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Blockkopfabdeckung Die Erfindung betrifft eine Blockkopfabdeckung,
die aus einem vor Beginn des Gießens auf dem Kokillenboden angeordneten kissen-
oder schachtelartigen Hohlkörper aus Pappe od. dgl. besteht, der mit pulverförmigen
oder faserigen, brennbaren oder verschlackungsfähigen Stoffen, wie Sägespäne, Holzkohle,
Graphit, Aluminium, Silicium od. dgl. gefüllt ist. Die untere Fläche des Hohlkörpers
ist zweckmäßig konkav oder in umgekehrter V-Form ausgebildet. Zur Verzögerung seiner
Verbrennung kann der Hohlkörper teilweise feuerfest gemacht sein. Ferner kann vorteilhaft
der die reinigende bzw. wärmeerzeugende Füllung enthaltende Hohlkörper von einer
zweiten Hülle überdeckt sein, die dem zusätzlichen Schutz gegen ein Umherspritzen
dient, wobei zwischen den beiden Hüllen pulverförmige oder faserige Stoffe vorgesehen
sein können. Schließlich kann die Abdeckung auch so gestaltet sein, daß der Hohlkörper
bzw. die Hülle samt Inhalt mittels einer wäßrigen Lösung, insbesondere Natronsilikat,
getränkt ist.
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Die Verwendung von Schutzeinlagen schlechthin in Kokillen ist bekannt.
` So wurde beispielsweise die Einhängung eines Drahtnetzes in die Kokille vorgeschlagen,
wodurch die Bildung von erkaltenden Spritzern verhütet werden soll. Auch die Verwendung
einer einfachen Pappeneinlage am Boden der Kokille dient dem gleichen Zweck. Die
Bodeneinlage kann hierbei nach einem anderen Vorschlage aus Holzpulver, Kork, Papier,
Stroh od. dgl. Material bestehen.
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Demgegenüber besteht die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung aus einem
kissen- bzw. schachtelförmigen hohlen Schirm, der zweierlei Zwecken dient.
Beim
Gießen von oben her durchbricht der Strahl des schmelzflüssigen Metalls die obere
Wandung des Kissens, so daß das Kissen als Puffer wirkt und Spritzer nicht zu den
Kokillenwandungen gelangen können.
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Beim Gießen von unten her hat das Kissen, das vom eintretenden flüssigen
Metall nach oben getragen wird, gleiche Wirkung. Hinzu kommt aber, daß der Schutzkisseninhalt
aus aktiven Reinigungsstoffen besteht, die wärmeisolierend oder durch Verbrennung
bzw. exotherme Reaktionen wärmeerzeugend wirken oder auch eine reinigende Schlacke
entwickeln, die die zu entfernenden Fremdkörper gewissermaßen einschließt oder in
dem verlorenen Kopf des Blockes gänzlich mitnimmt.
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Bei einer anderen vorbekannten Anordnung wird eine Art Glocke benutzt,
bei der der flüssige Stahl in das Innere der Glocke steigen soll. Dies tritt aber
nicht ein. Entweder entspricht das spezifische Gewicht der Glocke etwa demjenigen
des flüssigen Stahls; in diesem Falle taucht die Glocke unter. Oder die Glocke ist
viel leichter als der Stahl, was praktisch immer der Fall ist; dann kommt die Glocke
lediglich am Rand mit dem flüssigen Stahl in Berührung. Die exothermische oder wärmeerzeugende
Wirkung kann nicht mit der Wirkung einer pulverigen Masse im Sinne der vorliegenden
Erfindung verglichen werden. Zu bedenken ist ferner, daß die vorgenannte Glocke
gegen ein Flacheisen anstößt, wenn sie nach oben auftaucht, so daß das Metall zwischen
der Glocke und den inneren Wandungen der Kokille hindurchfließt, wodurch das Flacheisen
schmilzt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung, die verschiedene Vorteile in sich
vereinigt, ergibt eine unerwartete und fortschrittliche Wirkung.
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Zur ergänzenden Erläuterung der Erfindung werden im folgenden Darlegungen
in bezug auf praktisch bei Stahlwerken in Verwendung befindliche erfindungsgemäße
Vorrichtungen gemacht, und zwar unter Hinweis auf die Zeichnung.
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Bei Anwendung für Gespannguß entsprechend den Fig. i bis 5 (Fig. 2
als Schnitt a-a gemäß Fig. i) besteht das Kissen 3 beim beruhigten Stahl aus einer
Hülle i mit zwei Schichten Papier, imprägniert mit Si 0, Na, (flüssiges Wasserglas).
Die oberste Hülle ist mittels einer Pappscheibe 2 an die untere geklebt.
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Die Zusammensetzung, die sich für die Mehrzahl der Stähle eignet,
ist folgende:
| i |
| Holzkohle in Pulver . . . . . . . . . . . . . 50 °!o 50 % |
| Graphit in Pulver so rein wie mög- |
| lich (C 8o 0/0; die Unreinigkeiten |
| Si 02, A12 03, Mg 0, Mn 0, Fee 03, die |
| in die Schlacke eingeschlossen wer- |
| den, hindern nicht, besonders da in |
| den natürlichen Graphiten SiO2 den |
| größten Teil der Unreinigkeiten |
| darstellt und nicht schädlich ist) . . 2q.0/0 29()/o |
| Natrium-Silikat in Pulver . . . . . . . . io 0/0 5% |
| Soda-Solvay in Pulver . . . . . . . . . . . 6 0/0 60/0 |
| Ferro-Silizium in Pulver etwa |
| 90 0/0 Si . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
io 0@`o -0/0 |
| i000/0 Zoo 0/0 |
Das Kissen wird vor dem Gießen auf die Gußplatte 5 gelegt, so daß der Teil 2 über
dem Gießloch 6 liegt und sich ein Hohlraum q. bildet.
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Der Gießstrahl schwächt sich, wenn er in diesen Hohlraum q kommt,
indem er gegen die Wände des Kissens stößt, die durch die Pappe verstärkt sind.
Der Gießstrahl mündet frei in diesen Hohlraum q., und zwar ohne Gefahr, durch die
pulverartigen Produkte verstopft zu werden.
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Die Imprägnierung Si 03 Nag der Hülle i zerlegt sich in Si 02 und
Nag 0 ; das Papier brennt in einigen Sekunden. S'02 und Na20 bilden sofort eine
dünne Schicht 7 (Lage I). Die Bestandteile des Pulvers 8, die über der gebildeten
Schlacke 7 schwimmen, reagieren unter der Wirkung der Hitze. Diese Reaktionen werden
durch das Brodeln des Gießstrahls 9 begünstigt, der von unten kommt und sich auf
dem Spiegel bemerkbar macht, und zwar während des ganzen Aufstiegs des flüssigen
Metalls in der Kokille.
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Ein Teil des Pulvers 8 wirkt folgendermaßen: S'03Na" in Pulver verstärkt
die schon gebildete Schlacke der Imprägnierung der Hülle. Der Kohlenstoff C von
Holzkohle und Graphit bildet sich teilweise in Form von C 0. Die Asche von Graphit
und Holzkohle schließt sich in die schon gebildete Schlacke 7 ein, welche sich vermehrt.
Das Natrium-Karbonat C 03 Na, zerlegt sich in C02 und Na20 und verursacht eine oberflächliche
Spannung, die am Rand der Kokille mitwirkt, um die Erstarrung des flüssigen Stahls
zu verhüten.
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Die feuerfesten Einschlüsse und Unreinigkeiten (verschiedene Oxyde,
wie A'20.3, Fe 0, MnO) werden in die Schlacke 7 im Laufe des Aufstiegs des Metalls
eingeschlossen (Lage I-II-fII).
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Am Ende des Gießens (Lage III) bleibt die flüssige Oberfläche des
Strahls, die während des Aufstiegs gegen die Wärmeverluste insbesondere durch Abstrahlung
geschützt ist, sehr heiß und sehr flüssig, wodurch die bekannten Hautfehler der
Stahlblöcke vermieden werden. Dies gilt insbesondere für den sich rollenden Rand,
hervorgerufen durch den Umstand, daß auf der Oberfläche sich eine dünne erstarrte
Haut io in Form von konvexen Spiegeln bildet. Der flüssige Stahl durchstößt diese
Haut, so daß durch die Höhlungen ii ein Hautfehler entsteht.
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Am Ende des Gießens (Lage III) wirkt der Rest des Pulvers wie ein
Lunkerpulver, aber auf einem Kopf, der warm und flüssig während des Aufstiegs des
Metalls erhalten bleibt. Die Zusammenziehung des Kopfes bildet sich ohne Hohlräume
(Lunker) durch die Zerlegung von C03Na2, welche eine Spannung auf der Oberfläche
ergeben, sowie die anderen Elemente C/Si, die mit 0 exothermische Reaktionen ergeben.
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Die Vorteile der Maßnahme sind also, zusammengefaßt, folgende: i.
Abschwächung des Strahls und Schutz der Wände gegen die Metallbespritzungen, die
von dem Gießstrahl herstammen, und gegen die Bespritzungen der Wellen, die von dem
Gießstrahl verursacht werden.
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2. Sofortige Bildung einer reinigenden Schlacke, die auch als Schutz
des Metalls gegen die Diffusion des C usw. wirkt. Verhinderung der Diffusion von
C in dem flüssigen Stahl infolge der Schlackenschicht, die sich
dazwischenlegt,
und zwar sofort am Anfang des Gießens. Im allgemeinen enthalten die Lunkerpulver
kein Natrium-Silikat. Es ist jedoch sehr wichtig, es in eine Hülle einzufügen.
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3. Mitreißen der Unreinigkeiten während des Aufstiegs des Stahls.
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q.. Erlangung einer warmen und flüssigen Oberfläche und somit Verhinderung
der Bildung von Hautfehlern. 5. Verstärkte Wirkung des Pulvers am Ende des Gießens
als Lunkermittel.
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Die Praxis hat bei Anwendung der Erfindung ergeben, daß die Einschlüsse,
die gegen die Haut hin am zahlreichsten sind, auf den zehnten Teil verringert werden;
man braucht zehnmal weniger Zeit, um die Blöcke auszuputzen. Die praktische Anwendung
ist bei mehr als 6ooo Blöcken von q. t verfolgt worden. Hautfehler, Schalen usw.
sind fast nicht mehr vorhanden. Der Kopfabfall als Folge des Lunkers ist stark vermindert.
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Ein einfaches Lunkerpulver, das direkt auf den Boden geworfen wird,
könnte das Gießloch verstopfen. Ein Einwerfen während des Gießens könnte eine Änderung
des inneren Gefügebaus verursachen, die bei weiterer Verarbeitung des Blocks sichtbar
ist.
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Leichte Bestandteile, wie Holzkohle in sehr feinem Pulverzustand,
könnten während des Gießens weggeblasen werden, besonders bei direktem Gießen. Alle
Vorteile werden gewissermaßen zwangläufig durch eine einzige einfache Vorrichtung,
das ist das Kissen auf dem Kokillenboden, und zwar unabhängig vom Eingriff des Bedienenden,
erzielt.
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Infolge des Brodelns des Metalls bei unberuhigtem Stahl sind die wärmeerzeugenden
Elemente nicht so notwendig; man kann praktisch die Zusammensetzung wie folgt verringern:
| Ausgetrocknetes, sehr feines Säge- |
| mehl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8o bis
95 ()/0 |
| Si 03Na2 in sehr feinem Pulver .... 2o bis
5 % |
| ioo 100 0/0 |
Die Mehrzahl der Vorteile findet sich wie im beruhigten Stahl wieder, indes ohne
das Lunkerproblem, das beim unberuhigten Stahl eine andere Aufgabe darstellt. Ein
unberuhigter Stahl zieht sich bei der Erstarrung nicht zusammen, dehnt sich sogar
mitunter aus, ganz im Gegensatz zum beruhigten Stahl (entsprechend den Fig. 6 und
7).
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Ähnliche Vorteile wie beim beruhigten Stahl bei Gespannguß finden
sich bei direktem Gießen von beruhigtem Stahl; jedoch kommt noch der Schutz des
Bodens hinzu. Dieselbe Zusammensetzung wie beim beruhigten Gespannguß wird auch
hier in dem Kissen 12 gemäß Fig. 6 verwendet. Die äußere Hülle 13 verhindert, daß
das Pulver in die Höhe geblasen wird. Diese Gefahr ist noch größer, als beim Gespannguß.
Das Kissen 1q. schützt den Boden gegen das Auftreffen des Gießstrahls. Ein weiterer
Vorteil besteht in dem Schutz gegen das vorzeitige Verbrennen und der vorherigen
Dosierung, die nicht von der Initiative des Bedienenden abhängt.
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Wie beim Gespannguß kann dieselbe Formel auch bei Direktguß mit unberuhigtem
Stahl verwendet werden, und zwar in Gestalt des Kissen 1q. gemäß Fig. 6.
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Die Fig. 7 stellt eine andere Ausbildung des Kissens 12 dar. An Stelle
von Holzmehl od. dgl. werden hierbei Strohhalme 15 benutzt, die auf entsprechende
Länge geschnitten und bei 16 wie ein Besen oder eine Strohgarbe zusammengebunden
sind. Die Garbe 15 mit oder ohne Hülle 13 wird mit Natrium-Silikat imprägniert getrocknet
und einfach auf den Kokillenboden gelegt. Eine solche Vorrichtung ist außerordentlich
wirksam gegen das Umspritzen. Diese Wirkung kann mit derjenigen von Borsten einer
Bürste verglichen werden, die unter den Wasserstrahl gelegt wird. Es bildet sich
hierbei ebenfalls sehr rasch eine reinigende Schlacke.