DE19849454A1

DE19849454A1 - Process for the aluminothermic connection welding of two rails laid on a gap and casting mold for carrying out the process

Info

Publication number: DE19849454A1
Application number: DE19849454A
Authority: DE
Inventors: Rolf Ploetz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-10-06
Filing date: 1998-10-28
Publication date: 2000-05-04

Abstract

The invention relates to a method for aluminothermic joint welding of two rails separated by a gap, wherein the steel produced in a melting pot in an aluminothermic process is cast into a casting mold consisting of at least two parts and surrounding the ends of the rails. The cavity between the ends of the rails is filled through a free space located on the head of the rail and in the risers provided in the mold part. In order to better utilize melting energy and improve melting of the ends of the rails when a two-part casting mold is used, the steel is cast through a single flow riser that is provided in one of the mold parts and connected to the head area and the base area of the casting mold while in the other mold part, steel flows out through the riser that is connected to at least the base area and to at least the head area of the casting mold.

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur aluminothermischen Verbindungsschweißung zweier auf Lücke verlegter Schienen, bei dem der aluminothermisch in einem Tiegel erzeugte Stahl in eine die Schienenenden umgebende mindestens zweiteilige Gießform eingegossen wird und der Zwischenraum zwischen den Schienenenden unter Auffüllung eines über dem Schienenkopf vorgesehenen Freiraums und in den Formteilen vorgesehenen Steigern aufgefüllt wird.The invention initially relates to a process for aluminothermic Connection welding of two rails laid on a gap, in which the Steel produced aluminothermally in a crucible into one of the rail ends surrounding at least two-part mold is poured and the Gap between the rail ends while filling one over the The space provided in the rail head and in the molded parts Increase is replenished.

Aus der DE 196 37 283 ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt, bei dem unter Einsatz einer dreiteiligen Form gemäß Fig. 3 der erschmolzene Stahl aus einem mit Abstand oberhalb der Gießform gehalteten Tiegel auf ein im oberen Bereich der Gießform den Schienenkopf überdeckend angebrachtes Formstück in Form eines Riegels aufprallt und dann seitlich in jeweils in den beiden Formhälften angeordneten Flußsteigern einströmt und an den unteren Enden der Steiger in den Fußraum der Gießform eintritt, bis der Raum zwischen Fahrfläche des Schienenkopfs und der Unterseite des Riegels und die Steiger mit entsprechendem Niveau mit Stahl aufgefüllt sind. Auch die Schlacke strömt aus dem Tiegel ab und füllt das Restvolumen der Form, sowie seitlich an der Form angebrachte Schlackeschalen.From DE 196 37 283 a generic method is known in which, using a three-part mold according to FIG. 3, the molten steel from a crucible held at a distance above the casting mold onto a shaped piece in the form of a covering the rail head in the upper region of the casting mold Riegel strikes and then flows in laterally in each of the two mold halves and enters at the lower ends of the risers in the footwell of the casting mold until the space between the running surface of the rail head and the underside of the latch and the risers are filled with steel at the appropriate level . The slag also flows out of the crucible and fills the remaining volume of the mold, as well as slag trays attached to the side of the mold.

Bei dieser Verfahrensführung verliert der Schmelzstrahl an der als Prallfläche wirkenden Oberseite des Riegels Bewegungs- und Wärmeenergie. Weiterhin ist bei der aufsteigenden Strömungsrichtung an den Schienenenden kein sicheres Erschmelzen der Schienenendenflächen erreichbar.With this procedure, the melt jet loses the impact surface acting top of the latch kinetic and thermal energy. Still is with the rising flow direction at the rail ends not a sure one Melting of the rail end surfaces achievable.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren anzugeben, bei dem die Schmelzenergie besser ausgenutzt wird und das Aufschmelzen der Schienenenden verbessert wird.It is the object of the present invention, a generic method specify where the melt energy is better used and that Melting of the rail ends is improved.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei Einsatz einer zweiteiligen Gießform der Stahl über einen einzigen in dem einen Formteil vorgesehenen und mit dem Kopfraum der Gießform und dem Fußraum der Gießform verbundenen Flußsteiger eingegossen wird und in dem anderen Formteil Stahl über einen zumindest mit dem Fußraum verbundenen und mindestens einen mit dem Kopfraum der Gießform verbundenen Steiger abströmt. This object is achieved in that when using a two-part mold the steel over a single provided in the one molding and with the Head space of the mold and the foot space associated with the mold Flußsteiger is poured and steel in the other molded part over a at least connected to the footwell and at least one to the Headroom of the mold flows out connected risers.

Da der Schmelzstrahl ohne vorheriges Aufprallen auf einen Riegel direkt in den Flußsteiger eingeführt wird und von dort in den Formhohlraum umgelenkt wird, kann die notwendige Vorwärmenergie durch Beaufschlagung der Form mit einem Brenner und/oder das Gewicht der zu erschmelzenden Portion reduziert werden. Durch die erfindungsgemäße Führung der Schmelzströme in der Gießform fließt der Stahl zumindest im Fußbereich und im Kopfbereich horizontal bzw. leicht ansteigend von der Eingußseite her am Schienenstoß vorbei. Auf diese Weise können die Flächen in der Mitte des Fußes und des Kopfes, die zu Kaltschweißen neigen, verstärkt von heißem Schmelzstahl mit Wärme beaufschlagt werden. Die Fließgeschwindigkeiten bzw. Fließmengen der erfindungsgemäßen Querströmungen der Schmelze können durch die Größen der zugeordneten Einlauf- und Auslaufquerschnitte eingestellt werden.Since the melt jet flows directly into the bar without first hitting a bar Is introduced and from there is diverted into the mold cavity, can provide the necessary preheating energy by applying a Burner and / or the weight of the portion to be melted can be reduced. By guiding the melt streams in the casting mold according to the invention the steel is horizontal or light at least in the foot area and in the head area rising past the rail joint from the gate side. In this way can the areas in the middle of the foot and head that lead to cold welding tend to be heated by hot melt steel. The Flow rates or flow rates of the invention Cross flows of the melt can be assigned by the sizes Inlet and outlet cross sections can be set.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß Stahl über zwei Steiger aus dem Kopfraum abströmt.It is preferably provided that steel from the headspace via two risers flows out.

Bei der Verfahrensführung gemäß der DE 196 37 283 ist eine Kopflegierung vorgesehen, indem die härtebildendenden Legierungsszuätze über den Riegel in der Gießform zulegiert werden. Aus der Beschreibung ist ersichtlich, daß dort zumindest auch eine an sich unerwünschte Auflegierung des Stegs erfolgt. Wenn bei der vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahrensführung die Schweißung im Kopfteil auflegiert werden soll, wird durch die Querströmung im Kopfteil ein Auflegieren des Stegs weitgehendst vermieden, da überschüssiges legiertes Material in den oder die Kopfsteiger ausgetragen wird. Die härtebildenden Legierungszusätze können im Zulauf zum Kopf, im Kopfraum selbst und/oder im Freiraum über dem Kopf angeordnet werden.In the process according to DE 196 37 283 is a head alloy provided by the hardness-forming alloy additives over the bar in be alloyed into the mold. From the description it can be seen that there at least an inherently undesirable alloying of the web takes place. If in the present procedure of the invention Welding to be alloyed in the head part is caused by the cross flow in the Head part avoiding any overlaying of the web as much as possible Alloyed material in which the headrest is discharged. The hardness-forming alloy additives can flow to the head, in the head space themselves and / or in free space above the head.

Unter Umständen ist es zweckmäßig Zähigkeit spendende Impfmittel der Schweißung im Fußteil und ggfs. Stegteil zuzuführen, wobei die Impfmittel im Zulauf und/oder im Fußraum und/oder Stegraum der Form angeordnet werden.It may be appropriate to use toughness vaccines Weld in the foot part and if necessary Inlet and / or be arranged in the footwell and / or web space of the mold.

Schließlich ist es zweckmäßig, wenn der Stahl in geschlossenen Strom aus einem formschlüssig auf die Gießform aufgesetzten Tiegel in den Fußsteiger einströmt, da durch eine Verlängerung der geschlossenen Gießsäule in den Tiegel hinein höheren Fließgeschwindigkeiten und ein zusätzlicher Energiegewinn zu erwarten sind.Finally, it is useful if the steel is made in a closed stream a form-fitting crucible placed on the mold in the pedestrian flows in as an extension of the closed casting column in the Crucibles into higher flow speeds and an additional one Energy gain are expected.

Die Erfindung richtet sich auch auf eine Gießform zur Durchführung des Verfahrens.The invention is also directed to a casting mold for carrying out the Procedure.

Diese ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß bei einer zweiteiligen Gießform ein einziger in dem einen Formteil ausgebildeter Fußsteiger über einen Kanal mit dem Kopfraum der Gießform und über einen Kanal zumindest mit dem Fußraum verbunden ist und in dem anderen Formteil zumindest der Fußraum mit einem Steiger und der Kopfraum mit mindestens einem weiteren Steiger verbunden sind.According to the invention, this is characterized in that in a two-part Casting mold a single footstress trained in one molded part over one Channel with the head space of the mold and at least with a channel Footwell is connected and in the other molding at least the footwell with a riser and the headspace with at least one other riser are connected.

Der Anspruch 7 richtet sich auf eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gießform.The claim 7 is directed to a preferred embodiment of the Casting mold according to the invention.

Bei dem Verbindungsschweißen von Schienen spielen insbesondere die unterschiedlichen Querschnitte von Schienenkopf und Schienenfuß eine erhebliche Rolle, da der den Gießhohlraum im Bereich des Schienenfußes auffüllende Stahl schneller abkühlt als der Stahl im Bereich des Schienenkopfs. Es kann also zu unterschiedlicher Gefügebildung in den beiden Bereichen der Verbindungsschweißung kommen; die Gefahr einer Lunkerbildung ist möglich.When welding rails together, especially the different cross sections of the rail head and rail foot one considerable role because of the casting cavity in the area of the rail foot filling steel cools faster than the steel in the area of the rail head. So there can be different microstructures in the two areas of Join welding come; the risk of void formation is possible.

Die Ansprüche 8-10 richten sich auf bevorzugte Gießformen, bei denen diese Probleme im wesentlichen nicht auftreten.The claims 8-10 are directed to preferred molds, in which these Problems essentially do not arise.

Weiterhin ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgsehen, daß den Speiserkammern ein als Messeranschnitt ausgebildeter Speiserkanal zugeordnet ist, der im wesentlichen den gesamten Fuß und den Übergangsradius von Fuß zu Steg abdeckt. Hierdurch wird vermieden, daß es insbesondere bei größeren Schweißlücken mittig auf dem sich bildenden Schweißwulst am Fuß zu Warmrissen infolge von Lunkerbildung kommen kann. Die Neigung zu einer solchen Rißbildung tritt im Radius des Übergangs vom Fuß zum Steg durch den sogenannten Sandkanten-Effekt in höherem Maße auf. Diese Gestaltung des Speisers und/oder Steigers mit Speiserkammer und Messeranschnitt-Speiserhals kann nicht nur bei der Gießform nach Anspruch 1 mit Vorteil eingesetzt werden sondern auch z. B. bei den Speisern gemäß der DE 196 37 283 C2 und anderen Speisern bzw. Steigern.Furthermore, it is provided in a preferred embodiment that the Feeder chambers assigned a feeder channel designed as a knife gate which is essentially the entire foot and the transition radius from foot to foot Bridge covers. This avoids that it is particularly large Sweat gaps in the middle of the sweat bead on the foot Hot cracks can occur due to the formation of voids. The tendency to one Such cracking occurs in the radius of the transition from the foot to the footbridge through the so-called sand edge effect to a greater extent. This design of the Riser and / or riser with pantry and knife gate riser can not only be used with advantage in the casting mold according to claim 1 but also z. B. in the feeders according to DE 196 37 283 C2 and others Feed or increase.

Der Anspruch 12 richtet sich auf ein Gießsystem, bei dem der Tiegel schlüssig auf die Gießform aufgesetzt ist derart, daß die Eingießsäule verlängert wird. Neben einer Erhöhung der Gießgeschwindigkeit ist ein Einfließen des Stahls unter Luftabschluß möglich, wodurch eine hohe Reinheit des Stahls und geringere Energieverluste zu erwarten sind. Auch dieses Gießsystem könnte mit Vorteil bei Gießformen anderer Bauart eingesetzt werden.The claim 12 is directed to a casting system in which the crucible is conclusive is placed on the mold in such a way that the pouring column is extended. In addition to increasing the casting speed, there is an inflow of steel possible in the absence of air, resulting in a high purity of the steel and lower Energy losses are expected. This casting system could also be an advantage Other types of molds are used.

Der Anspruch 13 richtet sich auf ein Verfahren, bei dem eine schnelle Abkühlung des in den Freiraum oberhalb des Schienenkopfs eintretenden Stahls erreicht wird. Der Anspruch 14 richtet sich auf eine entsprechend gestaltete Gießform. Die Erfindung soll nun an Hand der beigefügten Figuren näher erläutert werden. Es zeigt:The claim 13 is directed to a method in which rapid cooling of the steel entering the free space above the rail head becomes. The claim 14 is directed to a correspondingly designed mold. The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying figures. It shows:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt quer zur Schienenrichtung durch eine über den Schienen zusammengesetzte Gießform mit einem auf Abstand von der Gießform angeordneten Langzeittiegel und eingehängtem Legierungsträger, Fig. 1 is a vertical section transverse to the rail direction by a composite on the rails with a mold at a distance from the mold arranged long-term crucible and hinged alloy support

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 zur Darstellung der Schnittebenen der nachfolgenden Fig. 3-6, Fig. 2 shows a section corresponding to FIG. 2 showing the sectional planes of the following FIGS. 3-6,

Fig. 3-6 Horizontalschnitte entsprechend den Linien III-III/VI-VI in Fig. 2, Fig. 3-6 Horizontal sections according to lines III-III / VI-VI in Fig. 2,

Fig. 7 eine Aufsicht auf die Gießform gemäß Fig. 1 und Fig. 7 is a plan view of the mold according to Fig. 1 and

Fig. 8 einen Schnitt vgl. Fig. 1 mit einem auf die Form aufgesetzten Einmaltiegel. Fig. 8 is a sectional see FIG. Fig. 1 with a disposable crucible placed on the mold.

Gemäß der Fig. 1 besteht die Gießform 1 aus einem ersten Gießformteil 2 und einem zweiten Gießformteil 3, die die zu verschweißenden Schienenenden umgeben. Die beiden Gießformteile 2 und 3 bestimmen einen dem Schienenkopf zugeordneten Kopfraum K, einen dem Schienensteg zuzuordnenden Stegraum S und einen dem Schienenfuß zuzuordnenden Fußraum F und einen nach oben an den Kopfraum K anschließenden und nach oben offenen Freiraum FF.According to FIG. 1, the mold 1 consists of a first mold part 2 and a second mold part 3, the surrounding to be welded rail ends. The two mold parts 2 and 3 define a head space K assigned to the rail head, a web space S assigned to the rail web and a foot space F assigned to the rail foot, and a free space FF which adjoins the head space K and is open at the top.

In dem ersten Gießformteil 2 ist ein Flußsteiger 4 mit einem Einlauftrichter 5 vorgesehen. Der Flußsteiger 4 steht über einen Kanal 6 mit dem Kopfraum K in Verbindung, bevorzugt mit dessen unteren Bereich. Das untere Ende des Flußsteigers 4 ist als Speiserkammer 7 ausgebildet, die über einen als Messeranschnitt ausgebildeten Speiserhals 8 mit dem Fußraum F in Verbindung steht. (vgl. insbesondere Fig. 1 und Fig. 6).A flux riser 4 with an inlet funnel 5 is provided in the first casting part 2 . The river riser 4 is connected to the head space K via a channel 6 , preferably to the lower area thereof. The lower end of the river riser 4 is designed as a feeder chamber 7 , which is connected to the footwell F via a feeder neck 8 designed as a knife gate. (see. in particular FIG. 1 and FIG. 6).

In dem zweiten Gießformteil 3 ist ein mit dem Fußraum verbundener Steiger 9 vorgesehen, dessen unteres Ende als Speiserkammer 10 ausgebildet ist. Die Speiserkammer 10 ist ebenfalls über einen als Messeranschnitt ausgebildeten Speiserhals 11 mit dem Fußraum F verbunden. Das Volumen der Speiserkammer 8 ist vorzugsweise kleiner als das Volumen der Speiserkammer 11, da die Speiserkammer 10 mit weniger heißer Schmelze aufgefüllt wird.In the second mold part 3 there is a riser 9 connected to the footwell, the lower end of which is designed as a feeder chamber 10 . The feeder chamber 10 is also connected to the footwell F via a feeder neck 11 designed as a knife gate. The volume of the feeder chamber 8 is preferably smaller than the volume of the feeder chamber 11 , since the feeder chamber 10 is filled with less hot melt.

Auf verschiedenen Seiten des Steigers 9 sind gegenüberliegend zwei weitere Steiger 12 und 13 angeordnet, die mit dem Kopfraum K verbunden sind, wiederum bevorzugt mit dessen unteren Bereich. Wie aus den Fig. 3-4. ersichtlich ist, ist der Querschnitt der Steiger 12 und 13 jeweils vorzugsweise größer als der Querschnitt des Kopfsteigers 9.Two further risers 12 and 13 are arranged opposite one another on different sides of the riser 9 and are connected to the head space K, again preferably to the lower area thereof. As from Figs. 3-4. it can be seen that the cross section of the risers 12 and 13 is in each case preferably larger than the cross section of the head climber 9 .

Die Gießformteile 2 und 3 sind auf ihrer Oberseite mit Rändern 14 bzw. 15 versehen, die die Schlacke in der Fig. 1 nach rechts und links in Schlackeschalen 16 und 17 ableiten.The mold parts 2 and 3 are provided on their upper side with edges 14 and 15 , respectively, which discharge the slag in FIG. 1 to the right and left in slag shells 16 and 17 .

In dem Gießformteil 3 ist vorzugsweise eine geneigte Führungs- und Haltekerbe 18 vorgesehen, in die ein an seinem vorderen Abschnitt 19a mit Legierungszusätzen gefülltes Rohr 19 eingelegt ist. Der vordere Abschnitt 19a des Rohrs erstreckt sich quer über den Schienenkopf in dem Freiraum FF. Der mittlere Abschnitt 19b des Rohrs ist flachgepreßt und in der aus der Fig. 1 ersichtlichen Weise abgewinkelt. Der hintere Rohrabschnitt 19c ist nicht flachgepreßt und dient als Handhabungshandgriff. Der Freiraum FF weist an seinem oberen Ende eine Querschnittsverringerung auf, wie sie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist. Das Behältnis zur Aufnahme der Legierungsträger kann auch eine andere Form als ein Rohr aufweisen; Büchsen oder Dosen sind auch geeignet.In the mold part 3 , an inclined guide and holding notch 18 is preferably provided, in which a tube 19 is inserted on its front section 19 a filled with alloy additives. The front section 19 a of the tube extends across the rail head in the free space FF. The middle section 19 b of the tube is pressed flat and angled in the manner shown in FIG. 1. The rear pipe section 19 c is not pressed flat and serves as a handling handle. The free space FF has a cross-sectional reduction at its upper end, as can be seen from FIGS. 1 and 2. The container for receiving the alloy carriers can also have a shape other than a tube; Cans or cans are also suitable.

Oberhalb und mit Abstand von der Gießform 1 ist ein konusartiger Langzeittiegel 20 gehalten, aus dem nach Zündung der aluminothermischen Masse der erschmolzene Stahl und Schmelzen des in einem Stöpselträger gehaltenen Stöpsels 21 Boden des Tiegels in freiem Strahl in den Trichter 5 einströmt. Der Stahlfluß aus der Speiserkammer 7 über den Fußraum F zur Speiserkammer 10 baut Strömung mit wesentlicher horizontaler Komponente und/oder leicht steigender Komponente auf und es strömt Stahl in den Stegraum F ein. Aus der Speiserkammer 10 steigt Schmelze in dem Steiger 9 auf. Above and at a distance from the casting mold 1 , a cone-like long-term crucible 20 is held, from which, after the aluminothermic mass has ignited, the melted steel and melting of the stopper 21 held in a stopper carrier, the bottom of the crucible flows into the funnel 5 in a free jet. The steel flow from the feeder chamber 7 via the footwell F to the feeder chamber 10 builds up a flow with a substantial horizontal component and / or a slightly increasing component and steel flows into the web space F. From the feeder chamber 10 rises to melt in the riser. 9

Der Stahlfluß aus dem Verbindungskanal 6 über den Kopfraum K zu den Eintrittsöffnungen in den zum Kopfraum hin abgewinkelten Enden der Steiger 12 und 13 hin baut eine Querströmung mit im wesentlicher horizontaler Komponente auf. Der Freiraum FF wird aufgefüllt und schmilzt den Rohrabschnitt 19a auf. Die Querströmung behindert die Eindiffusion von Legierungsgut in den Schienensteg. Die Steiger 12 und 13 werden aufgefüllt. Die aus dem Tiegel nachströmende Schlacke fließt in die Schlackenschalen 16 und 17 ab.The steel flow from the connecting channel 6 via the head space K to the inlet openings in the ends of the risers 12 and 13 angled towards the head space builds up a cross flow with an essentially horizontal component. The free space FF is filled and melts the pipe section 19 a. The cross flow impedes the diffusion of alloy material into the rail web. The risers 12 and 13 are filled up. The slag flowing in from the crucible flows into the slag dishes 16 and 17 .

Die Strömungsgeschwindigkeiten bzw. die Mengen der Querströmungen werden durch das Verhältnis der Querschnitte des Flußsteigers 4, des Verbindunskanals 6, der Kopfsteiger 12 und 13 einerseits und des Flußsteigers 4, der Speiserhälse 8 und 10 und des Steigers 9 andererseits bestimmt.The flow velocities or the amounts of the transverse flows are determined by the ratio of the cross sections of the flux riser 4 , the connecting channel 6 , the head risers 12 and 13 on the one hand and the flux riser 4 , the riser necks 8 and 10 and the riser 9 on the other hand.

Bei der in der Fig. 8 gezeigten Ausführungsform weist die rechte Gießformteil 2' eine abweichende Gestaltung auf. Das Feuerfestmaterial ist über die Randhöhe hinaus gezogen und am oberen Ende des Flußspeisers 4' ist eine ringförmige oder eckige Ausnehmung 22 ausgebildet, in die ein Fortsatz 23 eines auf die Gießform 1' aufgesetzten zylinderartigen Einmaltiegels 20' eingreift. In dem rohrartigen Fortsatz ist der Gießstöpsel 21' angeordnet. Bei diesem Gießsystem verlängert sich die Gießsäule in den Tiegel hinein und der Stahl kann unter Luftabschluß in den Flußsteiger 4' einströmen. Bei dieser Anordnung kann bei geeigneter Geometrie von Gießform und Tiegel erreicht werden, daß die Schlacke im Tiegel verbleibt, da die sich in den Steigern 9, 12 und 13 bildenden Säulen hydrostatisch die leichtere Schlackesäule in dem Tiegel abstützen können. Derselbe formschlüssige Eingriff kann auch bei einem Langzeittiegel vorgesehen sein. Zur schlüssigen dichten Verbindung zwischen Langzeittiegel oder Einmaltiegel kann auch eine geeignetes Adapterstück Verwendung finden.In the embodiment shown in FIG. 8, the right mold part 2 'has a different design. The refractory material is drawn beyond the edge height and at the upper end of the flux feeder 4 'an annular or angular recess 22 is formed, into which an extension 23 of a cylindrical disposable crucible 20 ' placed on the casting mold 1 'engages. The pouring plug 21 'is arranged in the tubular extension. In this casting system, the casting column extends into the crucible and the steel can flow into the flux riser 4 'in the absence of air. With this arrangement, with a suitable geometry of the casting mold and crucible, the slag remains in the crucible, since the columns forming in risers 9 , 12 and 13 can support the lighter slag column in the crucible hydrostatically. The same positive engagement can also be provided in a long-term crucible. A suitable adapter piece can also be used for the coherent, tight connection between the long-term crucible or disposable crucible.

Beim Schweißen von gehärtetem Stahl entsteht in der wärmebeinflußten Zone (WEZ) durch den mit dem Wärmeeintrag verbundenen Anlaßeffekt ein Härteeinbruch. Wenn daher kopfgehärtete Schienen durch eine aluminothermische Schweißverbindung miteinander verschweißt werden sollen, ist es erstrebenswert, die wärmebeinflußte Zone und damit das unvermeidbare Härtetal so klein wie möglich zu halten.When hardened steel is welded, it is created in the heat-affected zone (WEZ) due to the tempering effect associated with the heat input Drop in hardness. If, therefore, head-hardened rails by a aluminothermic welded connections are to be welded together, it is desirable to have the heat-affected zone and thus the inevitable Keep hardness valley as small as possible.

Beim aluminothermischen Verbindungsschweißen breitet sich nach dem Füllen des Hohlraums zwischen den beiden zu verbindenden Schienenenden durch den schmelzflüssigen Stahl die eingebrachte Wärme durch Wärmeleitung in Schienenlängsrichtung aus. Da die den Schienenstoß umgebende Feuerfestform erst nach Abscheren des überstehenden Schweißwulstes entfernt werden kann, kann sich in der Zwischenzeit in den beiden einander gegenüberstehenden Schienenenden eine nicht zufriedenstellenden wärmebeeinflußte Zone und damit ein großes Härtetal ausbilden. Ein Abscheren des Schweißwulstes ist aber erst möglich, wenn die schmelzflüssige Phase im Freiraum oberhalb des Schienenkopfs erstarrt ist. Um der schmelzflüssigen Phase in Freiraum FF Wärme zu entziehen, wird vor dem Befüllen des Freiraums FF oder bereits vor dem Vorwärmen der Schienen in diesen oberhalb des Kopfs mindestens ein Kühleisen 24 eingelegt, wie dies in der Figur punktiert dargestellt ist. Das Kühleisen 24 entzieht dem einlaufenden Stahl Wärme, wobei es vorzugsweise selbst erschmilzt. Durch das Kühleisen 24 wird die Dauer der schmelzflüssigen Phase wesentlich verkürzt und es kann somit erheblich früher der überflüssige Schweißwulst entfernt und danach die Feuerfestform von der Schweißnaht abgezogen werden. Die Folge hiervon ist eine wesentlich verkleinerte wärmebeinflußte Zone und damit ein wesentlich verkürztes Härtetal.In the case of aluminothermic connection welding, after the cavity between the two rail ends to be connected has been filled, the molten steel causes the heat introduced to spread through heat conduction in the longitudinal direction of the rail. Since the refractory mold surrounding the rail joint can only be removed after the protruding weld bead has been sheared off, an unsatisfactory heat-affected zone and thus a large hardness valley can form in the two opposite rail ends. The welding bead can only be sheared off when the molten phase has solidified in the free space above the rail head. In order to extract heat from the molten phase in free space FF, at least one cooling iron 24 is inserted in the free space FF before the rails are filled or before the rails are preheated, as shown in dotted lines in the figure. The cooling iron 24 extracts heat from the incoming steel, preferably melting itself. The cooling iron 24 significantly shortens the duration of the molten phase and the redundant weld bead can thus be removed considerably earlier and the refractory form can then be removed from the weld seam. The consequence of this is a significantly reduced heat-affected zone and thus a significantly shortened hardness valley.

Bei der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform besteht das Kühleisen 24 aus dem eigentlichen Kühlkörper 24a, einem Handhabungsgriff 24b und einem Auflager 24c. Der Kühlkörper 24a kann z. B. zylindrisch oder quaderförmig sein. Ein solches Kühleisen kann auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8. eingesetzt werden. Dann wäre für das Auflager 24c in dem Gießformteil 2' eine entsprechende Ausnehmung vorzusehen.In the embodiment shown in FIG. 1, the cooling iron 24 consists of the actual heat sink 24 a, a handle 24 b and a support 24 c. The heat sink 24 a can, for. B. be cylindrical or cuboid. Such a cooling iron can also be used in the embodiment according to FIG. 8. Then a corresponding recess would have to be provided for the support 24 c in the casting mold part 2 '.

Wenn Legierungszusätze wie z. B. mit dem Rohr 19 eingebracht werden, muß der Kühlköper 24 selbstverständlich oberhalb des Rohrs 19 in dem Freiraum FF angeordnet werden.If alloy additives such. B. introduced with the tube 19 , the heat sink 24 must of course be arranged above the tube 19 in the free space FF.

Claims

1.Procedure for the aluminothermic connection welding of two rails laid on a gap, in which the steel produced in a crucible is cast in an at least two-part mold surrounding the rail ends and the space between the rail ends is filled with a free space provided above the rail head and in the molded parts Increasing is filled, characterized in that when using a two-part casting mold, the steel is poured in via a single flux riser provided in the one molded part and connected to the head space of the casting mold and the foot space of the casting mold and steel in the other molded part via at least the foot space connected and at least one riser connected to the head space of the mold flows out.

2. The method according to claim 1, characterized, that steel flows out of the headspace via two risers.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that the weld in the head part through hardness-forming alloy additives is alloyed.

4. The method according to at least one of claims 1-3, characterized, that the weld in the foot part and possibly in the web part toughness-producing vaccine additives are added.

5. The method according to at least one of claims 1-4, characterized, that the steel in a closed stream from a positive on the Casting crucible flows into the river climber.

6. Casting mold for the aluminothermic connection welding of two rails laid on a gap for carrying out the method according to at least one of claims 1-5, characterized in that in a two-part casting mold ( 1 ; 2 , 3 ) a single flux in the one molded part ( 2 ) ( 4 ) is connected via a channel ( 6 ) to the head space (K) of the casting mold and via a channel ( 8 ) at least to the foot space (F) and in the other molded part ( 3 ) the foot space (F) is connected to a riser ( 9 ) and the head space (K) are connected to at least one further riser ( 12 ; 13 ).

7. Casting mold according to claim 6, characterized in that in the other molded part ( 3 ) two headroom risers ( 12 ; 13 ) are each provided on different sides of the footwell riser ( 9 ).

8. Casting mold according to claim 6 or 7, characterized in that a feeder chamber ( 7 ) is provided in the one molded part ( 2 ) at the lower end of the river riser ( 4 ).

9. Casting mold according to at least one of claims 6-8, characterized in that a pantry ( 10 ) is provided in the one molded part ( 3 ) at the lower end of the pedestrian ( 9 ).

11. Casting mold according to at least one of claims 6-10, characterized in that the feeder chambers ( 7 , 10 ) is assigned a feeder channel ( 8 ; 11 ) designed as a knife cut, which covers essentially the entire base and the transition radius from base to base .

10. Casting mold according to at least one of claims 6-9, characterized in that the volume of the feed chamber ( 7 ) of the river riser ( 4 ) in one molded part ( 2 ) is smaller than the volume of the feed chamber ( 10 ) in the other molded part.

12. welding system consisting of the casting mold according to at least one of claims 6-11 and a crucible, characterized in that the crucible ( 20 ; 20 ') can be positively placed on the casting mold in such a way that the pouring column is extended.

13. Method for aluminothermic joint welding of two Gap of installed rails, in which the aluminothermic in a crucible produced steel in at least one surrounding the rail ends two-part mold is poured and the space between the rail ends with filling one above the rail head provided space and risers provided in the molded parts is filled, in particular method according to one of claims 1-5, characterized, that the steel ascending into the free space above the rail head via at least one metallic one introduced into the free space Heat sink, in particular iron or steel body heat, preferably while melting the metal body, is withdrawn.

14. Casting mold according to at least one of claims 6-10, characterized in that at least one metal heat sink ( 24 ), preferably a cooling iron, is arranged in the free space (FF) above the rail head.