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Verfahren zum Herstellen von Kupferblechen und -stangen durch Auswalzen
keilartig gestalteter Barren Metalle in Blöcke zu gießen und die Blöcke dann zu
Blechen o. dgl. auszuwalzen, ist an sich allgemein bekannt. So beschreiben die amerikanischen
Patentschriften i o61 467 und i 246 738 dieses Verfahren bei der Verarbeitung von
Gußstahl, der zu Klötzen von mehreren Tonnen Gewicht in Formen gegossen und dann
im Walzwerk ausgewalzt wird.
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Die Erfindung betrifft ausschließlich die Verarbeitung,von Kupfer,
das zunächst in sogerlannte Kuchen oder flache Barren von 6o bis 7o kg Gewicht in
eigenartiger Weise gegossen und dann sofort in einem Walzwerk mit Oberwalze, Unterwalze
und seitlichen Walzen von allen vier Seiten angegriffen zu Langblechen oder Stangen
ausgewalzt werden kann.
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Die in gewöhnlicher Weise hergestellten Kupferbarren zeigen häufig
Zonen und Flekken verschiedener Färbung und beim Härten eine rauhe Oberfläche und
schwitzen aus, so daß beim nachfolgenden Auswalzen des Barrens das Blech nicht gleichmäßig
glatt ausfällt und infolge der Flecken und Zonen hellerer Färbe keine gleichmäßig
rote Oberfläche erhält. Diese Nachteile werden durch das neue Verfahren vermieden,
das im wesentlichen darin besteht, daß mehr oder weniger keilartig gestaltete, in
einteiligen Formen mit abnehmbarem Deckel oder Boden geformte Barren hochkantig
stehend gegossen und so durch die Walzen hindurchgeführt werden, daß diese nur mit
den glatten Seitenflächen der Barren in Berührung kommen.
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Das Gießen von Blöcken aus Eisen und Stahl ist auch in aufrecht stehenden
Formen an sich nicht neu, ebenso ist es bereits bekannt, zum Gießen von Kupferkuchen
_ nach unten kegelförmig zulaufende einteilige Kokillen zu benutzen. Diese werden
aber in waagerechter Lage gefüllt. Die Erfindung liegt auch nicht lediglich im Auswalzen
derart hergestellter Blöcke durch ein an den beiden Breitseiten des Barrens angreifendes:
Walzwerk, vielmehr um die Herstellung von Kupferbarren von verhältnismäßig kleinen
Abmessungen und dementsprechend geringem Gewicht, die in einer stehenden, einteiligen
Form gegossen werden, deren Wandungen paarweise nicht ganz parallel liegen, sondern
gegen ein Ende hin ein wenig konvergieren, so daß die Form kegelartig oder keilartig
gestaltet ist.
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Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise in der Abb. i in Vorderansicht
den Barren oder Kuchen nach dem Guß. Abb. 2 ist eine Seitenansicht und Abb. 3 eine
Draufsicht desselben. Abb. ,4 veranschaulicht in einem Schema das Walzen eines Blechstabes
aus dem Kuchen, und Abb.5 und 6 zeigen im
Querschnitt sowie im Längsschnitt
die mit dem Kupfer gefüllte Form.
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Gemäß der Erfindung wird der Barren oder Kuchen in aufrecht stehende
Formen gegossen, die die für ein leichtes Entfernen erforderliche Verjüngung aufweisen.
Auf diese Weise wird, wie dargestellt, ein Barren mit glatten Vorderflächen i, glatten
Seitenflächen 2, einer glatten unteren Fläche 3 sowie einer oberen Stirnfläche 4
gebildet, die die durch das Erhärten des Gußstückes hervorgerufene Rauhheit aufweist.
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In dieser Weise können Barren ohne Ausschwitzen an den Vorder- und
Seitenflächen gegossen werden. Wenn ein solcher Barren in eine Schiene 5 (Abb. 4)
ausgewalzt wird, so besitzt diese eine gleichmäßige Oberfläche ohne irgendwelche
gelblichen Flecken, die bei den bisher aus Barren gewalzten Stäben stets auftreten
und die einen geringeren Widerstand gegen Korrosion zeigen. Die nach der Erfindung
gewalzten Stäbe und Platten zeigen daher einen höheren Widerstand gegen Korrosion;
außerdem besteht eine große Ersparnis in bezug auf Abfall, und zwar aus zwei Gründen:
i. Die obere Stirnfläche des Barrens nach der Erfindung bildet das hintere Ende
des gewalzten Stabes oder Bleches, so daß eine Unregelmäßigkeit auf ihr nur einen
verhältnismäßig geringen Abfall 6 bedeutet, während das vordere Ende zu einer verjüngten
Form ausgezogen wird, wodurch ebenfalls nur ein verhältnismäßig geringer Abfall
entsteht.
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2. Der Barren kann mit Hilfe von Universalwalzen gewalzt werden. In
der Zeichnung sind schematisch waagerecht liegende Walzen 8 für die obere und untere
Fläche und senkrechte Walzen für die Seiten des Stabes dargestellt. Die Verwendung
solcher Seitenwalzen wird ermöglicht durch die Glätte der Seitenflächen 2 und das
Fehlen von Ausschwitzungen und anderen Unregelmäßigkeiten. Die Folge davon ist,
daß kein Abfall des Stabes 5 an seinen Seiten entsteht.
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Bei dem bisher hergestellten Barren sind die Seiten so rauh, daß ein
Universalwalzwerk nicht gut verwendet werden kann, und das gewalzte Erzeugnis ist
an den Seiten wellig und rauh, so daß ein Beschneiden an beiden Seiten und beiden
Enden nötig wird, um ein rechteckiges Stück zu erzielen.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, Kuchen oder Barren von einer gewissen
Größe für besondere Bleche mit einer langen schmalen oberen Kante zu gießen, jedoch
verhindert diese Kante beim Walzen die Verwendung von Seitenrollen; es ergab sich
dabei ein gewalzter Stab, dessen eine Kante sehr rauh und unregelmäßig war, während
die andere Kante eine wellige Form hatte, so daß er entsprechend beschnitten werden
mußte. Solche Barren schwitzen auch sehr an ihren Seiten und Enden aus. Bei Versuchen
hat sich "gezeigt, daß das Ausschwitzen offenbar durch die verhältnismäßig geringe
Tiefe des Metalls in der Form verursacht wird. Bei der Höhe der bisher üblichen
Formen für solche Barren von etwa i o bis 18 oder 2o cm tritt das Ausschwitzen stets
in merklichem Umfange ein. Über 2o cm verschwindet es entweder oder wird sehr verringert,
und bei ungefähr 30 oder 35 cm Höhe ist es im allgemeinen überhaupt nicht mehr vorhanden.
Wenn nicht sicher, so ist es doch sehr wahrscheinlich, daß die Ursache des Ausschwitzens
in der durch die geringe Formhöhe ungünstig beeinflußten Erstarrung des Kupfers
sowie seines Eutektoids bei Benutzung einer verhältnismäßig flachen Form für das
Gußstück zu suchen ist.
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Beim Auswalzen-von Kupfer in der Längsrichtung. tritt ein seitliches
Fließen auf, so daß die Breite des. Stabes um 5 bis io °/Q schwankt, wenn keine
Seitenwalzen zur Verhütung dieses Fehlers vorhanden - sind. Der Beschnitt oder Abfall
bei diesem Barren alter Art ist ungefähr siebenmal so groß wie bei dem Barren nach
der Erfindung.
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Die obigen Ausführungen gelten für raffiniertes Kupfer, das z. B.
99, 95 °/o Kupfer und o,o4 °/o Sauerstoff enthält. Die Erfindung ist aber auch mit
Vorteil anwendbar bei Kupfer von anderem Reinheitsgrad.
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Die Barren oder Kuchen nach der Erfindung sind von Kupferknüppeln
wohl zu unterscheiden. Diese haben im allgemeinen runde oder viereckige Querschnittsformen
von 6 bis 2o cm im Durchmesser bei ungefähr 11o. cm Länge und werden zur Herstellung
von nahtlosen Röhren o. dgl. von gleichem Querschnitt durch das Ziehverfahren benutzt.
Solche Knüppel werden aufrecht in langen Formen gegossen, die gewöhnlich genau bearbeitet
sind, wobei das Schwinden des Knüppels seine Freigabe aus der Form möglich macht.
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Die Barren nach der Erfindung werden in aufrecht stehenden Kupferformen
gegossen, deren Innenflächen nach unten etwas verjüngt zulaufen, und sind für das
folgende Auswalzen der Barren genügend glatt, deren Glätte aber nicht ausreicht,
um das Entfernen der Barren zu ermöglichen, wenn nicht die verjüngte Form angewendet
würde. Eine solche Form ist in Abb. 5 und 6 beispielsweise dargestellt, die die
Längswände i o, die Querwände ii und den Boden 12 aufweist und die oben zum Eingießen
des Metalls offen ist. Sie könnte aber auch einen abnehmbaren Boden haben und auf
dem breiteren Ende stehen. Die Verjüngung der Formwände wird zweckmäßig nur so groß
gehalten, daß def Barren ohne Zerlegong
der Form sich leicht auswerfen
lädt. Die Bauart mit einheitlich zusammenhängenden Seitenwänden vermeidet das Auftreten
von Spalten in der Form, die Gußnähte an den Ecken des Barrens ergeben und das darauffolgende
Auswalzen beeinträchtigen würden.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Einzelheiten beschränkt,
vielmehr können verschiedene Abänderungen vorgenommen werden, ohne von ihrem Wesen
abzuweichen.