DE2635253A1 - Zusammengesetzte giessformen fuer metallguss - Google Patents

Description

PATENTANWALT DR, HANS-GUNTHER EGGERT₁ DIPLOMCHEMIKER

5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90

Köln, den 29. Juli 1976 Nr. 144

FOSECO INTERNATIONAL LIMITED, 285 Long Acre, Nechells, Birmingham B7 5 JR, England

Zusammengesetzte Gießformen für Metallguß

Die Erfindung betrifft zusammengesetzte Gießformen für den Metallguß. Es ist bekannt, geschmolzenes Metall zu Gußblöcken, Brammen oder Barren zu gießen, bevor es beispielsweise durch Walzen weiterverarbeitet wird. Wenn für solchen Guß eine einfache Gußform verwendet wird, neigt das Metall am Kopfende der Form dazu, zuerst zu erstarren und wegen des Schrumpfens des geschmolzenen Metalls beim Erstarren erscheinen im Körper des gegossenen Metalls Risse, Spalten und Hohlräume. Um solche Fehler zu vermeiden, ist es üblich, den Wärmeverlust des geschmolzenen Metalls am Kopfende der Gießform unmittelbar nach dem Gießen zu vermindern, so daß dieses sogenannte Kopfmetall als Vorrat an geschmolzenem Metall dient, das mit fortschreitendem Erstarren nach unten fließt, um das Schrumpfen auszugleichen. Das Kopfmetall kann in geschmolzenem Zustand gehalten werden, indem man es entweder einfach mit einer Auskleidung aus thermisch isolierendem Material umgibt oder indem man ihm Hitze zufügt, z.B. indem man es mit einer Auskleidung umgibt, die ganz oder teilweise aus einem Material besteht, das nach dem Kontakt mit dem geschmolzenen Metall positiv exotherm verbrennt und so dem Kopfmetall Wärme zuführt.

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Solche im allgemeinen mit "Wärmehauben" bezeichneten Vorrichtungen sind beim Gießen von Stahlgußblöcken weit verbreitet, aber entsprechende Techniken zum Gießen von Gußblöcken aus anderen Metallen und Legierungen, sowohl eisenhaltigen als auch nichteisenhaltigen, sind bekannt und werden angewandt.

Um eine sogenannte Kopf-Wärmeauskleidung zur Verwendung beim Gießen, wie vorstehend beschrieben, herzustellen, ist es allgemein üblich, mehrere im allgemeinen rechteckige Platten zu nehmen und sie am Kopf der Gußkokille im allgemeinen durch Nageln, Festkeilen, Klammern oder ähnliches zu befestigen. Solche Techniken sind im Falle von großen Gußkokillen, wie sie beispielsweise in Stahlwerken verwendet werden, leicht anzuwenden, sehr schwierig jedoch bei Buchformen zu gebrauchen.

Buchformen werden zum Gießen von verhältnismäßig kleinen Brammen und Barren verwendet. Sie werden hauptsächlich in der Nicheisenindustrie, z.B. zum Gießen von Münzlegierungen und Edelmetallbarren, verwendet, obwohl ihre Verwendung natürlich nicht so eingeschränkt ist und sie tatsächlich auch zum Gießen von Eisen- als auch von Nichteisenmetall- und-legierungen verwendet werden können. Buchformen bestehen aus zwei Formhälften von im allgemeinen gleicher Größe, die an einer Kante drehbar angelenkt sind und die durch geeignete Befestigungsmittel zusammengehalten werden können, um zwischen sich einen nach oben offenen Gieß-Hohlraum zu bilden. Die Gelenkkante zwischen den beiden Hälften kann horizontal oder vertikal verlaufen und die Gußfarm zusätzliche Kühlvorrichtungen, wie z.B. einen wassergekühlten Mantel, aufweisen. Die Gießformen haben die allgemeine Form eines rechtwinkligen Parallelepipedon und die Proportionen eines Buchs und dementsprechend endet der nach oben offene Hohlraum in einer

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rechteckigen Öffnung, deren Länge einige male größer ist als ihre Weite, z.B. mehr als 6 mal so groß. Wenn man versucht, den Kopf einer Buchform, d.h. die Wände der langen rechteckigen Aushöhlung, mit Platten von Blockkopf auskleidungsmaterial auszukleiden, indem man diese Platten auf bekannte Weise an ihrem Ort verkeilt, besteht für die Platten entlang den langen Wänden des rechteckigen Hohlraums die Neigung, sich von den Wänden abzubiegen. Wenn die Buchform mit geschmolzenem Metall gefüllt ist, kann das Metall dann hinter die Platten treten, was die gewünschte Wärmeisolierung oder die exothermen Wirkungen in starkem Maße unterbricht und zusätzlich zum Einschluß von Rückständen der Wärmeauskleidungsplatte in dem gegossenen Kopfmetall führt. Dies ist unerwünscht.

Gegenstand der Erfindung ist eine zusammengesetzte Gießform für den Metallguß, die eine Buchform darstellt, wobei die oberen Teile der Wände des nach oben offenen Hohlraums mit einem Auskleidungsmaterial für Wärmehauben ausgekleidet sind und wobei sich über die Breite des Hohlraums eine oder mehrere Brücken aus Auskleidungsmaterial für Wärmehauben erstrecken, die das Auskleidungsmaterial entlang den langen Wänden des Hohlraums in Kontakt mit den langen Wänden halten.

Die Wärmehauben-Auskleidung und die Brücken können aus· einem feuerfesten wärmeisolierenden Material bekannter Art oder aus einem exotherm reagierenden Material -sein. Bevorzugte Materialien sind die aus gebundenen, hochwärmefesten Fasern gebildeten, beispielsweise Aluminosilikatfasern, die mit synthetischem Harz, mit Alkalisilikat oder kolloidalen Oxid-Hydrosolbindern gebunden sind. Die gesamte Wärmeauskleidung einschließlich der Teile, die die Wände bedecken und der Brückenteile, kann entweder durchgängig

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aus einem einzelnen Material oder aus verschiedenen Materialien ,hergestellt sein und in einem Stück oder in einer Anzahl von Teilstücken geformt werden, die zusammengesetzt werden. Wenn die Auskleidung und die Brücken aus mehreren Teilen geformt sind, können diese durch einfache Stoßverbindungen oder durch andere Verbindungen wie z.B. Zapfenverbindung, Nut- und Federfugen oder Schwalbenschwanzverbindungen verbunden-werden. Wenn die Wärmehaube aus mehreren Auskleidungsplatten hergestellt wird, können diese jeweils entweder homogen sein oder selbst aus Mehr s chi chtenmaterialien bestehen.

Die genaue Anordnung der Wärmehaubenauskleidung und der Brücken kann je nach der einzelnen Buchform stark variabel sein. Die Auskleidung der Wände erstreckt sich gewöhnlich vom Kopfende der Buchform eine kurze Strecke nach unten; die Auskleidung kann sich jedoch ein kleines Stück oberhalb des Kopfendes der Buchformwände erstrecken und beispielsweise aus mehreren Platten bestehen, von denen jede einen umgezogenen Bord aufweist, der auf dem oberen Ende der Form aufliegen kann und so die Auskleidung in einer vorbestimmten Höhe zum Kopf der Buchform anordnet. Eine einstückige Ausführung der Wandauskleidung und Brücken kann ebenfalls einen äußeren umgezogenen Bord oder eine Schulter für dieselben Zwecke aufweisen.

Um ein leichtes Einpassen der Auskleidung und der Brücken in den Kopf des Hohlraums der Form zu ermöglichen, sollten die Materialien, aus denen sie hergestellt sind, vorzugsweise eine gewisse Komprimierbarkeit und Elastizität aufweisen. Die oben genannten gebundenen Massen aus hitzebeständigen Fasern haben im allgemeinen solche Eigenschaften.

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Die erfindungsgemäß zusammengesetzte Gießform weist am Kopf der Form mehrere Gießöffnungen auf; durch eine von ihnen kann das geschmolzene Metall beim Gießen eingefüllt werden. Die am meisten bevorzugte Anordnung enthält zwei Brücken, die ungefähr·in 1/3 und 2/3 der Länge der längeren Wände angeordnet ist und so drei Gießöffnungen bildet.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der folgenden Figuren verdeutlicht:

Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen zusammengesetzten Gießform; Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Wärmehaubenauskleidung zur Verwendung gemäß der Erfindung und Figur 3 ist eine Darstellung eines Satzes von Platten aus wärmeisolierendem Auskleidungsmaterial zur Verwendung in der erfindungsgemäßen zusammengesetzten Gießform in auseinandergezogener Anordnung.

Gemäß Figur 1 besteht die Buchform aus zwei Formhälften 1, die durch Gelenke 3 entlang einer Seite drehbar angelenkt sind und an der anderen Seite mit Hilfe von zwei Schließen miteinander befestigt werden können.

Am oberen Ende des Hohlraums der Form ist eine Wärmeauskleidung angebracht, die aus zwei Endplatten 6, zwei Seitenplatten 8 und zwei Brückenplatten 7 besteht. Jede der Platten 6, 7 und 8 sind aus hitzebeständigem wärmeisolierendem Material hergestellt und weisen e.ine solche Größe auf, daß sie nach dem Einsetzen in den Hohlraum der Form, wie in Figur 1 abgebildet, unter Druck gehalten werden.

Die Wärmehauben-Auskleidungseinheit gemäß Figur 2 ist einstückig gebildet und enthält vier äußere Wände 9 und zwei innere Brückenwände Io. Verfahren zur Herstellung von

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Auskleidungseinheiten dieser Art sind gut bekannt. Diese bestehen z.B. darin, daß man durch Handstampfung oder Rüttelpreßformung eine geeignete wärmeisolierende Masse in den Hohlraum einer hölzernen oder Kunststofform geeigneter Ausbildung einbringt, die Masse zu einer selbsttragenden Form aushärten läßt und dann das Formteil aus der Form entfernt und es trocknen oder endaushärten läßt. Die in Figur 2 abgebildeten äußeren Wände 9 weisen nicht ganz bis auf den Boden der Buchform die volle gezeigte Dicke auf. Sie bestehen vielmehr aus einem dickeren oberen Teil und einem dünneren unteren Teil 11. Nur der untere Teil paßt in den Kopf des Hohlraums der Form.

Figur 3 zeigt in ausexnandergezogener Anordnung zwei längliche Seitenplatten 12, zwei Endplatten 13 und zwei Platten für eine zusammengesetzte Wärmehaube, die in einer erfindungsgemäßen Buchform verwendet werden kann. Die Vorsprünge in den Platten 13 und Brücken'14 passen in die Öffnungen der Platten 12.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen zusammengesetzten Gießformen kann die zufriedenstellende Verwendung von Wärmehaubenauskleidungen in Buchformen ermöglichen, die zu einer erhöhten Ausbeute an Nutzmittel führen. Bei Vergleichsversuchen unter Verwendung von Buchformen mit Hohlräumen der inneren Abmessung 17ο χ 32 χ 4 cm wurden in jedem Fall 19o kg geschmolzene Münzlegierung gegossen. Nach dem Erstarren, Strippen des erstarrten Metalls aus der Form und Entfernen des unbrauchbaren Metalls durch Abschöpfen, wurde die Länge der erhaltenen Bramme gemessen. In drei Güssen ohne eine Wärmehaube betrugen die brauchbaren Längen der erhaltenen Brammen 129,5 13o,5 und 127,5 cm, was eine durchschnittliche brauchbare Länge von 129 cm ergibt.-Nach Einsatz einer Wärmehaubenauskleidung wie in Figur 1, wobei die

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Platten 15 cm vom Formkopf in den Hohlraum hineinragten, wurden unter sonst völlig gleichen Bedingungen brauchbare Längen von drei Gußbrammen von 151,o, 15o,6 und 152,ο cm erhalten, was einer durchschnittlichen brauchbaren Länge von 151,2 cm entspricht. Dies bedeutet eine mehr als
17 %-ige Erhöhung der Menge an nutzbarem Metall.

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Claims (8)

1. Patentansprüche

   !..'Zusammengesetzte Gießform für Metallguß aus einer Buchform, deren obere Teile der Wände des nach oben offenen Hohlraums mit Wärmehaube-Auskleidungsmaterial ausgekleidet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich über die Breite des Hohlraums eine oder mehrere Brücken aus Wärmehaube-Auskleidungsmaterial erstrecken, die das Wärmeauskleidungsmaterial entlang den längeren Wänden des Hohlraums in Kontakt mit den längeren Wänden halten.
2. 2. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material für die Wärmehaubeauskleidung ein feuerfestes wärmeisolierendes Material ist.
3. 3. Gießform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmehaube-Auskleidungsmaterial eine gebundene feuerfeste faserige Masse ist.
4. 4. Gießform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material für die Wärmehaube eine Alurninosilikat-Faser ist, die mit synthetischem Harz, einem Alkalisilikat oder einem kolloidalen Oxid-Hydrosol gebunden ist.
5. 5. Gießform nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmehaubenauskleidung und die Brücken einstückig gebildet sind.
6. 6. Gießform nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Auskleidungsmaterial entlang den Wänden des Hohlraums einen umgezogenen Bord aufweist, der auf dem oberen Ende der Buchform ruht.

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7. 7. Ein Satz von Wärmehauben-Auskleidungsmaterial und Brücken, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Verwendung in einer zusamniengesetzten Gießform nach Anspruch 1 bis 6 dimensioniert und geeignet sind.
8. 8. Verfahren zum Gießen von Metall, wobei man geschmolzenes Metall durch Fallendguß in eine Gießform gießt und es in der Form erstarren läßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Form eine zusammengesetzte Gießform nach den Ansprüchen 1 bis 6 ist.

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