DE1758960A1

DE1758960A1 - Strangguss-Vorrichtung

Info

Publication number: DE1758960A1
Application number: DE19681758960
Authority: DE
Inventors: Gamble Peter Charles David; Dain Richard James; George Littler
Original assignee: Ashmore Benson Pease and Co Ltd
Current assignee: Ashmore Benson Pease and Co Ltd
Priority date: 1967-09-08
Filing date: 1968-09-07
Publication date: 1971-04-01
Also published as: SE344694B; ES357948A1; NL6812724A; LU56838A1; BE720534A; FR1579793A

Description

DIPL-INQ. GÜNTHER EISENFÜHR DIPL.-INQ. DIETER K. SPEISER

PATENTANWÄLTE 175896U AKTENZEICH6H: Neuanmeldung 28 BREMEN Ashmore, Benson ... _(T r . ν . ο α d - η α υ s>

TELEFON: (0421) 11 ItTT TELEQRAMMC: PCRROPAT

■ REMCR SANK IMIiTl POSTSCHECK HAMBURO»tm UMS. ZEICHEN: A 19

Datum: *. September 1968

ASHMORE, BENSON, PEASE & COMPANY LIMITED ^tockton-on-Lees, Teesside (England)

Strangguß-Vorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stranggießen von Metall, insbesondere Stahl. Beim Stranggießen läßt man das in einem BenÄlter, Üblicherweise einem Trichter befindliche geschmolzene Metall ait regelbarer Strömungsgeschwindigkeit durch eine Gießöffnung in die Gießform hineinlaufen. In der Form, die Üblicherweise aus Kupfer besteht, um dessen gut« Wärmeleiteigenschaften auszunutzen, wird das Metall soueit abgekühlt, daß sich eine feste Außenhaut bzw. - hülse bildet, so daß das die Gießform verlassende Gußstück den Querschnitt der Gießform behalt. Nach den Verlassen der Form wird das Gußstück weiter abgekühlt, und zwar üblicherweise durch direkte Beauf-

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schlagung des Gußstückes mittels eines Kühlmedium* ( das Gußstück verfestigt sich daher außerhalb der Pont zunehmend von der Außenhaut in Richtung auf den Mittelpunkt .

Zur Verminderung der Uhfallgefahr und auch um ein· Beglichst maximale Ausbeute zu erhalten, ist es erwünscht, daß das im Behälter bzw. Trichter befindlich· Metall ausschließlich in die Gießform fließt, d.h. also, daß kein Metall an einer Stelle zwischen dem Behllter und der Form austritt und verschwendet wird. Hinzu kont, daß die metallurgischen Eigenschaften des Gußes verbessert werden, wenn das aus dem Behälter abströmende Metall ohne Anwesenheit von Luft In die Form gelangt! man nennt diese Art des Gießens auch Abschlußgießen·

Eine diese Forderungen erfüllende Strangguß-Vorrichtung mit einem Trichter oder dergleichen sur Aufnahme d«s «u vergießenden geschmolzenen Metalles, mit einer ein· Durch laufbohrung aufweisenden Verbindungseinrichtung »wischen Trichter oder dergleichen und Eingang der Gisftfoni und mit einer der Durchlaufbohrung zugeordneten Heiseinrichtung zeichnet sich erfindungsgeu&ß dadurch aus, daß dl· Verbindungeeinrichtung sum Verhindern das Eindringens von Luft und des Auefließen» von Metall «wischen Trichter oder dergleichen und Gießform gegenüber den Trichter und gegenüber der Gießform abgedichtet ist.

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"Durch die Abdichtung der Verbindungseinrichtung werden die gesetzten Ziele erreicht; es ist Jedoch wesentlich, daß die Verbindungseinrichtung vor dem Eingießen von geschmolzenem Metall getrocknet und durchgeheizt wird; zu diesem Zweck ist eine vor dem Gießen in Tätigkeit tretende Heizeinrichtung, vorzugsweise in Form eines elektrischen Heizers vorgesehen.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Verbindungseinrichtung von einem Stutzen gebildet, dessen Durchiaufbohrung einen kleineren Querschnitt hat als die Gießform.

Bei Strangguß-Vorrichtungen ist es wesentlich sicherzustellen, daß das geschmolzene Metall ausschließlich in der Gießform erhärtet und nicht in der Öffnung bzw. Bohrung zwischen Trichter und Form. Aus der vorstehend beschriebenen Ausbildung der bevorzugten Ausführungsform ergeben sich zwei wesentliche Vorteile. Einer dieser Vorteile besteht darin, daß die Wärmeverluste der Schmelze in der Ourchiaufbohrung geringer werden, und der andere Vorteil besteht darin, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Metalls durch die Bohrung erhöht wird. iß ist daher unwahrscheinlich, daß das schnell durchlaufende und sich wenig abkühlende Metall in der Durchlaufbohrung erhärtet.

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Vorzugswelse wird zwischen dem AusIaJJ des Trichters oder dargleichen und dem Einlaß der Gießform eine nicht steife Verbindung vorgesehen, um eine begrenzte Neigung der Längsachsen des Stutrens und der Form zulassen au können und um ein versehentliches Ausströmen von Metall zu verhindern. Derjenige Teil des Stutzens, der den Auslaß bildet, ist in der besonders bevorzugten AusfÜhrungsform der Erfindung ein von dem übrigen Teil des Stutzens getrenntes Element und um einen begrenzten Betrag gegenüber jenem verschwenkbar.

Um diese Schwenkbewegung zwischen den Hauptteil des Stutzens und dom zusätzlichen Element zu ermöglichen, sind die beiden Stuteenteile vorzugsweise mit zusammenwirkenden Oberflächen gebildet, von denen jede kugelförmig ist· Die entsprechende Fläche eines der Teile des Stutzens bildet daher einen Sockel zur Aufnahme der dann konvexen Fläche des anderen Stutzentelle. Mit derartigen Flächen kann der außenliegende Teil des Stutzens, d.h. also das zusätzliche Element um einen begrenzten Betrag gegenüber dem stationär bleibenden anderen Teil des Stutzens verdreht werden, so daß sich die jeweiligen Längsachsen gegeneinander neigen lassen, während dennoch eine gute Abdichtung über dl· busammenwirkenden Flächen aufrechterhalten bleibt·

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Vorzugsweise ist eine Einrichtung vorgesehen, die die zusammenwirkenden Flächen des Stutzens abdichtend gegeneinander vorspannt.

Die Achsen der Gießform und des Stutzens können im wesentlichen vertikal verlaufend angeordnet sein, so daß das Gußstück die Gießform ebenfalls in vertikaler Richtung verläßt. Die Achsen von« Gießform und Stutzen können aber auch horizontal verlaufen, und in diesem Fall besitzt der Trichter eine" nach oben offens Einlaßöffnung, in di« das geschmolzene Metall hineingegeben wird,sowie einen AusfU>>ft_f UQr voja der Innenwand des Trichters nach unten zurr, inne inliegenden Ende des Stutzens verläuft. MLt der AusfluOöffnung des Trichters jwirkt^ eine vertikal verlaufende Sperr- bzw. Regelstange zusammen, mit der Beginn und Ende des Gießens steuerbar sind. In einar Außenwand des Trichters gegenüber dem Stutzen ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Ausnehmung angeordnet, von der sich eine öffnung des zum inneren Ende der Durchiaufbohrung des Stutzens erstreckt. Die Längsachse dieser öffnung fluchtet mit derjenigen der Durchlaufbohrung des Stutzens, es ist hierdurch möglich, einen Heizer in die öffnung einzusetzen, mit dem die Durchiaufbohrung und der gesamte Stutzen vor Beginn des Gießens aufgeheizt werden. WShrend des Gießens bleibt die genannte öffnung mit Hilfe eines aus feuerfestem Material bestehenden Stopfens verschloss·».

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Der Stopfen läßt sich in einem Notfall herausnehmen, um im Falle einer Blockierung der Gießform das im Trichter noch vorhandene Metall abzulassen, wodurch auch In solchen Notfällen ein Verfestigen des Metalles innerhalb des Trichters vermieden wird.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch eine AusfUhrungsform einer Strangguß-Vorrichtung mit vertikal verlaufender Achse der Gießform;

Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch eine andere AusfUhrungsform einer Strangguß-Vorrichtung mit horizontal liegender Längsachse der Gießform; und

Fig. 3 eine Draufsicht auf die AusfUhrungsform gemäß Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein Trichter 1 gezeigt, der zur Aufnahm von geschmolzenem Metall dient, das im Strangguß-Verfahren verarbeitet werden soll. Unterhalb des Trichters 1, der in einem Rahmen 3 gehalten ist, 1st eine Strangguß-Form 2 angeordnet. Der Trichter 1 ist alt einer Auskleidung au« feuerfestem Material versehen und besitzt einen Auslauf 5, der sich von der Basis der Innenwand des Trichters bis sum Einlaß des Innenraumes 6 der Gießform erstreckt. Die Porro 2 liegt un-

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terhalb cloi; Trichters 1 mit ihrer LMnciij achse Jn vertikc er Richtung, und der Auslaut' b wird von einem Stutzen 7 gebildet, der aus feuerfestem Material besteht.

Der stutzen 7 errtreckt sich vom Ausgang des Trichters bis sum Eingang des Innenraumes 6 der Gießform, so daß das im Trichter 1 befindliche Metall in völliger Abwesenheit von Luft vom Trichter bis in die Gießform fließen kann- Im Trichter ist eine vertikal verschiebbare Sperrstango 8 angeordnet, deren unteres Ende mit dem oberen Ende des Stutzens 7 zusammenwirkt und sur Regelung des vom Trichter in den Stutiren fließenden Metalls dient.

Der Stutzen besteht aus 2 Teilen 9,10. Um eines dieser Teile um einen begrenzten Betrag gegenüber des anderen Teil des Stutzens verschwenkbar zu machen, haben beide Teile zusammenwirkende Flächen 11,12, die beide Abschnitte von Kugelflächen sind. Die Fläche 11 am Teil 9 ist konkav und dient als Sockel zur Auf nähme der Fläche 12 des Teiles 10 des Stutzens 7. Die zusammenwirkenden Flächen 11,12 ermöglichen, daß die beiden Teile des Stutzens 7 etwas gegeneinander geneigt werden können, ohne daß die Flächen 11,12 dadurch außer Kontakt miteinander kommen υ Durch diese Anordnung wird sichergestellt, daß das aus dem Trichter 1 abfließende Metall durch eine völlig abgedichtete Leitung abfließen kann und daß trotzdem die Form in einer Weise zusammengebaut werden kann, In der

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die Längsachsen dos Aunlasses des Trichters und den nes der Form nicht genau miteinander fluchten·

Um Leckverluste zwischen den einander zugeordneten Flächen 11,12 zu vermeiden, wird die Form fest in einem Rahmen 13 angeordnet, während der Trichter gegenüber den Rahmen 13 geringfügig angehoben oder abgesenkt werden kenn und in Richtung auf den Rahmen 13 mit Hilfe von in Zapfen 15 geführten Quorkeilen 14 nach unten vorgespannt ist. Zapfen 15 sind durch Öffnungen einer Stützplatto 16 des Trichters 1 geführt. Auf diese Weise sind die zusammenwirkenden Flächen 11,12 fest aneinander anliegend vorgespannt, so daß Leckverluste an dieser Stelle nicht auftreten können.

Vor den Eingießen von Matall in den Trichter 1 wird dieser mit seinem Auslauf 5 getrocknet und von einem Gas~ brenner vorgeheizt, der auf einfache Weise von oben in den Trichter eingeführt wird.

In den Fig. 2 und 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung mit einem Metalltrichter 20 gezeigt, der eine Auskleidung 21 aus feuerfestem Material, wie z.B. Schamotte hat, das die Innenwand des Trichters bildet. Von der Basis der Innenwand des Trichters geht eine Auslaufbohrung 23 nach unten ab, sie führt zu einer Bohrung 24 eines Stutzens 25, der sich von dort nach außen bis zu einer Seitenwand des Trichters erstreckt. Die Mittelachse der Bohrung 24 dos Stutzens liegt etwa horizontal, und auch die Linksachse des Innenraumes einer Strangguß-Form 27, die dicht mit dom Stutzen verbunden ist, verläuft in horizontaler Richtung.

Der Stutzen besteht wiederum aus feuerfestem Material und ist zweiteilig ausgebildet. Ein feststehendes Teil 26 des Stutzens 25 ist am Trichter 20 befestigt, und der

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andere Toil 29 des Stutzens, der dessen äußeres Ende bil-•det, ist gegonübsr dem Teil 28 schwenkbar gehalten« Der Te.il 23 dos Stutzen:; hat eine kugelförmig gekrümmte κοη-lcave Oberfläche 30, die mit einer entsprechend geformten konvexen Oberfläche 31 des Teiles 29 des Stutzens zusammenwirkt« Die beiden Teile des Stutzens können so angeordnet werden, daß ihre Längsachsen relativ zueinander geneigt stehen ohne daß dadurch die Dichtwirkung zwischen den Flächen 30,31 verschlechtertwürde.

Der Trichter 20 hat eine obenliegende Öffnung zum Eingiaßen des geschmolzenen Metalls sowie eine vertikal verschiebbare Sperr- bzw» Regelstange32, die mit dem Auslaß des Trichters zur Steuerung der ausströmenden Metallmenge rsus-ammenwirkt. Die Strangguß-Form 27 ist mit Hilfe einer /mash?, von Schrauben 32' mit dem Trichter 20 verbunden. Die Schrauben sind in gleichmäßigen Abständen rund um das abstehende Ende des Stutzens verteilt, und dieses Ende des Stutzens liegt an einer Ringplatte 33 an, die aus Graphit oder Siliciumnitrit bestehen kann und den Einlaß der Form bildet. Um die Schrauben 32' sind Federn 34 herumgelegt, die sich einerseits am Schraubenkopf und andererseits an einem Teil der Gießform abstützen, um diese federnd gegen den Trichter 20 zu drücken, bzw. die zusammenwirkenden Flächen 30,31 dichtend aneinander zu pressen. Die Federn 34 geben einen Grad von Nachgiebigkeit, der Form und Trichter auch beim Auftreten unterschiedlicher Ausdehnungen im Gebrauch in der gewünschten Weise zusammenhält.

Die Querschnittsfläche der Bohrung 24 des Stutzens 25 ist erheblich kleiner als die Querschnittsfläche des Innenraumes der 3tranc/quß^: - Form, so daß das aus dem Trichter 20 zur Gießform abfließende Metall im Stutzen 25

eine höhere Geschwindigkeit hat als der Fall wäre, wenn die Querschnitte der Bohrung und des Innenraumes vergleich-

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bare Größen hätten. Die Wärmeverluste in der Durchlaufbohrung des Stutzens werden auch durch den verhältnismäßig kleinen Querschnitt der Bohrung verringert, und deswegen sowie wegen der Strömungsgeschwindigkeiten in der Bohrung wird verhindert, daß das Metall in der Bohrung hart wird und diese blockiert· In der Seitenwand des Trichters 20 gegenüber von dem Stutzen 25 ist eine Ausnehmung 40 vorgesehen, von der sich eine Öffnung 41 in den Trichter hinein bis zur Auslauföffnung 23 erstreckt. Die Achse der öffnung 41 verläuft im wesentlichen horizontal und fluchtet alt der Längsachse des Stutzens 25. In der Ausnehmung 40 befindet sich ein aus wärmefestem Material bestehender Stopfen 42, der Herausnehmbar in der öffnung 41 liegt und Leckverluste durch" die öffnung verhindert. Der Stopfen hat eine konische'Außenfläche, die in eine entsprechend geformte Fläche 4*3 der öffnung 41 eingreift, wobei diese Oberfläche 43 eirf Teil der Öffnung 41 bildet, weiterhin ist eine horizontal verschiebbare Regelstange 44 vorgesehen, die einen Bereich mit Gewinde 45 hat, der sich durch den Stopfen bis «tür Außenseite des Trichters 20 hindurcherstreckt und dort eine Mutter 46 trägt. Hierbei ist es möglich, die Regelstange 44 in Anlage mit einen Teil von verringertem Querschnitt der öffnung 41 zu bringen, um das Durchtreten von geschmolzenem Metall zu verhindern. Der Stopfen wird in der Ausnehmung 40 mit Hilfe einer Schnellspanneinrichtung 47 sicher gehalten.

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• Vor Deginn cle3 Gießvorganges werden der Stopfen 4O und die Regel stange 44 entfernt und ein Heizer in die Öffr. :·ο 41 sowie die Bohrung 24 des Stutzens 25 hineingeschoben, um diese Teilch zu trocknen und vorzuheizen. Nach dem Wiedereinsetzen des Stopfens wird das su vergießende Metall in den Trichter von oben hineingegossen und die Sperrstange 32 leicht angehoben, so daß das Metall durch die Ausströmöffnung 23 und den Stutzen 24 in die Strangguß-Form 27 hineingelangt. Die Form wird kontinuierlich gekühlt, und es sind außerdem nicht dargestellte Kühleinrichtungen, beispielsweise in Form von Düsen im Bereich des Auslößendes der Form vorgesehen, so daß Kühlmittel direkt auf das die Form verlassende Gußstück gerichtet werden kann. Weiterhin ist eine nicht dargestellte Abzieheinrichtung für das Gußstück vorgesehen, die kontinuierlich arbeitet; zusätzlich kann der gesagte Trichter parallel zur Achse der Form hin und herbewegt werden, um ein Festbacken des Metalles in der Form zu verhindern.

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Claims

Ansprüche

1. Strangguß-Vorrichtung mit einem Trichter oder dergleichen zur Aufnahme des zu vergießenden geschmolzenen Metalls, mit einer eine Durchlaufbohrung aufweisenden Verbindungseinrichtung zwischen Trichter oder dergleichen und Eingang der Gießform und mit oiner der Durchlaufbohrung zugeordneten Heizeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung' (7;25) zum Verhindern des Eindringens von Luft und des Ausfließens von Metall zwischen Trichter (Ij23) oder dergleichen und Gießform (2;27) gegenüber dem Trichter und gegenüber der Gießform abgedichtet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung von einem Stutzen (7;25) gebildet ist, dessen Durchlaufbohrung (5}24) einen kleineren Querschnitt hat als die Gießform (2;27).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Auslaß des Trichters (l;2O) und dem Einlaß der Gießform (2j27) eine nicht steife Verbindung vorgesehen ist, die ein begrenztes Nichtfluchten sowie thermische Bewegungen zwischen

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Stutzen und Form zuläßt.

4. Vcrrichtuncj nnch Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß der das Ar.slaßendt- des Stutzens (7;25) "oildendo Teil (10;29) mit Bezug auf den verbleibenden T.-.11 (9,-28) um ein begrenztes Maß verdrehbar ist, der seinarseitn feststehend angeordnet ist»

5. Vorrichtung ns-ch Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dr;fl der den Auslaß bildende Teil (1O;29) des Stutzens (7;25) und der feststehende Teil (9;28) jeweils eine mit dom anderen Teil zu s aminen wirkende kugelförmige Fläche (ll,12;3O,31) hat, wobei diese Flächen einen Neigungsversatz der jeweiligen Längsachsen bei dennoch gleichzeitig festem Kontakt gestatten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmige Fläche auf dem Ausläflteil (1O;29) des Stutzens eine konvexe und die entsprechende Fläche des verbleibenden Teils des Stutzens eine konkave Form hat.

7. Vorrichtuno nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenwirkenden Flächen (11,12;30,31) anainander anliegend und gegeneinander abdichtend

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vorgespannt sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gek«2nnzeichnet, daß die Strangguß-Form (2;27) mit der Wand des Trichters (l;2O) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Stützen (7;25) aus feuerfestem Material besteht·

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen von Strangguß-Form (2;27) und Stutzen (7;25) etwa horizontal verlaufend angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß der Trichter (l;20) oben offen ist und eine schmale Auslaßöffnung (23) aufweist» die sich von der Basis der Innenwand des Trichters nach unten bis zu inneren Ende des Stutzens (25) erstreckt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11 dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßöffnung (5;23) des Trichters (l;20) eine vertikal verschiebbare Sperrstange (8; 32) zum Kegeln der Durchströmmenge des

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geschmolzenen Materials zur Strangguß-Form (2;27) zugeordnet ist·

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10-12 dadurch gekennzeichnet _v. daß an einer Außenwand des Trichters C20) gegenüber dem Stutzen (25) eine Ausnehmung (40) vorgesehen ist, von der eine Öffnung (41) bis zum inneren Ende dos Stutnens (25) verläuft, deren Längsachse ir.It der Längsachse des Stutzens fluchtet.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (41) mit Hilfe eines entfernbaren, abdichtenden Stopfens (42) verschlossen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (42) einen konischen Bereich hat, der nn einem entsprechend geformten konischen Bereich der Öffnung (41) anliegt.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (42) mit Hilfe einer Schnellspannc-inrichtung (47) in der Ausnehmung ) bzw. der öffnung (41) gehalten ist.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßbereich der Strangguß-Form (2;27) aus Graphit besteht.

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18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-16 dadurch gekennzeichnet, daß der den Einlaß der Strangguß-Form (2;27) bildende Teil aus Siliciumnitrit besteht.

19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Anzahl von Düsen oder dergleichen, die einen Kühlmittelstrahl auf das Gußstück richten und am Auslaßende der Strangguß-Form (2;2 7) angeordnet sind.

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