DE409286C - Kokille - Google Patents

Description

• Kokille. Beim Gießen von hoch- und höchstschmelzenden :Metallen muß, um ein Angießen der Formwand und ein dadurch bedingtes Verschweißen des zu gießenden Blockes mit der Kokillenwandung ,u verhindern, vor jedem Guß die innere Kokillenoberfläche mit geeigneten Mitteln (Formschmiere, Schwärze o. dgl.) bestrichen oder vorbereitet werden, die eine unmittelbare Berührung des flüssigen Vletalles mit der Kokillenwand ummöglich machen und damit zugleich eine zu starke Wärmeabgabe von flüssigem Metall an rlie Kokillenwand verhindern. Es ist aber bekannt, daß alle diese Mittel nur der Not gehorchend verwandt werden, da sie die Güte der Barrenoberfläche nachteilig beeinflussen, häufig Oberflächenfehler durch Gasabgabe aus dieser Formschmiere veranlassen und häufig ungewollte Bestandteile, wie Kohlenstoff oder Stickstoff, von dem zu gießendgn Metall aufnehmen lassen. Zur Verminderung der Gefahr des Angießens hat man mehrfach versucht, in die Wandung von Kokillen Kühlschlangen einzugießen oder die Kokillen doppelwandig zu machen und durch den Zwischenraum Kühlmittel umlaufen zu lassen. Alle diese Vorschläge brachten jedoch keinen vollen Erfolg, so daß die Anwendung von Formschmiere oder Schwärze auch hier ein notwendiges Übel blieb. Um alle die aus der Anwendung von Formschmiere oder Schwärze entstehenden Unbequemlichkeiten und schweren Nachteile zu vermeiden, muß dafür gesorgt werden, daß auch bei unmittelbarster Berührung des flüssigen Metalles mit der Formwand keine solche Erhitzung dieser Formwand eintreten kann, die zum Schmelzen, Angießen oder sonstigen Beschädigungen führen könnte. Eine derartige Einrichtung soll nachstehend beschrieben werden.
• Zur Klärung dieser Verhältnisse wurde folgender Versuch unternommen: Durch ein Stahlrohr von etwa 15 mm lichter Weite und H mm Wandstärke wurde ein lebhafter Wasserstrom geleitet und auf einen Punkt der Außenfläche dieses so von innen her mit Wasser gekühlten Stahlrohres die Flamme eines Wasserstoff-Sauerstoff-Schneidbrenners gerichtet. Trotz der lebhaften inneren Wasserkühlung wurde das Stahlrohr binnen 5 Sekunden von dem Schneidbrenner durchgebrannt, so (laß glas Wasser in die Flamme des Schneidbrenners spritzte. Dann wurde der gleiche Versuch mit einem Kupferrohr gleicher Abmessung wiederholt. Selbst bei beliebig langer Einwirkung konnte der Schneidbrenner die Oberfläche des Kupferrohres nicht beschädigen. Dann wurde das Kupferrohr verzinnt und der gleiche Versuch wiederholt. Dabei zeigte sich, daß es nicht einmal gelang, durch die Einwirkung des Schneidbrenners die Oberfläche des verzinnten Kupferrohres so weit zu erhitzen, daß auch nur die Verzinnung flüssig geworden wäre; unter den gleichen Bedingungen, unter denen also Eisen glatt geschmolzen wird, wird Kupfer nicht einmal auf z5o- (Schmelzpunkt des Zinns 235°) erhitzt. Sobald man jedoch bei diesem Versuch den Wasserstrom verlangsamte, trat, am auftretenden knatternden Geräusch erkennbar, ]Dampfbildung ein, worauf dann sofort ein Durchschmelzen des Kupferrohres in ähnlicher Weise eintrat, wie es bei Eisenrohren auch bei stärkster Wasserströmung erfolgte. Daraus läßt sich also folgende Kokillenausführung ableiten: Die Kokille besteht, wie die Zeichnung erkennen läßt, je nach der Größe der zu gießenden Blöcke, aus einem 5 bis 30 'um starken, nahtlosen Kupferrohr von den Lichtmaßen des zu gießenden Blockes. Dieses Kupferrohr wird mit einem Mantel umgeben, der stark von Wasser durchströmt werden kann. Um dafür zu sorgen, daß jeder einzelne Punkt der Kokille mit Sicherheit stark genug von Wasser bespült und infolgedessen die ihm durch das flüssige Metall zugeführte Wärme rasch genug abgeleitet wird, kann beispielsweise der Zwischenraum zwischen innerem und äußerem Kokillenmantel in geeigneter Weise durch eingesetzte Zwischenwände unterteilt werden, durch die das Kühlwasser zwangläufig geführt wird. Der Weg des Wassers und die Form der Zwischenwände wird dabei zweckmäßig so ausgebildet, daß das Wasser möglichst auf seinem ganzen Tauf um die Kokille dauernd in stark quirrelnder Bewegung ist. In derartige Kokillen kann ohne weiteres ein selbst auf 2.ooo° oder darüber erhitztes Metall eingegossen werden, ohne :daß irgendwelche Beschädigung der Kokillenwand eintreten kann. Infolge der starken Wärmeabfuhr bildet sich sehr rasch an (leg Wand der Kokille eine genügend starke Kruste, die auch bei raschem Steigen des eingegossenen Metalles nicht mehr durchbrochen wird,wodurch zugleich dieBildung der höchst-,tfiretiden sog. Schülpen mit Sicherheit verinieden wird. Sobald eine solche Kruste gebildet ist, setzt infolge der Abkühlung deren Schwindung ein, und infolgedessen entsteht zwischen der Kruste und der Kokillenwand ein feiner, allmählich größer und größer werdender Spalt. Durch das Entstehen dieses Spaltes wird aber der thermische Kontakt zwischen Block und Kokille verschlechtert und (ladurch wieder eine übermäßige Wärmeentziehung aus dein Block -verhindert, so daß der Kühlwasserverbrauch in erträglichen Grenzen bleibt. Zugleich wird dadurch erreicht, daß man nach einer bestimmten Zahl von Sekuni]en oder Minuten (die sich nach (leg Größe des Blockes richtet) den Block aus (leg Kokille entfernen kann und dabei der Block noch genügend Wärme enthält, um nach einem gewissen Verweilen in der Ausgleichsgrube gerade die richtige Walztemperatur zu besitzen, so (laß also nicht einmal ein :Nacherhitzen des Blockes erforderlich ist. Da die Innenfläche der Kokille bei diesem Verfahren vollkommen fehlerfrei und glatt bleibt, lassen sich die Blöcke sehr leicht aus der Kökille entfernen, so daß hierbei jede Anwendung von Gewalt wegfällt, die sonst das sog. Streifen der Blöcke sehr häufig begleitet. Auch bei derartigen Kokillen kann natürlich das obere Kokillenende auf eine gewisse Strecke mit einem schlechten Wärmeleiter ausgekleidet sein, in dessen Inneren sich der sog. verlorene Kopf ausbildet, der zur Vermeidung von Lunkerbildung erforderlich ist.
• Derartige Kokillen zeichnen sich durch eine fast unbegrenzte Lebensdauer aus; das Kupfergewicht einer derartigen Kokille braucht im allgemeinen 1/,i bis höchstens 1(2 des Blockgewichtes nicht zu übersteigen, so daß also eine solche Kokille nur x"" bis i h einer entsprechenden gußeisernen oder Stahlgußkokille zu wiegen braucht. Eine Bußeiserne oder Stahlgußkokille kostet je Kilogramm etwa o,8 Goldmark, eine derartige Kupferkokille je Kilogramm etwa .I bis .L,5 Goldmark, so daß also sogar der Anschaffungspreis einer derartigen Kupferkokille billiger ist als der einer gleichwertigen guiieisernen oder Stahlgußkokille. Der Übergang zu derartigen Kupferkokillen bedeutet also bereits in der Anschaffung eine Verbilligung, ganz a.b@gesehen von ihrer um ein Vielfaches größeren Ixbensdauer und von den erheblichen Ersparnissen an Kraft ulsw., =die durch (las geringere Gewicht einer Kupferkokille enisteht.

Claims (2)

1. PATRNT-ANSPRÜCHE: i. Kokillen zum Gießen von hoch- und höchstschmelzenden Metallen, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung der Kokille aus einem glatten, nahtlosen Kupferrohr von verhältnismäßig geringer Wandstärke ohne jeden Überzug oder Nusschmierung besteht, das außenseits in einem gewissen Abstand durch einen weiteren Mantel umgeben ist, wobei der zwischen beiden entstehen 1e Zwischenraum durch einen geeignet geführten starken, wirbelnden Kiihlwasserstrom durchflossen wird.
2. 2. Kokille nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen innerem und äußerem Kokillenmantel gebildete Zwischenraum durch entspreche_ti(1 angeordnete Zwischenwände unterteilt wird, durch die dem Kühlwasser ein solcher Weg vorgeschrieben wir(], (laß jeder einzelne Punkt der inneren Kokillenf?<<che iiiit Sicherheit eine ausreichende Kühlung erfährt.