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Verfahren und Vorrichtung zum ununterbrochenen Gießen von rohrförmigen
Gußstücken oder mehreren Strängen Es ist bereits vorgeschlagen worden, Gußstücke
mit Hohlräumen ununterbrochen zu gießen, wobei in die Mitte der Kokille von oben
her ein Dorn eingesetzt ist, welcher @vährend des Gießens in dem von der Kokille
umschlossenen Querschnitt ein Loch erzeugt, das in dem fertigen Gußstück als Längshöhlung
erscheint. Dieses Gußstück ist also ein Rohr.
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Hierbei hat sich jedoch der Nachteil herausgestellt, daß, da die Zuführung
des flüssigen Metalles seitlich von der Kokillenmitte erfolgen muß, eine ungleichmäßige
Temperaturverteilung in dem flüssigen Gußkopf sich ergibt, denn die Zuflußseite
wird immer wärmeres Metall enthalten als die entgegengesetzte Seite. Daraus ergibt
sich eine ungleichmäßige Erstarrung, die wieder zu Ungleichmäßigkeiten im Gefüge
des Gusses führt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß dieses Verfahren nur
bei verhältnismäßig großen Gußquerschnitten angewendet werden kann, da zwischen
dem Dorn und der Kokillenwand sich immer noch so viel flüssiges Metall befinden
muß, daß keine Erstarrung zwischen dem Metallzuflußrohr einerseits und dem Dorn
oder der Kokillenwand andererseits eintreten kann, weil sonst infolge Einfrierens
eine Betriebsunterbrechung erfolgen müßte.
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Es ist ferner bekannt, mehrere Gußstücke herzustellen, indem man an
einen großen mit schmelzflüssigem Metall gefüllten Behälter mehrere Erstarrungsformen
unmittelbar angeschlossen hat, so daß in jeder Erstarrungszone ein Strang für sich
entstand. Bei einer solchen Anordnung kann man zwar das Metall in der Mitte des
Behälterquerschnittes zuführen, dennoch ist mit einer ungleichmäßigen Erstarrung
zu rechnen, da die sich im großen Behälter befindliche große geschmolzene Metallmenge
auf keiner in allen Teilen gleichmäßigen Temperatur gehalten werden kann.
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Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch behoben, daß in
der Gießform über den Strängen und unmittelbar über den in der Gießform angeordneten
Kernen oder Trennkörpern ein flüssiger Gießkopf von geringer
Höhe
bei entsprechender Wahl der Gießbedingungen aufrechterhalten wird, wobei die Kerne
oder Trennkörper in den flüs t sigen Giellkopf hineinragen.
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Es wird also die Gießform so eingericht. daß die Dorne nicht mehr
wie bisher aus d flüssigen Gießkopf nach oben herausragen; sondern daß sie erst
unter bzw. in ihm beginnend nach unten geführt sind, während sieh darüber das flüssige
Metall gleichmäßig über den ganzen Querschnitt verteilt. Wenn dabei ein Rohr gegossen
werden soll, dann wird in der -litte der Gießform, aber unterhalb des Spiegels des
flüssigen Gießkopfes ein hohler Dorn angebracht, der mit einem Kühlmittel dauernd
gekühlt werden kann. Wenn dabei ein Auffangtrichter, wie oben erwähnt, benutzt werden
soll, kann der Dorn unter ihm angeordnet oder mit ihm sogar verbunden sein. Obwohl
in diesem letzten Fall der Dorn auch von oben eingesetzt wird, können jedoch die
obenerwähnten Nachteile hier nicht eintreten, weil ja die Kühlwirkung des Dornes
erst unterhalb des flüssigen Gießkopfes beginnt.
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Es dürfte dann ohne weiteres auch verständlich sein, daß auf diese
Weise sich auch Gußkörper mit mehreren durchgehenden Höhlungen herstellen lassen,
indem mehrere Dorne obiger Art in der Kokille, unterhalb bzw. innerhalb de: flüssigen
Gießkopfes beginnend, vorgesehen werden. Diese Dorne können dann auch so ausgebildet
werden, daß sie die einzelnen (ittl'')körper vollkommen voneinander trennen. diese
also die Gießform als voneinander unabhängige Körper verlassen, oder daß der finit
mehreren Höhlungen versehene Gesamtgtitikörper >ich nach dem @'erlassen der Gießform
leicht in mehrere Einzelkörper trennen 1<ißt. Dabei muß dann dafür gesorgt werden,
dall der sich über den ganzen Kokillenquerschiiitt erstreckende Gießkopf durch die
Dorne oder Trennkörper nicht zur Erstarrung gebracht wird oder, mit anderen Worten
ausgedrückt. (laß die Dorne oder Trennkörper erst dann mit ihrer Kühlwirkung beginnen.
wenn eine gleielimäßiäe Metallverte ilung ü1),--r den ganzen Gießformquerschnitt
während des ganzen Gießvorganges gewährleistet ist.
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Die Dorne oder Trennkörper können finit der Gießform verbunden sein,
so daß sie deren etwaige Bewegungen während des Gießens mitmachen. Sie können aber
auch von der Gießform unabhängig sein und während des Gießens stillst;hen oder eigene
Bewegungen ausführen.
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Auf diese Weise lassen sich dann sowohl kleine als auch große Metallmengen
vergießen, ohne daß irgendwelche Schwierigkeiten entstehen könnten, wenn mir dafür
gesorgt wird, daß der flüssige Gießkopf über den gesamten Gießformquerschnitt gle_chbleibt
d dadurch eine gleichmäßige 'Metallzufuhr Erstarrung an allen Stellen dieses Querittes
gewährleistet.
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n den Zeichnungen sind einige Ausfühngsbeispiele teils im Längsschnitt,
teils in Draufsicht schematisch angegeben.
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Abb. i veranschaulicht die Herstellung eines einfachen Rohres. Das
flüssige Metall wird der Gießform durch das Rohr g zugeleitet, unter dessen Mündung
der Becher b angebracht ist, welcher in bekannter Weise die Aufgabe hat, das zufließende
Metall zunächst aufzufangen, seine Richtung umzukehren und es dann gleichmäßig über
den gesamten Gießformquerschnitt zu verteilen. Dieser Becher b sitzt, wie es Abb.
i deutlich erkennen läßt, während des Gießens in dem flüssigen Gießkopf
a. Unterhalb des Bechers b
ist ein hohler Dorn c vorgesehen, der durch
Wasser, öl, Luft o. dgl. dauernd gekühlt werden kann. Beide Teile, Becher b und
Dorn c, können mit der Gießform verbunden sein, so daß sie deren etwaige Bewegungen,
z. B. Auf- und Abbewegung, mitmachen.
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Der,Gießvorgang spielt sich nun wie folgt ab: Das durch das Rolir
g zufließende Metall gelangt zunächst in den Becher b und verteilt sich von dort
aus gleichmäßig über den ganzen Gießformquerschnitt, so daß sich der flüssige Gießkopf
a bildet. Das Metall erstarrt dann nicht nur an der Gießformwand, sondern infolge
der Kühlung des Dornes c auch an dessen Wandungen unterhalb des Gießkopfes, so daß
sich dann an dieser Stelle in dem erstarrenden Gußstück ein der Form des Dornes
entsprechender Hohlraum bildet. Da beim ununterbrochenen Gießen der gesamte Gußquersclinitt
dauernd nach unten weggezogen wird, wird auch der am Dorn entstehende Hohlraum sich
fortlaufend in dem Gußstück ausbilden und somit ein durchgehendes Loch in der 'Sitte
des Gußstückes bilden. Ini Gegensatz zu den bisher bekannten Verfahren erfolgt aber
hierbei die Zuführung und die Erstarrung des Metalls ganz gleichmäßig.
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Bei der Ausführung nach Abb. 2 sind drei Dorne c, d, e vorgesehen,
die außerhalb der Mitte der Gießform sitzen und mit ihr verbunden sein können. Auch
diese Dorne sind so tief angeordnet, claß sie unterhalb des flüssigen Gießkopfes
liegen und dieser Gießkopf a durch die Kühlung der Dorne nicht beeinflußt wird.
Auch hier ist wieder der Becher b vorgesehen, der dazu dient, das zugeführte Metall
gleichmäßig zu verteilen. Auf diese Weise entsteht beim Gießen ein Körper mit drei
durchgehenden Höhlungen, wie es sich aus der Draufsicht zu Abb. 2 ergibt.
Wenn
hierbei gemäß dem bekannten Verfahren die Dorne von oben her eingeführt wären und
nach oben aus dem Gießkopf herausragen würden, dann würde sich die oben beschriebene
ungleichmäßige Metallverteilung und insbesondere Temperaturverteilung auch dann
ergeben, wenn der Becher b vorgesehen wäre. Daß eine solche Ausführung nach den
bisherigen Verfahren nicht nur Nachteile hat, sondern überhaupt nur beschränkt angewendet
werden kann, ergibt sich auch bei einem Vergleich mit dem folgenden Beispiel: Abb.3
zeigt, wie in einer Gießform als Dorn oder Trennkörper ein Hohlring c angeordnet
ist, der konzentrisch zur Gießformmitte liegt. Das durch das Rohr g zufließende
Metall verteilt sich aus dem Becher b gleichmäßig über den gesamten Querschnitt,
und zwar auch über dem ringförmigen Dorn c. Es entsteht auf diese Weise beim Gießen
aus ein und derselben Gießform ein runder, voller Körper 1a mit dem Durchmesser
i gemäß dem Innendurchmesser des Ringes c und .ferner ein Rohr h mit dem
Außendurchmesser entsprechend der Gießform und dem Innendurchmesser entsprechend
dem Außendurchmesser des Rin.-ges c. Es werden also während ein und desselben Gießvorganges
zwei verschiedene Gußkörper erzeugt. Würde hier gemäß dem bekannten Verfahren der
ringförmige Dorn c von oben her eingesetzt sein und aus dem flüssigen Gießkopf a
herausreichen, dann würde der äußere Körper h überhaupt nicht entstehen, da ihm
durch das Rohr g kein Metall zugeführt werden könnte. Es ist also wichtig, daß entsprechend
der mit der Erfindung gegebenen Regel der flüssige Gießkopf sich gleichmäßig über
den ganzen Querschnitt erstreckt, und zwar auch über den zur Erzeugung der Hohlräume
vorgesehenen Dornen oder sonstigen Trennkörpern.
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Bei der Weiterausbildung der Erfindung ergibt sich nun auch folgendes:
Bei den ununterbrochenen Gießverfahren war es bisher nicht möglich, unter bestimmte
C3uerschnitte und Durchmesser hinunterzugehen, weil die Zuführung des flüssigen
Metalls aus rein technischen Baugründen nicht möglich war. Diesem Mangel kann durch
die Erfindung dadurch abgeholfen werden, daß mehrere kleine Querschnitte in einer
einzigen Gießform zusammen hergestellt werden, so daß trotzdem die Möglichkeit besteht,
einen für diese Zwecke passenden, genügend großen, allen diesen Gußkörpern gemeinsamen
flüssigen Gießkopf zu erhalten. Die Abb. ¢ und 5 zeigen hierfür einige Beispiele.
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Bei der Ausführung nach Abb. 4. ist der Becher b unmittelbar mit dem
Dorn c verbunden, und beide können gegebenenfalls die Bewegung der Gießform mitmachen.
In die Gießform sind Trennkörper eingebaut mit entsprechenden Kühlvorrichtungen,
um einzelne Gußstücke aus dem sich über den ganzen Gießformquerschnitt erstreckenden
flüssigen Gießkopf zu erhalten. Der unter dem Becher b angebrachte Dorn c sorgt
dann für laufende Trennung der einzelnen Gußstücke, so daß sie die Gießform voneinander
getrennt verlassen.
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Bei der Ausführung nach Abb. 5 wird der gleiche Zweck verfolgt, nur
mit dem Unterschied, daß hier der Becher b wieder in fester Verbindung mit dem Metallzuführungsrohr
g. stellt und nur für gleichmäßige Metallzuführung und Verteilung .sorgt, während
die in die Gießform fest eingebauten Trennwände c zur Herstellung der Einzelgußkörper
iA der Mitte miteinander verbunden und so angeordnet sind, daß die Beibehaltung
des gemeinsamen flüssigen Gießkopfes gewährleistet ist. Der auf diese Weise in der
Mitte gebildete hohle Raum e kann durch beliebige Vorrichtungen entweder beheizt
oder gekühlt werden.
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Bisher war es beim ununterbrochenen Verfahren nicht möglich,' auch
große Mengen zu vergießen, und zwar insbesondere infolge der Notwendigkeit des Zuführens
des Metalls durch Rohre und der Notwendigkeit, für eine schnelle Abführung Sorge
zu tragen. Demzufolge konnten ununterbrochene 'Verfahren für gewisse Fertigungszweige,
z. B. für das Vergießen von Stahl oder anderen Hüttenerzeugnissen, wie Gußeisenbarren,
Kupferbarren, Bleibarren usw., nicht oder nur selten angewendet werden, weil zu
viele Anlagen hätten errichtet werden müssen, um den stündlichen Anfall an flüssigem
Metall zu bewältigen. Auch hier gibt jedoch das Verfahren und die Einrichtung nach
der Erfindung einen einfachen Weg an, und zwar indem ebenso wie für kleine Mengen
in entsprechend großem Ausmaße in eine große gemeinsame Gießform Trennwände eingebaut
sind, die so angeordnet und gekühlt werden, daß die Erhaltung des gemeinsamen flüssigen
Gießkopfes während der ganzen Gießdauer gewährleistet ist. Ein Beispiel hierfür
gibt Abb.6, bei dem wiederum der Becher b mit dem Dorn c fest verbunden ist und
mit diesem gegebenenfalls die Gießformbewegun.gen mitmacht. Durch den Dorn c und
Trennwände d werden für die Gußstücke Hohlräume geschaffen, so daß aus der Gießform
vollständig getrennte Gußplatten herauskommen, wie es in der Draufsicht angedeutet
ist.
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Der gleiche Erfolg ergibt sich bei der Ausführung nach Abb. 7, jedoch
mit dem Unterschied, daß hier -auf einen mit dem Becher verbundenen Dorn verzichtet
ist und die Trennung -des flüssigen Metalls durch entsprechende . Formung der mit
der Gießform
fest verbundenen Trennkörperd ähnlich wie beim Beispiel
nach Abb.5 erreicht wird. Auch hier kann dann durch Heizung oder Kühlung für die
richtige Flüssighaltung des Gießkopfes gesorgt werden.
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Die Abb. 9, io und i i zeigen weitere Ausführungsbeispiele nach den
gleichen Grundsätzen.
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Bei der Ausführung nach Abb, 9 entstehen in einer rechteckigen Gießform
vollkommen voneinander getrennte Gußplatten, während bei dem Beispiel gemäß Abb.
io die Platten zu einem Block verbunden aus der Gießform herauskommen. Durch Zersägen
oder sonstige Trennung kann dann dieser Block in seine Einzelteile zerlegt werden.
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Die Ausführung nach Abb. i i zeigt die Herstellung von Drahtbarren,
die in fünf gleichmäßigen Querschnitten als endlose Einzelgußstücke die Gießform
verlassen.
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Die auf diese verschiedenen Arten erzeugten endlosen Platten, Barren,
Bolzen, Hohlkörper oder sonstige Profile können nach dem Verlassen in an sich bekannter
Weise in Einzelstücke zersägt, durch Schneidbrenner getrennt oder in sonst beliebiger
Weise zerteilt werden. Auch die weiter üblichen und an sich bekannten Behandlungsverfahren
können natürlich Anwendung finden. Es ist ferner zu beachten, daß die Benutzung
eines Bechers oder einer ähnlichen Auffangvorrichtung unter der Mündung des Zuflußrohres
keine unbedingte Notwendigkeit darstellt, und daß, wenn kein besonderer Wert darauf
gelegt wird, einen besonders gleichmäßigen und homogenen Guß zu erhalten, der Becher
auch fortfallen kann, und andererseits können aber z. B. bei den Ausführungen nach
den Abb. 5 und ; die Auffangvorrichtungen auch dann fortfallen, wenn ein gleichmäßiger,
homogener Guß erreicht werden soll, da ja in diesem Falle der durch die Trennwände
hergestellte Raum e gewissermaßen für ein Abfangen des eintretenden 'Metallstrahls
sorgt. Schließlich kann auf solche besonderen Leitvorrichtungen auch dann verzichtet
werden, wenn besonders große Mengen Metall vergossen werden sollen, wie z. B. bei
der Ausführung nach Abb. i o.