DE2830523C2 - Verfahren zum Gießen eines Metallblocks in einer Kokille und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Gießen eines Metallblocks in einer Kokille und Vorrichtung zum Durchführen des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Gießen einer; Metallblocks in einer Kokille langgestreckter
Form und mit einer Querscbnittsfläche zwischen 25,81 und 967,74 cm2 und einer Länge, die
wenigstens so lang wie der zu gießende Metallblock ist. Ferner befaßt sich die Erfindung mit einer Vorrichtung
zum Durchführen des Verfahrens.
Beim Gießen von Metallblöcken in Kokillen, deren Länge größer oder kleiner als der Metallblock selbst ist,
-5 d.h. beim kontinuierlichen oder nichtkontinuierlichen
Gießen, hat man bereits Versuche unternommen, die Erstarrungsgeschvüidigkeit des Metalls längs einer
Fest-Flüssig-Trennfläche während des Gießens zu steuern, d. h. innerhalb des Strangs an der Grenzfläche
JO zwischen der erstarrenden Strangkruste und dem
geschmolzenen Metall. Diese Versuche waren gekennzeichnet durch die Verwendung von teuren und
sperrigen Vorrichtungen, die dem grundsätzlichen Gießgerät hinzugefügt werden mußten, um das Fließen
des geschmolzenen Metalls an der Fest-Flüssig-Trennfläche einzustellen, und zwar im Anschluß an das
Einleiten des geschmolzenen Metalls in die Kokille und unabhängig davon. Diese Zusatzvorrichtungen stellten
Rührwerke für das geschmolzen," Metall oder Induk-
■"> tionsspulen dar, die die Kokille oder den Strang
umgaben. Zu diesem Stand der Technik wird auf die US-PS 36 93 697 verwiesen. Die Induktionsspulen
bewegten magnetische Felder in dem geschmolzenen Metall, um ein Fließen längs der Trennfläche ingang zu
·»' setzen. Auf diese Weise sollten säulenförmige Denrite
entfernt oder ihre Ausbildung verhindert werden. Weiterhin sollte die Verteilung der chemisch gelösten
Stoffe verbessert und die Schichtbildung von Einschlüssen innerhalb des Hauptabschnitts des Strangs verhindert
werden, und zwar unter Vermeidung von Porosität in der Mitte des Gußstücks.
Aus der US-PS 35 17 725 ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Metall bekannt, bei dem
ein Strang aus Stahl oder aus einem anderen Metall mit Hilfe einer gekühlten Kokille gegossen wird, die einen
geschlossenen Boden aufweist und während des Gießens vom Schmelzenvorrat wegbewegt wird. In der
mit dem geschlossenen Boden versehenen, gekühlten Kokille wird eine Strangkruste ausgebildet, durch die
b0 geschmolzenes Metall in die sich vom Schmelzenvorrat
wegbewegende Kokille nachfließt. An dem vom Schmelzenvorrat entfernten Ende des Strangs entsteht
in der Kokille die äußere Strangkruste. An dem beim Schmelzenvorrat befindlichen Strangende kann die
Strangkruste wenigstens 40% der Querschnittsfläche der Kokille einnehmen. Bei diesem bekannten Verfahren
wird infolge des Spülvorganges längs der Fest-Flüssig-Trennfläche die Erstarrungsmikrostruktur gegen-
über der sich normalerweise einstellenden verändert. Es entsteht eine verbesserte MikroStruktur, obwohl die
Kokille, die sich relativ zur Strangkruste bewegt, die Neigung hat, am Strang Oberflächenunregelmäßigkeiten
hervorzurufen, wie es bei allen kontinuierlichen Gießverfahren der Fall ist.
Beim Gießen von MetaU in einer gekühlten oder nichtgekühlten Kokille war es zumindest bei Kokillen,
die wenigstens so lang wie der Strang waren, im Gegensatz zu dem kontinuierlichen Gießverfahren nach
der US-PS 35 17 725 üblich, die Metallschmelze in die Kokille durch deren Boden einzuleiten und den
Metallspiegel innerhalb der Kokille ansteigen zu lassen. Während solcher Gießvorgänge entsteht angrenzend
an die Kokille eine Strangkruste, und das geschmolzene Metall fließt innerhalb der Strangkruste vom Boden der
Kokille nsch oben. Dabei nimmt jedoch die Strangkruste innerhalb der Kokille während des Gießens bzw.
während des Füllens der Kokille eine Querschnittsfläche ein, die beträchtlich kleiner als 40% der Querschnittsfläehe
der Kokille ist. Da weiterhin der volumetrische Durchfluß in der Kokille relativ groß ist, tritt infolge des
relativ großen flüssigen Kerns an der Fest-Flüssig-Trennfläche ein Wasch- oder Spüleffekt überhaupt nicht
oder nur in einem geringen Maße auf. Falls nicht anderweitig gesteuert, kann die Erstarrungsgeschwindigkeit
nicht wirksam kontrolliert werden. Beim Erstarren kommt es daher zu dem unerwünschten
Wachstum von säulenförmigen Dentriten, deren Folge örtliche Konzentrationen von gelösten Stoffen, Seigerungseinschlüsse
und Mittellinienporosität sind. All dies sind unerwünschte Eigenschaften in der MikroStruktur
eines Strangs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wirkung der die Erstarrung steuernden Vorrichtungen
wenigstens zum größten Teil durch Steuerung des Einleitvorganges des geschmolzenen Metalls in die
Kokille zu erreichen und auf diese Weise ohne die kostspieligen und sperrigen Zusatzvorrichtungen auszukommen.
Gleichzeitig sollen die physikalischen und morphologischen Eigenschaften des gegossenen Metallblocks
verbessert werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs beschriebene Verfahren zum Gießen eines Metallblocks
nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckte Kokille geneigt angeordnet wird, daß
von einem Schmelzenvorrat aus geschmolzenes Metall durch den Bodenteil in die Kokille mit einer
Einfüllgeschwindigkeit eingeleitet wird, die bei der Querschnittsfläche der Kokille von 25,81 cm2 zwischen
239 bis 23,9 kg/cm2 · min liegt und bei der Querschnittsfläche
der Kokille von 967,74 cm2 zwischen 0,239 bis 4,78 kg/cm2 · min liegt und daß bei einer zwischen
diesen Werten befindlichen Querschnittsfläche der Kokille eine Einfüllgeschwindigkeit angewendet wird,
die zwischen den genannten Einfüllgeschwindigkeitsbereichen liegt, daß durch Anlegen einer Druckdifferenz
zwischen dem Schmelzenvorrat und dem Kopfteil der Kokille das geschmolzene Metall längs der Kokille
weitergeleitet wird, daß die Kokille unter Regulierung des Weiterleitens der Metallschmelze längs der Kokille
in einer solchen Weise gekühlt wird, daß eine erstarrte Strangkruste entsteht, die während des Gießens
mindestens 40% der Querschnittsfläche der Kokille einnimmt und die einen schmelzflüssigen Kern umgibt.
daß vom Schmelzenvorrat aus weitere Metallschmelze zugeführt wird, um die Strangkruste und den schmelzfliissiKen
Kern in Richtung auf den Kopfteil der Kokille
auszudehnen, und daß anschließend der Kern zum Erstarren gebracht wird.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen und die dadurch bewirkte Steuerung der Erstarrungsgeschwin-T
digkeit des Metallblocks während des Gießens werden insbesondere, aber nicht ausschließlich, beträchtlich
verbesserte Oberflächeneigenschaften erzielt, wie die Oberflächenglätte und Verteilung der Einschlüsse in der
Schicht unter der Oberfläche. Ferner wird für eine
i<> verbesserte MikroStruktur im Inneren des gegossenen
Metallblocks gesorgt.
Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist nach der Erfindung gekennzeichnet
durch einen Vorratsbehälter für geschmolzenes Metall,
Γ) eine dem Vorratsbehälter zugeordnete, geneigt angeordnete
Kokille, eine Gasdruckquelle zum Einleiten der Metallschmelze in die im Bodefiteil der Kokille
vorgesehene Öffnung, wobei die Druckgasquelle dem Vorratsbehä'ter so zugeordnet ist, daß zwischen dem
-» Vorratsbehälter und dem Kopfteil ier Kokille ein Differenzdruck anliegt, und eine Kühiinitieizufuhreinrichtung
zum Kühlen der Kokille. Die anliegende Druckdifferenz hat die Aufgabe, das Fließen der
Metallschmelze längs der Kokille zu regulieren. Die
-"> Kühlung «1er Kokille erfolgt in einer solchen Weise, daß
zunächst die gewünschte erstarrte Strangkruste entsteht und nach Beendigung des Gießvorgar.ges der
schmelzflüssige Kern zum Erstarren gebracht wird.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen und zweckmä-
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen und zweckmä-
i" ßige Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen
gekennzeichnet. Die Erfindung findet insbesondere zum Vergießen von Metallen Anwendung,
deren Schmelzpunkt in einem Bereich zwischen 1088 und 1643° C liegt.
'>'< Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll an Hand
von Zeichnungen erläutert werden. Es zeigt
F i g. 1 eine teilweise geschnittene, halbwegs schematische Seitenansicht einer nach der Erfindung ausgebildeten
Vorrichtung während des Gießvorganges,
■"' F i g. 2 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße
Vorrichtung längs der Linie 2-2 der F i g. 1 und
Fig.3 eine graphische Darstellung, in der die Einfüllgeschwindigkeit der Metallschmelze in bezug auf
Kokillen mit unterschiedlichen Querschnittsabmessun-
■>"> gen dargestellt ist.
In der Fig. 1 ist ein Schmelzenvorratsbehälter 10
dargestellt, der zweckmäßigerweise in Form einer Gießpfanne ausgebildet ist und beispielsweise eine zu
vergießende Stahlschmelze enthalten kann. Der Behäl-
">" ter 10 für den Schmelzenvorrat weist eine Abdeckung 12 auf, die mit Hilfe von Klemmen 14 mit dem
eigentlichen Behälter gasdicht verbunden ist. In der Abdec' uiig 12 ist eine Gaseiniaßöffnung 16 vorgesehen,
über die ein, den Behälter unter Druck setzendes Gas.
">'' beispielsweise Stickstoff, zugeführt werden hann. Die
Abdeckung 12 trägt ein in den Behälter 10 ragendes und in den Schmelzenvorrat eintauchendes, feuerfestes
Rohr 18, dessen Einlaßende nahe beim Boden des Behälters 10 angeordnet ist. Das Innere des Rohres 18
*>" steht mit einem Durchlaß 22 in Verbindung, der sich
durch einen auf der Abdeckung 12 angebrachten, feuerbeständigen Block 20 erstreckt. Ein Absperrorgan
23, das in der Zeichnung im geöffneten Zustand dargestellt ist und beispielsweise in Form eines
f·*> Schiebers oder Ventils ausgebildet sein kann, dient zur
Herstellung der Verbindung zwischen dem Durchlaß 22 und einer feuer- und hitzebeständigen Düse 24. Die
Düse 24 erstreckt sich in das untere linde einer Kokille,
die cine langgestreckte Form hut und beispielsweise
eine kreisförmige Qiierschnittsflaehe haben kann. Die
Kokille 26 ist gegenüber der Senkrechten geneigt. In der Praxis kann die Neigung beispielsweise 86" betragen.
Im Prinzip kann die Kokille aber auch senkrecht '<
angeordnet sein. Bei einer vertikalen Anordnung der Kokille würde jedoch der hydrostatische Druck des
geschmolzenen Metalls AnIaB zu Schwierigkeiten geben, die die senkrechte Ausrichtung der Kokille
unpraktisch machen. So müßte man die Wandung der "> Kokille verhältnismäßig dick ausbilden, und es wäre ein
relativ hoher Druck erforderlich, um das geschmolzene Metall nach oben in die senkrecht ausgerichtete Kokille
zu drücken. Bei einer senkrecht ausgerichteten Kokille würde aber andererseits das geschmolzene Metall eine ι'■
relativ kleine Meniskusfläche bzw. einen relativ kleinen Spiegel haben. Ein solcher kleiner Spiegel ist aber
erwünscht, was aus den folgenden Darlegungen hervorgeht. Eine waagerecht angeordnete Kokille
könnte nicht betrieben werden, da in diesem Fall der -"
Spiegel der Metallschmelze von dem einen Kokillenende zum anderen reichen würde. Das obere Ende der
Kokille 26 ist mit einer Kappe 28 versehen, die ein Lüftungsloch aufweist. Aus dem Lüftungsloch können
während des Gießvorganges Gase entweichen. Weiter- ''> hin liefert das Lüftungsloch durch den Austritt von
Metall eine Anzeige dafür, wann die Kokille mit Schmelze gefüllt ist. In der Fig. 1 ist die Kokille 26 in
einem Zustand dargestellt, bei dem ein Mittenabschnitt der Kokille weggeschmolzen ist. Es wird jedoch darauf J'1
hingewiesen, daß zu Beginn eines Gießvorganges die Kokille von unten bis oben kontinuierlich vorhanden ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich bei der Kokille 26 um eine
Opferkokille, die im Anschluß an das Füllen oder ü teilweise Füllen der Kokille mit geschmolzenem Metall
wegschmilzt. Bevor jedoch die Kokiiie wegschmiizt, erstarrt die Metallschmelze an der gekühlten Wandung
der Kokille. Dies wird noch im einzelnen erläutert. Rund um den Umfang der Kokille 26 ist eine Vielzahl sich in 4"
Längsrichtung erstreckender Rohre 27 angeordnet, die mit einem nichtdargestellten Kühlmittelvorrat in Verbindung
stehen. Das Kühlmittel, bei dem es sich beispielsweise um Wasser handeln kann, wird während
eines Gießvorganges gegen das Äußere der Kokille 4>
gespritzt. Zu diesem Zweck sind an den Rohren 27 Ventile oder Düsen 30 angebracht. Die Düsen 30
können von Thermopaaren 32 gesteuert werden, die in Achsrichtung beabstandet an der Seitenwand der
Kokille angebracht sind. Die Thermopaare 32, die die '"
ansteigende Temperatur in der Kokille erfassen, sind mit einer nichtdargestellten Sprüh- oder Düsensteuereinrichtung
verbunden, die während des gesamten Füllvorganges einer Kokille das Kühlmittel gegen den
unteren Endabschnitt der Kokille spritzt und den " Vorschub einer Kühlfront längs eines axialen Abschnitts
der Kokille vor und hinter dem Spiegel 33 der
Metallschmelze innerhalb der Kokille während des Füllens vorsieht, wohingegen ein Stück hinter dem
fortschreitenden Spiegel auf einer in der F i g. t mit 35 w
bezeichneten Strecke das Anspritzen der Kokille mit dem Kühlmittel eingestellt wird, so daß im Bereich der
Strecke 35 die Kokille von der Sirangkruste wegschmilzL
Die Kokille 26 ist aus einem Metall hergestellt, das sich durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit in einem ·"
Bereich von etwa 0^0cal/cm - °C - see bis 0,65 caJ/
cm - °C · see auszeichnet und einen Schmelzpunkt in
einem Bereich von etwa 476 bis 754" C hat Die Kokille kann eine Wandstärke in einem Bereich von etwa
1.27 mm bis 12.70 iiiiii haben. Die Kokillenlänge kann
etwa 7.62 in bis bO.Sb m betragen. Fine derartige Kokille
kann man verwenden, um einen Strang aus einem Metall zu gießen, das einen Schmelzpunkt in einem Bereich von
etwa 1088" C bis 1643" C hat und eine maximale
Wärmeleitfähigkeit von etwa 0.25 cal/cm ■ ~C · see
aufweist. Die beschriebene Kokille stellt lediglich die gegenwärtig bevorzugte Ausfuhrungsform dar. Zur
Verwendung mit der erläuterten Gießtechnik sind auch andere Arten von Kokillen geeignet, die vom Boden her
gefüllt werden.
Die Kokille 26 wird von säulenartigen Stützen 34 getragen, die in Axialrichtung der Kokille bcabstandet
sind. Im einzelnen wird dazu auf die Darstellung nach den Fig. 1 und 2 verwiesen. Das Oberteil einer solchen
Stütze 34 ist in der F i g. 2 im einzelnen dargestellt. Die Kokille 26 steht mit der Stützanordnung mehr oder
weniger nur in einem linientörmigen Kontakt, so daß
das Kühlmittel im wesentlichen die gesamte Oberfläche der Kokille bedecken kann. Auf diese Weise soll ein
vorzeitiges Schmelzen der Kokille verhindert werden. Auf dem oberen Ende der säulenförmigen Stütze 34
befindet sich ein hohler, an den Enden offener Metallkasten 36, der aus einem Material hoher
Wärmeleitfähigkeit besieht und einen V-förmigen Einschnitt 38 aufweist. Der Einschnitt 38 nimmt die
Kokille 26 in der gezeigten Weise auf.
Die Stützen 34 tragen ein Sammelbecken 40. das sich unterhalb der Kokille 26 erstreckt und dazu dient, das
gegen die Kokille 26 gespritzte Kühlmittel aufzufangen. Weiterhin nimmt das Sammelbecken 40 die beim
Wegschmelzen der Kokille 26 auftretende Metallschmelze auf. Das Sammelbecken 40 ist mit einer
Schutz- oder Ablenkwand 42 ausgerüstet, die das Kühlmittel und das geschmolzene Metall der Kokille
abfängt. Das Säinrneibecken 40 kanri mit csnern
geeigneten, nicht dargestellten Abfluß ausgerüstet sein. Es kann in periodischen Abständen von dem anfallenden
Metall gesäubert werden. Das von der Kokille herabfallende Metall befindet sich in geschmolzenem
Zustand und erstarrt, sobald es in Berührung mit dem im Sammelbecken befindlichen Wasser kommt.
Die F i g. 1 zeigt die dargestellte Vorrichtung während eines Gießvorganges, d. h. während des
Einfüllens der Metallschmelze in die Kokille 26 und vor der Beendigung dieses Einfüllvorganges. Vor Beginn
des Gießens und während de« Zusammenbaus der
Kokille 26 mit der Gießdüse 24 wird eine Menge eines typischen Gießpulvers in den unteren Abschn'U der
Kokiiie gegeben, und zwar im allgemeinen in einem Kunststoffbehälter, der beim Zusammentreffen mit
Metallschmelze verbrennt, so daß das darin enthaltene
Pulver gegenüber der Metallschmelze freiliegt Das Pulver verflüssigt sich an der Grenzfläche mit dem
Metall und schwimmt dann infolge seiner geringeren Dichte auf dem Metallspiegel, wie es an der Stelle 44 in
der F i g. 1 dargestellt ist Die Wirkung des Pulvers geht aus der nachfolgenden Darstellung hervor. Zum
Einleiten dies Gießvorganges wird unter Druck stehen^
des Gas über die Gaseinläßöffnung t& in den
Schmelzenvorratsbehäker tft eingelassen; Die Folge
davon ist, daß geschmolzenes Metall! in das Einlaßende
des Rohres 18 fließt und über das Rohr t8tund-den Block
2».bei-geöfmetem Absperrorgan 23 duFcb. die Düse 24.in
den Boden oder unteren Teil. deE Kokiiie 26 gelangt Die
Fallgeschwindigkeit der Kokille wird" von dem ansteigenden Gasdruck in» Schmejzenvorratsbehälter. IO
gesteuert. Während der Füllstand in der Kokille /unimmt. ersiarrl ilas geschmolzene Meiall. das mil der
gekühlten Kokille in Berührung kommt, /u einer Kruste
46. die wenigstens 4011Zn der Qucrschnitlsfläehe der
Kokille einnimmt und einen Kern 48 aus fließender Metallschmelze umgibt. Der Eintritt des geschmolzenen
Metalls in die Kokille erfolgt in einer solchen Weise, daß der fL'.:.sige Kern 48 die teilweise durch die Kruste 4f>
gebildete l;est-FlüssigTrcnnfläehe in einer solchen
Weise durchspült, daß während des Füllens der Kokille κ das säulenförmige dendritische Wuchstun, verhindert
wird. Man nimmt an. dal.! die Spülwirkung ties
geschmolzenen Kerns zu einem wenigstens partiellen gleichgerichteten dendritischen Wachstum führt, und
andere Mikrostrukturen möglich sind. Die Spülwirkung . des flüssigen Kerns verhindert die Ausbildung einer
sogenannten breiigen Zone zwischen dem wirklich flüssigen Kern und der erstarrenden Kruste 46. Auf
diese weise wird der gewünschte WänjiegiYiuie-ni 7um
geeigneten Erstarren des Strangs gefördert. Ein -"> derartiger Wärniegradient existiert sowohl in der
Längsrichtung als auch in der Querrichtung in bezug auf die Achse des Strangs. Der axiale Gradient ist in dem bei
der Düse befindlichen Ende des Strangs am größten. Gelöste Stoffe haben die Neigung, gleichmäßig durch -■
den Strang gehend dispergiert zu werden. Ein Teil der Einschlüsse wird von dem Gießpulver 44 eingefangen,
wenn das flüssige Metall beim Füllen der Kokille über oder durch das Gießpulver flutet. Seine chemische und
physikalische Wirkung während des Gießvorganges ;*· kann man der LIS-PS 36 93 697 entnehmen. Die
obenerwähnten Einschlüsse, die vor der Erstarrung gebildet werden, sind hauptsächlich Oxid«, die bei hohen
Temperaturen stabil sind. Während der Erstarrung gebildete Einschlüsse sind meistens Sulfide, Telluride. r>
Arsenide, Nitride und einige Oxide. Die üblichen Einschlüsse in Stahl sind Verbindungen aus verschiedenartigen
gelösten Stoffen oder Reduktionsmitteln, die in Stahl verwendet werden und sich mit Sauerstoff.
Schwefel und weniger häufig mit Stickstoff verbinden. '" Die obenerwähnten gelösten Stoffe, beispielsweise in
Stahl, sind andere Elemente als Eisen, beispielsweise Legierungselemente. Das Druckgießen des Strangs wird
beendet, wenn die Kokille 26 bis zu ihrem oberen Ende gefüllt ist. Zum Beendigen des Füllens der Kokille wird !"·
das Absperrogan 23 geschlossen, und die noch im Betrieb befindlichen Kühlmitteldüsen werden abgestellt.
Nachdem alle Kühlmitteldüsen abgesteMlt sind, steigt in
den verbleibenden Abschnitten der Kokille die Temperatur an. Auf diese Weise werden die restlichen Teile der ">'■
Kokille weggeschmolzen, so daß lediglich der Strang verbleibt, der dann wie zuvor die Kokille von den
säulenförmigen Stützen 34 getragen wird. Allerdings wird derjenige Abschnitt der Kokille 26. in dem sich die
Kappe 28 befindet, nicht abgeschmolzen. Das auf diese Weise gewonnene Metallgußstück weist unter anderem
bessere Oberflächeneigenschaften auf. Sofern es erwünscht ist. kann man von einem einzigen Vorratsbehälter
aus gleichzeitig mehrere Kokillen mit Metallschmelze füllen. Obwohl das erfindungsgemäße Gießverfahren
unter Anwendung des Druckgießens von geschmolzenem Metall erläutert wurde, kann man die Kokille 26
auch unter Anwendung der Vakuumgießtechnik füllen. Somit kann man die Kokille vom Boden her auch unter
Anwendung andererCüeßverfahren füllen.
Das zu vergießende Metall ist rostfreier oder legierter Stahl nach der amerikanischen Norm AISI-304
mit einer Zusammensetzung von maximal 0.08% C. maximal 2.0% Mn. maximal 1,0% Si, 18 bis 20% Cr, 8.0
bis !!% Ni. maximal 0.040% P. maxima! 0.030% S und
Rest Fe. Die Solidustemperatur beträgt 1427" C und die
Liquidustemperatur 1510'C. Die Wärmeleitfähigkeit ist
0,031 cal/cm · 0C · see bei lOOX. Der Werkstoff der
Kokille ist eine Aluminium-2024-Legierung mit einer Zusammensetzung aus 4.5% Cu. 1.5% Mg. 6% Mn und
Rest Al. Die Solidustemperatur beträgt 502"C. und die
Liquidustemperatur liegt bei 638°C. Die Wärmeleitfähigkeit ist 0.45cal/cm · °C ■ see bei 25°C. Die Kokille
ist 30.48 m lang. Sie hat eine Wandstärke von 4,75 mm. Der Innenquerschnitt beträgt 100 mm · 100 mm. Die
Kokillenfüllgeschwindigkeit beim Druckgießen beträgt 4,834 kg/cm: · min (483.4 kg/min). Der flüssige Kern hat
einen Durchmesser von etwa 50,8 mm. Die Fließgeschwindigkeit des flüssigen Kerns beträgt etwa
31.39 m/min.
In der Fig. 3 ist eine Grafik dargestellt, die verschiedene Metalleinfüllgeschwindigkeiten unter Bezugnahme
auf Kokillen mit unterschiedlichen Querschnittsflächen zeigt. Daraus kann man entnehmen, daß
eine Kokille mit einer Querschnittsfläche von 25,81 cm2
mit einer Geschwindigkeit zwischen etwa 2.39 und 23,9 kg/cm2 · min mit Metallschmelze gefüllt werden
soll. Weiterhin zeigt die Grafik, daß eine Kokille mit einer Querschnittsfläche von 967.74 cm2 mit der Metallschmelze
mit einer Einfüllgeschwindigkeit zwischen etwa 0,239 bis 4,78 kg/cm2 · min gefüllt werden soll,
woraus man eine nichtlineare Beziehung erkennt. Kokillen, deren Querschnittsflächen zwischen den
genannten Querschnittsabmessungen liegen, werden mit Geschwindigkeiten gefüllt, die zwischen den
genannten liegen. Dazu wird auf die Grafik verwiesen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Verfahren zum Gießen eines Metallblocks in einer Kokille langgestreckter Form und mit einer
Querschnittsfläche zwischen 25,Sl und 967,74 cm2 und einer Länge, die wenigstens so lang wie der zu
gießende Metallblock ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die langgestreckte Kokille geneigt angeordnet wird, daß von einem Schmelzenvorrat
aus geschmolzenes Metall durch den Bodenteil in die Kokille mit einer Einfüllgeschwindigkeit eingeleitet
wird, die bei der Querschnittsfläche der Kokiile von
25,81 cm2 zwischen 239 bis 233 kg/cm2 · min liegt
und bei der Querschnittsfläche der Kokille von 967,74 cm2 zwischen 0,239 bis 4,78 kg/cm2 · min liegt
und daß bei einer zwischen diesen Werten
' befindlichen Querschnittsfläche der Kokille eine Einfüllgeschwindigkeit angewendet wird, die zwischen
den genannten Einfüllgeschwindigkeitsbereichen liegi, daß durch Anlegen einer Druckdifferenz
zwischen dem Schmelzenvorrat und dem Kopfteil
der Kokille das geschmolzene Metall längs der Kokille weitergeleitet wird, daß die Kokille unter
Regulierung des Weiterleitens der Metallschmelze längs der Kokille in einer solchen Weise gekühlt
wird, daß eine erstarrte Strangkruste entsteht, die während des Gießens mindestens 40% der Querschnittsfläche
der Kokille einnimmt und die einen schmelzflüssigen Kern umgibt, daß vom Schmelzenvorrat
aus weitere Metallschmelze zugeführt wird, um die Strar.gkruste und den schmelzflüssigen Kern
in Richtung auf den Kopfteil der Kokille auszudehnen, und daß anschließend oer Kern zum Erstarren
gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall der Kokille eine Wärmeleitfähigkeit
von O^Ocal/cm · °C · s bis 0,65 cal/
cm · °C - shat.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einleiten der Metallschmelze
ein Gießpulver in die Kokille gegeben wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehender Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Kokille verwendet wird, die aus einem Metall relativ hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist und eine
relativ dünne Kokillenwand aufweist, und daß bei der Kühlung der Kokille wenigstens ein Teil der
Kokillenwand mit Kühlmittelstrahlen gekühlt wird und wenigstens einige der Kühlmittelstrahlen
während des Füllens der Kokille abgeschaltet werden, um wenigstens einen Teil der Kokillenwand
von dem Metallblock wegzuschmelzen.
5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet
durch einen Vorratsbehälter (10) für geschmolzenes Metall, eine dem Vorratsbehälter zugeordnete,
geneigt angeordnete Kokille (26), eine Gasdruckquelle (17) zum Einleiten der Metallschmelze in die
im Bpdenteil der Kokille vorgesehene öffnung, wobei die Druckgasquelle (17) dem Vorratsbehälter
(10) so zugeordnet ist, daß zwischen dem Vorratsbehälter (10) und dem Kopfteil der Kokille ein
Differenzdruck anliegt, und eine Kühlmittelzufuhreinrichtung (27,30) zum Kühlen der Kokille.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Vergießen von Metall mit einem SchmelzDunkt zwischen 1088 und 1643°C das
Kokillenmaterial einen Schmelzpunkt zwischen 476 und 754° C besitzt und die Kokille eine Wandstärke
zwischen 1,27 und 12,70 mm aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelzufuhreinrichtung
absperrbare Kühlmitteldüsen (30) enthält.
8. Vorrichtung nach einem der Anspräche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Stützelemente (34)
vorgesehen sind, die mit der Kokille (26) Jjzw. nach
deren Wegschmelzen mit dem Metallblock (46, 48) in ünienförmigem Kontakt stehen.
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DE19782830523 DE2830523C2 (de) | 1978-07-12 | 1978-07-12 | Verfahren zum Gießen eines Metallblocks in einer Kokille und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens |
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DE19782830523 DE2830523C2 (de) | 1978-07-12 | 1978-07-12 | Verfahren zum Gießen eines Metallblocks in einer Kokille und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens |
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DE2830523A1 DE2830523A1 (de) | 1980-01-31 |
DE2830523C2 true DE2830523C2 (de) | 1983-08-18 |
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DE (1) | DE2830523C2 (de) |
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US3517725A (en) * | 1968-02-14 | 1970-06-30 | Technicon Corp | Continuous casting process and apparatus |
US3693697A (en) * | 1970-08-20 | 1972-09-26 | Republic Steel Corp | Controlled solidification of case structures by controlled circulating flow of molten metal in the solidifying ingot |
-
1978
- 1978-07-12 DE DE19782830523 patent/DE2830523C2/de not_active Expired
Also Published As
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