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Verfahren zum Befestigen eines Einsatzes an der Grundplatte einer
Kokille sowie eine entsprechende Anordnung Die Erfindung betrifft Kokillen zum Gießen
von Stahlblöcken, und insbesondere ein Verfahren zum Befestigen eines Einsatzes
an der Grundplatte einer Kokille sowie eine entsprechende Anordnung.
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Es ist bekannt, eine von oben zu beaufschlagende Blockguß-Kokille
zu verwenden, bei der ein gußeisernes Blockgehäuse auf einer flachen, gußeisernen
Grundplatte mit seiner offenen Unterseite aufliegt, wobei geschmolzenes Metall durch
die obere Öffnung in das Blockgehäuse eingegossen wird.
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Die ungeschützte Oberfläche der Grundplatte, insbesondere im Mittelbereich,
wird erodiert und stark ausgewaschen aufgrund der erheblichen Belastung durch das
einfließende, herabfallende, geschmolzene Metall.
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Die mit Auswaschungen versehene, rauhe Oberfläche, die auf diese Weise
entsteht, führt zu einem Anhaften des Blockmetalles an der Grundplatte, so daß mühsame
und kostspielige Arbeitsgänge zur Trennung erforderlich sind. Außerdem kann die
Lebensdauer der Grundplatte durch diese Trennungsvorgänge verringert werden.
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Weiterhin ist die un-tere Oberfläche des Blockes, der mit Hilfe einer
derartigen defekten Grundplatte gegossen worden ist« so unregelmäiig, daß der größere
Teil des Bodens entfernt werden muß, bevor der Block weiteren Arbeitsgangen unterworfen
wird.
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Folglich steigen die Kosten des Verfahrens aufgrund dieser Fehler
in.unangemessener Weise.
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Als ein Verfahren zum Schützen der Grundplatte gegenüber derartigen
Beschädigunen ist die Verwendung eines Einsatzes aus hitzebeständigem Material vorgeschlagen
worden, das innerhalb einer Aussparung in der Oberfläche etwa im littelbereich der
Grundplatte vorgesehen wird.
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Gebrannte Ziegel, Silikasteine oder ähnliche, keramikgebundene, hitzebeständige
itaterialien sind in weitem Umfange als Einsätze verwendet worden.
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Bei dieser Art des Schutzes von Grundplatten wird der Einsatz mit
der Grundplatte jedoch im allgemeinen mit Hilfe von Ton oder einem ähnlichen keramischen
Material befestigt, so daß dieses Verbindungsmaterial in feuchtem Zustand in den
Spalt zwischen den Wänden der Aussparung und dem Einsatz eingedrückt
werden
muß. Daraufhin ist eine lange Trocknungszeit erforderlich. Ein unzureichende Trocknung
kann gefährliche Exglosionen hervorrufen, wenn geschmolzenes Metall in die Kokille
gegossen wird. Außerdem schwimmt der Einsatz sehr oft während des Gießvorganges
aus der Aussparung aus, da die Festigkeit des hitzebeständigen Verbindungsmaterials
nicht ausreichend ist.
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Insbesondere bei Verwendung eines hitzebeständigen, aus Kohlenstoff
gebundenem Silicium bestehenden Carbid-Graphit-Einsatz mit einer thermischen Leitfähigkeit
im Bereich von 20 bis 30 kcal/mhr0C, der in der Patentanmeldung P 22 62 434.6 der
Ammelderin beschrieben wird, kann das hitzebeständige Verbindungsmaterial den Wärmefluß
zwischen dem Einsatz und der Grundplatte aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit
unterbrechen und damit die Vorteile der Verwendung eines derartigen Einsatzmateriales
mit hoher mechanischer Festigkeit und ausreichender thermischer Leitfähigkeit zur
Verhinderung von Beschädigungen innerhalb des Blockmaterials verringern.
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Folglich ist die Erfindung darauf gerichtet, ein Verbindungsmaterial
aufzuzeigen, das eine ausreichend hohe Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit aufweist
und das auf sehr einfache Art angebracht werden kann.
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Weiterhin zielt die Erfindung darauf ab, ein geeignetes Verfahren
und eine geeignete Anordnung zur einfachen Befestigung des Einsatzes an der Grundplatte
zu schaffen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man
den Einsatz in einer Aussparung etwa in der Mitte der Oberfläche der Grundplatte
mit einem Spalt zwischen den Wänden der Aussparung und dem Einsatz einsetzt, daß
man ein Gewicht, das Bahnen für den Metallschluß enthält, auf den Einsatz aufsetzt,
und daß man geschmolzenes Verbindungsmetall
in Form von Gußeisen
oder -stahl durch die Metallfluß-Bahnen in den Spalt eingießt und erstarren läßt.
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Erfindungsgemäß hat es sich gezeigt, daß die oben erörterten Nachteile
durch Verwendung von Gußeisen oder -stahl als Verbindungsmaterial überamaden werden.
Ein metallisches Verbindungsmaterial hat eine hohe Festigkeit und Wermeleitfähigkeit
und ermöglicht es, den Einsatz durch ein sehr einfaches Verfahren zu befestigen.
Eine Trocknungszeit ist nicht mehr erforderlich.
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Das Gewicht verhindert ein Aufschwimmen des Einsatzes während des
Gießvorganges, und die IIetallflußbalmen verteilen das geschmolzene Metall gleichmäßig
in die obere Öffnung des Spaltes.
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Im folgenden werden bevorzugte Ausfül1rungsbeisdiele der Erfindung
anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
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Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kokille; Fig.
2 ist ein schematischer Schnitt einer Ausführungsform der Erfindung; Fig. 3 zeigt
einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung; Eig. 4 ist eine
vergrößerte, perspektivische Darstellung des Gewichtes; Fig. 5 ist eine perspektivische
Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Gewichtes.
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Wie in der Zeichnung gezeigt ist, umfaßt die Blockkokille 1, in die
das Gußmaterial von oben einzugießen ist, ein gußeisernes Kokillengehäuse 2, das
auf einer gußeisernen Grundplatte 3 steht, wie aus Fig. 1 hervorgeht.
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Eine Aussparung 4 befindet sich in der Mitte der Oberfläche der Grundplatte
3, und ein plattenförmiger Einsatz 5 befindet
sich in der Aussparung
und ist mit dieser durch ein Verbindungsmetall 6 in Form von Gußeisen oder Stahl
fest verbunden.
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Ringförmige oder schraubenförmige Nuten 7 und 8 befinden sich auf
den einander gegenüberliegenden senkrechten Wänden der Aussparung 4 und des Einsatzes
5. Das in diese Nuten 7 und 8 eingefüllte Verbindungsmetall 6 blockiert den Einsatz.
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Wie am bes-ten aus Fig. 2 hervorgeht, ist der Einsatz 5 derart in
die Aussparung 4 eingefügt, daß ein Spalt 9 zwischen den Wänden der Aussparung 4
und des Einsatzes 5 verbleibt.
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Ein Gewicht 10 in Form einer Platte oder eines Blockes liegt auf der
oberen Oberfläche des Einsatzes 5. Das Gewicht besteht aus Gußeisen oder einer dicken
Stahlplatte und is£ mit radialen Nuten 11 auf der oberen Oberfläche versehen, wie
Fig. 4 zeigt.
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Die Nuten 11 sind in geeigneter Weise von der Mitte zum Umfang hin
geneigt und mit Graphitpulver überzogen. Die Nuten können beispielsweise in Richtung
der Tangente an den Umfang gekrümmt sein.
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Nunmehr wird geschmolzenes Verbindungsmetall 6 auf den Mittelbereich
der radialen Nuten 11 aus einer Gießpfanne 12 vergossen. Das vergossene Metall verteilt
sich gleichmäßig in Richtung der oberen Öffnung des Spaltes 9, in dem es durch die
Nuten 11 strömt, und dringt sodann in den Spalt 9 ein und erstarrt.
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Das Gewicht 10 verhindert ein Aufschwimmen des Einsatzes 5 während
des Gießvorganges. Das Gewicht 10 wird sodann von der Oberseite des Einsatzes 5
entfernt, Damit ist die Befestigung des Einsatzes beendet.
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Auf diese Weise ist der Einsatz in bezug auf die Grundplatte mit Hilfe
des Verbindungsmetalls mit hoher Festigkeit und
hoher Wärmeleitfähigkeit
durch einen sehr einfachen Befestigungsvorgang festgelegt, ohne daß es erforderlich
ist, nach der Befestigung zu trocknen, und ohne daß der Wärmestrom beim Gießen von
Stahlblöcken unterbrochen wird, so daß keine inneren Beschädigungen innerhalb des
Blockmetalles entstehen.
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Vorzugsweise sollten Distanzblöcke 13 zwischen der Bodenfläche der
Aussparung 4 und dem Einsatz 5 verwendet werden, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, so
daß sich ebenfalls an der Bodenseite ein Spalt bildet. Dadurch läßt sich ein engerer
Kontakt zwischen dem Einsatz und der Grundplatte durch das in den Boden Spalt 9
eingefüllte Metall erzielen.
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Als Gewicht 10' können auch mehrere einzelne Blöcke oder Platten verwendet
werden, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Jedes Einzelteil ist derart geformt,- daß
Nuten entstehen, wenn die Einzelteile auf der oberen Oberfläche des Einsatzes liegen.
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Der Einsatz kann aus gebrannten Ziegeln, Silikasteinen oder ähnlichen,
keramisch gebundenen, wärmebeständigen Materialien, oder in besonders vorteilhafter
Weise aus den zuvor erwähnten, aus Kohlenstoff gebundenem Silicium bestehenden,
wärmefesten, Carbid-Graphit-Materialien mit einer thermischen Leitfähigkeit im Bereich
von 20 bis 30 kcallrnhroC.
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Die letzteren Einsätze sind insbesondere hauptsächlich zusammengesetzt
aus in der Natur auftretendem Graphit, Siliciumcarbid und Siliciumoxyd, die durch
einen organischen Binder, wie Teer gebunden sind und 30 bis 50 Gew.-GÓ Kohlenstoff
und Graphit, 30 bis 50 Gew.-,4 Silciumcarbid und 5 bis 20 Gew.-Siliciumdioxyd umfaßt.