DE889057C

DE889057C - Vorrichtung zum Giessen von Bloecken

Info

Publication number: DE889057C
Application number: DED9858A
Authority: DE
Inventors: Henri Jean Dipl-Ing Daussan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-07-31
Filing date: 1951-07-21
Publication date: 1953-09-07
Also published as: FR1023443A; FR1144334A; BE554227A; LU34893A1; DE1141752B; GB825087A

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Verbesserung der Blockgüte bei Kokillenguß von Eisenlegierungen auf Stahl- oder Gußeisenbasis, im folgenden Metall genannt, durch Gießen. Die Erfindung besteht darin, daß eine röhrenartig gestaltete Hülle den Gießstrahl sogleich nach seinem Austritt aus dem Gießgefäß allseitig umfängt, also vornehmlich bis über den oberen Kokillenrand geführt ist und bis auf den Kokillenboden reicht und ferner vom flüssigen Metall stetig im Ausmaß des Metallanstiegs in der Kokille verbrannt, vernichtet oder in sonstiger Weise aufgelöst wird.

Bekanntlich erfolgt das Gießen in Kokillen entweder direkt vom Erzeugungsapparat aus oder unter Zwischenschaltung einer Gießpfanne oder eines Gießkorbes in die Kokille.

Es ist gebräuchlich, einen Trichter oder ein durchbohrtes Gefäß (Gießkorb) zwischenzuschalten, das dazu dient, den Gießstrahl besser zu zentrieren und die Sturzhöhe zu vermindern.

Es ist bekannt, daß die chemischen Wirkungen im Erzeugungsapparat (Ofen oder Konverter) nicht vollständig sind, sondern daß chemische, nicht zu unterschätzende Reaktionen auch in der Pfanne und sogar in der Kokille stattfinden.

Jedenfalls führen die Abkühlung des flüssigen Metalls und seine Erstarrung zu physikalischchemischen Vorgängen, die die Blockgüte nachteilig beeinflussen können, gleichgültig, welche Sorgfalt bei der Erzeugung angewendet wird.

Es sind bereits Vorrichtungen zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten, die während der Erstarrung der Blöcke sich ergeben, wie Bildung von Hohlräumen und Blasen, Seigerungen, Einschlüssen, eingeschlossene Gase, Hautfehler, schlecht geregelte Beruhigung oder Aufbrausen, vorgeschlagen worden.

Eine Hauptursache für einen großen Teil dieser Fehler ist der Gießstrahl selbst. Er ist mit Abfällen der feuerfesten Verkleidung der verschiedenen der Metallerzeugung dienenden Apparate und mit Schlackenteilchen, die von der vorhergehenden Veredelungs- und Gießoperation herstammen, beladen. Der Gießstrahl gelangt in die freie Luft und bewegt sich entlang der Kokille. Er ist oft schlecht zentriert und verursacht Spritzer, Überschlagungen oder WeI-len, die frühzeitig erstarren, er reißt eingeschlossene Gase mit sich usw.

Es ist daher sehr wichtig, in der Kokille beruhigende, desoxydierende, reinigende oder flüssig wirkende Reaktionen zu verursachen. Hierfür geeignete Zusätze sind bisher nur sehr beschränkt in der Gießpfanne und viel seltener in der Kokille angewendet worden, wobei man sich meistens damit begnügt, Aluminiumteilchen als beruhigendes Mittel einzuwerfen, da es schwierig ist, Zusätze, die die gewünschten Reaktionen ver-Ursachen, gleichmäßig zu verteilen.

Die Erfindung, die diesen Erfordernissen genügt, ermöglicht es, automatisch die Eigenschaften von Eisenlegierungen zu verbessern, indem der Gießstrahl umhüllt wird und in das Innere des gegossenen Metalls der oder die zur Veredelung notwendigen Stoffe eingebettet werden.

Die ernndungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer steifen, länglichen Hülle, deren geometrische Achse geradlinig ist und die an beiden Seiten offen ist und deren innerer Querschnitt wenigstens gleich dem des Gießstrahls ist. Die Hülle besteht aus wenigstens einem teilweise brennbaren und zum Teil hitzebeständigen Material, so daß es nur bei Temperaturen höher als ungefähr 500° C brennbar ist. Wenigstens ein Teil der Hülle besteht aus einem für die gegossene Eisenlegierung geeigneten Veredelungsstoff.

Der oder die die Hülle bildenden Stoffe besitzen zweckmäßig beruhigende, desoxydierende, reinigende, flüssig wirkende, wärmegebende Eigenschaften, von denen einige eine Turbulenz hervorrufen.

Diese Stoffe können sich mit der flüssigen Eisenlegierung verbinden.

Die ernndungsgemäße Hülle kann aus einer Legierung hergestellt werden, die bei Berührung mit dem gegossenen Metall oder in der Nähe des Metallspiegels schmilzt, also bei einer relativ niedrigen Temperatur, z. B. 500° C. Man kann dieses Ergebnis auch mit einer Hülle aus einem einfachen eingerollten Stahlblech oder aus einem Streifen oder aus zwei konzentrischen Zylindern erreichen.

Um das Schmelzen bei relativ niedriger Temperatur bei Berührung mit dem Metallbad oder in dessen Nähe zu erreichen, genügt es, das Stahlblech dünn genug vorzusehen. Der Versuch zeigt, daß praktisch ein Blech von 0,2 bis 0,6 mm Dicke im allgemeinen diese Bedingungen erfüllt, insbesondere im Fall eines Hüllendurchmessers von 100 bis 300 mm.

Was die Legierungen anbelangt, so kann man Bleche, Metalle und Legierungen verwenden, denen man erfindungsgemäß wirkende Stoffe, wie Mangan, Silicium, Aluminium, Titan, Zirkonium, Chrom oder jede sonstige den Stahl veredelnde Legierung, einverleibt.

Dadurch wird erreicht, daß das gewöhnliche Veredeln bis in die Kokille weitergeführt werden kann, und zwar bei gleichmäßiger Verteilung der aktiven Stoffe.

Das Blech, das die Hülle bildet, braucht nicht nur aus Ferrolegierung mit Carbon zu bestehen (Stahl oder Guß); es können alle hier genannten Elemente wirksam werden, wie insbesondere die in den Stahlwerken bekannten Mittel, um das Frischen der Metallbäder zu vollenden, Grundsätzlich genügt es, die Stärke der Hülle in Abhängigkeit von dem Schmelzpunkt nach zu bestimmen, damit sich die Hülle gemäß der Erfindung bei Berührung oder in der Nähe des Metallbades vernichtet. Man kann die Hüllenstärke stärker oder dünner wählen, j e nachdem die Schmelzpunkttemperatur höher oder niedriger ist.

Aus einem Umgießbehälter, dessen Boden mit wenigstens einem Gießloch versehen ist, wird der Gießstrahl senkrecht oder fast senkrecht einer Kokille zugeführt, die einen Aufnahmebehälter bildet und unter dem Umgießbehälter angebracht ist. Es ist wenigstens eine Hülle der vorgenannten erfindungsgemäßen Art und Mittel zur Befestigung dieser Hülle unter dem Gießloch vorgesehen, um den Strahl einzuhüllen. Hierbei besitzt die Hülle einen inneren Querschnitt, der mindestens gleich der des Gießstrahls ist, und eine Länge, die ungefähr gleich dem Abstand zwischen dem Boden der Kokille und dem Gießloch ist. Zufolge dieser Anordnung in Verbindung mit der Hülle wird der Gießstrahl sofort beim Verlassen des Umgießbehälters eingehüllt, und die Hülle führt und beschützt ihn bis zum flüssigen Metallspiegel in der Kokille. Das untere Ende dieser Hülle wird vernichtet, und zwar entweder in kurzem Abstand vom flüssigen Metallspiegel oder bei seiner Berührung, da die Hülle mehr oder weniger tief in den Metallspiegel eintaucht. Die Wände der Hülle bringen dem flüssigen Metall die nützlichen Stoff e, wie beruhigende, desoxydierende, reinigende, flüssigwirkende oder eine Turbulenz bildende Elemente oder zusätzliche Stoffe, die sich mit dem Metall verbinden. Diese nützlichen Elemente stammen aus der Zerstörung der Hülle in der Nähe des Metallspiegels oder bei semer Berührung, und zwar durch Verbrennung, Schmelzen oder Verschlackung des oder der Produkte, aus denen die Hülle besteht, und zwar während des Gießens und somit im richtigen Augenblick. Die durch den Gießstrahl verursachte Turbulenz, die ständig in der Nähe des jeweils aktiv wirkenden Teiles der Hülle vorhanden ist, bewirkt es, daß diese Zusätze bzw. Verbesserungsstoffe zufolge der Verteilung dieser aktiven Stoffe der Hülle auf eine große Fläche des Metallspiegels während des ganzen Gießens des Blockes wirksam werden, also auf ganze Blockhöhe. Es wäre unmöglich, eine solche ideale Verteilung in dem Umgießbehälter zu erlangen, beispielsweise dort, wo die Seigerungserscheinungen sich zwangsläufig bilden und die bekannten Ungleichmäßigkeiten hervorrufen.

In der Wirkung sind die dem flüssigen Metall erfindungsgemäß beigebrachten Verbesserungsstoffe entscheidend; die Störungsursachen verschwinden im Augenblick des Eintritts der Erstarrung des Blockes.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und teilweise schematisch dargestellt, und es bedeutet Fig. ι einen Vertikallängsschnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. ι im Bereich der Hülle, und zwar im Augenblick der Berührung des flüssigen Spiegels des Metallbades und der Verteilung durch den Gießstrahl, Fig. 3 einen Teilschnitt einer Variante gemäß

ίο Fig. 2,

Fig. 4 einen Vertikallängsschnitt einer weiteren Variante gemäß Fig. 2,

Fig. 5 einen Schnitt größeren Maßstabes eines Anteiles der Hülle der Variante nach Fig. 4 am Rand der Befestigungsvorrichtung,

Fig. 6 einen Querschnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 5,

Fig. 7 einen Vertikalschnitt durch den unteren Teil der Hülle, die mit einem abnehmbaren Dämpfungslassen versehen ist,

Fig. 8 einen Längsschnitt längs der Achse C-D gemäß Fig. 9,

Fig. 9 einen Querschnitt längs der Linie A-B gemäß Fig. 8 und

Fig. 10 einen Längsschnitt des unteren Teiles der Hülle in Anlehnung an die Fig. 4 oder 5 in weiterer Ausgestaltung.

Entsprechend Fig. 1 befindet sich die Gießeinrichtung über der Kokille 1, deren große Basis nach oben liegt. Diese Kokille ruht auf einer Gießbasis 2 und ist an ihrem oberen Ende mit einer ringförmigen Haube 3 aus schlecht wärmeleitenden Materialien versehen.

Über dieser Kokille 1 befindet sich ein Umgießbehälter 4 (Gießpfanne oder Gießkorb), der feuerfest mit einer metallischen Hülle 5 überzogen ist. Der Boden dieses Behälters besitzt ein Gießloch 6, das z. B. in einem kegelstumpfförmigen Ausguß 7 vorgesehen und in einem Lochstein 8 eingebunden ist. Es ist ferner eine feuerfeste Ausrüstung 9 auf einer Stahlplatte 10 vorgesehen.

Die Öffnung 6 ermöglicht die Erlangung eines weitgehend senkrechten und fast zylindrischen Gießstrahls 11, dessen Achse im Augenblick des Gießens praktisch mit der Längsachse x-x gemäß Fig. 1 zusammenfällt.

In der Kokille 1 befindet sich eine runde Hülle G¹, die durch ein Innenrohr 12 und ein konzentrisches Außenrohr 13 gebildet ist, das mit dem ersteren einen Ringraum 14 bildet, in den die weiteren aufgezählten Produkte eingelegt werden und der alsdann einen Quersteg zwischen den beiden Rohren 12 und 13 bildet. Die Rohre 12 und 13 sind aus einem wenigstens teilweise brennbaren Material gebildet, wie Papier, verschiedene Cellulosematerialien, Kohlenwasserstoffe, Silicone usw. Man kann diese Rohre z. B. durch Zusammenrollen eines Bogens aus einem dieser Materialien oder mehrerer Bögen, die aus verschiedenen Materialien bestehen können, erhalten. Man kann beispielsweise Bögen aus Wellpappe anwenden.

Die beiden Rohre 12 und 13, insbesondere das Innenrohr 12, sind teilweise hitzebeständig, so daß sie einer Temperatur von etwa 500⁰ C und mehr widerstehen können, wobei eine relativ langsame Verbrennung dieser Rohre gesichert ist. Diese Hitzebeständigkeit kann durch Tränkung mit Natriumsilicat, wie an sich bekannt, erzielt werden, beispielsweise dadurch, daß die Bögen in eine Lösung von 38⁰ Be von Natrium-Silicat eingetaucht werden, dessen Gewichtsverhältnis SiO₂/Na2O zweckmäßig ausgewählt ist, um die gewünschten Hitzebeständigkeitsgrade und Steifheit zu erhalten, z. B. zwischen drei und vier. Die Menge kann 0,1 bis 2 g Silicat je Gramm behandelten Materials betragen.

Die Hitzebeständigkeit ist für das Innenrohr 12 vorzugsweise größer als für das Außenrohr 13, um der Verschleißung durch den Strahl 11 zu widerstehen. Außerdem kann die Innenfläche 15 des Innenrohres 12 mit einer ergänzenden Hitzebeständigkeitsschicht 15 ^a bedeckt werden.

Die Quermaße des Innenrohres sind so gewählt, daß sein Innenquerschnitt etwas größer als der Querschnitt des Gießstrahls 11 ist. Beispielsweise kann man für einen Strahl 6 cm nehmen. Die Erfindung ist für jeden Strahldurchmesser anwendbar, z. B. von 2 bis 10 cm und darüber. Dementsprechend kann der Innendurchmesser des Rohres zwischen 4 und 15 cm und auch mehr liegen.

Die Stärke des Rohres kann 1 cm betragen und der von den Doppelwänden 14 gebildete Hohlraum einige Zentimeter.

Die Länge der Hülle entspricht etwa dem Abstand der Oberfläche 16 des Kokillenbodens bis zum Boden des Umgießbehälters 4. Diese Höhe kann z. B. zwischen ungefähr 1 m und 4 oder 5 m für sehr große Blöcke schwanken.

Der von den Doppelwänden 14 gebildete Hohlraum kann wie folgt gefüllt werden:

a) Packungen 17, die Querstege bilden und die z. B. aus einem imprägnierten oder nicht imprägnierten gerollten Papierblatt, aus Papierabfällen, brennbaren faserigen Stoffen od. dgl. bestehen, die in den Hohlraum gut hineingestopft werden.

b) Zwischen diesen Packungen 17 können pulverige oder gekörnte Chargen (Einsatzmaterialien) 18 eingefügt werden, die in festgesetzten Entfernungen regelmäßig oder auch nicht gleichmäßig verteilt sind und die dazu bestimmt sind, auf das gegossene Metall eine oder mehrere der folgenden Wirkungen auszuüben: beruhigende und desoxydierende, z. B. Aluminium, Silicium, Titan, Ferrolegierungen usw.; einfach desoxydierend, z. B. Mangan, Ferrolegierungen; flüssig wirkend, z. B. Natriumfluorid, Calcium usw.; reinigend, z. B. Natriumborax; wärmegebend, z. B. Holzkohle, Mischung von Aluminium und einem Oxyd, wie FeO; Turbulenz bewirkend, z. B. Stoffe, die eine Gasentweichung erzeugen, wie CO, O, H, was man

z. B. mit Natriumcarbonat, kaustischer Soda, irgendwelcher Kohle, wie Holzkohle oder Graphit, oder irgendwelchem anderen brennbaren Stoff erhält; die brennende Hülle erzeugt außerdem eine Turbulenz; legierende Wirkung, z. B. Chrom, Metall usw.

c) Wenigstens eine Gruppe länglicher Drähte 19, die z. B. in eine der Querstegpackungen eingeschlagen werden, wobei diese Drähte aus einem oder mehreren der vorgenannten Produkte bestehen können.

d) Wenigstens ein Ring 19°, der aus einem dünnen Zylinder aus einem der vorgenannten Produkte besteht, wobei dieser Zylinder in eine der Packungen eingefügt ist.

Im Beispiel der Fig. 1 sind alle Beispiele b), c) und d) vorgesehen. In der Praxis genügt oft eine Auswahl.

Die Hülle G¹ ist in der Vertikalen in der Kokille festgehalten, und zwar mit einem gewissen axialen to und lateralen Spiel, um den eventuellen leichten Verschiebungen des Strahls 11 folgen zu können. Die Hülle G¹ ist oben durch eine Metallplatte 20, eine imprägnierte Pappe u. dgl., die mit einem leichten Spielraum e¹ auf die Hülle gestülpt ist, festgehalten. Sie ist der Länge nach mit einem leichten axialen Spielraum e² auf dieser mit der Hilfe von zwei Ringen 22 und 23 aus gerolltem Papier, gegossenem Stoff u. dgl. festgehalten, und zwar entweder durch Bestielung oder Kleben. Diese Platte 20 besitzt eine Anzahl Löcher 24, die der Entweichung der Gase, die aus dem gegossenen Metall oder der ausgejagten Luft der Kokille herstammen, dienen. Die Platte ruht einfach auf der Oberfläche 25 der Kokille, wo sie durch ihr Eigengewicht, vermehrt durch dasjenige der Hülle, festgehalten ist. Am untersten Ende der Hülle befindet sich ein Stopfen 26 aus verschlackbarem oder brennbarem Stoff, der genügend hart ist, um den Boden 2 gegen die Zerstörungswirkung des Gießstrahls zu schützen. Dieser Stopfen 26 mit Natriumsilicat oder nicht imprägniert kann aus einem Papierstreifen oder irgendeinem ähnlichen Stoff, gewellt oder/und spiralförmig eingerollt oder aus einem gegossenen Stopfen oder z. B. aus einer einfachen faserigen Packung gebildet sein.

Der Arbeitsgang entsprechend der Erfindung ist der folgende: Das Metall entrinnt dem Behälter 4 und gelangt in das Innere der Hülle G¹ in Form eines zylindrischen Strahls 11, ohne die Innenwand zu vernichten, und zwar dank der Hitzebeständigkeit des Rohres 15 und der Geschwindigkeit des Gießens. Der Strahl fällt auf den Stopfen 26, der schnell vernichtet ist, nachdem er vorher d.en Boden 2 vor dem direkten Auftreffen des Strahls geschützt hat. Danach dämpft das schon gegossene Metall, dessen Spiegel sich in der Kokille ständig hebt. Der Stopfen 26 und das Unterteil der Hülle verhindern am Anfang des Gießens die Bildung von Metallspritzern, die vorzeitig auf den Wänden erstarren und Blockfehler bilden würden.

Während des Metallaufstiegs wird die Hülle G¹ an ihrer jeweiligen Basis vernichtet, ohne daß ihre Verbrennung über die Fläche H-H (Fig. 2) des flüssigen Metalls 28 zufolge der partiellen Hitzebeständigkeit der Hülle reicht. Durch ihr mehr oder weniger unregelmäßiges Ende 27 behält die Hülle jeweils ihre Rolle als Schutzwand in der Nähe der Fläche des flüssigen Metalls gegenüber dem Gießstrahl 11. Sie vermeidet die sich noch auf der Fläche des gegossenen Metalls eventuell bildenden Spritzer, und zwar während des ganzen Gießens.

Während des Flüssigkeitsaufstiegs treten ständig oder nacheinander die aktiven Stoffe 18, 19,19 ^a, die von ihren Höhenstellungen abhängen, in Kraft und rufen die obengenannten Wirkungen hervor, die von ihrem eigenen Wesen abhängen.

Der Hülleteil 27 (Fig. 2), der die ganze Zeit in dem schon gegossenen Metall 28 eingetaucht bleibt und der vernichtet wird, dehnt sich nur auf die geringe Höhe α ab Flüssigkeitsspiegel aus. Diese Höhe α ist kleiner, als die Einstoßhöhe δ des Stahls 11 in die schon gegossene Flüssigkeit, so daß das ankommende Metall sich nach den Pfeilen f gegen die Wände der Kokille hin ausdehnt und eine zentrifugale Turbulenz bildet, die die aktiven Stoffe in das gesamte gegossene und noch flüssige Metall ausbreitet, ohne sie jedoch auf die Wände der Kokille zu schleudern.

Der in das Metall eintauchende Hüllenteil ist einem leichten Auftrieb unterworfen. Dieser Auftrieb ist aber relativ schwach und wird durch das Gewicht der Hülle und seiner Festhaltevorrichtung ausgeglichen.

Zufolge der Spielräume e¹ und e², die zwischen den Ringen 22, 23 und der Tragplatte 20 vorgesehen sind, kann die Hülle kleine Querverschiebungen ausführen, so daß sie sich stets auf die Richtung des Gießstrahls 11 auszurichten vermag, wenn dieser wegen unregelmäßiger Verschleißungen oder einer außenmittigen Lage des Ausgusses 7 oder auch wegen eines leichten Schwankens des Behälters 4 sich etwas verschiebt.

In Fig. 3 ist eine Variante der Befestigungsart der Hülle G² gezeigt, die an Stelle eines auf der Kokille ruhenden Bleches an ihrem oberen Ende zwei Haken 29 besitzt, in die ösen von zwei Eisenbeschlägen 30 unter dem Umgießbehälter 4 befestigt werden können.

In den Fig. 4, 5 und 6 ist eine andere Variante gezeigt, bei der eine Kokille 31 verwendet wird, deren große Basis nach unten liegt. Diese Kokille ruht auf der Basis 32, die mit einem mehr oder weniger größeren Zenträlraum 32® versehen ist, um entweder die Ausbildung von Spritzungen durch den Gießstrahl zu mindern oder um der gegossenen Blockbasis eine Vorkragung zu geben, die die Bearbeitung erleichtert. Die Kokille ist mit einem Gießbehälter 4, wie im ersten Beispiel, verbunden.

Die Hülle G³ ist kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei die große Basis nach unten zeigt. Diese Hülle ist aus einem Papierstreifen 33 oder irgendeinem anderen Stoff hergestellt, und zwar hitzebeständig, wie in dem ersten Beispiel. Diese Hülle kann durch Aufrollen eines Streifens von der Breite c, also Bildung eines Wickels entstehen, wobei die Windungen alsdann teleskopartig auseinandergezogen werden. Diese Form kann man auch durch Bewickeln eines Walzdornes erhalten.

Die Kegelförmigkeit der Hülle ist so gewählt, daß sie am oberen Ende dem Querschnitt des Strahls entspricht oder etwas größer ist, während die Basis etwa zwei Drittem der unteren Kokillenbasis entspricht.

Es ist sehr zweckmäßig, den Hüllenstreifen 33, wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, aus Wellpappe zu wählen, bestehend aus einem flachen Streifen 33« und einem welligen Streifen 33 ^s, die an den Wellenspitzen miteinander verbunden sind. Nach dem Zusammenrollen bildet sich ein Netz paralleler Kanäle 34, die den Vorteil haben, die Gasentweichungen und das Austrocknen der Hülle G³ vor ihrer Verbrennung zu ermöglichen.

Einige dieser Kanäle können als Behälter für die aktiven Stoffe gebraucht werden.

Die Zusatzstoffe 35 sind in kleine Säckchen 36 aus Papier, hitzebeständig oder nicht, untergebracht, die mittels kleiner Haken 37 an die Oberseite der Streifen 33 gehängt werden.

Außerdem kann ein schraubenförmiger, eingerollter, der Beruhigung dienender Draht 62, z. B. aus Aluminium, Titan usw., vorgesehen sein, welcher an der Oberfläche der Streifen den Windungen folgt. Der Draht ist an seinen Enden angehängt, z. B. bei 60 und 61, durch Einstoßen in zwei Wellpappenkanäle. Die Hülle G³ ist nach oben durch eine sich anschmiegende Hülse 38 verlängert, die in die Hülle eingeschoben wird und die es erlaubt, die Höhe genau zu regeln, um sich der Entfernung zwischen der Basis 32 und dem Ausguß 7 anzupassen. Diese Hülse 38 kann aus eingerolltem Papier, gegossenem Stoff usw. bestehen.

Die Hülse 38 dient außerdem dazu, die Hülle an der Kokille zu befestigen. Die Hülse 38 kann in eine Blechbüchse 39 eingebracht und durch eine Eisenplatte 40 auf einem Ring 41 befestigt sein, und zwar mit zwei Stangen 42 versehen, die sich diametral gegenüberliegen und die dazu bestimmt sind, auf dem oberen Rand 43 der Kokille zu ruhen. Jede dieser Stangen ist an ihrem Ende bei 44 abgewinkelt. Zwei Schrauben 45, 46 erlauben die Zentrierung der Hülle. Diese Schrauben haben vorzugsweise verschiedene Längen, wobei die längere dazu dient, daß sie von dem davorstehenden Gießpersonal bedienbar ist.

Die Abmessungen der Hülle ändern sich natürlich mit den Größenverhältnissen bzw. den Maßen der Kokille und des Gießstrahls. Als Beispiel seien die Daten benannt:

Durchmesser der Hülle an ihrer Basis. 30 zu 80 cm Durchmesser der Hülle an ihrer Spitze 4 zu 25 cm

Höhe der Hülle 1 zu 6 m

Die Hülle G³ ist durch die aufgezeigten Mittel, das sind einerseits der teleskopartig ausgezogene Streifen 33 und andererseits die verschiebbare Hülse 38, in der Höhe regelbar, und sie kann sich Kokillen von verschiedenen Maßen anpassen.

Man kann die teleskopartige Ausziehung an der Arbeitsstelle vornehmen, um die Aufbewahrung der Vorrichtung zu erleichtern.

Die Hülle kann sich unter der Wirkung des Badauftriebs zusammenlegen, um ihre Kontaktfläche mit dem Bad zu vermindern und um die Wirkungen dieses Auftriebs zu vermeiden oder zu schwächen.

Die auf der Außenfläche der Hülle vorgesehenen aktiven Stoffe sind vor den Strahlungen des Gießbades zufolge der Kegelförmigkeit dieser Hülle und auch gegenüber der Wirkung des Gießstrahls geschützt.
Fig. 7 zeigt das Zusammenwirken der Hülle G³ an ihrem unteren Ende mit einem Kissen 63, das aus einem imprägnierten oder nicht imprägnierten Umschlag aus Papier oder einem anderen Stoff besteht, und einen oder mehrere der obengenannten aktiven Stoffe enthält. Diese Kissenhülle verhindert es, daß die Aktivstoffe aus dem gegossenen Metall herausgeschleudert werden, und zwar unter der Wirkung des Strahls 11 und der verschiedenen steigenden Gasbewegungen, die in der Kokille während der ganzen Gießzeit vorherrschen.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungen beschränkt; diese sind nur Beispiele. Die Erfindung ist gleichermaßen bei Kokillen von kreis- oder nicht kreisförmigem, z. B. vieleckigem Querschnitt anwendbar. Auch für längliche Querschnitte, insbesondere für das Gießen von Blechblöcken, ist sie geeignet. In diesem Fall kann man eventuell zwei Gießausgüsse vorsehen, d. h. zwei Gießstrahlen, wobei für jeden dieser Strahlen eine eigene Hülle vorgesehen wird.

Erwünschtenfalls kann die Schutzhülle nicht bis an die Basis der Kokille und den Gießausguß reichen. Dieser Fall ist insbesondere gegeben, wenn die Kokillenbasis mit einer Vorrichtung versehen ist, die dazu bestimmt ist, die Spritzer zu vermeiden, z. B. ein Kissen oder irgendein Puffer (Dämpfer), dessen Durchmesser größer als derjenige der Hülle ist. Der Oberteil der Hülle braucht in vielen Fällen nur bis Oberkante Kokille zu reichen. Die Hülle kann sowohl runden als auch vieleckigen Querschnitt besitzen. Im letzteren Fall ist die Hülle prismatisch oder kegel- oder pyramidenstumpfförmig.

Versuche haben gezeigt, daß eine Kokille von rechteckigem und mehr oder weniger länglichem Querschnitt insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn es sich um Stahl handelt, der einen geringen Prozentsatz C besitzt, z. B. 0,3 bis 0,05 %, und demzufolge bei sehr hoher Temperatur schmilzt. Die von dem Gießstrahl 11 (vgl. Fig. 8) verursachte Welle dehnt sich mit großer Geschwindigkeit entsprechend den Pfeilen F² aus und steigt sehr hoch an den Kokillenwänden 50 auf, wobei die Kokillenbasis 58 an ihrem Auftreffpunkt 51 infolge der hohen Temperatur und der Sturzhöhe beschädigt wird.

In diesem besonderen Fall hat die in den Fig. 8 und 9 dargestellte Vorrichtung zu sehr befriedigenden Ergebnissen geführt.

Sie besteht aus einer zylindrischen Hülle 53 von etwa 300 mm Durchmesser aus einem Blech von 0,2 bis 0,6 mm Stärke. Es kann auch ein stärkeres Blech genommen werden; es muß nur darauf geachtet werden, daß das Blech gut, d. h. schnell schmilzt, sobald es mit dem Bad in Berührung kommt. Sie ruht auf einer Dämpfungsvorrichtung 52 von etwa 500 mm Durchmesser und 80 mm Höhe. Man kann diese Zusammenstellung dadurch vervollständigen, daß in das Innere der Hülle 53 eine Dämpfungsvorrichtung 54 derselben Art von etwa 500 mm Durchmesser und 80 mm Höhe eingebracht wird.

In Fig. 10 ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. In diesem Längsschnitt durch das untere Teil der Hülle 55, entsprechend z. B. den Fig. 4 oder 5, ist eine innere weitere Dämpfungsvorrichtung 56 und eine äußere Dämpfungsvorrichtung 57, die auf dem Kokillenboden 58 ruhen, vorgesehen.

Durch die Kombination der Hülle 55 mit zwei Dämpfungsvorrichtungen 56 und 57 wird der Gießstrahl 11 mit Sicherheit auch dann gedämpft, wenn die Hülle entsprechend einer der Fig. 1 und folgenden 12s nicht genügend wäre.

Erfindungsgemäß sind verschiedene Kombinationen möglich, z. B. die Hülle 55 mit einer Außendämpfungsvorrichtung entsprechend Fig. ία oder die Hülle 53 mit der Dämpfungsvorrichtung 52, die zwischen der Hülle und dem Kokillenboden 58 vorgesehen ist (entsprechend Fig. 8), oder die Hülle 53 mit der Dämpfungsvorrichtung 54, die in das Innere der Hülle eingebracht ist, oder die Hülle 53 zusammen mit den beiden Dämpfungsvorrichtungen 52 und 54.

Die Hülle 53 kann sowohl zylindrischen als auch viereckigen Querschnitt besitzen, wie durch Strichpunktierung in Fig. 8 und 9 gezeigt, wobei ein Viereck 59 der Dämpfungsvorrichtung 54 umschrieben ist. An Stelle eines Vierecks kann auch irgendeine andere geometrische Form gewählt werden.

Entsprechend den Fig. 8 und 9 fällt der Gießstrahl 11 in das Innere der Hülle 53 auf den Kokillenboden 58 und begegnet nach und nach den Dämpfungsvorrichtungen 52 und 54, so daß die Kokillenbodenbeschädigung, die sich in 51 auswirken könnte, sehr vermindert ist. Wenn die Dämpfungsvorrichtungen 52 und 54 das Bilden einer Höhlung 51 auf dem Kokillenboden 58 nicht vermeiden könnten, würde die Gießwelle -F entsprechend den Pfeilen F² hochschlagen.

Auf jeden Fall, gleichgültig ob die Welle sich horizontal entsprechend den Pfeilen F ausdehnt oder in die Höhe entsprechend den Pfeilen F¹, i⁷² geht, halten die Wabenplatten die Welle auf. Zufolge der Wabenpakete 52 und 54 wird also einerseits die Bildung einer Höhle 51 und andererseits das Hochspritzen und -steigen des Eingießgutes vermieden bzw. verhindert.

Die Hülle 53 aus Stahlblech muß dünn genug und

schmelzbar sein, um bei Berührung oder in der Nähe des geschmolzenen Stahlbades vernichtet zu werden.

Wenn sie allein nicht genügend widerstandsfähig ist, um die Wellen oder Bespritzungen aufzuhalten, so daß der Strahl il sich trotz der Hülle 53 gegen die Kokillenwände 50 entsprechend den Pfeilen F² stürzen und dort die bekannten Hautfehler verursachen würde, insbesondere Fußschuppen, können Wabenplatten 52 und 54 gemäß der Erfindung zusätzlich vorgesehen sein.

Die metallische Hülle dient gewissermaßen auch als Beschlag der Innendämpfungsvorrichtung, wodurch deren Widerstand erhöht wird. Die Zusammenstellung der Dämpfungsvorrichtung mit der Hülle besitzt daher wesentliche Vorteile gegenüber der getrennten Verwendung jeweils der Hülle oder Dämpfungsvorrichtung für sich allein.

Die Hülle, die den Gießstrahl aufnimmt, kann aus einer Legierung hergestellt werden, deren Schmelzen bei Berührung des gegossenen Metallbades oder in seiner Nähe eintritt. Die Hülle kann durch Einrollen eines Stahlbleches erzeugt werden oder durch Wickeln eines Stahlblechstreifens, wie in Fig. 4 dargestellt. .. Um das Schmelzen einer solchen Hülle bei Berührung des Metallbades zu erhalten, genügt es, das Blech dünn genug vorzusehen. Der Versuch beweist, daß praktisch ein Blech von 0,1 bis 0,6 mm diese Bedingung erfüllt.

Für die Hülle aus Stahlblech kann eine Legierung benutzt werden, die Aktivstoffe enthält, wie Mangan, Silicium, Aluminium, Titan, Zirkonium, Chrom, Nickel oder jeder sonstige Stoff, der in der Eisenindustrie zum Frischen des Stahls gebraucht wird.

Im Sinne der Erfindung ergibt sich daraus, daß das Frischen, das sich gewöhnlich in der Pfanne, dem Ofen, dem Konverter oder der Gießpfanne vollzieht, in der Kokille sich vollendet, und zwar bei einer vollkommenen Verteilung der in den Legierungen enthaltenen Stoffe.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Gießen von Blöcken, gekennzeichnet durch eine rohrartige, den Gießstrahl sogleich nach Austritt aus dem Gießgefäß allseitig umschließende Schutzhülle, die bis auf den KokiEenboden reicht und vom gegossenen Eisen, Stahl oder Metall stetig im Ausmaß des Metallanstiegs in der Kokille verbrannt, verschlackt oder in sonstiger Weise aufgelöst wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der rohrförmigen Schutzhülle heraus oder durch mit dieser verbundene Zusatzmittel in das gegossene flüssige Metall wenigstens ein Veredelungsstoff gelangt,

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer geraden, längliehen steifen Hülle besteht, die beidseitig offen ist und einen Innenquerschnitt besitzt, der wenigstens demjenigen des Gießstrahls gleicht, und die aus einem brennbaren oder wenigstens teilweise brennbaren, schmelzbaren oder wenigstens teilweise schmelzbaren Stoff besteht, der teilweise hitzebeständig ist, derart, daß die Hülle nur bei einer Temperatur von mehr als etwa 500° C brennbar oder schmelzbar ist und wenigstens einen Veredelungsstoff (Zusatz des Frischens) für die gegossene Legierung besitzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle einen unveränderlichen Querschnitt besitzt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle einen konischen Querschnitt besitzt, mit der Maßgabe, daß der größere Querschnitt am Kokillenboden sich befindet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle aus teilweise hitzebeständigem Papier besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle aus teilweise hitzebeständiger Wellpappe oder Blech von vornehmlich 0,2 bis 0,6 mm Stärke besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Hülle mit einer hitzebeständigen Schicht bedeckt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das hitzebeständige Mittel aus Natriumsilicat besteht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle aus zwei konzentrischen Rohren gebildet ist, die zwischen

sich einen Ringraum bilden, in den wenigstens ein Veredelungsstoff eingebracht werden kann.

11. Vorrichtung nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rohre durch Quer-Stegpackungen in ihrer konzentrischen Stellung gehalten sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch ii, dadurch gekennzeichnet, daß der Veredelungsstoff zwischen zwei sich folgenden Querstegpackungen eingelegt ist, z. B. in pulveriger Form oder in Teilchen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Veredelungsstoff entweder fadenförmig oder an beiden Rohren in konzentrischer Hülsenform in eine Querstegpackung eingebracht ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle wenigstens teilweise teleskopartig ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der teleskopartige Teil aus einem Streifen besteht, der schraubenförmig oder in sich gewickelt ist und wie ein Teleskop zu einem Kegelstumpf ausziehbar ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der teleskopartige Teil an seinen beiden Enden durch eine eingefalzte verschiebbare Hülse verlängerbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Säckchen aus teilweise hitzebeständigem Stoff, die wenigstens einen Veredelungsstoff enthalten, an der Außenseite der Hülle befestigt sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein beruhigender Draht, z. B. aus Aluminium oder Titan, in einer Schraubenlinie auf die Hülle oder in die schraubenförmig gerollten Streifenkanten gelegt und an seinen beiden Enden an der Hülle befestigt ist, beispielsweise durch Einhaken.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß am Oberteil der Hülle ein Lunkermittel vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle mit Befestigungs- und Distanzierungsmitteln an der Kokille gehalten ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel für die unveränderliche Und relativ kleinen Querschnitt aufweisende Hülle so geartet sind, daß sie Verschiebungen der Hülle, die durch Änderung der Gießrichtung bedingt sein können, nachgeben bzw. ein Nachgeben ermöglichen.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel auf dem oberen Rand der Kokillen ruhen, durchbohrt bzw. offen sind, um Luft- und Gasentweichungen zu ermöglichen, und die Hülle mit Spiel umgreifen.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte- bzw. Befestigungsmittel steif an dem oberen Ende der Hülle sitzen und mit Regulierungsorganen versehen sind, die die Hülle in bezug auf die Kokillenwand einzustellen erlauben.

24. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, 6g dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle mit Haken od. dgl. am Boden des Gießbehälters gehalten ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der Hülle mit einem Dämpfer versehen ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, insbesondere nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des unteren Hüllenendes eine Dämpfungsvorrichtung vorgesehen ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung wabenartig gebildet ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung aus zusammengerollter Wellpappe besteht.

29. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle aus Stahlblech von vornehmlich 0,2 bis 0,6 mm Stärke besteht.

30. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle aus einem Blechwickel, der teleskopartig ausziehbar ist, besteht.

31. Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechhülle aus einer Stahllegierung besteht, die dem Frischen dienende Bestandteile, wie Mangan, Silicium, Aluminium, Titan, Zirkonium, Chrom, Nickel od. dgl., einzeln oder in Kombination enthält.

32. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, insbesondere nach Anspruch 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Kokillenboden Dämpfungsvorrichtungen in Ein- oder Mehrzahl liegen, auf die sich die Hülle abstützt oder in die die Hülle hineinragt.

33. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle polygonalen, beispielsweise quadratischen oder länglich rechteckigen Querschnitt besitzt.

34. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießbehälter im unteren Teil einen Einsatz besitzt, der dem Gießstrahl eine scharfe Begrenzung und Richtung gibt, die parallel zur Hüllenachse ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen