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Verfahren zum Gießen von feuerfesten Blöcken in heißflüssigem Zustand
Brauchbare feuerfcte Blöcke lassen sich in der Weise herstellen, daß man feuerfeste
Stoffzusammensetzungen elektrisch schmilzt und sie in geeigneten Formen ztt der
gewünschten Form gießt. Bei der nachfolgenden Abkühlung erstarrt das flüssige Produkt
wieder zu einem hochgradig kristallinischen, unporösen Block, wobei die Kristallisation
von den Außenflächen der Form aus proportional den an der Oberfläche auftretenden
@@'ärmeverlusten allmählich zum Inneren hin fortschreitet. Da jedoch das Volumen
jedes feuerfesten Stoffs im kristallinischen Zustand kleiner als im geschmolzenen
Zustand ist, bildet sich ein Lunker, wenn die Form nur eben gefüllt ist. Diese Höhlung
in einem Gußstück ist für jeden feuerfesten Körper nachteilig, welcher, wie die
Steine von Glasöfen, einer Zerstörung durch Anfressen widerstehen soll. Ein Mittel
zur Verringerung der Lunkerbildung besteht darin, daß man aus einem über der Gießöffnung
angebrachten Gieß-Kopfbehälter zusätzlich geschmolzene Masse zuführt, die man in
das Gußstück fließen läßt, nachdem eine teilweise Erstarrung eingetreten ist. Diese
',Maßnahme ist aber dadurch beschränkt, daß die in die Gießkopfform gebrachte Masse
sich ebenfalls, und zwar im wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit verfestigt
wie das Hauptgußstück, so daß, um während des letzten Stadiums der Kristallisation
des Hauptgußstücks geschmolzene 'lasse verfügbar zu haben, der Gießkopf praktisch
genau so groß sein muß wie das Gußstück selber. Dies ist natürlich unwirtschaftlich,
und in der Praxis braucht man gewöhnlich einen Gießkopf, dessen Volumen etwa ro°,/o
des Volumens des Hauptgußstücks beträgt, was verhältnismäßig wirksam ist, aber noch
immer in dem Gußstück einen Lunker bestehen läßt.
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Diese an sich wirtschaftliche Arbeitsweise ist noch durch ein in Amerika
bekanntes Verfahren verbessert
worden, und nach demselben sind in
den letzten Jahren Tausende von Tonnen feuerfester Blöcke durch Gießen im heißflüssigen
Zustand hergestellt worden. Nach diesem Verfahren wird eine von Wärmeschutzpulver
umgebenen Sandform mit geschmolzener Masse von einer Gießkopfform aus gefüllt, deren
Volumen nicht hinreichend ist, um die Bildung eines Lunkers zu verhindern. In der
Gießkopfform und in der Sandform geht die Erstarrung von außen nach innen vor sich,
aber es findet ein Ausfließen von etwa 3o bis 3o°', der in der Gießkopfform enthaltenen
geschmolzenen Masse statt zufolge der Erstarrung, die in der Sandform unter entsprechender
Verringerung des Volumens vor sich geht. Wenn jedoch die Kruste des Gießkopfs von
ihrem flüssigen Kern entleert ist, verursacht eine weitere Volumenverringerung die
Bildung eines Lunkers in dem Gußstück. Wenn die Erstarrung des Gußstücks ungefähr
ihr Ende erreicht hat, entfernt man die Gießkopfform und das Wärmeschutzpulver vom
oberen Teil des Gußstücks und zerstört die Kruste des Gießkopf;, so daß der Lunker
des Gußstücks freigelegt wird. Alsdann setzt man um die Gießöffnung eine neue Gießkopfform
auf und füllt den Lunker mit einer zusätzlichen Menge geschmolzener Masse.
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Obschon diese Arbeitsweise, wie oben erwähnt, für die Herstellung
großer Mengen feuerfester Blöcke angewendet worden ist, ist sie mit einem erheblichen
Verlust an rissigen Gußstücken verbunden. Eine falsche Voraussetzung über die hinsichtlich
der Entstehung der Risse maßgebenden Faktoren hat bisher die Verminderung dieser
Verluste verhindert.
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Gegentand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren, durch
welches die Entstehung von Rissen verringert oder auch völlig vermieden wird. Das
Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß man die Kruste des Gießkopfs kurz nach
dem anfänglichen Gießen der Masse entfernt und für einen geeigneten Wärmeschutz
der Oberseite des Gußblocks in unmittelbarer Umgebung des Lunkers während der Erstarrungsperiode
dieser anfänglich gegossenen Masse Sorge trägt. Dabei wird erfindungsgemäß die Oberseite
des Block: sogleich nach der Entfernung der Kruste des Gießkopfs glatt gemacht.
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Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren an Hand der Abb. i
bis 6 der Zeichnung erläutert.
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In der Zeichnung, welche das erfindungsgemäße Verfahren in den aufeinanderfolgenden
Phasen darstellt, zeigt Abb. i den Zustand nach dem anfänglichen Vergießen der Masse
in dem Augenblick, in dem sich im Inneren der Sandform i und im Inneren der metallenen
Gießkopfform 2 durch die an den Oberflächen auftretenden Wärmeverluste eine Kruste
oder feste Wand gebildet hat und in dem die geschmolzene 'lasse gerade begonnen
hat, aus der Kruste des Gießkopfs durch die Gießöffnung 4 auszufließen, die in der
oberen Platte r a der Sandform i vorgesehen ist. In diesem Stadium entfernt man
die metallene Gießkopfform 2 und deckt die Kruste des Gießkopfs und den oberen Teil
der Sandform i durch Wärmeschutzpulver 5 (Abb. 2) ab, wodurch die Erstarrung der
geschmolzenen Masse im Inneren der Kruste des Gießkopfs verzögert wird, so daß ein
größerer Teil der geschmolzenen Masse in das Gußstück hineinfließt. Gemäß Abb. 2
hat sich die feuerfeste Masse in der Sandform i teilweise verfestigt und dadurch
Platz fiirdiegeschmolzene Masse gemacht, die aus dem Gießkopf vollständig ausgeflossen
ist, wobei sich in dem letzteren, quer zum Lunker sich erstreckende aufeinanderfolgendeWände
6a gebildet haben. Unmittelbar unter der Gießöffnung beginnt sich jetzt in dem Block
der Lunker 6 zii bilden. In diesem Augenblick, der durch die gegebenen Abmessungen
bestimmt wird, entfernt man die Kruste des Gießkopfs und die obere Sandplatte (Abb.
3). Es hat sich gezeigt, daß, wenn man die Kruste d^s Gießkopfs in diesem Stadium
des Verfahrens entfernt, die dabei um die Gießöffnung 4 steh,nbleibenden unregelmäßigen
Vorsprünge feu"@rft@sten Stoffs sowie am oberen Teil des Gußstücks anhaftender Sand
leicht mittels eines Kratzers beseitit wer d--n können, wogegen bei längerem Zuwarten
die Vorsprünge d---s feuerfesten Stoffs widerstandsfiiiiig sind und d-r unmittelbar
unter der Kruste des Gießkopf: liegende Sand dazu neigt, sich durch AnschmAzen an
das Gußstück mit diesem innig zu verbind=e. Das obere Ende des Lunkers wird dann
durch einen feuerfesten Wärmeschutzdeckel r1 abgeschlossen und der obere Teil des
Gußstücks wieder mit \@'ärni,schtitzpulver j (Abb. 4) bedeckt. Wenn die Erstarrung
des Gußstücks ungefähr ihr Ende erreicht hat, hat sich ein von Wänden 6a (Abb. 5)
unregelmäßig durchsetzter Lunker 6 gebildet. In diesem Stadium entfernt man mittels
einer Bürste das Wärmeschutzpulver von dem oberen Teil des Gußstücks um den Lunker
herum, nimmt den Deckel ir ab, setzt die Gießkofform über dem Lunker wieder auf,
zerstört mittels einer Stange die Querwände 6a und füllt den Lunker mit geschmolzener
feuerfester Masse. Diese Maßnahme des Füllens des Lunkers kann, wenn notwendig,
wiederholt werden. Zum Schlusse wird das Gußstück langsam gekühlt.
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Insbesondere bei dünnen Blöcken können Brüche entstehen, wenn es notwendig
ist, zum Brechen der Zwischenwände 6 des Gußstück; übermäßig hohe Kraft anzuwenden.
Diese Wände lasen sich aber leicht zerstören, wenn dies kurz nach ihrer Bildung
vorgenommen wird. Es ist daher vorteilhaft, diese Wände eine nach der anderen in
dem Maße zu zerbrechen, wie sie entstehen. Es kann dies dadurch geschehen, daß man
von Zeit zu Zeit den feuerfesten Deckel i1 der Gießöffnung kurz abhebt und eine
Stange einstößt. Auf diese Weise kann man den Lunker in seiner Maximalbreite offen
halten, und die Stücke erstarrter Masse, die in den Schmelzfluß 9 fallen, werden
dann im unteren Teil des Gußstücks jedes für sich eingeschlossen, anstatt daß sie
alle zusammen auf einen kleinen Raum des Gußstücks zusammenkommen, wo sie Anlaß
zu Spannungen und zu Homogenitätsfehlern in der Bildung der Kristalle geben können.
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Der feuerfeste Deckel il für die Gießöffnung 4 wird vorteilhafterweise
aus feuerfesten Steinen guter Qualität hergestellt und kann gegebenenfalls zur Erzielung
einer besseren Isolierung ii,:ch mit einem weniger feuerfesten Wärmeisolierstein
verstärkt «erden. Man kann auch einen Stein benutzen aus einer Mischung, die gleichzeitig
feuerfest und wärmeisolierend ist.
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Um zti verhüten, daß das auf den oberen Teil des
Gußstfic
ks aufglebrachte \\';irniescliutzptilver bei dem während eine; Gießvorgangs gegebenenfalls
mehrmals vork(-mmenden Abheben und Wiederaufsetzen des Deckels in den Lunker gestoßen
wird, ist es zweckmtißi", den Deckel aus zwei Teilen zu machen. Dabei l)estelit
der eine Teil aus einer Platte ija (Abb. 6) von einer der aufzubringenden Wärmeschutzschicht
j entsprechenden Dicke mit einem Loch in der Mitte, welches die gleichen Abmessungen
wie die Gießöffnung 4 des Gußstücks hat. Dieser Teil ija des Deckels wird während
aller Vorgänge des Gießens in Stellung gelassen und dient in der Hauptsache als
ein Wehr, welches verhütet, daß irgendwelches Wärmeschutzpulver in den Lunker und
damit in das Gußstück hineinfällt. Der zweite Teil des Deckels ist das Stück ii,
welches das mittlere Loch der vorerwähnten Scheibe ija abdeckt und leicht abgenommen
und wieder aufgesetzt «-erden kann, ohne das Wärmeschutzpulver zu verschieben.