EP0183679B1 - Verfahren zur Herstellung von Block- und Formgussstücken sowie Vorrichtung zur Herstellung derselben - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Block- und Formgussstücken sowie Vorrichtung zur Herstellung derselben Download PDF

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EP0183679B1
EP0183679B1 EP19850890289 EP85890289A EP0183679B1 EP 0183679 B1 EP0183679 B1 EP 0183679B1 EP 19850890289 EP19850890289 EP 19850890289 EP 85890289 A EP85890289 A EP 85890289A EP 0183679 B1 EP0183679 B1 EP 0183679B1
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EP
European Patent Office
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casting
mould
block
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ingot
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EP19850890289
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EP0183679A3 (en
EP0183679A2 (de
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Kurt Schwarz
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Boehler GmbH
Original Assignee
Boehler GmbH
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Publication of EP0183679A3 publication Critical patent/EP0183679A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
    • B22D7/06—Ingot moulds or their manufacture
    • B22D7/08—Divided ingot moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals

Definitions

  • the invention relates to a method for producing block and molded castings from a higher melting alloy according to the preamble of claim 1 and a device according to the preamble of claim 6 for performing the method.
  • alloys represent a solution of various elements or compounds in one another. Depending on the temperature of the melt, undissolved or separated solids may already be present.
  • the property of a solidified alloy is not based solely on its chemical composition, but - as is well known - on the one hand on the modification, in particular crystal modification and also the size of the individual crystals present in the structure.
  • a structure is desired which is as fine-grained as possible and which has the most uniform possible distribution of the chemical elements or compounds over the entire block. However, this requirement cannot be met due to the existence of a solution that freezes.
  • a block solidifies step by step, that is, this block is built up step by step, although certain cooling conditions are required to achieve high quality.
  • electroslag remelting process since there a z. B. water-cooled mold is provided, which is either raised according to the block growth, or the block is lowered when the mold is stationary, with this being melted off via an electrode located in a slag bath, the metal drops passing through the liquid slag being cleaned in the process , and are taken up in the melt sump.
  • Another known method for producing, in particular large blocks is that the melt is introduced into a mold, whereupon liquid slag is poured onto the partially solidified melt, heat and / or melt then being supplied to the block via a melting or non-melting electrode is, so that a substantial increase in quality can be obtained while substantially avoiding a blow hole.
  • the energy requirement is considerably lower than in the electroslag remelting process, but since the block as a whole is in a mold during the solidification, the time it takes for the mold to be formed and the time in which the block is formed, even if with different amounts of energy to be supplied, is still disproportionately long.
  • the object of the present invention is to provide a method for producing block and molded castings which have a structure that is as uniform as possible. Furthermore, the method should enable the direction of solidification of the block to be deflected not only horizontally but in the vertical direction, i. H. the solidification should not only take place from the side surfaces of the block to the inside of the edge.
  • the process according to the invention for the production of block and molded castings, wherein a melt of a higher melting alloy, in particular an iron, nickel or cobalt base alloy in the falling or rising casting is poured into a fixed multi-part mold with a base plate, and what the casting on The mold location is removed from the mold, is characterized by the characterizing features of claim 1.
  • Multi-part molds have become known, for example, from US Pat. No. 2,110,063, on which the preambles of claims 1 and 6 are based, the base part of the mold having a greater heat capacity than the other parts of the mold; taking into account the heat released during solidification, it can be seen that this different heat absorption capacity can only be of secondary importance due to the different mass of the mold parts. Otherwise refers.
  • this patent on a specific process for the demolding of castings, the already Completely solidified block is removed by lifting off the upper mold part together with the casting with a fixed lower part of the mold, whereupon the upper mold part including block is moved, and the remaining demolding is carried out by placing the block on a base plate.
  • the demolded part of the casting is acted upon by a cooling medium, in particular an air jet, to which water is optionally added.
  • This measure is particularly advantageous when particularly large blocks are cast and / or a particularly strongly overheated melt has to be used, so that the existence of the block skin is reliably ensured, the cooling capacity being precisely regulated by the flow rate or the amount of water to be mixed can be.
  • a method which is particularly simple to carry out and which at the same time is highly efficient is when the upper part (s) of the mold is raised with the casting fixed and the lower part (s) is / are removed from the casting. This procedure allows the method according to the invention to be carried out with particularly little effort, with only a minimal outlay on equipment being guaranteed.
  • the mold according to the preamble of claim 6 for carrying out the method according to the invention with at least two parts and optionally a hood, wherein the parts can be placed on one another and at least the upper part has handles for lifting means, is characterized by the characterizing features of claim 6.
  • Such a device allows the method according to the invention to be carried out in a particularly simple and efficient manner, since demolding can be carried out quickly and without great effort immediately after casting, since no separate guides or the like.
  • the lowermost segments rest on a cooled, in particular water-cooled, base plate.
  • a mold 2 On a base plate 1, which has coolant channels, a mold 2 is arranged, which has lower segments 3, which are displaceable on the base plate via the racks 4 and cranks 5.
  • the segments have dowel pins 6 and corresponding recesses 7.
  • the upper part 8 of the mold sits on the segments 3, which has handles 9 for a rope 10 which is held taut via a crane hook 11 or which serves to raise the upper part of the mold.
  • the casting is now carried out in such a way that the melt is introduced into the mold as it rises over the base plate.
  • a melt with the following composition in% by weight of C 0.4, Si 0.3, Mn 0.6, Cr 0.8, Mo 0.3, Ni 1.9 and the rest of iron was melted in an electric furnace.
  • the melt was tapped into the pan at a temperature of 1,650 ° C.
  • the temperature in the pan at the start of casting was 1,570 ° C. and 4,000 kg were poured in tandem in 4 minutes. Both molds had a height to width ratio of 2: 1 and the molds were slightly conical.
  • the segments of the mold had the same height as the upper part of the mold.
  • the second mold was a conventional undivided mold.
  • the thickness of the block skin was 5 cm. After two hours, both blocks were completely frozen. After cooling to room temperature, the blocks were divided lengthways.
  • the Baumann fume cupboard produced showed a uniform sulfur distribution in the block according to the invention, whereas in the block produced by the conventional methods, stronger segregations occurred in the center.
  • the distance between the dendrite branches was 400 ⁇ 83 ⁇ at the edge of the block according to the invention and 264 ⁇ 98 w in the center, whereas the dendrite branch distance at the edge was 200 ⁇ 50 ⁇ at the edge of the block, the distance in the middle was so short that no measurement could be made.
  • the distance between the dendrite branches is a measure of the cooling rate, in such a way that the greater the distance between the dendrite branches, the greater the rate of solidification.
  • the angle which the dendrites included with the horizontal was up to 30 ° in the block produced according to the invention.
  • the direction of the dendrites indicates the direction of solidification and it is from it It can be seen that the direction of solidification in the block produced according to the invention is oriented much more vertically than in the conventional method, as a result of which solidification takes place from bottom to top.
  • both blocks had cooled to room temperature, they were divided lengthways. Both at the edge and in the center of both blocks, namely at the edge at the center of the block, the distances of the dendrite branches, or the angle, which included the dendrites with the horizontal, were measured.
  • the distance between the dendrite branches was 205.8 ⁇ 56 ⁇ at the edge and 188.36 ⁇ 51 ⁇ in the center; the angle at the edge was 27 °.
  • the distance, the dendrite branches at the edge 150 ⁇ 50 ⁇ and in the block center the distance was not measurable.
  • the angle of the marginal dendrites was 20 °.
  • the solidification in the block produced according to the invention was oriented more in the vertical direction than in that of the conventional method, and at the same time there was a higher directional solidification speed.
  • the distance between the dendrite branches was 196.20 ⁇ 47 ⁇ m in the center of the block according to the invention and 210.9 ⁇ 39 ⁇ m at the edge itself.
  • the angle that the dendrites made with the horizontal at the outer third of the block was 27 °.
  • the distance of the dendrite branches in the edge was 176.20 ⁇ 49 ⁇ , whereas in the center the distance of the dendrite branches could not be measured due to the high branching.
  • the angle that the dendrites made with the horizontal was 18 °.
  • the Baumann deduction clearly showed that the block according to the invention has a much more uniform sulfur distribution.
  • a nickel-based alloy of the following composition were melted in% by weight: C 0.1, Si 0.3, Mn 0.6, Cr 18.0, the rest nickel.
  • the pan was tapped at an oven temperature of 1,520 ° C.
  • the mold was poured into two molds at a melt temperature of 1,430 °.
  • the ratio of height to width was 2.5: 1.
  • the constant C corresponds to a value of 23 mm / Vmin for nickel-based alloys. Accordingly, the lower half of the block to be produced by the method according to the invention was removed from the mold after 5 minutes. After 1.5 hours, both blocks had solidified and were split lengthways.
  • the angle which the dendrites included with the horizontal in the block according to the invention was 31 °, whereas the corresponding angle in the block not produced according to the invention was 17 °.
  • a solidification of the block from bottom to top was much more necessary than in the case of a block not produced according to the invention.
  • the block solidifies essentially from the bottom upwards during solidification, impurities can be shifted upwards via a crystallization front, thus enriching a high proportion of undesirable impurities in the block head. It is essential that the block does not solidify convex. H. possibly closes at the crest or solidifies «bottle-shaped», since in this case the impurities are concentrated in the center of the block.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Block- und Formgußstücken aus einer höher schmelzenden Legierung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einer Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 6 zur Durchführung des Verfahrens.
  • Legierungen stellen in flüssigem Zustand eine Lösung von verschiedenen Elementen bzw. Verbindungen ineinander dar. Je nach Temperatur der Schmelze können bereits ungelöste bzw. ausgeschiedene Feststoffe vorliegen. Die Eigenschaft einer erstarrten Legierung beruht nun nicht alleine auf ihrer chemischen Zusammensetzung, sondern - wie hinläufig bekannt - einerseits auf der Modifikation, insbesondere Kristallmodifikation und auch Größe der einzelnen im Gefüge vorliegenden Kristalle. In der Regel wird ein Gefüge gewünscht, das möglichst feinkörnig ist, und eine möglichst gleichmäßige Verteilung der chemischen Elemente bzw. Verbindungen über den gesamten Block besitzt. Diese Forderung kann aber aufgrund des Vorliegens einer Lösung, die erstarrt, nicht erfüllt werden. Je tiefer die Temperatur der Schmelze ist, die in eine Kokille gegossen wird, umso eher kann eine gleichmäßige chemische und physikalische Zusammensetzung quer und entlang des Blockes erreicht werden, wobei allerdings ein Zentrumslunker entsteht, da das Material zu schnell erstarrt, und kein Nachfüllen des Materials aus dem Block selbt erfolgt. Weiters besteht die Gefahr, daß bei zu niedriger Gießtemperatur die Pfanne nur kurze Standzeiten aufweist, und daß ein Großteil der Schmelze nicht in die Kokillen verbracht werden kann, sondern in der Pfanne verbleibt.
  • Am vorteilhaftesten ist es, wenn eine schrittweise Erstarrung eines Blockes erfolgt, also dieser Block stufenweise aufgebaut wird, wobei jedoch bestimmte Abkühlungsbedingungen zur Erreichung einer hohen Qualität erforderlich sind. Diese Forderungen sind bei dem sogenannten Elektroschlackeumschmelzverfahren verwirklicht, da dort eine z. B. wassergekühlte Kokille vorgesehen ist, welche entweder entsprechend dem Blockwachstum angehoben wird, bzw. es wird der Block bei feststehender Kokille abgesenkt, wobei über eine in einem Schlackenbad befindliche Elektrode diese abgeschmolzen wird, wobei die Metalltropfen durch die flüssige Schlacke treten, dabei gereinigt werden, und im Schmelzensumpf aufgenommen werden. Wesentlich für die Qualität eines Elektroschlackeumschmelzblockes ist die Einhaltung bestimmter Wärmezufuhr- und Abfuhrparameter. Mit dem Elektroschlackeumschmelzverfahren können Blöcke höchster Qualität erreicht werden, wobei der Energieaufwand pro Gewichtseinheit Block bestimmend für den weiteren Einsatz der Blöcke ist.
  • Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Herstellung, insbesondere großer Blöcke besteht darin, daß in eine Kokille die Schmelze eingebracht wird, worauf auf die teilweise erstarrte Schmelze flüssige Schlacke aufgegossen wird, wobei dann über eine abschmelzende oder nicht abschmelzende Elektrode dem Block Wärme und/oder Schmelze zugeführt wird, sodaß eine wesentliche Anhebung der Qualität unter im wesentlichen gleichzeitiger Vermeidung eines Kopflunkers erhalten werden kann. Der Energiebedarf ist in diesem Falle zwar wesentlich geringer als bei dem Elektroschlackeumschmelzverfahren, jedoch da sich hier der Block während des Erstarrens in seiner Gesamtheit in einer Kokille befindet, ist die Zeitspanne, die bis zum Ausformen benötigt wird, und in welcher dem Block, wenn auch mit unterschiedlicher Menge, Energie zugeführt werden muß, noch immer unverhältnismäßig lang.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zur Herstellung von Block- und Formgußstücken zu schaffen, die ein möglichst gleichförmiges Gefüge aufweisen. Weiters soll das Verfahren ermöglichen, daß die Erstarrungsrichtung des Blockes nicht ausschließlich horizontal sondern in vertikale Richtung abgelenkt wird, d. h. die Erstarrung soll nicht nur von den Seitenflächen des Blockes zum Randinneren erfolgen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Block- und Formgußstücken, wobei eine Schmelze einer höher schmelzenden Legierung, insbesondere einer Eisen-, Nickel- oder Kobalt-Basislegierung im fallenden oder steigenden Guß in eine feststehende mehrteilige Kokille mit Bodenplatte gegossen wird, und worauf das Gußstück am Gußort entformt wird, ist gekennzeichnet durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Durch das Entfernen des unteren Kokillenbereiches vom Gußstück, und zwar unmittelbar nach dem Guß, also zu einem Zeitpunkt, wo sich erst eine tragfähige Blockhaut gebildet hat, wobei im selben Bereich die Schmelze noch vorhanden ist, kann erreicht werden, daß der untere Bereich ohne äußere Wärmebrücke gekühlt wird, womit die Wärmeableitung so erreicht ist, daß der Block vom Fuß beginnend aufgebaut werden kann. Dadurch, daß im Inneren ein flüssiger Kern vorhanden ist, wird auch der Aufbau des Blockes von unten nach oben aufgrund des internen Wärmeaustausches wesentlich verbessert.
  • Es sind zwar beispielsweise aus der US-PS 2 110 063, auf welcher die Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 6 basieren, mehrteilige Kokillen bekanntgeworden, wobei der Fußteil der Kokille eine größere Wärmekapazität aufweist als die übrigen Teile der Kokille ; berücksichtigt man die beim Erstarren frei werdende Wärme, so erkennt man, daß dieses unterschiedliche Wärmeaufnehmevermögen aufgrund der unterschiedlichen Masse der Kokillenteile nur von untergeordneter Bedeutung sein kann. Im übrigen bezieht sich. diese Patentschrift auf ein spezifisches Verfahren zur Entformung von Gußteilen, wobei der bereits vollständig erstarrte Block durch Abheben des oberen Kokillenteiles samt Gußstück bei feststehendem unterem Teil der Kokille entfernt wird, worauf oberer Kokillenteil samt Block verfahren wird, und durch Aufsetzen des Blockes auf eine Unterlagsplatte die restliche Entformung vorgenommen wird.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung wird der entformte Teil des Gußstückes mit einem Kühlmedium, insbesondere einem Luftstrahl, dem gegebenenfalls Wasser beigemengt ist, beaufschlagt.
  • Diese Maßnahme ist besonders dann von Vorteil, wenn besonders große Blöcke gegossen werden, und/oder mit besonders stark überhitzter Schmelze gearbeitet werden muß, sodaß das Bestehen der Blockhaut sicher gewährleistet ist, wobei durch die Strömungsgeschwindigkeit bzw. Menge des beizumischenden Wassers die Kühlleistung genau reguliert werden kann.
  • Zusätzlich zu dem rascheren Abkühlen des Blockfußes kann auch vorgesehen werden, das Erstarren des Blockes im oberen Bereich auch noch zu verzögern, z. B. in dem Wärme, insbesondere über eine Elektrode z. B. abschmelzende Elektrode zugeführt wird.
  • Ein besonders einfach durchzuführendes Verfahren, daß gleichzeitig eine hohe Effizienz aufweist, ist dann gegeben, wenn der bzw. die oberen Teile der Kokille bei feststehendem Gußstück angehoben und der bzw. die untere(n) Teile vom Gußstück abgezogen wird/werden. Durch diese Vorgangsweise kann mit besonders geringem Aufwand das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden, wobei nur ein geringster apparativer Aufwand gewährleistet ist.
  • Die Kokille gemäß Oberbegriff des Anspruchs 6 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit zumindest zwei Teilen und gegebenenfalls Haube, wobei die Teile aufeinander setzbar sind, und zumindest der obere Teil Handhaben für Hebemittel aufweist, ist gekennzeichnet durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 6. Eine derartige Vorrichtung gestattet die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in besonders einfacher und effizienter Weise, da unmittelbar nach dem Guß schnell und ohne hohen Aufwand entformt werden kann, da keine eigenen Führungen od. dgl. störungsanfällige Elemente vorgesehen sein müssen.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung liegen die untersten Segmente auf einer gekühlten, insbesondere wassergekühlten Bodenplatte auf.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand der Beispiele und der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung ist eine Kokille teilweise im Schnitt dargestellt.
  • Auf einer Bodenplatte 1, die Kühlmittelkanäle aufweist, ist eine Kokille 2 angeordnet, die untere Segmente 3 besitzt, welche über die Zahnstangen 4 und Kurbeln 5 auf der Bodenplatte verschiebbar sind. Die Segmente weisen Paßstifte 6 und entsprechende Ausnehmungen 7 auf. Auf den Segmenten 3 sitzt der obere Teil 8 der Kokille auf, welcher Handhaben 9 für ein Seil 10, das über einen Kranhaken 11 gespannt gehalten wird, bzw. welcher zur Anhebung des oberen Teiles der Kokille dient, aufweist. Beim Guß wird nun derartig vorgegangen, daß die Schmelze im steigenden Guß in die Kokille also über die Bodenplatte eingebracht wird. Nachdem sich eine entsprechende Blockhaut gebildet hat, welche sich nach der Formel S = CVt- berechnet, wobei S die Schichtdicke in mm, t die Zeit in Minuten und C eine Konstante, die bei Stahl 25 mm/Y Minuten beträgt, wird der obere Teil 8 der Kokille angehoben, worauf die Segmente 3 der Kokille über die Zahnstangen 4 und Kurbeln 5 vom Block gezogen werden. Dadurch wird der Block im Fuß vollumfänglich von der Kokille befreit. Der Blockfuß kann damit schneller abkühlen. Gegebenenfalls kann auch ein Luftstrom dem Wasser beigemengt sein und gegen den Blockfuß gerichtet werden.
  • Kokillen dieser Bauart dienten zur Durchführung der im folgenden angeführten Beispiele.
    • Beispiel 1 :
  • In einem Elektroofen wurde eine Schmelze mit folgender Zusammensetzung in Gew.-% C 0,4, Si 0,3, Mn 0,6, Cr 0,8, Mo 0,3, Ni 1,9, Rest Eisen erschmolzen. Die Schmelze wurde mit einer Temperatur von 1 650 °C in die Pfanne abgestochen. Die Temperatur in der Pfanne betrug beim Beginn des Gießens 1 570 °C und es wurden 4 000 kg in 4 Minuten in Tandemguß vergossen. Beide Kokillen wiesen ein Verhältnis von Höhe zu Breite wie 2 : 1 auf, und die Kokillen waren leicht konisch.
  • Die Segmente der Kokille wiesen dieselbe Höhe wie der obere Teil der Kokille auf. Die zweite Kokille war eine herkömmliche ungeteilte Kokille. Vier Minuten nach beendetem Gießvorgang wurde bei dem Block, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellen war, die Kokille durch Wegschieben der Segmente geöffnet. Die Dicke der Blockhaut betrug 5 cm. Nach zwei Stunden waren beide Blöcke vollkommen erstarrt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurden die Blöcke längsgeteilt. Der angefertigte Baumann-Abzug zeigte beim erfindunsgemäßen Block eine gleichmäßige Schwefelverteilung, wohingegen bei dem nach den herkömmlichen Verfahren hergestellten Block im Zentrum stärkere Seigerungen auftraten. Der Abstand der Dendritenäste, war bei dem erfindungsgemäßen Block am Rand 400 ± 83 µ und in Zentrum 264 ± 98 w, wohingegen beim nicht erfindungsgemäßen Block der Dendritenästeabstand am Rand 200 ± 50 µ betragen hat, in der Mitte war der Abstand so kurz, daß keine Messung durchgeführt werden konnte. Der Abstand, der Dendritenäste voneinander ist ein Maßstab für die Abkühlgeschwindigkeit, und zwar derart, daß je größer der Abstand der Dendritenäste voneinander ist, umso größer ist die Erstarrungsgeschwindigkeit. Der Winkel, welcher die Dendriten mit der Horizontalen einschlossen, war bei dem erfindungsgemäß hergestellten Block bis 30°. Die Richtung der Dendriten gibt die Richtung der Erstarrung an und es ist daraus zu erkennen, daß die Erstarrungsrichtung beim erfindungsgemäß hergestellten Block wesentlich mehr vertikal ausgerichtet ist, als beim herkömmlichen Verfahren, wodurch eine bessere Erstarrung von unten nach oben erfolgt.
    • Beispiel 2 :
  • In einem Elektroofen wurden 50 t eines Stahles folgender Zusammensetzung in Gew.-% C 0,3, Si 0,3, Mn 0,3, Cr 1,3, Mo 0,4, Ni 2,0, Rest Eisen erschmolzen. Bei einer Ofentemperatur von 1 645° wurde in die Pfanne abgestochen. Die Temperatur der Schmelze in der Pfanne betrug 1 570 °C und es wurde in zwei Kokillen 16 Minuten lang gegossen. Das Verhältnis von Höhe zu Breite betrug 1,6 : 1. Bei der erfindungsgemäßen Kokille war die Höhe der Segmente doppelt so hoch, als jene des oberen Teiles des Kokille. Nach 10 Minuten und einer Blockhautdicke von ca. 8 cm wurde der untere Bereich des Blockes, welcher zwei Drittel der Gesamthöhe des Blockes betragen hat, entformt. Der Block war nach 7 Stunden erstarrt. Nachdem beide Blöcke auf Raumtemperatur abgekühlt waren, wurden sie der Länge nach geteilt. Sowohl am Rand als auch im Zentrum beider Blöcke und zwar im Rand in Höhe der Blockmitte wurden die Abstände der Dendritenäste, bzw. der Winkel, welcher die Dendriten mit der Waagrechten einschlossen, gemessen. Beim erfindungsgemäßen Block war der Abstand der Dendritenäste am Rand 205,8 ± 56 µ und im Zentrum 188,36 ± 51 µ ; der Winkel am Rand betrug 27°. Beim Block nach dem herkömmlichen Verfahren war der Abstand, der Dendritenäste am Rand 150 ±50 µ und im Blockzentrum war der Abstand nicht meßbar. Der Winkel der Randdendriten betrug 20°. Wie den obigen Angaben zu entnehmen, war die Erstarrung bei dem erfindungsgemäß hergestellten Block stärker in vertikaler Richtung ausgerichtet, als bei jenem des herkömmlichen Verfahrens, wobei gleichzeitig eine höhere gerichtete Erstarrungsgeschwindigkeit gegeben war.
    • Beispiel 3 :
  • In einem Elektroofen wurden 15 t einer Legierung folgender Zusammensetzung in Gew.-% C 2,0, Si 0,2, Mn 0,3, Cr 11,5, Rest Eisen, erschmolzen. Bei einer Schmelzentemperatur von 1 540 °C wurde in die Pfanne abgestochen. Beim Gießbeginn betrug die Temperatur der Schmelze 1 465 °C und es wurde 5 Minuten lang in zwei Kokillen gegossen, wobei das Verhältnis von Höhe zu Breite 1,5:1 1 betrug. Die Höhe der Segmente stimmte mit jener des oberen Teiles der Kokille überein. Nach vier Minuten wurde der untere Teil beim erfindungsgemäß herzustellenden Block entformt. Beide Blöcke waren nach 2 Stunden erstarrt und wurden nach Abkühlung auf Raumtemperatur der Länge nach geteilt. Der Abstand der Dendritenäste betrug im Zentrum des erfindungsgemäßen Blockes 196,20 ±47 µ und am Rand in selber Höhe 210,9 ± 39 µ. Der Winkel den die Dendriten mit der Horizontalen am äußeren Blockdrittel einschlossen, betrug 27°. Bei dem in Parallelguß hergestellten nicht erfindungsgemäßen Block betrug der Abstand der Dendritenäste im Rand 176,20 ± 49 µ, wohingegen im Zentrum der Abstand der Dendritenäste aufgrund der hohen Verästelung nicht gemessen werden konnte. Der Winkel den die Dendriten mit der Waagrechten einschlossen, betrug 18°. Der Baumann-Abzug zeigte deutlich, daß der erfindungsgemäße Block eine wesentlich gleichmäßigere Schwefel-Verteilung aufweist.
    • Beispiel 4:
  • In einem Mittelfrequenzofen wurden 3,5 t einer Nickelbasis-Legierung folgender Zusammensetzung in Gew.-% erschmolzen: C 0,1, Si 0,3, Mn 0,6, Cr 18,0, Rest Nickel. Bei einer Temperatur im Ofen von 1 520 °C wurde in die Pfanne abgestochen. Bei einer Schmelzentemperatur von 1 430° wurde in zwei Kokillen abgegossen. Das Verhältnis von Höhe zu Breite betrug 2,5 : 1. Die Konstante C entspricht bei Nickelbasis-Legierunn einem Wert von 23 mm/Vmin. Es wurde dementsprechend nach 5 Minuten die untere Hälfte des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellenden Blockes entformt. Nach 1,5 Stunden waren beide Blöcke erstarrt und sie wurden der Länge nach geteilt. Der Winkel, welcher die Dendriten bei dem erfindungsgemäßen Block mit der Horizontalen einschlossen, betrug 31 °, wohingegen der entsprechende Winkel bei dem nicht erfindungsgemäß hergestellten Block 17° betrug. Auch hier war somit ein Erstarren des Blockes von unten nach oben wesentlich stärker bedingt, als bei einem nicht erfindungsgemäß hergestellten Block.
  • Wenn der Block während des Erstarrens im wesentlichen von unten nach oben erstarrt, können Verunreinigungen über eine Kristallisationsfront nach oben verschoben werden, womit ein hoher Anteil von unerwünschten Verunreingungen im Blockkopf angereichert werden. Wesentlich ist hiebei, daß der Block nicht konvex erstarrt d. h. eventuell am Schopf sich schließt bzw. « flaschenförmig » erstarrt, da in diesem Falle die Verunreinigungen im Zentrum des Blockes angereichert sind.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von Block- und Formgußstükken, wobei eine Schmelze einer höher schmelzenden Legierung, insbesondere einer Eisen-, Nickel- oder Kobalt-Basislegierung, im fallenden oder steigenden Guß in eine feststehende mehrteilige Kokille (2) mit Bodenplatte (1) . gegossen wird, und worauf das Gußstück am Gußort entformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das sich im erstarrenden Zustand befindliche Gußstück in zumindest zwei Schritten entformt wird, wobei in einem ersten Schritt, bei bereits erstarrter Gußhaut und flüssigem Kern im unteren Bereich, dieser Bereich, insbesondere der Fuß des Gußstückes, vollumfänglich entformt wird, und ein Restteil, zumindest der Kopfteil des Gußstückes weiter bis zu dessen vollkommener Erstarrung in einem Teil (8) der Kokille (2) verbleibt, wonach in einem letzten Schritt der Kopfteil des Gußstückes entformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der entformte Teil des Gußstückes mit einem Kühlmedium, insbesondere einem Luftstrahl, dem gegebenenfalls Wasser beigemengt ist, beaufschlagt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gußstück über dem Blockkopf bei entformtem unterem Bereich Wärme und gegebenenfalls Schmelze zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei entformtem unterem Bereich über eine Elektrode, insbesondere abschmelzende Elektrode, die vorzugsweise in eine zumindest teilweise flüssige Schmelze taucht, Wärme zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der obere bzw. die oberen Teil(e) der Kokille bei feststehendem Gußstück angehoben und der bzw. die untere(n) Teile vom Gußstück abgezogen wird/werden.
6. Kokille (2) für Blockguß, welche aus zumindest zwei Teilen (3, 8) aufgebaut ist, wobei die Teile (3, 8) aufeinander setzbar sind, und zumindest der obere Teil Handhaben (9) für ein Hebemittel oder Haltemittel (10, 11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der untere Teil aus Segmenten (3) gebildet ist, die zumindest teilweise über die Segmente ragende Paßelemente (6, 7), insbesondere Paßstifte (6), die mit entsprechenden Paßausnehmungen (7) im anderen Segment kooperieren, aufweisen, und auf der Bodenplatte (1) schiebbar, insbesondere gegeneinander z. B. über Spindeln oder Zahnstangen (4), preßbar sind.
7. Form nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Segmente (3) der Kokille (2) auf einer gekühlten, insbesondere wassergekühlten, Bodenplatte (1) aufliegen.
EP19850890289 1984-11-29 1985-11-27 Verfahren zur Herstellung von Block- und Formgussstücken sowie Vorrichtung zur Herstellung derselben Expired EP0183679B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT378284A AT395389B (de) 1984-11-29 1984-11-29 Verfahren zur herstellung von block- und formgussstuecken sowie vorrichtung zur herstellung derselben
AT3782/84 1984-11-29

Publications (3)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2288067C2 (ru) * 2005-02-08 2006-11-27 Государственное научное учреждение Институт технологии металлов национальной Академии наук Республики Беларусь Способ литья заготовок
RU2503521C1 (ru) * 2011-11-14 2014-01-10 Государственное научное учреждение "Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси" (ГНУ "ИТМ НАН Беларуси") Способ литья заготовок
CN109732066B (zh) * 2019-01-03 2021-05-07 长沙有色冶金设计研究院有限公司 锥销式金属锭自动脱模脱销设备及方法
CN113430470B (zh) * 2021-04-28 2022-04-19 中航上大高温合金材料股份有限公司 一种低合金超高强度钢的制造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2065969A (en) * 1936-07-18 1936-12-29 Septimus H Griffiths Combined metal mold for casting and stripping ingots
US2110063A (en) * 1936-11-09 1938-03-01 Septimus H Griffiths Metal mold for casting ingots
BE530822A (de) * 1950-11-10
DE855151C (de) * 1950-11-11 1954-04-08 Gussstahlwerk Bochumer Ver Ag Giessform und Verfahren zur Herstellung von Stahlbloecken
DE1508839A1 (de) * 1966-06-01 1970-01-15 Edelstahlwerk Reckhammer Gmbh Verfahren zur Erzielung dichter und seigerungsarmer Gussstuecke in liegenden Formen
DE1956126C3 (de) * 1968-02-06 1979-01-18 Vereinigte Edelstahlwerke Ag (Vew), Wien Niederlassung Vereinigte Edelstahlwerke Ag (Vew) Verkaufsniederlassung Buederich, 4005 Meerbusch Metallen, insbesondere aus Stählen bestehenden Blöcken mit sich ändernden Querschnitten
AT295061B (de) * 1969-09-18 1971-12-27 Boehler & Co Ag Geb Verfahren und Vorrichtungen zum Elektroschlackenumschmelzen von Metallen, insbesondere von Stählen
GB1407469A (en) * 1972-11-10 1975-09-24 British Steel Corp Ingot casting moulds
DE2827091A1 (de) * 1978-06-21 1980-01-10 Seybold Rolf Prof Dr Ing Standkokillen fuer brammen und bloecke

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