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Glutaufsatz für eine Barrengießform Es ist bereits bekannt, die Gießformen
für Barren oder Blöcke mit einem zum Warmhalten des Barrenkopfes dienenden, aus
einem ausgekleideten Gehäuse bestehenden Glutaufsatz zu versehen, der in die Gießform
hineinreicht. Ferner ist es bekannt, einen derartigen Glutaufsatz aus mehreren Teilen
herzustellen, die nach dem Gießen bis auf einen mit dem Barrenkopf in Berührung
bleibenden letzten Teil einzeln abgehoben werden.
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Bisher ist es gebräuchlich gewesen, solche Glutaufsätze aus Lehm oder
sonstigem keramischen Stoa zu formen und zu brennen und nach dein Gießen mittels
zweier Zungen vom Barren abzustreifen. Da jedoch der keramische Stoff unter der
Hitze, der er ausgesetzt ist, springt, reißt der Aufsatz oder seine Einzelstücke
während des Abstreifens entzwei, so daß nur der oberhalb der Sprünge befindliche
Teil ohne weiteres abgehoben werden kann. Das zurückbleibende Stück mußte mittels
eines Brecheisens abgeschlagen werden, was wegen der starken vom Barren ausgestrahlten
Hitze eine unerwünschte Arbeit ist. Auch gelingt es im allgemeinen nicht, auf diese
Weise den gesamten Werkstoff des Aufsatzes wegzuschaffen. Vielmehr gelangt ein Rest
zusammen mit dem Barren in die Ausglühgrube. Dort schmilzt häufig der Rest, und
die Schmelze läuft auf den Barrenseiten zum Grubenboden herunter, so daß durch Ansammlung
des geschmolzenen Werkstoffes am Grubenboden die Grubentiefe allmählich abnimmt.
Der in der Grube angesammelte Stoff des Glutaufsatzrestes bildet mit andern hinzukommenden
Unreinigkeiten eine Schlacke, die als Isolation für die gesamte Unterfläche des
Barrens wirkt. Infolgedessen bilden sich in der Nähe dieser Unterfläche winzige
Risse, die beim späteren Walzen des Barrens in die Erscheinung treten.
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Die Behebung dieser iVIißstände gelingt gemäß der Erfindung dadurch,
daß die Auskleidung ein wenig oberhalb des unteren Endes des Glutaufsatzgehäuses
aufhört und der mit dem oberen Barrenende in Berührung gelangende Bestandteil des
Aufsatzes unter die Auskleidung und das Gehäuse hinabreicht. Dieser abnehmbare,
der Glut widerstehende Bestandteil kann leicht am Glutaufsatz befestigt werden,
da er sich innerhalb des Glutaufsatzes befindet. Ferner ist er, da er unter das
Ende des Glutaufsatzgehäuses hinabreicht, der einzige finit dem Barren in Berührung
kommende Teil. Infolgedessen ist das Gehäuse leicht von diesem Bestandteil abzustreifen.
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Auf der Zeichnung ist .
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Abb. i eine Oberansicht auf einen gemäß der Erfindung durchgebildeten
Glutaufsatz.
Abb. 2 ist ein lotrechter Schnitt nach der Linie 2-2
der Abb. i, gesehen in Richtung der Pfeile.
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Abb. 3 ist ein Schaubild.
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Abb. 4, 5 und 6 sind Teilstücke j e eines lotrechten Querschnittes
durch abgeänderte Ausführungsformen.
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Ein Gehäuse (Abb. i bis 3) ist aus vier gesonderten Stücken 2 bis
5 zusammengesetzt, die an ihren Ecken mit nach außen gerichteten Augen 6 und 7 zur
Aufnahme von Verbindungsschrauben 8 versehen sind. Das Gehäuse kann auch als eine
einzige zusammenhängende Einheit gegossen werden; in jedem Fall ergibt sich, wenn
der Aufsatz in das Maul einer Form M eingebracht ist, zwischen der Formwand und
dem Gehäuse ein enger Spielraum C, der sich vollständig um das Gehäuse herum erstreckt.
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Das Gehäuse kann mit einem oder mehreren Sätzen von einander gegenüber
angeordneten Zapfenpaaren io, i i zum Anschließen von Hebehaken versehen sein. Der
eine Satz io, io wird in der Nähe des Schwerpunktes des Glutaufsatzes angeordnet
und der andere Satz i i, i i mehr in der Nähe des oberen Aufsatzendes. Der zweite
Satz 'wird beim Abstreifen des Glutaufsatzes von der Form und der erste Satz dann
benutzt, wenn der Aufsatz zur Beseitigung von Fehlern oder für Ausbesserungen nach
oben gedreht werden soll.
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Das Gehäuse ist von seinem unteren Rande ab ein wenig nach innen verjüngt
und oben innen mit einem Futter 15 aus feuerfestem Stoff versehen, zweckmäßig in
der Gestalt einer größeren Anzahl von miteinander verzapften Ziegeln 15. Die Ziegel
sind stehend auf einer einwärts gerichteten Leiste 16 angeordnet, die in kleinem
Abstand vom unteren Rand um das Gehäuse herumreicht und mit der Gehäusewand aus
einem Stück besteht. Zwischen den Außenflächen der Ziegel und dem Gehäuse verbleibt
ein enger freier Spalt 17, so daß die Ziegel, wenn sie beheizt werden, sich
ausdehnen können; denn beim Fehlen dieses Spaltes würde etwas von dem Futterstoff,
der nicht imstande sein würde, unter der Hitze, der er ausgesetzt ist, sich auszudehnen,
reißen oder zerbröckeln und auf diese Weise nach einem oder mehreren Güssen ungeeignet
für weitere Benutzung sein. Indessen ist es möglich, den Spielraum -%vegzulassen,
indem das obere Futter aus solchem feuerfesten oder isolierenden Stoff hergestellt
wird, der eine nahezu vernachlässigbare Ausdehnung oder Zusammenziehung hat, wie
z. B. sogenannte Sägemehlziegel.
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Die inneren Flächen der Ziegel 15' sind von unten nach oben entsprechend
der Schieflage des Gehäuses ein wenig nach innen geneigt. Diese Bauart liefert in
der Praxis gute Ergebnisse; jedoch können die Ziegel andere Gestalt haben, im Hinblick
auf die -größtmögliche Beseitigung von Lunkern im Barren bei kleinstem Stahlaufwand
im Aufsatz. Auf diese Weise könnten, da der Barreneinguß in der Regel Kegelform
hat, die Ziegel des oberen Umgangs in gleicher Gestalt angefertigt sein. Der obere
Umgang von Ziegeln 15' bildet einen dauernden Bestandteil des gesamten Glutaufsatzes.
Solche Aufsätze werden für eine größere Anzahl von Güssen benutzt, indem sie nach
der Beendigung jedes Gusses mit dem Gehäuse von der Form entfernt werden. -Ferner-bildet
ein unterer Umgang 2o aus feuerfestem Werkstoff, der aus Ziegeln 2o' angefertigt
ist, ein Futter für den unteren Teil des Gehäuses in der Nähe der Schulter 16 und
unterhalb derselben. Ebenso wie beim oberen Umgang sind diese Ziegel 2o' ineinander
verfalzt. Dieser Umgang aus Ziegeln bedeckt vollständig die Gehäusefläche sowohl
unterhalb der Leiste 16 als auch unterhalb des unteren Gehäuserandes (Abb.2), so
daß die untere Fläche der unteren Ziegel (2o) während des Gießens auf der oberen
Fläche des Barrens ruht. Die den unteren Umgang bildenden Ziegel oder der sonstige
feuerfeste Werkstoff o. dgl. sind am Gehäuse mittels Stiften 21 aus Holz oder sonstigem
schmelzbarem, zerbrechlichem oder brennbarem Stoff befestigt und werden vom Gehäuse
getragen. Die Stifte reichen durch die Ziegel hindurch in Löcher 22 im unteren Rand
des Gehäuses (Abb. 2,). .
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Mit den Ansätzen 6 und 7 aus einem Stück angefertigte Nasen 23 reichen
von den Ansätzen nach außen und vermögen auf Holzklötzen 24 oder sonstigen Untersätzen,
die auf dem oberen Ende der Form angeordnet sind, zu ruhen. Sie unterstützen den
Glutaufsatz, wobei der untere Umgang der Ziegel und der untere Mantelteil des Gehäuses
um eine Strecke in die Form hinabreichen (Abb. 2).
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Vor dem Eingießen des Metalls wird der Glutaufsatz oberhalb der Form
mittels der Klötze 24 in der aus Abb. 2 ersichtlichen Weise abgestützt, so daß sowohl
das untere Ende des Gehäuses als auch der untere Umgang der Ziegel in die Form hinabreichen,
hingegen das Gehäuseende wegen des engen Spaltes C mit der Form außer Berührung
bleibt. Alsdann wird durch den Glutaufsatz hindurch das geschmolzene Metall rasch
in die Form gegossen, bis es darin weit genug ansteigt, um in den Spalt C einzutreten.
Darin erstarrt es rasch durch Abkühlung, so daß es an dieser Stelle einen Verschluß
bildet. Nunmehr wird das Eingießen des Metalls mit kleinerer Geschwindigkeit fortgesetzt,
bis sein
Spiegel an eine Stelle im Aufsatz gebracht ist, gewöhnlich
2, 5 bis 15 cm unterhalb des oberen Endes, was vom Wärmezustand undvon der physikalischen
Beschaffenheit des zu gießenden Stahles abhängt. Alsdann werden die Holzklötze 24
oder sonstigen Halter weggeschlagen, so daß der Glutaufsatz die Möglichkeit erhält,
mit dem Metall zusammen bei dessen Schwinden in die Form einzusinken, wodurch freies
Schwimmen des Glutaufsatzes verbürgt wird. Auf diese Weise wird dem Barren jeglichesBestreben
genommen, hängenzubleiben, d. h. auf eine gewisse Länge sich an den Aufsatz anzuhängen.
Dieses Hängen-oder Steckenbleiben des Barrens am Glutaufsatz ist höchst unerwünscht,
weil es die Neigung hat, Sprünge im Barren herbeizuführen; sobald beim erfundenen
Glutaufsatz die Klötze 2d. entfernt sind, wird der Glutaufsatz vollständig auf den
Barren selbst abgestützt; er kann somit diesem bei dessen mit der Abkühlung verbundenen
Schwinden frei folgen.
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-Nachdem der Barren sich hinreichend abgekühlt hat, um das Wegnehmen
des Glutaufsatzes zu ermöglichen, werden zwei Hebehaken unter die Zapfen i i eingebracht
und das Gehäuse und der obere Umgang aus Ziegeln als einheitliches Gebilde von der
Form abgehoben, während der untere Umgang von Ziegeln beim Abstreifvorgang sich
selbsttätig vom Gehäuse und vom oberen Umgang trennt und auf dem Barren verbleibt;
denn die hölzernen oder schmelzbaren Stifte 21 sind während des Gießvorganges infolge
der starken Hitze, der sie ausgesetzt waren, verbrannt oder zerbrochen worden und
sind somit nicht mehr imstande, den unteren Umgang von Ziegeln zu tragen. Dieser
kann nunmehr mittels einer Stange o. dgl. leicht vom Barren weggebrochen werden;
diese Arbeit ist verhältnismäßig einfach, weil dieser Umgang aus gesonderten Stücken
oder Ziegeln angefertigt ist, die leicht auseinander treten, und weil das gesamte
Volumen des Umgangs, d.li. seine Werkstoffmenge, verhältnismäßig klein ist. In der
Tat kann es unter gewissen, häufig vorkommenden Umständen für unnötig erachtet werden,
den unteren Umgang überhaupt vom Barren zu entfernen. Vielmehr kann man es zulassen,
daß der Werkstoff des Umgangs mit dem Barren zusammen in die Ausglühgrube gelangt;
denn selbst wenn die gesamte Menge dieses Werkstoffes zu der Zeit, in der der Barren
die Grube erreicht, auf dem Barren verbleiben sollte, ist seine Gesamtmenge beträchtlich
kleiner als diejenige, die gemäß der bisherigen Übung auf dem Barren verbleibt,
außer wenn ungewöhnliche Anstrengungen gemacht werden, um sie zu entfernen. Die
verbleibende Menge reicht somit für gewöhnlich nicht aus, um eine unerwünschte Ansammlung
von Schlacke in der Ausglühgrube herbeizuführen oder sonstwie bei der Behandlung
des Barrens zu stören.
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Nach dem Wegnehmen von der Form kann der Glutaufsatz gestützt und
abkühlen gelassen werden, so daß ein neuer unterer Umgang aus Trennschichtwerkstoff
wie Ziegeln leicht aufgestiftet werden kann. Ferner kann das Ausflicken und jede
sonstige beim oberen Umgang erforderliche Ausbesserung leicht durchgeführt werden,
so daß der Glutaufsatz für einen zweiten Guß instand gesetzt wird. Z. B. kann die
Innenfläche des Aufsatzes mit einem Bezug aus Bessemerbirnenfutterstoff oder einer
sonstigen Oberflächenbekleidung versehen werden, die beim Abstreifen des Glutaufsatzes
als eine Abspaltfläche wirkt. Da der obere Umgang aus Ziegeln sich innerhalb des
Glutaufsatzgehäuses frei ausdehnen und zusammenziehen kann, sind diese Ziegel eine
beträchtliche Anzahl von Malen benutzbar, bevor sie dermaßen springen oder abgenutzt
sind, daß sie der Erneuerung bedürfen; hingegen ist natürlich das Gehäuse selbst
so ziemlich unbeschränkt benutzbar. Auf diese Weise werden praktisch nur die Ziegel
des unteren Umgangs und die abschmelzbaren Stifte oder sonstigen Befestigungsmittel
nach jedem Guß und die Ziegel des oberen Umgangs in verhältnismäßig beträchtlichen
Zwischenzeiten erneuert.
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Unter den gewöhnlichen Betriebsbedingungen empfiehlt sich die Verwendung
der Holzklötze 24 als Mittel zum Abstützen des Glutaufsatzes auf die Gießform. Indessen
könnten die Klötze aus irgendeinem zusammendrückbar en Werkstoff von solcher Beschaffenheit
angefertigt werden, daß sie dem Glutaufsatz erlauben, dem Barren bei dessen Schwindung
nach unten zu folgen. Unter diesen Voraussetzungen können die Klötze während des
gesamten Gusses an ihrem Platze verbleiben.
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Nach Abb. q. wird statt eines unteren Umganges aus feuerfestem Werkstoff
ein gekrümmtes Metallschild 30 verwendet, das um den inneren Umfang der Form
unterhalb der oberen Auskleidung 15 herumreicht und mittels abschmelzbarer Stifte
21 an seinem Platz. festgehalten wird. Dieses Metallschild wird von der Spiegelfläche
des noch flüssigen Barrens berührt, wenn die Gießform hinreichend gefüllt ist, uni
das Metall bis zur Höhe der Platte hinaufzubringen, und nach dem Ausfallen des Befestigungsmittels
bleibt das Schild frei auf dem Barren liegen, wenn das Gehäuse und die obere Auskleidung
des Glutaufsatzes vom Barren abgestreift wird. Das Schild weist ein gekrümmtes Hauptstück
und in der Nähe seines oberen Umfangs einen kleinen, nach außen gerichteten Flansch
3o'
auf, der unter das benachbarte Stück des oberen Umgangs aus
Ziegelwerk hineinreicht. Das gekrümmte Stück des Schildes reicht über das Gehäuse
nach außen, so daß es den Spalt zwischen dem Glutaufsatz und der Gießform überspannt
und somit an dieser Stelle zwischen den Teilen einen Abschluß bildet, der den durch
das erstarrte Metall gebildeten Abschluß ergänzt oder ersetzt.
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Nach Abb. 5 ist der obere Umgang aus Ziegeln im Glutaufsatz auf dessen
Innenseite mit Metall ausgekleidet. Dieses Metall hat die Gestalt einer gegossenen
Muffe 32 mit einem nach außen gerichteten, eine Schulter liefernden Flansch 32'
an ihrem unteren Ende. Auf dem Flansch ruht die Ziegelauskleidung 4.o, die ihrerseits
auf der Leiste 16 ruht. Daher bildet die Ziegelauskleidung 40 zwischen der Metallmuffe
32 und dem Gehäuse eine @Isolierungsschicht, füllt jedoch für gewöhnlich den Raum
zwischen diesen Teilen nicht ganz aus. Vielmehr ist ein Spalt 17 belassen, um die
Ausdehnung der Ziegel zü ermöglichen. Ferner wirkt der Spalt als Wärmeisolation
durch eine Luftschicht. Mit dem innerhalb des Aufsatzes befindlichen flüssigen Metall
kommt die Metallmuffe 32 in Berührung. Nachdem der Barren gegossen ist, wird der
Aufsatz samt der feuerfesten Schicht 4.o und dem Gehäuse i abgestreift; dabei bleibt
der untere Umgang aus Ziegeln 20 auf dem Barren liegen, nachdem er durch das Abschmelzen
der Stifte 21 losgelassen worden ist.
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Nach Abb. 6 ist das obere Futter 15 ebenfalls mit Metall ausgekleidet,
zweckmäßig in der Gestalt eines verhältnismäßig dünnen Bleches, welches längs der
feuerfesten Schicht herumreicht und gegen diese sich anlegt, also zwischen der feuerfesten
Schicht und dem im Aufsatz befindlichen geschmolzenen Metall liegt. Der unterhalb
der Leiste 16 befindliche Rand des Gehäuses ist nach unten und außen gekrümmt und
die Metallauskleidung 34 in gleichartiger Weise gekrümmt und hinreichend weit über
das Gehäuse hinausgeführt, um den Spalt C zu überdecken. Um anfänglich die Metallauskleidung
im Glutaufsatz zu erhalten, ist die Auskleidung in ihrem oberen Ende mit mehreren
kleinen Lappen 3q.' versehen, die nach dem Ansetzen der Auskleidung über den benachbarten
feuerfesten Werkstoff umgelegt werden. Wird nach dem Gießen des Barrens der Glutaufsatz
von der Gießform abgestreift, so ist die Haftung der Auskleidung an dem im Glutaufsatz
befindlichen Metall größer als der von diesen Lappen dargebotene Widerstand, so
daß diese sich geradestrecken und die Abstreifung des Gehäuses und des feuerfesten
Futters zulassen, während die metallische Auskleidung 34 auf dem Barren verbleibt
und mit diesem in die Ausglühgrube gelangt. Daher wird durch die Benutzung sowohl
dieser als auch der in Abb. d. gezeichneten Ausführungsform die 'Überführung irgendwelchen
feuerfesten Werkstoffes zusammen mit dem Barren nach der Ausglühgrube vermieden.
Die kleine Menge von unverbrauchtem Metall, die je nach dem Fall vom Schild 30 oder
von der Auskleidung 34 her zurückbleibt, ist während der Behandlung des Barrens
in der Ausglühgrube durchaus unschädlich. Natürlich muß jedesmal vor der Wiederbenutzung
des Glutaufsatzes eine neue Metallauskleidung eingesetzt werden; aber der feuerfeste
Werkstoff braucht nur nach verhältnismäßig langen Zwischenzeiten erneuert zu werden,
weil er durch die Metallauskleidung geschützt und mit dem im Glutaufsatz befindlichen
geschmolzenen Metall außer Berührung gehalten wird.