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Verfahren zum ununterbrochenen Gießen von Metallblöcken, insbesondere
aus Leichtmetall zum ununterbrochenen Gießen von Metallblöcken nach dem Stranggießverfahren
verwendet man in der Regel stehende Kokillen, die von einem Kühlwassermantel umgeben
sind und einen nach unten absenkbaren Kokillenboden besitzen. Das Metall wird in
die Kokille ununterbrochen eingegossen und der ?Metallblock nach Maßgabe seiner
Erstarrung ebenfalls ununterbrochen aus der Kokille herausbewegt. Eine Schwierigkeit
des Stranggießverfahrens liegt darin, daß die Schmelzwärme beim Erstarren des Blockes
in der Kokille möglichst schnell und sehr wirksam abgeführt werden muß. Dies ist
wesentlich, um Gußblöcke zu erhalten, die frei von Lunker und Seigerungen sind und
für die nachfolgende Verformungsarbeit ein genügend dichtes Gefüge -aufweisen.
Insbesondere besitzen Leichtmetalle in hohem Maße die Neigung zur Bildung von Lunkern
und Seigerungen.
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Durch das Verfahren der Erfindung gelingt es, dichte .und lunkerfreie
Blöcke nach dem Stranggießverfahren - auch beim Vergießen von Leichtmetallen - ohne
Schwierigkeit zu erhalten. Erfindungsgemäß wird das Vergießen unter Verwendung einer
Kokille mit spiralförmig' verlaufenden Kühlmittelgängen
in der Weise
vorgenommen, daß das Kühlmittel seit einer hohen Geschwindigkeit von z. B. i m;
sec und darüber durch die verschiedenen Kühlmittelgänge im Gegenstrom hindurchgeführt
wird. Es hat sich gezeigt, ciaß durch eine derartige Arbeitsweise Ab-
kühlungsverhältnisse
erzielt werden, die das Entstehen von Lunker und Seigerungen ausschließen.
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Die Verwendung einer Kokille mit mehre-.. ren spiralförmig 'verlaufenden
Kühlmittelgängen beim Gießen von Metallen ist an sich bekannt. Ebenso ist es an
sieh bekannt, beim Stranggießen das Kühlwasser mit hoher Geschwindigkeit durch einen
Kühlmantel hindurchzuführen. Es genügt aber weder eine hohe Kühlwassergeschw indigkeit
noch eine Kokille mit spiralförmig verlaufenden Kühlmittelgängen, wenn man eine
solche zum Stranggießen verwenden wollte, um dichte und lunkerfreie Blöcke zu erzielen.
Insbesondere ist keine dieser Maßnahmen für sich geeignet, Blöcke aus Leichtmetall
lunkerfrei und dicht zu gießen. Dies gelingt vielmehr erst, wenn - wie erfindungsgemäß
vorgeschlagen wird - das Kühlmittel in den Kühlgängen gegenläufig und zugleich mit
hoher Geschwindigkeit geführt wird. Wird in dieser Weise gearbeitet, so erhält derdKühlmantel
eine über die ganze Länge der Kokille gleichmäßige niedere Temperatur. Liegen die
Spiralen eng aneinander, was besonders vorteilhaft ist, so tritt überdies ein Wärmeaustausch
zwischen den gegenläufig fließenden Kühlmittelströmen ein. Es ist natürlich, daß
die Kühlwirkung bei einer derartigen Arbeitsweise um so intensiver ist, je schneller
die Kühlmittelströme gegenläufig aneinander vorbeigeführt werden.
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Zur Ausführung des Verfahrens können stehende Kokillen, vorzugsweise
aus Kupfer, verwendet werden, bei denen das Neue darin besteht, daß der Mantel von
zwei Kühlgängen spiralförmig umgeben ist, die derart an eine Kühlmittelleitung angeschlossen
werden, daß das Kühlmittel im Gegenstrom durch die Gänge hindurchtritt. Wird bei
Verwendung einer derartigen Kokille ein Kühlmittel, z. B. Wv%asser, mit einer mehrfachen
Geschwindigkeit, als dies bei normalen Kupferkokillen üblich ist, beispielsweise
bei einer zehnfachen oder noch größeren Geschwindigkeit während des Gießens gegenläufig
durch die Kühlmittelgänge hindurchgeführt, so werden außerordentlich wirksame Abkühlungsverhältnisse
erzielt, was schon daran erkennbar ist, daß das Kühlwasser aus den Kühlmittelgängen
in lauwarmem Zustand wieder austritt.
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In normalen gekühlten Kupferkokillen beträgt die Durchgangsgeschwindigkeit
des Kühlwassers bei einem Pumpendruck von i Atm. üblicherweise o,i m/sec. Demgegenüber
wird bei Ausführung des Verfahrens der Erfindung beim gleichen Druck beispielsweise
mit einer Kühlwassergeschwindigkeit von :2 m/sec, d. h. also bei einer zwanzigfachen
Geschwindigkeit gearbeitet, was einem Kühlwasserdurchgang von etwa 9 cbm je Stunde
entspricht. Andere mit Erfolg ausgeführte ;iisse erfolgten unter nachstehenden Bedingungen
für den Kühlwasserdurchgang:
Geschwindigkeit Pumpendruck" Wassermenge |
m,'sec at cbm, h |
3 2,2 14 |
2,5 1,6 1i |
=,5 o,6 7 |
0,3 4,5 |
Besonders vorteilhaft wird die Anordnung vier Kühlmittelgänge derart getroffen,
daß ein Wärmeaustausch zwischen den gegenläufig geführten Wasserströmen eintritt.
Zu diesem Zweck werden die Kühlmittelgänge zweckinäPrig so angeordnet, daß die Windungen
der Gänge sich berühren bzw. die Gänge eine gemeinsame Trennwand aufweisen. Bei
einer derartigen Ausbildung der Kokille erfolgt eine Kühlung des von oben aus den
heißen Zonen
lach unten gelangenden Wassers durch das in dem gegenläufigen
Gang aufsteigende Wasser. Die Abkühlung bzw. die Wärmeabführung aus der Kokille
ist bei dieser Kokillenausbildung besonders wirkungsvoll.
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Eine Kokille zur Ausführung des Verfahrens gemäß Erfindung ist in
der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Abb. i der Zeich= nung zeigt einen Längsschnitt,
Abb. 2 einen Ouerschnitt durch die Kokille.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist die Kokillenwandung i von
zwei Kühlmittelgängen 2 und 3 spiralförmig umgeben. Der Lauf des Kühlwassers in
dein Kühlmittelgang :2 ist durch ausgezeichnete Pfeile, der Lauf des Kühlmittels
in Gang 3 durch gestrichelte Pfeile angedeutet. Die Anordnung ist in der dargestellten
beispielsweisen Ausführungsform so getroffen, daß die Gänge eine gemeinsame Trennwand
4. aufweisen, so daß ein sehr wirksamer Wärmeaustausch zwischen den gegenläufig
geführten Kühlwasserströmen gewährleistet ist.
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Die Erfindung ist besonders gedacht für die Herstellung von Blöcken
aus Leichtmetall bzw. Leichtmetall-Legierungen im Stranggießverfahren. Sie eignet
sich jedoch in gleicher Weise für das Gießen anderer nach dem Stranggießverfahren
herstellbarer Metallblöcke.,