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Gießkokille Es ist bekannt, daß die Erstarrungsbedingungen von ausschlaggebendem
Einfluß auf die für die bildsame Weiterverarbeitung eines Gußblockes wichtigen Eigenschaften
sind. Besonders beim Gießen von Walzplatten, Preßblöcken u. ä. aus hochwertigen
Aluminiumlegierungen und Magnesiumlegierungen ist die Beherrschung des Gieß- und
Erstarrungsvorganges ein Haupterfordernis. Es sind daher schon frühzeitig die verschiedensten
Vorschläge gemacht worden, die die Erzeugung eines einwandfreien feinkörnigen, dichten,
lunkerfreien und gleichmäßigen Gußblockes zum Ziele hatten.
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Von der gewöhnlichen oben offenen, stehenden und vollwandigen Kokille
kam man zunächst zur kippbaren Gießform, die zur Vermeidung der großen Fallhöhe
des Metalls bei Gießbeginn geneigt und dann mit fortschreitender Füllung aufgerichtet
wurde. Diesem Gießverfahren haftet der Mangel an, daß der Block an der Eingußseite
unsauber und von Oxydhäuten durchsetzt ist, daß die eingegossene Schmelze durch
das Aufrichten bei der Erstarrung beunruhigt wird und daß dabei langes Nachgießen
oder ein großer verlorener Kopf erforderlich ist. Die der vorstehenden Kokillenform
anhaftenden Nachteile werden z. T., wie z. B. die unsaubere Eingußseite des Blockes,
durch die kippbare Kokille mit seitlich abgeschnürtem Eingußkanal aufgehoben.
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Die nächste Entwicklungsstufe stellt die stehende, vollwandige, jedoch
an einer Schmalseite offene Kokille dar. Diese Gießform ist der Ausgangspunkt für
mehrere Bauarten und Verfahren, die im wesentlichen darauf beruhen, daß die offene
Seitenwand der Kokille durch einzelne aufeinandersetzbare Platten, durch zusammenhängende
Glieder oder ein Band gebildet wird. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin,
daß beim Eingießen des Metalls an der offenen Schmalseite nur die geringe Fallhöhe
entsprechend der Höhe einer Platte oder eines Gliedes entsteht. Weiterhin läßt sich
bei diesem Verfahren die Gießgeschwindigkeit dem Erstarrungsvorgang anpassen, so
daß größere verlorene Köpfe oder langes Nachgießen nicht notwendig sind.
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Der Aufbau der Kokille aus festen und beweglichen Wänden läßt aber
ebenfalls völlig gleichmäßige Erstarrungsbedingungen nicht zu. Die feststehenden,
vollen Wände nehmen nämlich die Wärme des eingegossenen Metalls stärker auf und
erwärmen sich daher auch während des Gießvorganges nach oben hin rascher als die
unterteilten Platten oder das bewegliche Band, die das Abdeckmittel der freien Wand
bilden. Die Ausführungen bedingen also zwangsläufig eine Verschiedenheit
des
Wärmegefälles in der gesamten Kokille in waagerechter und senkrechter Richtung,
da aus baulichen Gründen die die freien Seitenwände bildenden Platten oder Abdeckmittel
nicht so stark bemessen werden können wie die festen Wände.
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Bei diesen Kokillen ist ferner die zu erreichende Blockgröße durch
die feststehenden Wände vorgegeben. Weiterhin erschweren die feststehenden Wände
das Entfernen des gegossenen Blockes aus der Kokille.
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Es ist auch bereits eine Stranggußkokille vorgeschlagen worden, gehört
aber nicht zum Stande der Technik, bei der die Wände der Kokille aus dem schraubenlinienartig
zu einer zylindrischen Hohlform aufgewundenen endlosen Band bestehen, von dem beim
Drehen der Kokille unten ebensoviel abgewickelt wie oben hinzugewickelt wird. Dabei
können die Wände aus segmentförmigen, zu einer Kette aneinandergereihten Paßstücken
gebildet werden, die Teile eines Schraubenganges und durch Gelenke verbunden sind.
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Bei dieser Stranggußkokille werden Kokille und Metall während des
Gieß- und Erstarrungsvorganges dauernd gedreht. Da nicht nur die Kokille, sondern
auch der Gußblock und die darüber befindliche, noch nicht erstarrte Schmelze dieselbe
Drehbewegung ausführen, wird ein sauberes Eingießen erschwert und der Erstarrungsvorgang
als solcher durch die an sich unvermeidlichen Erschütterungen gestört.
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Unter Verzicht auf vollwandige feststehende Wände und unter Vermeidung
unerwünschter Bewegungen der in Höhenrichtung während des Gießvorganges aufbaubaren
Glieder der Stranggußkokille wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Wandungen
der zur Herstellung dichter Blöcke und Platten insbesondere größerer Abmessungen
dienenden Gießkokille aus einzelnen, miteinander nicht verbundenen, zumindest einfach
unterteilten, einen in sich geschlossenen Ring bildenden Schichten gleichmäßiger
Bemessung und geringer Bauhöhe zu bilden.
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Die Bauhöhe der Schichten beträgt nur einen Bruchteil vom Durchmesser
des Kreises, der dem Block- bzw. Plattenquerschnitt flächengleich ist.
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Durch die Verwendung gleicher hoher und gleich stark bemessener Schichten
läßt sich der Erstarrungsvorgang wie bisher bei keiner anderen Ausführung weitgehend
regeln. Eine Verschiedenheit des Wärmegefälles kann, abgesehen vom Beginn, während
des ganzen Gießvorganges an keiner Stelle innerhalb der Gesamtkokille auftreten,
da der entstehende Blockabschnitt allseitig von Kokilienteilen gebildet wird, die
keine Beeinflussung durch die Metallwärme erfahren haben. Die Wärmeabfuhr des eingegossenen
flüssigen Metalls erfolgt daher nach allen Seiten hin gleichmäßig und in dem Maße,
wie es durch die Abmessung und den Werkstoff der einzelnen den Block begrenzenden
Glieder vorgegeben ist, so daß eine Verschiedenheit des Gefüges in dem erzeugten
Block sowohl in senkrechter als auch in waagerechter Richtung weitgehend vermieden
wird.
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Um ein vollkommen gleichmäßiges Wärmegefälle nach den Wandungen der
Gießform hin sicherzustellen, wird vorteilhaft der Ein-"a ußstoff der Gießform mittels
der Eingußtülle in der Symmetrieachse zugeführt. Es können entweder die Gießpfannen
und damit der Metallspiegel während des Gießvorganges auf gleicher Höhe bleiben,
während die Gießform dein jeweiligen Aufsetzen neuer Schichten entsprechend nach
unten gefahren wird, oder es kann .die Gießform auf einem festen Untergrund nach
Maßgabe des Gießvorganges fortschreitend in Höhenrichtung aufgebaut werden, wobei
gleichzeitig entsprechend dem steigenden Metallspiegel die Gießpfanne angehoben
wird.
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Ein weiterer Vorteil der neuen Gießkokille besteht darin, daß mit
den gleichen Baugliedern Blöcke und Platten verschiedener Länge gegossen werden
können.
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Die einzelnen Schichten können regelbar beheizt und gekühlt werden.
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In der Zeichnung ist in Abb. i die Gießvorrichtung beispielsweise
dargestellt, bei der sich der Gießvorgang in folgender Weise vollzieht: Bei Beginn
des Gießvorganges wird die Plattform b - angetrieben über eine Gewindespindel c
durch die Antriebsvorrichtung e unmittelbar an die Gießschnauze f herangebracht.
In dieser Stellung der Plattform wird die erste der jeweils aus zwei Hälften bestehenden
Schicht a (Abb a) aufgesetzt. Sodann wird mit dem Gießen aus dem um die Schnauze
kippbar angeordneten Tiegel g begonnen. Gleichzeitig mit dem Gießbeginn wird die
Plattform. b entsprechend dem steigenden Metallspiegel in der ersten Schicht langsam
nach unten gefahren und die nächste Schichthälfte von der Seite her, ohne dabei
den Gießvorgang zu unterbrechen, aufgesetzt. Die Absenkgeschwindigkeit der Plattform
ist so zu regeln, daß bei der als günstig erkannten Gießgeschwindigkeit der Metallspiegel
stets auf gleicher Höhe bleibt, um das Abreißen des zwischen Schnauze und Metallspiegel
sich bildenden Gießschlauches zu vermeiden. Die einzelnen Schichten werden so in
gleicher Weise während des Gießvorganges aufeinandergesetzt, bis die gewünschte
Blocklänge erreicht ist. Nach Beendigung des Gießvorganges wird die Plattform b
wieder nach
oben gefahren, wobei die einzelnen Schichthälften von
dem erstarrten Block entfernt werden.