DE3401024C2 - Aus mehreren Längsabschnitten bestehende Gießdüse zum Zuführen von Metallschmelze in eine Stranggießkokille und Verfahren zur Herstellung des Mundstücks einer derartigen Gießdüse - Google Patents
Aus mehreren Längsabschnitten bestehende Gießdüse zum Zuführen von Metallschmelze in eine Stranggießkokille und Verfahren zur Herstellung des Mundstücks einer derartigen GießdüseInfo
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Abstract
Die Mundstücke mehrteiliger Gießdüsen zum Zuführen von Metallschmelze in Stranggießkokillen mit mitlaufenden Kokillenwänden sind bisher mit Rücksicht auf die Betriebsverhältnisse und aus Wirtschaftlichkeitsgründen aus zwei aneinander abgestützten, hohlen Keramikkörpern, nämlich einem Mündungskörper aus Bornitrid und einem Tragkörper aus amorpher Kieselsäure (SiO2) zusammengesetzt worden. Zur Verbesserung der Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit derartiger Gießdüsen wird das Gießdüsen-Mundstück (1) in der Weise ausgebildet, daß der an den Mündungskörper (9) angegossene Tragkörper (8) unter Einhaltung eines spaltförmigen Zwischenraums (10) über Formschluß unlösbar mit diesem in Verbindung steht und der Zwischenraum zwischen den benachbarten Flächen der beiden Keramikkörper (8, 9) mit einer Dichtmasse (11) ausgefüllt ist, die zumindest bei höheren Temperaturen plastische Eigenschaften aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Mundstücks einer Gießdüse ist dadurch gekennzeichnet, daß nach Angießen des Tragkörpers an den vorgefertigten Mündungskörper und nach dem sich anschließenden Trocknungs- und Brennvorgang mit Bildung eines spaltförmigen Zwischenraums zwischen den beiden Keramikkörpern eine unlösbare formschlüssige Verbindung vorliegt, wobei der Zwischenraum mit einer zumindest bei höheren Temperaturen plastischen Dichtmasse ausgefüllt wird.
Description
Aus mehreren Längsabschnitten bestehende Gießdüse zum Zuführen von Metallschmelze in eine Stranggießkokille
und Verfahren zur Herstellung des Mundstücks einer derartigen Gießdüse.
Die Erfindung betrifft eine aus mehreren Längsabschnitten bestehende Gießdüse zum Zuführen von Metallschmelze, insbesondere Stahlschmalze, in eine Stranggießkokille mit einen rechteckförmigen Kokillenraum begrenzenden und dort ausschließlich in Gießrichtung bewegten Kokillenwänden, deren im Querschnitt angepaßtes Mundstück, auf einem Teil seiner Längserstreckung in den Kokillenraum hineinragend, einen hohlen Tragkörper aus amorpher Kieselsäure und, an diesem abgestützt einen hohlen Mündungskörper aus Bornitrid aufweist wobei letzterer im Endbereich des Mundstücks bis zu dessen Austrittsöffnung einen Teil Ost Wandung der Mundsiückbührung und die dort befindliche Stirnfläche bildet, und ein Verfahren zur Herstellung des Mundstücks einer derartigen Gießdüse.
Die Kokillenwände einer Stranggießkokille der eingangs genannten Gattung bestehen — abgesehen von den bekannten Ausführungsformen, die mit Gießrädern ausgestattet sind — aus sich paarweise gegenüberliegenden endlosen Gießbändern und aus sich seitlich an diese anschließenden gegliederten Seitendämmen, die miteinander den Kokillenraum bilden; in diesen ragt die ein Zuführrohr bildende Gießdüse unter Bildung einer Dichtstelle, beispielsweise in Form eines engen Dichtspalts, teilweise hinein (DE-OS 30 29 223). Eine betriebssichere Befestigung und genaue Anordnung der Gießdüse wird angesichts der hohen Betriebstemperaturen beim Vergießen höher schmelzender Metalle dadurch erschwert, daß die Platzverhältnisse im Bereich der umlaufenden Kokillenwände beengt sind und daß angesichts der freitragenden Ausführung der Gießdüse die von dem Mundstück und ggf. weiteren Längsabschnitten ausgehenden Gewichtskräfte mittels einer geeigneten Verbindung aufgenommen werden müssen.
Die Erfindung betrifft eine aus mehreren Längsabschnitten bestehende Gießdüse zum Zuführen von Metallschmelze, insbesondere Stahlschmalze, in eine Stranggießkokille mit einen rechteckförmigen Kokillenraum begrenzenden und dort ausschließlich in Gießrichtung bewegten Kokillenwänden, deren im Querschnitt angepaßtes Mundstück, auf einem Teil seiner Längserstreckung in den Kokillenraum hineinragend, einen hohlen Tragkörper aus amorpher Kieselsäure und, an diesem abgestützt einen hohlen Mündungskörper aus Bornitrid aufweist wobei letzterer im Endbereich des Mundstücks bis zu dessen Austrittsöffnung einen Teil Ost Wandung der Mundsiückbührung und die dort befindliche Stirnfläche bildet, und ein Verfahren zur Herstellung des Mundstücks einer derartigen Gießdüse.
Die Kokillenwände einer Stranggießkokille der eingangs genannten Gattung bestehen — abgesehen von den bekannten Ausführungsformen, die mit Gießrädern ausgestattet sind — aus sich paarweise gegenüberliegenden endlosen Gießbändern und aus sich seitlich an diese anschließenden gegliederten Seitendämmen, die miteinander den Kokillenraum bilden; in diesen ragt die ein Zuführrohr bildende Gießdüse unter Bildung einer Dichtstelle, beispielsweise in Form eines engen Dichtspalts, teilweise hinein (DE-OS 30 29 223). Eine betriebssichere Befestigung und genaue Anordnung der Gießdüse wird angesichts der hohen Betriebstemperaturen beim Vergießen höher schmelzender Metalle dadurch erschwert, daß die Platzverhältnisse im Bereich der umlaufenden Kokillenwände beengt sind und daß angesichts der freitragenden Ausführung der Gießdüse die von dem Mundstück und ggf. weiteren Längsabschnitten ausgehenden Gewichtskräfte mittels einer geeigneten Verbindung aufgenommen werden müssen.
Die Herstellung einer Verbindung zwischen den Bestandteilen der Gießdüse unter Verwendung von Mörtel
oder Klebstoffen führt insbesondere dann nicht zu den gewünschten Ergebnissen, wenn der zu befestigende
Bestandteil aus Bornitrid besteht.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, das Mundstück einer Gießdüse mit einem Vorderabschnitt aus Bornitrid
und einem Schaft aus amorpher Kieselsäure über einen Metallkasten und an diesem angreifende metallische
Zugelemente an dem in Gießrichtung vorausgehenden Gießdüsen-Längsabschnitt zu befestigen. Da die
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Metallteile eine erheblich größere Wärmedehnung erfahren als die miteinander zu verbindenden Keramikabschnitte
des Mundstücks, müssen den Zugelementen selbsttätig arbeitende Nachspanneinrichtungen zugeordnet
werden. Ein Abreißen des Vorderabschnitts der Gießdüse führt dazu, daß auch der gemeinsam mit diesem
gehaltene Schaft seinen Halt verliert. Nach dem Lösen des Mundstücks kann Metallschmelze entgegen
der Gießrichtung aus der Stranggießkokille austreten und in der Nähe befindliche Anlagenteile beschädigen.
Die Gießdüse muß mit Rücksicht auf im Betrieb auftretende Stoß- und Reibbelastungen insbesondere im
Bereich der Seitendämme eine hohe Festigkeit, im Hinblick auf die Abdichtung{d. h. im Hinblick auf den einzustellenden
engen Dichtspalt) eine mit geringer Toleranz gefertigte Außenform und mit Rücksicht auf einen guten
Wärmefluß sowie zur Verhinderung unerwünschter Anerstsrrungen aus geeigneten Werkstoffen gefertigt
sein. Daher sollte das Mundstück zumindest in der Nähe seiner Austrittsöffnung — zur Vermeidung der erwähnten
Anerstarrungen und zur Erleichterung der Abdichtung — aus einem Keramikwerkstoff mir geringer
Netzfähigkeit bezüglich der zu vergießenden Metallschmelze, nämlich aus Bornitrid, bestehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gießdüse der eingangs genannten Gattung in der Weise auszugestalten,
daß sie im Bereich ihres Mundstücks, insbesondere im Endbereich des Mundstücks, unter Einhaltung
der erforderlichen Betriebssicherheit und ohne aufwendige Zugelemente sowie ggf. Nachspanneinrichtungen
unter Ausnutzung der vorteilhaften Eigenschaften von Bornitrid hergestellt werden kann. Weiterhin
soll ein bevorzugtes Verfahren angegeben werden, mit dem sich das Mundstück einer Gießdüse der angesprochenen
Gattung herstellen läßt.
Die gestellte Aufgabe wird durch eine Gießdüse gelöst, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, das Mundstück durch Angießen des Tragkörpers aus amorpher
KieseNäure an den Mündungskörper aus Bornitrid in der Weise herzustellen, daß zwischen beiden eine in
begrenztem Umfang bewegliche, jedoch über Formschluß unlösbare Verbindung besteht. Der die Beweglichkeit
verursachende, fertigungsbedingte spaltförmige Zwischenraum ist zur gegenseitigen Lagesicherung der
beiden Keramikkörper mit einer Dkhtmasse ausgefüllt,
die bei höheren Temperaturen plastische Eigenschaften aufweist. Die nach dem Angießen des Tragkörpers vorliegende
Einheit muß also so beschaffen sein, daß zwischen den beiden zu verbindenden Keramikkörpern eine
nach allen Seiten wirksame Verhakung eintritt; darüber hinaus muß sichergestellt sein, daß unterschiedliche
Abmessungsänderungen der beiden Keramikkörper, insbesondere beim Trocknen des angegossenen
Tragkörpers und während der Zuführung von Metallschmelze in die Stranggießkokille, nicht zu einer Beschädigung
oder Zerstörung führen.
Als Dichtmasse, die sich nach dem Einfüllen in den Zwischenraum bei niedrigen Temperaturen verfestigt
und im Temperaturbereich zwischen etwa 1100 bis 15000C einen teigigen Zustand aufweist, kommt insbesondere
eine solche in Frage, deren wesentliche Bestandteile - der Größe der Anteile nach geordnet —
SiO2, AI2O3, B2O3, CaO, Na2O und K2O sind. Vorzugsweise
weist die plastische Dichtmasse die folgende Zusammensetzung auf: SiO2 — 60%; Al2O3 — 14%; B2O3
- 10%;CaO - 7%; tiraO - 5% und K2O - 4%.
Nach der Lehre der Erfindung kann im Gießverfahren ein Gießdüsen-Mundstück hergestellt werden, welches
eine Verbundkonstruktion aus amorpher Kieselsäure und Bornitrid darstellt. Der als Tragelement dienende
Tragkörper läßt eine einwandfreie Vermörtelung des Mundstücks mit dem in Gießrichtung vorausgehenden
Längsabschnitt der Gießdüse zu. Die Außenwand des Mundstücks wird zur Einhaltung der geforderten
engen Abmessungs- und Winkel-Toleranzen geschliffen. Aus Gründen der Kostenersparnis ist der an dem
ίο angegossenen Tragkörper befestigte Mündungskörper so kurz wie möglich bemessen.
Das Mundstück kann einen innen- oder außenliegenden Mündungskörper aufweisen: Dieser ist entweder in
dem ihn teilweise umschließenden Tragkörper gehalten oder bildet auf dem in Gießrichtung hinteren Teil der
Längserstreckung eine Umhüllung des Tragkörpers. Unabhängig Von den beiden Ausführungsmögiichkeiten
ist der im Überlappungsbereich außenliegende Keramikkörper mit Einfüllöffnungen für die Dichtmasse
ausgestattet (Anspruch 2).
Die unlösbare formschlüssige Verbindung zwischen
den beiden Keramikkörpern kann dadurch verwirklicht sein, daß diese über zumindest zwei in axialer Richtung
wirksame Absatzflächen ineinandergreifen (Anspruch 3). Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
greifen die beiden Keramikkörper über eine im Querschnitt halbkreisförmige Verdickung
unlösbar ineinander (Anspruch 4); diese bildet vorzugsweise den in Gießrichtung hinteren Endbereich des innenliegenden
Tragkörpers.
Der Erfindungsgegenstand kann dadurch weiter ausgestaltet sein, daß der in dem Tragkörper gehaltene
Mündungskörper, als Verlängerung axial über diesen hinausragend, auch einen Teil der Außenfläche des
Mundstücks bildet (Anspruch 5). Das Gießdüsen-Mundstück kann jedoch auch einen Mündungskörper aufweisen,
welcher den Tragkörper auf dem in Gießrichtung hinteren Teil seiner Längserstreckung umschließt und,
über diesen in axialer Richtung hinausragend, einen Teil der Außenfläche des Mundstücks bildet (Anspruch 6).
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Mundstücks einer Gießdüse in Verbundbauweise
unter Verwendung von Bornitrid und amorpher Kieselsäure besteht darin, daß der Tragkörper in der Weise an
den vorgefertigten Mündungskörper a.igegoss-sn wird,
daß nach dem sich an den Gießvorgang anschließenden Trocknungs- und Brennvorgang mit Bildung eines spaltförmigen
Zwischenraums zwischen den beiden Keramikkörpern eine unlösbare formschlüssige Verbindung
vorliegt; der Zwischenraum wird mit einer bei höheren Temperaturen plastischen Dichtmasse ausgefüllt (Anspruch
7).
Die erforderliche Endbearbeitung des Gießdüsen-Mundslücks unter Einhaltung der erforderlichen engen
Abmessungs- und Winkel-Toleranzen wird erst abschließend durchgeführt.
Das soeben erwähnte Verfahren läßt sich in besonders einfacher Weise dann durchführen, wenn der Tragkörper
— zumindest auf einem Teil der Längserstrekkung des Mündungskörpers — in diesen eingegossen
wird. Während des sich an den Gießvorgang anschließenden Trocknungsvorgangs erfährt der Tragkörper eine
Abmessungsänderung durch Schrumpfung, welche — ohne daß eine Beschädigung des vorgefertigten
Mündungskörpers /v befürchten wäre — zur Bildung
des Zwischenraums zwischen den beiden aneinandergehaltenen Keramikkörpern führt. Die zu einem späteren
Zeitpunkt in den Zwischenraum eingefüllte Dichtmasse
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stellt sicher, daß die unterschiedliche Dehnung der beiden
Keramikkörper während des Gießvorgangs ohne Beschädigung vom Mundstück aufgenommen werden
kann.
Falls ein Mundstück mit außenliegendem Mündungskörper hergestellt werden soll, wird der Mündungskörper
vor dem Angießen des Tragkörpers in dem diesem zugewandten Bereich mit einer nachgiebigen Umhüllung,
insbesondere aus Kunststoff, überzogen. Diese ist zweckmäßig so beschaffen, daß sie während des Brennvorgangs
durch Vergasen beseitigt wird (Anspruch 8).
Bei Herstellung eines Mundstücks mit inrenliegendem Mündungskörper ist das erfindungsgeniäße Verfahren
vorteilhaft so ausgestaltet, daß der Mündungskörper an der Stirnfläche, welche dem anzugießenden
Tragkörper zugewandt ist. mit einer nachgiebigen Zwischenschicht belegt wird. Durch diese wird beim Angießen
ein Spalt geschaffen, der den für den Schrumpfungs-
Bewegungsspielraum sicherstellt. Der mit der Verwendung der Zwischenschicht verbundene Vorteil besteht
auch darin, daß diese bereits vor dem Brennvorgang vor, außen abgezogen werden kann und demzufolge
nicht in der Weise auflösbar sein muß wie die nachgiebige Umhüllung (Anspruch 9).
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im
einzelnen erläutert. Es zeigt
F i g. 1 schematisiert einen Vertikalschnitt durch die Breitseiten eines Gießdüsen-Mundstücks, dessen Tragkörper
lediglich mit dem in Gießrichtung hinteren Teil seiner Längserstreckung an einen innenliegenden Mündungskörper
angegossen ist, wobei sich die Mundstückbohrung im Bereich des Mündungskörpers mit einer
gekrümmten Bohrungswand in Gießrichtung erweitert,
F i g. 2 unter Fortfall der Stranggießkokille einen Horizontalschnitt
durch die Schmalseiten des in Fig.! dargestellten
Gießdüsen-Mundstücks, wobei die sich in Gießrichtung erweiternde Mundstückbohrung — abgesehen
allenfalls von ihrem links liegenden Anschlußbereich — über die gesamte Länge des Mundstücks
gekrümmt ist,
F i g. 3, 4 einen vertikalen bzw. horizontalen Teiischnitt
durch die Breitseiten bzw. Schmalseiten eines Gießdüsen-Mundstücks mit außenliegendem Mündungskörper,
wobei dieser und der als Tragelement dienende Tragkörper über eine im Querschnitt halbkreisförmige
Verdickung unlösbar ineinandergreifen,
F i g. 5 einen horizontalen Teilschnitt durch die Schmalseiten eines Gießdüsen-Mundstücks mit außenliegendem
Mündut.gskörper, wobei die unlösbare formschlüssige Verbindung zwischen diesem und dem Tragkörper
durch bezüglich der Mundstück-Längsachse schräg verlaufende Absatzflächen gebildet ist,
F i g. 6 schematisiert einen Vertikalschnitt durch eine Gießform zur Herstellung eines Gießdüsen-Mundstücks
mit innenliegendem Mündungskörper unter Verwendung einer nachgiebigen, auflösbaren Umhüllung,
F i g. 7 schematisiert einen Vertikaischnit» durch eine
Gießform mit einteiligem Gipskern zur Herstellung eines Gießdüsen-Mundstücks mit außenliegendem Mündungskörper,
F i g. 8 schematisiert einen Vertikalschnitt durch eine Gießform mit mehrteiligem Gipskern zur Herstellung
eines Gießdüssn-Mundstücks mit außenüegendem
Mündungskörper und
F i g. 9 in einem horizontalen Teilschnitt die gegenseitige
Lage und Ausbildung von außenliegendem Mündungskörper und Tragkörper unmittelbar nach Beendigung
des Gießvorgangs, d. h. vor dem sich anschließenden Trocknungsvorgang.
Mittels des erfindungsgemäßen Gießdüsen-Mund-Stücks 1, das sich an einen nicht dargestellten weiteren
Längsabschnitt der Gießdüse anschließt, wird in Richtung des Pfeiles 2 unter Vermeidung von Luftzutritt
Stahlschmelze in den im Querschnitt rechteckförmigen Kokillenraum 3 einer Stranggießkokille mit dort ausschließlich
in Gießrichtung bewegten Kokillenwänden zugeführt. Diese bestehen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
aus zwei sich paarweise gegenüberliegenden endlosen Gießbändern 4, die sich entsprechend der
Gießrichtung in Richtung der Pfeile 4' bewegen, und sich seitlich an diese anschließenden endlosen Seitendämmen,
die aus beweglich miteinander verbundenen Einzelblöcken 5 aus einer Kupferlegierung aufgebaut
sind. Die Längsachse Γ dej Mundstücks 1 fällt mit der
Längsachse 3' des Kokiüenraums zusammen, in dem
sich durch allmähliches Erstarren der in Richtung des Pfeiles 2 bewegte Gießstrang bildet.
Die Kokillenwände (Teile 4 und 5) und der mit diesen
zusammenwirkende Endbereich des Mundstücks 1 vor der Austrittsöffnung 1" sind einander so zugeordnet
und ausgebildet, daß zwischen ihnen während des GieQ-vorgangs ein enger Dichtspalt 6 besteht, der den Austritt
von Metallschmelze entgegen der Gießrichtung verhindi.-i und der im Normalfall nur wenige zehntel
Millimeter beträgt. Das Mundstück I ist demzufolge im Querschnitt ebenfalls rechteckförmig ausgebildet, wobei
seine (in F i g. 1 oben und unten liegenden) Breitseiten den aus einem Stahlband bestehenden Gießbändern
4 und seine (aus F i g. 2 ersichtlichen) Schmalseiten den Einzelblöcken 5 gegenüberliegen.
Der auf der linken Seite des Mundstücks Ϊ liegende Anschlußbereich V" ist so ausgebildet, daß dieses unter
Vsrwsrd"!io von Dichtmorts! mit einem in Gießrichtung
vorausgehenden Längsabschnitt der Gießdüse verbunden werden kann; zj diesem Zweck ist die Mund-Stückbohrung
7 links mit einer geeigneten Erweiterung T ausgestattet.
Das Mundstück 1 weist als wesentlichen Bestandteil einen hohlen Tragkörper 8 auf, der aus amorpher Kieselsäure
(S1O2) hergestellt ist. Dieser nimmt lediglich im Endbereich des Mundstücks einen innenliegenden Mündungskörper
9 aus Bornitrid auf, welcher einen Teil der Mundstückbohrung und die Stirnfläche an der Austrittsöffnung 1" bildet. Der Mündungskörper steht im übrigen
über einen innenliegenden Absatz 9' und einen außenliegenden Absatz 9" (welcher die bereits erwähnte
Stirnfläche an der Austrittsöffnung 1" mitumfaßt) mit Bewegungsspielsraum, jedoch unlösbar mit dem Tragkörper
8 in Verbindung; er ragt mit seinem außenliegenden Absatz 9" axial über die Abschlußkante 8' des Tragkörpers
hinaus. Die zugehörige Absatzfläche 9'" bildet in Verlängerung der Tragkörper-Außenwand 8" gerade
den Teil der Mundstück-Außenwand, in dem die Abdichtung
zwischen dem Mundstück und den sich bewegenden Kokillenwänden (Teile 4 und 5) herbeigeführt
wird.
Zwischen den beiden unlösbar aneinander befestigten Keramikkörpern 8 und 9 befindet sich ein spaltformiger
Zwischenraum 10, der im Fertigzustand des Mundstücks 1 mit einer für die Betriebsverhältnisse geeigneten
Dichtmasse 11 ausgefüllt ist Diese sollte so beschaffen
sein, daß sie nach dem Einbringen in dünnflüssigem Zustand und sich anschließender Verfestigung bei niedrigen
Temperaturen eine feste Verbindung zwischen den
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Keramikkörpern 8 und 9 herstellt und erst bei höheren Temperaluren in einen teigigen Zustand übergeht, der
auch bei Temperaturen oberhalb von 11000C beibehalten
wird. Die Dichtmasse weist etwa folgende Zusammensetzung auf: 60% SiO2, 14% Al2O3, 10% B2O3, 7%
CaO, 5% Na2O und 4% K2O.
Die Dichtmasse ist bei der in Rede stehenden Ausführun^iform
(F i g. 1 und 2) mit innenliegendem Mündungsicörper 9 aus fertigungstechnischen Gründen erforderlich:
Der an den Mündungskörper angegossene Tragkörper erfährt während des sich an den Gießvorgang
anschließenden Trocknungsvorgangs eine nicht unbeachtliche Schrumpfung; diese würde mit einiger
Wahrscheinlichkeit zumindest zu einer Beschädigung der beiden sich gegenseitig überlappenden Keramikkörper
8 und 9 führen, sofern man nicht von vornherein den Schrumpfungsvorgang berücks!:htigt. Bereits bei
der Herstellung des Tragkörpers durch Angießen an den vorgefertigten MfinHnngskörnPr muß also dafür
Sorge getragen werden, daß zwischen den beiden Keramikkörpern ein die Schrumpfung des Tragkörpers ermöglichender
Zwischenraum 10 besteht, der später mit der bereits erwähnten Dichtmasse 11 ausgefüllt wird.
Diese wird durch Einfüllöffnungen 12 eingespritzt (vgl. F i g. 2), die zweckmäßig an den Schmalseiten des
Mundstücks 1 angeordnet sind sowie in größerem Abstand vor der Austrittsöffnung 1" und vor der Absatzfläche
9"'liegen.
Die Mundstückbohrung 7 ist so ausgebildet, daß ihre Wand 7" — jeweils in Gießrichtung (Pfeil 2) gesehen —
an 'en Breit- und Schmalseiten des Mundstücks einen unterschiedlichen Verlauf aufweist. An den Breitseiten
(vgl. F i g. 1) ist die Wand 7" lediglich im Bereich des innenliegenden Mündungskörpers 9 in der Weise gekrümmt,
daß sich in Gießrichtung eine Erweiterung der Mundstückbohrung 7 ergibt. An den Schmalseiten (vgl.
F i g. 2) ist die Wand 7" — abgesehen allenfalls vom Anschlußbereich Γ" auf der linken Seite des Mundstücks
— über die gesamte Länge gekrümmt ausgebildet mit der Folge, daß sich die Mundstückbohrung 7
auch außerhalb des Mündungskörpers 9 in Gießrichtung erweitert.
Der Vorteil der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2 besteht insbesondere darin, daß durch Angießen des
widerstandsfähigen Tragkörpers aus Kieselsäure an den teuren Mündungskörper aus Bornitrid eine einfache
und betriebssichere Anordnung hergestellt werden kann, in welcher zusätzliche und ggf. störanfällige Befestigungselemente
entfallen. Der Mündungskörper kann sich dabei nicht von dem ihn umschließenden Tragkörper
lösen.
Die Außenwand des Mundstücks besteht in dem Bereich, in dem der enge Dichtspalt zwischen den relativ
zueinander bewegten Teilen 1 und 4,5 eingestellt ist aus dem Keramikwerkstoff des Mündungskörpers 9, d. h.
aus einem Keramikwerkstoff mit einer bezüglich der Stahlschmelze geringen Netzfähigkeit. Dies hat zur Folge,
daß mit einer verhältnismäßig großen Spaltweite (beispielsweise in der Größenordnung um 0,5 mm) gearbeitet
werden kann, ohne die Betriebssicherheit der Einheit aus Mundstück und Stranggießkokille in Frage zu
stellen. Die Verwendung eines innenliegenden Mündungskörpers hat außerdem zur Folge, daß die zur Anwendung
kommende Menge Bornitrid gering gehalten werden kann.
Die Ausführungsform des Gießdüsen-Mundstücks 1 gemäß F i g. 3 bis 5 weist einen außenliegenden Mündungskörper
9 auf, der den Tragkörper 8 auf dem in Gießrichtung (Pfeil 2) hinteren Teil seiner Längserstrekkung
umschließt und, über diesen in axialer Richtung hinausragend, mit seiner Außenfläche 9"" in Verlängerung
der Außenwand 8" einen größeren Teil der Außenfläche des Mundstücks bildet.
Die eine Trennung der beiden Keramikkörper 8 und 9 verhindernde formschlüssige Verbindung besteht aus
einer im Querschnitt halbkreisförmigen Verdickung 8'" des Tragkörpers, welche gleichzeitig dessen in Gießrichtung
hintere Abschlußkante bildet.
Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 mit außenliegendem Mündungskörper 9 wird die unlösbare l'ormschlüssige
Verbindung zwischen den Keramikkörpern 8 und 9 durch den innenliegenden Absatz 9' gebildet, der
bezüglich der Mundstück-Längsachse Γ geneigte Absatzflächen 9a und 9b aufweist. Die Außenkontur des
Tragkörpers 8 ist entsprechend ausgebildet.
Der mit der Dichtmasse 11 ausgefüllte spaltförmige
Zwischenraum 10 ist im FsUe der A.usfuhruri^sforrricn
gemäß Fig.3 bis 5 dadurch bedingt, daß der an den
Mündungskörper 9 angegossene Tragkörper 8 während des Trocknungsvorgangs die bereits erwähnte
Schrumpfung erfährt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Mundstücks in Verbundbauweise mit innenliegendem
Mündungskörper wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die in F i g. 6 dargestellte Gießform erläutert.
Der im Rohzustand vorliegende Mündungskörper 9 wird in eine nach oben hin offene Stahl-Stützform 13
eingesetzt, in die weiterhin eine aus Gips bestehende Außenform 14 und ein einteiliger Gipskern 15 eingebracht
werden. Die Teile 13 und 15 greifen in die Rohbohrung des Mündungskörpers 9 ein und verhindern
den Zutritt der als Schlicker vorliegenden Kieselsäure in diesen Bereich.
Die Stahl-Stützform 13 wird mittels eines Deckels 16 mit einer Einfüllöffnung 16' verschlossen, der sich
gleichzeitig auf den Teilen 14 und 15 abstützt und deren gegenseitige Lage innerhalb der Stahl-Stützform 13 sichert.
Durch den Zwischenraum, der von den Teilen 16,14,9
und 15 begrenzt wird, ist die Rohform des an den Mündungskörper 9 anzugießenden Tragkörpers 8 festgelegt.
Mittels der aus Gips bestehenden Teile 14 bis 16 wird dem eingefüllten Schlicker Feuchtigkeit entzogen, bevor
die Gießform zur Fortsetzung des Trocknungsvorgangs geöffnet wird.
Nach dem Trocknungsvorgang und dem Herauslösen des nunmehr im Rohzustand vorliegenden Mundstücks
mit den Teilen 8 und 9 muß dieses bei etwa 11000C
gebrannt werden. Dieser Abschnitt des Herstellvorgangs ist insofern kritisch, als sich das Bornitrid des
Mündungskörpers 9 stärker dehnt als die Kieselsäure des Tragkörpers 8 und demzufolge unter Umständen
beschädigt wird. Um dies zu verhindern, wird der Mündungskörper 9 vor dem Einfüllen des Schlickers in die
Gießform in dem Bereich, der später dem Tragkörper 8 gegenüberliegt, mit einer nachgiebigen Umhüllung 17
überzogen, die beim Brennen vergast und damit den Raum schafft, der die Schrumpfung des Tragkörpers 8
beim Trocknen zuläßt und um den sich der Mündungskörper 9 beim Brennen bezüglich des ihn umschließenden
Tragkörpers ausdehnt
Die nachgiebige Umhüllung, die insbesondere aus einem auflösbaren Kunststoff bestehen kann, muß also hinsichtlich ihrer Stärke so bemessen sein, daß sie die beim Trocknungs- und Brennvorgang auftretenden unterschiedlichen Abmessungsänderungen der Keramik-
Die nachgiebige Umhüllung, die insbesondere aus einem auflösbaren Kunststoff bestehen kann, muß also hinsichtlich ihrer Stärke so bemessen sein, daß sie die beim Trocknungs- und Brennvorgang auftretenden unterschiedlichen Abmessungsänderungen der Keramik-
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ίο
körper 8 und 9 auffangen kann. Der nach dem Brennvorgang vorliegende spaltförmige Zwischenraum (vgl.
dazu die Ausführungsformen gemäß F i g. 1 und 2) wird in der bereits beschriebenen Weise ausgefüllt.
Die erforderliche Endbearbeitung des Gießdüsen-MundstUcks
unter Einhaltung der erforderlichen engen Abmessungs- und Winkel-Toleranzen wird erst nach
Beendigung des Brennvorgangs durchgeführt.
Das zur Herstellung eines Mundstücks mit innen liegendem Mündungskörper geeignete Verfahren besteht
also aus den folgenden wesentlichen Schritten:
Der aus Bornitrid bestehende Mündungskörper wird außen mit der nachgiebigen Umhüllung aus Kunststoff
versehen, die eine Wandstärke in der Größenordnung von 3 mm aufweist. Nach dem Einlegen des Mündungskörpers in die Gießform und deren Vervollständigung
durch Einbringen der zugehörigen Gipsbestandteile wird SiO2-Schlicker eingefüllt. Während des bei etwa
70° C vor sich gehenden Trocknurigsvorgarigs
schrumpft der angegossene Tragkörper und drückt die Umhüllung des Mündungskörpers auf eine Wandstärke
von etwa 1,5 mm zusammen.
Nach dem Herauslösen des Mundstücks aus Tragkörper und Mündungskörper aus der Gießform wird die
erwähnte Einheit bei etwa 1100°C einem Brennvorgang unterzogen, der die Vergasung der Umhüllung und die
Bildung des Zwischenraums zwischen den beiden miteinander verbundenen Keramikkörpern zur Folge hat:
Der innenliegende Mündungskörper kann sich also bezüglich des ihn in Längsrichtung teilweise umschließenden
Tragkörpers in geringem Umfang bewegen. Das gasförmige Reaktionsprodukt der Umhüllung entweicht
über Bohrungen, die an zumindest einem der beiden Keramikkörper angeordnet sind.
Nach Abkühlung des Mundstücks wird der Zwischenraum zwischen den beiden Keramikkörpern mit einer
glasurartigen Dichtmasse gefüllt, die bei niedrigen Temperaturen fest ist, d. h. die beiden Keramikkörper unbeweglich
miteinander verbindet. Bei Temperaturen oberhalb etwa 1400° C nimmt die Dichtmasse einen teigigplastischen Zustand an und bildet eine nachgiebige
Dichtung zwischen den bei Jen Keramikkörpern.
Als Umhüllung, die erforderlichenfalls mit dem Mündungskörper verklebt wird, kommt insbesondere Styrolpolimerisat
oder Styrolcopolimerisat in Frage.
Die in den F i g. 7 und 8 dargestellten Gießformen sollen die Herstellung eines Gießdüsen-Mundstücks mit
außenliegendem Mündungskörper 9 ermöglichen.
Die Gießform gemäß F i g. 7 weist dabei einen einteiligen Gipskern 15 auf, dessen Außenkontur bereits annähernd
dem Verlauf der späteren Mundstückbohrung 7 (vgl. dazu F i g. 3 und 4) entspricht.
Da der bezüglich des vorgefertigten Mündungskörpers 9 innenliegende Tragkörper 8 beim Trocknungsvorgang,
bei dem ihm auch unter Einwirkung der umgebenden Gipsteile 14 bis 16 Wasser entzogen wird, die
bereits erwähnte Schrumpfung erfährt, ist die Verwendung einer nachgiebigen Umhüllung (wie in F i g. 6 dargestellt)
im wesentlichen nicht erforderlich. Allenfalls im Bereich der in Gießrichtung vornliegenden Stirnseite 9c
des Mündungskörpers kann eine nachgiebige Zwischenschicht 18 vorgesehen sein, um die Gefahr einer Beschädigung
der über die Verdickung 8'" miteinander verhakten Keramikkörper 8 und 9 herabzusetzen.
Die Zwischenschicht 18 kann nach dem Abziehen der Keramikkörper 8 und 9 vom Gipskern 15, in jedem Falle
jedoch vor dem Brennvorgang, von außen entfernt werden. Die Zwischenschicht 18 muß demzufolge zwar in
ausreichendem Maße nachgiebig, jedoch nicht durch den Brennvorgang auflösbar sein.
Der beim Trocknungsvorgang entstandene spa'tähnliche
Zwischenraum zwischen den Keramikkörpern 8 und 9 verkleinert sich während des Brennvorgangs in
gewissem Umfang dadurch, daß sich das Bornitrid des Mündiingskörpers 9 stärker dehnt als die Kieselsäure
des Tragkörpers 8.
Die Gießform gemäß F i g. 8 unterscheidet sich dadurch von der soeben beschriebenen Gießform, daß der
Gipskern mehrere voneinander lösbare Kernteile 15, 15a und i5b aufweist. Der Gipskern kann demzufolge,
ohne daß das im Rohzustand vorliegende Mundstück mit den Keramikkörpern 9 und 8 nach oben abgezogen
werden muß, aus der Gießform entfernt werden; entsprechendes gilt für die Außenform 14.
Die gegenseitige Zuordnung von außer.liegendem Mündungskörper 9 und innenliegendem Tragkörper 8
vor dem Trocknungsvorgang ist aus F i g. ä ersichtlich.
Die beiden Keramikkörper stützen sich zu diesem Zeitpunkt unmittelbar aneinander ab. Lediglich im Bereich
der in Gießrichtung vorn (d. h. in der Zeichnung links) liegenden Stirnfläche 9c des Mündungskörpers 9 ist ein
durch die nachgiebige Zwischenschicht 18 ausgefüllter Raum vorhanden.
Da die Zwischenschicht von außen zugänglich ist, kann sie zu einem geeigneten Zeitpunkt ohne Schwierigkeit
entfernt werden.
Das zur Herstellung eines Mundstücks mit außenliegendem Mündungskörper geeignete Verfahren ist durch folgende wesentliche Verfahrensschritte gekennzeichnet:
Das zur Herstellung eines Mundstücks mit außenliegendem Mündungskörper geeignete Verfahren ist durch folgende wesentliche Verfahrensschritte gekennzeichnet:
Nachdem Einlegendes Mündungskörpers — auf den
erforderlichenfalls die bereits erwähnte Zwischenschicht, beispielsweise durch Kleben, aufgebracht ist —
und der Gipsbestandteile in die Gießform wird diese mit SiOi-Schücker gefüllt. Irr. Verlaufe des Trocknur.gsvorgangs
bei etwa 70°C schrumpft der innenliegende Tragkörper, wobei sich zwischen diesem und dem Mündungskörper
der bereits erwähnte Zwischenraum bildet; die an dem Mündungskörper angebrachte Zwischenschicht
stellt sicher, daß zwischen den beiden Keramikkörpern auch in axialer Richtung ein ausreichender
Bewegungsspielraum vorhanden ist.
Nach Entfernen des Mundstücks aus der Gießform kann die Zwischenschicht entfernt werden, bevor die
beiden beweglich miteinander verbundenen Keramikkörper bei 1100° C gebrannt werden. Nach dem Abkühlen
des Mundstücks wird der Zwischenraum zwischen den beiden Keramikörpern mit der bereits erwähnten
glasurartigen Dichtmasse gefüllt, die erst bei höheren Temperaturen teigig-plastisch wird und eine nachgiebige
Abdichtung zwischen den beiden Keramikkörpern herstellt
Die ggf. zum Einsatz kommende Zwischenschicht kann aus demselben Kunststoff bestehen wie die Umhüllung,
die bei der Herstellung eines Mundstücks mit innenliegendem Mündungskörper zum Einsatz gelangt
Da die Zwischenschicht bereits vor dem Brennvorgang von außen entfernt werden kann, können jedoch auch
andere Kunststoffe Verwendung finden, die nicht in einen gasförmigen Zustand überführbar sein müssen.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß sich durch Angießen eines Tragkörpers an einen
bereits vorgefertigten Mündungskörper aus Bornitrid eine Einheit herstellen läßt, deren Bestandteile über eine
formschlüssige Verbindung unlösbar aneinander befestigt sind. Der fertigungstechnisch bedingte Zwischen-
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raum zwischen den beiden miteinander verhakten Keramikkörpern kann dabei in einfacher Weise mit einer sich
bei niedrigen Temperaturen verfestigenden Dichtmasse
ausgefüllt werden, bevor das Mundstück der Endbearbeitung unterzogen wird. 5
bei niedrigen Temperaturen verfestigenden Dichtmasse
ausgefüllt werden, bevor das Mundstück der Endbearbeitung unterzogen wird. 5
Hierzu 7 Blatt Zeichnungen
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Claims (9)
1. Aus mehreren Längsabschnitten bestehende Gießdüse zum Zuführen von Metallschmelze, insbesondere
Stahlschmelze, in eine Stranggießkokille mit einen rechteckförmigen Kokillenraum begrenzenden
und dort ausschließlich in Gießrichtung bewegten Kokillenwänden, deren im Querschnitt angepaßtes
Mundstück, auf einem Teil seiner Längserstrekkung
in den Kokillenraum hineinragend, einen hohlen Tragkörper aus amorpher Kieselsäure und, an
diesem abgestützt, einen hohlen Mündungskörper aus Bornitrid aufweist wobei letzterer im Endbereich
des Mundstücks bis zu dessen Austrittsöffnung einen Teil der Wandung der Mundstückbohrung und
die dort befindliche Stirnfläche bildet dadurch
gekennzeichnet, daß der Mündungskörper (9)
und der an diesen angegossene Tragkörper (S), die
sich gegenseitig überlappen, unter Einhaltung eines spaitfönriigen Zwischenraums (10>
über FormschiuB unlösbar miteinander in Verbindung stehen und der
Zwischenraum zwischen den benachbarten Flächen der beiden Keramikkörper (8,9) mit einer Dichtmasse
(11) ausgefüllt ist die bei höheren Temperaturen plastische Eigenschaften aufweist
2. Gießdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der im Überlappungsbereich außenliegende
Keramikkörper (8 bzw. 9) mit Einfüllöffnungen (12) für die Dichtmasse (U) ausgestattet ist
3. Gießdüsv nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet daß ^ie beiden Keramikkörper
(8,9) ober zumindest zwei in axialer Richtung wirksame Absatzffächen (9a, 9# unlösbar ineinandergreifen.
4. Gießdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die beiden Keramikkörper
(8, 9) über eine im Querschnitt halbkreisförmige Verdickung (8'") unlösbar ineinandergreifen.
5. Gießdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der in dem Tragkörper
(8) gehaltene innenliegende Mündungskörper (9), als Verlängerung axial über diesen hinausragend, auch
einen Teil der Außenfläche (9'") des Mundstücks (1) bildet.
6. Gießdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß der außenliegende
Mündungskörper (9) den Tragkörper (8) auf dem in Gießrichtung (Pfeil 2) hinteren Teil seiner Längserstreckung
umschließt und, über diesen in axialer Richtung hinausragend, einen Teil der Außenfläche
(9"") des Mundstücks (1) bildet.
7. Verfahren zur Herstellung des Mundstücks einer Gießdüse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6
mit einem hohlen Tragkörper aus amorpher Kieselsäure und einem an die"im abgestützten hohlen
Mündungskörper aus Bornitrid, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper in der Weise an den
vorgefertigten Mündungskörper angegossen wird, daß nach dem sich anschließenden Trocknungs- und
Brennvorgang mit Bildung eines spaltförmigen Zwischenraums zwischen den beiden Keramikkörpern
eine unlösbare formschlüssige Verbindung vorliegt, und daß der Zwischenraum mit einer bei höheren
Temperaturen plastischen Dichtmasse ausgefüllt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mündungskörper vor dem Angie-
ßen des außenliegenden Tragkörpers in dem diesem zugewandten Bereich mit einer nachgiebigen Umhüllung
überzogen wird, bei deren Beseitigung, die spätestens während des Brennvorgangs vor sich
geht der Zwischenraum entsteht
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß der Mündungskörper vor dem Angießen
des innenliegenden Tragkorpers an der diesem zugewandten Stirnfläche mit einer nachgiebigen
Zwischenschicht belegt, wird, die spätestens vor dem
Brennvorgang entfernt wird.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3401024A DE3401024C2 (de) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Aus mehreren Längsabschnitten bestehende Gießdüse zum Zuführen von Metallschmelze in eine Stranggießkokille und Verfahren zur Herstellung des Mundstücks einer derartigen Gießdüse |
EP84115539A EP0149164B1 (de) | 1984-01-13 | 1984-12-15 | Aus mehreren Längsabschnitten bestehende Giessdüse zum Zuführen von Metallschmelze in eine Stranggiesskokille und Verfahren zur Herstellung des Mundstücks einer derartigen Giessdüse |
AT84115539T ATE30865T1 (de) | 1984-01-13 | 1984-12-15 | Aus mehreren laengsabschnitten bestehende giessduese zum zufuehren von metallschmelze in eine stranggiesskokille und verfahren zur herstellung des mundstuecks einer derartigen giessduese. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3401024A DE3401024C2 (de) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Aus mehreren Längsabschnitten bestehende Gießdüse zum Zuführen von Metallschmelze in eine Stranggießkokille und Verfahren zur Herstellung des Mundstücks einer derartigen Gießdüse |
Publications (2)
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DE3401024C2 true DE3401024C2 (de) | 1986-01-16 |
Family
ID=6224904
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3401024A Expired DE3401024C2 (de) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Aus mehreren Längsabschnitten bestehende Gießdüse zum Zuführen von Metallschmelze in eine Stranggießkokille und Verfahren zur Herstellung des Mundstücks einer derartigen Gießdüse |
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GB9825986D0 (en) * | 1998-11-27 | 1999-01-20 | Didier Werke Ag | Improvements in or relating to refractory products |
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DE3037059A1 (de) * | 1980-10-01 | 1982-04-29 | Böhler AG, 4000 Düsseldorf | Stranggussvorrichtung |
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- 1984-12-15 AT AT84115539T patent/ATE30865T1/de not_active IP Right Cessation
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---|---|
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ATE30865T1 (de) | 1987-12-15 |
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