DE880787C

DE880787C - Method for casting blocks, bars or the like in the mold

Info

Publication number: DE880787C
Application number: DEV1845D
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl-Ing Helling; Franz Gassner
Original assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Current assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Priority date: 1943-06-30
Filing date: 1943-06-30
Publication date: 1953-06-25

Description

Verfahren zum Gießen von Blöcken, Barren od. dgl. in der Kokille Das Gießen von Metallen zu Blöcken, Barren oder sonstigen Formstücken ist an die Forderung geknüpft, die Erstarrung so zu leiten, daß ein an Spannungen und Seigerungen armes bzw. freies Gußstück mit feinem Primärkorn entsteht. Dies hat man bisher dadurch zu erreichen versucht, daß man als Werkstoff für die -Kokille einen solchen hoher Wärmeleitfähigkeit verwendete und die Kokille ganz oder an bestimmten Stellen mit Wasser oder sonstigen Mitteln kühlte.Method for casting blocks, ingots or the like in the mold Das Pouring metals into blocks, bars or other shaped pieces is part of the requirement linked to directing the solidification in such a way that one is poor in tension and segregation or free casting with fine primary grain is created. So far this has been achieved through this tries to achieve that the material for the mold is such a high one Thermal conductivity used and the mold either entirely or at certain points Water or other means cooled.

So ist beispielsweise versucht worden, eine von unten nach oben fortschreitende Erstarrung des Blockes dadurch zu erreichen, daß man den aus Kupfer bestehenden Kokillenboden sehr schroff kühlte und die Wärme an den Wänden der Kokille langsam abführte. Es ist weiterhin der Versuch gemacht- worden, eine schichtenförmige Erstarrung des Gießgutes dadurch zu erreichen, daß eine mit flüssigem Metall vollständig gefüllte dünnwandige Kokille langsam in ein Kühlmittel abgesenkt wurde.For example, an attempt has been made to proceed from bottom to top To achieve solidification of the block by removing the one made of copper The mold bottom cooled very abruptly and the warmth on the walls of the mold slowly led away. Attempts have also been made, a layered solidification of the cast material to achieve that a completely filled with liquid metal thin-walled mold was slowly lowered into a coolant.

Alle diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß der zu vergießende Werkstoff infolge seiner Sehwindung bei der Erstarrung sich von der Kokillenwandung abhebt, wodurch der Wärmeübergang vom Metall zum Kühlmittel außerordentlich beeinträchtigt wird. Dadurch ist es unmöglich, die Abkühlung des Gußkörpers so zu beeinflussen, daß er schichtenweise erstarrt.However, all of these methods have the disadvantage that the potted Material as a result of its visual curl during solidification from the mold wall lifts, whereby the heat transfer from the metal to the coolant is extremely impaired will. This makes it impossible to influence the cooling of the cast body in such a way that that it freezes in layers.

Dieser geschilderte Nachteil wird erfindungsgemäß dadurch ausgeschaltet, daß nach Bildung einer erstarrten Zone am Kokillenboden letzterer entfernt wird, und der Fuß des Barrens oder Blockes, insbesondere dessen Boden, ?. B. mittels eines geeigneten Kühlmittels, z.'B. Wasser, direkt gekühlt wird. Zur weiteren Beschleunigung des Erstarrungsvorganges werden nach Beginn der Erstarrung des Metalls an der Kokiilenwand ein oder mehrere die Kokillenwandung aufbauende Segmente entfernt und die dadurch freigelegten Oberflächen des Gußstückes durch das Kühlmittel direkt''. gekühlt.This disadvantage described is eliminated according to the invention by that after a solidified zone has formed on the bottom of the mold, the latter is removed, and the foot of the ingot or block, especially its bottom,?. B. by means of one suitable coolant, e.g. Water, is directly cooled. For further acceleration of the solidification process are after the start of solidification of the metal on the mold wall one or more segments that build up the mold wall are removed and the resulting segments exposed surfaces of the casting through the coolant directly ''. chilled.

In den Abb.. i bis 3 sind einige A,usführüngsbeispiele der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienenden Gießvorrichtung dargestellt.In the Fig. I to 3 are some A, usführüngsbeispiele the implementation of the process according to the invention serving casting device shown.

Abb. i zeigt eine Vorrichtung für das Gießen einer Walzplatte, bei der die direkte Kühlung ausschließlich vom Boden aus erfolgt. Nach Einfüllen einer bestimmten Metallmenge in die mit i bezeichnete, mit einem Unterteil 2 ausgestattete. Kokille bildet sich am Boden derselben infolge seiner Abschreckwirkung eine erstarrte Zone 6. Nach ihrer Bildung wird das absenkbare Bodenstück 3 ausgefahren und gleichzeitig Wasser durch die Düsen q. an den Fuß des Barrens gespritzt, das aus den Kanälen 5 abfließt. Durch die schroffe Kühlung schreitet die Erstarrung bei weiterem Zufluß des Metalls schichtenweise von unten -nach oben fort, so daß sich eine in der Abbildung mit 7 angedeutete flache Erstarrungsfront ausbildet.Fig. I shows a device for casting a rolled plate, at which the direct cooling takes place exclusively from the ground. After filling in a certain amount of metal in the designated with i, equipped with a lower part 2. A solidified mold forms at the bottom of the same as a result of its deterrent effect Zone 6. After it has been formed, the lowerable bottom piece 3 is extended and at the same time Water through the nozzles q. injected at the foot of the ingot that came out of the canals 5 drains. Due to the abrupt cooling, the solidification progresses with further influx of the metal in layers from bottom to top so that one in the figure with 7 indicated flat solidification front forms.

Abb. 2 zeigt eine Vorrichtung zum Gießen von Rund- bzw. Walzbarren. Zur Beschleunigung der Erstarrung des Gießgutes, wie dies insbesondere bei hohen Blöcken erforderlich ist, kann durch Entfernen der die Kokillenwandung bildenden Segmente 8 eine direkte Kühlung der Barrenwände vorgenommen werden. .Während sich bei der bisher üblichen Art des Gießens bekanntlich ein Metallsumpf entsprechend der mit gh angedeuteten Ausdehnung bildet, . ist die beim Gießen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielte Erstarrungsfront entsprechend der mit 7 angedeuteten Linie gestaltet. Dieser Ausbildung der Erstarrungsfront kommt nicht nur in bezug auf die Spannungen, sondern insbesondere mit Rücksicht auf die Erscheinung der sogenannten umgekehrten Blockseigerung eine erhöhte Bedeutung zu. Nachstehend sind die Kupfergehalte in der Mitte und am Rande von Duraluminiumblöcken mitgeteilt, die einmal nach dem üblichen Verfahren des Gießens in der Kokille hergestellt, das andere Mal nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gegossen wurden.Fig. 2 shows a device for casting round or rolling ingots. To accelerate the solidification of the cast material, especially at high Blocks is required, by removing the mold wall forming Segments 8 a direct cooling of the bar walls can be made. .While in the previously customary type of casting, as is well known, a metal sump accordingly the extension indicated by gh,. is when casting with the invention Device achieved solidification front according to the line indicated by 7 designed. This formation of the solidification front is not only related to the Tensions, but especially with regard to the appearance of the so-called reverse block segregation is of increased importance. The following are the copper levels communicated in the middle and on the edge of duralumin blocks, which once after the usual method of casting in the mold, the other time after the method according to the invention were cast.

So betrug beispielsweise der Kupfergehalt von nach dem üblichen Gießverfahren erhaltenen Blöcken am Rande 3,8:2'/0, während er in der Mitte des Blockes nur 3,05 0% erreichte. An einem anderen Block wurden Werte von 3,75% am Rand und 2,95'0/0 in der Mitte des Blockes festgestellt. Hingegen betrugen bei nach dein erfindungsgemäßen Verfahren gegossenen Blöcken die Kupfergehalte am Rand des Blockes 3,33 bzw. 3,23 0/0 und in der Blockmitte 3,12 bzw. 3,10"/0.For example, the copper content was after the usual casting process received blocks at the edge 3.8: 2 '/ 0, while in the middle of the block only 3.05 0% reached. On another block values of 3.75% at the edge and 2.95'0 / 0 noted in the middle of the block. In contrast, after your invention In the process of cast blocks, the copper content at the edge of the block is 3.33 and 3.23, respectively 0/0 and in the middle of the block 3.12 or 3.10 "/ 0.

Beim fortlaufenden Gießen von Metallsträngen in einer einen absenkbaren Boden besitzenden Kokille ist nach Erreichen einer bestimmten Blocklänge eine seitliche Berieselung zur direkten Kühlung des gegossenen Stranges zwar an sich bekannt. Bei Gießbeginn liegen aber auch bei Verwendung verhältnismäßig kurzer Kokillen die Abkühlungsverhältnisse so ungünstig, daß im Barrenfuß unerwünscht hohe Seigerungen auftreten, deren Beseitigung bisher nicht gelungen ist. Aus diesem Grund hat man den Fuß des fertig gegossenen Blockes oder Barrens bis zur Grenze erträglicher Seigerungen abgetrennt. Abgesehen von diesem die Wirtschaftlichkeit des Stranggießverfahrens erheblich beeinflussenden Verlust treten aber auch bei dieser Art des Gießens bekanntlich sehr häufig vom Boden ausgehende Spannungsrisse auf, die den Barren von vornherein unbrauchbar machen oder sich erst bei seiner Weiterverarbeitung infolge der dadurch bedingten Aufweitung dieser Risse bemerkbar machen. Die Anfälligkeit zu derartigen Rissen ist um so größer, je kürzer die Kokille ist. Man ist daher insbesondere beim Gießen spannungsempfindlicher Legierungen dazu übergegangen, längere Kokillen zu verwenden, wodurch aber wieder die Länge des infolge hoher Seigerungen abzutrennenden Barrenfußes vergrößert wird.With the continuous casting of metal strands in a lowerable one The bottom mold is a lateral one after reaching a certain block length Irrigation for direct cooling of the cast strand is known per se. at However, the cooling conditions are also at the start of casting when relatively short molds are used so unfavorable that undesirably high segregations occur in the barfoot, their elimination has not yet succeeded. For this reason you have the foot of the finished cast Blockes or Barrens separated to the limit of tolerable segregation. Apart from that from this the profitability of the continuous casting process significantly influencing However, as is well known, losses also occur very frequently with this type of casting Stress cracks emanating from the bottom, which make the ingot unusable from the outset or only when it is further processed as a result of the resulting expansion make these cracks noticeable. The susceptibility to such cracks is all the greater, the shorter the mold is. One is therefore more sensitive to tension, especially when casting Alloys switched to using longer molds, but this again the length of the billet foot to be separated as a result of high segregation is increased.

Abb. 3 zeigt nun die beispielsweiseAusführungsart einer Vorrichtung zum fortlaufenden Gießen von Metallsträngen, wie sie der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient.Fig. 3 now shows the exemplary embodiment of a device for the continuous casting of metal strands, as it is the implementation of the invention Process serves.

i bezeichnet die zur direkten Kühlung des aus der Kokille austretenden Metallstranges an ihrem unteren Ende mit einem ringförmigen Schlitz i' ausgestattete gekühlte Kokille, in der sich das auf dem absenkbaren Gießtisch 2' angeordnete Bodenstück 3 bewegt. q. bezeichnet den Kühlmittelzufluß, 5 dessen Abfluß. Bei Beginn des Eingießens des Metalls in die Kokille bildet sich infolge der Abschreckwirkung des Kokillemverkstoffs eine erstarrte Randschicht 6, die durch beschleunigt oder verzögert einsetzende Kühlung der Kokille beeinflußt werden kann. Der Eintritt des Kühlmittels für diese indirekte Kühlung ist mit ro bezeichnet. Darauf wird das Segment 3 mittels des Handhebels 3' ausgefahren und gleichzeitig Wasser durch die Düsen q. an den Barrenfuß gespritzt, das aus den Kanälen 5 abfließt. Auf diese Weise wird eine schichtförmige Erstarrung des zufließenden Metalls erreicht, die zur Ausbildung einer Erstarrungsfront führt, wie sie durch 7 angedeutet ist. Durch diese Art des Gießens werden die etwa auftretenden Spannungen und Seigerungen im gegossenen Strang so gering gehalten, daß eine Abtrennung des Barrenfußes nicht mehr erforderlich ist.i denotes the direct cooling of the emerging from the mold Metal strand equipped with an annular slot i 'at its lower end cooled mold in which the bottom piece arranged on the lowerable casting table 2 ' 3 moves. q. denotes the coolant inflow, 5 its outflow. At the start of pouring of the metal in the mold is formed as a result of the quenching effect of the mold material a solidified edge layer 6, which is accelerated or delayed onset Cooling of the mold can be influenced. The entry of the coolant for this indirect cooling is denoted by ro. Segment 3 is then set using the hand lever 3 'extended and at the same time water through the nozzles q. sprayed on the bar foot, which flows out of the channels 5. In this way, a layered solidification occurs of the incoming metal, which leads to the formation of a solidification front, as indicated by 7. Through this type of pouring, any Tensions and segregation in the cast strand are kept so low that separation of the bar foot is no longer required.

Claims

PATENT CLAIMS. i. A method for casting blocks, ingots or the like in the mold, characterized in that after a solidified zone has formed on the mold bottom, the latter is removed and the foot of the ingot, block or the like, in particular its bottom, by means of a suitable coolant, e.g. . B. water, is directly cooled. 2. The method according to claim i, characterized in that, to further accelerate the solidification, one or more segments building up the mold wall are removed and the surfaces of the casting thus exposed are cooled directly. 3. Device for carrying out the method according to claim i, characterized by a mold (i), in whose lower part (2) equipped with nozzles (4) or channels (5) for the outlet of the coolant there is a lowerable mold base. (3 ) emotional. . Device for carrying out the method according to claim 2, characterized in that the mold according to claim 3 is equipped with segments (8) building up its wall. 5. Apparatus for carrying out the method according to claim i in the continuous casting of metal strands using a short cooled mold, characterized in that the mold provided at its lower end with an annular slot (i ') for the outlet of the coolant is a mold with nozzles ( .4) and channels (5) for the inlet and outlet of the coolant equipped lowerable bottom piece (3) which z. B. can be extended by means of a lever (3 ').