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Verfahren zum Gießen von Schalenhartgußwalzen Bei Schalenhartggußw
alten, die bekanntlich stehend von unten nach oben gegossen werden, treten außerordentlich
große Temperaturunterschiede beim Gießen und somit auch Unterschiede in der Abkühlung
und infolgedessen ,auch im zeitlichen Verlauf der Schwindung ,auf. Das heiße Eisen,
das durch den tangentialen Anschnitt in starker Drehbewegung in die Schreckenschaleeintritt,
kühlt durch den großen'Wärmeexitzug während des Aufstiegs so stark ab, daß zwischen
der Temperatur des zuletzt eingegossenen Eisens und derjenigen des im Oberzapfen
ankommenden Eisens, ,also zwischen den Temperaturen ,am unteren und oberen Ballenrand,
ein Unterschied von `über roo° bestehen kann. Die dadurch bedingte verschieden starke
Schwindung sowie das vorzeitige Zufrieren des Oberzapfens sind die Ursachen zu den
gefürchteten Warmrissen.
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Bei Schalenhar tgußwalzen, die ,aus ,einer Legierung mit der üblichen
Schwindungszahl hergestellt werden, genügt es erfahrungsgemäß, zur Vermeidung von
Rissen mehr Eisen zu verwenden, als zum Füllen der Form notwendig ist, und das überschüssige
Eisen überlaufen zu lassen. Diese Maßnahme hat sich ,aber bei besonders stark schwindenden
Legierungen als unzureichend erwiesen. Durch das Nachgießen wird zwar Eisen höherer
Temperatur von unten her nachgedrückt, doch verringert sich hierdurch der erwähnte
Temperaturunterschied nicht oder nur unwesentlich.
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Die Erfindung betrifft nun ein Gießverfahren, das es gestattet, auch
hochwertige und gegen Warmrisse besonders empfindliche
Walzen, z.
B. solche mit niedrigem C- und sehr niedrigem P-Gehalt, mit Erfolg zu gießen. Erfindungsgemäß
wird zur Erreichung eines Temperaturausgleichs zwischen dem unteren und oberen Teil
der Walze, insbesondere des Walzenballens, die Walze stehend nach einem Umkehrgießverfahrenaus
einer Legierung gegossen. Das Eisen wird also von loben in die Schreckschaleeingegossen,
nachdem diese, wie üblich, von unten her gefüllt worden ist, wobei dafür gesorgt
wird, daß sich der Spiegel des in der Form bereits befindlichen Eisens senkt, was
durch Ablaufenlassen an einer Stelle des Eingußrohres bewirkt werden kann: Ein ähnliches
Verfahren ist zum Gießen von Verbundhartgußwalzen bereits in verschiedener Art bekannt.
So. wird beispielsweise nach dem Erstarren der Schale einer Walze der noch flüssige,
harte Werkstoff durch das untere Ende der Gießform abgelassen und gleichzeitig von
oben her zum Ersatz weicher, vom Schalenwerkstoff grundverschi,edener Kei-nwerkstof
nachgegossen. Bei einer anderen Gießart wird erst die Gießform mit dem harten Werkstoff
für die äußere Schale von unten her vollgegossen, dann alsbald etwa so viel weicher,
ebenfalls vom Schalemverkstoff grundverschiedener K @ernwerkstoff, wie dem Inhalt
des unteren Zapfens und des Eingußrohres entspricht, in das Eingußrohr nachgefüllt
und ach Erstarren der Schale der noch flüssige Teil des Werkstoffs abgelassen und
durch gleichzeitig von oben eingegossenen weichen Kernstoff der vorerwähnten Art
ersetzt.
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Ein bekanntes Verfahren zum Gießen von dichten Blöcken in Blockformen
hat lediglich den Zweck, eine Lunkerbildung im Stahl zu verhindern. Dieser Zweck
wird erfindungsgemäß nicht verfolgt, sondern es sollen Risse an der Ballenoberfläche
von Schalenhartgußiva.1zen verhindert werden. Bei diesen Walzen bildet sich an der
Kokille eine Schicht von weißem Eisen, die etwa a o'o schwindet. Der innere Kern
erstarrt dagegen als graues Eisen mit etwa i o;o Schwinden-. Da sich das graue Eisen
bei der erst später stattfindenden Erstarrung außerdem zu°rst noch ausdehnt, so
ergibt sich statt eines Lenkers ein Überdruck, der so stark wird, daß der schon
erstarrte weiße Mantel wieder aufreißt, wenn das Eisen nicht durch den Oberzapfen
in den Überkopf aufsteigen kann.
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Bei einer bekannten Gießform zum Stehendgießen von Walzen erfolgt
das Gießen der Walze zunächst von unten, während von oben dann erst Eisen eingegossen
wird, wenn das von unten gegossene Eisen das .obere Ende des `Valzenballens erreicht.
Hierdurch wird innerhalb der Walze kein Temperaturausgleich herbeigeführt. Die Temperatur
ist am unteren Walzenzapfen am höchsten und sinkt von hier his zum oberen Ende des
Walzenballens. Infolge des zweiten Eingusses steigt die Temperatur oberhalb des
oberen Ballenendes iriederum plötzlich, um nach oben hin abzufallen. Würde man hierbei
Walzen aus einem Werkstoff der gleichen Legierung gießen, so würden die Walzen Risse
aufweisen. Das Verfahren gemäß der Erfindung bezweckt dagegen einen vollständigen
Temperaturausgleich innerhalb der Walze.
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Bei einem anderen bekannten Verfahren zum Gießen von Verbundhartgußivalzen
wird zunächst ein harter weißer Werkstoff zur Bildung des Ballens eingegossen und
anschließend ein weicher Werkstoff zum Verdrängen des weißens Kerns aus dem Ballen
von oben nachgegossen. Ein Reißen der Walze wird nicht durch dieses Verfahren an
sich verhindert, sondern nur dadurch, daß der von dem Außenmantel grundsätzlich
verschiedene Werkstoff so eingestellt wird, daß er die gleiche Sehwindung hat wie
der Werkstoff für den Außenmantel. Dieses Verfahren Ixruht somit auf einem grundsätzlich
anderen Eifiudungsgedank-en.
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Gemäß der Erfindung wird dagegen stets die gleiche Legierung verwendet
und auch ein anderer Zweck als bei diesen bekannten Verfahren verfolgt.
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Dieser Zweck besteht darin, den sonst auftretendenTemperaturunterschied
zwischen dem unteren und oberen Ballenrand zur Vermeidung von Warmrissen auszugleichen.
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Auf der Zeichnung ist zur Erläuterung des Verfahrens gemäß der Erfindung
eine Gießvorrichtung im senkrechten Schnitt dargestellt.
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Zum Eingießen des Eisens dient das Eingußrohr i, das mit dem unteren
Formkasten verbunden ist. Dieser bildet die Form für den entenliegenden Zapfen 3
der Walze und trägt die Schreckschalen ,l und 5 für die Bildung des Walzenballens
6. Der obenliegende Zapfen 7 der Walze wird durch eine in die Schrecksch.ale 5 eingesetzte
oder auf diese aufgesetzte Form ä gebildet, auf die noch eine besondere Form g für
den sog. Überkopf aufgesetzt ist. Das Eingußrohr i ist mit einem verschließbaren
Ablaufstutzen i i versehen. Dieser liegt etwa in der Höhe des oberen Ballenrandes
io.
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Die Form der vorstehend beschriebenen. Gießeinrichtung ist an sich
im wesentlichen bekannt.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kann in der nachstehend beschriebenen
Weise ausgefiihr t werden.
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Ist die Form bis zum Überkopf vollgegossen, so wird der Ablaufstutzen
i i geöffnet. Infolgedessen senkt sich der Spiegel des in
der Form.
befindlichen Eisens etwa bis zum Ballenrand io. Dann wird der Ablaufstutzen wieder
geschlossen und durch den Überkopf heißes Eisen der gleichen Legierung eingegossen.
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Noch besser ist es, die Form bei geschlossenem Ablaufstutzen zunächst
nur bis zum Ballenrand io .durch das. Eingußrehr 'vollzugießen, um 'dann unmittelbar
darauf den oberen Zapfen und den Überkopf von .oben her einzugießen, wobei das in
der Form befindliche Eisen absinkt und im Eingußrohr bis zur Höhe des Überkopfes
steigt. Nun -wird der Ablaufstutzen geöffnet, so daß der Eisenspiegel sowohl in
der Form als auch im Eingußrohr -wieder bis zum Rand i o sinkt. Dann -wird der Ablaufstutzen
geschlossen und nochmals Eisen durch den Überkopf nachgegossen. Beide Vorgänge können
auch gleichzeitig erfolgen oder sich überschneiden. Durch die Anwendung dieses sog.
Umk ehrgießverfahrens wird ein weitgehender Ausgleich zwischen den Temperaturen
des Eisens im unteren und oberen Teil der Form, insbesondere des Walzenballens,
geschaffen.
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Das Verfahren kann selbstverständlich unter Beibehaltung des Umkehrgießverfahrüns
beliebig gehandhabt werden; wesentlich ist dabei die Verwendung der jeweils gleichen
Legierung.