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Verfahren zum ununterbrochenen Gießen von Stangen Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Stahlstangen, wie Knüppel, Flacheisen,
Profileisen usw., von beliebiger Llnge und Gestalt, wobei das flüssige Metall in
Richtung des Stranges in eine waagerechte, muldenförmige, oben offene Giei#-form
tritt, die eine relative Bewegung gegenüber der Eingießstelle ausführt.
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Der Einfachheit halber wird in der nachfolgenden Beschreibung vorausgesetzt,
daß das flüssige Metall in einem im Raum festliegenden Punkt eingegossen wird und
daß sich die Gießform bewegt, aber selbstverständlich erstreckt sich' die Erfindung
auch auf den Fall, wo die Gießform feststeht und die Gießpfanne gegenüber der Gießform
eine systematische Bewegung ausführt.
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Wenn man ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen in eine solche Gießform
eingießt, so wird auf Grund der Gesetze der Hydrostatik das flüssige Metall das
Bestreben haben, gleichzeitig in Richtung der Bewegung der GieBforni und in entgegengesetzter
Richtung zu fließen, so daß man auf diese Weise nur ein sehr dünnes Erzeugnis erzielt,
das sich weit nach vorn und nach hinten von der Eingießstelle erstreckt. Bei weiterem
Eingießen wird zwar diese erste Schicht durch frisches Metall überdeckt, aber dieses
überlagern wäre nur dann zulässig, wenn es sehr rasch stattfinden würde, so daß
man dadurch nur sehr dünne oder kurze Erzeugnisse gewinnen kann, weil man das Metall
nicht ververhindert hat, sich entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Gießform
auszubreiten.
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Verschiedene Mittel wurden bereits vorgeschlagen, um das Fließen des
Metalls entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Gießform zu verhindern.
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Man hat z. B. die Anwendung eines feststehenden Hindernisses vorgeschlagen,
das als Damm wirkt und das Zurückfließen des
Metalls verhindert,
und an dessen Rändern die Gießform vorbeigleitet, genau so, wie ein Zylinder an
seinem Kolben vorbeigleitet.
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Es wurde ebenfalls vorgeschlagen, die Gießform nach der Richtung hin
zu neigen, in welcher sie sich bewegt-; damit aber in diesem Fall die gewonnene
Stange nicht in dem Maße an Stärke zunimmt, in welchem sie sich von der Eingießstelle
entfernt, ist man genötigt,. sie mit :einem Deckel zu versehen, der parallel zu
ihrem Boden verläuft und sich mit ihr verschiebt. -Bei Vorrichtungen dieser Art,
bei denen das flüssige Metall mit körperlichen Teilen in Berührung kommt, die ohne
Beschädigung die sehr hohe Temperatur ertragen müssen und auch kein unerwünschtes
Festwerden und keine Störung des Betriebs verursachen dürfen, entstehen für die
praktische Anwendung sehr große Schwierigkeiten.
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Gemäß der Erfindung erreicht man nun den gewünschten Zweck, indem
man die körperlichen Teile durch ein dynamisches Hindernis erstezt, und zwar in
der Weise, daß die Einlaufgeschwindigkeit des Metalls genügend groß ist, daß eine
Gegenstörung nicht auftreten kann. Die lebendige Kraft des einlaufenden Metalls
wirkt als Damm, der das Metall der bereits vor der Eingießstelle hergestellten flüssigen
Stange daran hindert, zurückzuströmen, d. h. sich entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung
der Gießform zu bewegen.
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Bei diesem Ausgleich zwischen der lebendigen Kraft und dem ferrostatischen
Druck kommt die Länge der bereits gegossenen Stange gar nicht zur Geltung. Daraus
ergibt sich, daß das Gießen gemäß der Erfindung ein Dauergießen ist, mit welchem
Stangen von beliebiger Länge hergestellt werden können, entweder mit Gießformen
von gleicher Länge oder mit einer Gießform, die als endlose Kette unter der Gießstelle
vorbeiwandert, auf einem Teil ihres Weges gefüllt, auf dem anderen Teil entleert
und abgekühlt wird.
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Das Verfahren ist schematisch auf Abb. r der Zeichnung dargestellt.
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Abb. z zeigt eine andere Ausführung.
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Ein Metallstrom wird der Gießform durch die Gießrinne Q zugeführt,
deren Breite annähernd gleich ist derjenigen der Gießform, und dieser Metallstrom
besitzt eine gewisse lebendige .Kraft. Die lebendige Kraft ist nicht nur abhängig
von der Durchflußmenge des Metalls, sondern auch von der Durchflußgeschwindigkeit.
Verschiedene einfache Mittel, die nicht zur Erfindung gehören, z. B. das Schrägstellen
der Rinne und das Gefälle in der Rinne, gestatten es, diese lebendige Kraft nach
Belieben zu verändern, mit welcher das flüssige Metall in die Gießform eintritt.
Ein Teil davon geht in Gestalt von Stößen und Wirbeln verloren, die man möglichst
zu vermeiden sucht. Der andere Teil, der den ferrostatisch.en Druck h ausgleicht,
bewirkt, daß das Metall eine Art Böschung ersteigt, die im Schnitt durch die Kurve
a, b, c, d gebildet ist, welche die bereits eingegossene flüssige
Masse begrenzt und deren obere Fläche mit dem Boden der Gießform verbindet.
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Die vorbeschriebene Erscheinung beruht auf der Umwandlung der lebendigen
Kraft des Metallstromes in statische Energie entsprechend dem allgemein bekannten
Gesetz über die Bewegung der Flüssigkeiten.
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Wenn man, wie dies praktisch selbstverständlich ist, die Durchflußmenge
und die lebendige Kraft feststezt, so muß man, um genau gemäß der Erfindung zu gießen,
noch die Gießform mit einer genau bestimmten Geschwindigkeit V bewegen, bei welcher
das Gleichgewicht zwischen dem ferrostatischen Druck und der lebendigen.Kraft 5enau
eintreten wird. Praktisch wird man sich damit begnügen, diesen Ausgleich annähernd
zu erzeugen, indem man durch einfache mechanische Mittel auf die Geschwindigkeit
V einwirken wird. Der Ausgleich kann übrigens mit Leichtigkeit erzielt werden, wenn
man feststellt, daß er sich durch das Stehenbleiben des Fußes der Böschung
a, b, c, d gegenüber der Eingießstelle bemerkbar macht.
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Eine andere Ausführung der Erfindung besteht darin, die Gegenströmung
des eingegossenen Metalls nicht durch die lebendige Kraft des einfließenden Metalls
aufzuhalten, sondern durch diejenige eines Gasstromes, der die .gleiche Wirkung
erzeugen oder diese Wirkung verstärken soll. Man erzielt dadurch eine Wirkung ähnlich
derjenigen des Windes auf die Meereswellen. Diese Anordnung kann getrennt oder auch
in Verbindung mit der oben beschriebenen Anordnung benutzt werden, bei welcher die
lebendige Kraft des einlaufenden Metalls zunutze gemacht wird.
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In Abb. z ist eine Ausführung dieser Anordnung schematisch dargestellt.
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Ein Düsenkasten Q, dessen Breite etwas kleiner ist als diejenige der
Gießform, wird durch eine Rohrleitung M mit einem Druckgas beschickt. Durch Anblasen
der Ausgleichböschung trägt er zur Erhaltung dieser Böschung bei.
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Schließlich ergibt sich aus der Prüfung der Ausgleicherscheinung zwischen
der lebendigen Kraft und dem ferrostatischen Druck, daß, wenn man während des Gießens
mit oder ohne Absicht die den Ausgleich bewirkenden Verhältnisse ändert, indem man
z. B. auf die Durchflußmenge oder die lebendige Kraft einwirkt, die Steighöhe lz
sich ebenfalls ändern wird. Die bereits gegossenen feile
können
dann entweder sinken oder bis zu einer neuen Steighöhe überschwemmt werden, die
den neuen Gießverhältnissen -entsprechen. Dadurch würden für das richtige Maß. und
die Güte des neueni Erzeugnisses schwere Nachteile entstehen.
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Um sie zu vermeiden, genügt es, erfindungsgemäß und im Augenblick,
wo sich die Gießverhältnisse ändern, in das noch flüssige Metall eine Trennwand
einzusetzen, die das bereits mit früheren Gießverhältnissen gegossene Metall von
dem jetzt mit neuen Verhältnissen zu gießenden Metall trennen. Ein solcher Vorgang
ist insbesondere bei Schluß des Gießvorgangs notwendig. In diesem Augenblick hört
das Einlaufen des Metalls auf, der ferrostatische Druck wird nicht mehr ausgeglichen,
und die Ausgleichb.öschung hat däs Bestreben, in dem Teil der Gießform zusammenzubrechen,
der hinter dieser Böschung frei bleibt. Das Einsetzen einer Trennwand in die Böschung
oder in,der Nähe ihres Fußes beschränkt dieses Zusammenbrechen auf ein geringes
Maß sowie auch das sich daraus ergebende Sinken der noch flüssigen Teile der Stange.
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In den Abb. i und 2 sind solche Trennwände mit C bezeichnet. Man kann
verstehen, daß zwischen zwei Trennwänden eine Änderung der Oberflächenhöhe nicht
stattfinden kann, was auch außerhalb des, durch sie begrenzten Abschnittes vor sich
gehen mag.