DE220035C

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Publication number: DE220035C
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KAISERLICHES

PATENTAMT..

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Brammen öder Blöcken oder von ähnlichen Gußstücken und besteht darin, daß das geschmolzene Metall durch eine dicke Schicht einer Schmelze hindurchgegossen wird, die, so zusammengesetzt ist, daß sie fähig ist, das hindurchtropfende Metall von Verunreinigungen,· vorzugsweise von Oxyden und anhaftenden Gasen, zu befreien. Die Zusammensctzung dieser Schmelze kann je nach Umständen und Bedarf sehr verschieden gewählt werden. Sie muß nur folgende Bedin-. gungen erfüllen. Ihr spezifisches Gewicht muß erheblich geringer sein als das des Metails., das vergossen werden soll, und sie muß bei der Temperatur des geschmolzenen Metalls'leicht flüssig sein, damit das Metall ungehindert hindurchtropft, wenn es von oben auf die Oberfläche der Schmelze aufgegossen wird. Die chemischen Eigenschaften der Schmelze müssen so gewählt werden, daß sie die dem betreffenden Metall erfahrungsgemäß anhaftenden oder einverleibten Verunreini-

_: gungen, wie Oxyde und Schlacken, leicht löst.

Diese Bedingungen werden bekanntlich von sehr vielen verschiedenen, vorzugsweise glasartigen Schmelzen erfüllt. Als Beispiel zweckmäßiger Bestandteile seien erwähnt: Borax, kieselsaures Natron oder Kali, Flußspat u.dgl.

In manchen Fällen wird es sich empfehlen, die beim fortgesetzten Gießen oder bei der Darstellung des Metalls selbst gebildeten Schlacken entweder in ihrer natürlichen Zusammensetzung oder mit entsprechenden Zusalzen als Reinigungsmasse zu verwenden.

Es sind schon zahlreiche Verfahren veröffentlicht worden, bei denen entweder schon im Schmelzofen, der zu seiner Darstellung dient, oder beim Vergießen aus einem Tiegel o. dgl. das flüssige Metall durch reinigende Schichten von verschiedener Beschaffenheit gegossen wird.

Nach anderen bekannten Verfahren wird auch das Metall durch Schmelzen gegossen, deren Verdampfungstemperatur unter der Schmelztemperatur des flüssigen Metalls liegt, wie beispielsweise zum Zwecke des Kohlens von Stahl und Eisen durch eine Schmelze, die aus Pech, Harz oder anderen Kohlenwasserstoffen besteht. '

Im Gegensatz zu allen diesen bekannten Verfahren besteht das Wesen der Erfindung darin, daß das Metall von dem Zeitpunkt an, in dem es in die Reinigungsschmelze eingetreten ist, vollständig, und zwar insbesondere gegen jede Berührung mit Gasen, unter Verschluß gehalten wird, bis es erstarrt ist. . Hierzu sind also Reinigungsfilter,' die aus porösen festen Körpern bestehen, insbesondere Kohlepulver nicht tauglich, weil sie weder geeignet sind, das durchfließende Metall von Gasen zu befreien noch die den Wänden der Form anhaftenden Gasteile' zu entfernen. Ebensowenig sind Schmelzen mit niedrig liegender Verdampfungstemperatur, wie Kohlenwasserstofte, brauchbar, weil sie sich bei der Berührung mit dem geschmolzenen Metall zersetzen oder verdampfen und dadurch die Bildung von Gasblasen eher befördern als verhindern. ·.■··..'■

Das Verfahren eignet sich unter anderem besonders gut für die Erzeugung von Blöcken oder Gußstücken, die aus verschiedenen Metallen, namentlich solchen, die der Eisengruppe angehören, und eisenunähnlichen Metallen, also beispielsweise aus Stahl und Kupfer, derart zusammengesetzt sein sollen, daß das cisenunäh'nlich'e Metall mit dem eisenähnlichen durch eine Schweißnaht so vollkommen verbunden ist, daß das ganze Gußstück nach dem Guß durch Walzen, Pressen oder Hämmern beliebig gestreckt oder gepreßt werden kann, ohne daß eine Trennung der Naht eintritt. . ■ ■ '

Die Erzeugung solcher zusammengesetzter

Gußstücke geschieht in der

Regel in

Weise, daß das leichter schmelzbare Metall an ■ die vorher sorgfältig gereinigte Oberfläche des aus schwerer schmelzbarem Metall hergestellten Teiles angegossen wird. Es ist schon bekannt, bei diesem Vorgang ein Flußmittel zu benutzen, das ähnlich wie beim Löten im Feuer oder beim Überziehen von Eisenteilen mit anderen Metallen, beispielsweise Zink, in einer dünnen Schicht die erhitzten Metallteile bedeckt und hauptsächlich dazu dient, deren Oxydation an der umgebenden Luft zu verhindern. Von dieser Art der Benutzung von Flußmitteln unterscheidet sich das Verfahren nach der Erfindung dadurch, daß die Schmelze, die als Reinigungsmasse benutzt wird, stets in einer dicken Schicht verwendet wird, d. h. in einer Schicht, die in der Regel wenigstens 30 cm Tiefe hat und je nach Umständen und Bedarf noch tiefer angenommen werden kann. Dadurch werden Wirkungen erhalten, die der bisher bekannte dünne Überzug eines Flußmittels dem Wesen der Sache nach nicht leisten könnte.

Es ist bekannt, daß beim Gießen von zähflüssigen Metallen außer durch die Verunreinigungen durch eingeschlossene Oxyd- oder Schlackenteilchen die Güte des fertigen Erzeugnisses durch Gasblasen sehr stark beeinträchtigt wird. Insbesondere ist dies der Fall bei der Erzeugung von Brammen aus Gußstahl, bei der dieser Übelstand mehr als bei anderen Gußstücken ins Gewicht fällt, weil die vorhandenen Blasen durch das folgende Auswalzen oder Ausschmieden scheinbar zum Verschwinden gebracht werden und sich erst Später am fertigen Werkstück als die Ursachen von Brüchen bemerkbar machen. Der Erfinder hat durch Versuche ermittelt, daß die Bildung von eingeschlossenen Glasblasen, die Entstehung von Unebenheiten an den an die Formwände anstoßenden Oberflächen infolge von Gas- und Feuchtigkeitsresten, die der Formwand anhaften, und selbst die Bildung von Lunkern beim Gießen von Blöcken aus Stahl und anderen Metallen vollständig

verhindert werden kann, wenn man das flüssige Metall beim Eingießen in die Form durch eine genügend dicke Schicht einer Rei----" nigungsschmelze hindurchtropfen läßt. Die Wirkung der Schmelze ist dabei wahrscheinlich im wesentlichen eine mechanische, jedenfalls aber eine mehrfache. Zunächst betrifft sie die Gasschicht, die, wie angenommen wird, die Oberflächen der allermeisten Körper überzieht und die auch durch'Erhitzung auf ziemlich hohe Temperaturen nicht vollständig entfernt wird. Indem nun der untere Teil der Form mit Reinigungsschmelze gefüllt ist und das Metall, durch diese, hindurchtropft und sich darunter ansammelt, verdrängt es sie, so daß sie wie ein Kolben vor seiner aufsteigenden Oberfläche hergetrieben wird und dabei mechanisch die Gase abstreift, die an der Wand der Form haften. "

Ebenso hält die Schmelzeschicht alle Gasteile zurück, die das herabt.ropfende Metall sonst mit sich reißen könnte, und verhindert' dadurch nicht bloß, daß diese Gase, selbst ■Blasen bilden, sondern auch daß sie, und zwar vorzugsweise der Sauerstoff, mit dem flüssigen Metall Verbindungen eingehen, die in dessen Masse eingeschlossen bleiben können. Endlich befördert die Schmelzschicht die Zerteilung des einfließenden Metalls in einzelne Tropfen, wobei alle Oxyd- und Schlackenteil- °chen, die etwa bereits im Muttermetall einge-schlossen sein sollten, an die Oberfläche der Tropfen gelangen und von der Schmelze gelöst werden. Diese verschiedenen Wirkungen werden um so vollkommener, erhalten, je tiefer die Schicht der Schmelze ist, und können dem Wesen der Sache nach überhaupt nicht zur Geltung kommen, wenn ihre. Tiefe nicht wenigstens ein gewisses Maß, in der Regel etwa 30 cm, erreicht.

In der Zeichnung ist eine Anzahl von verschiedenen Vorrichtungen zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung . schematisch dargestellt, und zwar sind sämtliche Figuren senkrechte Längsschnitte durch verschiedene Formen, mit Ausnahme der Fig. 8 und 10, welche wagerechte Querschnitte nach den Linien A-B in Fig. 6 und C-D in Fig. 9 zeigen.

In Fig. ι ist 1 eine zylindrische Form gebräuchlicher Bauart zum Gießen von Brammen oder Blöcken. 2 ist die vor dem Guß in die Form eingebrachte Reinigungsmasse, und 3 ist ein besonderer Aufsatz mit verengter Üftnung, welcher die Schmelze 2 aufnimmt, .wenn die Form mit Metall gefüllt worden ist.

Das Metall wird durch den Aufsatz von oben in die Form eingegossen, tropft, durch die flüssige Schicht der Reinigungsschmelze ■hindurch,'so'daß es diese allmählich verdrängt und dabei die Wände der Form vollständig.

von anhaftenden Gasen und von Feuchtigkeit befreit. In der Regel wird so viel Metall in die Form gegossen, daß es bis in den Aufsalz 3 hineinsteigt. Dieser Teil des Metalls ist derjenige.'■ der zuletzt erhärtet,-weil er durch die darüberstehende Schicht der Reinigungsschnielzc und durch die Wände des Aufsatzes an der Abgabe seiner·Wärme verhindert wird. Der Aufsatz wird zu diesem ίο Zweck vorzugsweise aus besonders schlecht leitenden Stoffen hergestellt. .

Bei Brammen, die in der gebräuchlichen Weise gegossen werden, findet sich gewöhnlich mehr oder weniger fehlerhaftes Metall am' oberen Ende, da die eingeschlossenen Schlacken und-Verunreinigungen sich hier ansammeln und diesen Teil des Gusses stets mehr oder weniger schwammig machen. Beim Gießen nach der 'Erfindung fällt aber die ganze Masse vollkommen rein aus und wird auch während des Gusses rein erhalten, und wenn daher beim Erkalten die Hauptmasse schwindet, so kann der flüssig erhaltene Teil am oberen Ende · nachfließen, so daß ein die ganze Form füllendes vollkommenes Gußstück erhalten wird.

Es empfiehlt sich, die Form vor dem Eingießen des Metalls zu erwärmen, und zu diesem Zweck ist in ihrem Boden eine Öffnung 4 angebracht, durch die eine Flamme eingeblasen, werden kann und die vor dem Guß durch einen Stöpsel verschlossen wird.
■ Fig. 2 stellt die Anwendung des Verfahrens auf den Fall dar, daß das Metall in bekannter Weise von unten in die Form eingeführt werden soll. Im allgemeinen wird allerdings diese Vorsichtsmaßregel eben durch die Anwendung des Verfahrens" nach der Erfindung überflüssig gemacht. Die Form besteht wie gewöhnlich aus der eigentlichen Form i,'dem Verbindungsstück 6 mit dem Kanal7 und dem Eingußtrichter 5. Die Reinigungsschmelze wird zunächst in solcher Menge eingebracht, daß sie sowohl in d.er Form wie im Eingußtrichter genügend hoch steht, um die beschriebenen Wirkungen auszuüben. Indem dann das Metall durch den Trichter eingegossen wird, gelangt es gereinigt Und gasfrei in die Form'und schiebt den darin enthaltenen Teil der Reinigungsschmelze vor sich her. Dieser

.- -hat dabei im wesentlichen nur die Wirkung, das aufsteigende Metall vor Oberflächenoxydation zu bewahren, die an den Wänden der Form anhaftende Gasschicht abzustreifen und das Metall am oberen Ende der Form flüssig zu erhalten, bis die Hauptmasse erstarrt ist, um so in der beschriebenen Weise die Lunkerbildung zu verhindern.

Das Verfahren ist unter anderem besonders geeignet, um Legierungen aus solchen Metallen herzustellen, die sehr verschiedene Schmelzpunkte haben, wie z. B. Kupfer und · 'j Zinn oder Kupfer und Zink. Der Druck der j hohen auf dem Metall lastenden Schmelzeschicht verhindert nämlich das Verdunsten und der vollkommene Luftabschluß gleichzeitig das Verbrennen des niedriger schmelzenden Metalls, und es ist daher viel leichter 'als nach den gebräuchlichen Verfahren, das verlangte gegenseitige Mengenverhältnis der Bestandteile der Legierung wirklich zu erhalten.

Zum Herstellen von Legierungen eignen sich ebenfalls die in den Fig. I und 2 dargc^ stellten Vorrichtungen. ■

Die übrigen Figuren betreffen den Fall, daß ein Gußstück erzeugt werden soll, das aus verschiedenen Metallen, beispielsweise eisenähnlichen und nicht eisenähnlichen, zusammengesetzt ist. Dahin gehören in erster Linie Blöcke aus Stahl, die einen Überzug aus Kupfer erhalten sollen, und dieses Beispiel, das die größte gewerbliche Bedeutung hat und auch in technischer Hinsicht für diese Anwendung des Verfahrens nach der Erfiiidung vorbildlich ist, wird der folgenden Beschreibung zugrunde gelegt. Es sollen sich aber die Ausführungen auch auf andere Zusammenstellungen von Metallen bezichen, beispielsweise Eisen und Silber, Nickel und Silber, Eisen und Messing oder Bronze u. dgl.

Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen die einfachste Form dieser Abart des Verfahrens. Die Form 1 selbst unterscheidet sich nicht von der mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen. Der stählerne Kern 8, der erst in einer besonderen Form gegossen oder in einer beliebigen anderen Weise hergestellt worden ist, wird in die Form ι eingebracht, nachdem seine Oberfläche gründlich gereinigt worden ist. Ist der Kern 8 eine Bramme, die selbst nach dem hier beschriebenen Verfahren erzeugt worden ist, so genügt es, die Oberfläche kurze Zeit einem Sandstrahlgebläse auszusetzen.

Die Reinigungsschmelze 2 wird in den verbleibenden Raum zwischen dem Stahlkörper und den Wänden der Form eingegossen. Auf das obere Ende des Stahlkörpers wird eine Haube 12 aufgesetzt, welche verhindern soll, daß das einfließende hoch erhitzte Kupfer damit in Berührung kommt.

In der Regel genügt es, den unteren Teil der Form mit Reinigungsmasse zu füllen, wie dies in Fig. 4 angegeben ist, und alsdann erhält das Aufsatzstück 9 dieselbe Form, wie sie in den Fig. 1 und 2 gezeichnet ist. Unter Umständen wird man vorziehen, den ganzen verbleibenden Hohlraum mit Reinigungs- · masse anzufüllen, wie das in Fig. 3 angedeutet ist, und in dem Fall empfiehlt es sich, dem Aufsatzstück 9 zwei öffnungen 10 und 11 zu geben, damit die' Schmelze durch die eine oft-

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nung· austreten kann, während das Metall durch die andere hineinfließt. Die vollkom-

. : mene Verschweißung der beiden das Gußstück bildenden Metalle, als deren Beispiel Stahl und Kupfer gewählt λνο^εη ist, kann bekanntlich auch in der Weise erreicht werden, daß man zuerst den Stahlkern in ein überhitztes Kup-

' ferbad eintaucht und ihm Zeit läßt, sich mit einer dünnen Kupferhaut zu überziehen, und

ίο ihn dann unter Sauerstoffabschluß in die .eigentliche Gußform überträgt, in der nunmehr der Guß in derselben Weise ausgeführt wird, wie mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 beschrieben worden ist.

Derselbe Erfolg kann auch erreicht werden, indem man zunächst durch eine Schicht einer geeigneten Reinigungsschmelze hindurch eine genügende Menge des Metalls eingießt, das-

> den überzug bilden soll, also beispielsweise Kupfer und dann den Körper, der überzogen werden soll, durch die auf der Oberfläche des-■ Mctallbades schwimmende Schmelzeschicht in die Form einsenkt und dann das Ganze erkalten läßt. · ' '

Zur Ausführung dieser beiden Formen des Verfahrens dient vorzugsweise die Einrichtung, die in Fig. 5 dargestellt ist. Der Stahlkern 8 hängt an einem geeigneten Hebezeug 14. Seine obere Stirnfläche ist durch einen

Deckel 15_: aus hitzebeständigem Stoff ge-_ä

■; schützt, und ,darüber sind passende Gewichte ιό auf die Tragstange 17 aufgereiht, die das vollständige Einsinken des Kernes gewährleisten. Die untere Stirnfläche des Kernes wird durch eine Platte 18 beschützt, und die genaue Zentrierung des Kernes wird durch die Spitzen 19 und 20 bewirkt. Der Durchmesser des oberen Deckels 15 wird vorzugsweise etwas kleiner angenommen als der Durchmesser des Kernes, damit ein Vorratsraum entsteht, aus dem beim Schwinden des eingegossenen Metalls 13 das noch flüssige Metall nachfließen kann.

Ist der Kern 8 erst in ein Metallbad eingetaucht worden, um einen dünnen überzug zu erhalten, so muß die Übertragung in die Gußform unter Sauerstoffabschluß geschehen, und zu diesem Zweck kann er in eine unten offene Haube oder Glocke hinaufgezogen werden, welche mit Generatorgas oder einem anderen sauerstoff freien Gas gefüllt ist, das leichter ist als die atmosphärische Luft. Die öffnung der Haube wird alsdann, dicht über die Oberfläche der auf der gefüllten Gußform stehenden R'einigungsschuielze gebracht, und dann wird der Kern eingesenkt.

Ein Metallbad, das nach der Erfindung hergestellt ist, indem das flüssige Metall durch eine Schicht von Reinigungsschmelze hin?· durchgegossen worden ist und noch darübersteht, eignet sich unter anderem auch beson

ders gut dazu, um Draht, Band Ό. dgl. aus schwer schmelzbarem Metall mit einem leichter schmelzbaren Metall zu überziehen. So kann man beispielsweise Stahl- oder Eisendraht mit Kupfer, Silber o. dgl. überziehen', indem man den vorher sorgfältig gereinigten Draht durch die auf dem Metallbad schwimmende Schmelzeschicht fortlaufend hindurchzieht. ;

Es ist bekannt, daß man zwischen eisenähnlichen Metallen, wie Eisen, Stahl, Nickel, Aluminium u. dgl., und eisenunähnlichen Metallen, \ wie Kupfer, Silber, Gold u. dgl., nur dann eine .gute und jeglicher späteren Bearbeitung' widerstehende .Schweißung erhält, wenn man das leichter schmelzende Metall wesentlich über seinen Schmelzpunkt überhitzt. . Der Erfinder hat aber entdeckt, daß man eine gleich vollkommene'Verschweißung der verschiedenen Metalle erhalten kann, wenn man anstatt der Überhitzung während des Gusses oder beim Eintauchen des fertiggegossenen Bestandteiles in ein Bad des an.de---' ren Bestandteiles von dem-Bad zum eingetauchten festen Teil einen elektrischen Strom übergehen läßt. Diese Wirkung ist an die Bedingung geknüpft, daß der feste Bestandteil in bezug· auf den flüssigen der elektronegative ist. Das Verfahren verlangt eine Stromdichte von ι bis 2 Amp. auf de,n Quadratdezinieter.

In den Fig.. 6 bis 8 ist eine Einrichtung dargestellt, die benutzt werden kann, wenn nach dem Verfahren ein zusammengesetztes Gußstück in der Weise dargestellt werden soll, daß .der innere Kern, also beispielsweise ein Stahlkörper, nachträglich in die bereits fertige Hülle eingegossen werden soll. Zur Herstellung der Hülle wird ein in bekannter Weise ausgeführter zerlegbarer Kern benutzt, der aus dem kegelförmigen !Mittelstück 23 und einer Anzahl von umgebenden Keil.stücken 24 besteht und durch einen Ring 25 zusammengehalten wird. Nachdem das Metall, das die Hülle bilden, soll, in den Hohlraum zwischen diesem Kern und den Wänden der Form in der beschriebenen Weise eingegossen worden ist, wird es zunächst genügend abgekühlt, beispielsweise indem man in. einem Hohlraum zwischen den Wänden der Form, und einem äußeren Mantel 21 Wasser umlaufen läßt.

Wenn die Hülle genügend erstarrt ist, wird der Kern 23, 24 herausgezogen, ein Aufsatzstück 26 nach Fig. 7 aufgesetzt, in den Hohlraum eine genügende Menge Reinigungsschmelze eingebracht und durch diese in der beschriebenen Weise das Metall eingegossen, das den Kern des Gußstückes bilden soll.

Das Verfahren nach' der Erfindung _ge-' stattet auch, beide Metalle, aus- deinen das Gußstück zusammengesetzt sein soll, also bei- .

spielsweise Stahl und Kupfer, gleichzeitig zu

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vergießen. Eine Einrichtung, die dieser Ausführungsform des I Verfahrens dient, ist in den Fig. 9 und 10 dargestellt. In die Form, die in diesem Falle auch mit einem Kühlmantel 21 verschen ist, wird zunächst eine Trcnnungssehicht 27 eingebracht, die aus irgendeinem Metall bestehen kann, das die Fähigkeit besitzt, sich mit beiden Metallen zu verschweißen, aus denen das fertige Gußstück ίο zusammengesetzt sein soll. Das Aufsatzstück 28 muß in diesem Falle aus^c einem äußeren Toi] bestehen, dessen Rand sich an den Rand· der Form anschließt, und einem inneren Teil, dessen Rand sich an den Rand der Trennungsschicht anschließt, das im gezeichneten Ausführungsbeispiel der gewählten brammen-._ -artigen Form des Gußstückes entsprechend ein Rohrstück ist. Nachdem die Form mit einer genügenden Menge von Reinigungsao schmelze beschickt ist, werden die beiden Metalle entweder gleichzeitig oder in beliebiger Reihen folge nacheinaniler, und zwar das eine" durch den mittleren Einguß, das andere durch den äußeren ringförmigen Einguß des Aufsatzstückes eingegossen. · ' . .

Diese Ausführungsform gewährt außer der üchkeit, beide Metalle gleichzeitig .oder ■.unmittelbar hintereinander· zu vergießen, wodurch Arbeitszeit erspart wird, noch den sehr ■30 . wesentlichen Vorteil,-, daß die .Trennungsschicht 27 aus einem Metall hergestellt werden kann, das sich leichter mit den beiden Metallen verschweißt, aus denen das Gußstück ; bestehen soll, als diese miteinander. Z. B. verschweißt sich Kupfer verhältnismäßig schwer mit Stahl, der einen hohen Kohlegehalt hat, aber vergleichsweise leicht mit reinem Eisen oder mit kohleärmerem Stahl. Ebenso verschweißt sich kohlereicher Stahl viel leichter mit reinem Eisen oder kohlearmem Stahl als mit Kupfer. Sollalso ein Gußstück erzeugt werden, das aus kohlereichem Stahl und Kupfer besteht, so benutzt man als Trennungsschicht vorzugsweise reines Eisen oder kohlearmen Stahl.

Beide zuletzt an der Hand der Fig. 6 bis 10 beschriebenen Verfahren gewähren endlich noch einen anderen Vorteil. Soll das Gußstück nach seiner Fertigstellung ausgewalzt oder durch andere mechanische Mittel ausgestreckt werden, so ist es wünschenswert, daß während dieser Verrichtung beide Metalle annähernd auf denselben Grad voii_Geschmeidigkeit gebracht werden. Da Kupfer oder ähnliehe Metalle aber in der Regel schon flüssig sind bei einer Temperatur, bei der Stahl, besonders kohiefeicher Stahl, erst die zum Auswalzen genügende Weichheit erlangt hat, so ist es nötig, daß der Kern des Gußstückes vor dem Einführen in das Walzwerk auf eine höhere Temperatur gebracht wird als 'das ihn einhüllende Kupfer. Ist das Gußstück einmal erkaltet, so ist es sehr schwierig, diese Bedingung zu erfüllen, besonders wenn die Walztemperatur des inneren Teiles höher liegt als die Schmelztemperatur des äußeren Teiles.

Bei den zuletzt beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens entstehen aber die angegebenen Bedingungen ganz von selbst.' Während des gleichzeitigen Eingießcns beider Metalle nach den Fig. 9 und 10 beispielsweise kann die Kupfermasse durch Kühlen der Formwände von außen genau auf die gewünschte Temperatur gebracht werden, ehe der Kern unter die Walztemperatur abgekühlt ist, oder man kann durch richtige Bemessung des Zeitunterschiedes zwischen dem Eingießen der äußeren Hülle und des inneren Kernes den verlangten Temperaturunterschied 'herstellen. Alsdann wird das Gußstück unmittelbar aus der Form in das Walzwerk übertragen und in einer-Hitze ausgewalzt. Nicht allein gelingt es also auf diese Weise auf das · einfachste, genau die besten Bedingungen für das Auswalzen herzustellen, sondern man erhält auch noch eine Ersparnis an Brennstoffen. Das Verfahren nach der Erfindung kann auch mit Vorteil dazu benutzt werden, Metalle zu verarbeiten, die leicht oxydierbar sind oder leicht oxydierbare Bestandteile enthalten, besonders auch Stahlsorten, die einen genau bestimmten Gehalt an Kohle oder anderen Bestandteilen haben, wie beispielsweise Nickel, Kobalt, Nickelstahl, Kobaltstahl, Manganstahl, Vanadiumstahl, Werkzeugstahl und ähnliche. Es ist auch zur Erzeugung von Panzerplatten für Schiffe und Geldschränke vorteilhaft zu verwenden, die aus Schichten verschieden hoch gekohlter Stahlsorten zusammengeschweißt sein, sollen. .

Das Verfahren hat den Vorzug, daß die Zusammensetzung des Metalls sich nicht ändern kann, nachdem es in die Form gelangt ist, da die einschließende Metallschicht es vor atmosphärischer Oxydation und gegen die Aufnähme von Gasen schützt.

Die äußere Metallschicht kann gewünschtenfalls durch bekannte Mittel von dem fertigen Gußstück entfernf^werden, beispielsweise durch Lösungsmittel. Zu diesem Zweck kann mit Vorteil zur Herstellung der einhüllenden Schicht Schmiedeeisen oder kohlearmer Stahl oder irgendein eisenunähnliches schmiedbares Metall von hohem Schmelzpunkt, wie beispielsweise Kupfer, verwendet werden.

Es ist schon vorgeschlagen worden, eine beliebige Anzahl von Brammen in derselben Form in ununterbrochenem Betrieb herzu·: stellen, indem man das Metall vom oberen iao Ende in die Form eingießt, und nachdem es ganz oder teilweise erstarrt ist, durch den be-

weglich eingerichteten Boden der Form hervorzieht und absticht. Die praktische Ausführung eines solchen Verfahrens ist aber bisher der Schwierigkeit begegnet, daß der einzelne Guß nicht in allen Teilen in gleicher Güte ausfällt, so daß von jeder Bramme in der Regel einzelne Teile, vorzugsweise das obere Ende, das gewöhnlich blasig und unrein ist, abgeschnitten werden muß, bevor der Block

ίο weiter .verarbeitet werden kann.

Nach dem beschriebenen Verfahren werden aber Brammen von fast vollkommen gleichmäßiger Güte in allen Teilen erhalten, und ihre ununterbrochene Erzeugung in derselben Form bietet daher keine Schwierigkeit.

Tn Fig. 12 ist eine Einrichtung dargestellt,

welche dieser Ausführungsform des Ver-

■ fahrens dient. Das Aufsatzstück 32 ist durch ein Ventil 33 gegen den Eingußkanal 34 abge-

20. schlossen. Durch einen Hebel 35 kann das Ventil von Hand geöffnet und geschlossen werden. Der Aufsatztrichter ist mit einem feuerfesten Mantel 36 umgeben und kann durch Einblasen einer Flamme aus der Brennerdüse 37 warm gehalten werden.

Das untere Ende der Form 38 ist durch einen Kolben verschlossen, dessen Stange 41 mit einer geeigneten Hebevorrichtung, beispielsweise mit einer hydraulischen Presse, verbunden ist. Über dem Kolben 38 liegt zu seinem Schutz eine Platte 40 aus hitzebestän-. digem Material, und in ihrer Mitte ist ein vorspringender Kopf 42 angeordnet, der von dem einfließenden Metall eingeschlossen wird und dadurch das untere Ende des Gußstückes fest mit dem Kolben verbindet, so daß dieser dazu benutzt werden kann, sie aus der Form herauszuziehen, falls das Gewicht des Gußstückes selber nicht ausreichen sollte. In der Wand der Form sind Kanäle 43 vorgesehen, durch welche man Wasser umlaufen lassen kann, um das Gußstück abzukühlen. Über« der Form erscheint eine Gießpfanne 44, deren Ausgußöffnung 46 durch einen Stöpsel 45 verschlossen gehalten wird.

Bei der Benutzung der Einrichtung wird folgendermaßen verfahren. Nachdem der Aufsatz 32 mit einer genügenden Menge Reinigungsschmelze beschickt worden ist, wird durch die öffnung 46 Metall aus der Pfanne abgelassen, tropft durch die Reinigungsschmelze hindurch und füllt den Aufsatz 32, wo es durch die äußere Beheizung in leicht flüssigem Zustand erhalten wird. Durch Anheben des Ventils 33 läßt man es nun in die Form einfließen und senkt den Kolben 38 in dem Maße, in dem die Form sich füllt. Der Nachfluß aus der Pfanne 44 wird in der Weise geregelt, daß die Oberfläche der Reinigungsschmelze im.Aufsatz 32 immer auf gleicher Höhe gehalten wird. Das in die Form ein-65

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fließende "Metall erhärtet ani unteren Ende und wird durch den Kolben herausgezogen .und kann in beliebigen Längen mit Hilfe der Schneidvorrichtung 48 abgestochen werden.

In der Regel wird dabei folgendermaßen verfahren. Nachdem der erste Block abgestochen worden ist, wird das hervorstehende Ende des Gußstückes durch die Spitzen 47 unterstützt, so daß es nicht weiter nachfallen kann. Der erste Block wird mit dem Kolben entfernt und ein zweiter Kolben auf die Hebevorrichtung aufgesetzt,, der die hervorragende Bramme unterstützt, und nunmehr kann mit dem Gießen und mit dem Abstechen beliebig fortgefahren werden, indem immer nur darauf geachtet wird, daß der Metallvorrat .im Aufsatz 32 so ergänzt wird, daß seine Menge sich immer ungefähr gleich bleibt.

Der Erfolg des Verfahrens ist zum Teil von den Eigenschaften, des Stoffes abhängig, aus dem die Formen hergestellt werden. Werden nämlich z. B. gewöhnliche Sandformen gebraucht, oder wird überhaupt zur Herstellung der Formen ein Körper verwendet, welcher Kieselsäure enthält, so darf die Schmelze nicht zuviel Borax enthalten, da sonst Reaktionen zwischen der Reinigungsschmelze und den Wänden der · Form eintreten wurden, welche zu Störungen Veranlassung geben würden. Für solche Fälle hat sich bei der Ausübung des Verfahrens besonders gut eine Form bewährt, welche aus Graphit oder Gaskohle in der Weise hergestellt wird, daß diese Substanzen zusammen mit einem kohlehaltigen Bindemittel., wie Zucker, Teer, Pech u. dgl., in Stücke geformt und vorzugsweise im elektrischen Ofen einer sehr hohen Temperatur · ausgesetzt werden. Die Stücke werden alsdann nötigenfalls nach vorheriger geeig"- i_Oo neter Bearbeitung- zusammengepaßt und durch geeignete Mittel zusammengehalten. Ein Beispiel einer solchen Form ist die in Fig. 5 abgebildete, bei der die einzelnen Graphitstücke durch einen sie umgebenden Metallmantel 30 zusammengehalten werden. Die Fugen können am besten in der Weise gedichtet werden, daß" Streifen Asbestpappe dazwischengelegt werden. In Fig. 11 ist eine solche Form dargestellt, bei der die Seitenwände aus einem no einzigen Stück Graphit bestehen.

Claims

Patent-Ansprüche·:

i. A'erfahren zum Gießen von dichten Brammen, Blöcken oder anderen Gußstücken aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Metall in die ■' Form durch eine in 'dieser befindliche Schicht einer geschmolzenen, keine Gase .entbindenden Masse gegossen wird, welche so zusammengesetzt und so dick ist, daß

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sic das.-durchfließende Metall von Verunreinigungen, vorzugsweise Oxyden und anhaftenden Gasen, befreit.

2. Ausführungsart des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß

die Reinigungsmasse entweder fest in die ■ . ■ : Form gebracht und darin bis zum Schmelzen erhitzt wird oder geschmolzen in die Form gegossen wird, und daß dann das Metall daraufgegossen wird, so daß es durch die Masse hindurchtropft und diese von unten verdrängt, bis sie am oberen Ende der Form austritt.

3. Ausführungsart des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, bei welchem das Metall in bekannter Weise von unten in die Form eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Form als auch der Einguß-

■ ■·..■■ trichter mit einer genügenden Menge einer passenden Reinigungsschmelze be-■ . schickt wird und darauf das Metall in den Eingußtrichter eingegossen wird.

.4. Ausführungsart des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, bei welchem ein . aus verschiedenen Metallen, beispielsweise Stahl und Kupfer, zusammengesetztes Gußstück erzeugt werden soll, dadurch .gekennzeichnet, daß der aus dem elektr.o- ■ negativen Metall bestehende Teil des Guß-Stückes zunächst für sich hergestellt und "~ mit einer genügenden Menge einer passenden Reinigungsschmelze zusammen in die ; Form gebracht wird, worauf das elektropositive Metall in den verbleibenden Raum einfließerr-getässen und dabei gleichzeitig ein elektrischer Strom von dem flüssigen in das feste Metall übergeführt wird.

5. Ausführungsart des Verfahrens nach den Ansprüchen i, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Form mit Reinigungsschmelze beschickt wird, alsdann der vorher fertiggestellte und gereinigte innere Teil des Gußstückes, der aus dem schwerer schmelzbaren Metall bestehen soll, in die Form gebracht und endlich das leichter schmelzbare Metall durch die Reinigungsschmelze in den verbleibenden Hohlraum gegossen wird.

6. Ausführungsart des Verfahrens nach den Ansprüchen 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst das leichter schmelzende Metall in die Form eingegossen und dann durch die darüberstehende Schicht von Reinigungsschmelze der vorher fertiggegossene und gerei-... .. nigte, aus dem schwerer schmelzenden Me- - " tall bestehende Teil des Gußstückes in die Form eingesenkt wird.

7. Ausführungsart des A^erfahrens nach Anspruch 6,- bei welchem ein Draht oder ein Band aus schwerer schmelzendem Metall mit einem Überzug aus leichter ■ schmelzendem Metall versehen werden soll, ■ dadurch gekennzeichnet, daß zuerst das leichter schmelzende Metall durch eine Schicht von Reinigungsschmelze in ein geeignetes Gefäß eingegossen und danrr der vorher gereinigte Draht o. dgl. durch die Schmelze hindurch durch das Metallbad gezogen wird.

,8. Ausführungsart des Verfahrens nach den Ansprüchen 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das leichter schmelzende Metall unter Benutzung eines zerlegbaren. Kernes bekannter Ausführungsform zu- 75· nächst in Form eines Hohlkörpers gegossen und dann, nachdem der Kern entfernt und der entstehende Hohlraum mit Reinigungsschmelze beschickt worden ist, das schwerer schmelzende Metall eingegössen wird.

9. Ausführungsart des Verfahrens nach den Ansprüchen 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst in bekannter Weise in die Form eine Trennungsschicht eingebracht wird, welche aus einem Metall besteht, das sich mit beiden Metallen des Gußstückes verschweißen kann, dann die

• verbleibenden Hohlräume auf beiden Seiten der Trennungsschicht mit Reinigungs-

■ schmelze beschickt und dann die beiden Metalle, aus denen das Gußstück bestehen soll, entweder gleichzeitig oder nacheinander eingegossen werden.

10. Ausführungsart des Verfahrens nach Anspruch 9, bei welchem das Gußstück aus einem kohlereichen Stahl und Kupfer bestehen soll, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennungsschicht aus kohlearmem Stahloder reinem Eisen verwendet wird. ■

11. Ausführungsart des Verfahrens nach Anspruch 9, bei dem ein Gußstück aus Metallen oder Metallgemischen erzeugt werden soll, die leicht oxydierbar sind oder leicht oxydierbare Bestandteile enthalten, dadurch _: gekennzeichnet, daß das Metall in einen Metallmantel Vorzugsweise aus Schmiedeeisen oder¹ kohlearmem Stahl durch eine genügend dicke Schicht von Reinigungsschmelze gegossen wird.

12. Ausführungsart des Verfahrens nach den Ansprüchen 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußstück der Form entnommen wird, wenn die äußere, aus leichter schmelzendem Metall bestehende Hülle schon weiter erkaltet ist als der innere Kern, so daß es in derselben Hitze durch Walzen, Pressen oder Schmieden bearbeitet werden kann, während iao der Temperaturunterschied noch erhalten bleibt.

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13. Ausführungsart des Verfahrens nach den Ansprüchen ι und 2, bei welchem eine Legierung hergestellt werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalle, aus. denen die Legierung gebildet werden soll, dadurch miteinander vermischt werden, daß sie in abgemessenen Mengen nachein¹ ander durch eine Reinigungsschmelze in die Form eingegossen werden.

14. Ausführungsart des Verfahrens

nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall in bekannter Weise in eine mit einem beweglichen Boden und einer Kühlvorrichtung versehene Form gegossen wird, wobei der Boden der Form in dem Maße gesenkt wird, in dem das Metall in der Form erstarrt und der durch den Boden austretende Strang in beliebigen'^; passenden Längen abgestochen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.