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Kanalstein mit schlitzförmiger Austrittsöffnung Bei Verwendung der
mit einem Steigloch in üblicher Weise versehenen Kanalsteine springt der Strahl
des Gießguts zunächst springbrunnenartig hoch, wobei. er gegen den kalten Gießplattenboden
und die kalten Kokillenwände spritzt. Begünstigt durch Oxydationsvorgänge an der
Oberfläche dieser sofort erstarrenden Spritzer bilden sich dann bekanntlich Schalen,
die häufig die Veranlassung zu größerem Schrottanfall bei der Weiterverarbeitung
der Blöcke werden.
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Diese nachteilige Schalenbildung entsteht nicht nur beim Angießen
des Gespanns, sondern auch z. B. nach vorübergehendem Ausbleiben eines einzelnen
Blockes, beim Gießen von Blöcken verschiedener Abmessunggen auf einer Gießplatte,
bei Ungeschicklichkeiten des Gießers, schiefer Achsrichtung oder ungünstiger Lage
eines Steigloches USW.
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Will man durch besonders behutsames Angießen Spritzer und Schalen
vermeiden, so bleiben oft Blöcke stehen (steigen nicht hoch), weil das Metall zu
kalt geworden ist.
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Besonders bei größeren Blockquerschnitten kommt es, zumal beim Vergießen
schwerer Stahlschargen, häufig vor, daß das dem Steigloch entströmende Metall, welches
sich über die verhältnismäßig kalte Gießplatte verteilt, an der Kokillenwand angelangt,
bereits erstarrt ist und von dem nachströmenden Metall überwallt wird. Bei hochsilicierten
und aluminierten Stählen z. B. wird bei langsamem Angießen oft ein erheblicher Teil
der Blöcke durch das sogenannte Gberwallen des Stahles rissig und dadurch umbrauchbar.
Ist das Steigloch nicht genau senkrecht (Abb.5), so spült der von dieser Richtung
einseitig abgelenkte Strahl die Kokillenwand an und verursacht durch örtliche überbitzung
Anfressungen, welche die Kokille unbrauchbar machen. Durch diese vom Lot einseitige
Ablenkung des Strahls verläuft auch die Erstarrung des einströmenden Metalls ungleichmäßig,
so daß durch Ungleichmäßigkeit in der Struktur auch ein ungleichmäßiges Verhalten
des Fertigmaterials bei der Beanspruchung bedingt wird.
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Es ist nun schon vorgeschlagen worden, die gerügten Übelstände dadurch
zu beseitigen, daß man das Gießgut im Steigloch abdrosselt. Hierzu sollte eine schlitzförmige
Gestaltung des Steiglochs dienen, wobei aber dieses nicht größer war als die bisher
üblichen runden Steiglöcher, möglichst aber kleiner in seinem waagerechten Querschnitt
als der senkrechte Querschnitt des waagerechten Zuströmkanals des Kanalsteins; denn
dieser bekannte Vorschlag ging von der ausgesprochenen Absicht aus, die Zuströmung
des Gießguts zu dem Kokilleninnern möglichst zu verlangsamen, damit nicht etwa durch
innerhalb der Kokille entstehende Wirbelungen Gießgut, das an den Kokillenwandungen
oder auf dem durch die Gießplatte gebildeten KokillenbocVen Wärmeverluste erlitten
hat, mitgerissen wird und dann innerhalb heißeren Gießguts unter anderen Bedingungen
erstarrt als letzteres.
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Hierdurch kann es geschehen, daß eine Verstopfung der Steigöffnungen
und damit
das Entstehen des gefürchteten Ausbleibens der Blöcke
eintritt.
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Die Erfindung besteht demgegenüber in dem Vorschlage, sich zum steigenden
Gießen von Blöcken, Brammen und sonstigen Gußstücken nicht mit den allgemein bekannten,
verhältnismäßig engen runden Steiglöchern zu begnügen, aus denen ein springbrunnenartiger
Strahl des Gießguts mit großer Eigengeschwindigkeit unter hohem Druck herausspritzt,
auch nicht mit kurzen Schlitzen von höchstens der Querschnittsgröße der bisher üblichen
runden Steiglöcher, sondern da.ß man in bewußtem Gegensatz zu der bisher allgemein
vertretenen Auffassung der auf Überlieferungen beharrenden Fachleute Steiglöcher
möglichst großen Querschnitts anwendet. Diesem Zwecke dienen am einfachsten möglichst
lange Schlitze, die sogar die Länge der größten Abmessung der Kokillengrundfläche
besitzen können und deren als Steigquerschnitt für das Gießgut in Betracht kommende
waagerechte Querschnittfläche größer ist als die senkrechte Querschnittfläche des
waagerechten Zuführungskanals.
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Die erwähnte Lösung des Erfindungsgedankens nimmt dabei gleichzeitig
auf die Forderung bedacht, daß die aus dem erstarrenden Kanalinhalt gebildeten sogenannten
Knochen leicht entfernbar sein müssen, eine Forderung, die nicht erfüllt würde,
wenn man die Vergrößerung des Steigkanalquerschnitts, die erfindungsgemäß vorgenommen
werden soll, einfach durch Vergrößerung des Durchmessers der bisher üblichen runden
Steiglöcher erzielen wollte.
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Befolgt man die neuen Regeln der Erfindung, so wird gleichzeitig auch
die Struktur der einzelnen Blöcke günstig beeinlußt und das Gießverfahren vereinfacht
und verbilligt. Man erhält also noch über die Beseitigung der eingangs aufgezählten
Mißstände hinaus weitere Neuwirkungen.
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Die Erfindung besteht ferner in dem Vorschlage, die Gießplatten üblicher
Art mit nach der Erfindung eingerichteten Kanalsteinen in der Weise auszurüsten,
daß die Querschnittsgrößen der von einem gemeinsamen Trichter belieferten Steigöffnungen
der Gießplatte unter Berücksichtigung der die Füllgeschwindigkeit jeder Kokille
bestimmenden Einflüsse derart voneinander verschieden sind, daß gleiche Steiggeschwindigkeiten
des Gießguts in allen Kokillen zustande kommen.
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Hierdurch wird es ermöglicht, von einer Gießplatte z. B. Kokillen
verschiedenster Querschnittsgrößen gleichzeitig zu gießen, ohne daß man die sonst
hiermit verbundenen Gefahren ungleichen Steigens der Blöcke zu wagen braucht.
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Die Kanalsteine gemäß der Erfindung könneu in der verschiedensten
Art ausgebildet und eingerichtet sein. Eine vorteilhafte Ausführungsform der neuen
Kanalsteine ergibt sich dann, wenn man die durch den Schlitz gebildete Steigöffnung
durch einen deckelartigen Schieber verschließbar macht. Man kommt dann zu neuen
werkstattechnischen Arbeitsweisen, di,: weiter unten beschrieben sind und ebenfalls
einen Teil der Erfindung bilden. Diese Schieber können so in schwalbenschwanz- oder
ähnlich gestalteten Nuten der Längsschlitzwandungen der Kanalsteine geführt werden,
daß sie durch den Gießdruck selbsttätig ventilartig abdichten.
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Weiterhin erstreckt sich die Erfindung auch noch darauf, die Gießplatten
mit Kanalsteinen gemäß der Erfindung derart auszustatten, daß in der Gießplatte
die schlitzförmigen Steigöffnungen in überzählig großer Anzahl vorhanden sind, wobei
die Steigöffnungen einzeln oder gruppenweise durch Schieber oder sonstige Abdeckmhtel
verschließbar sind. Man kann dann die so vorbereiteten Gießplatten ohne weiteres
für die verschiedensten Gießprogramme benutzen, indem man lediglich die gerade nicht
benötigten öffnungen verschließt.
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Die Erfindung betriftt außerdem auch noch ein durch die bereits erwähnten
neuen Vorschläge erstmalig ermöglichtes neues Verfahren zum Füllen von Kokillen.
Dieses neue Verfahren besteht darin, die neuen Kanalsteine dazu zu benutzen, die
Fließgeschwindigkeit des zum Füllen der hintereinander aufgestellten Kokillen bestimmten
Gießguts kokillenweise zu regeln. Zu diesem Zwecke können die Austrittsschlitze
verschieden groß hergestellt sein oder nachträglich durch Verwendung der bereits
erwähnten Schieber verschieden groß gemacht werden.
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Die Möglichkeit, die Fließgeschwindigkeit des Gießguts kokillenweise
zu regeln, wird z. B. vorteilhaft dazu benutzt, die Füllgeschwindigkeit jeder Kokille
so zu beeinflussen, daß sich in allen Kokillen derselben Platte, auch bei unterschiedlichen
Abmessungen der herzustellenden Blöcke, die gleichen Verhältnisse einstellen.
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Die Anwendung der Erfindung gestattet eine höhere Gießgeschwindigkeit
und läßt so alle hiermit verbundenen Vorteile ausnutzen; denn wegen des Fortfalls
des springbrunnenähnlichen Einströmstrahls in den Kokillen ist es nicht mehr erforderlich,
besonders langsam zu gießen, zumal ja auch ein größerer Ausströmungsquerschnitt
vorhanden ist.
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Die Güte des Gusses wird besonders dann noch in anderer Hinsicht gesteigert,
wenn man erfindungsgemäß Kanalsteine anwendet, die mit durchlaufenden Längsschlitzen
versehen sind.
Dadurch, daß bei dieser Ausführungsform die Kanäle
bis zuletzt offenliegen, bis sie durch die einzufügenden Schieber teilweise abgedeckt
werden, ist ihre Prüfung auf das Vorhandensein von Fremdkörpern oder der gefürchteten
Mörtelbärte an .den Fugen in einfachster Weise möglich. Es kann so mancher Block
vor Schrottwerden gerettet werden, der sonst durch solche Fremdkörper und Strömungshindernisse
verdorben werden könnte.
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Besitzt die Gießplatte längsgeschlitzte Kanalsteine, deren Schlitze
mittels längsverschieblicher Einsatzkörper nach Bedarf abdec'kbar sind, so kann
sie, im Gegensatz zur bisherigen Arbeitsweise, ohne Rücksicht auf die Größe und
Anzahl der vorzusehenden Kokillen und auf die Art des Gusses fertiggemacht werden;
es sind dann lediglich im letzten Augenblick noch die Einsatzkörper in ihren Nuten
zu verschieben. Dieser Vorteil wirkt sich arbeits- und zeitsparend aus und gestattet
sogar einen jederzeitigen Gießprogrammwechsel unter Benutzung der bereits fertiggemachten
Platten.
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Bei Anwendung der neuen Kanalsteine hat man noch die Möglichkeit,
eine strahlberuhigende Wirkung auszuüben, indem man dem Querschnitt des Längsschlitzes
gleichzeitig eine Erweiterung gibt und auf eine durch einen günstigen Strahlverlauf
im Steigeschlitz vorteilhafte Gesamtformgebung achtet.
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Schließlich befaßt sich die Erfindung noch mit einer Maßnahme, die
die Benutzung der Vorrichtung wesentlich vereinfacht. Es handelt sich hierbei um
die Ausbildung der schieberartigen Einsatzkörper als mit Bruchkerben ausgerüstete
Stangen, so daß neben einem Einheitskanalstein auch beliebig in der Länge veränderliche
Einheitsschieber zur Ausführung des neuen Verfahrens genügen.
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Die Zeichnung zeigt in Abb. i einen Querschnitt durch einen gemäß
der Erfindung gebauten Kanalstein a mit dem Schieber b, der etwa den
Querschnitt eines Sechsecks besitzt und in entsprechend geformten Nuten der Wandungen
eines vom Kanal abzweigenden Schlitzes ruht.
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Die Abb. 2 zeigt eine erfindungsgemäß fertiggemachte Gießplatte mit
den gießfertigen Kokillen, während Abb.3 den ruhigen Einströmverlauf des Gießguts
veranschaulicht.
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Wie die Abb.2 zeigt, werden die Kanalsteine a etwa vom Querschnitt,
wie er in der Abb. i gezeigt ist, in Rinnen c der Gießplatte d eingelegt, und zwar
mit der Schlitzseite nach oben. An den Stellen, an denen Steigöffnungen innerhalb
der auf die Gießplatte g aufgestellten Kokillen e vorhanden sein sollen, bleiben
diese Schlitze offen, während die übrigen nicht als Steigöffnungen in Anspruch zu
nehmenden Teile der Schlitze durch schieberartige Deckel b verschlossen werden.
Auf diese Weise verbleiben innerhalb der Kokillen e Längsschlitze f, die sich unter
Umständen über mehrere Steinlängen erstrecken und als Steigöffnungen für das Gießgut
dienen.
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g ist der Trichter oder Königsstein, der mittels Kanalsteinen a mit
den in den Längsrinnen c liegenden Kanalsteinen verbunden ist. Die Gießplatte d
kann mit einer beliebigen Zahl von Rinnen c zur Aufnahme von Kanalsteinen ausgerüstet
sein. Diese Rinnen c werden nach Bedarf sämtlich oder nur zum Teil benutzt. Die
Abb. 2 zeigt eine Gießplatte d mit drei Rinnen c, von denen zwei mit Kanalsteinen
ausgefüllt sind.
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Zur Erläuterung der Beschreibung ist in den Abb. q. und 5 in entsprechenden
Skizzen auch noch das alte Gießverfahren veranschaulicht.
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In Abb. q. sind gleichgeformte Kanalsteine mit gleichen Zahlen versehen,
wie es z. B. in dem Verzeichnis des Kanalsteinlagers eines Hüttenwerkes oder in
dem Katalog von Fabriken solcher Steine früher üblich war. Aus der Mannigfaltigkeit
der hierzu erforderlichen Zahlen (vgl. die Abbildung) kann inan sehen, wie umfangreich
ein solches Steinlager bisher sein mußte und welche Arbeit seine Verwaltung, regelmäßige
Ergänzung und die richtige Verwendung der vielgestaltigen Kanalsteine bisher gemacht
hat.
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In Abb.5 ist dargestellt, wie im Gegensatz zum neuen Verfahren (Abb.
3) bei Verwendung der bisher üblichen Kanalsteine mit Steigloch ein Springbrunnen
in der Kokille entsteht.