DE3101718C2 - "Verfahren und Vorrichtung zum Blockgießen" - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Blockgießen. Das Problem ist die Ermöglichung einer Drehung der Kokille auch beim steigenden Guß. Als Lösung wird eine im wesentlichen zylindrische Kokille auf eine Bodenplatte aufgestellt und ein vertikales Eingußrohr wird mit einem Eingußkanal in der Bodenplatte verbunden, wonach Metallschmelze durch das Eingußrohr und den Eingußkanal steigend in die Kokille eingegossen wird. Dabei wird die Metallschmelze unter Drehung der Kokille, der Bodenplatte und des Eingußrohres im wesentlichen um die vertikale Achse der Kokille in dieselbe eingegossen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Blockgießen, wonach eine im wesentlichen zylindrische Kokille auf eine Bodenplatte aufgestellt wird und ein vertikales Eingußrohr mit einem Eingußkanal in der Bodenplatte verbunden wird, wonach ferner Metallschmelze durch das Eingußrohr und den Eingußkanal steigend in die Kokille eingegossen wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Blockgießvorrichtung.

Die Erfindung ist insbesondere auf die Herstellung zylindrischer Blöcke ausgerichtet.

Zum Gießen von Metallen sind die beiden Verfahren des fallenden Gusses und des steigenden Gusses bekannt
Der fallende Guß ist seit langen Zeiten in Gebrauch.

Ein Nachteil des fallenden Gusses liegt darin, daß die Metallschmelze mit hoher Geschwindigkeit aus der Gießpfanne ausströmt, da innerhalb der Gießpfanne ein hoher statischer Druck vorhanden ist Beim Eingießen in eine Form trifft das Metall heftig auf die Bodenpijtte am

ίο Fußteil der Form auf, so daß sich Stahlspritzer bilden. Ein Teil der Spritzer haftet auf den Innenwandungen der Form an, so daß sich eine Qualitätsverschlechterung der Oberfläche des jeweiligen Blockes ergibt Ein anderer Teil prallt an den Innenwandungen ab und fällt

is h die Metallschmelze zurück, die sich in der Form angesammelt hat Die zurückfallenden Spritzer werden in der Atmosphäre oxidiert, so daß sich an der Oberfläche der Spritzer Eisenoxid bildet Der in der Metallschmelze vorhandene Kohlenstoff reagiert mit dem Eisenoxid, so daß sich Gase bilden, die ihrerseits Gaseinschlüsse oder Lunker bilden.

Damit die Metallschmelze heiß bleibt wird in die Form ein Wärmehaltemittel eingegeben. Solche Zusätze werden oft in den Gießstrahl eingegeben und führen zu Schlackeneinschlüssen und ähnlichen Fehlern. Deshalb sind Bodenplatten, Kokillen und andere Einrichtungen mit Spritzer verhindernden Eigenschaften in Gebrauch. Diese Anordnungen sind jedoch nicht in vollem Umfang befriedigend,

Der steigende Guß kommt immer mehr in Gebrauch, da dadurch die Nachteile des fallenden Gusses vermieden werden. Beim steigenden Guß wird die Strömungsenergie des Gießstrahls durch den Widerstand des Eingießrohres und des Eingießkanals herabge-

setzt, der die Gießpfanne und die Kokille verbindet Nach dem Austritt in der Fußfläche der Kokille steigt die Metallschmelze gleichmäßig und ruhig in der Kokille hoch, ohne daß Spritzer auftreten. Man erhält eine gute Blockoberfläche.

■»ο Zur Herstellung von Blöcken mit gleichmäßiger Struktur werden verschiedene spezielle Verfahren zum Blockgießen benutzt. Ein Beispiel ist der Rotationsguß oder Schleuderguß. Nach diesem Verfahren wird Stahlschmelze in eine Form gegossen, die auf einem

■»5 Drehtisch gedreht wird. Die Drehung wird fortgesetzt, bis sich das Metall in der gewünschten Dicke verfestigt hat. Demzufolge bewegen sich nichtmetallische Einschlüsse mit geringer Dichte gegen die Drehachse hin und schwimmen nach oben, so daß sie bequem entfernt

jo werden können. Da unerwünschte metallische Einschlüsse so ausgeschaltet werden, erhält man Blöcke mit hoher innerer Reinheit.

Die Schwierigkeit dieses herkömmlichen Rotationsblockgusses liegt darin, daß er nach dem Gedanken des

fallenden Gusses durchgeführt wird, wie dies in den JP-AS 11 113/1961 und 39 597/1971 beschrieben ist. Beim Arbeiten nach diesem Verfahren stellt sich die Oberfläche der Metallschmelze innerhalb der sich drehenden Kokille unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft parabolisch ein und steigt an den Kokillenwandungen an, wogegen sie in der Drehachse absinkt. Infolgedessen ergeben sich noch heftigere Spritzer als beim stationären fallenden Guß, wodurch die Blockgüte in hohem Ausmaß beeinträchtigt wird. Zur Herabset-

t>5 zung dieser starken Spritzerwirkung wird ein Zylinder zur Verhinderung von Spritzern in die Kokille eingesetzt. Das Ergebnis ist jedoch unbefriedigend.
Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung des

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Blockgusses. Insbesondere werden Blöcke mit sauberer Oberfläche und wenig Oberflächenfehlern sowie mit möglichst wenig nichtmetallischen Einschlüssen erstrebt In weiterer Zielsetzung soll die Erfindung eine Rotationsgießvorrichtung für den steigenden Guß bereitstellen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Metallschmelze unter Drehung der Kokille, der Bodenplatte und des Eingußrohrs im wesentlichen um die vertikale Achse der Kokille in m dieselbe eingegossen wird.

Die Erfindung ermöglicht einen spritzerfreien steigenden Guß, so daß man Blöcke mit glatter Oberfläche und wenig Oberflächenfehlern erhält. Eine Rotation der Form bringt die nichtmetallischen Einschlüsse und die Gase in den Achsbereich der Kokille, so daß dieselben dann mit dem Blockaufsatz leicht entfernt werden können. Infolgedessen erstarrt die Metallschmelze unter Bildung eines sauberen Blockes hoher Reinheit mit gleichförmiger innerer Struktur. -?<>

Die Blockgießvorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet daß ein Drehtisch die um eine vertikale Achse rotierbare Bodenplatte av.fnimmc und mit einem Drehantrieb ausgestattet ist und daß der Eingußtrichter als Rotationskörper ausgebildet ist, der durch Drehung einer Erzeugenden um die vertikale Drehachse entstanden ist

Nach dieser Ausbildung ist die Mündung des Eingußtrichters immer auf die Kokillenachse ausgerichtet, so daß die Metallschmelze immer in gleicher so Stellung aus der Gießpfanne in den Eingußtrichter eingeschüttet werden kann, auch wenn die Kokille gedreht wird. Infolgedessen ist ein steigender Guß ohno Unterbrechung möglich. Die Einleitung der Metallschmelze aus der Gießpfanne in die Kokille erfolgt ohne Spezialkupplung innerhalb des Eingußkanals. Infolgedessen ist der Aufbau der Vorrichtung sehr einfach.

Bevorzugte Ausführungsformen der Blockgießvorrichtung nach der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ausführungsbeispiele der Erfindung -»o werden i::i folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, in denen darstellt

F i g. 1 im Querschnitt eine Blockgießvorrichtung herkömmlicher Art für steigenden Guß,

F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch eine Blockgießvor- -»5 richtung nach der Erfindung,

Fig.2 Draufsichten auf den Efcgußtrichter nach der Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen gemäß F i g. 3a, 3b und 3c mit eins, zwei bzw. Eingußkanälen,

Fig.4 einen Vertikalschnitt durch eine andere Ausführungsform des £ingußtrichters.

Fig.5 einen Schnitt durch eine Kokille mit in der Kokillen wandung angeoi dnetem Eingußkanal,

Fig.6 zwei Draufsichten auf Kokillen mit dem Eingußkanal in der Wandung, F i g. 6a mit einem Eingußkanal und F i g. 6b mit drei Eingußkanälen,

Fig. 7 einen Querschnitt durch die Anordnung einer Kokille mit einem Eingußrohr auf der Innenseite, einem Blockaufsatz und einem Eingußtrichter, wobei die linke Hälfte nach der Linie ACund die rechte Hälfte nach der t>o LinieflCin F i g. 8 geschnitten ist,

F i g. 8 eine Draufsicht zu der Anordnung nach F i g. 7,

Fig.9 vier Draufsichten auf Teile einer Kokille, die mit einem Eingußrohr verbunden ist, wobei nach den Fig.9a und 9b ein Eingußrohr in eine schwalben- *>5 schwanzartige Nut der Kokille eingesetzt und nach den Fig.9c und 9d an das Eingußrohr auf die Außenseite der Kokille aufgeschra .t>t ist,

Fig. 10 eine Kokille mit einem Eingußrohr, Blockaufsatz und Eingußtrichter, wobei die linke Hälfte nach der Linie DF in F i g. 11 und die rechte Hälfte nach der Linie EFgeschnitten ist und

F i g. 11 eine Draufsicht zu der Anordnung nach Fig. 10.

F i g. 1 zeigt eine herkömmliche Blockgießvorrichtung für steigenden Guß. Eine Kokille 1 steht auf eine/ Bodenplatte 3, die auf einen Hallenflur 2 aufgesetzt ist Die Bodenplatte 3 umfaßt einen Gießkanal 4. Ein vertikal ausgerichtetes Eingußrohr 5 ist mit dem Gießkanal 4 verbunden. Am Oberende des Eingußrohres 5 befindet sich ein Eingußtrichter 6.

Vor Beginn des Gusses werden die Kokille 1, die Bodenplatte 3 und das Eingußrohr 5 in der dargestellten Weise aufgebaut Metallschmelze M wird aus dem Ausguß 9 einer Gießpfanne 8 in den Eingußtrichter 6 geschüttet. Die Metallschmelze M bewegt sich dann durch das Eingußrohr 5 und den Gießkenal 4 und tritt fußseitig in die Kokille 1 ein. Wenn sich das Metall A/in der Kokille 1 vollständig erstarrt is', werden die Kokille 1. die Bodenplatte 3 und das Emrußrohr 5 getrennt damit der gebildete Block aus der Kokille 1 gezogen werden kann.

Dieses Verfahren des steigenden Gusses erlaubt nicht eine Verbindung mit einem Rotationsblockguß aus den folgenden Gründen:

1. Da das Eingußrohr 5 stationär angeordnet ist, muß eine Verbindung zu der rotierenden Kokille an irgendeiner Stelle des nach unten gerichteten Strömungsweges zur Bodenfläche der Kokille vorhanden sein. Es ist jedoch keine brauchbare Verbindung verfügbar, die genügend sicher ist und das Auslecken von Metallschmelze verhindert, wenn man eine hohe Drehzahl und einen hohen Druck fordert.

2. Wenn eine solche Verbindung fest in den Zusammenbau eingefügt würde, so müßte das Eingußrohr 3 um die Drehachse der Kokille 1 rotieren. Dann ist jedoch das Einschütten der Metallschmelze aus der stationären Gießpfanne 8 nicht möglich.

Infolgedessen ist ein steigender Rotationsblockguß nicht durchführbar.

Die Erfindung erlaubt einen steigenden Rotationsblockguß unter Vermeidung der genannten Nachteile.

Die Erfindung ist besonders deshalb bemerkenswert, weil ein steigender Rotationsblockguß ohne Verwendung einer Verbindung zwischen den sich drehenden und den stationären Teilen möglich ist. Denn eine solche Verbindung stellte nach dem Stand der Technik eine große Schwierigkeit dar.

Ein Ziel der Erfindung ist die Ausschaltung einer Verbindung, indem der Eingußtrichter, dns Eingußrohr und der Eingußkanal mit der Kokille und der Bodenplatte zu einem Gesamtaufbau vereinigt werden, so daß die Anordnung als Gesamtheit rotierbar ist. Ein wesentliches Me; xmal der Erfindung liegt darin, daß der Eingußtrichter auf die Drehachse der Kokille ausgerichtet ist.

F i g. 2 zeigt eine Blockgießvorrichtung nach der Erfindung. Ein Drehtisch 13 ist mittels eines Lagers 12 auf einem Tragrahmen Il angeordnet, so daß der Drehtisch 13 um ene vertikale Achse 1 drehbar ist. Im Zentrum der Bodenplatte 14 des Drehtischs 13 ist eine nach unten reichende Antriebswelle 15 befestigt. Der

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Mittelteil der Antriebswelle 15 ist in einem Lager 16 geführt, das an dem Tragrahmen U befestigt ist. Ein Kegelrad 17 ist auf das Unterende der Antriebswelle 15 aufgekeilt. Ein Getriebemotor 18 ist unterhalb des Tragrahmens 11 angeordnet, auf dessen Ausgangswelle ein Kegelrad 19 sitzt, das mit dem Kegelrad 17 kämmt. Eine Kokille 21 hat im wesentlichen eine Zylinderform und erweitert sich geringfügig leicht konisch nach oben, damit der Block leichter abgezogen werden kann. Die Kokille 21 ist unter Zwischenlage einer Bodenplatte

23 auf die Fußplatte 14 des Drehtischs 13 derart aufgestellt, daß die Mittelachse der Kokille 21 mit der vertikalen Drehachse 1 zusammenfällt. Ein Blockaufsatz 31 ist auf das Oberende der Kokille 21 aufgesetzt.

Die Bodenplatte 23 besteht aus einem Oberteil 24 und einem Unterteil 26. Das Oberteil 24 besitzt im Zentrum einen Austritt 25, der eine umgekehrte Kegelstumpfform hat.

Das Unterteil enthält eine Rinne 27, die etwa von einem Rand bis zum Zentrum reicht und an beiden Enden nach oben offen ist. Ein Gußkanal 28 aus feuerfesten Steinen ist in die Rinne 27 eingepaßt Das Oberteil 24 und das Unterteil 26 sind übereinander auf die Fußplatte 14 des Drehtischs 13 aufgesetzt, so daß der Austritt 25 und die Austrittsmündung des Gießkanais auf die vertikale Mittelachse 1 ausgerichtet sind. Bei diesem Aufbau der Bodenplatte 23 drückt das Oberteil

24 den Gießkanal gegen das Unterteil 26.

Ein vertikales Eingußrohr 33 ist mit Schrauben 34 an dem Unterteil 26 befestigt, damit es auf das Eintrittsende des Gießkanals 28 ausgerichtet ist. Das Eingußrohr 33 ist mit Gießsand oder mit feuerfesten Stoffen ausgekleidet Der Mittelabschnitt des Eingußrohres 33 ist mittels eines metallischen Halters 35 an dem Drehtisch 13 abgestützt, damit es einer hohen Drehzahl standhalten kann. Mit Schrauben 39 sind Krümmer 37 und 38 am Oberende des EinguBrohres 33 befestigt. Der Krümmer 38 erstreckt sich in horizontaler Richtung über die Kokille 21, so daß das Eintrittsende des Krümmers 38 nach oben offen ist und auf der vertikalen Mittelachse 1 liegt Mit dem Eintrittsende des Krümmers 38 ist durch Schrauben 42 ein Eingußtrichter 41 verbunden.

Mit einer Vorrichtung der beschriebenen Art werden Blöcke in der nachstehend beschriebenen Weise gegossen. Zunächst wird die gesamte Anordnung der Kokille 21 und der andern Bauteile mit einer gewünschten Drehzahl, z. B. 30—100 Umdrehungen pro Minute durch den Motor 18 über die Antriebswelle 15 gedreht Dann wird Metallschmelze durch Ziehen des so Stopfens der nichtdargestellten Gießpfanne in den Eingußtrichter 41 eingegossen. Die eingegossene Metallschmelze fließt durch das Eingußrohr 33 und den Eingußkanal 28 und strömt durch den Austritt 25 im Oberteil 24 in den Bodenteil der Kokille 21 ein, so daß das Volumen des Schmelzbades in der Kokille ständig vergrößert wird. Beim steigenden Guß tritt die Metallschmelze ziemlich ruhig aus dem Austritt 25 aus, so daß kaum Spritzer auftreten.

Infolge der Zentrifugalkraft wird die eingeschüttete Metallschmelze gegen die Innenwandung der Kokille 21 gedrückt, so daß die Oberfläche des Schmelzbades eine parabolische Fläche beschreibt Infolgedessen bewegen sich unerwünschte nichtmetallische Einschlüsse und Gase zum Zentrum der Kokille 21 und schließlich mit £5 fortschreitendem Guß in den Blockaufsatz 31. Wenn die Metallschmelze die Kokille 21 und den Blockaufsatz ausfüllt, wird der Stopfen der Gießpfanne geschlossen.

so daß das Eingießen abgeschlossen wird. Nach weiterer Drehung während einer vorgegebenen Zeitdauer im Anschluß an den Abschluß des Gusses wird die Kokille 21 angehalten, womit ein Blockgießvorgang abgeschlossen ist.

Bei dem beschriebenen Beispiel wird die Metallschmelze in die mit voller Drehzahl umlaufende Kokille 21 eingeschüttet Das Einschütten kann jedoch auch beginnen, wenn die Kokillendrehzahl noch nicht ihren vollen Wert erreicht hat, solange noch die Drehzahl allmählich ansteigt. Die Kokille kann in anderer Weise zu Beginn auch ruhen und erst dann rotiert werden, wenn sich ein Schmelzbad bereits gesammelt hat.

Wenn das Metall innerhalb der Kokille vollständig erstarrt ist, wird der Eingußkanal 33 von der Bodenplatte 23 abgenommen. Die Kokille 21, die noch den Block enthält und die Bodenplatte 23 werden von dem Drehtisch 13 abgenommen. Dann wird der Block aus der Kokiiie 2i gezogen.

F i g. 3 zeigt drei Draufsichten auf Anordnungen des Eingußrohres. F i g. 3a entspricht der Ausführungsform nach F i g. 2 mit einem Eingußrohr 33.

Wenn eine Regelung der Gußgeschwindigkeit erforderlich ist und die Neigung zur Ausbildung von Schwingungen herabgesetzt sowie das Gleichgewicht der Zentrifugalkraft gesichert werden soll, die beide bei hohen Drehzahlen auftreten, müssen zwei oder mehr Eingu'ojohre benutzt werden. Zur Gewährleistung einer ausreichenden Schwingungsunterdrückung sind zwei oder drei Eingußrohre nach den Fig.3b und 3c vorzuziehen.

Nach Fig.3b sind zwei Eingußrohre 51 um Winkelabstände von 180° über den Umfang der Kokille 21 verteilt Jedes Eingußrohr steht über einen Krümmer 52 mit einem Eingußtrichter 53 in Verbindung. F i g. 3c zeigt drei Eingußrohre 55, die jeweils in Winkelabständen von !20° \tnt den Umfang der Kokille verteilt sind. Jedes Eingußrohr steht über einen Krümmer 56 mit einem Eingußtrichter 57 in Verbindung. Wenn so mehrere Eingußrohre vorgesehen werden, müssen dieselben in der angegebenen Weise über den Umfang der Kokille gleichmäßig verteilt werden, um dadurch die resultierende Kraft und das Drehmoment aus der Zentrifugalkraft und der Tätigkeit herabzusetzen.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen ist der Eingußtrichter 4t kegelförmig ausgebildet Der Eingußtrichter 41 kann jedoch auch als Ringkanal um die Drehachse oder in entsprechender Abwandlung ausgebildet werden, so lange Metallschmelze entsprechend eingefüllt werden kann. Es ist also jede Formgebung zulässig, wenn nur der Eingußtrichter eine Stirnofmung aufweist, die immer im Sinne einer Aufnahme des Strahles der aus der Gießpfanne eingeschütteten Metallschmelze ausgerichtet ist wenn die Anordnung um die Drehachse 1 rotiert

Fig.4 zeigt eine andere Ausführungsform eines Eingußtrichters. Dieser Eingußtrichter 61 umfaßt einen Ringkanal 62, der auf zwei oder drei Eingußrohren 63 sitzt, so daß er oberhalb der Kokille 21 angeordnet ist Der Eingußtrichter 61 ist so ausgerichtet daß die Mittellinie mit der vertikalen Achse 1 zusammenfällt Die Düse 65 der Gießpfanne befindet sich oberhalb des Ringkanals 62. Infolgedessen kann der Ringkanal 62 immer Metallschmelze aus der Düse 65 aufnehmen, auch wenn die Anordnung um die vertikale Achse 1 rotiert

Das Blockgießverfahren nach der Erfindung hat bei größeren Blöcken, die mit hoher Drehzahl gedreht

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werden, größere Einflüsse. Es ist nicht erforderlich, die Befestigungsanordnung und Form des Drehtisches einzuschränken, so lange nur das Eingußrohr und der Eingußtrichter der Zentrifugalkraft und den auftretenden Schwingungen widerstehen können. s

Blöcke, die nach den Verfahren der Erfindung hergestellt sind, zeigen gleiche glatte Oberflächen, frei von Grübchenbildung und anderen Oberflächenfehlern ebei^o wie Blöcke, die nach dem stationären steigenden Gußverfahren hergestellt sind. Das Innere ist ausreichend fein mit einer gleichförmigen Struktur, die für Rotationsblöcke typisch ist. Die erhaltenen Blöcke sind gesund und zufriedenstellend sowohl im Inneren als auch von außen.

Das Blockgießverfahren nach der Erfindung ist bei is der Herstellung üblicher Stahlblöcke anwendbar. Es ist jedoch auch bei der Herstellung solcher Stahlblöcke besonders wirkungsvoll, die für Walzgerüstewalzen mit hoher innerer Reinheit und feinkörniger gleichmäßiger Struktur notwendig sind.

In den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen hat das Eingußrohr die Form eines Rohres, das im Abstand von der Kokille angeordnet ist. In den nachstehenden Ausführungsformen ist das Eingußrohr in die Kokille eingebaut. Nach F i g. 5 ist ein Teil der Wandung 72 der Kokille 71 dicker ausgebildet. Ein vertikaler Durchgang 74 ist innerhalb des dickwandigen Abschnittes 73 ausgebildet Dieser vertikale Durchgang 74 ist mit feuerfesten Steinen 75 ausgekleidet, wie noch im einzelnen erläutert wird. Diese Steine sind in Gießsand positioniert, der ringsum eingefüllt ist, so daß mar> einen Eingußkanal 76 erhält. Mit dieser Ausführungsform fällt ein gesondertes Eingußrohr weg und man benötigt keine Mittel zur Halterung und Festlegung desselben.

F i g. 6 zeigt zwei Kokillen der genannten Art in der Draufsicht. Die Ausführungsform nach F i g. 6a besitzt «nan PinmiHUanel SO in Aar \U*~A.._n„ A~. I/~LU1. Ot

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Die Ausführungsform nach Fig. 6b besitzt drei Eingußkanäle 84 in der Wandung der Kokille 83. Im «0 Hinblick auf die dynamische Unwucht sind zwei oder drei Eingußkanäle vorzuziehen.

Um die Schwankung in der Wandstärke der Kokille herabzusetzen und um eine gleichförmige Abkühlgeschwindigkeit sicherzustellen, kann der Querschnitt des Eingußkanals 84 elliptisch oder schlitzförmig gemäß F i g. 6b sein.

Der Eingußkanal 76 der Kokille 71 und der Gießkanal

78 im Oberteil 77 können dadurch ohne Schwierigkeiten zusammengesetzt werden, daß der Kokillenunterrand

79 in den Rand 80 des Oberteils nach Art einer Muffenverbindung eingepaßt wird, gemäß F i g. 5. Dies ermöglicht eine grobe und betriebssichere Ausrichtung sowohl in seitlicher Richtung als auch in Umfangsrichtung, an die sich eine Feinausrichtung anschließen kann. Diese Ausrichtung ist unabhängig von der Anzahl der Eingußkanäle 76.

Die Fig.7 und 8 zeigen eine Kokille 85 mit Eingußkanälen in den Wandungen und mit einer Eingußvorrichtung zur Zufuhr der Metallschmelze in die Eingußkanäle. Drei vertikale Durchgänge sind in der Kokillenwandung 86 vorgesehen, die jeweils um Winkelabstände von 120° gegeneinander versetzt sind. In jeden Durchgang 87 sind eine Anzahl zylindrischer feuerfester Steine 88 eingesetzt, die einen Eingußkanal 89 bilden. Gieftsand 90 ist in den Spalt zwischen der Innenfläche des vertikalen Durchganges 87 und der Außenfläche der feuerfesten Steine 88 eingefüllt, damit dadurch die feuerfesten Steine 88 innerhalb des vertikalen Durchganges 87 geführt werden.

Auf die obere Stirnfläche der Kokille 85 ist ein Blockaufsatz 91 aufgesetzt, der einen Ringrahmen 92 aufweist, dessen Durchmesser im wesentlichen gleich dem Stirndurchmesser der Kokille 85 ist. Der Ringrahmen 92 trägt einen sich nach innen erstreckenden Sandkern 93, dessen Oberfläche mit einem Wärmeisolierstoff 94 beschichtet ist. Der Sandkern 93 hat einen vertikalen Durchgang 95, in den ein zylindrischer feuerfester Stein 96 eingepaßt ist. Der Blockaufsatz 91 sitzt so auf der Kopfseite der Kokille 85, daß der Durchgang 97 des feuerfesten Steins 96 mit dem Eingußkanal 89 in der Kokille 85 fluchtet.

Eine Eingußvorrichtung 98 aus einem Ringrahmen 99, einem Eingußtrichter 101 und einem Verbindungskanal 103 sitzt auf dem Blockaufsatz 91. Der Ringrahmen 99 ist auf den Ringrahmen 92 des Blockaufsatzes 91 aufgesetzt und hat den gleichen Durchmesser wie derselbe. Der Eingußtrichter iöi ist ein Ringkanai aus feuerfesten Steinen. Der Eingußtrichter 101 ist auf dem Sandkern 93 angeordnet. Der Verbindungskanal 103, der ebenfalls mit feuerfesten Steinen ausgekleidet ist, sitzt auch auf dem Sandkern 93, damit der Durchgang 97 im Blockaufsatz 91 mit dem Unterteil des Eingußtrichters 101 verbunden ist Gießsand 104 ist in einem von dem Ringrahmen 99, dem Eingußtrichter 101 und dem Verbindungskanal 103 umschlossenen Spalt eingefOllt.

Der Blockaufsatz 91 und die Eingußvorrichtung 98 sind mit dem Oberteil der Kokille 85 durch eine Spannvorrichtung 109 verbunden, die in Ansätze 106 und 107 der Kokille 85 bzw. des Ringrahmens 99 eingreift.

Die Kokille 85. der Blockaufsatz 91 und die Eingußvorrichtung 98 werden in der beschriebenen Weise zusammengesetzt und auf einen nichtdargestellten Drehtisch mit nichtdargestellter Bodenplatte ebenso wie bei der AusfQhningsiorm nach Fig.2 aufgestellt Die Metallschmelze wird in den Eingußtrichter 101 eingeleitet und tritt durch den Verbindungskanal 103, den Durchgang 97 des Blockaufsatzes 91, den Eingußkanal 89 und den nichtdargestellten Eingußkanal in die Kokille 85.

Fig.9 zeigt weitere Ausführungsformen der Erfindung, wonach Kokille und Eingußrohr mittels Nuten, Vorsprüngen und/oder zueinander paarig ausgebildeten Befestigungsflächen oder durch Verwendungen von Schraubverbindungen und dergleichen zu einer Einheit zusammengefügt sind. Bei der Ausführungsform nach F i g. 9a ist ein Eingußrohr 111 durch direkte Einpassung eines Schwalbenschwanzansatzes 112 in eine entsprechende vertikale Schwalbenschwanznut 115 in der Kokillenwandung 114 an der Kokille 113 befestigt

Bei der Ausführungsform nach Fig.9b hat ein Schwalbenschwanzansatz 118 eines Eingußrohres 117 Vorsprünge 119; eine entsprechende Schwalbenschwanznut 122 mit Hinterschneidungen zur Aufnahme der Vorsprünge 119 des Schwalbenschwanzansatzes 118 ist in der Kokillenwandung 121 ausgeschnitten. Das Eingußrohr 117 nach dieser Ausführungsform ist noch fester mit der Kokille 120 als bei der Ausbildungsform nach F i g. 9a verbunden.

Die Eingußrohre der beiden zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind in entsprechende Schwalbenschwanznuten in folgender Weise eingepaßt Die Kokillen 113 und 120 werden auf einen nichtdargestellten ebenen Tisch aufgestellt Die Eingußrohre Ul und. 117 werden angehoben und dann in die Schwalben-

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schwanznuten 115 und 122, die in die Kokillenwandungen 114 bzw. 121 eingeschnitten sind, nach unten eingeschoben.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 9c sind Befestigungsflächen 127 an der Kokille 125 und dem Eingußrohr 126 ausgebildet. Diese Flächen werden mit Hilfe von Schrauben 128 oder anderen Befestigungsmitteln wie durch Schweißverbindungen zusammengespannt.

Bei der Ausführungsform nach Fig.9d ist eine Schwalbenschwanznut 131 in die Kokillenwandung 130 eingeschnitten. Ein Eingußrohr 132 mit einem Schwalbenschwanzansatz 133 ist darin angepaßt. Außerdem ist das Eingußrohr 132 durch Schrauben 134 mit der Kokille 129 verbunden.

Die Fig. 10und 11 zeigen eine weitere Ausführungsform, bei der Eingußrohr und Kokille nach den beschriebenen Arbeitsweisen fest zu einer Einheit zusammengefügt sind. Über den Umfang einer Kokille i4i sind drei vertikale Nutet) 143 verteilt, die in gleichen :o Winkelabständen von 120° angeordnet sind. Jeweils ein Eingußrohr 145 ist in jede Nut 143 eingepaßt und an der Kokille 141 durch eine Schraube 146 gehalten. Ebenso wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist ein zylindrischer feuerfester Stein 147 in das Eingußrohr 145 eingepaßt. Gießsand 148 ist in dem Spalt zwischen dem Eingußrohr 145 und dem feuerfesten Stein 147 eingefüllt.

Ein Blockaufsatz 151 ist auf die Kokille 141 aufgesetzt und umfaßt einen Ringrahmen 152, dessen Durchmesser im wesentlichen dem Durchmesser des Oberrandes der Kokille 141 gleich ist. Der Blockaufsatz 151 hat einen Ringmetallkern 154, dessen vertikale Ausrichtung einstellbar ist und der nach innen vorspringt. Die Oberfläche des Ringmetallkerns 154 ist mit einem a Wärmeisolierstoff 155 beschichtet. Der Ringrahmen 152 hat eine vertikale öffnung 153, in die das Oberende des EinguSrohres 145 hineinragt. Der Ringrahmen 152 und der einstellbare Metallkern 154 werden unter Zwischenlage von Abstandringen 156 auf die Kokille 141 ·»<> aufgesetzt.

Eine Eingußvorrichtung 161 aus einem Ringrahmen 162, einem Eingußtrichter 167 und einem Verbindungskanal 169 sitzt auf dem Blockaufsatz 151. Der Ringrahmen 162 hat den gleichen Durchmesser wie der *5 Ringrahmen 152 des Blockaufsatzes 151. Der Ringrahmen 162 besitzt einen Trichterträger 164, der drei radiale Brücken 165 in Winkdabständen von 120° umfaßt. Ein Ende einer jeder dieser drei Brücken 165 ist jeweils an dem Flansch 163 des Ringrahmens 162 angesetzt. Die gegenüberliegenden Enden der Brücken 165 stoßen im Zentrum zusammen, wo ein zylindrisches Tragelement 166 vorgesehen ist. Ein napfförmiger Eingußtrichter 167 aus feuerfesten Steinen ist in das Tragelement 166 eingesetzt.

Der Verbindungskanal 169 aus feuerfesten Steinen

zur Verbindung des Eingußrohres 145 mit dem Eingußtrichter 167 ist auf je einer Brücke 165 angeordnet. Auf der Innenseite des Ringrahmens 162 ist Gießsand 170 eingefüllt, um dadurch den Eingußtrichter 167 und den Verbindungskanal 169 stellungsrichtig festzulegen.

Der Blockaufsatz 151 und die Eingußvorrichtung 161 werden nach dem Zusammensetzen in der beschriebenen Weise durch Spannvorrichtungen 172 mit der Kokille verbunden.

Das Eingußrohr kann an der Kokille auch durch andere Maßnahmen befestigt werden, z. B. durch eine Schrumpfpassung. Jede übliche Befestigung ist zulässig, solange eine ausreichende Festigkeit erzielt wird, um der hohen Zentrifugalkraft standzuhalten. Entsprechend gibt es keine Beschränkung hinsichtlich der Form der Befestigungssteile, wenn dieselben nur stark genug sind. Die entsprechenden Teile der Kokillenwandung sollen jedoch vorzugsweise dicker ausgebildet sein. Nach den zuvor beschriebenen Ausfiihrungsformen ist die Nut in der Kokille und der jeweilige Federansatz an dem Eingußrohr ausgebildet. Eine gleiche Wirkung erzielt man durch eine umgekehrte Ausbildung, wenn nämlich der Federansatz an der Kokille und die Nut an dem Eingußrohr ausgebildet ist.

Ein unabhängiges Eingußrohr, das mit der Kokille verbunden ist, bringt einen Vorteil, indem die Abkühlgeschwindigkeit der Metallschmelze weniger verändert wird, als wenn das Eingußrohr innerhalb der Kokillenwandung ausgebildet ist.

Nach der Erfindung kann ein gesondertes Eingußrohr in Wegfall kommen, indem ein vertikaler Eingußkanal innerhalb der Kokillenwandung ausgebildet wird. Oder das Eingußrohr ist durch Paßverbindungen. Schraubverbindungen oder durch eine kombinierte Verbindung mit der Kokille befestigt. Dies erlaubt eine einfache Herstellung und eine dichte und hochspannungsfeste Befestigung. All diese Merkmale ermöglichen eine Rotation der Kokille mit hoher Drehzahl, ohne daß eine Bruchgefahr besteht. Im Vergleich mit herkömmlichen Vorrichtungen, bei denen das Eingußrohr gesondert in aufrechter Richtung gehalten ist, wird die radiale Abmessung kleiner, so daß ein besonderer Träger oder eine besondere Stütze für ein umfangreiches Eingußrohr wegfallen kann. Hieraus ergibt sich eine Verringerung der Vorrichtungsgröße und des Gewichtes. Die dynamische Unwucht läßt sich leicht regeln. Schwingungen können herabgesetzt werden.

Die Erfindung bietet somit einen großen wirtschaftlichen Vorteil durch erhebliche Herabsetzung der Kokillenrüstzeiten und durch Wegfall der Stützvorrichtung für das Eingußrohr. Infolge der Herabsetzung des Vorrichtungsgewichtes wird der Energieverbrauch verringert. Infolge der Herabsetzung der Schwingungen wird die Qualität der Erzeugnisse stabilisiert

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

31 Ol 718 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Blockgießen, wonach eine im wesentlichen zylindrische Kokille auf eine Bodenplatte aufgestellt wird und ein vertikales Eingußrohr mit einem Eingußkanal in der Bodenplatte verbunden wird, wonach ferner Metallschmelze durch das Eingußrohr und den Eingußkanal steigend in die Kokille eingegossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschmelze unter Drehung der Kokille, der Bodenplatte und des Eingußrohres um die vertikale Achse der Kokille in dieselbe eingegossen wird.

2. Blockgießvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer einen Eingußkanal enthaltenden Bodenplatte, mit einer auf der Bodenplatte angeordneten, im wesentlichen zylindrischen Kokille, mit einem in den Eingußkanal mündenden vertikalen Eingußrohr und mit einem Eingußtrich«er, der mit dem Kopf des Eingußrohres in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehtisch (11) die um eine vertikale Achse (1) rotierbare Bodenplatte (14) aufnimmt und mit einem Drehantrieb (17,19,18) ausgestattet ist und daß der Eingußtrichter (41) als Rotationskörper ausgebildet ist, der durch Drehung einer Erzeugenden um die vertikale Drehachse entstanden ist.

3. Blockgießvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingußtrichier (41) kegelförmig ausgebildet und an einen in horizontaler Richtung ausrichteten Krümmer (38) angeschlossen ist, der mit dem Oberende des Eingußrohres (33) verbunden ISL

4. BlockgießvorrichturKj narh Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingußtrichter (41) einen Ringkanal (62) umfaßt.

5. Blockgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingußrohr (75) in der Kokillenwandung (72) angeordnet ist.

6. Blockgießvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß da«. Eingußrohr auf die Außenwandung der Kokille aufgesetzt ist (F i g. 9).

7. Blockgießvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Blockaufsatz (91) mit einem auf einen innerhalb oder an der Kokille vorgesehenen Eingußkanal (89) ausgerichteten vertikalen Durchgang (97) auf das Oberteil der Kokille aufgesetzt ist und daß eine Eingußeinheit (98) einen auf dem Blockaufsatz aufgesetzten ringförmigen Rahmen (99) und einen Verbindungskanal (103) zwischen dem eigentlichen Eingußtrichter (101) und dem vertikalen Durchgang (97) aufweist.