DE84122C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Vorliegende Erfindung hat den Zweck, den geschmolzenen ,Metallen und Legirungen (d. h. anderen als Blei, Zinn, Wismuth oder den gegenseitigen Legirungen) sofort ihre gebrauchsfertige Gestalt zu geben, indem man die flüssige Masse in einer geeigneten Form (Strangform) direct vortreibt und in dieser Form selbst oder in einer besonderen daneben angeordneten Vorrichtung bis zur vollständigen Erhärtung abkühlen läfst.

Dieses Ziel zu erreichen, ist' mit einer beträchtlichen Schwierigkeit verknüpft, welche darin' besteht, dafs das beim Durchgang durch den zur Form führenden Kanal schon ein. wenig sich' abkühlende geschmolzene Material während des Verweilens in der Form infolge der Wärmeabgabe nach aufsen beträchtlich erkaltet und verdickt, oder es wird durch diese Verdickung die Austrittsgeschwindigkeit verlangsamt und ganz aufgehalten, wenn man nicht einen beträchtlichen Druck auf das geschmolzene Material ausübt. Dieser in dem Apparat auf das bei hoher Temperatur eingeführte Material ausgeübte Druck wirkt schädlich auf die Wände der Kanäle oder Behälter, welche selbst schon bei Berührung mit dem sehr heifsen Material erweichen, derart, dafs der Druck schon vorher seine zerstörende Wirkung ausübt, ehe' er die zur Ueberwindung der Reibung des theilweise erkalteten Materials auf den Kanalwänden bei dem Vortreiben erforderliche Stärke erhält.

Diese Schwierigkeit soll nach vorliegendem Verfahren "dadurch vermieden werden, dafs das Material während des Durchganges durch die Strangform oder sonstigen zur endgültigen Formgebung geeigneten Apparat regelrecht und andauernd wieder erhitzt und in einem besonderen Apparat, wo es keine Reibung und folglich keinen Widerstand zu überwinden hat, abgekühlt wird. Man hat somit keinen übermäfsigen Druck auf das geschmolzene Material auszuüben, noch irgend welche Zerstörung an dem Kanal, der Gufsrinne und der Strangfomr zu befürchten.

Behufs Ausführung der localen Erwärmung ; des Materials während seines Durchganges· durch die Strangform oder den sonstigen Apparat zur endgültigen Formgebung wird dem Kanal, in welchen das geschmolzene Material eingeführt wird, ein viel grölserer Querschnitt gegeben als der Strangform; darauf läfst man einen elektrischen Strom quer durch das geschmolzene Material selbst hindurchgehen und regelt dessen Stärke derart, dafs dadurch eine genügende Erwärmung seines Leiters erzielt wird; diese Erwärmung findet allein auf dem in der Strangform eingeschlossenen geschmolzenen Metall statt, da der Querschnitt des · Leiters schwächer und . der elektrische Widerstand gröfser ist.

Um die Reibung des Metallstromes gegen die seitlichen kühlenden Wände des Apparates zu vermeiden, wird der glühende, in Strangform austretende Metallstrom in einen concentrischen Kanal eingeschlossen und in den ringförmigen Raum zwischen dem zu kühlenden Metallstrom und dem Mantel dieses Kanals ein kühlender Flüssigkeitsstrom eingelassen, welcher rund um den Metallstrom herum eine vollständige, kühlende Hülle bildet, die diesen von den festen Körpern gänzlich isolirt und dessen seit-

liehe Reibung sowie alle Bewegungswiderstände vermeidet. Dieser Bewegungswiderstand ist nach Angabe des Erfinders gleich Null, wenn die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstromes genau gleich derjenigen des Metallstromes ist; eine gewisse Differenz zwischen den beiden Geschwindigkeiten kann in gewissen Fällen vortheilhaft sein, um einen Zug oder Druck auf den zu kühlenden Merallstrom auszuüben.

Die verschiedenen Metalle und Legirungen verhalten sich aber beim Schmelzen und Erstarren sehr verschieden; demnach kann man sie nicht alle in genau demselben Apparate behandeln. ' Die einen müssen im Strahl, die anderen in verticaler, andere in horizontaler, andere in schräger Lage gegossen werden. Einige verlangen als Abkühlungsflüssigkeit Luft, die anderen ein weniger oxydirendes Gas (beispielsweise Feuerungsgase, welche vorher gekühlt sind), andere Wasserdampf, andere verlangen, als Kühlungsmittel Wasser in gewöhnlicher oder in fein zerstäubter Form, andere schliefslich die Benutzung eines festen Materials, welches vorher geschmölzen wurde «■ oder schmelzfühig ist.

Diese verschiedenen Bedingungen erfordern jedoch nur geringe Aenderungen in der Anordnung des Apparates.

Fig. ι und 2 zeigen für die Herstellung von vollen Stäben oder Drähten eine geeignete Einrichtung in senkrechter Richtung des Vortriebes, wobei Fig. 2 ein Schnitt nach Linie a-b der Fig. ι ist. A ist der Kanal, durch welchen das geschmolzene Material zur Strangform E geführt wird, B seine Wandung aus feuerfestem Material und C ein diese umgebender Metallmantel. D¹ ist ein um den als Elektrode dienenden Graphitblock D gelegter Metallring. Die Strangform. E enthält einen inneren Kanal G zur Aufnahme des geschmolzenen Materials, in welchem letzteres allmälig die gewünschte Querschnittsform erhält und durch die Wirkung des quer hindurchgeleiteten elektrischen . Stromes erwärmt wird. / ist der innere Mantel des Kühlapparates. Die Kühlflüssigkeit wird durch Rohrstutzen U zu einer ringförmigen Kammer F geleitet, von wo sie in den ringförmigen Raum zwischen dem zu kühlenden Metallstrom und dem Mantel / gelangt. Der innere Mantel / wird durch den von einem äufseren Mantel J umgebenen Raum O gekühlt, zu welchem Zwecke das Wasser durch eines der Rohre K und L eingeführt und durch das andere abgelassen wird; dieser Kühlraum ist indessen nicht immer nothwendig. M¹ ist ein Sockel am Kühlapparat, welcher mit dem Metallmantel C des Kanals für den fliefsenden Metallstrom durch Bolzen verbunden wird, die durch Strangform E, Elektrode D und den unteren Theil der Mauer B hindurchtreten. Die Elektrode D ist jedoch an der Stelle, wo die Bolzen hindurchtreten, ausgeschnitten, um dieselbe zu isoiiren. W sind Walzen, welche den festen Metallstrang erfassen und weiterfuhren. Um den elektrischen Strom zuzulassen, genügt es, den positiven Leiter mit dem Ring D¹ und den negativen Leiter mit dem Sockel M¹ oder mit irgend einem Theile des metallischen Gehäuses des Kuhlapparates in Berührung zu bringen, denn der Kühlapparat bildet im Ganzen die negative Elektrode. Der elektrische Strom tritt durch die Elektrode D ein (Fig. ia), geht in das den mittleren Kanal A ausfüllende Metall über' und folgt diesem Metall in den Kanal G der Strangform. Beim Austritt aus diesem Kanal verbreitet sich der elektrische· Strom anfangs in der den geschmolzenen, Metallstrom umgebenden Kühlflüssigkeit, bis er in den Metallmantel / des Kühlapparates übertritt. Dieser Metallmantel dient dem Strom als Austrittselektrode, aufser wenn man nicht vorzieht, die Erde als Rückleitung zu benutzen. In jedem Falle ist der grofse Widerstand, den der Strom beim Durchströmen durch den Körper der Strangl'orm vorfindet, beim Austritt aus dieser plötzlich beträchtlich verringert, infolge dessen die durch den Strom bewirkte Erwärmung des in der Strangform eingeschlossenen Metalles plötzlich aufhört. Die Temperaturverminderung des Metalles bei dessen Austritt aus der Strangform findet um so schneller statt, je besser die Kühlflüssigkeit Elektricität und Wärme leitet. Dieser Apparat ist zur Benutzung einer beliebigen Flüssigkeit als Kühlmittel (Gas, Dampf, zerstäubte Flüssigkeit, tropfbar flüssige und selbst feste schmelzende Körper) bestimmt.

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von vollen Stangen und Drähten, für den Fall, dafs sie während der Bildung vorgetrieben und durch Benutzung eines Gases, Dampfes oder einer zerstäubten Flüssigkeit als Kühlmittel gekühlt werden. Ein einziger Schmelzkanal A kann gleichzeitig eine beliebige Anzahl von Strangformen E aufnehmen. Diese Vorrichtung unterscheidet sich von der vorbeschriebenen insofern, als der zur Erwärmung dienende elektrische Strom gleichzeitig durch zwei Elektroden D hindurchgeleitet wird, von denen eine rechts, die andere links angeordnet" ist; andererseits unterscheidet sich der Kühlapparat von dem erstbeschriebenen durch eine Kammer F zur Spannungsregulirung und Verminderung des unter Druck stehenden Kühlgases, welche Kammer mit Schaufensterchen V¹ ausgestattet ist zur Beobachtung des aus .der Strangform heraustretenden Metallstromes und je nach Erfordernifs zur Entfernung der auf der Oberfläche sich bildenden Oxydschicht.

N ist ein isolirender Befestigungsring.

Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen die Her-

zur Aufnahme des ge-

slcllung von hohlen Stangen oder Röhren in senkrechter Richtung des Vortriebes, wobei Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie c-d der Fig. 3 darstellt.

A ist der Kana

schmolzenen Materials, B seine feuerfeste Wandung und C sein Metallmantel. D sind die ; ringförmigen Graphitelektroden und D¹ Metallringe, welche um die Elektroden gelegt sind, um den Uebertritt des elektrischen Stromes aus dem Leiter in die Elektrode zu erleichtern. Ein feuerfester Ring E dient als Stranglorm; innerhalb der letzteren sitzt der Kern P. Das geschmolzene Material gelangt in den Kanal A, umfliefst den Kern P und tritt durch Kanäle G¹ in Form mehrerer Ströme in den ringförmigen Kanal G, wo' sich die Ströme zu einem einzigen Strange vereinigen, der allmälig die gewünschte Querschnittsform annimmt. Der so erzeugte Metallstrom gelangt bei seinem Austritt aus der Strangform in den Kühlapparat, welcher mittelst Sockels M¹ befestigt ist. Der Metallstrom, geht durch einen Ringraum H zwischen dem Mantel I des Kühlers und einem Cylinder T, welcher am unteren Ende einer Stange S vorgesehen ist, die im Schraubengewinde eines am oberen Ende einer luftdichten Kammer Q befindlichen Lagers Z gehalten wird und durch den mittleren Kanal R des Kernes P hindurchtritt. Durch Leitung Q.¹ wird eine Kühlflüssigkeit in die Kammer Q eingeführt; diese fliefst durch den Kanal R und tritt zwischen dem glühenden, aus der Strangform austretenden Metallstrom und dem Cylinder T hindurch, indem sie eine isolirende Hülle zwischen beiden bildet, und tritt durch den Innenraüm des im Laufe der Fabrikation erzeugten Rohres H'² aus. Zu derselben Zeit wird eine andere Flüssigkeit in die ringförmige Kammer F eingelassen und in einer mit Schaugläsern V¹ versehenen Kammer H¹ aufgefangen. Diese Flüssigkeit tritt zwischen der a'ufseren. Flüche des Metallstromes und dem inneren Mantel / des Kühlers hindurch, um beide von einander zu isoliren. Der Mantel / kann gewünschtenfalls mittelst des Raumes O zwischen dem, Mantel / und dem a'ufseren Mantel / gekühlt werden, in welchem eine Circulation von Kühlwasser durch Rohre K und L unterhalten wird. W sind Walzen zum Erfassen und Weiterführen des fest gewordenen Materials.

Fig. 6 zeigt eine Abänderung der letztbeschriebenen Vorrichtung. Der hohle Kern der letztbeschriebenen Figur ist hier durch einen vollen Kern P ersetzt und der Kühlraum O in Fortfall gekommen. V stellt den Mantel einer durch Rohr U mit Kühlflüssigkeit zu beschickenden Kammer F dar. N N sind Festhaltungsringe aus plastischem Material und M ist ein Metallring, welcher zur Sicherung des Festhaltens des Kernes P auf seinem konischen Sitz beiträgt.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   Verfahren zur Herstellung von vollen oder hohlen Stäben, Röhren oder Drähten aus Metallen oder Legirungen, darin bestehend, dafs man das aus einer Strangform austretende geschmolzene Metall, wo ihm gleichzeitig die passende Form und Temperatur gegeben ist, in einer aus einem Kühl-

   Hülle ohne

   flüssigkeitsstrom

   gebildeten

   Reibung erstarren läfst.
   Eine Vorrichtung zur Ausführung des unter ι. gekennzeichneten Verfahrens, welche das Durchleiten des aus seiner Strangform austretenden geschmolzenen Metalles durch einen aus > einem Mantel gebildeten Kühlapparat ermöglicht, welcher gleichzeitig von dem geschmolzenen Metallstrom und einem Strom eines flüssigen Kühlmittels durchflossen wird, welch letzteres um den .Metallstrom herum eine vollständige Hülle bildet zur Abkühlung und Vermeidung von Reibungswiderständen desselben.
   Eine Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dafs der Kühlapparat zur Zuführung eines elektrischen Stromes dient, zwecks Erwärmung des aus dem Mundstück austretenden Metalles bezw. zur Wiederschmelzung des darin erstarrten Metalles.,

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.