DE2147407A1 - Vorrichtung zur Behandlung von zur Ausformung ohne Aufenthalt bestimmten Eisenbarren - Google Patents

Description

Dipi.-ing. Oipi. oec. puDI. ^ ί· θθρ, 1971

DIETRICH LEWINSKY

PATENTANWALT f

eMenchanil-Gotthardstr.SI '

Telefon 50 17 62

Cas M Jean Charles DAUSSAN, Ge*rard DAUSSAF und Andre DAUSSAI

Vorrichtung zur Behandlung von zur Ausformung ohne Aufenthalt bestimmten Eisenbarren.

Die Erfindung betrifft das Giessen von

Eisenmetallen in Formen wie Kokillen oder Kokillenaufsätze, und zwar im besonderen eine Vorrichtung fur die Behandlung von zur Ausformung ohne Aufenthalt bestimmten Eisenbarren.

Es ist bekannt, an der Innenfläche einer

Kokille in dem oberen Teil derselben oder innerhalb eines Aufsatzes einen wärmedämmenden und/oder exothermischen Überzug anzuordnen, der Metall in dem oberen Teil des erst arr end ej^ffiess bad es lange genug flüssig halten soll, um die Lunker des Barrens mit dem flüssig gebliebenen Metall auszufüllen.

Es ist ferner bekannt, die Wirkung eines

derartigen seitlichen Überzuges durch die einer sogenannten Schutzdecke aus einem wärmedämmenden und/oder exothermischen Pulver zu vervollständigen, welches auf der Oberfläche des

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Giessbades während der Füllung der Kokille oder unmittelbar danach ausgebreitet wird.

Die übliche Yerweilzeit der Kokillen nach ihrer Füllung zum Zwecke der Ausformung der Barren und der gefahrlosen Weiterbeförderung derselben schwankt im grossen und ganzen zwischen neunzig Minuten und fünf bis sechs Stunden für Barren von 5 bis 30 Tonren. Hierdurch entstehen betrachtliche Kosten, nicht nur infolge der Festlegung der Kokillen, sondern auch insbesondere hinsichtlich ihrer Yerweilzeit in den Tiefofen . Die obigen Angaben hängen von zahlreichen Faktoren ab und sind nur zur Festlegung der Begriffe gemacht.

k Unabhängig von dem beim Giessen der Barren

getroffenen Vorsichtsmaßnahmen kann der erwähnte Aufenthalt der Kokillen nicht erheblich verringert werden, ohne dass die Qualität des Barrens oder des entsprechenden Gußstücks darunter leidet, und ohne dass die Gefahren, welchen die Arbeiter bei der Ausformung und der Freilegung der für die Füllung der Kokillen vorgesehenen Stelle ausgesetzt sind, vergrössert werden.

Es ist bereits ein Überzug oder eine Auskleidung für Kokillen zur Verringerung der Aufenthaltsdauer bekannt (französische Patentschrift Ur. 1.548.778), welche durch wärmedämmende Platten gebildet wird, welche auf ihrer der Wand der Kokille zugewandten Seite eine Bewehrung auf-

P weisen, welche über den unteren Rand der Platten vorsteht und/oder an den Platten mit Hilfe von Metallstiften befestigt ist, welche durch diese Platten treten und auf ihrer dem Innern der Kokille zugewandten Seite vorspringen. Das in der Kokille aufsteigende geschmolzene Metall verschweisst sich mit den Abschnitten der Bewehrung, welche nicht von den Wärmeschutzplatten überdeckt werden, so dass sie an dem Barren befestigt werden, sobald dieser an seinem Umfang erstarrt ist. Man kann dann den Barren ausformen und ihn unter Fortfall der obengenannten Gefahren weiter befordern.

Die Verwendung einer derartigen bewehrten Verkleidung bringt jedoch einen bedeutenden Wärmeverlust über die Bewehrung mit sich, welche auf einer breiten

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Fläche mit der Wand der Kokille in Berührung steht. Ausserdem ist die Herstellung einer derartigen Verkleidung verhältnismässig verwickelt und teuer.

Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden und dabei ein besseres Verhalten der Barren oder ähnlichen Gußstücke während ihrer Erstarrung zu erzielen, derart, dass die Metallverluste verringert werden.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Behandlung der Eisenbarren zur Ausformung kurz nach der Füllung von Formen, wie Kokillen oder Kokillenaufsätze, mit einem wärmedämmenden und/oder exothermischen Oberzug aus einem einzigen Element oder mehreren aneinander anstossenden Elementen, welcher vor dem Guss losbar und der Hohe nach verstellbar innerhalb des oberen Abschnitts der Form befestigt wird und mit der Innenwand derselben in Berührung steht, wobei dieser Überzug eine Metallbewehrung aufweist, welche sich mit dem geschmolzenen Metall verschweisst, wenn dieses in die Form gegossen wird, derart, dass der Überzug mit dem Barren bis zur Einführung desselben in die Walzenstrasse in Berührung gehalten wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbewehrung durchbrochen ist und Maschen bildet, von denen ein Teil in die Dicke des Überzuges eingebettet ist, während ein anderer Teil freiliegt, wobei der freiliegende Teil dem Volumen benachbart ist, welches von dem geschmolzenen Metall während des Gusses erfüllt wird.

Bei dieser Vorrichtung ist die Wärmeübertragung von dem geschmolzenen oder erstarrenden Metall zu dem oberen Teil der Form erheblich geringer als bei den bisher bekannten Vorrichtungen, da die Berührungsflächen zwischen der Form und den den Überzug umschliessenden Metallteilen sehr gering sind oder sogar vollständig fehlen.

Ferner ist die Herstellung eines jeden Überzugselements einfach und wirtschaftlich, da es genügt, den entsprechenden Teil der Bewehrung in eine Form mit durchlässigen Wänden zu bringen, in welche ein Brei geschickt wird, in welchem der zur Bildung des Überzuges bestimmte wärmedämmende und/oder exothermische Stoff suspendiert ist.

Ferner wird die Verbindung der Bewehrung

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mit dem wärmedämmenden und/oder exothermischen Stoff des Überzuges sowie mit dem erstarrenden Barren erheblich dadurch verbessert, dass die Bewehrung durchbrochen ist und Maschen bildet. Der Barren kann .daher sofort nach seiner Ausformung weiterbefördert werden, wobei jedes Risiko weitgehend verringert ist.

Erfindungsgemass ist es gelungen, den Wirkungsgrad des betrachteten metallurgischen Vorgangs von 86$ auf 92$ zu steigern. Dieser Wirkungsgrad stellt das auf das Gewicht des Rdhbarrens bezogene Gewicht des einwandfreien Barrens dar, welcher von dem "Kopfabfall", "Fussabfall" und Oberflächenoxydationen befreit ist. Da die zweite und die dritte Ursache der Verluste die gleichen bleiben, ergibt sich, dass die Verbesserung des Wirkungsgrades einzig und allein auf Grund der Verringerung des "Kopfabfalls" etwa 6$ erreichen kann. Diese Verbesserung ist beträchtlich, da der bisher erzielte geringste "Kopfabfall" 11$ betrug.

Der erfindungsgemässe Überzug besitzt vorzugsweise Ausnehmungen, welche einen Teil der Waschen der Bewehrung freilegen und durch wenigstens eine seitliche Öffnung mit dem geschmolzenen Metall spätestens dann in Verbindung treten, wenn dieses seinen höchsten Pegel in der Form erreicht.

Bei einer vorteilhaften Ausfuhrungsform der Erfindung wird der Zusatz eines Verteilers zur Ausgabe von Deckpulver vorgesehen. Die als überzug benutzte Vorrichtung er- * zeugt dann automatisch einen Deckel mit einer mittleren öffnung zur Erleichterung der Ausformung des Barrens und seiner Weiterbeförderung zu den Tiefofen oder einer beliebigen anderen Stelle, so dass die Stelle, an welcher die Füllung der Kokillen erfolgt, z.B. die Giessgrube, sehr schnell freigelegt wird.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem lotrechten Halbschnitt

längs der linie I-I der Fig. 3 eine Vorrichtung und den oberen Teil der Kokille vor dem Giessen gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 zeigt in einem lotrechten Halbschnitt

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längs der Linie II-II der Fig. 3 die Vorrichtung und den oberen Teil der Kokille am Ende der "Füllung durch das geschmolzene Metall.

Fig. 3 ist ein lotrechter Schnitt längs der linie III-III der Fig. 1 vor dem Giessen.

Fig. 4 zeigt in einer Draufsicht in natürlicher Grosse ein Stück einer Metallbewehrung besonderen Typs.

Fig. 5 zeigt in einem lotrechten Schnitt

längs der Linie V-Y der Fig. 6 eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 6 ist der entsprechende waagerechte Schnitt längs der Linie YI-YI der Fig. 5.

Fig. 7 zeigt eine halbe Ansicht eines der Elemente, aus welchen sich die Vorrichtung gemäss einer dritten Ausführungsform der Erfindung zusammensetzt.

Fig. 8 ist ein lotrechter Schnitt längs der Linie VIII-VIII der Fig. 7-

Fig. 9 ist ein der Fig. 7 entsprechender halber Grundriss.

Fig. 10 zeigt in einer schematischen schaubildlichen Ansicht unter Wegbrechung von Teilen eines der Elemente, aus welchen die Vorrichtung bei einer Ausführungsabwandlung der dritten Ausführungsform der Erfindung besteht.

Fig. 11 ist eine halbe Ansicht eines der Elemente, aus welchen die Vorrichtung bei einer vierten Ausführungsform der Erfindung besteht.

Fig. 12 ist ein lotrechter Schnitt längs der Linie XII-XII der Fig. 11.

Fig. 13 zeigt einen waagerechten Halbschnitt längs der Linie XIII-XIII der Fig. 11.

Fig. 14 ist eine schaubildliche Ansicht des in Fig. 11, 12 und 13 dargestellten Elements von der der in Fig. 11 sichtbaren Seite abgewandten Seite aus gesehen.

Fig. 15 ist eine der Fig. 14 entsprechende Ansicht, welche sich jedoch auf eine Auaführungsabwandlung der vierten Ausführungsform der Erfindung bezieht.

Fig. 16 ist eine Seitenansicht eines der Elemente, aus welchen sich die Vorrichtung bei einer fünften

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Ausfuhrungsform der Erfindung zusammensetzt.

Pig. 17 ist ein lotrechter Schnitt längs der Linie XVII-XVII der Fig. 16.

Fig. 18 ist ein waagerechter Schnitt längs der Linie XVIH-XVIII der Fig. 16.

Fig. 19 ist eine sehaubildliche Ansicht

eines Eelements einer Ausführungsabwandlung der fünften Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 20 zeigt in einem lotrechten Schnitt

längs der Linie XX-XX der Fig. 21 den oberen Teil einer Kokille mit einer einer sechsten Ausführungsform der Erfindung entsprechenden Vorrichtung.

Fig. 21 ist ein waagerechter Schnitt längs der Linie XXI-XXI der Fig. 20.

Fig. 22 ist ein waagerechter Schnitt längs der Linie XXII-XXII der Fig. 23.

Fig. 23 ist eine Ansicht von zwei aufeinanderfolgenden Elementen der in Fig. 20 und 21 dargestellten Vorrichtung, welche in die gleiche lotrechte Ebene umgeklappt sind.

Fig. 24 ist eine Ansicht eines der beiden Klemmkeile der in Fig. 20 und 21 dargestellten Vorrichtung.

Fig. 25 zeigt in einem lotrechten Schnitt

längs der Linie XXV-XXV der Fig. 26 den oberen Teil einer Kokille mit einer einer siebenten Ausführungsform der Erfindung entsprechenden Vorrichtung.

Fig. 26 ist eine der Fig. 25 entsprechende Draufsicht.

Fig. 27 zeigt in einem lotrechten Schnitt

längs der Linie XVII-XVII der Fig. 28 den oberen Teil einer Kokille mit einer einer achten Ausführungsform der Erfindung entsprechenden Vorrichtung nach der Füllung mit dem gegossenen Metall zu Beginn der Erstarrung desselben.

Fig. 28 ist eine der Fig. 27 entsprechende Draufsicht, wobei der über der Vorrichtung liegende Fülltrichter entfernt gedacht ist.

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Pig. 29 zeigt in einem lotrechten Halbschnitt längs der gebrochenen Linie XXIX-XXIX der Pig. 31 den oberen Teil einer Kokille mit einer einer neunten Ausführungsform der Erfindung entsprechenden Vorrichtung vor dem G-iessen des Metalls.

Pig. 30 zeigt in einem lotrechten Halbschnitt längs der gebrochenen Linie XXX-XXX der Pig. 31 den oberen Teil einer Kokille mit einer einer neunten Ausfuhrungsform der Erfindung entsprechenden Vorrichtung nach der PÜllung durch das Metall zu Beginn der Erstarrung desselben.

Pig. 31 ist eine Pig. 29 und 30 entsprechende Draufsicht.

Pig. 32 zeigt in einer schaubildliehen Ansicht unter Wegbrechung von Teilen eines der Elemente, aus welchen die Vorrichtung gemäss der neunten Ausführungsform der Erfindung besteht, von der mit der Porm in Berührung stehenden Seite aus gesehen.

Pig· 33 ist eine der Pig. 32 entsprechende

Ansicht, welche jedoch eine Ausfuhrungsabwandlung der zweiten Ausführungsform der Erfindung betrifft.

Man sieht in Pig. 1 bis 3 den oberen Teil einer Kokille 1, in welcher ein überzug 11 angeordnet ist, welcher in an sich bekannter Weise durch vier Platten 12 und vier Klemmkeile 13 gebildet wird. Der Querschnitt der letzteren nimmt von oben nach unten ab, es kann jedoch auch die umgekehrte Anordnung gewählt werden, wobei dann der Pestzug durch die Platten anstatt durch die Keile erzielt wird.

Erfindungsgemass ist eine Metallbewehrung 14 in jede Platte 12 und in jeden Keil 13 eingebettet. Ein Ausführungsbeispiel dieser Metallbewehrung 14 ist in Pig. 4 gezeigt, welche in natürlicher Srosse ein Maschenwerk aus Metalldrähten darstellt. Es sind jedoch noch zahlreiche andere Ausführungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Eine erste Ausführungsgruppe umfasst etwa lineare gekreuzte Metallelemente, welche miteinander verbunden sind oder nicht. Diese Elemente können Drähte sein, aber auch geeignet angeordnete Metallstäbe oder Streckmetall. Eine zweite Ausführungsgruppe der Bewehrung umfasst gelochte Metallta-

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fein, welche eben oder gewellt sein oder sogar Knicke enthalten können.

Ferner fällt es in den Rahmen der Erfindung, wenn nur die Platten 12 Metallbewehrungen enthalten, wahrend die Keile 13 keine besitzen, oder wenn die Metallbewehrung 14 ein und derselben Platte 12 aus mehreren voneinander getrennten Teilen besteht.

Der zwischen der Metallbewehrung 14 und der Innenwand der Kokille ^ liegende Teil des Überzugs 11 weist Ausnehmungen auf, welche durch etwa lotrechte Einschnitte 15 gebildet werden, welche oben ins Freie munden und unten geschlossen sind. Weitere Ausnehmungen werden-durch seitliche öffnungen 16 gebildet, welche den Grund der Einschnitte 15 mit der Innenseite des Überzugs 11 in Verbindung setzen, welcher während des Giessens mit dem geschmolzenen Metall in Berührung steht.

Wenn der Pegel des geschmolzenen Metalls in

der Kokille 1 ansteigt, kommt das Metall mit der Metallbewehrung 14 durch die seitlichen öffnungen 16 in Berührung und füllt hierauf die Einschnitte 15 aus, längs welcher es ebenfalls mit der Metallbewehrung 14 in Berührung kommt, wie in Pig· 2 dargestellt. Wenn das gegossene Metall erstarrt, verschweisst es sich mit der Metallbewehrung 14 am Grund der seitlichen öffnungen 16 und der Einschnitte 15. Wenn die Erstarrung genügend, weit fortgeschritten ist, ist der Überzug 11 von dünnen, in den Einschnitten 15 gebildeten Metallfahnen umgeben. Diese Pannen sind mit der Metallbewehrung verschweisst, welche ihrerseits mit der Masse des Barrens durch das die seitlichen öffnungen 16 erfüllende Metall verschweisst ist. Wenn die Bewehrung eine genügende Festigkeit aufweist, kann sieh der Überzug nicht von dem Barren trennen, wenn dieser ausgeformt und hierauf in die Tiefofen gebracht wird. Diese Trennung erfolgt erst im Augenblick des^alzens, wenn der Barren von den Walzen abgeplattet wird.

Bei dieser Ausführung werden die von dem geschmolzenen, in die seitlichen öffnungen 16 und die Einschnitte 15 eindringenden Metall zurückgedrückte luft sowie die aus dem geschmolzenen Metall entweichenden Gase durch die oberen offe-

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nen Enden der Einschnitte 15 ins Freie abgeführt.

Für den richtigen Ablauf der Vorgänge muss natürlich das die Bewehrung 14 bildende Metall mit dem in die Kokille gegossenen Metall 2 verschweissbar sein, wenn sich diese am G-rund der in dem Überzug 11 ausgebildeten Ausnehmungen in Berührung befinden. Es ist ferner wesentlich, dass das Metall der Bewehrung 14 eine erhebliche mechanische Festigkeit bei den Temperaturen beibehält, auf welche sie zwischen dem Guss und dem Walzen gebracht wird.

Diese Bewehrung kann zweckmässig mittels

eines Gitters mit sechseckigen Maschen hergestellt werden, welches in Deutschland unter der Bezeichnung "Drahtgitter Nr.9 D-I DIN 17140" genormt ist und dessen Analyse folgende Bedingungen erfüllt :

- Kohlenstoff unter 0,10$

- Mangan unter 0,50$

- Phosphor unter 0,09$

- Schwefel unter 0,08$.

Gemäss einer in Fig. 5> 6 und 32 dargestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung weist die Metallbewehrung 24 einer jeden Platte 22, deren Gesamtheit den überzug 21 bildet, eine Folge von lotrechten Knicken auf. Diese Knicke definieren zusammen lotrechte abwechselnd vorspringende und einspringende Streifen, sodass der Querschnitt der Bewehrung durch eine waagerechte Ebene eine zinnenfriesartige Form hat. Die lotrechten vorspringenden Streifen 28 der Bewehrung 24 liegen auf der Aussenflache des Überzugs 21, welche beim Einsetzen desselben für den Guss mit der Kokille 1 in Berührung kommt. Die einspringenden Streifen 29 sind in die Platten 22 eingebettet, so dass die Metallbewehrung 24 fest in dem Überzug 21 verankert ist.

Bei dieser zweiten Ausführungsform besitzt

der Überzug 21 wie bei der ersten durch lotrechte Einschnitte und

25/seitliche öffnungen 26 gebildete Ausnehmungen. Die lotrechten Einschnitte 25 sind wiederum auf der mit der Kokille 1 in Berührung stehenden Seite des Überzugs 21 angeordnet. Anstatt jedoch ausserhalb der Bewehrung in Bezug auf das gegossene Metall zu liegen, sind sie von der Kokille 1 durch die lot-

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rechten vorspringenden Streifen 28 getrennt. Ausserdem sind' sie im allgemeinen an ihren beiden Enden offen, nämlich oben nach dem Aussenraum und unten nach dem gegossenen Metall hin. Die seitlichen öffnungen 26 münden unmittelbar am Grund der lotrechten Einschnitte 25 j ohne dass ein Teil der Bewehrung dazwischen-^geschaltet ist.

Während des Gusses verläuft alles wie bei

der Vorrichtung gemäss der ersten Ausführungsform der Erfindung, jedoch mit dem Unterschied, dass das geschmolzene Metall zunächst in die Einschnitte 25 durch ihr unteres Ende eindringt, bevor es zu ihnen durch die seitlichen öffnungen 26 gelangt. Nach der Erstarrung des gegossenen Metalls sind die Metallfahnen mit dem Barren unmittelbar durch ihre unteren Enden verschweisst·

Gemäss einer ersten, in dem mittleren Abschnitt der Fig. 5 und in dem rechten Abschnitt der Fig. 22 dargestellten Ausführungsabwandlung dieser zweiten Form der Erfindung stehen die seitlichen Einschnitte 27 nicht mit ihrem oberen Ende mit dem Aussenraum in Verbindung, sondern jeder Einschnitt hört an der Stelle der seitlichen öffnung 26 auf, mit welcher er in Verbindung steht. Die entsprechende Metallfahne ist mit dem Barren mit ihrem unteren Ende verschweisst, sie bildet sich jedoch nicht über die ganze Hohe des Überzugs 21. Sie kann jedoch 3/4 dieser Höhe oder sogar etwas mehr erreichen.

Gemäss einer zweiten Ausführungsabwandlung

besitzt der überzug keine seitliche Öffnung, und die in Fig. 33 dargestellten lotrechten Einschnitte 27 hören oben blind auf. Das in den Einschnitten aufsteigende geschmolzene Metall drückt dann die in diesen eingeschlossene Luft zusammen und hält an, bevor es den Grund der Einschnitte erreicht hat. Man stellt ferner bisweilen fest, dass das Metall sich in den Einschnitten langer flüssig hält, was den Metallfahnen eine bessere Festigkeit erteilt.

Natürlich können bei ein und demselben Überzug verschiedene Ausführungsabwandlungen kombiniert werden,, wie dies für den in Fig. 5 dargestellten Überzug gezeigt wird.

Es ist noch zu bemerken, dass in Fig. 5 und

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ein Überzug 21 dargestellt ist, welcher nur durch vier Platten 22 gebildet wird, deren um 45° gegen die Seitenflachen geneigte Ränder einander berühren* Dieser Überzug kann aber auch Klemmkeile aufweisen, wie die in Pig·. 1, 2 und 3 dargestellten.

Gemäss einer dritten, in Fig. 7» 8 und 9 dargestellten Ausfuhrungsform der Erfindung umfassen die Ausnehmungen, welche in den Platten 32 ausgebildet sind, aus welchen sich der überzug 31 zusammensetzt, seitliche öffnungen 36, welche denen der beiden ersten Ausfuhrungsformen entsprechen, und vollständig innerhalb einer jeden Platte 32 liegende lotrechte Kanäle 35. Die seitlichen öffnungen 36 munden in die lotrechten Kanäle 35, welche mit dem Aussenraum durch ihren oberen Teil in Verbindung stehen, aber unten an der Stelle der der Basis der Platte 32 am nächsten liegenden seitlichen öffnungen 36 aufhören.

Die Metallbewehrung 34 ist in der Platte 32

so angeordnet, dass die lotrechten Kanäle 35 neben ihr liegen, und dass sie sich in Bezug auf diese Kanäle auf der den seitlichen öffnungen 36 abgewandten Seite befindet.

Die sich in den lotrechten Kanälen 35 während der Erstarrung bildenden Metallfahnen sind dann von der Kokille durch einen Teil der Dicke des Überzuges 31 getrennt, wodurch die Wärmeverluste verringert werden.

Gemass einer in Fig. 10 dargestellten Ausführungsabwandlung dieser dritten Ausfuhrungsform der Erfindung befindet sich die Metallbewehrung 34 in Bezug auf die lotrechten Kanäle 37 auf der gleichen Seite wie die seitlichen öffnungen 36. Die durch Erstarrung des Metalls gebildeten Metallfahnen befinden sich daher in Bezug auf den Barren auf der Aussenseite der Bewehrung.

Gemass einer vierten, in Fig. 11, 12, 13

und 14 dargestellten Ausfuhrungsform der Erfindung umfassen die Ausnehmungen, welche in jeder Platte 42 ausgebildet sind, aus denen sich der überzug 41 zusammensetzt, seitliche öffnungen 46, welche denen der drei ersten Ausführungsformen entsprechen, und lotrechte Einschnitte 45, welche in der Seite der Platte 42 ausgebildet sind, welche während des Gusses mit der Kokille in Berührung steht. Diese lotrechten Einschnitte 45

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haben jedoch einen so kleinen waagerechten Querschnitt, dass das geschmolzene Metall infolge seiner hohen Viskosität nicht in sie eindringen kann. Ausserdem stehen sie nicht unmittelbar mit den seitlichen Öffnungen 46 in Verbindung, sondern über waagerechte Kanäle 48 kleinen Querschnitts.

Die Metallbewehrung 44 ist vollständig in

die Platte 42 eingebettet, ausser am Grund einer jeden seitlichen Öffnung 46, wo sie auf einer Fläche freiliegt, welche gleich dem lotrechten Querschnitt dieser Öffnung ist.

Während des Giessens erfüllt das geschmolzene Metall die seitlichen Öffnungen 46 und verschweisst sich am Grunde derselben mit der Metallbewehrung 44. Die waagerechten Kanäle 48 und die lotrechten Einschnitte 45 ermöglichen die Abfuhr der Luft und der aus dem geschmolzenen Metall freiwerdenden Gase. Nach der Erstarrung wird der Überzug 41 an dem Barren nur durch die Metallbewehrung 44 gehalten, welche ihrerseits an dem Barren durch eine kleine Zahl von Schweißstellen befestigt ist.

Gemäss einer in Fig. 15 dargestellten Ausfuhrungsabwandlung dieser vierten Ausführungsform der Erfindung besitzt der Überzug anstelle der lotrechten Einschnitte 45 lotrechte Kanäle 47 kleinen Querschnitts, welche vollständig innerhalb einer jeden Platte 42 liegen und an ihrem oberen Ende mit dem Aussenraum und an ihrem unteren Ende mit den waagerechten Kanälen 48 kleinen Querschnitts in Verbindung stehen.

Gemäss einer in Fig. 16, 17 und 18 dargestellten fünften Ausführungsform der Erfindung besitzt jede Platte 52, deren Gesamtheit den Überzug 51 bildet, auf einer Seite eine umgebogene Verlängerung 53» so dass der waagerechte Querschnitt der Platte die Form eines Winkels hat. Ausserdem liegen die Abschlusskanten einer jeden Platte 52 gegen die Lotrechte schräg, was eine Verklemmung des gesamten Überzuges 51 erzeugt, wenn er in der Kokille 1 zusammengesetzt wird.

Die Ausnehmungen des Überzuges bestehen einzig und allein aus den seitlichen Öffnungen 56, welche in der Seite des Überzuges ausgebildet sind, welche beim Giessen mit dem geschmolzenen Metall in Berührung kommt. Diese seitlichen

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Öffnungen 56 haben eine sich erweiternde Form, deren grosster Querschnitt auf der Seite des Metallbades liegt, und welche die eines Pyramidenstumpfs oder eines Kegelstumpfs mit waagerechter Achse sein kann.

Die Metallbewehrung 54 ist vollständig in die Platte 52 eingebettet, ausser am Grund einer jeden seitlichen sich erweiternden Öffnung 56, wo sie auf einer Fläche freiliegt, welche gleich dem kleinsten lotrechten Querschnitt dieser Öffnung ist. Sie besitzt eine Folge von lotrechten Knicken, welche in einem waagerechten Schnitt einen "Zinnenfries¹¹ bilden. Sie besteht also aus vorspringenden Streifen 58 und einspringenden Streifen 59» wobei die sich erweiternden öffnungen 56 diesen letzteren Streifen benachbart sind. Diese Anordnung der Metallbewehrung 54, welche eine grössere Dicke der Platten 52 zur Folge hat, erteilt dem Überzug 51 eine zusätzliche Festigkeit. Schliesslich besitzt die Metallbewehrung 54 wie die Platte 52, in welche sie eingebettet ist, eine umgebogene Verlängerung 55.

Wenn das geschmolzene Metall beim Giessen in eine der seitlichen sich erweiternden Öffnungen 56 eintritt, werden die Luft und die sich aus dem Metall entwickelnden Gase längs des oberen Abschnitts der Öffnung dank ihrer Schräglage gegen die Waagerechte abgeführt. Das geschmolzene Metall kann sich so mit der Metallbewehrung 54 am Grund einer jeden seitlichen sich erweiternden Öffnung verschweissen, ohne dass irgend eine andere Ausnehmung erforderlich ist.

Bei einer in Fig. 19 dargestellten Ausführungsabwandlung dieser fünften Ausführungsform der Erfindung ist die Metallbewehrung 54 eben, sie besitzt jedoch eine umgebogene Verlängerung 55 wie in Fig. 18.

Gemäss einer sechsten, in Fig. 20, 21, 22,

23, 24 dargestellten Ausführungsform der Erfindung i^st der Überzug 61 gelenkig und wird durch vier Platten 62 und zwei Keile 63 gebildet, wobei die Platten 62 zwei voneinander durch die Keile 63 getrennte Paare bilden. Jede Platte 62 und jeder Keil 63 besitzt auf seiner beim Giessen mit dem geschmolzenen Metall in Berührung kommenden Seite seitliche sich erweiternde öffnungen 66, welche wie die oben beschriebenen

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öffnungen 56 ausgebildet sind!. Jedes Plattenpaar besitzt eine ebene, den'beiden Platten gemeinsame Metallbewehrung 64, so dass die Platten aneinander hängen, wobei sie jedoch gegeneinander um ein Scharnier 65 verdrehbar sind, welches durch den an der Grenze der beiden Platten liegenden lotrechten Abschnitt der Metallbewehrung 64 gebildet wird.

Nach Pig. 21 und 22 ist die Metallbewehrung

64 vollständig in das Plattenpaar 62 eingebettet, welchem sie zugeordnet ist, ausser am Grund einer jeden seitlichen sich erweiternden öffnung 66 und längs des Scharniers 65. Die Verwendung von gelenkigen Platten, welche die sechste Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet, ist jedoch keineswegs auf die in

™ Pig. 20 und 21 dargestellte Verbindungsart zwischen der Metallbewehrung des Überzuges und dem gegossenen Metall beschränkt. Sie erfordert ferner nicht die Verwendung von Keilen 63.

Ausserdem kann die Metallbewehrung mehr als zwei Platten gemeinsam sein und z.B. als Verbindungselement zwischen allen Platten ein und desselben Überzuges dienen, wie dies in Pig. 6 dargestellt ist.

Gemäss einer siebenten, in Pig. 25 und 26

dargestellten Ausführungsform der Erfindung besteht der Überzug 71 aus vier Platten. 72, deren um 45° gegen ihre Seiten geneigten Ränder einander berühren, und welche keine Ausneh-

|| mung besitzen. Die Metallbewehrung 74 einer jeden Platte 72 weist eine Folge von waagerechten, etwa rechtwinkligen Knikken auf, welche in einem lotrechten Schnitt einen "Zinnenfries" bilden. Sie besteht also aus vorspringenden Streifen 78 und einspringenden Streifen 79. Die vorspringenden Streifen 78 liegen an der Seite der Platte 72 an, welche während des Giessens mit dem geschmolzenen Metall in Berührung steht, während die einspringenden Streifen 79 in die Platte eingebettet sind. Wenn das geschmolzene Metall die Kokille ausfüllt, verschweis.st es sieh mit den vorspringenden Streifen 78, so dass der Überzug an dem Barren bis zum Walzen desselben gehalten wird.

Diese besonders einfache Verbindung zwischen dem überzug und dem Barren kann auch mit lotrechten, abwech-

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selnd vorspringenden und einspringenden Streifen hergestellt werden, oder auch mit Streifen, welche in Bezug auf die Achse der Kokille eine beliebige Richtung haben. Es können sogar Metallbewehrungen mit vorspringenden, sich mit dem geschmolzeen Metall verschmelzenden Teilen und in den Überzug eingebetteten einspringenden Teilen benutzt werden, ohne dass diese vorspringenden und einspringenden Teile die Form von gleichmassig abwechselnden Streifen haben.

Gemäss einer achten, in Pig. 27 und 28 dargestellten Ausführungsform der Erfindung besteht der Überzug 81 aus vier Platten 82, welche in ihren oberen Abschnitten nach dem Innern der Form 1 zu umgebogen sind. Die Gesamtheit der gebogenen Teile 83 der Platten 82 bildet eine Art Deckel für das gegossene Metallbad, welcher eine mittlere Öffnung 89 besitzt. Die Metallbewehrung 84 einer jeden Platte 82 besitzt oben einen gebogenen Teil 87, welcher sich der Form des entsprechenden Teils 83 der Platte anpasst.

Der untere, mit der Wand der Kokille 1 in

Berührung stehende Teil des Überzuges 81 ist wie die oben beschriebene, in Pig. 11 bis 14 dargestellte Ausführungsform der Erfindung ausgebildet. Jede Platte 82 besitzt seitliche Öffnungen 86, an deren Grund das geschmolzene Metall sich mit der Metallbewehrung 84 verschweisst, und lotrechte Einschnitte 85 kleinen Querschnitts für die Abfuhr der luft und der Gase, wobei die seitlichen Öffnungen 86 mit den lotrechten Einschnitten 85 durch schmale Kanäle 88 in Verbindung stehen. Es können jedoch auch für den unteren Teil des Überzuges 81 andere Anordnungen gewählt werden, welche von den anderen oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung abgeleitet sind.

Der gebogene Teil 83 einer jeden Platte 82 besitzt untere Öffnungen 91> welche wie die seitlichen Öffnungen 86 ausgebildet sind, und an deren Grund das geschmolzene Metall sich mit dem gebogenen Teil 87 der Metallbewehrung verschweisst. Lotrechte Kanäle 92 kleinen Querschnitts setzen den Grund der unteren Öffnungen 91 zur Abfuhr der luft und der Gase mit dem Aussenraum in Verbindung.

Über der mittleren Öffnung 89 des Überzuges 81 ist ein Fülltrichter 4 angeordnet, der sich an den oberen

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Rändern der gebogenen Teile 83 abstützt. Er kann mit einem isolierenden und/oder exothermischen Deckpulver 5 gefüllt werden, welches den während der Erstarrung des geschmolzenen Metalls 2 auftretenden Lunker 3 des Giessbades ausfüllen soll. Nach Beendigung der Schwunderscheinung bleibt eine Schicht aus erstarrtem'Metall an der Unterseite der gebogenen Teile 83 des Überzuges 81 haften, dessen Festigkeit hierdurch gesteigert wird.

In Pig. 28 ist der Fülltrichter 4 entfernt gedacht·

Gemäss einer in Fig. 29, 30 und 31 dargestellten Ausführungsabwandlung dieser achten Ausführungsform der Erfindung besitzt der gebogene Teil 83 einer jeden Platte 82 schräge Kanäle 93, welche oben an dem Rand der mittleren öffnung 89 münden und nach unten in dem mit der Kokille in Berührung stehenden Teil des Überzugs durch lotrechte Kanäle 94 verlängert sind. Diese stehen mit öffnungen 96 in Verbindung, welche in den mit dem geschmolzenen Metall in Berührung kommenden Seiten der Platten 82 ausgebildet sind, und können gegebenenfalls bis zu der Basis des Überzuges 81 reichen. Lotrechte Kanäle 92 und lotrechte Einschnitte 85, welche beide einen geringen Querschnitt haben, setzen die schrägen Kanäle 93 bzw. den unteren Abschnitt der lotrechten Kanäle 94 mit dem Aussenraum in Verbindung.

An der Metallbewehrung 84 bzw. an dem diese

nach oben verlängernden gebogenen Teil 87 laufen lotrechte Kanäle 94 bzw. schräge Kanäle 93 entlang. Diese Kanäle füllen sich beim Gfiessen mit geschmolzenem Metall, welches in sie entweder durch ihren mit den öffnungen 96 in Verbindung stehenden unteren Teil oder durch ihren oberen an den Rand der mittleren Öffnung 89 mündenden Teil eintreten kann. Die Luft und die Gase werden durch die lotrechten Kanäle 92 und die lotrechten Einschnitte 85 ins Freie abgeführt. Das die Kanäle anfüllende Metall verschweisst sich mit der Metallbewehrung 84 und dem gebogenen Teil 87, was eine sehr gute Verbindung zwischen dem Barren und dem überzug gewährleistet und gleichzeitig den Zusammenhalt zwischen dem mit der Innenwand der Form 1 in Berührung stehenden Teil einer jeden Platte 82 und

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dem dem Deckel angehörenden gebogenen Teil 83 erhöht.

In Mg. 29 sind die öffnungen 96 mit der

bei der fünften Ausführungsform der Erfindung beschriebenen sich erweiternden Form dargestellt, wobei die öffnungen der untersten Reihe nicht mit den lotrechten Einschnitten 85 in Verbindung stehen. Es ist klar, dass zahlreiche Kombinationen zwischen der in Pig. 27 bis 31 dargestellten Überzugsform mit Deckel und den verschiedenen in den vorhergehenden Figuren
dargestellten Verbindungsarten zwischen der Metallbewehrung und dem Überzug hergestellt werden können.

Bei allen oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung kann der überzug aus einem isolierenden
und/oder exothermisehen Werkstoff bestehen, dessen nachstehende Zusammensetzungen nur als nicht beschränkende Beispiele
angegeben sind.
Isolierender Werkstoff :
Formel I - kieselartiger Sand (Feinheitsindex 70)..90 bis 95$

- anorganisches oder organisches Bindemittel 5 bis 10$

Formel II - temperaturbeständige Faserstoffe, wie

Asbest oder Mineralwolle 1 bis 35$

- organische Faserstoffe wie Sägemehl

oder Papiermasse 1 bis 20$

-anorganische temperaturbeständige oder
halbtemperaturbeständige Stoffe, wie
Kieselerde, Magnesia oder Infusorienerde 45 bis 90$

- anorganisches oder organisches, natürliches oder synthetisches Bindemittel 1 bis 15$

Exothermischer Werkstoff :

- Oxydiermittel 20 bis 5$

- Aluminium 8 bis 30$

- temperaturbeständige Faserstoffe (z.B.

Asbest oder Mineralwolle) 1 bis 35$

- organische Faserstoffe (Papiermasse,

Sägemehl usw.) 1 bis 20$

- anorganische mehr oder weniger temperaturbeständige Stoffe, wie Kieselerde,

Magnesia, Infusorienerde usw 45 bis 90$

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- Bindemittel (anorganisch, oder organisch, künstlich oder synthetisch : stärkemehlartige Stoffe, Phenolharz, Natriumsilikat) 1 bis 15fo

Das bei der achten Ausführungsform erwähnte

isolierende und/oder exothermische Deckpulver 5 kann eine der nachstehenden, ebenfalls nur beispielshalber angeführten Zusammensetzungen haben.
Isolierendes Deckpulver :

- Aluminiumoxyd 30 bis 40$

- Kieselerde ·. . 40 bis 30$

- Kohlenstoff 10 bis 20$

w - Flussmittel, z.B. Natriumkarbonat 10 bis 5$

- Flußspat 10 bis 5$

Exothermisches Deckpulver :

- Kieselerde oder Aluminiumoxyd .... von 44 bis 67$

- Kohlenstoff von 20 bis 5$

- Flußspat von 1 bis 5$

- Aluminium von 30 bis 8$

- Oxydiermittel von 5 bis 15$

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die oben

beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, an denen zahlreiche, von den in der Beschreibung erwähnten Ausführungsabwandlungen verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden können. Der Überfc zug kann insbesondere, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, in Form eines einzigen Stücks, z.B. eines Topfs oder Bechers, ausgeführt werden.

Die Metallbewehrung kann sich über die ganze Höhe des Überzuges erstrecken, wie dies insbesondere in Fig. 5 dargestellt ist, oder nur über einen Teil dieser Hohe, wie dies bei den meisten Figuren der Fall ist. Die Hohe der Metallbewehrung liegt vorzugsweise zwischen 30$ und 70$ der Hohe des Überzuges. Wenn die Metallbewehrung nur über einen· Teil der Hohe des Überzuges reicht, ist ihre Oberkante vorzugsweise in der Nahe der Oberkante des Überzuges angeordnet, da es der obere Abschnitt des Überzuges ist, welcher für die' Verstärkung und für die kräftige Befestigung an dem Barren am nützlichsten ist.

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Claims (14)

2H74Q7 _19. Patentansprüche

1.) Vorrichtung zur Behandlung von Eisenbarren, welche kurzzeitig nach der Füllung der Formen, wie Kokillen oder Kokillenaufsätze, ausgeformt werden sollen, mit einem wärmedämmenden und/oder exothermischen Überzug, welcher ein einziges Element oder mehrere aneinander anstossende Elemente umfasst und vor dem Giessen lösbar und der Höhe nach regelbar innerhalb des oberen Abschnitts der Form und in Berührung mit der Innenwand derselben befestigt wird , wobei dieser Überzug eine Metallbewehrung aufweist, welche sich mit dem geschmolzenen Metall verschweisst, wenn dieses in die Form gegossen wird, so dass der Überzug mit dem Barren bis zur Einführung desselben in die Walzenstrasse in Berührung gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbewehrung (14, 24 ···) durchbrochen ist und Maschen bildet, von denen ein Teil in die Dicke des Überzuges (11, 21 ...) eingebettet ist, während ein anderer Teil derselben freiliegt, wobei der freiliegende Teil dem Volumen benachbart ist, welches während des Giessens von dem geschmolzenen Metall (2) erfüllt wird.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dodurch gekennzeichnet, dass der Überzug (11) wenigstens eine Ausnehmung (15) besitzt, welche einen Teil der Maschen des Überzuges (14) freilegt und durch wenigstens eine seitliche öffnung (16) mit dem geschmolzenen Metall (2) spätestens dann in Verbindung kommt, wenn dieses in der Form (1) seinen höchsten Pegel erreicht.

3.) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung zwischen dem Grund der Ausnehmung (15)» in welche das geschmolzene Metall (2) während des Giessens eintritt, und dem Aussenraum hergestellt ist.

4.) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die seitliche öffnung (16) eine sich erweiternde Form besitzt, deren grösster Querschnitt auf der Innenfläche des Überzuges (11) liegt, mit welcher das geschmolzene Metall (2) während des Giessens in Berührung kommt.

5.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbewehrung (14) durch etwa lineare gekreuzte Elemente gebildet wird.

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6.) Vorrichtung nach Anspruch 5 > dadurch gekennzeichnet, dass-die etwa linearen gekreuzten Elemente miteinander verbunden sind.

7.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Metallbewehrung (14) durch wenigstens eine gelochte Metalltafel gebildet wird.

8.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil (28) der Metallbewehrung (24) auf der mit der Form (1) in BeTÜhrung stehenden Aussenseite des Überzuges (21) angeordnet ist.

9.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil (78) der Metallbewehrung (74) auf der Innenfläche des Überzuges (71) angeordnet ist, mit welcher das geschmolzene Metall (2) während des Giessens in Berührung kommt.

10.) Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, dass die Metallbewehrung (24, 74) abwechselnd an der Oberflache des Überzuges angeordnete Streifen (28, 78) und in die Dicke des Überzuges eingebettete Streifen (29, 79) aufweist.

11.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Metallbewehrung (14, 24 ...) über eine Hohe erstreckt, welche zwischen 30$ und 70$ der Höhe des Überzuges (11, 21 ...) liegt.

12.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberkante der Metallbewehrung (14, 24 ..) in der Nähe der Oberkante des Überzuges (11, 21 ...) angeordnet ist.

13.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Elementen (62) besteht, welche mittels wenigstens einer mehreren Elementen gemeinsamen Metallbewehrung (64) aneinander angelenkt sind.

14.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassder Überzug (81) und die Metallbewehrung (84) in ihren oberen Teilen (83) nach dem Innern der Form (1) zu umgebogen sind, so dass sie das von dem geschmolzenen Metall (2) während des Giessens erfüllte Volumen wenigstens teilweise überdecken.

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