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Verfahren zum Herstellen von Metallblöcken und ähnlichen Werkstücken
. , in Kokillen nach dem Stranggießverfahren Die Erfindung bezieht sich auf die
Herstellung von Metallblöcken und ähnlichen -Werkstücken in Kokillen nach dem Stranggießverfahren.
Zweck der Erfindung ist die Erzielung eines in seinem Gefüge durchweg gleichmäßigen
und reinen. Gusses. Man bemüht sich in der Metallgießerei seit langem um die Vergleichmäßigung
und Lunkerfrei.heit des Gusses, und es ist im Verfolg dieser Bemühungen beim
Blockgießen der Vorschlag gemacht worden, das Metall aus einem Behälter, in welchem
es keine sehr viel über der Schmelztemperatur liegende Gießtemperatur hatte, der
Kokille zuzuführen, wobei das Gießgut mittels einer Tülle direkt auf die erstarrende
Blockoberfläche geleitet wurde. -erstarrende dabei das ausfließende Gießgut, das
ja zufolge seiner niedrigen Temperatur leicht im Schichtguß erstarren könnte, -
an dieser unerwünschten Neigung zu hindern. wurde die Tülle während des Einfließens
des Metalls über die Metalloberfläche hin und her bewegt. Bei dieser bekannten Verfahrensweise
besteht jedoch die Möglichkeit, daß die obere Metallschicht, die von oben nach unten
aufgebaut wird, von dem auffließenden Metall durchwühlt wird, was zur ungleichmäßigen.
Temperaturverteilung und somit
ungleichmäßigen Strukturausbildung
führen kann.
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Es ist weiter bekannt, durch Anpassung der Erstarrungsgeschwindigkeit
des Gießgutes an dessen. Zuführung, d. h. durch geeignete Abkühlung, einen kleinen
flüssigen Gießkopf mit mehr oder weniger flacher Erstarrungszone zu schaffen.
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Um die vorstehend geschilderten Mängel zu beseitigen, und um die Qualität
des Gusses weiterhin zu verbessern, schlägt die Erfindung vor, daß das Gießgut unmittelbar
nach Verlassen der in die Kokille einmündenden Zufuhrlei@tung (Gießmundstück, Rinne,
Düse u. dgl.) von einer' oder mehreren mit ihrem wirksamen Teil unter dem
Spiegel des flüssigen Gießkopfes angeordneten Auffangvorrichtung aufgefangen, abgelenkt
und in ruhigem Strom über den gesamten Kokillenquerschnitt bis an die Kokillenwand
verteilt wird. Durch diese Maßnahme wird folgendes erreicht: i. Die Kraft des einfließenden
Metallstrahles wird aufgefangen, gebrochen und so gehindert, den entstehenden Strang
in der Tiefe aufzuwühlen und so einen tiefen Lenker zu erzeugen; 2. eine Durchwirbelung
des flüssigen Gießkopfes wird vermieden; 3. Lenkerbildung wird unterdrückt; .:1..
der Aufbau des Gusses erfolgt von unten nach oben, und der Gießspiegel bleibt dauernd
unverletzt; 5. die Struktur wird gleichmäßig; 6. alle im Guß befindlichen Unreinigkeiten,
Oxydteilchen usw. werden an die Oberfläche des Gusses getrieben und setzen sich
an der Kokillenwand und in der Gußhaut ab.
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Es ist zwar beim Gießen in Kokillen schon bekannt, das einfließende
Metall durch eine Art Becher hindurchtreten zu lassen. Der Becher ist aber am Boden
gelocht, so da.ß der eintretende Strahl wohl geschwächt, aber wetigstens teilweise
in gleicher Richtung, und zwar nach unten, weiterströmt. Wenn auch bei jener Vorrichtung
eine Wirbeleng vermieden werden soll, so ist die Lenkerbildung nicht verhindert.
Außerdem liegen jene Becher mit ihren wirksamen Teilen nicht vollständig im flüssigen
Metall, sondern ragen aus ihm teilweise heraus, und es 'ist eine grundsätzlich andere
Art des Ruffangens und Abführens der Verunreinigungen des Gießgutes vorgesehen.
Werden nämlich bei den bekannten Vorrichtungen die Verunreinigungen in einem korbartigen
Schmutzfänger durch ein Sieb zurückgehalten, wobei der Schmutzfänger samt dem Ablenkbecher
und dem Gießrohr nach Beendigung des Blockgießens herausgenommen und entleert und
gereinigt wird, 1>zw. die Verunreinigungen von der Oberfläche des Gießkopfes abzuschöpfen
sind, so wird gemäß der Erfindung ein ununterbrochenes Abführen der - Verunreinigungen
lediglich durch die eigenartige Strö mungsführung bewirkt. derart, daß die Verunreinigungen
an einem "feil des Gusses überführt «-erden. wo sie unschädlich .find, itiiinlicli
in die Gußhaut.
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Nach einem weiteren 'Merkmal der Frtindung kann die Zuführung und
Erstarren- des Gießgutes unter Luftabschluß 1>7w. unter Luftverdünnung, oder im
Vakuum erfolgen.
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Etwa noch bestehende Temperaturunterschiede lassen sich im flüssigen
Gießkopf finit in den Gießkopf geführten Kühlrohren ausgleichen.
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Nach einem weiteren :Merkmal der Erfindung ist die Auffangvorrichtung
becherfärinig ausgebildet. Dieser Becher liegt unter der Düsenmündung und fängt
den in den Gießkopf eintretenden Strahl vor der Verteilung zunächst auf und leitet
diesen dann gegen die Oberfläche des flüssigen Gießkopfes, wobei der wirksame Teil
der Auffangvorrichtung vollständig im flüssigen Gießkopf unter der Oberfläche desselben
liegt.
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Es können erfindungsgemäß in bestimmten Fällen auch lediglich Verteilerkegel
am Hilde der Zufuhrleitung angebracht sein. die als Auffangvorrichtung für eine
@'erteiluti;, des zufließenden GieLigutes dienen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergehen sich aus der Beschreibung,
den Ansprüchen und der Zeichnung.
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In der Zeichnung sind das Verfahren und die Vorrichtungen gemäß der
Erfindung; in verschiedenen Ausführungen dargestellt und erläutert, die für fortlaufendes
Stranggießeni geeignet sind.
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Bei den üblichen Gießverfahren hat (1"#r flüssige Gieäkopf eine Form,
wie sie in AN). r gezeigt ist, wo mit a, a1 die durchgehend offene, gekühlte
Kokille und mit b der flüssige Teil (Gießkopf) bezeichnet ist, während c den erstarrten
Teil veranschaulicht. Der flüssige Gießkopf ist groß und ragt tief in den erstarrten
Teil hinein.
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In Abb.2 ist ein flüssiger Gießkopf dargestellt. wie er für die Erfindung
geschaffen «-erden soll. d. h. eine geringe Flüssigkeitsmenge b, wobei die Erstarrungsfläche
b1 verhältnismäßig flach verläuft. Eine Ausführung gemäß der Erfindung unter Verwendung
einer Auffangvorrichtung zeigt Abb. 3. Unter der Düse d wird ein Becher
p angebracht, in welchen die Düse unmittelbar einmündet, so daß das austretende
Gießgut sofort in den Becher fließt. Durch diese Anordnung wird der ausströmende
Strahl abgefangen und geschwächt, wonach das gesammelte Gießgrit ruhig im Becher
überläuft und sich seitwärts gegen die Kokillenwand gleichmäßig verteilt.
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Die Anordnung eines Bechers vermeidet also nicht nur die Bildung eines
Lenkers,
sondern die Verteilung der Schmelze im ruhigen und gleichmäßigen
Strom vermeidet auch eine störende Einwirkung auf den erstarrenden Teil der Schmelze
und fördert alle gegebenenfalls vorhandenen Unreinig-1:eiten im Guß an die Oberfläche
und von dort an die Außenfläche des Gußstückes.
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Beim Gießen unter Luftabschluß oder im luftverdünnten Raum ist um
die Düse herum eine Glocke f angeordnet (Abt. 4), die in ein Bad g, z. B.
01, eintaucht, welches um die Gießform a herum angeordnet ist. Auf diese
Weise entsteht ein Abschluß gegen Zutritt von Luft und schädlichen Gasen. Auch kann
mit ähnlicher Einrichtung unter Luftverdiinnung bzw. im Vakuum gearbeitet werden.
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Abb. 5 zeigt die am unteren Ende trichterähnlich ausgebildete Düse
d, die unmittelbar einem kegeligen Verteilerkopf 1a gegenübersteht. Die Düse ist
bei diesem Beispiel ebenfalls durch eine gleiche Anordnung, wie sie Abb. 4 zeigt,
gegen Luftzutritt abgeschlossen.
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Der Becher selbst kann verschiedenartige Ausbildung haben, je nach
dem Zweck, für den er Verwendung findet. Er kann z. B. gemäß Abb. 6 durch eine Trennwand
k unterteilt sein, wenn mehrere Düsen d vorgesehen sind.
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Als Besonderheit des Verfahrens und der zu dessen Ausführung dienenden
Vorrichtung ist noch zu erwähnen., daß zur Erzielung eines kleinen Gießkopfes bzw.
zur schnellen Erstarrung der Schmelze im Gießkopf dieser besonders gekühlt werden
kann, z. B. durch in seinem Innern geführte Kühlrohre s (Abt. 7).
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Ferner kann die Gußform bzw. Kokille bei Stranggießvorrichtungen zweckmäßigerweise
einer Aufundabbewegung unterworfen oder in Vibration bzw. Eigenschwingungen nach
jeder beliebigen Richtung versetzt werden.