DE3928956C1

DE3928956C1 -

Info

Publication number: DE3928956C1
Application number: DE19893928956
Authority: DE
Inventors: Rudolf 8500 Nuernberg De Schwarz
Original assignee: Alcan International Ltd Canada
Current assignee: Rio Tinto Alcan International Ltd
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1991-01-24
Anticipated expiration: 2009-09-01
Also published as: GB2252063A; GB9203812D0; WO1991003338A1; CA2065351A1; FR2651160A1

Abstract

The invention relates to a process and a device for casting metal rods or the like in bag casting using an ingot mould (1) which sinks into a liquid bath (5) as it is being filled with the casting metal. The ingot mould pipe (1) is filled with casting metal through a filling pipe (11). The lower end of the filling pipe, which is lowered in advance into the ingot mould pipe, has an outlet opening (12). The ingot mould pipe is suspended with its lower end at approximately the same level as the liquid bath (5) or above until this introduction is almost complete. The casting metal is allowed to flow through the outlet opening (12) of the filling pipe (11) into the ingot mould pipe (1). Simultaneously, the ingot mould pipe is lowered into the liquid bath (5) at a speed which bears a predetermined ratio to the speed at which the casting metal rises in the mould pipe (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gießen von Metallstangen im Tütenguß unter Verwendung einer aus einem an seinem unteren Ende geschlossenen Rohr bestehenden Kokille, die bei ihrem Füllen mit dem Gießmetall in einem Flüssigkeitsbad zum Absinken gebracht wird.The invention relates to a method and a device for casting metal rods in the bag casting under Use one out of one at its lower end closed tube existing mold, which at her Fill with the casting metal in a liquid bath Sinking is brought.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen können dazu dienen, für die spektrometrische Analyse von Metallen oder Legierungen benötigte Proben von möglichst homogener Zusammensetzung herzustellen.Such methods and devices can serve for the spectrometric analysis of metals or Alloys need samples of as homogeneous as possible Manufacture composition.

Insbesondere an die Qualität von Standardproben zur Eichung von Spektrometern werden hohe Anforderungen hinsichtlich Homogenität, Feinheit eventuell intermetallischer Verbindungen und Freiheit von Gußfehlern (Poren, Seigerungen, Oxideinschlüssen) gestellt.Especially the quality of standard samples for Calibration of spectrometers are very demanding with regard to homogeneity, fineness intermetallic compounds and freedom from casting defects (Pores, segregations, oxide inclusions).

Proben zur Untersuchung einer bestimmten Schmelze werden in der Regel als flache Scheiben oder Zylinder in Stahlformen abgegossen, gerade groß genug, um die einmalige Untersuchung daran ausführen zu können. Bei der Herstellung von Standardproben kommt es dagegen darauf an, ein möglichst großes gleichmäßiges Probenvolumen herzustellen, um nach dessen aufwendiger naßchemischer Analyse möglichst viele identische Referenzproben aus dem Probenvolumen herausarbeiten und verkaufen zu können.Samples will be used to study a particular melt usually as flat disks or cylinders in Cast steel molds, just big enough to fit the to be able to carry out a one-time examination. In the In contrast, the production of standard samples depends on the largest possible uniform sample volume to manufacture in order to elaborate wet chemical Analyze as many identical reference samples as possible from the Working out and selling sample volumes.

Zu diesem Zweck werden bevorzugt Rundstangen mit einem Durchmesser von 30 bis 100 mm mit dem eingangs erwähnten bisher bekannten Verfahren abgegossen, welche Rundstangen außen überdreht und zu scheibenförmigen Einzelproben zerschnitten werden. Dieses bisher dazu verwendete Verfahren ist ein Schwerkraftkokillengießverfahren, bei dem dünnwandige, unten geschlossene Stahlzylinder, sogenannte Tüten, als Kokillen mit dem geschmolzenen Gießmetall gefüllt und dann zur Beschleunigung der Erstarrung des Gießmetalls in ein Wasserbad abgesenkt werden.For this purpose, round bars with a are preferred Diameters from 30 to 100 mm with the aforementioned poured previously known methods, which round rods turned over on the outside and into disc-shaped incremental samples be cut up. This previously used for this Process is a gravity die casting process, at the thin-walled steel cylinder closed at the bottom, so-called bags, as molds with the melted Cast metal filled and then to accelerate the Solidification of the cast metal is lowered into a water bath will.

Während niedriglegierte Metallschmelzen sich mit relativ geringem Aufwand zu befriedigenden Probenstangen vergießen lassen, ergeben sich bei Schmelzen mit höheren Gehalten an Legierungszusätzen oft unüberwindliche Schwierigkeiten, eine ausreichend homogene und gleichmäßige Zusammensetzung der Probenstangen über ihren Durchmesser und ihre ganze Länge zu erreichen. Ein typisches Beispiel für derart problematische Legierungen sind Aluminium-Kolbenlegierungen mit Silizium-Gehalten von 11 bis 25%, Kupfer-Gehalten bis zu 4%, Magnesium-Gehalten bis zu 2% und verschiedenen weiteren Legierungselementen. Eine derartige Legierung neigt zur Ausbildung von Silizium-Seigerungen und groben intermetallischen Phasen. While low-alloy metal melts with relatively Pour satisfactory sample rods with little effort can be obtained with melts with higher contents Alloy additives often insurmountable difficulties, a sufficiently homogeneous and uniform composition the sample rods across their diameter and their whole To reach length. A typical example of this are problematic alloys Aluminum piston alloys with silicon contents of 11 up to 25%, copper contents up to 4%, magnesium contents up to 2% and various other alloying elements. Such an alloy tends to form Silicon segregations and rough intermetallic phases.

Problematisch ist in jedem Fall, das Füllen der relativ langen meist zylindrischen Hohlräume so zu gestalten, daß Schaumbildung und Oxideinwirbelungen vermieden werden.In any case, the problem is filling the relative long, mostly cylindrical cavities so that Foaming and interfering with oxide can be avoided.

Eine Anwendung des an sich für diesen Zweck auch geeigneten Stranggießverfahrens verbietet sich in der Regel wegen des zu geringen Abgußvolumens, für das der mit dem Stranggießverfahren verbundene apparative und prozeßsteuerungsmäßige Aufwand zu groß wäre.An application of the itself for this purpose too suitable continuous casting process is prohibited in the Rule because of the insufficient casting volume for which the apparatus and apparatus related to the continuous casting process process control effort would be too great.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die es erlauben, mit möglichst geringem apparativen Aufwand metallurgisch in jeder Hinsicht einwandfreie Metallstangen auch aus schwierig vergießbaren Metallegierungen herzustellen, wobei die Gestalt und Oberflächengüte dieser Stangen derart sein soll, daß keine oder eine nur geringe spanende Bearbeitung ihrer Außenfläche erforderlich ist, da gerade in der schnell erstarrten Außenzone der Stangen die günstigsten Gefügeausbildungen vorliegen. Außerdem sollte das Verfahren nicht vom großen handwerklichen Können des Ausführenden abhängig sein.The invention is therefore based on the object Method and an apparatus of the aforementioned To create genus that allow with as much as possible low expenditure on equipment metallurgically in each Regarding flawless metal bars even from difficult to produce castable metal alloys, the The shape and surface quality of these rods should be such should have little or no machining its outer surface is necessary, because just in the the outer zone of the bars quickly froze the cheapest Microstructures are available. Besides, that should Process not of the great craftsmanship of the Be dependent on the executor.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der genannten Gattung dadurch gelöst, daß zur Füllung des Kokillenrohres mit Gießmetall ein an seinem unteren Ende offenes oder zu öffnendes und an seinem oberen Ende verschließbares Füllrohr verwendet wird, das mit seinem unteren Ende voraus in eine Schmelze des Gießmetalls eingetaucht wird, wobei das Gießmetall zum Einströmen in das Füllrohr gebracht wird, daß dann das gefüllte Füllrohr an seinem oberen Ende verschlossen und mit seiner Füllung aus der Schmelze herausgehoben und daraufhin mit seinem unteren Ende in das Kokillenrohr von oben her eingeführt wird, worauf durch Öffnen des oberen Füllrohrendes das Gießmetall aus dem Füllrohr über dessen offenes oder geöffnetes unteres Ende zum Einströmen in das Kokillenrohr gebracht wird und dieses zugleich allein unter dem Gewicht des eingefüllten Metalles in das Flüssigkeitsbad absinken gelassen wird. Dabei wird vorteilhaft das Füllrohr bis oder nahezu bis zum geschlossenen unteren Ende des Kokillenrohres eingeführt und in dieser Position unabhängig von der Höhenlage des Kokillenrohres festgehalten. Mit dieser Verfahrensweise kann das Füllen der Kokille unter weitgehend reduzierter Schaumbildung oder Oxideinwirbelung vorgenommen werden, was beim umständlichen Befüllen durch das bisher bekannte Schöpfverfahren nicht möglich war.This object is achieved in a method of mentioned genre solved in that for filling the Mold tube with a cast metal at its lower end open or opening and at its upper end closable filling tube is used, which with its bottom end in a melt of the cast metal is immersed, the casting metal to flow into the filling tube is brought that then the filled filling tube closed at its upper end and with its filling lifted out of the melt and then with its lower end into the mold tube from above is introduced, followed by opening the top Filling tube end the pouring metal from the filling tube over the open or open lower end for flowing into the Mold tube is brought and this alone at the same time under the weight of the filled metal in the Liquid bath is allowed to sink. Doing so advantageous the filling tube up to or almost up to closed lower end of the mold tube introduced and in this position regardless of the Height of the mold tube recorded. With this The procedure can be to fill the mold under largely reduced foaming or Oxideinwirbel be made, which when cumbersome filling by the previously known Scooping process was not possible.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zweckmäßig das Kokillenrohr mit einer Geschwindigkeit zum Absinken im Flüssigkeitsbad gebracht, die etwa gleich ist der Steiggeschwindigkeit des Gießmetalls im Kokillenrohr, wodurch der Spiegel des in das Kokillenrohr gefüllten Gießmetalls stets in etwa gleicher Höhe verbleibt. Wird das Füllrohr bis oder nahezu bis zum geschlossenen unteren Ende des Kokillenrohres eingeführt und in dieser Position festgehalten, wird eine gleichbleibende geringstmögliche Fallhöhe des Gießmetalls gewährleistet, wodurch eine Schaumbildung und Oxideinwirbelung praktisch völlig vermieden wird. Durch das gesteuerte Absenken des Kokillenrohres in dem Flüssigkeitsbad wird außerdem ein sofort einsetzendes und mit dem Füllstand fortschreitendes Abschrecken des eingefüllten Gießmetalls erreicht, wodurch eine sehr feinkristalline und seigerungsfreie Gefügeausbildung im schließlich erstarrten Gußkörper erhalten wird.In the method according to the invention, this is useful Mold tube at a rate of descent in the Brought liquid bath, which is about the same Rising speed of the casting metal in the mold tube, whereby the mirror of the filled in the mold tube Cast metal always remains at approximately the same height. Becomes the filling pipe up to or almost to the closed lower Inserted end of the mold tube and in held in this position becomes a constant one ensures the lowest possible drop height of the cast metal, which makes foaming and interlacing oxide practical is completely avoided. By controlled lowering of the The mold tube in the liquid bath is also a immediately starting and progressing with the level Quenching of the poured casting metal achieved, which makes a very fine crystalline and segregation-free Microstructure formation in the finally solidified cast body is obtained.

Aus der deutschen Patentschrift 7 50 673 ist zwar ein Verfahren zum Gießen von Metallblöcken aus kupferhaltigen Aluminiumlegierungen in einer Kokille bekannt, die auf einem Gießtisch steht, der in ein Wasserbad absenkbar ist. Die Füllung der Kokille erfolgt bei diesem Verfahren jedoch über eine Gießrinne und nicht mittels eines Hebefüllrohrs der vorgenannten erfindungsgemäßen Art, während das Absenken des Gießtisches mit Hilfe einer hydraulischen oder ähnlich ausgebildeten Vorrichtung vorgenommen wird.From the German patent specification 7 50 673 is a Process for casting metal blocks from copper-containing Aluminum alloys known in a mold that stands on a casting table that can be lowered into a water bath is. The mold is filled with this process however via a trough and not by means of a Lifting filler pipe of the aforementioned type according to the invention, while lowering the casting table using a hydraulic or similarly designed device is made.

Ferner wird bei diesem bekannten Verfahren die für das Gießen von Metallblöcken dienende Kokille erst mit ihrem fortschreitenden Füllen und dem dabei gleichzeitig vorgenommenen Absenken des Gießtisches im Wasserbad in ihrer Höhe aufgebaut, wodurch die von der Seite zur zur Kokille führende Gießrinne an ihrem Austrittsende in geringstmöglicher Höhe über dem Spiegel des in die Kokille eingefüllten Gießmetalls gehalten werden kann. Dadurch kann zwar die Schaumbildung und Oxideinwirbelung in dem zu gießenden Metallblock reduziert werden. Diese Füllweise ist jedoch bei einem Verfahren zum Gießen von Metallstangen im Tütenguß zu aufwendig und umständlich und daher nicht praktikabel. Furthermore, in this known method for Pouring molds serving metal blocks only with their progressive filling and at the same time lowering of the casting table in a water bath their height built up, which means that from the side to the Chill leading trough at its exit end in lowest possible height above the level of the mold poured poured metal can be kept. Thereby Although foam formation and interlacing of oxide in the can pouring metal block can be reduced. This way of filling however, is in a process for casting Metal bars in the bag casting too expensive and cumbersome and therefore not practical.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Tütengußvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche ein in ein Flüssigkeitsbad absenkbares, unten durch einen Boden geschlossenes Kokillenrohr hat. Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß so gestaltet, daß das Kokillenrohr in einem Schwimmkörper gelagert und mit diesem in und über dem das Flüssigkeitsbad aufnehmenden Behälter in das Bad eintauchend auf und ab geführt ist, welcher Schwimmerkörper so ausgebildet ist, daß er das Kokillenrohr vor dessen Füllen mit Gießmetall mit dessen unterem Ende etwa in Höhe des Spiegels des Flüssigkeitsbades oder darüber in Schwebe hält und beim Füllen zum Absinken in das Flüssigkeitsbad bringt, und daß in das Kokillenrohr ein zum Einfüllen von Gießmetall in das Kokillenrohr dienendes Füllrohr einführbar ist, das mit einer Öffnung zum Auslaufen des Gießmetalls in das Kokillenrohr ausgestattet ist. Dabei ist vorteilhaft der Schwimmerkörper so ausgebildet und bemessen, daß er das Kokillenrohr bei dessen Füllen mit einer Geschwindigkeit zum Absinken im Flüssigkeitsbad bringt, die in einem gewünschten Verhältnis zur Steiggeschwindigkeit des Gießmetalls im Kokillenrohr steht. Zur Anpassung an metallurgische Erfordernisse kann dabei der Schwimmkörper auch so ausgebildet sein, daß die Sinkgeschwindigkeit des Kokillenrohres mit dessen zunehmender Befüllung entweder abnimmt oder zunimmt.The invention also relates to a Bag casting device for performing the inventive Process, which a lowerable in a liquid bath, has a mold tube closed at the bottom by a bottom. This device is designed in such a way that the mold tube stored in a float and with this in and above the one receiving the liquid bath Dipping the container up and down in the bath which float body is designed so that the mold tube before filling it with casting metal with its lower end approximately at the level of the Liquid bath or above in suspension and at Filling to sink into the liquid bath brings and that in the mold tube for filling Pouring metal into the filling tube serving the mold tube is insertable, which has an opening for leakage of the Casting metal is equipped in the mold tube. Here the float body is advantageously designed and dimensioned that he with the mold tube when filling a rate of descent in the liquid bath brings that in a desired ratio to Rising speed of the casting metal in the mold tube stands. Can be used to adapt to metallurgical requirements the float should also be designed so that the Sinking speed of the mold tube with its increasing filling either decreases or increases.

Um den erstarrten Gußkörper möglichst leicht und ohne Beschädigung des Kokillenrohres aus diesem entnehmen zu können, kann dieses Kokillenrohr zweiteilig aufklappbar oder einteilig sich nach oben konisch erweiternd ausgebildet sein.To make the solidified cast body as light as possible and without damaging the mold tube from it This mold tube can be removed can be opened in two parts or in one piece upwards be flared.

Der Schwimmkörper kann aus einem Leichtstoff, wie Styropor oder Kork, gefertigt sein oder aus einem dünnwandigen Hohlkörper aus Blech bestehen. Er kann das Kokillenrohr vollständig oder auch nur teilweise umfassen und an einer Vertikalführung in dem das Flüssigkeitsbad aufnehmenden Behälter und darüber auf und ab geführt sein. Diese Führung muß so ausgebildet sein, daß sie das Kokillenrohr beim Absenken in senkrechter Lage führt, was in einfacher Weise mit an Spannseilen bewegbaren Ringösen, aber auch mit jeder anderen bekannten Art von Führungsmechanik geschehen kann.The floating body can be made of a lightweight material, such as Styrofoam or cork, made or made from one thin-walled hollow body made of sheet metal. He can the mold tube completely or only partially include and on a vertical guide in which the Liquid bath holding container and above on and be led off. This leadership must be trained be that they lower the mold tube when lowering vertical position leads to what in a simple manner Ropes movable ring eyelets, but also with everyone other known type of guide mechanics can happen.

Das Kokillenrohr kann hinsichtlich seines Eigengewichtes auch über Umlenkrollen durch Gegengewichte ausbalanciert sein, so daß der Schwimmerkörper entsprechend kleiner und nur zum Ausgleich der sich beim Befüllen des Kokillenrohres ändernden Auftriebsverhältnisse ausgelegt sein kann.The mold tube can with regard to its own weight also balanced by pulleys using counterweights be so that the float body is correspondingly smaller and only to compensate for when filling the Mold buoyancy changing buoyancy conditions designed can be.

Das Füllrohr ist vorteilhaft in einer von der Höhenlage des Kokillenrohrs unabhängigen Halterung in einer vom Kokillenrohr unabhängigen Höhenlage angeordnet oder fixierbar. The fill pipe is advantageous in one of the high altitude of the mold tube in a holder independent of the Chill pipe arranged independent altitude or fixable.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist aufgrund ihrer Ausgestaltung besonders auf die bei der Herstellung der beschriebenen stangenförmigen Probenkörper üblicherweise zu verarbeitenden relativ kleinen Metallmengen von ca. 10 bis 15 kg zugeschnitten.The device according to the invention is due to its Design particularly to those in the manufacture of the described rod-shaped specimen usually relatively small amounts of metal to be processed of approx. 10 cut to 15 kg.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind aber nicht nur für das Abgießen solcher Probenkörper anwendbar, sondern auch für die Herstellung beliebig anderer langgestreckter Gußkörper geeignet. So ist z. B. eine vorteilhafte Anwendung denkbar für das Abgießen von Profilstangen aus Metallschmelzen, die mit der Luft stark reagieren, wie z. B. Legierungen auf der Basis von Titan oder Magnesium oder auch Aluminiumlegierungen mit höheren Gehalten an stark reaktiven Elementen, z. B. Lithium. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung erlauben für solche Fälle z. B. das Entnehmen des Gießmaterials unterhalb einer geschlossenen schützenden Salzdecke und das Gießen unter Schutzgas oder ebenfalls unterhalb einer abdeckenden Salzschmelze ohne größeren zusätzlichen Aufwand. Die Schmelze kann unter fast vollständigem Ausschluß von Luftkontakt aus einem Warmhalteofen in eine Gießform überführt und zur schnellen Erstarrung gebracht werden.The inventive method and the inventive But devices are not only for pouring such Specimen applicable, but also for manufacturing any other elongated cast body suitable. So is z. B. an advantageous application conceivable for that Casting profile bars from molten metal using react strongly to the air, e.g. B. Alloys on the Base of titanium or magnesium or also Aluminum alloys with higher levels of strong reactive elements, e.g. B. Lithium. The invention Allow the method and the device according to the invention for such cases B. removing the casting material below a closed protective salt blanket and casting under protective gas or also below one covering molten salt without major additional Expenditure. The melt can be almost complete Exclusion of air contact from a holding oven in a Transfer mold and brought to rapid solidification will.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im folgenden näher beschrieben: A particularly advantageous embodiment of the The inventive method is based on a Drawing shown embodiment of the device according to the invention in more detail below described:

Fig. 1 zeigt den Warmhaltebehälter sowie das in ein Wasserbad absenkbare Kokillenrohr mit Füllrohr vor Einführung in das Kokillenrohr im Vertikalschnitt; Fig. 1 shows the warming container and the mold tube lowerable in a water bath with filling tube before insertion into the mold tube in vertical section;

Fig. 2 zeigt in gleicher Darstellungsweise das in das Flüssigkeitsbad eintauchende Kokillenrohr während seiner Befüllung durch das Füllrohr; Fig. 2 shows in the same representation the mold tube immersed in the liquid bath while it is being filled by the filling tube;

Fig. 3 zeigt in größerem Maßstab eine aufgebrochen dargestellte Schrägansicht des Kokillenrohrs mit eingeführtem Füllrohr. Fig. 3 is a broken oblique view shown shows on a larger scale of the mold tube with an inserted filling tube.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kokille von einem dünnwandigen Rohr 1 gebildet, das an seinem unteren Ende durch einen Boden 2 geschlossen ist. Dieses Kokillenrohr 1 ist in einem Schwimmerkörper 3 gelagert, der das Kokillenrohr im Abstand umgibt und so dimensioniert ist, daß er das leere Kokillenrohr mit seinem unteren geschlossenen Boden 2 dicht über der Oberfläche des Wasserbades 5 in Schwebe hält und beim Füllen mit geschmolzenem Gießmetall das Kokillenrohr in dem Wasserbad 5 zum Absinken bringt. Zu diesem Zweck ist der Schwimmerkörper 3 über Ringösen 6 an Spannseilen 7 geführt, die mit ihrem unteren Ende am Boden 8 des Behälters 4 und mit ihrem oberen Ende an einer zwei Stützen 10 verbindenden Traverse 9 befestigt und zwischen diesen Befestigungen in senkrechter Richtung gespannt gehalten sind.In the illustrated embodiment, the mold is formed by a thin-walled tube 1 , which is closed by a bottom 2 at its lower end. This mold tube 1 is mounted in a float body 3 which surrounds the mold tube at a distance and is dimensioned such that it keeps the empty mold tube with its lower closed bottom 2 in suspension just above the surface of the water bath 5 and the mold tube when filled with molten casting metal in the water bath 5 to sink. For this purpose, the float body 3 is guided via eyelets 6 on tension cables 7 , which are fastened with their lower end to the bottom 8 of the container 4 and with their upper end to a crossbar 9 connecting two supports 10 and are held tensioned in the vertical direction between these fastenings .

Das Kokillenrohr kann aus dem Abschnitt eines handelsüblichen Präzisionsstahlrohres bestehen, an das eine Bodenplatte angeschweißt ist. Hat das Kokillenrohr wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel gleichbleibenden Querschnitt, kann es notwendig sein, das Kokillenrohr zur Entnahme des in ihm hergestellten Gußkörpers mechanisch aufzutrennen, um den Gußkörper entnehmen zu können. Es ist aber auch, wie bereits erwähnt, die Verwendung eines aufklappbaren zweiteiligen oder eines einteiligen, sich nach oben konisch erweiternden Kokillenrohres möglich, um eine Mehrfachverwendung des Kokillenrohres zu ermöglichen.The mold tube can be made from the section of a commercially available precision steel tube to which a base plate is welded on. Has the mold tube as in the illustrated embodiment constant cross section, it may be necessary that Chill pipe for the removal of the manufactured in it Separate the casting mechanically to the casting to be able to remove. But it's also like it was before mentions the use of a hinged two-piece or a one-piece, tapered upwards expanding mold tube possible to a To allow multiple use of the mold tube.

Zum Füllen des Kokillenrohres mit geschmolzenem Gießmetall dient ein Füllrohr 11, das aus einem gegenüber der Metallschmelze beständigen Keramik- oder anderem geeigneten Material, z. B. aus einem in geeigneter Weise durch Überzüge geschützten Metallrohr bestehen kann. Der Außendurchmesser des Füllrohres 11 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des Kokillenrohres 1. Das untere Ende des Füllrohres 11 ist mit einem Boden verschlossen, der mit einer Auslauföffnung 12 versehen ist, durch welchen das im Füllrohr befindliche Gießmetall hindurch in das Kokillenrohr 1 eingebracht wird. Das obere Ende des Füllrohres 11 ist mit einem dicht schließenden Deckel versehen, in dem ein Ventil 13 zum Öffnen und Schließen des oberen Endes des Füllrohres gegenüber der Atmosphäre vorgesehen ist. Das Ventil 13 wird durch eine Druckfeder 14 in Schließstellung gehalten und kann mittels eines Zuggriffes 15 gegen die Kraft der Druckfeder 14 in Offenstellung gebracht werden.To fill the mold tube with molten cast metal, a filling tube 11 is used , which is made of a ceramic or other suitable material resistant to the molten metal, e.g. B. can consist of a suitably protected by coatings metal tube. The outside diameter of the filling tube 11 is somewhat smaller than the inside diameter of the mold tube 1 . The lower end of the filling tube 11 is closed with a bottom which is provided with an outlet opening 12 through which the casting metal located in the filling tube is introduced into the mold tube 1 . The upper end of the filling tube 11 is provided with a tightly closing cover, in which a valve 13 is provided for opening and closing the upper end of the filling tube with respect to the atmosphere. The valve 13 is held in the closed position by a compression spring 14 and can be brought into the open position against the force of the compression spring 14 by means of a pull handle 15 .

An seinem oberen Ende ist das Füllrohr mit einem Lagerbalken 16 versehen, mit dem es in in das Kokillenrohr 1 eingeführter Lage in eine Halterung 17 am oberen Ende der Stützstangen 10 eingehängt werden kann. In dieser Lage ist das im Kokillenrohr 1 befindliche Füllrohr 11 von der Höhenlage des Kokillenrohres unabhängig fixiert. At its upper end, the filling pipe is provided with a bearing beam 16 , with which it can be hung in a holder 17 at the upper end of the support rods 10 when inserted into the mold pipe 1 . In this position, the filling tube 11 located in the mold tube 1 is fixed independently of the height of the mold tube.

Zum leichten zentrischen Einführen des Füllrohres 11 in das obere offene Ende des Kokillenrohres 1 dient ein Zentrierrohrstück 18, das an der Traverse 9 befestigt ist.For easy centric insertion of the filling tube 11 into the upper open end of the mold tube 1 , a centering tube piece 18 is used , which is attached to the cross member 9 .

Mit geöffnetem Deckelventil 13 kann das Füllrohr 11 mit seiner Auslauföffnung 12 voran weit in die in dem Warmhaltebehälter 19 befindliche Metallschmelze 20 eingesenkt werden. Dadurch dringt tief unter der Oberfläche der Metallschmelze und damit fern von an dieser Oberfläche schwimmenden Verunreinigungen sauberes Gießmetall durch die Öffnung 12 in das Füllrohr ein, bis dieses Füllrohr entsprechend der Eintauchtiefe in ruhigem Metallstrom gefüllt worden ist. Anschließend wird das Deckelventil 13 geschlossen und das Füllrohr 11 aus der Metallschmelze 20 herausgehoben, wobei die im Füllrohr befindliche Metallschmelze aufgrund des geschlossenen Deckelventils im Füllrohr verbleibt und mitgenommen wird. Das Füllrohr wird nunmehr mit seinem unteren offenen Ende voraus durch das Zentrierrohrstück 18 hindurch in das Kokillenrohr 1 eingeführt und mit seinem Lagerbalken 16 in die Halterung 17 eingehängt. In dieser Lage befindet sich das untere, die Auslauföffnung 12 enthaltende Ende des Füllrohres 1 dicht über dem Boden 2 des Kokillenrohres 1.With the cover valve 13 open, the filling pipe 11 with its outlet opening 12 can be sunk far ahead into the metal melt 20 located in the holding container 19 . As a result, clean casting metal penetrates deeply below the surface of the molten metal and thus far from contaminants floating on this surface through the opening 12 into the filling tube until this filling tube has been filled in a steady metal stream in accordance with the immersion depth. The cover valve 13 is then closed and the fill tube 11 is lifted out of the metal melt 20 , the metal melt located in the fill tube remaining in the fill tube due to the closed cover valve and being carried along. The filling tube is now inserted with its lower open end ahead through the centering tube piece 18 into the mold tube 1 and suspended with its support bar 16 in the holder 17 . In this position, the lower end of the filling tube 1 containing the outlet opening 12 is located close to the bottom 2 of the mold tube 1 .

Nunmehr wird das Deckelventil 13 geöffnet und damit das obere Ende des Füllrohres 11 mit der Atmosphäre verbunden. Dadurch wird die Heberwirkung des Füllrohres 11 auf das in ihm befindliche Gießmetall aufgehoben, so daß das Gießmetall aus dem Füllrohr durch die Auslauföffnung 12 hindurch in das Kokillenrohr 3 einströmen kann. Unter dem zunehmenden Gewicht der eingeströmten Metallmenge sinken der Schwimmerkörper 3 und das Kokillenrohr 1 im Wasserbad 5 ab, wobei durch entsprechende Dimensionierung des Schwimmerkörpers 3 die Absinkgeschwindigkeit etwa gleich der Steiggeschwindigkeit des Gießmetalls im Kokillenrohr 1 sein sollte. Dadurch wird erreicht, daß die Auslauföffnung 12 des Füllrohres 11 während des gesamten Einströmens des Gießmetalls in das Kokillenrohr 1 stets in unmittelbarem Kontakt oder in unmittelbarer Nähe zur Oberfläche des in das Kokillenrohr eingeströmten Gießmetalls bleibt. Das aus dem Füllrohr 11 auslaufende Metall gelangt ohne oder nur mit geringem freien Fall und damit mit geringstmöglicher Verwirbelung in das Kokillenrohr. Andererseits wird vermieden, daß das Füllrohr in das in das Kokillenrohr eingeströmte Gießmetall eintaucht, wodurch es in Gefahr käme, in dem erstarrenden Gießmetall einzufrieren. Durch die entsprechend der Zunahme der Füllhöhe des Kokillenrohres erfolgende Absenkung dieses Rohres in das Flüssigkeitsbad wird ein sofort einsetzendes und mit dem Füllstand fortschreitendes Abschrecken des Gießmetalls und damit eine feinkristalline, seigerungsfähige Gefügeausbildung im erstarrten Gußkörper ermöglicht.Now the lid valve 13 is opened and thus the upper end of the filling tube 11 is connected to the atmosphere. As a result, the lifting action of the filling tube 11 on the casting metal located in it is canceled, so that the casting metal can flow from the filling tube through the outlet opening 12 into the mold tube 3 . Under the increasing weight of the amount of metal flowing in, the float body 3 and the mold tube 1 sink in the water bath 5 , with the appropriate dimensioning of the float body 3, the rate of descent should be approximately equal to the rate of rise of the casting metal in the mold tube 1 . It is thereby achieved that the outlet opening 12 of the filling tube 11 always remains in direct contact or in the immediate vicinity of the surface of the casting metal flowing into the mold tube during the entire inflow of the casting metal into the mold tube 1 . The metal running out of the filling tube 11 reaches the mold tube with little or no free fall and thus with the least possible swirling. On the other hand, it is avoided that the filling tube is immersed in the casting metal that has flowed into the mold tube, which would result in the risk of freezing in the solidifying casting metal. As a result of the lowering of this tube into the liquid bath in accordance with the increase in the filling height of the mold tube, quenching of the casting metal, which starts immediately and progresses with the filling level, and thus a finely crystalline, segregable microstructure formation in the solidified cast body is made possible.

Das Deckelventil 13 des Füllrohres kann ein einfaches Auf-Zu-Ventil sein, aber auch mit einem Feinregelventil kombiniert sein, welches eine genaue Dosierung der aus der Auslauföffnung 12 des Füllrohres 11 austretenden Metallmenge erlaubt. Dadurch ist eine Feinabstimmung der Gießgeschwindigkeit auf die durch das Abschrecken im Wasserbad 5 bedingte Erstarrungsgeschwindigkeit im Gußkörper in beliebiger Weise je nach metallurgischen Erfordernissen möglich.The cover valve 13 of the filling tube can be a simple on-off valve, but can also be combined with a fine control valve, which allows precise metering of the amount of metal emerging from the outlet opening 12 of the filling tube 11 . This makes it possible to fine-tune the casting speed to the solidification speed in the cast body caused by quenching in the water bath 5 in any manner depending on the metallurgical requirements.

Claims

1. A method for casting metal bars in a bag casting using a mold consisting of a tube closed at its lower end, which is made to sink when it is filled with the casting metal in a liquid bath, characterized in that a for filling the mold tube with casting metal is used at its lower end open or openable and closable at its upper end, the lower end of which is immersed in a melt of the casting metal, the casting metal being caused to flow into the filling pipe, so that the filled filling pipe is then at its upper end The end is closed and its filling is lifted out of the melt and then its lower end is inserted into the mold tube from above, whereupon by opening the upper end of the fill tube, the casting metal is brought out of the fill tube via its open or open lower end to flow into the mold tube , and at the same time the sinking of the mold tube is brought about solely by the weight of the metal filled into it.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the mold tube at a speed to Sinking in the liquid bath is brought about is equal to the rate of climb of the casting material in the mold tube.

3. The method according to claim 1, characterized in that the filling tube up to or almost up to closed lower end of the mold tube introduced and in this position regardless of the sinking of the mold tube in the Liquid bath is held.

4. bag casting device for performing the method according to one or more of claims 1 to 3, with a lowerable in a liquid bath, closed at the bottom by a bottom mold tube, characterized in that the mold tube ( 1 ) is mounted in a float body ( 3 ) and with this in and over which the liquid bath ( 5 ) receiving container ( 4 ) is plunged up and down into the bath, which float body ( 3 ) is designed so that it has the lower end of the mold tube ( 1 ) before it is filled with casting metal at the level of the liquid bath ( 5 ) or above it is suspended and can be lowered into the liquid bath when it is filled, and that a filling pipe ( 11 ) can be inserted into the mold tube ( 1 ) to pour casting metal into the mold tube Opening ( 12 ) is provided for the pouring of the casting metal into the mold tube.

5. Bag casting device according to claim 4, characterized in that the float body ( 3 ) is designed and dimensioned such that it allows the mold tube ( 1 ) to sink when it is filled at a speed in the liquid bath ( 5 ) which is in a desired ratio to the rate of climb of the cast metal is in the mold tube.

6. bag casting device according to claim 4 or 5, characterized in that the float body ( 3 ) in its lower region different, z. B. larger, buoyancy volume (larger lift cross-section) than in its upper region.

7. The device according to claim 4, characterized in that the float body ( 3 ) is arranged at a lateral distance from the mold tube ( 1 ).

8. The device according to claim 4, characterized in that the filling tube ( 11 ) up to or almost up to the closed lower end of the mold tube ( 1 ) can be inserted from its open upper end.

9. The device according to claim 4, characterized in that the filling tube ( 11 ) at its lower end, with which it can be inserted in advance into the mold tube ( 1 ), has a bottom with an outlet opening ( 12 ) for the casting metal.

10. The device according to claim 4, characterized in that the filling tube ( 11 ) is provided at its upper end with a tightly closing lid which is provided with a valve ( 13 ) for connecting the interior of the filling tube with the atmosphere.

11. The device according to claim 4, characterized in that the filling tube ( 11 ) in a from the height of the mold tube ( 1 ) independent holder ( 16, 17 ) in its inserted in the mold tube height position relative to the container ( 4 ) of the liquid bath ( 5th ) can be fixed.