DE855151C - Giessform und Verfahren zur Herstellung von Stahlbloecken - Google Patents

Description

• Gießform und Verfahren zur Herstellung von Stahlblöcken

  Stahlblöcke werden üblicherweise durch Vergießen

  und hrstarretilassen flüssigen Stahles in eisernen

  Kokillen hergestellt. Man hat auch gelegentlich ver-

  sucht, zttt- iieschleunigung des Erstarrttngsvor-

  ganges in Wassergekühlte Kupferkokillen zu gießen,

  wobei aber nur Blockgewichte bis zu etwa Zoo kg

  in Frage kamen. 1?ine praktische Anwendung ist

  gescheitert, vor allein wohl daran, daß bei Mock-

  grüßen. <lie ltutrieblich gebräuchlich sind, bei zu

  starken Teniperaturdifferenzen zwischen Blockhaut

  und ßlockitttiern Risse in der Mockhatit entstehen

  können.

  Iss sind außerdem \ orschläge bekannt. Stähle

  in Ofen erstarren zu lassen, deren Innenraum etwa

  die Altmessungen von Stahlblöcken hat. Bei solchen

  \orrichtungett besteht alter, abgesehen von der be-

  scmders langsamen Abkühlung, die Gefahr. daß die

  Wasserkühlung Veranlassung dazu gibt, claß

  fliissiger Stahl mit dein Wasser oder der Feuchtig-

  keit des Futters in Berührung kommt und Explosionen erfolgen können. Bei derartigen Vorrichtungen ist aber die Abkühlung bis zur Erstarrung cles Blockes sehr langsam. Es hat sich gezeigt, daß eine zu langsame Abkühlung starke Steigerungen hervorruft und damit den Guß verschlechtert.
• Gegenstand der Erfindung ist eine während des Gießens unbeheizte Gießvorrichtung, die einen die legrenzung des Innenhohlraumes bildenden dünnen Blecltm,a.rntel, eine den Zwischenraum zwischen dem Blechmantel und der äußeren Be,#N#elirting ausfüllende Schicht aus Sand, z. 13. Silbersand, und eine in der Sandschicht angeordnete Kühlschlange aufweist, die Anschlüsse sowohl für Preßluft als auch für Wasser besitzt.
• Zweckmäßig ist die Kühlschlange mehrfach unterteilt. z. B. in drei Teile, so daß Blockfuß, Blockmitte und Blockkopf verschieden stark gekühlt werden können. Das hat itisltesondere den Vorteil, daß durch verstärkte Kühlung zunächst der Blockfuß, darauf die Blockmitte und erst wesentlich später der Blockkopf zur Erstarrung gebracht werden kann.
• Der vorzugsweise etwa 1 bis 4 mm starke Blechmantel im Innern der Gießform wird vor jedem Guß erneuert und verschweißt mit dem Block. Er wird somit zwar bei dem Guß des Blockes verbraucht, ist jedoch wesentlich billiger als der Verschleiß, der bei üblichen Stahlwerkskokillen unvermeidlich auftritt. Außerdem schützt der auf dem Block verbleibende Blechmantel den Block beim Wärmen vor dem Walzen, Schmieden usw. vor Verzunderung, bis der Blechmantel selbst verzundert ist. Damit wird ein erhöhtes Ausbringen aus dem Block erzielt.
• Die Zwischenschicht aus Sand zwischen dem Blechmantel und der äußeren Bewehrung muß vor dem Guß trocken sein. Ihre Dicke ist an sich beliebig, jedoch ist der Abstand der Kühlschlange von dem Blechmantel von großer Bedeutung, da der in diesem Abstand liegende Teil der Sandzwischenschicht von erheblichem Einfluß auf die Kühlwirkung der Kühlschlange ist. Dieser Abstand wird im Regelfall etwa 1o bis 30 mm betragen. Der Boden der Gießform kann abnehmbar sein, um die Entfernung des Blockes zu erleichtern.
• Eine Gießform gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausfümrungsbeispiel schematisch im Schnitt dargestellt.
• Der dünne Blechmantel i bildet die innere Begrenzung der Gießform. Zwischen dem Blechmantel i und der äußeren Bewehrung 2 ist eine Schicht trockenen rieselfähigen Sandes 3 eingefüllt. In diese Sandschicht eingebettet liegt die im Ausführungsbeispiel dreifach unterteilte Kühlschlange 4, 4', 4" in verhältnismäßig geringem Abstand von Blechmantel i. Jeder Kühlschlangenteil besitzt eine Zuführung für Preßluft 3 und `N'asser6.
• Das Gießen in eine solche Gießform wird erfindungsgemäß in folgender Weise vorgenommen: Nachdem die fertig zusammengebaute Form getrocknet ist, etwa durch Anwärmen auf 16o bis 200° C, beginnt das Gießen unter Anwendung von Preßluft als Kühlmittel für die Kühlschlange. (Statt Preßluft kann auch ein anderes hochgespanntes, in der Spule expandierendes Gas benutzt werden.) Nachdem die Stahltemperatur gefallen ist, kann die Kühlung verstärkt werden durch Beimischung von Wasser zur Preßluft und schließlich durch Anwendung von Kühlwasser allein. Die Anwendung von Wasser allein kann z. B. einsetzen, wenn die Temperatur der Spule etwa bis zum Siedepunkt des Wassers gesunken ist. Bei einer solchen Arbeitsweise, bei der die Spule zunächst eine höhere Temperatur erhält, tritt kein Kondenswasser innerhalb des Sandfutters auf. Es besteht keine Explosionsmöglichkeit, dagegen eine besonders starke Möglichkeit für unterschiedliche Abkühlungsgeschwindigkeiten in den einzelnen Blockzonen.
• Die Regetung der Erstarrung .isst nämlich bei der wahlweisen Verwendung von Preßluft, Preßluft-Wasser und Wasser sehr wirksam. Vor allem kann die Auswahl der Kühlmittel sich darauf auswirken, daß der Stahlblock von unten nach oben erstarrt, indem zuerst der Preßluft im untersten Abschnitt der Kühlschlange Wasser zugesetzt und schließlich nur mit Wasser gekühlt wird, während die darüberliegenden Abschnitte der Kühlschlange erst später auf Preßluft-Wasser und Wasserkühlung unigeschaltet werden.
• Von besonderem Vorteil ist es, mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Gießform und dem damit durchzuführenden Gießverfahren eine elektrische Beheizung des Blockkopfes zu verbinden.
• Es ist bekannt, Stahlblöcke unmittelbar nach dem Guß durch eine elektrische B1ockkopfbeheizung zu behandeln, um den verlorenen Kopf möglichst klein zu halten. Zu diesem Zweck wird eine Graphit- oder Kohleelektrode von geeigneter Stärke mit dem sich in der Haube befindlichen flüssigen Stahl zur Erzeugung eines Lichtbogens in Kontakt gebracht, wobei die Elektrode den einen. der Block den anderen Pol bildet. Trotz zahlreicher Bemühungen hat sich dieses Verfahren nicht recht einbügern können. Dafür scheinen folgende Gründe maßgeblich zu sein: Die `Farmhauben. welche beim Guß eines Blockes zum Auffangen des Lunkers dienen, sind mit feuerfestem Material ausgekleidet. Arbeitet nun der Lichtbogen in der Warniliaube, so wird durch den überhitzten Stahl und durch nicht kontrollierbare Schlacke das Futter der Warmhauben stark angefressen. In diese Ausfressungen fließt Stahl. Beim Schrumpfen hängt der Block sich an dieser Stelle auf, und es können an den verschiedensten Stellen des Blockes die so gefürchteten Querrisse auftreten. Auch ist die Warmhaube derart mit dem verlorenen Kopf des Blockes verwachsen, daß sie nur mit großen Schwierigkeiten losgelöst werden kann.
• Die Blockkopfbeheizung kann in Verbindung mit vorliegender Erfindung dagegen von ganz anderen Gesichtspunkten aus zur Anwendung gebracht werden. Bekanntlich geht bei dem gewöhnlichen Kokillenguß des Stahles die Erstarrung vornehmlich vom Rand zur Mitte hin vor sich. Demnach reichern sich Verunreiiiigunge» und Eisenbegleiter, wie Phosphor und Schwefel. in der Mitte des Blockes an. Das vorliegende Verfahren geht vorzugsweise einen vollständig anderen Weg Durch die bewußte Lenkung der Erstarrung von unten nach oben, hervorgerufen durch die unterschiedliche Kühlwirkung der Spulen, werden die gesamten Verunreinigungen des Stahles nach dem oberen Teil des Blockes hingedrängt. Mit der Erreichung einer einwandfreien und steigerungs- und lunkerfreien Mitte müßte eine verstärkte Qualitätsnninderung des oberen Teiles des Blockes .iii Kauf genommen werden.
• Das läßt sich jedoch erfindungsgemäß vermeiden. Im Gegensatz zu dem mit einer sich nach oben verjüngenden Warmhaube gegossenen Block besitzt ein Block, erfindungsgemäß gegossen, am Kopf den gleichen Querschnitt wie in allen übrigen Blockteilen. Der Lichtbogen ist demnach in der Lage, eine verhältnismäßig große Fläche des Blockes

  flüssig zti Balten. Dieser flüssige Stahl wird er-

  findungsgemäß mit einer oxydarmen, vornehmlich

  karbidisclien Schlacke bedeckt, etwa w-ie sie als

  Feinungssclilacke lrei der Elektrostahlerzeugung

  des li,isisclien L.iclitliogenofens verwandt wird. Ent-

  sprechend den Reaktionsgleichgewichten zwischen

  Stahlbad und Schlacke findet laufend eine Feinung

  des iin 131ockkopf befindlichen Stahles statt. Ent-

  slirecliend dein -"#acliscliuli der Verunreinigungen

  \on unten lier, werden diese durch die Schlacken-

  arl>eit aus dein S:alil entfernt. Es handelt sich dem-

  nach vorzugsweise um eine Schlackenarbeit zur

  Erhöhung des Reinheitsgrades im Block. Diese

  @chlacl:enarl>eit ist aber wiederum nur möglich in

  @'erlün<lung mit der neuartigen Erstarrungsweise

  des Verfahrens. Traten bei der früheren Anwen-

  dung der lilockforinlielieizting die gefürchteten

  ()tierrisse auf, so ist dies bei der Anwendung vor-

  liegender 1#:rfindting nicht der Fall.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Gießforen zum Herstellen von Stahlblöcken, insbesondere aus hölierwertigen Stählen, ge- lkennzeicliiiet durch eine mit Preßluft- und Wasseranscliliissen versebene Kühlschlange (4), die in einer rieself:iliigen trocknen Sandschicht eingebettet ist, in geringem Abstand von einem die innere li.egrenzung der Form bildenden dünnen Blechmantel (v), der mit dem Block verschweißt und vor jedem Guß zu erneuern ist.
2. 2. Gießform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlschlange in mehrere mit Preßluft- und Wasseranschlüssen versehene Abschnitte unterteilt ist.
3. 3. Gießform nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Sand ausgefüllte Abstand der Kühlschlange vom Blechmantel etwa io bis .4o mm beträgt.
4. Verfahren zum Betrieb einer Gießform nach Anspruch i bis 3, (dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlschlange mindestens zu Beginn des Gießens mit Preßluft oder einem anderen in der Kühlschlange expandierendem Gas gekühlt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem anfänglichen Kühlen mit Preßluft od. dgl. zunächst nur wenig Kühlwasser der Preßluft zugemischt und erst nach weitgehender Abkühlung der Spule vorzugsweise nur noch mit Wasser gekühlt wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch .4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf des gegossenen Blockes mit Hilfe dies elektrischen Lichtbogens beheizt wird, insbesondere nach Aufbringen einer oxydarmen, vorzugsweise karbidischen Schlacke.