DE2449146C2 - Blockkopfauskleidungsplatte für den oberen Teil von Kokillen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Blockkopfauskleidungsplatte für den oberen Teil von Kokillen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der US-PS 36 42 056 ist das Gießformen von Blöcken in Sandformen beschrieben. Beim Gießen von geschmolzenem Metall zur Herstellung von Blöcken wird die Metallschmelze in eine Blockkokille gegossen, die von unten gefüllt wird, wobei die Schmelze hochsteigt Dies kann geschehen, indem die Schmelze entweder direkt in die Kokille gegossen wird, wodurch der Anfangsstrom der Metallschmelze auf dem Boden der Kokille auftrifft oder indem mit steigendem Guß gearbeitet wird, wobei der Strom der Schmelze aus einem Eingußrohr in die Blockkokille durch eine Öffnung in ihrem Boden geleitet wird. Wenn die Kokille genügend gefüllt ist, wird das Gießen der Metallschmelze unterbrochen. Anschließend wird der erstarrte Block aus der Kokille abgestreift und der weiteren Verarbeitung zugeführt Während des Abgießens von Metallblöcken ist es jedoch allgemein üblich, eine Warmhaube zu verwenden, die an der Blockkokille oder auf der Blockkokille angebracht wird, um »Speisemetall« oder »Kopfmetall« aufzunehmen und es im geschmolzenen Zustand zu halten, während das Metall in der Kokille erstarrt. Das Metall in der Warmhaube oder im Steiger befindet sich über dem Metall in der Blockkokille und in Berührung damit, so daß während des Erstarrens des Metalls in der Kokille und des hierbei stattfindenden Schrumpfens der Steiger den Körper des Blocks nach unten mit flüssigem Metall speist und hierbei die Bildung von Lunkern oder Schwindungshohlräumen im Körper des Blocks verhindert

Um die weitere Verarbeitung des gegossenen Blocks zu erleichtern und Verluste durch das notwendige Abschneiden oder Schöpfen bei den anschließenden eo Bearbeitungsverfahren so gering wie möglich zu halten, ist es wichtig, daß die Oberfläche der gegossenen Blöcke so sauber und rißfrei wie möglich ist. Bisher waren viele Bemühungen darauf gerichtet, das Problem der Gewährleistung einer guten Oberflächenbeschaffenheit von erstarrten Blöcken zu lösen. Es ist allgemein anerkannt, daß die Oberflächenbeschaffenheit stark verbessert werden kann, wenn während des Abgießens eine Menge eines flüssigen Flußmittels auf die Oberfläche der Metallschmelze aufgebracht wird. Wahrend die Oberfläche der Metallschmelze in der Kokille hochsteigt, wird ein Teil dieses Flußmittels zwischen der Kokillenwand und dem steigenden Meniskus der Metallschmelze eingeschlossen, wodurch dem Metall eine saubere Oberfläche verliehen wird, wenn es erstarrt Von der Anmelderin wurde festgestellt, daß diese Methode zwar wesentliche Vorteile aufweist, jedoch in ihrer Anwendung begrenzt ist, da sie nur brauchbar ist, wenn die Blöcke mit steigendem Guß abgegossen werden, da anderenfalls die Turbulenz des Gießstroms der Metallschmelze die Anwesenheit von nichtmetallischen Einschlüssen im gegossenen Block verursacht

Aus DE-GM 18 77 593 ist eine Vorrichtung zum Schutz der Oberfläche des Gußblocks beim Gießen von Stahlblöcken bekannt mit einem den Abmessungen der Kokille angepaßten Preßkörper, der aus Flugasche oder Schlacke besteht Dieser Preßkörper schmilzt bei direktem Kontakt mit der Metallschmelze, wobei er gegebenenfalls zu einer Verbesserung der Oberflächeneigenschaften der Metallschmelze beitragen kann, jedoch die Wärmeisoliereigensch^ft dabei verliert Die bei einer Ausführungsform zusätzlich vorgesehenen exothermen Massen verstärken das Abschmelzen.

Ferner ist die Oberflächenbeschaffenheit häufig in vielen Fällen unbefriedigend, in denen eine Steigerauskleidung aus feuerfestem oder extohermem Material in den oberen Bereichen der Blockkokille verwendet wird. Es hat sich gezeigt, daß die Oberflächenbeschaffenheit des Kopfmetalls häufig durc;. die Anwesenheit einer solchen Auskleidung des Steigers oder der Warmhaube beeinträchtigt wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Blockkopfauskleidungsplatte aus feuerfesten Materialien zur Verfugung zu stellen, die günstige Wärmeisolierungseigenschaften aufweist und durch die die Qualität des Kopfmetalls, das sich in einer Warmhaube oder einem Steiger über dem Metall in der Blockkokille befindet so verbessert wird, daß die Verluste beim Weiterverarbeiten des erstarrten Blocks, der dieses Metall beim Abkühlen noch aufnimmt, so gering wie möglich sind

Diese Aufgabe wird bei einer Blockkopfplatte der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst

In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen beschrieben.

Es wurde gefunden, daß die Güte Jer Oberfläche des Metalls des Blocks wesentlich verbessert werden kann, <«'enn die mit der Metallschmelze in Berührung kommende Oberfläche der Auskleidung der Warmhaube oder des Steigers mit einem Flußmittel, das einen niedrigeren Schmelzpunkt als das in die Kokille zu gießende flüssige Metall hat, beschichtet wird. Das Flußmittel besteht vorzugsweise aus einem größeren Anteil der im Handel erhältlichen Materialien, die als »Flugasche« und »aufgeschwommene Flugasche« bekannt sind. Flugasche ist ein Nebenprodukt der Verbrennung von kohlenstoffhaltigem Brennstoff, und die aufgeschwommene Flugasche wird als Produkt erhalten, das von der Oberfläche von Teichen, in denen man Kesselaschenrückstände absetzen läßt, abgeschöpft wird.

Experimentell wurde von der Anmeldering gefunden, daß eine Blockkopfauskleidungsplatte, die mit einem Flußmittel beschichtet ist, die Wärmeisoliereieenschaf-

ten nicht wesentlich beeinträchtigt und die Speisung des Körpers des Blocks mit flüssigem Metall als Ausgleich fOr die Sehwindung beim Erstarren ohne Schwierigkeit aufrechterhalten werden kann. Es wurde jedoch gefunden, daß durch Auftrag selbst einer verhältnismäßig dünnen Flußmittelschicht auf die mit der Metallschmelze in Berührung kommende Oberfläche eine stark verbesserte Oberflächenbeschaffenheit des Metajls erhalten wird, so daß die Ausbeute an einwandfreiem brauchbaren Metall im eigentlichen Gußblock erhöht wird.

Das Kokillenflußmittel sollte ausschließlich oder vorwiegend aus einem Flußmittel bestehen, das einen niedrigeren Schmelzpunkt als das in die Kokille zu gießende flüssige Metall hat Beispielsweise können beim Abgießen von Stahlblöcken Flußmittel mit Schmelzpunkten im Bereich von 950 bis 1350⁰C zum Beschichten verwendet werden.

Die Schicht kann in beliebiger passender Weise aufgebracht werden und kann ein übliches Bindemittel enthalten, um z?i gewährleisten, daß die Schicht zusammenhängend bleibt und fest an der Auskieidungsplatte haftet

Die Schicht kann sich über die gesamte Platte oder nur einen Teil der Platte erstrecken und eine Dicke von beispielsweise 1 bis 4 mm haben. Beim Abgießen schmilzt der Überzug unter Bildung einer Flußmittelschicht, die die Oberflächenbeschaffenheit stark verbessert und die Ausbeute an einwandfreiem, brauchbarem Metall aus dem Block erhöht Die Verwendung von Materialien, die während des Abgießens mit dem Material der AuskLldungsplatte eine Schlacke bilden würden, ist natürlich zu vermeiden.

Neben den vorstehend genannten Materialien kann das Flußmittel auch beispielsweise aus Einern Gemisch von Silikaten, Carbonaten oder Halogeniden von Erdalkali- und Alkalimetallen bestehen oder darauf basieren. Bevorzugt als Material für die Kokillenflußmittel wird Flugasche, die als solche verwendet werden kann. Die Schicht kann auf die Teile, die die Blockkopfauskjeidung bilden, vor dem Einsetzen in den Kopf der Blockkokille oder gegebenenfalls auch nachträglich aufgebracht werden.

Die erfindungsgemäße Blockkopfauskleidungsplatte oder mehrere Platten werden am Kopf der Blockkokille angeordnet und danach erfolgt das Abgießen von Blöcken durch Gießen einer Metallschmelze in die Kokille und Erstarrenlassen.

Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiter erläutert

Beispiel
Ein Flußmittel, das auf Trockenbasis aus

80% Flugasche,
t3% Alkalimetallcarbonat und
7% anorganischem Bindemittel

bestand, wurde mit einer solchen Wassermenge gemischt, daß ein dicker Brei erhalten wurde, der mit der Kelle in einer Dicke von 2 mm auf die mit der Metallschmelze in Berührung kommenden Flächen von 4 als Blockkopfauskleidung bestimmten Sätzen von je 4 Platten und 4 Eckkeilen aufgebracht wurde. Vor der Verwendung in der Blockkokille wurden die Plattensätze etwa 2 Stunden bei 105° C getrocknet

Der Plattensatz für die Blockkopfauskleidung wurde dann in eine Blockkokille eingesetzt, mit der ein Block abgegossen wurde. Nach dem Erstarren hatte der Block einen klassischen Gießkopf mit flacher Oberseite und Seiten, deren Oberfläche im wesentlichen fehlerfrei war. Im Vergleich zu 4 Blöcken, die unter Verwendung unbeschichteter Blockkopfauskleidungen abgegossen worden waren, ermöglichten die beschichteten Platten gemäß der Erfindung eine um 30 bis 50% bessere Oberflächenbeschaffenheit und eine um 30 bis 50% geringere Zah'. von Oberflächenfehlern (bezogen auf gezählte Einschlüsse).

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1, Blockkopfauskleidungsplatte für den oberen Teil von Kokillen, bestehend aus einer feuerfesten Platte, die an ihrer mit der Metallschmelze in Berührung kommenden Innenfläche eine Beschichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung ein Kokillenflußmittel ist

   Z Blockkopfauskleidungsplaite nach Anspruch 1, jo dadurch gekennzeichnet, daß die Flußmittelschicht einen Schmelzpunkt von 950 bis 1350° C hat

   3. Blockkopfauskleidungsplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Flugasche, aufgeschwommener Flugasche, einem Silikat, Carbonat oder Halogenid eines Alkali- oder Erdalkalimetalls oder aus einem Gemisch von zwei oder mehreren dieser Stoffe besteht

   4. Blockkopfauskleidungsplatte nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Schicht eine Dicke von 1 bis 4 mm hat