DE7624644U1 - Zusammengesetzte giessformen fuer metallguss - Google Patents
Zusammengesetzte giessformen fuer metallgussInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
- B22D7/06—Ingot moulds or their manufacture
- B22D7/10—Hot tops therefor
- B22D7/106—Configuration of hot tops
Description
Patentanwalt"dr! hans-gunther eggert, diplomchemiker
Köln, den 29. Juli 1976 Nr. 144
FOSECO INTERNATIONAL LIMITED, 285 Long Acre, Nechells,
Birmingham B7 5 JR, England
Die Erfindung betrifft zusammengesetzte Gießformen für den Metallguß. Es ist bekannt, geschmolzenes Metall zu Gußblöcken,
Brammen oder Barren zu gießen, bevor es beispielsweise durch Walzen weiterverarbeitet wird. Wenn
für solchen Guß eine einfache Gußform verwendet wird, neigt das Metall am Kopfende der Form dazu, zuerst zu
erstarren und wegen des Schrumpfens des geschmolzenen Metalls beim Erstarren erscheinen im Körper des gegossenen
Metalls Risse, Spalten und Hohlräume. Um solche Fehler zu vermeiden, ist es üblich, den Wärmeverlust
des geschmolzenen Metalls am Kopfende der Gießform unmittelbar nach dem Gießen zu vermindern, so daß dieses
sogenannte Kopfmetall als Vorrat an geschmolzenem Metall dient, das mit fortschreitendem Erstarren nach unten
fließt, um das Schrumpfen auszugleichen. Das Kopfmetall kann in geschmolzenem Zustand gehalten werden, indem
man es entweder einfach mit einer Auskleidung aus thermisch isolierendem Material umgibt oder indem man ihm
Hitze zufügt, z.B. indem man es mit einer Auskleidung umgibt, die ganz oder teilweise aus einem Material besteht,
das nach dem Kontakt mit dem geschmolzenen Metall positiv exotherm verbrennt und so dem Kopfmetall Wärme
zuführt.
Solche im allgemeinen mit "Wärmehauben" bezeichneten Vorrichtungen
sind beim Gießen von Stahlgußblöcken weit verbreitet, aber entsprechende Techniken zum Gießen von Gußblöcken
aus anderen Metallen und Legierungen, sowohl eisenhaltigen als auch nichteisenhaltigen, sind bekennt und
werden angewandt.
Um eine sogenannte Kopf-Wärmeauskleidung zur Verwendung beim Gießen, wie vorstehend beschrieben, herzustellen, ist
es allgemein üblich, mehrere im allgemeinen rechteckige Platten zu nehmen und sie am Kopf der Gußkokille im allgemeinen
durch Nageln, Festkeilen, Klammern oder ähnliches zu befestigen. Solche Techniken sind im Falle von
großen Gußkokillen, wie sie beispielsweise in Stahlwerken verwendet werden, leicht anzuwenden, sehr schwierig jedoch
bei Buchformen zu gebrauchen.
Buchformen werde»: zum Gießen von verhältnismäßig kleinen
Brammen und Barren verwendet. Sie werden hauptsächlich in der Nicheisenindustrie, z.B. zum Gießen von Münzlegierungen
und Edelmetallbarren, verwendet, obwohl ihre Verwendung natürlich nicht so eingeschränkt ist und sie
tatsächlich auch zum Gießen von Eisen- als auch von Nichteisenmetall- und-legierungen verwendet werden können.
Buchformen bestehen aus zwei Formhälften von im allgemeinen gleicher Größe, die an einer Kante drehbar angelenkt sind
und die durch geeignete Befestigungsmittel zusammengehalten werden können, um zwischen sich einen nach oben offenen
Gieß-Hohlraum zu bilden. Die Gelenkkante zwischen den beiden
Hälften kann horizontal oder vertikal verlaufen und die Gußform zusätzliche Kühlvorrichtungen, wie z.B.
einen wassergekühlten Mantel, aufweisen. Die Gießformen haben die allgemeine Form eines rechtwinkligan Parallelepipedon
und die Proportionen eines Buchs und dementsprechend endet der nach oben offene Hohlraum in einer
rechteckigen öffnung, deren Länge einige male größer ist
als ihre Weite, z.B. mehr als 6 mal so groß. Wenn man versucht, den Kopf einer Buchform, d.h. die Wände der
langen rechteckigen Aushöhlung, mit Platten von Blockkopf auskleidungsmaterial auszukleiden, indem man diese
Platten auf bekannte Weise an ihrem Ort verkeilt, besteht für die Platten entlang den langen Wänden des
rechteckigen Hohlraums die Neigung, sich von den Wänden abzubiegen. Wenn die Buchform mit geschmolzenem Metall
gefüllt ist, kann das Metall dann hinter die Platten treten, was die gewünschte Wärmeisolierung oder die
exothermen Wirkungen in starkem Maße unterbricht und zusätzlich zum Einschluß von Rückständen der Wärmeauskleidungsplatte
in dem gegossenen Kopfmetall führt. Dies ist unerwünscht.
Gegenstand der Erfindung ist eine zusammengesetzte Gießform für den Metallguß, die eine Buchform darstellt,
wobei die oberen Teile der Wände des nach oben offenen Hohlraums mit einem Auskleidungsmaterial für Wärmehauben
ausgekleidet sind und wobei sich über die Breite des Hohlraums eine oder mehrere Brücken aus Auskleidungsmaterial
für Wärmehauben erstrecken, die das Auskleidungsmaterial entlang den langen Wänden des Hohlraums
in Kontakt mit den langen Wänden halten.
Die Wärmehauben-Auskleidung und die Brücken können aus einem feuerfester wärmeisolierenden Material bekannter
Art oder aus eine:m exotherm reagierenden Material sein. Bevorzugte Materialien sind die aus gebundenen, hochwärmefesten
Fasern gebildetem, beispielsweise Aluminosilikatfasern,
die mit synthetischem Harz, mit Alkalisilikat oder kolloidalen OxidrHydrosolbindern gebunden sind. Die gesamte
Wärmeauskleidung einschließlich der Teile, die die Wände bedecken und der Brückenteile, kann entweder durchgängig
aus einem einzelnen Material oder aus verschiedenen Materialien hergestellt sein und in einem Stück oder in einer
Anzahl von Teilstücken geformt werden, die zusammengesetzt werden. Wenn die Auskleidung und die Brücken aus mehreren
Teilen geformt sind, können diese durch einfache Stoßverbindungen oder durch andere Verbindungen wie z.B. Zapfenverbindung,
Nut- und Federfugen oder Schwalbenschwanzverbindungen verbunden werden. Wenn die Wärmehaube aus
mehreren Auskleidungsplatten hergestellt wird, können diese jeweils entweder homogen sein oder selbst aus Mehrschichtenmaterialien
bestehen.
Die genaue Anordnung der Wärmehaubenauskleidung und der Brücken kann je nach der einzelnen Buchform stark variabel
sein. Die Auskleidung der Wände erstreckt sich gewöhnlich vom Kopfende der Buchform eine kurze Strecke
nach unten? die Auskleidung kann sich jedoch ein kleines
Stück oberhalb des Kopfendes der Buchformwände erstrecken und beispielsweise aus mehreren Platten bestehen, von
denen jede einen umgezogenen Bord aufweist, der auf dem oberen Ende der Form aufliegen kann und so die Auskleidung
in einer vorbestimmten Höhe zum Kopf der Buchform anordnet. Eine einstückige Ausführung der Wandauskleidung und Brücken
kann ebenfalls einen äußeren umgezogenen Bord oder eine Schulter für dieselben Zwecke aufweisen.
Um ein leichtes Einpassen der Auskleidung und der Brücken in den Kopf des Kohlraums der Form zu ermöglichen, sollten
die Materialien, aus denen sie hergestellt sind, vorzugsweise eine gewisse Komprimierbarkeit und Elastizität aufweisen.
Die oben genannten gebundenen Massen aus hitzebeständigen Fasern haben im allgemeinen solche Eigenschaften.
Die erfindungsgemäß zusammengesetzte Gießform weist am
Kopf der Form mehrere Gießöffnungen auf; durch eine von ihnen kann das geschmolzene Metall beim Gießen eingefüllt
werden. Die am meisten bevorzugte Anordnung enthält zwei Brücken, die ungefähr· in 1/3 und 2/3 der Länge
der längeren Wände angeordnet ist und so drei Gießöffnungen bildet.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der folgenden Figuren verdeutlicht:
Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen zusammengesetzten Gießform;
Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Wärmehaubenauskleidung zur Verwendung gemäß der Erfindung und
Figur 3 ist eine Darstellung eines Satzes von Platten aus wärmeisolierendem Auskleidungsmaterial zur Verwendung in
der erfindur.gsgemäßen zusammengesetzten Gießform in auseinandergezogener
Anordnung.
Gemäß Figur 1 besteht die Buchform aus zwei Formhälften 1, dLe durch Gelenke 3 entlang einer Seite drehbar angelenkt
sind und an der anderen Seite mit Hilfe von zwei Schließen miteinander befestigt werden können.
Am oberen Ende des Hohlraums der Form ist eine Wärmeauskleidung angebracht, die aus zwei Endplatten 6, zwei Seitenplatten
8 und zwei Brückenplatten 7 besteht". Jede der Platten 6, 7 und- 8 sind aus hitzebeständigem wärmeisolierendem
Material hergestellt und weisen eine solche Größe auf, daß sie nach dem Einsetzen in den Hohlraum der Form,
wie in Figur 1 abgebildet, unter Druck gehalten werden.
Die Wärmehauben-Auskleidungseinheit gemäß Figur 2 ist einstückig gebildet und enthält vier äußere Wände 9 und zwei
innere Brückenwände Io. Verfahren zur Herstellung von
Auskleidungseinheiten dieser Art sind gut bekannt. Diese bestehen z.B. darin, daß man durch Handstampfung oder Rüttelpreßformung
eine geeignete wärmeisolierende Masse in den Hohlraum einer hölzernen oder Kunststofform geeigneter Ausbildung
einbringt, die Masse zu einer selbsttragenden Form aushärten läßt und dann das Formteil aus der Form entfernt
und es trocknen oder endaushärten läßt. Die in Figur 2 abgebildeten äußeren Wände 9 weisen nicht ganz bis auf den
Boden der Buchform die volle gezeigte Dicke auf. Sie bestehen vielmehr aus einem dickeren oberen"· Teil und einem
dünneren unteren Teil 11. Nur der untere Teil paßt in den Kopf des Hohlraums der Form.
Figur 3 zeigt in auseinandergezogener Anordnung zwei längliche Seitenplatten 12, zwei Endplatten 13 und zwei Platten
für eine zusammengesetzte Wärmehaube, die in einer erfindungsgemäßen
Buchform verwendet werden kann. Die Vorsprünge in den Platten 13 und Brücken 14 passen in die öffnungen
der Platten 12.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen zusammengesetzten
Gießformen kann die zufriedenstellende Verwendung von Wärmehaubenauskleidungen in Buchformen ermöglichen, die zu einer
erhöhten Ausbeute an Nutzmittel führen. Bei Vergleichsversuchen unter Verwendung von Buchformen mit Hohlräumen der
inneren Abmessung 17ο χ 32 χ 4 cm wurden in jedem Fall 19o kg geschmolzene Münzlegierung gegossen. Nach dem Erstarren,
Strippen des erstarrten Metalls aus der Form und Entfernen des unbrauchbaren Metalls durch Abschöpfen, wurde
die Länge der erhaltenen Bramme gemessen. In drei Güssen ohne eine Wärmehaube betrugen die brauchbaren Längen der
erhaltenen Brammen 129,5 13o,5 und 127,5 cm, was eine durchschnittliche brauchbare Länge von 129 cm ergibt. Nach Einsatz
einer Wärmehaubenauskleidung wie in Figur 1, wobei die
Platten 15 cm vom Formkopf in den Hohlraum hineinragten,
wurden unter sonst völlig gleichen Bedingungen brauchbare Längen von drei Gußbrammen von 151,o, 15o,6 und 152,ο cm
erhalten, was einer durchschnittlichen brauchbaren Länge von 151,2 cm entspricht. Dies bedeutet eine mehr als
17 %-ige Erhöhung der Menge an nutzbarem Metall.
17 %-ige Erhöhung der Menge an nutzbarem Metall.
Claims (6)
1. Zusammengesetzte Gießform für Metallguß aus einer Buchform, deren obere Teile der Wände des nach oben offenen
Hohlraums mit Wärmehaube-Auskleidungsmaterial ausgekleidet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich über die
Breite des Hohlraums eine oder mehrere Brücken aus Wärmehaube-Auskleidungsmaterial
erstrecken, die das Wärmeauskleidungsmaterial entlang den längeren Wänden des Hohlraums in Kontakt mit den längeren Wänden halten.
2. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material für die Wärmehaubeauskleidung ein feuerfestes
wärmeisolierendes Material ist.
3. Gießform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmehaube-Auskleidungsmaterial eine gebundene feuerfeste
faserige Masse is*·..
4. Gießform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material für die Wärmehaube eine Aluminosilikat-Faser
ist, die mit synthetischem Harz, einem Alkalisilikat oder einem kolloidalen Oxid-Hydrosol gebunden
ist.
5. Gießform nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmehaubenauskleidung und die Brücken einstückig
gebildet sind.
6. Gießform nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Auskleidungsmaterial entlang den Wänden des Hohlraums
einen umgezogenen Bord aufweist, der auf dem oberen Ende der Buchform ruht.
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