with spheroidal graphite or cast steel produced mold in the diagonal longitudinal section forms straight lines, of which spherically arched Inner wall surfaces go out, with the height of the bulge in the central longitudinal section greatest is.

2. Chill mold according to claim 1, characterized in that the greatest arch height of the inner wall surfaces compared to the straight line representing the specified taper up to 4 mm per 1000 mm mold height and per percent taper.

1 sheet of COPY drawings