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Kokille zur Herstellung von Stahlwerksblöcken, insbesondere Schleudergußstahlblöcken
Es ist bekannt, Kokillen zur Herstellung von Hartgußwalzen mit abgeschrägten, nutenförmigen
Eindrehungen vorzusehen, die einerseits den Zweck haben, die erstarrende Walze eine
solche Lage zu der Kokille einnehmen zu lassen, daß an allen Punkten eine annähernd
gleichmäßige Tiefe des Hartgusses erzielt wird, andererseits aber Längsrisse des
Gußstückes verhüten sollen, indem sie das fest werdende Gußeisen am Umfang unter
stützen, bis es von dem inneren Druck der flüssigen Säule befreit ist bzw. bis die
äußere Hartgußrinde durch Abkühlung stark genug geworden ist, um dem von innen her
wirkenden Flüssigkeitsdruck widerstehen zu können. Die Tiefe der Nuten bzw. der
Vorsprünge sollte dabei so bemessen sein, daß sie nach dem Erkalten der Walze kein
Hindernis für das Abnehmen der Schalenform von der Walze bieten.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, . daß .die Blockhaut bei-
der Herstellung von Stahlwerksblöcken, insbesondere von Schleudergußstahlblöcken,
zwecks Vermeidung von Längsrissen beim Gießen in verschiedenen, quer zur Längsachse
in Abständen voneinander liegenden, über die gesamte Oberfläche sich verteilenden
Ebenen stärker als in den zwischen diesen Ebenen liegenden Flächen gekühlt werden
muß. Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung eine Kokille vor, die in der Kokilleninnenwand
Rillen oder Nuten quer zur Längsachse und über die gesamte Blockoberfläche verteilt
aufweist, deren Tiefe von einer Größenordnung ist, die das Maß der Querschrumpfung
unterschreitet bis überschreitet. Hierdurch liegen die den Rillen entsprechenden
Wülste der Blockhaut während der Schrumpfung an der Kokillenwand an, und zwar nicht
nur kurze Zeit, sondern während der gesamten Standzeit in der Kokille, wenn die
Rillen tiefer ausgebildet sind, als der Querschrumpfung entspricht. In- diesem Falle
dienen als Unterstützungsstellen nicht nur Linien, sondern Flächen, da alle unteren
Flächen der Wülste während der Schrumpfung an der Kokille anliegen. Gleichzeitig
wird hierdurch eine starke Abkühlung der Wülste erreicht, die an und für sich schon
durch die besondere Form als Rille gegeben ist, so daß die den Querrillen entsprechenden
Wülste, nachdem sie erstarrt sind, noch zusätzlich als Schrumpfringe wirken und
so die Blockhaut zusammenhalten. Ferner könnte sich wie in dem bekannten Falle beim
Gießen von Hartgußwalzen ein entstehender Längsriß nicht verlängern, da er bereits
an dem nächstliegenden Wulst einen unüberwindlichen Widerstand findet.
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Die Rillentiefe kann aber auch wie bei den bekannten Kokillen für
Hartgußwalzen unterhalb des Maßes der Querschrumpfung a (Abb. 3) liegen; in diesem
Falle ist die Abkühlung des der Rille entsprechenden Wulstes zwar nicht so stark,
was jedoch durch Anordnung von mehr Rillen ausgeglichen werden kann. Dafür kann
aber der Block in einfacher Weise gestrippt werden. Als
besonders
zweckmäßig erscheint es, die Rillentiefe der unteren Begrenzungsfläche größer zu
machen, als der Querschrumpfung entspricht, während die der oberen Begrenzungsfläche
geringer ist (Abb. 3) oder ganz en.x";° fällt (Abb. ia). Im letzteren Falle ist
die Kokillenirmenwand absatzartig ausgebildet: In diesen beiden Fällen kann der
Block ebenfalls in üblicher Weise gestrippt werden.
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Ist die Rillentiefe größer, als der Schrurnpfung des Blockes entspricht,
so müssen die Rillen in ein- oder mehrgängigen Spiralen angeordnet sein (Abb. i
b), damit der Block aus der Kokille herausgedreht werden kann: oder die Kokille
muli längs- oder quergeteilt sein, wobei die Querteilung längs den Querrillen liegt
(Abb.2a, 2b). Diese Anordnungen haben den Vorteil, daß das Verhältnis der Rillentiefe
zur Rillenhölie (im Rillen--rund gemessen) möglichst groß gemacht ,-erden kann,
wodurch die Abkühlungsbedingungen in der Rille besonders günstig werden und bei
geringem Werkstoffaufwand eine hohe Zugfestigkeit des Wulstes erreicht wird.
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Die zweckmäßigste Rillenquerschnittsforin ist gemäß der Erfindung
diejenige, bei der die unteren Begrenzungsflächen der Rillen in den Verhältnissen
der Längs- (y) und Querschrumpfung (:r) des Blockes zueinander geneigt sind (Abb.
i b). (Die Quer- und Längendehnung der Kokille ist hier nicht einbezogen, muß aber
selbstverständlich auch berücksichtigt werden.) In diesem Falle liegt nämlich der
Block mit den unteren Begrenzungsflächen der Wülste während der gesamten Standzeit
in der Kokille an der Kokillenwand an, ohne daß sich vier Block jemals ablöst oder
aufhängt. Ist nämlich die Neigung zu groß, so wird sich der Block ablösen, so daß
einmal die Unterstützung fehlt und zum anderen die Abkühlung geringer wird. Ist
die Neigung zu klein, so hängt sich der Block in den Rillen auf, was zu Querrissen
führen kann. Damit die Üffnung der Rille zum Kokilleninnern hin möglichst klein
bleibt, sind erfindungsgemäß die oberen Begrenzungsflächen der Rillen in ähnlichem
Sinne wie die unteren Flächen geneigt (Abb. f,). Hierdurch wird erreicht, daß der
größte Längsschnitt der Rille auf ein Mindestmaß beschränkt wird, so daß der Wärmezustrom
vom Blockinnern zum Rilleninnern nicht zu groß wird. Nilerden dagegen die Querrillen
wellenförmig ausgebildet (Abb..I), dann nehmen die größten Längsschnitte der Rillen
größere Ausmaße an, der Wärmestrom vom Blockinnern zum Rilleninnern wird weniger
gedrosselt und damit die Abkühlung des Wulstes in der Kokille geringer. Dies kann
aber wiederum durch Anordnung von mehr Rillen ausgeglichen «-erden. Der Vorzug des
in einer solchen Kokille hergestellten Blockes besteht darin. daß er. ohne abgedreht
zu werden, ausgewalzt werden. kann, da bei dieser Rillenanordnung keine (berwalzungen
.1i. befürchten sind.
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`' -hn weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen,
zwischen den Querrillen noch Längsrillen in beliebiger Form anzuordnen. Bei di#-ser
Ausführung wird sielt die Blocktraut zwischen den Querrillen bei beginnender Schrumpfung
an mehreren Stellen an der Kokillenwand anlegen können, wodurch ein Reißen zwischen
den Querrillen vermieden wird. Noch günstiger ist die Wirkung, wenn auch die Querrillen,
in der Längsrichtung der Kokille gesehen, wellenförmig oder in der Form eines Vie)-kants
ausgebildet sind, so daß sich die Blockhaut gemeinsam mit den Wülsten etwas bei
der Querschrumpfung ausbiegen kann. Zweckmäßig liegt die "liefe der @\'elleb oder
des Vielecks unterhalb des Maßes der Querschrumpfung. damit der Block gestrippt
werden kann.
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Die Erfindung liegt zunächst in der Anwendung der grundsätzlich bekannten
quer genuteten Kokillen für Schalenliartguß als Kokillen für die Herstellung von
Stahlwerksblöcken, vorzugsweise von Schleudergußstahlblöcken, insbesondere solchen
aus Thomas- und anderen Stählen, die eine geringe Warmfestigkeit aufweisen, darüber
hinaus in der besonderen neuen Ausbildung und Anordnung der Nuten.