DEF0000554MA - Verfahren und Einrichtung zum Gießen von Magnesium oder Magnesiumlegierungen - Google Patents

Description

Es ist ein Verfahren zum ununterbrochenen Gießen (Stranggießen) von durch Walzen oder Pressen weiterzuverarbeitenden Barren oder Blöcken aus Leichtmetallegierungen bekannt, bei welchem das flüssige Metall in eine stehende, durch Flüssigkeit gekühlte Kokille mit einem kolbenartig ausgebildeten, beweglichen Boden eingegossen wird und wobei der Boden in dem Maße des Eingießens flüssiger Schmelze allmählich abwärts bewegt wird, sodaß schließlich aus dem unteren Ende der Kokille der erstarrte Gußblock heraustritt, während von oben her noch weiter zugegossen wird. Dieses üblicherweise als Wasserguß bezeichnete Verfahren fährt aber bei der Herstellung von Barren oder Blöcken aus Magnesium und Magnesiumlegierungen zu qualitativen Nachteilen. Das Magnesium besitzt nämlich von allen Gebrauchsmetallen die größte Affinität zu den Hauptbestandteilen (Stickstoff und Sauerstoff) der atmosphärischen Luft. Es müssen daher beim Schmelzen und Gießen des Magnesiums und seiner Legierungen weitgehende Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um der Verbindung des Magnesiums mit Sauerstoff und Stickstoff zu begegnen. Dieses geschieht in bekannter Weise dadurch, dass die Schmelze während und nach dem Einschmelzen mit Salzgemischen behandelt wird, die aus Alkali- und Erdalkalichloriden mit Zusätzen von Fluoriden und Oxyden bestehen. Die Salze haben die Eigenschaft, die in der Schmelze befindlichen Oxyde, Nitride und die von der Gewinnung des Magnesiums herrührenden Chloride in sich aufzunehmen und die Schmelze auf diese Weise zu reinigen. Sie werden sowohl zum "Durchwaschen" als auch zum Abdecken der Schmelze benutzt, um den Zutritt der Luft zu dem flüssigen Metall zu verhindern.

Da aber die spezifischen Gewichte der Schmelze und der Verunreinigungen (Oxyde, Nitride und Chloride des Magnesiums) nur sehr wenig verschieden sind, setzen sich die letzteren nur zögernd in der ruhenden Schmelze ab. Es besteht daher die Gefahr, daß die Verunreinigungen bei nicht genügend langem Abstehen in der Schmelze schwebend verharren oder, soweit sie sich abgesetzt haben, beim Kippen des Gießtiegels oder sonstigen Bewegungen der Schmelze vom Boden aufgewirbelt werden. Auch Salzreste von der Tiegelwand und von der Gießschnauze lösen sich leicht ab und gelangen beim üblichen Gießverfahren in das Gußstück, wo sie durch ihre hydroskopischen Eigenschaften zu Korrosionen Anlaß geben.

Um diesen Unzutäglichkeiten so weit wie möglich zu steuern, hat man ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem das Absitzen der Schmelze in der Kokille erfolgt, also in dem gleichen Gefäß, in welcher nachher die Erstarrung vor sich geht (sogenannten Tütengußverfahren). Die trotz aller Vorsichtsmaßnahmen in die Schmelze gelangenden Verunreinigungen und etwas ebenfalls vorhandene Salzreste sinken innerhalb einer Arbeitszeit von etwa 30-40 Minuten zu Boden und bilden dort einen Bodensatz, der mit der Schmelze erstarrt und sich als scharf abgegrenzte Schicht am Boden erstarrten Blockes zeigt. Diese Schicht wird dann abgeschnitten und es gelingt auf diese Weise, der weiteren Verarbeitung einen Block zuzuführen, der von Verunreinigungen (Oxyden, Chloriden, Nitriden, Salzresten), praktisch frei ist. Diesem qualitativen Vorteil des Tütengußverfahrens steht der wirtschaftliche Nachteil eines diskontinuierlichen Betriebes gegenüber.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren zum Gießen von Magnesium und seiner Legierungen zu schaffen, welches die Vorteile der beiden erwähnten Gießverfahren besitzt, ohne mit deren Nachteilen beheftet zu sein. Das Verfahren besteht gemäß der Erfindung darin, daß die Schmelze aus dem Gießtiegel vorzugsweise durch Kippen desselben zunächst in einen Absitztiegel gegossen wird, und daß sie anschließend, nach Absetzen der Verunreinigungen im Absitztiegel, aus diesem in die Kokille weitervergossen wird. Besonders vorteilhaft für die Durchführung des Verfahrens ist dabei, wenn der Absitztiegel in Ruhe bleibt und das Ausgießen aus demselben durch Überlaufen infolge Zufließens neuer Schmelze erfolgt. Der Absitztiegel wird dabei zweckmäßig in einem Warmhalteofen untergebracht, um unerwünschte Abkühlung der Schmelze zu vermeiden. Bei Durchführung dieses Verfahrens kann als Kokille eine solche mit Wasserkühlung und absenkbarem Boden verwendet werden.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die besondere Ausgestaltung des Absitztiegels. An einer vom Einguß möglichst weit entfernten Stelle desselben wird der Überlauf- oder mehrere Überläufe zum gleichzeitigen Gießen in mehrere Kokillen angeordnet. An den Ein- und Ausgußstellen werden vorteilhaft Abschirmungen vorgesehen, die über Spiegel der Schmelze hinausragen und die soweit in die Schmelze eintauchen, daß eine sanfte, den Absitzeffekt nicht beeinträchtigende Strömung in dem Gefäß zustande kommt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Die in dem Gießtiegel 1 enthaltene Schmelze gelangt durch Kippen des Gießtiegels 1 in einen Absitztiegel 2, der in einem Warmhalteofen 3 untergebracht ist. Am Absitztiegel 2 ist ein Überlauf 4 vorgesehen, aus welchem die Schmelze, sobald ihr Spiegel im Absitztiegel 2 genügend hoch gestiegen ist, austritt und in eine Rinne 5 gelangt. Die Rinne 5 mündet an der Eingußstelle einer mit Flüssigkeitskühlung 7 versehenen Kokille 6. Zu Beginn des Gießvorganges wird die Bodenöffnung der Kokille 6 mittels eines Verschlußstopfens 8 abgedichtet, der auf einem heb- und senkbaren Kolben 9 aufruht und mit dem Kolben 9 gehoben oder gesenkt werden kann. Kokille 6, Verschlußstopfen 8 und Kolben 9 sind in einem mit Flüssigkeit gefüllten Behälter 10 untergebracht, an dessen Wand eine Führung 11 für einen den Kolben 9 erfassenden Führungskörper 12 festgelegt ist.

Die im Absitztiegel 2 sich befindende Schmelze wird in üblicher Weise mit Salzgemischen abgedeckt. Um zu vermeiden, daß Teile der Abdeckschicht beim Eingießen in den Absitztiegel 2 oder beim Ausgießen aus demselben in die Schmelze gelangen, sind an der Ein- und Ausgangsstelle vorzugsweise aus Blech bestehende Abschirmungen 13, 14 vorgesehen, die mit ihrem einen Ende aus der Schmelze herausragen, um die Salzabdeckschicht von der Einguß- und Ausgußstelle fernzuhalten und die mit ihrem anderen Ende so weit in die Schmelze eintauchen, daß im Absitztiegel 2 eine sehr sanfte, den Absitzeffekt nicht beeinträchtigende Strömung zustande kommt.

Claims (6)

1) Verfahren zum Gießen von Magnesium und Magnesiumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze aus dem Schmelz- bzw. Gießtiegel, vorzugsweise durch Kippen desselben, zunächst in ein Zwischengefäß (Absitztiegel) gegossen wird und daß sie anschliessend, nach Absetzen der Verunreinigungen im Absitztiegel, aus diesem in die Kokille weiter vergossen wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgießen aus dem nicht bewegten, zweckmäßig in einem Warmhalteofen untergebrachten Absitztiegel durch Überlaufen infolge Zufließens neuer Schmelze erfolgt.

3) Verfahren nach Anspr. 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kokille eine solche mit Wasserkühlung und absenkbarem Boden verwendet wird.

4) Einrichtung zur Durchführung des Verfahrend nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß an einer vom Einguß möglichst weit entfernten Stelle des Absitztiegels (2) ein oder mehrere Überläufe zum gleichzeitigen Gießen in mehrere Kokillen (6) angeordnet sind.

5) Einrichtung nach Anspr. 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ein- und Ausgußstellen Abschirmungen (13, 14) zum Fernhalten der den Flüssigkeitsspiegel im Absitztiegel (2) bedeckenden Salzgemischschicht angeordnet sind.

6) Einrichtung nach Anspr. 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise aus Blech bestehenden Abschirmungen (13, 14) so weit in die Schmelze eintauchen, daß eine den Absitzeffekt nicht beeinträchtigende Strömung geringer Geschwindigkeit im Absitztiegel (2) zustande kommt.