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"Gießform für das Niederdruckgießen großer, glattwandiger Gußstücke"
Anmelder: Rheinstahl Hüttenwerke AG, Essen und Schloemann AG, Düsseldorf Die Erfindung
betrifft eine Gießform für das Niederdruckgießen großer, glattwandiger Gußstücke
wie Brammen. Die bekannten derartigen Gießformen sind aus mehreren Einzelblöcken
aus Graphit zusammengesetzt, wobei auch die einzelnen Wände der Gießform aus mehreren
Blöcken bestehen können. Die einzelnen Graphitblöcke werden dabei in einem Rahmen
verspannt Die DAS 1 483 632 betrifft eine derartige Gießform zum Abguß einer Bramme.
Die Gießforrn-Innenflächen müssen eine glatte Oberfläche aufweisen, damit eine glatte
Gußstückoberfläche erhalten wird. Dies zwingt zum Nachbearbeiten der Oberfläche
der Graphitblöcke durch Hobeln und Schleifen mit der Folge einer Verringerting der
W<'indsLärke der Gießform. Es ist bekannt (franzijsischcs PaLenL 1 133 294),
daß das Gewichtsverhältnis Gußstück zu Kokille mindestens 1 zu 3 betragen soll.
Nach häufigem Nachbearbeiten der Graphitoberfläche wird dieser Wert soweit unterschritten,
daß
kostspielige neue Graphitblöcke eingesetzt werden müssen.
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Ausgehend von diesem Stande der Technik wird die Aufgabe der Erfindung
darin gesehen, bei einer Gießform für das Niederdruckgießen großer Blöcke die Haltbarkeit
wesentlich heraufzusetzen und dementsprechend den Gießformaufwand, bezogen auf die
abgegossene Metalimenge, zu verringern.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Gießfotrn der eingangs
angegebenen Gattung dadurch gelöst, daß die Gießform aus einer Verschleißschicht
tind einer äußeren Dauerschicht besteht, die paralLel oder annähernd parallel zu
den äußeren Oberflächen der Kokille aneinandergrenzen und wärmeleitend miteinander
verbunden sind, wobei zumindest die Verschleißschicht aus Graphit besteht. Wenn
die Graphitmenge bei der erfindungsgemäßen Gießform unter die für das ordnungsgemäße
Erstarren erforderlichen Menge gesunken ist, muß nicht die gesamte Gießform ersetzt
werden, sondern es genügt, die Verschleißschicht zu ersetzen. Dies führt, vor allem
bei Blöcken großen Formates wegen der beträchtlichen Kosten für die mindestens dreimal
so große Graphitmenge wie das Blockgewicht zu erheblichen Einsparungen gegenUbr
den bekannten Forlllen. Die erfindungsgemäße Gießform ermöglicht dlrtiber hinaus
noch eine sehr einfaIi
Umstellung auf die verschiedenen abzugießenden
Blockformate, zum Beispiel von rundem auf quadratischen Querschnitt. Dazu ist lediglich
die Verschleißschicht auszutauschen. Diese einfache Umstellung auf die verschiedenen
Blockformate, bei der die Dauerschicht unverändert bleibt, führt außer einer stark
vereinfachten Lagerhaltung auch zu einer beträchtlichen Senkung der Cießformkosten.
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Im einzelnen kann die Erfindung wie folgt vorteilhaft ausgestaltet
sein.
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Eine einfache und wirksame wärmeleitende Verbindung der Verschleißschicht
und Dauerschicht wird durch gegenseitiges Andrücken der Schichten mittels außen
anfassenden Spannelementen bewirkt. Diese Spannelemente für das Zusammenpressen
der beiden Schichten bedeutet darum keinen besonderen Aufwand, da die bekannten
Gießformen fiir das Niederdruckgießen großer Blöcke schon aus durch Spannrahmen
gegeneinander geprdten Graphitblöcken bestehen, so daß die Spannrahmen bei der erfindungsgemäßen
Gießform zumindest an den Kanten der Form das gegenseitige Andrücken der Verschleißschicht
und der Dauerschicht mit iibernehmen können und zusätzliche, an dem Spannrahmen
angebrachte Spannelemente nur an einzelnen, weiter von den Formkanten entfernten
Stellen erforderlich sind.
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Die wärmeleitende Verbindung zwischen der Verschleißschicht und der
Daurschicht kann dadurch verbessert werden, daß die Dauerschicht von den Außenkanten
der Form ausgehend zur Mitte der Formflächen hin sehr geringfügig vorgewölbt ist.
Diese Vorwölbung soll nur so groß sein, daß sich bei Randberührung der Verschleißschicht
und der Dauerschicht durch Zusammenziehen mittels der Spannrahmen durch die elastische
Verformung der Verschleiß- und der Dauerschicht ein 2 mittlerer gegenseitiger Anpreßdruck
von 0,5 - 1 kr/ cm ergibt. Bei dieser Ausführungsart der Erfindung erübrigen sich
bei nicht sehr großen Blöcken zusätzliche Spannelemente.
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Die wärmeleitende Verbindung kann dadurch flächenmäßig noch gleichmäßiger
gemacht werden, daß die Dauerschicht an ihrer der Verschleiß schicht zugekehrten
Fläche Erhebungen wie Stege oder Warzen aufweist.
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In einer anderen Ausführungsart wird die wärmeleitende Verbindung
der beiden Schichten durch gegenseitiges Anpressen mittels Spannschrauben mit je
einem Recht- und einem Linksgewinde und mit entsprechenden Gewindebohrungen in den
Schichten bewirkt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Blöcke der
Dauerschicht und der Verschleißschicht fest miteinander verbunden, was die Handhabung
erleichtert.
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Besonders materialsparend ist eine Ausführungsart, bei der die Verschleißschicht
sehr dünn ist und die wärmeleitende Verbindung zwischen der Verschleißschicht und
der Dauerschicht durch Verkleben erfolgt.
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Bei mittelgroßen Blöcken ist es vorteilhaft, wenn die Verschleiß-
und die Dauerschicht aus Graphit bestehen. Bei sehr großen Blöcken dagegen werden
die Kosten für die Graphitblöcke so hoch, daß die Dauerschicht vorteilhaft durch
eine wassergekühlte Metallplatte ersetzt wird. Dem größeren apparativen Aufwand
für die Wasserkühlung steht dabei die Ersparnis an Graphit gegenüber. Bei sehr großen
Gießformen, bei denen die einzelnen Gießformwände aus mehreren Blöcken zusammengesetzt
sind und dadurch in einer Forminnenwand eine Längsfuge entsteht, empfiehlt die Erfindung,
daß die Querfugen an der Längsfuge treppenartig versetzt sind. Die für Auswaschungen
besonders empfindliche Kreuzungsstelle, die bei Nichtversetzung der Querfuge entsteht,
wird auf diese Weise vermieden. Dies ist natürlich auch vorteilhaft anzuwenden bei
den bekannten Kokillen, die aus mehreren Blöcken aufgebaut sind und bei denen keine
besondere Verschleiß- und Dauerschicht vorhanden sind.
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Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung gegeben. Es zeigen im einzelnen:
Fig. 1 eine perspektivische
Ansicht einer Gießform für den Abguß einer Bramme, Fig. 2 die Draufsicht auf eine
Gießformhälfte für den Abguß eines runden Blockes, Fig. 3 die Draufsicht auf eine
Gießformhälfte zum wahlweisen Abguß unterschiedlicher Blockquerschnitte, Fig. 4
eine perspektivische Ansicht einer anderen Aus führungs form einer Gießformwand
für den Abguß einer Bramme, Fig. 5 eine Seitenansicht einer Gießformwand für sehr
große Brammen, Fig. 6 die entsprechende Ansicht für sehr große Rundbiöcke, Fig.
7 eine perspektivische Ansicht einer Gießformhälfte mit Längs teilung der Verschleißschicht,
Fig. 8 den Temperatursprung an der Grenzfläche zwischen Verschleißschicht und Dauerschicht
in Abhängigkeit vom Anpreßdruck.
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Die Gießform für das Niederdruckgießen großer, glattwandiger Gußstücke
wie Brammen besteht aus einer inneren Verschleißschicht 1 und einer äußeren Dauerschicht
2. Die beiden Schichten grenzen parall-el zur Oberfläche der Gießform aneinander
und sind durch Druck wärmeleitend miteinander verbunden. Der Druck wird mittels
der Spannrahmen 4 mit Spannschrauben 5 erzeugt. Die Verschleißschicht l und die
Dauerschicht 2 bestehen aus Graphit Besondere Spannklammern 6 drücken die Dauerschicht
und die Verschleißschicht auch in der Flächenmitte zusammen. Die Dauerschicht 2
weist an ihrer der Verschleißschicht zugekehrten Fläche stegförmige Erhebungen 7
auf, die die Wärmeleitung über die Gesamtfläche gleichmäßig machen.
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Fig 2 zeigt die Draufsicht auf eine Gießformhälfte 8 für den Abguß
eines runden Blockes mit Hilfe des Niederdruckgießverfahrens. Die Gießformhälfte
8 bestt aus zwei Graphitblöcken 9, 10 als Dauerschicht und zwei Graphitblöcken 11,
12 als Verschleißschicht.
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Bei Auswaschungen und Beschädigungen sind nicht nur die Flächen 13
und 14, sondern auch die Spaltflächen 15, L6, 17, 18 nachzuarbeiten, um den Formhohlraum
in der ursprünglichen Größe und illit einwandfreier Oberfläche wieder herzustellen.
Dabei ergibt sich für die Verschleißschicht nach mehrmaliger Nacharbeitung die gestrichelt
eingezeichnete Begrenzungslinie.
Bei den bekannten Gießformen, die
nicht in eine Dauer- und Verschleißschicht unterteilt sind, wurde dadurch die Fonnmasse
schnell unter den zulässigen Wert sinken. Bei der erfindungsgemäßen Gießform bleiben
die Blöcke 9 undl0 der Dauerschicht erhalten, und die Blöcke 11 und 12 lassen sich
dadurch viel weiter ausnutzen. Außerdem brauchen bei einem Ersatz der Form nur die
Blöcke 11 und 12 ausgetauscltzu werden. Dies zeigt augenfällig die Graphitersparnis,
die mit der erfindungsgemäßen Gießform erreicht wird.
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Die in Fig. 3 dargestellte Gießformhälfte 8 läßt erkennen, wie durch
einfachen Austausch der Blöcke 11 und 12 der Verschleißschicht verschiedene Formate,
nämlich Rundblöcke mit großem Durchmesser, strichpunktierte Linie 19, Rundblöcke
mit kleinem Durchmesser, ausgezogene Linie 20 oder quadratische Blöcke, gestrichelte
Linie 21, abgegossen werden können.
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Bei der Gießformwand nach Fig. 4 ist die Verschleißschicht I sehr
diinn und mit der Dauerschicht 2 wärmeleitend durch Verkleben verbunden. Als Klebematerialien
eignen sich Stoffe wie Ritumen oder Teer, die auch nach leichtem Verkoken im Einsatz
eine hervorragende Wärmeleitung zwischen den Schichten ermöglichen.
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Die Figuren 5 und 6 zeigen eine Gießformwand bzw.
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eine Gießformhälfte für das Angießen einer sehr großen Bramme bzw.
eines sehr großen Rundbiockes. Bei diesen sehr großen Blöcken ist zur Ersparnis
an Graphit die Dauerschicht als wassergekühlte Metallplatte 22 ausgebildet. Der
Andruck gegen die Blöcke der Verschleißschicht 1 wird in diesem Falle durch die
Metallplatte 22 selbst bewirkt, die gleichzeitig als Spannrahmen dient.
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Bei Gießformen, bei denen eine oder mehrere Seitenwände auch Längsfugen
aufweisen, empfiehlt die Erfindung, daß nach Fig. 7 die Querfugen 23, 24 an der
Längsfuge 25 treppenartig versetzt sind, um die ge gen Auswaschung empfindliche
kreuzförmige Fugenausbildung zu vermeiden. Da die Verschleißschicht in Fig. 7 aus
insgesamt vier Blöcken besteht brauchen dazu nur zwei Sorten Blöcke, etwas kürzere
26 und etwas längere 27, auf Lager gehalten zu werden.
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Dies gilt für alle Gießformen, bei denen die Blockzahl, in Längsrichtung
der Gießform gesdlen, gerade ist.
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Fig. 8 zeigt das Ergebnis von Messungen über dem Temperatursprung
an der Grenzfläche zwischen der Verschleißschicht 1 und der Dauerschicht 2 in Abhangigkeit
vom Anpreßdruck. Danach ergibt sich bei einem' 2.
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Anpreßdruck von mindestens 0,5 kp cm ein Temperatursprung
von
nur 7°. Es ist daher vorteilhaft, daß der Anpreßdruck zwischen der Verschleißschicht
1 und -2 der Dauerschicht 2 großer als 0,5 kp cm ist.
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Ansprüche: