DE513930C

DE513930C - Water-cooled mold for casting rolled plates, rolled billets, bars and tubes

Info

Publication number: DE513930C
Application number: DEM101864D
Authority: DE
Original assignee: ANTON MOHR
Current assignee: ANTON MOHR
Priority date: 1927-10-27
Filing date: 1927-10-27
Publication date: 1930-12-06

Description

Wassergekühlte Kokille zum Gießen von Walzplatten, Walzknüppeln, Stangen und Rohren Beim Gießen von Stangen und Rohren, Walzplatten und Walzknüppeln aus Metall, insbesondere aus Messing, welche zur weiteren Verarbeitung in kaltem oder in warmem, festem Zustande bestimmt sind, sind doppelwandige Formen üblich, durch deren Mantelraum nach Bedarf ein Heiz- oder Kühlmittel hindurchgeleitet werden kann, um die Wandungstemperatur der Form vor Beginn -und während des Gusses auf eitle .geeignete Höhe zu bringen bzw. auf ihr erhalten zu können. Erfahrungsgemäß erhalten die in metallenen Formen gegossenen Platten bei zu niedriger Temperatur der Formwandungen eine schiefrige, für das Walzen ungeeignete Struktur, während bei zu hohem Wärmegrad der Form eine das Arbeitsgut ebenfalls störende Blasen- und Lunkerbildung eintritt.Water-cooled mold for casting rolled plates, billets, bars and tubes When casting bars and tubes, rolled plates and billets from Metal, especially made of brass, which for further processing in cold or are intended in a warm, solid state, double-walled forms are common the jacket of which a heating or cooling medium can be passed through as required, around the wall temperature of the mold before the start and during the casting on vain .to bring a suitable height or to be able to maintain it at it. Received from experience the plates cast in metal molds when the temperature of the mold walls is too low a schisty structure unsuitable for rolling, while if the temperature is too high the shape of the work material also disrupts the formation of bubbles and cavities.

Während zur genügend schnellen Abführung der sehr bedeutenden Wärmemenge des flüssigen Werkstückmetalls die Durchleitung von Wasser durch die meist durch Zwischenwände unterteilte Hohlwandung der Form allgemein üblich ist, hat man für den Zweck der Anwärmung der Form vor Beginn des Gusses die Anwendung von Heizmitteln, wie Dampf o. dgl., vorgeschlagen. Für den ununterbrochenen Gießbetrieb ist aber die immerhin mit Umständlichkeiten verbundene Vorwärmung der Form durch ein Heizmittel entbehrlich, wenn man die Form durch Gießen eines verlorenen Werkstückes mittels flüssigen Metalls anwärmt und dafür sorgt, daß von der beim Gießen von der Form jeweilig aufgenommenen Wärme ein genügender Teil im Körper der Form zurückgehalten wird, so daß der Wärmegrad der letzteren nicht unter die zweckmäßige Grenze sinken kann.While for sufficiently rapid dissipation of the very significant amount of heat of the liquid workpiece metal the passage of water through mostly through Partition walls divided hollow wall of the form is common, one has for the purpose of warming up the mold before casting begins, the use of heating media, such as steam or the like., Proposed. But for uninterrupted casting operations the inconvenience of preheating the mold using a heating medium dispensable if the mold is made by casting a lost workpiece heats up liquid metal and ensures that the mold is poured from the mold A sufficient part of the heat absorbed is retained in the body of the form so that the degree of warmth of the latter does not fall below the appropriate limit can.

Wenn man nun nach diesem Vorgehen den Wasserinhalt des Mantelraumes der Form als Wärmespeicher benutzt, so ergeben sich gewisse Ungleichmäßigkeiten der Temperaturverteilung, welche die Gleichmäßigkeit der Beschaffenheit des Gußstückes mehr oder weniger stören, aus dem Umstande, daß, entsprechend dem Fortschreiten der Füllung der Form mit flüssigem Metall, beim Gießvorgang die Wärmezufuhr an den Inhalt des Mantelraumes zuerst im wesentlichen nur unten, zuletzt in überwiegendem Maße im oberen Teil der Form stattfindet. Anderseits muß natürlich vor Beginn des Gießens die in den Gießpausen unterbrochene Zuführung von frischem Kühlwasser wiederhergestellt werden, und zwar im unteren Teil der Form, da hier die Wärmezufuhr am größten ist. Bei der bisher üblichen Art der Einführung des Kühlwassers in den unteren Formteil ergibt sich in diesem eine örtlich erhöhte Kühlwirkung. Auch ergibt sich aus demselben Grunde, wenn nach Füllen der Form mit Gießmaterial die Kühlwasserzufuhr wieder abgestellt wird, eine Verteilung der aufzuspeichernden Wärme in der Form in der Weise, daß der obere Teil der Mantelräume mit heißem, der untere mit kaltem Wasser gefüllt wird. Ein Ausgleich der Wärme-wird hierbei durch den Dichtigkeitsunterschied zwischen dem warmen und kalten Wasser erschwert.If you now, after this procedure, the water content of the jacket space the shape is used as a heat store, there are certain irregularities the temperature distribution, which determines the uniformity of the quality of the casting more or less disturb, from the fact that, according to the progression the filling of the mold with liquid metal, the heat supply to the during the casting process Contents of the shell space at first essentially only at the bottom, at last in the predominant part Dimensions takes place in the upper part of the mold. On the other hand, of course, before the start of the Pouring, the supply of fresh cooling water which was interrupted during the pauses in pouring is restored in the lower part of the mold, as this is where the heat input is greatest. With the previously usual way of introducing the cooling water into the lower molded part this results in a locally increased cooling effect. It also follows from the same Reasons, if the cooling water supply is switched off again after the mold has been filled with casting material is, a distribution of the heat to be stored in the form in such a way that the upper part of the shell spaces is filled with hot water, the lower part with cold water will. A compensation of the heat is achieved by the difference in density between difficult with the warm and cold water.

Um diese Mängel zu vermeiden, sind nach vorliegender Erfindung die Mantelräume der Form so ausgestaltet, daß sie in einen oder mehrere zusammenhängende Umlaufkanäle aufgeteilt sind, wobei die zweckmäßig in Düsenform ausgebildete Einführungsstelle für das Kühlwasser so angeordnet ist, daß die Einströmungsrichtung des Kühlwassers in die Richtung eines der Zweige des oder der Umlaufkanäle fällt. Hierdurch ist es möglich, dem Wasserinhalt der Mantelräume eine Umlaufbewegung zu geben, welche sowohl während des Gießens als auch in gewissem Grade in den Gießpausen aufrechterhalten werden kann und den Ursachen ungleichmäßiger Wärmeverteilung entgegenwirkt.In order to avoid these shortcomings, are according to the present invention Shell spaces of the form designed so that they are in one or more contiguous Circulation channels are divided, the introduction point expediently designed in the form of a nozzle for the cooling water is arranged so that the inflow direction of the cooling water falls in the direction of one of the branches of the circulation channel or channels. This is it is possible to give the water content of the jacket spaces a circular motion, which sustained both during pouring and to some extent in the pauses between pouring and counteracts the causes of uneven heat distribution.

Auf der Zeichnung ist eine der Erfindung entsprechend ausgestaltete Gießform, und zwar eine solche zum Gießen von Walzplatten in Abb. i in doppelseitiger Ausführung in Seitenansicht dargestellt.In the drawing, one of the invention is configured accordingly Casting mold, namely one for casting rolled plates in Fig. I in double-sided Version shown in side view.

Abb. 2 zeigt einen senkrechten Schnitt nach Linie II-II der Abb. i und Abb.3 einen waagerechten Schnitt nach Linie III-III der Abb. i.Fig. 2 shows a vertical section along line II-II of Fig. I and Fig.3 shows a horizontal section along line III-III in Fig. i.

Der Gestellkörper der Form setzt sich zusammen aus einem rahmenförmigen Mittelteil i, welcher mit seinem Fußteil 2 fest auf der Grundplatte 3 angeordnet ist, sowie zwei kastenförmigen Außenteilen 4, die mittels zweier an ihrer unteren Kastenwand angebrachter Stützböcke 5 und je vier an diesen gelagerter Rollen 6 auf zwei Fahrschienenpaaren 7 ausfahrbar ruhen, die auf der Grundplatte 3 vorgesehen sind. Der Innenraum des Mittelteiles i wird an den beiden parallelen Außenseiten und derjenige der beiden Außenteile 4 der Form an ihren diesem Mittelteil zugewendeten Außenseiten von je einer aus die Wärme gut leitendem Metall, wie Kupfer o. dgl., bestehenden Formplatten 8 bzw. 9 abgeschlossen. Die beiden Formplatten 8 des Mittelteiles sind zugleich mit einer auf ihren Außenseiten ringsum aufgelegten Randleiste i o mittels durchgehender Schrauben, Niete o. dgl., die Formplatten 9 an den flanschartig vorspringenden Rändern des Gestenkörpers der Außenseite 4 mittels Niete o. dgl. befestigt.The frame body of the form is composed of a frame-shaped Middle part i, which is firmly arranged with its foot part 2 on the base plate 3 is, as well as two box-shaped outer parts 4, which by means of two at their lower Box wall attached support frames 5 and four rollers 6 each mounted on these two pairs of running rails 7, which are provided on the base plate 3, can be extended are. The interior of the middle part i is on the two parallel outer sides and that of the two outer parts 4 of the mold facing this central part Outer sides of one metal that conducts heat well, such as copper or the like, existing mold plates 8 and 9 completed. The two mold plates 8 of the middle part are at the same time i o with an edge strip placed all around on their outer sides By means of through screws, rivets or the like. The shaped plates 9 on the flange-like protruding edges of the gesture body of the outside 4 by means of rivets o. attached.

Beim Gießen werden die drei Formteile mittels dreier Spannschraubenpaare i i, deren Köpfe in außen offene Schlitze 12 der Flansche der einen der Außenteile 4 eingehängt sind, und dreier Traversen 13 zusammengehalten, an deren Außenseiten die Enden der Schraube i i angreifen, deren mittlere Druckschraube 14 auf die Außenseite des anderen der beiden Außenteile 4 drückt und hier zwischen je zwei Paar Stützwangen 15 eingelagert ist. Die zwischen je einem Paar Formplatten 8, 9 liegenden, an der Außenseite durch die Randleiste i o abgeschlossenen Räume bilden hierbei die eigentliche Gießform 16.During casting, the three molded parts are made using three pairs of clamping screws i i, the heads of which in externally open slots 12 of the flanges of one of the outer parts 4 are hooked, and three cross members 13 held together on the outer sides attack the ends of the screw i i, the middle pressure screw 14 on the outside the other of the two outer parts 4 presses and here between two pairs of support cheeks 15 is stored. The lying between a pair of mold plates 8, 9, on the Spaces closed on the outside by the edge strip i o form the actual space here Mold 16.

Die in den drei geschlossenen Formteilen i und 4 liegenden Mantelräume sind der Höhe nach durch eine Anzahl von Zwischenwänden 17 unterteilt, die bei den Außenteilen 4 an den Außenwänden des vorzugsweise aus Grauguß bestehenden Körpers dieser Formteile aufsitzen, während sie in dem Mittelteil i durch senkrechte, in dem Wandungskörper dieses Mittelteiles vorhandene Mittelwände 18 untereinander verbunden sind. Längs der von den Formplatten 8 bzw. 9 gedeckten Flachseite stehen die Außenränder dieser Zwischenwände durch senkrechte Längsleisten oder Rippen i 9 miteinander in Verbindung. Die Zwischenwände 17 lassen längs der senkrechten Schmalseiienwände der drei Mantelräume und in deren Mitte je einen von oben nach unten durchgehenden Kanal 2o bZw.21 frei und sind vorzugsweise so schräg gestellt, daß sie gegen den mittleren dieser beiden Kanäle ansteigen.The shell spaces located in the three closed molded parts i and 4 are divided according to the height by a number of partition walls 17, which in the Outer parts 4 on the outer walls of the body preferably made of gray cast iron sit on these molded parts while they are in the middle part i by vertical, in the wall body of this middle part existing middle walls 18 connected to one another are. The outer edges are along the flat side covered by the mold plates 8 and 9, respectively these partitions by vertical longitudinal strips or ribs i 9 with each other in Link. The partition walls 17 can be along the vertical narrow walls of the three cloak rooms and in the middle of each one continuous from top to bottom Channel 2o or 21 free and are preferably set at an angle that they are against the in the middle of these two channels.

Die Ausmündungsstelle des Zulaufrohres 22 für das den Mantelräumen zuzuführende Kühlwasser befindet sich vorzugsweise in der Mitte der Bodenwand der drei Mantelräume und ist in Form einer Düse 23 ausgebildet, deren Achse längs der Mitte des Mittelkanals 21 eingestellt ist. Jedes der Zulaufrohre 22 ist mit einem Absperrhahn 24 und einer Schlauchtülle 25 versehen, mittels dessen sie mit einer Druckwasserleitung in bewegliche Verbindung gebracht werden kann. Zur Abführung des Kühlwassers dient j e ein Abflußstutzen 26, der vorzugsweise nahe der oberen Wand jedes der Mantelräume angebracht ist, um das unbeabsichtigte Leerlaufen des Mantelraumes auszuschließen.The outlet point of the inlet pipe 22 for the jacket spaces The cooling water to be supplied is preferably located in the middle of the bottom wall of the three shell spaces and is designed in the form of a nozzle 23, the axis of which is along the Center of the central channel 21 is set. Each of the inlet pipes 22 is provided with a Stopcock 24 and a hose nozzle 25, by means of which it is provided with a Pressure water line can be brought into movable connection. To discharge of the cooling water each serves a drain port 26, which is preferably close to the upper Wall of each of the jacket spaces is attached to the inadvertent emptying of the Exclude shell space.

Beim Gebrauch der Form wird das flüssige Metall in die beiden Formräume 16 mittels geeigneten Gießtrichters gleichzeitig oder nacheinander eingegossen, nachdem vorher durch Öffnen der Hähne 24 der Zulauf des Kühlwassers eingeleitet ist. Zu Beginn des Einfließens des flüssigen Metalls in die Form wird der untere Teil der Formplatte 8 und 9 sehr stark erhitzt und die von ihm aufgenommene Wärme lebhaft an den Wasserinhalt der Mantelräume abgegeben. Das dadurch erhitzte Wasser nimmt seinen Weg nach oben und wird durch die schrägen Zwischenwände 17 dem Mittelkanal 2 i zugeleitet, so daß sich in diesem ein kräftiger Auftrieb ergibt, während durch die Außenkanäle 2ö entsprechende Mengen kühleren Wassers dem unteren Teil des Mantelraumes zugeführt werden. Hieraus ergibt sich eine sehr lebhafte Umlaufbewegung, die sich zunächst mit dem Füllen der Form bis zu einem gewissen Grade steigert. Dieser Wasserumlauf, welcher die Wärme sehr verteilt und die Temperaturunterschiede ausgleicht, wird durch die mechanische Wirkung des Strahles von frischem Kühlwasser befördert, welcher bei geöffnetem Hahn 24 durch den mittleren Kanal 21 in der Richtung des Auftriebes mehr oder weniger kräftig hindurchströmt.When using the mold, the liquid metal is poured into the two mold spaces 16 simultaneously or one after the other by means of a suitable pouring funnel, after the supply of cooling water has been initiated beforehand by opening the taps 24. At the beginning of the flow of the liquid metal into the mold, the lower part of the mold plate 8 and 9 is heated very strongly and the heat absorbed by it is vigorously transferred to the water content of the shell spaces. The water heated by this takes its way up and is fed through the inclined partition walls 1 7 to the central channel 2 i, so that there is a strong buoyancy in this, while corresponding amounts of cooler water are fed to the lower part of the shell space through the outer channels 2ö. This results in a very lively orbital movement, which initially increases to a certain extent as the form is filled. This water circulation, which distributes the heat very much and balances out the temperature differences, is conveyed by the mechanical action of the jet of fresh cooling water, which flows more or less forcefully through the central channel 21 in the direction of buoyancy when the tap 24 is open.

Der Kühlwasserstrahl hat dabei Gelegenheit, sich sehr schnell mit verhältnismäßig großen Massen des umlaufenden erhitzten Wassers zu mischen, so daß er in der Nähe der Eintrittsstelle keine merklich höhere Kühlwirkung ausüben kann. Infolge dieser Rufmischung und des regelmäßigen Umlaufes kann .daher die Kühlwirkung des Wassers praktisch vollkommen ausgenutzt werden, ohne daß sich Ungleichmäßigkeiten der Temperatur in den verschiedenen Höhenzonen der Form ergeben. Hierdurch wird nicht nur die Gleichmäßigkeit der metalltechnischen Eigenschaften des Werkstückes befördert, sondern auch die Lebensdauer der Gießform selbst erhöht, indem durch die größere Gleichmäßigkeit der Temperatur der verschiedenen Formteile das Entstehen von die Lebensdauer gefährdenden Spannungen in dem Formkörper selbst verhindert wird.The cooling water jet has the opportunity to get along very quickly to mix relatively large masses of circulating heated water, so that it cannot exert a noticeably higher cooling effect in the vicinity of the entry point. As a result of this mix of calls and the regular circulation, the cooling effect of the water can be used practically completely without any unevenness the temperature in the different altitude zones of the mold. This will not just the uniformity of the metal-technical properties of the workpiece promoted, it also increases the life of the mold itself by adding through the greater uniformity of the temperature of the various molded parts the emergence prevented from the life endangering stresses in the molded body itself will.

Wenn kurz vor oder nach Beendigung des Eingießens des flüssigen Metalls in die Formkammern die Zufuhr von frischem Kühlwasser durch Schließen der Hähne 2¢ unterbrochen wird, so findet zwar die Wärmeaufnahme am stärksten immer noch im oberen Teil der Form durch die Wirkung des zuletzt gegossenen flüssigen Metalls statt; indessen hört die Wärmeaufnahme auch in den tieferen Teilen noch nicht völlig auf, so daß der nunmehr abgeschlossene Wasserinhalt der Mantelräume seine Umlaufbewegung, wenn auch verlangsamt, fortsetzt. Die zuletzt noch aufgespeicherte Wärme wird daher mit annähernd gleicher Temperatur auf alle Teile der Form verteilt. Durch passende Wahl der Zeit für die Absperrung der Hähne kann man die Menge der aufgespeicherten Wärme nach Bedarf bemessen. Wenn die Temperatur bei Beginn des Gießens noch zu hoch ist, kann man durch vorübergehendes öffnen des Frischwasserhahnes nach Bedarf eine Ermäßigung herbeiführen, die sich wegen der umlaufbefördernden Wirkung des Wasserstrahles sofort über den ganzen Formkörper gleichmäßig erstreckt.If just before or after the completion of pouring the liquid metal the supply of fresh cooling water into the molding chambers by closing the taps 2 ¢ is interrupted, the greatest amount of heat is still absorbed in the upper part of the mold due to the action of the last poured liquid metal instead of; however, the absorption of heat in the deeper parts does not stop completely so that the now closed water content of the jacket spaces its orbital movement, if slowed down, continues. The heat that was last stored is therefore distributed over all parts of the mold at approximately the same temperature. By matching Choosing the time for shutting off the taps one can choose the amount of accumulated Measure heat as required. If the temperature is still too high at the start of pouring is, you can temporarily open the fresh water tap as required a Bring about a reduction due to the circulating effect of the water jet immediately extends evenly over the entire molding.

Zum Gießen von Walzknüppeln, Stangen und Rohren aus Metall erhalten die Formplatten 8 und g und die Randleisten i o eine zweckentsprechende andere Form, ohne daß die kennzeichnenden Merkmale der vorstehend beschriebenen Hohlmantelform dadurch eine Änderung erfahren.Obtained for casting billets, bars and tubes made of metal the mold plates 8 and g and the edge strips i o an appropriate different shape, without the characteristic features of the hollow shell shape described above experience a change as a result.

Um in den beiden Hälften des Mantelraumes des Mittelteiles i bei den aufeinanderfolgenden Gießvorgängen die Temperatur der Wasserfüllung einer jeden Hälfte unabhängig von der der anderen regeln zu können, kann man durch entsprechende Ausbildung der Mittelwände 18 den Innenraum des Mittelteiles i vollständig teilen und mit zwei getrennten Wasserzulaufdüsen versehen.To in the two halves of the shell space of the middle part i at the successive pourings the temperature of the water filling of each To be able to regulate half independently of that of the other, one can through appropriate Formation of the middle walls 18 completely divide the interior of the middle part i and provided with two separate water inlet nozzles.

Ferner kann man in jedem Innenraum außer dem einen Wasserzulauf noch einen zweiten Wasserzulauf mit entsprechend kleinerer Düse einmünden lassen, welcher nach Absperrung des ersten Zulaufes geöffnet wird, um eine weitere Durchwirbelung ohne neniienswerte Abkühlung durchzuführen.Furthermore, you can still use one water inlet in every interior space open a second water inlet with a correspondingly smaller nozzle, which after the first inlet has been shut off, it is opened to allow further turbulence to carry out without adequate cooling.

Auch kann man die Schrägstellung der Zwischenwände 17, entgegengesetzt wie dargestellt, so ausbilden, daß sie nach außen ansteigen, so daß der Auftrieb in den äußeren Teilen der Umlaufkanäle zur Geltung kommt, während im Mittelkanal das Wasser abwärts strömt. In diesem Fall kann man die Zulaufdüse für das frische Wasser gegenüber dem oberen Ende des Mittelkanals anbringen. Ferner kann man die Anordnung der Zwischenwände auch so treffen, daß an Stelle des dargestellten doppelten Umlaufkanalzuges ein einfacher solcher Kanalzug entsteht. Endlich kann die Form natürlich auch statt mit zwei Formkammern mit einer einzigen solchen Kammer ausgebildet werden, wobei entweder nur die eine oder beide Formhälften beweglich ausgebildet sein können.The inclination of the partition walls 17 can also be opposite as shown, train so that they rise outwards, so that the buoyancy in the outer parts of the circulation channels comes into play, while in the central channel the water flows downwards. In this case you can use the inlet nozzle for the fresh Place water across from the top of the central channel. You can also use the Arrange the partition walls so that instead of the double shown Circulation channel train a simple such channel train is created. Finally the shape of course, instead of having two molding chambers, it is also designed with a single such chamber be, with either only one or both mold halves designed to be movable could be.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Water-cooled mold for casting rolled plates, Rolling billets, rods and tubes with built-in in the water jacket space for guidance the partition walls used for cooling water, characterized in that the partition walls are arranged in the water jacket spaces that the channels formed by them are closed in themselves and the junction point, which is preferably tapered in the manner of a nozzle the cooling water supply line is arranged so that the incoming fresh water jet flows in along a section of the circulation channel.

2. Mold according to claim i, thereby characterized in that the partition walls of the water jacket obliquely upwards against a vertically rising section of a circulation channel are directed.

3. Mold according to claim i, characterized in that the partition walls along the outer sides of the hollow jacket space and in its center one each from above Free the continuous circulation channel section downwards.