DE2432950A1 - Verfahren zum giessen von stahlbloecken - Google Patents
Verfahren zum giessen von stahlbloeckenInfo
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- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
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Description
"Verfahren zum. Gießen von Stahlblöcken"
Priorität: 10. Juli 1973, Japan, Nr. 77 110/73
Beim Guß von Stahl, insbesondere von beruhigtem Stahl zur Herstellung
von Blöcken, muß der Stahl im Blockkopf eine ausreichend lange Zeit in geschmolzenem Zustand gehalten werden,
um Lunker aufzufüllen. Dies wird dadurch erreicht, daß man den Wärmeverlust des Stahls im oberen Blockteil auf ein Mindestmaß
beschränkt. Gewöhnlich ist der Kopf der Kokille mit wärmeisolierenden, feuerfesten Platten ausgekleidet. Auch kann am
Kopf der Kokille eine Kokillenhaube aufgesetzt sein, die mit wärmeisolierendem, feuerfestem Material ausgekleidet ist. Die
Oberfläche des geschmolzenen Stahls wird mit Lunkerpulver bedeckt, beispielsweise einem wärmeliefernden Aufstreupulver,
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oder-mit einer wärmeisolierenden Platte abgedeckt, nachdem
der geschmolzene Stahl vollständig in die Kokille abgegossen worden ist. Beim Guß wird die Oberfläche des geschmolzenen
Stahls oxidiert und abgekühlt, weil sie in Berührung mit der Atmosphäre steht. Dies führt zur Bildung von Oxiden und Schilfern.
Diese Schichten stehen im Zwischenraum zwischen der Wand der Kokille und dem geschmolzenen Stahl, der innerhalb der Kokille
aufsteigt. Hierdurch wird die Oberfläche der Stahlblöcke aufgerauht. Man versucht daher, die Oberfläche von geschmolzenem
Stahl gegen Oxidation und bzw. oder Abkühlung zu schützen. Die herkömmliche Methode zur Verhinderung der Oxidation und
Abkühlung besteht darin, auf die Oberfläche des geschmolzenen Stahls während des Gießens, d.h. auf die Oberfläche des innerhalb
der Kokille aufsteigenden geschmolzenen Stahls einen Zusatz zur Verbesserung des Gießvorganges aufzubringen und auf
der Oberfläche schwimmen zu lassen.
Beim herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Stahlblöcken sind also zwei Verfahrensschritte erforderlich, nämlich der
Zusatz des Mittels zur Verbesserung des Gießvorganges und zur Verbesserung der Blockoberfläche auf die Oberfläche des geschmolzenen
Stahls während des Gießens sowie die Zugabe von Lunkerpulver auf die Oberfläche der Schmelze unmittelbar nach
Beendigung des Gusses. Obwohl die Oberfläche des geschmolzenen Stahls während des Gießens mit dem Mittel zur Verbesserung
des Gießvorganges bedeckt ist, um die Bildung von Oxiden und
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einer rauhen Oberfläche zu verhindern, reicht die wärmeisolierende
Wirkung dieses Mittels nicht aus, um die Abkühlung des innerhalb der Kokille aufsteigenden Stahls nennenswert
zu verzögern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Stufe des Zusatzes
von Lunkerpulver auf die Oberfläche des Blockkopfes unmittelbar nach Beendigung des Gusses zu vermeiden und trotzdem
die Beschaffenheit der Blockoberfläche zu verbessern und die Lunkerbildung im Block zu vermeiden. Eine weitere Aufgabe
der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Gießen von Stählblöcken, insbesondere aus beruhigtem Stahl,
nach dem steigenden Guß oder Gespannguß zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Gießen
von Stahlblöcken, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man
(a) auf der Oberfläche von in einer Kokille aufsteigendem Stahl eine Formmasse schwimmen läßt, die aus einer
leicht schmelzbaren und einer schwierig schmelzbaren, wärmeisolierend wirkenden Schicht besteht, wobei die
leicht schmelzbare Schicht durch die Wärme der Stahlschmelze kontinuierlich geschmolzen wird,
(b) allmählich und .gleichmäßig die Schmelze der leicht
schmelzbaren Schicht in den Zwischenraum zwischen der
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Kokillenwand und dem in der Kokille aufsteigenden Stahl einspeist und einen dünnen Film bildet,
(c) geschmolzenen Stahl in die Kokille eingießt, so daß
der größte Teil der leicht schmelzbaren Schicht gegen Ende des Gießens verschwunden ist und
(d) die Oberfläche des geschmolzenen Stahls nach Beendigung des Gießens mittels der schwierig schmelzbaren Schicht
wärmeisoliert und länger warmhält und hierdurch die Lunkerbildung verhindert.
Durch Verwendung der leicht schmelzbaren Schicht wird die Blockoberfläche
verbessert, während durch die Verwendung der schwierig schmelzbaren Schicht eine wärmeisolierende Wirkung im Blockkopf
erreicht wird.
Die Schicht der Formmasse, die geschmolzen werden kann, hat eine ähnliche Wirkung, wie die der herkömmlichen Mittel zur
Verbesserung des Gießvorganges auf die Blockoberfläche. Diese Schicht wird durch die Wärme des geschmolzenen Stahls in der
Kokille kontinuierlich und allmählich geschmolzen. Diese geschmolzene Schicht bedeckt die Oberfläche des geschmolzenen
Stahls und verhindert hierdurch den Zutritt der Atmosphäre und die Oxidation. Sie tritt auch in den Zwischenraum zwischen
der Kokillenwand und dem innerhalb der Kokille aufsteigenden Stahl und wirkt hier als Schmiermittel, wodurch das Aufsteigen
des geschmolzenen Stahls leichter erfolgt und sich ein
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dünner Film der Schmelze auf dem geschmolzenen Stahl bildet. Weiterhin dient diese geschmolzene Schicht dazu, nichtmetallische
Bestandteile im geschmolzenen Stahl zu eliminieren, und hierdurch die Reinheit des geschmolzenen Stahls zu erhöhen.
Wenn eine zu große Menge der Schmelze dieser Schicht auf dem geschmolzenen Stahl in der Kokille nach Beendigung des Gusses
verbleibt, nimmt die wärmeisolierende Wirkung der schwierig schmelzbaren Schicht im Blockkopf' ab. Diese Schmelze soll daher
durch den Eintritt in den Zwischenraum zwischen der Kokillenwand und dem aufsteigenden Stahl vor Beendigung des
Gusses im wesentlichen verbraucht sein. Als Bestandteile der Schicht, die geschmolzen werden kann, können alle Stoffe verwendet
werden, die als herkömmliche Mittel zur Verbesserung des Gießvorganges und der Blockoberfläche dienen.
Die schwierig zu schmelzende Schicht der Formmasse bewirkt eine Wärmeisolierung des geschmolzenen Stahls und verhindert
das Auftreten von Lunkern im Stahlblock unmittelbar nach Beendigung des Gießens, wenn die schmelzbare Schicht verschwunden
ist. Die schwierig zu schmelzende Schicht dient auch dazu, die Wärme auf der Oberfläche des geschmolzenen Stahls zurückzuhalten,
um einen Temperaturabfall im geschmolzenen Stahl zu verhindern, während der geschmolzene Stahl in der Kokille
aufsteigt. Als eine Komponente der schwierig schmelzbaren Schicht kann herkömmliches Lunkerpulver für den Blockkopf
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verwendet werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform zur Herstellung von Stahlblöcken nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nachstehend anhand der
Zeichnungen erläutert.
Figur 1 erläutert das Gespanngußverfahren von Stahl. Geschmolzener
Stahl (5) wird in eine Kokille (1) durch einen Kanal (21)
in das Gießbett (2) eingespeist. Die Kokille (1) ist an der Innenoberfläche ihres oberen Teils mit wärmeisolierenden Platten
ausgekleidet. Eine Formmasse (4), die aus einer schmelzbaren Schicht (4T*) und einer schwierig schmelzbaren Schicht (4")
besteht^ schwimmt auf der Oberfläche des geschmolzenen Stahls (5) während des Gusses. Die Schicht (4') wird kontinuierlich
und allmählich durch die Wärme des geschmolzenen Stahls (5) geschmolzen. Es bildet sich eine Schmelze (6) der Schicht. (4').
Diese Schmelze (6) bedeckt die Oberfläche des geschmolzenen Stahls (5) und verhindert den Zutritt von Luft und damit eine
Oxidation der Stahloberfläche. Die Schmelze (6) tritt auch in den Zwischenraum zwischen der Wand der Kokille (1) und dem geschmolzenen
Stahl (5), der innerhalb der Kokille (1) aufsteigt. Hierdurch wird das Aufsteigen des geschmolzenen Stahls
(5) erleichtert. Die schwierig schmelzbare Schicht (4") verhindert
die Wärmeabstrahlung der Oberfläche des geschmolzenen Stahls (5), der in der Kokille aufsteigt.
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In Figur 2 ist der Zustand nach Beendigung des Gusses in der Kokille erläutert. Die Oberfläche des geschmolzenen Stahls (5)
ist durch die schwierig schmelzbare Schicht (4") wärmeisolierend bedeckt. Die schmelzbare Schicht ist zum größten
Teil in dem Zwischenraum zwischen der Wand der Kokille (1) und dem geschmolzenen Stahl (5) unter Bildung eines dünnen
Films (6*) verteilt. Der Rest (6) der geschmolzenen Schicht
verbleibt auf der Oberfläche des geschmolzenen Stahls (5). Die schwierig schmelzbare Schicht (4") zusammen mit den wärmeisolierenden
Platten (5) verhindert das Auftreten von Lunkern
im Stahlblock. ·>
Das Beispiel erläutert das erfindungsgemaße Verfahren.
(1) Eine Masse, die als schmelzbare Schicht verwendet werden kann, wird aus folgenden Bestandteilen hergestellt:
Plugasche Portland Calciumfluorid Graphit Natriumc arbonat
Cellulosefasern (Papierfasern) Phenol-Formaldehydharz
40 Gewichtsprozent
20 Gewichtsprozent 20 Gewichtsprozent 5 Gewichtsprozent 5 Gewichtsprozent
5 Gewichtsprozent 5 Gewichtsprozent
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(2) Die schwierig schmelzbare Schicht besteht aus einer wärmeliefernden
Schicht und einer wärmeisolierenden Schicht. Diese beiden Schichten werden aus folgenden Bestandteilen
hergestellt:
(a) Wärmeliefernde Schicht Aluminium
Eisenoxid (Pe3O ) Aluminiumasche Asbest
Eisenoxid (Pe3O ) Aluminiumasche Asbest
Cellulosefasern (Papierfasern) Holzkohle
Kryolit
Phenol-Formaldehydharz 8 Gewichtsprozent l6 Gewichtsprozent 50 Gewichtsprozent
Kryolit
Phenol-Formaldehydharz 8 Gewichtsprozent l6 Gewichtsprozent 50 Gewichtsprozent
6 Gewichtsprozent 5 Gewichtsprozent 5 Gewichtsprozent 5 Gewichtsprozent
7 Gewichtsprozent
(b) Warmeisolierende Schicht Quarzsand
Diatomenerde
Diatomenerde
mit Saure behandelter, wärmeexpandierbarer
Graphit Cellulosefasern (Papierfasern) Phenol-Formaldehydharz
Wasserglas
50 Gewichtsprozent 24 Gewichtsprozent
10 Gewichtsprozent 10 Gewichtsprozent 5 Gewichtsprozent 1 Gewichtsprozent
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Die vorstehend angegebenen Gemische werden mit Wasser zu Aufschi ärnmungen angerührt. Zunächst, wird die Aufschlämmung des
Gemisches (1) in eine Kokille eingefüllt, die mit einem Drahtnetz ausgerüstet is't, und unter vermindertem Druck entwässert.
Sodann wird die' Aufschlämmung des Gemisches (2a) auf die entwässerte
Formmasse in der Kokille gegossen und ebenfalls unter vermindertem Druck entwässert. Hierauf wird die Aufschlämmung
des Gemisches (2b) auf die Formmasse gegossen und das Wasser abgetrennt. Es wird eine grüne, entwässerte Formmasse aus einer
Schicht des Gemisches von (1), einer Schicht des Gemisches (2a) und einer Schicht des Gemisches (2b) erhalten.
' Die aus den drei Schichten bestehende grüne, entwässerte Formmasse
wird getrocknet und bei einer Temperatur von etwa 120 C verfestigt. Die Formmasse hat die Gestalt einer runden Scheibe
mit einem Durchmesser von 500 mm und einer Dicke von 35 mm.
Die Dicke der schmelzbaren Schicht beträgt 10 mm. Die schwierig schmelzbare Schicht hat eine Gesamtdicke von 25 mm, wobei
die wärmeliefernde Schicht 10 mm dick und die wärmeisolierende Schicht 15 mm dick ist.
Diese Formmasse mit der schmelzbaren Schicht auf ihrer Unterseite liegt auf der Spannplatte der Kokille. Die Kokille ist
in Höhe des Blockkopfes mit wärmeisolierenden Platten ausgekleidet. Sodann wird Stahl in die Kokille ansteigend gegossen.
Bei diesem Verfahren zur Herstellung von Stahlblöcken ent-
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fällt die Stufe des Zusatzes von Lunkerpulver für den Blockkopf nach Beendigung des Gusses, was das Gießverfahren wesentlich
vereinfachti . ·
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Claims (1)
- PatentanspruchVerfahren zum Gießen von Stahlblöcken, dadurch gekennzeichnet, daß man(a) auf der Oberfläche von in einer Kokille aufsteigendem Stahl eine Formmasse schwimmen läßt, die aus einer leicht schmelzbaren und einer schwierig schmelzbaren, wärmeisolierend wirkenden Schicht besteht, wobei die leicht schmelzbare Schicht durch die Wärme der Stahlschmelze kontinuierlich geschmolzen wird,(b) allmählich und gleichmäßig die Schmelze der leicht schmelzba'ren Schicht in den Zwischenraum zwischen der Kokillenwand und dem in der Kokille aufsteigenden Stahl einspeist und einen dünnen Film bildet, -(c) geschmolzenen Stahl in die Kokille eingießt, so daß der größte Teil der leicht schmelzbaren Schicht gegen Ende des Gießens verschwunden ist und(d) die Oberfläche des geschmolzenen Stahls nach Beendigung des Gießens mittels der schwierig schmelzbaren Schicht wärmeisoliert und länger warmhält und hierdurch die Lunkerbildung verhindert.409885/103Leerseite
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