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Gießform zum Gießen von Metallsträngen Beim Stranggießen von Metallen
unter Verwendung ziemlich langer Kokillen erfolgte die Ableitung der bei der Erstarrung
frei werdenden Wärme im wesentlichen durch die Kokillenwand hindurch. Dieser Wärmeentzug
ging aber selbst bei der Verwendung von gekühlten Kokillen deswegen verhältnismäßig
langsam vor sich, weil infolge des Schwindens des Metalls beim Übergang vom flüssigen
in den festen Zustand ein Abheben des Gießstranges von der Kokillenwand eintrat,
der die Entstehung eines Luftspaltes zwischen gegossenem Strang und Kokillenmantel
zur Folge hatte. Da diese den Wärmeübergangswiderstand zwischen Kühlmittel und gegossenem
Metall erhöhte und die Wahl verhältnismäßig langer Kokillen bzw. eine außerordentliche
Verlangsamung des Gießvorganges nach sich zog, ist man bekanntlich dazu übergegangen,
die Gießform als kurze Kokille in Form eines Kühlringes auszubilden, an den sich
die Zone des Hauptwärmeentzuges durch direkte Kühlung anschließt. Dadurch werden
wesentliche Verbesserungen in bezug auf Feinkristallinität sowie Lunkerungs- und
Seigerungsfreiheit des Gusses erzielt.
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Das eingangs geschilderte Abheben des gegossenen Stranges von der
Kokillenwand, das sich nicht nur bei der Verwendung von langen, sondern auch bei
der von kurzen Kokillen bemerkbar macht, weist aber, und zwar insbesondere bei den
letztgenannten, den Übelstand auf, daß die bei der Erstarrung der Metalle bzw. ihrer
Legierungen sich im Kern des Stranges noch befindenden
flüssigen
Metallmassen vor ihrer Erstarrung die an der Kokillenwand gebildete und in verhältnismäßig
geringer Dicke erstarrte Oberfläche des Gießstranges durchbrechen, weil diese den
für die Sehwindung maßgebenden Übergang vom flüssigen in den festen Aggregatzustand
noch nicht erreicht haben und die erstarrte Oberfläche des Gießstranges infolge
des Abhebens desselben von- der Kokillenwand wieder aufschmilzt. Dadurch kommt aber
der Gußstrang wieder zum Anliegen an die Kokille, wodurch der Strang wieder an seiner
Oberfläche erstarrt. Dieser Vorgang macht, sich durch die Bildung von aufeinanderfolgenden
Rillen oder Riefen an der Strangoberfläche bemerkbar.
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Abgesehen davon, daß durch den Austritt dieser an der Oberfläche des
Gießstranges zur Erstarrung gelangenden flüssigen Metallreste die Homogenität des
gegossenen Stranges im ungünstigen Sinne, insbesondere bei Legierungen, beeinflußt
wird, werden bei dieser Art des Gießens Stränge mit einer für die Weiterverarbeitung
derselben erwünschten glatten Oberfläche nicht erhalten, so daß die gegossenen Stränge,
wie z. B. Blöcke, einer mechanischen Nachbearbeitung vor ihrer Verformung unterzogen
werden müssen.
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Schließlich ist auch eine Vorrichtung bekanntgeworden, wonach der
erstarrte Metallstrang durch ein aus Schienen, Drähten od. dgl. gebildetes und gekühltes
Rohr geleitet wird; das mittels einer Feder nachgiebig zusammengehalten wird. Dabei
handelt es sich aber nicht darum, das Abheben des Gießstranges von der Kokille beim
übergang vom flüssigen in den festen Zustand zu verhindern, sondern die Wirksamkeit
der Abkühlung des erstarrten Stranges zu steigern. Bekannt ist auch eine Vorrichtung
zum Herstellen von metallischen Strängen bestimmter Querschnittsabmessungen mit
kettenartig verbundenen, sich an den Gußkörper anlegenden Formen'hälften. Zu diesem
Zweck werden diese Formenhälften während ihrer gegenseitigen Berührung fest aufeinandergepreßt.
Ein allseits dichtes Anliegen der Formenhälften an den Strang während des überganges
des Metalls vom flüssigen in den festen Zustand tritt dadurch aber nicht ein.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine solche Gießform zum fortlaufenden
Gießen von Metallsträngen, bei der die Wandung aus, mehreren sich an den Strang
anlegenden Teilen besteht. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Gießformwandung
derart zu teilen, daß die einzelnen miteinander beweglich verbundenen Teile allseits
dicht am Strang anliegen, so daß sie sich bei Aufrechterhaltung der Querschnittsform
des Gießstranges jederzeit seinem durch die Sehwindung bedingten und sich damit
ändernden Querschnitt anpassen. Dies kann z. B. derart geschehen, daß die einzelnen
Teile der Kokille in einem in seiner Form verstellbaren starren Rahmen pendelnd
aufgehängt sind.
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Durch diese Ausbildung der Kokille wird der sich bei den üblichen.
Kokillen zum Gießen von Metallsträngen einstellende Luftspalt beseitigt und demzufolge
ein Strang erhalten, der sich durch eine glatte Oberfläche auszeichnet, weil ein
Austritt von flüssigem Metall aus der einmal erstarrten und infolge ihrer ständigen
Kühlung nicht wieder aufschmelzenden Randkruste des Stranges verhindert wird. Eine
Bearbeitung des gegossenen Stranges vor seiner Weiterverarbeitung ist daher nicht
erforderlich. Hinzu kommt noch, daß bei Ausbildung der erfindungsgemäßen Gießform
als lange Kokille mit nur indirekter Kühlung des Gießstranges diese infolge des
Wegfalles des Luftspaltes erheblich kürzer gestaltet werden kann, wodurch eine wesentliche
Abkürzung der Gießdauer erzielt wird. Außerdem wird der mit der Verwendung langer
Kokillen verbundene Nachteil des Auftretens von Seigerungen im gegossehen Strang
wesentlich vermindert.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Gießform besteht noch darin,
daß mit dieser Legierungen verschiedensten Schwindmaßes vergossen werden können.
Ferner können infolge der Möglichkeit des Einstellens der gegenseitigen Lage der
Kokillenteile Blöcke beliebigen Querschnittes vergossen werden.
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Eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäß aufgebauten
Gießform, wie sie z. B. zum Gießen von Strängen rechteckigen Querschnittes verwendet
wird, soll durch die Zeichnung veranschaulicht werden.
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Abb. i stellt einen senkrechten Schnitt durch die Gießform, Abb. a
eine Draufsicht dar.
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In den Abb. i und 2 bezeichnet R einen starren Rahmen, an dem die
Teile K1 bis K4 der Gießform um die Achsen A1 und A2 pendelnd aufgehängt sind. S
bezeichnet den gegossenen Strang, in dem die Ausbildung der Erstarrungsfront angedeutet
ist. r stellt einen ringförmigen Schlitz dar, durch den das der direkten Kühlung
des Stranges dienende Kühlmittel aus der Gießform :austritt.
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Infolge des Freischwingens der Teile K1 bis K4 der Gießform um die
an ihrer oberen Innenkante vorgesehenen Achsen A1 und A2 stellen sich diese vermöge
ihres Eigengewichtes geneigt zur Achse des Gießstranges ein, wodurch sie sich an
die Oberfläche des sich bei der Abkühlung des Gießstranges ändernden Querschnittes
anlegen bzw. ,anpassen. Das Eigengewicht der Gießformteile kann aber auch durch
zusätzlich angeordnete Gewichte erhöht werden.
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Dies kann noch dadurch verstärkt werden, daß die einzelnen Teile der
Gießform mit Federn ausgestattet sind, mit deren Hilfe sie gegen den Strang gepreßt
werden.