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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von vollen Metallblöcken
durch Schleuderguß Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Herstellung von vollen Metallblöcken im Schleudergußverfahren, insbesondere aus
Stahl und Flußeisen in fortlaufendem Guß in senkrechter, sich drehender Kokille.
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Volle Metallblöcke sind bisher meistens in der Weise gegossen worden,
daß das Metall in eine ruhende Kokille eingegossen wurde. Dabei haben sich nun verschiedene
Übelstände herausgestellt. Bei diesem Verfahren blieben die meisten schlackenartigen
und sonstigen Verunreinigungen in dem Metall verteilt eingeschlossen, -und außerdem
bildeten sich beim Erstarren Seigerungen - und Lanker, die eine erhebliche Qualitätsverminderung
und Materialverlust herbeiführten. Dadurch ergab sich ein großer Ausfall und eine
große Verteuerung der Fabrikation.
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Es ist nun bereits vorgeschlagen worden, derartige Blöcke auch in
Kokillen zu gießen, die entweder nach dem Eingießen des Metalles oder auch schon
vorher in Drehung gesetzt wurden.
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Bei dem erstgenannten Verfahren wurde die Form oder Kokille mit geschmolzenem
Metall teilweise gefüllt und dann in Drehung versetzt, und während dieser Drehung
wurde dann weiter Metall eingelassen, bis die Form vollständig gefüllt war. Derartige
Formen waren auch bereits mit einem Deckel und einem-Aufsatz versehen mit einer
sich nach oben erweiternden Öffnung. Dieses Verfahren, bei dem also ein Teil des
Metalles bereits in die stillstehende Kokille eingegossen wird, hat den Mangel,
daß sich am Umfang des Blockes ein Rand oder Absatz bildet, der das Fabrikat in
den meisten Fällen für die Weiterverarbeitung unbrauchbar macht. Wenn nun, nachdem
die Kokille in Drehung versetzt worden ist, weiter Metall eingegossen wird, so entstehen
auch hierbei in dem fertigen Produkt, weil mit gleichbleibender Drehgeschwindigkeit
gearbeitet wird, Fehler. Das in die Kokille eingegossene Metall, das beispielsweise
bei Stahl eine Temperatur von =6oo ° hat, kommt einmal mit dem schon etwas erkalteten,
vorher in die ruhende Kokille eingegossenen Metall und dann auch mit der im Verhältnis
zu der Temperatur des Metalles selbst bei Anwärmung als kalt zu bezeichnenden Kokille
in Berührung. Hierbei verbindet sich das heißere Metall nicht vollkommen mit dem
kälteren Metall. Es entstehen sogenannte Kaltschweißen, die, wie die Erfahrung gezeigt
hat, in dem fertigen Produkt Riß- und Schalenbildungen ergeben, die das Produkt
für die Weiterverarbeitung unbrauchbar machen, besonders dann, wenn aus dem Produkt
durch weitere Bearbeitung Hohlkörper etwa im Walzverfahren hergestellt werden sollen.
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Nach einem anderen Verfahren wird die Kokille während des Eingießens
in langsame Drehung und nach vollendetem Eingießen dann in schnelle Umdrehung versetzt.
Auch bei diesem Verfahren, bei dem also ein Geschwindigkeitswechsel nach dem Eingießen
der für den zu gießenden Körper in Frage kommenden Metallmenge erfolgt, ergaben
sich aus den bereits dargelegten Gründen Gußfehler.
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Diese Fehler werden nun gemäß der Erfindung
vermieden
und ein fehlerfreier Guß dadurch erzielt, daß die Drehgeschwindigkeit der Kokille
während des Eingießens allmählich und gleichmäßig bis zu einer Höchstmaßgleichgeschwindigkeit
gesteigert wird, die aber derart begrenzt ist, daß es nicht zur Bildung eines Hohlblockes
kommt. Die in Frage kommenden Geschwindigkeiten und die Änderung bzw. Steigerung
derselben sind von der Menge und der Art des zu vergießenden Metalles abhängig.
Durch dieses Verfahren wird eine heftige Bewegung des Metalles mit anschließender
Verdichtung infolge der Zentrifugalkraft erreicht. Es werden dabei aber die mit
dem flüssigen Metall vermischten, die Qualität beeinträchtigenden, spezifisch leichten,
nichtmetallischen und gasförmigen Bestandteile abgeschieden bzw. an eine leicht
entfernbare Stelle befördert. Die spezifisch leichteren, nichtmetallischen und gasförmigen
Verunreinigungen des flüssigen Metalles werden infolge der Zentrifugalkraft nach
innen ausgeschieden, wodurch den Gasen Gelegenheit gegeben wird, zu entweichen,
und die übrigen Verunreinigungen mit dem flüssigen Metallstrom allmählich nach oben
in den sogenannten verlorenen Kopf geschwemmt werden.
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Bei der Ausführung des Verfahrens verfährt man zweckmäßig in der Weise,
daß in die zunächst in langsame Drehung versetzte Kokille das Metall in fortlaufendem
Strom eingegossen und die Umdrehungsgeschwindigkeit nach und nach gleichmäßig oder
nahezu gleichmäßig gesteigert wird bis zu einem Höchstmaß, das sich, wie bereits
erwähnt, je nach den Abmessungen des Blockes und der Art des Metalles richtet. Bei
diesem Vorgang wird der Scheitel des durch die Umdrehung in der Flüssigkeit erzeugten
Paraboloids entsprechend dem Zulauf des Materials in die Höhe gehoben, so daß der
Block sich allmählich von unten nach oben zu einem Vollblock ausbildet. Im weiteren
Verlauf des Gießens wird der Scheitel des Paraboloids schließlich ganz aus dem für
die Verarbeitung bestimmten Blockteil heraus und, wie oben erwähnt, in den sogenannten
verlorenen Kopf gebracht werden, so daß dadurch alle Verunreinigungen außerhalb
des für die Weiterverarbeitung zu verwertenden Blockteiles sich befinden.
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Auf der Zeichnung ist eine Kokille, wie sie zu der Ausführung des
Verfahrens benutzt werden kann, in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
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Die Kokille a besitzt einen Deckel b mit einem zentralen
rohrförmigen Aufsatz c. Wie punktiert angedeutet, ist durch diesen Aufsatz die Möglichkeit
geschaffen, den die Verunreinigungen enthaltenden Teil des Paraboloids allmählich
in diesen Aufsatz hineinzubringen. Dabei tritt, wie die Zeichnung angibt, eine Verkleinerung
der parabolischen Höhlung ein.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, verjüngt sich der Querschnitt der
Höhlung des Aufsatzes nach oben. Dadurch unterscheidet sich dieser Aufsatz von bekannten
Aufsätzen beim Schleuderguß, bei denen eine Erweiterung nach oben eintritt. Wenn
eine Erweiterung vorhanden ist, so wird, wenn das Metall etwa schon in den Aufsatz
eingetreten ist, dasselbe herausgeschleudert. Dies wird durch die Verengerung des
Aufsatzes vermieden, und es wird, wie punktiert angedeutet, die Möglichkeit geschaffen,
den die Verunreinigungen enthaltenden Teil des Paraböloids allmählich in den Aufsatz
hineinzubringen. Dabei tritt, wie erwähnt, infolge Verengerung des Aufsatzes eine
Verkleinerung der parabolischen Höhlung ein. Man könnte gewünschtenfalls einen allmählichen
Übergang aus dem großen Kokillendurchmesser in den kleineren Durchmesser des Aufsatzes
herbeiführen.
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Vorzugsweise wird der Aufsatz c im Gegensatz zu den bekannten Aufsätzen
bei Gußformen aus demselben Metall wie die Kokille hergestellt. Man kann den Aufsatz
auch, wie bisher üblich, aus isolierendem,feuerfestem Material herstellen.
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Mit dem vorliegenden Verfahren und der Einrichtung läßt sich ein Produckt
erzielen, das ein durchaus dichtes, fehlerfreies und gleichmäßiges Gefüge besitzt
und sich deshalb in hervorragendem Maße für die Weiterverarbeitung und Herstellung
von Fabrikaten höchster Qualität eignet.