DE876892C

DE876892C - Verfahren zum Giessen von Bloecken, Barren od. dgl.

Info

Publication number: DE876892C
Application number: DEV1844D
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl-Ing Doering; Werner Dipl-Ing Helling
Original assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Current assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Priority date: 1943-07-04
Filing date: 1943-07-04
Publication date: 1953-05-18

Description

Verfahren zum Gießen von Blöcken, Barren od. dgl. Für das Gießen von Blöcken aus insbesondere spannungs- und seigerungsempfindlichen Metallen und Legierungen sind bereits eine Reihe von Vorschlägen gemacht worden, um Risse bzw. größere Seigerungen im Blockfuß zu vermeiden.. Dies gelang jedoch bisher nicht oder nur unvollkommen. So ist es bekannt, daß beim üblichen Kokillenschwenkguß Risse zwar nicht entstehen.; die hierbei auftretenden Seigerungen sind jedoch meist unzulässig hoch.
Beim Stranggießen dieser Metalle tritt dagegen eine! besonders hohe Anfälligkeit für Spannnungen auf, wodurch die Blöcke entweder schon während des Gießens oder bei ihrer Weiterverarbeitung aufreißen. Man hat nun versucht, die Barren riß- bzw. spannungsfrei durch Verwendung einer im Verhältnis zur Breite längeren Kokille zu gießen. Dies ist an sich jedoch nur möglich, wenn sehr große Seigerungswerte im Kauf genommen werden können.
Ein weiteres Mittel, die Spannungsempfindlichkeit des zu gießenden Metalls zu verringern, ist die Verkleinerung der Gießgeschwindigkeit. Diesem ist jedoch infolge des Entstehens von sogenannten Kaltläufen sowie durch die Forderungen an: die Wirtschaftlichkeit der Gießverfahren eine Grenze gesetzt. Durch Erniedrigung der. Gießtemperatur könnten, zwar Verbesserungen in dieser Hinsicht erzielt werden, doch sind diese Maßnahmen für besonders spannungsempfindliche Legierungen nicht hinreichend. Nach einem weiteren, bekannten Verfahren ist vorgeschlagen worden, durch Milderung der Abkühlungsbedingungen das Platzen, des Barrens zu vermeiden; so z. B. durch Verwendung besonderer Kühlmittel. Aber auch diese Verfahren haben den Nachteil, daß hohe Seigerungswerte in Kauf genommen werden müssen.. Bei den meisten, dieser Arbeitsweisen wird außerdem die Oberfläche des Barrens infolge Ausschwitzungen stark angereicherter Restschmelze sehr rauh, weswegen, sie stärker bearbeitet werden müssen.
Die einfachste bisherige Lösung zur Vermeidung des Platzens der Blöcke ist, den Guß in einer längeren Kokille vorzunehmen und den entstandenen, mit hohen Seägerungswerten behafteten Barrenfuß abzuschneiden. Auch hierbei kann jedoch das Platzen des Barrenfußes bzw. des. Barrens nicht immer mit Sicherheit vermieden werden. So wurde z. B,. beobachtet, daß, in dieser Weise hergestellte Blöcke der einen. Charge völlig rißfrei ausfielen, einer anderen hingegen nicht. Außerdem sind für das Abschneiden besonders größerer Blöcke neben den erforderlichen Vorrichtungen für ihren Transport zusätzliche Aufwendungen von Arbeitskräften, Arbeitsstunden und Bearbeitungsmaschinen erforderlich.
Schließlich ist es auch bekanntgeworden, spannungsempfindliche Legierungen in der Weise zu gießen, daß z. B. beim Gießen von Kupfer und Magnesium enthaltenden Aluminiumlegierungen das Angießen unter Verwendung von Hilfsmetall, z. B, mitReinaluminium erfolgt, das sich bekanntlich ohne besondere Schwierigkeiten vergießen läßt. Auch hierbei muß der unbrauchbare Barrenfuß. abgetrennt werden, was aber wieder die obengenannten Nachteile mit sich bringt. Die geschilderten Verfahren zur Vermeidung großer Spannungen im Barrenfuß führen alle zu verstärkten Seigerungen und machen ferner den unteren Teil des Barrens unbrauchbar. Daß, es bisher nicht geglückt ist, der Schwierigkeiten beim Gießen spannungs-und seigerungsempfindlicher Legierungen Herr zu werden, erhellt auch aus der Tatsache, daß man schon- vorgeschlagen hat, Änderungen der Legierungszusätze vorzunehmen,.
Durch eingehende Versuche wurde nun festgestellt, da,ß das Reißen dieser Metallblöcke im wesentlichen eine Frage des Angießens ist. Erfindungsgemäß lassen sich solche Spannungen und Seigerungen beim Gießen von Metallen und Legierungen unter Verwendung von einer oben und unten offenen, kurzen, wassergekühlten. Kokille auf ein ungefährliches Maß verringern, wenn. die Erstarrung des eingegossenen Metalls am - Beginn des Gießens verzögert wird, worauf anschließend seine Erstarrung durch verstärkten Wärmeentzug vom Boden aus eingeleitet wird. Zweckmäßig wird die Erstarrung des eingegossenen Metalles so lange verzögert, bis es eine Höhe- erreicht hat, die mindestens 5 % des Durchmessers bzw. der längsten Abmessung des Blockquerschnittes beträgt.
Nachstehend sind Seigerungswerte zweier Barren einer A1-Cu-Mg-Legierung angegeben, die nach dem üblichen Stranggießverfahren und entsprechend dem erfindungsgemäßen Vorschlag gegossen wurden:

Übliches Verfahren Erfindungsgemäßes Verfahren

Rand Mitte Rand Mitte

3,24% 2,73% 3,30°g0 3,250/`U

3,4=% 2,79% 3,37@!a 3,29',n

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie es z. B. dem Guß von Rundbarren aus einer Al-Cu-Mg-Legierung dient, ist in Abb. i beispielsweise dargestellt. Das den Barrenfuß bildende Bodenstück i stößt an den unteren Rand der Kokille :z an. Es besteht aus einem dünnen Eisenblech, das von unten über eine Düse 3, kühlbar ist. Bei Gießbeginn wird das Metall etwa bis zur Höhe h eingefüllt, ohne daß die Bodenkühlung betätigt wird. Infolge der geringen Wärmeaufnahmefähigkeit des Eisenbleches bleibt das Metall praktisch vollständig flüssig. Anschließend wird die Bodenkühlung eingeschaltet. Nunmehr setzt eine von unten nach oben gerichtete, praktisch schichtenförmige Erstarrung ein; es bildet sich ein Barrenfuß aus, der praktisch frei von Seigerungen und Spannungen ist. Die Erstarrung verläuft infolge der intensiven Kühlung vom Boden: her so schnell, daß der Gießvorgang nicht unterbrochen zu werden braucht: Wegen des durch diese Art der Erstarrung geschaffenen Bodens ist die Möglichkeit gegeben, mit sehr kurzen Kokillen zu arbeiten.
In der Abb. 2 ist der die Seigerungen bestimmende Erstarrungsverlauf veranschaulicht. Wie ersichtlich, läßt sich der angestrebte flache Sumpf S von flüssigem Metall nach der alten Gießweise infolge der zwangsläufig notwendig hohen Kokille nicht erreichen.
Da es in der geschilderten Weise möglich ist, einen völlig einwandfreien Barrenfuß zu gießen, besteht kein Anreiz mehr für das Gießen sehr langer Stränge, die anschließend auf der Säge zerteilt werden müssen. Es wird nunmehr die Möglichkeit geschaffen, z. B. vermittels einer Mehrfachgießeinrichtung hoch spannungs- und seigerungsenipfindliche Blöcke auch größeren Querschnittes auf Maß zu gießen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren* zum Gießen von Blöcken, Barren od. dgl. endlicher Länget aus insbesondere seigerungs- und/oder spannungsempfindlichem Metall unter Verwendung einer oben und unten offenen, kurzen, wassergekühlten Kokille, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstarrung des eingegossenen. Metalles am Beginn, des Gießens verzögert wird,. worauf anschließend seiner Erstarrung durch verstärkten Wärmeentzug vom Boden aus eingeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstarrung des eingegossenen Metalls so lange verzögert wird, bis es eine Höhe erreicht hat, die mindestens 5% des Durchmessers bzw. der längsten Abmessung des Blockquerschnittes beträgt.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ansprüchen i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenstück der Kokille aus einer dünnwandigen, auswechselbaren Schale besteht, unterhalb der eine mit dem entstehenden Strang gleichfalls absenkbare Kühlvorrichtung angeordnet ist.