Verfahren und Vorriehtung zum Giessen von Strängen. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zum Giessen von Strängen und auf eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Ver- f ahnens.
Bei der Herstellung von Güssen wird an gestrebt, über den ganzen Gussquerschnitt ein möglichst gleichmässiges, meistens sehr feines Korn zu erzielen. Ausserdem soll möglichst jedes Aussaigern von irgendwelchen Bestand teilen aus der Schmelze vermieden werden. Dieses Ziel wird dadurch angestrebt, dass man versucht, einen möglichst kleinen flüssi gen Lunker und eine möglichst rasche und gleichmässige Abkühlung des gegossenen Me taller zu erhalten.
Bei den 'bisher bekannten Giessverfahren hat man eine möglichst schnelle Abkühlung des in die Kokille eintretenden Metaller da durch zu erreichen versucht, dass man Kokil- lenwandungen aus den verschiedensten Ma terialien herstellte und die Kokillen selbst mit den verschiedenartigsten Kühlmitteln an ihrer Aussenwand gekühlt hat.
Alle diese Verfahren haben aber bis heute nicht oder nur unter umständlichen und teuren Einrich tungen oder Verfahren erreichen können, dass der Guss nach Eintritt in die Kokille über den ganzen Querschnitt schnell und gleich mässig erstarrte. Die Schwierigkeiten beim Giessen beruhen bekanntlich im wesentlichen darauf,
dass beim Eingiessen des flüssigen Metalles in die Kokille infolge des verhält nismässig starken Temperaturgefälles zwi schen Giessgut und Kokillenwand eine Er- starrung des die Wand berührenden Metalles erfolgt und die Abkühlung sich dann nur noch entsprechend der Wärmeleitfähigkeit des vergossenen Metaller langsam nach innen fortsetzt, wobei gleichzeitig durch das Schrumpfen des Metaller ein Abheben von der Kokillenwand erfolgt.
Sobald dann zwi schen Kokillenwand und Metall auch nur ein ganz winziger Zwischenraum. entsteht, ist durch diesen isolierenden Zwischenraum die Wärmeabfuhr stark geschwächt, so dass die Erstarrung nach dem Innern zu nur noch langsam vorwärtsschreiten kann.
Dadurch entstehen je nach den verschiedenen Giess verfahren grössere oder kleinere Flüssigkeits- lunker, die wiederum eine ungleichmässige Struktur und je nach Art des Giessgutes eine Entmischung der Bestandteile oder sonstige Unregelmässigkeiten herbeiführen. Zweck der Erfindung ist, diese Nachteile zu vermeiden.
Dieser Zweck wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass ein Kühlmittel derart zugeführt wird, dass es den flüssigen Giess kopf und den daran anschliessenden erstarr ten Teil des Stranges allseits und unmittelbar berührt. Über dem Metallspiegel liegt somit während des Giessens ständig eine Kühl mittelschicht.
Um diese Kühlmittelschicht nicht zu durchbrechen und in den flüssigen Giesskopf hineinzuschlagen, wird die Schmelze zweck mässig unter den Flüssigkeitsspiegel des Me- talles, d. h. innerhalb des flüssigen Giess kopfes zugeführt.
Das Giessen und Erstarrenlassen des Gussstückes kann unter Druck erfolgen, indem das Kühlmittel, so lange es das flüs sige, erstarrende und erstarrte Gussstück um gibt, in der Kokille unter Druck gehalten wird.
Das Kühlmittel kann von oben auf den Flüssigkeitsspiegel aufgebracht und nach unten abgeführt werden. Das Kühlmittel kann hierbei durch eine Einrichtung, z. B. in Form einer Dusche, auf den Flüssigkeitsspie gel des Giessgutes in der Kokille aufgebracht. bezw. gleichmässig verteilt werden.
Die gesamte Umspülung bezw. Umhül lung des in der Kokille befindlichen Guss- stranges ist dadurch möglich, dass das ent stehende Gussstück sich unmittelbar nach dem Eingiessen des flüssigen Metalles infolge der Abkühlung zusammenzieht, wodurch zwi schen Gusskopf und Kokillenwand ein Zwi schenraum entsteht, in dem eine Kühlmittel schicht eindringen kann.
Der Gusskörper kann gleichzeitig noch von unten durch eine besonders zugeführte Kühlflüssigkeit gekühlt werden.
Den Kühlmitteln können auch noch Stoffe beigegeben werden, die wähnend der Erstar- rung auf den erstarrenden Guss einwirken. Diese Einwirkungen können eine Raffinie- rung des Metalles oder eine weitere Zulegie- rung von Bestandteilen zu dem erstarrenden Material bezwecken.
Das Verfahren und die Vorrichtung wer den im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.
Abb. 1 zeigt als Beispiel eine Giesseinrich tung zum fortlaufenden Giessen von Metall strängen.
Abb. 2 zeigt eine besondere Form der Kokille.
Abb. d zeigt das von einer Kühlmittel schicht vollständig umgebene entstehende Gusss@tück innerhalb der Kokille.
Abb. 4 zeigt eine Anordnung, um das Kühlmittel unter Druck zuzuführen, und Abb. 5 stellt eine besonders ausgebildete Kokillenwand dar.
In den Abbildungen ist a die Kokille mit dem Kühlmantel bezw. Kühlraum a'. b ist der entstehende Gusskörper, c ist das Zufluss- rohr für das flüssige Metall aus einem Be hälter in die Kokille.
d sind beispielsweise die Zuflussrohre für die Kühlmittel. Während des Giessvorganges fliesst gemäss dem zu schildernden Durchführungsbeispiel des er findungsgemässen Verfahrens die Giessflüs sigkeit mit einer Temperatur in die Kokille a ein,
die nicht höher liegt als 50 C über dem Schmelzpunkt des zu vergiessenden Me- talles. Die Kühlflüssigkeit fliesst nach Ein führung durch die Leitung d vom flüssigen Giesskopf aus zwischen dem erstarrenden Metall und der Kokillenwand nach unten ab (Abb. 1).
Wenn nun dafür gesorgt ist, dass immer genau so viel neue Kühlflüssigkeit zufliesst, wie nach unten abfliesst, dann ist der erstarrende Gusskörper von oben und von allen Seiten ringsum von der Kühlflüssigkeit umgeben, und es ist dafür gesorgt.
dass nicht nur eine Kühlung von den Seiten und eine Zusatzkühlung von unten (vergl. Kühlvor richtung e) erfolgt, sondern insbesondere wird auch das gerade f risch eintretende 31e tall ständig und gleichmässig von oben ge- kühlt und dadurch für eine sehr schnelle und gleichmässige Abkühlung über den ganzen Querschnitt des erstarrenden Stranges ge sorgt.
Natürlich ist es auch möglich, die Kühl flüssigkeit anstatt von oben nach unten fliessen zu lassen, derart durch entsprechende Einrichtungen der Kokille über dem Guss- kopf zu halten, dass sie von unten nach oben dringt, z. B. bei einer Ausführung nach Abb. 2. Nach dieser Abbildung ist die eigent liche Kokille a nur von einer derartigen Länge, wie sie zur Erstarrung und Führung des entsprechenden Gussstranges notwendig ist. Der Kühlraum d e rstreckt sich hingegen weiter nach unten.
Das Kühlmittel dringt vom Kühlraum a1, d. h. vom untern Fnde der Kokillenwand, zwischen dem erstarrenden Gussstüek und Kokillenwand nach oben über den flüssigen Gusskopf. Ausserdem erfolgt eine weitere unmittelbare Kühlung des Guss- stückes unterhalb der Kokille a im Kühl raum a1 und eine mittelbare Kühlung längs der Aussenwandung der Kokille a im obern Teil des Kühlraumes a1.
In Fällen, in denen die Erstarrung des Metallee oder die Art des Giessverfahrens eine gleichmässige Verbindung der Kühlflüs sigkeit zwischen oben und unten (flüssigem Kopf und erstarrtem Gussstück) nicht zulässt, muss die Zuführung des Kühlmittels von oben und unten erfolgen, wobei die Kokille an ihrem untern Teil zwecks gleichmässiger Zuführung des Kühlmittels ähnlich der Aus führung nach Abb. 3 durchgeführt werden kann.
In diesem Fall ist @es auch nötig, das Kühlmittel bezw. die Kühlflüssigkeit über dem Gusskopf ständig zu- und abzuführen, was durch entsprechende Zu- und Ableitun gen<I>d</I> und<I>f</I> (Abb. 1) erfolgen kann.
Soll die (unmittelbar auf das Gussstück wirkende) Kühlung unter Druck erfolgen, wodurch auch die Durchführung des gesam ten Giessvorganges unter Druck ermöglicht wird, d. h. soll das Kühlmittel der Kokille so zu- und abgeführt werden, dass das Kühl mittel ständig unter dem gewünschten Druck steht, der sich dann, da das Kühlmittel das gesamte Gussstück umgibt, entsprechend auf den erstarrenden Guss überträgt, so ist eine Einrichtung gemäss Abb. 4 vorgesehen,
bei der der obere Raum der Kokille durch eine Glocke abgedichtet ist. In diesem Fall ist es selbstverständlich notwendig, das zufliessende Metall unter dem gleichen Druck zu halten wie das Kühlmittel.
In Abb. 5 ist eine Kokille veranschau licht, die Durchbrechungen besitzt, durch die das innerhalb des Kühlmantels strömende Kühlmittel unmittelbar an das Gussstück ge langen und dieses bespülen kann.
Die Kühleinrichtungen gemäss den ge zeigten Ausführungsbeispielen können ausser dem normalen Kühlraum bezw. Kühlmantel a1 noch einen besonderen Kühlraum bezw. eine besondere Kühlmittelleitung g besitzen oder durch eine solche Kühlleitung durch setzt sein. Zwe.ckmässigerweise liegen die be sonderen Kühlräume an den Stellen beson derer Abkühlungsnotwendigkeit, z.
B. gegen über dem flüssigen Gusskopf. Die Kühlräume a1 und g können gleiche oder verschiedene Kühlmittel und diese gleichen oder verschie denen Druck besitzen. So kann z. B. der Kühlraum a1 in üblicher Weise Umlaufwas ser enthalten, während die Leitung g Kühl wasser unter Druck heranführt, welches gegen die Kokillenwandung gespritzt wird.
Je nach der Temperatur der Kühlflüssig keit kann die Erstarrungsgeschwindigkeit des entstehenden Gusses reguliert werden. Die Kühlmittel, die gegebenenfalls angewärmt, erwärmt, stark erwärmt oder .selbst erhitzt sein können, können aus Wasser (reinem, hartem oder weichem urasser), kolloiden Lö sungen, Salzlösungen, Säuren, Basen, mit Gasen gesättigten Flüssigkeiten oder sonsti gen flüssigen oder schaumigen Verbindungen bestehen. Unter Kühlmittel ist also nach Vorstehendem jede Substanz zu verstehen,
die eine niedrigere Temperatur besitzt als die zu vergiessende Schmelze; so ist im Sinne der obigen Ausführungen z. B. ein auf 500 oder mehr erhitztes 01 als Kühlmittel aufzufas sen, wenn. es zum Kühlen von Messing mit Schmelztemperatur von<B>1000'</B> dient, ebenso z. B. auf 90 erhitztes Wasser zum Kühlen einer Aluminiumlegierung mit Schmelzpunkt von 640 .