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Gießform zum ununterbrochenen Gießen von Blöcken, Stangen, Rohren
u. dgl. aus Metallen und ihren Legierungen Bei der Herstellung von Blöcken, Stangen,
Rohren u. dgl. nach dem sag. Stranggießverfahren unter Verwendung ziemlich langer
Kokillen erfolgte die Ableitung der bei der Erstarrung frei werdenden Wärme im wesentlichen
@durch die Kokillenwand hindurch. Dieser Wärmeentzug ging aber selbst bei der Verwenidung
voni gekühlten Kokillen nur langsam vor sich, weil der Wärmeüber-@;angswIderstand
zwischen Kühlmittel und Kokildenwand bzw. zwischen Kokildenwand und Kokillenspalt
und schließlich von der Luft dies Kokillenspaltes zum fest werdenden Metall überwunden
werden mußte. Dies führte, um dien Austritt eines durchgehend erstarrten Metalls
am unteren Ende der I-,okille zu sichern, Zur Wahl verhättnisrnäßig langer Kokillen:
b.zw. zu einer außerordentlichen. Verlangsamung des Gießvorganges.
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Um die Erstarrung des Metalls zu beschleunigen, wurden daher Verfahren
entwickelt, bei denen in einigem Abstand von ,dem unteren . Ende der Kokille ein
Kühlraum vorgesehen wurde, in dem durch Wärmeausgleich sich die Erstarrung bis ins
Innere des Gußstückes fortsetzen.. sollte. Die dadurch bedingte hohe Flüssigkeitseäule
bildete einerseits aber wieder dien Anlaß von im Gußstück au.firetendien Seigerungen
und führte andererseits infolge der waagerecht von außeni nach innren vor sich gehenden
Erstarrung zu deren Verlangsamung.
Zur Beseitigung der geschilderten
Mängel dieser bekannten Gießverfahren sollte nun.' eine Gießvorrichtung zum ununterbrochenen
Gießen von Blöcken, aus Leichtmetall oder deren Legierungen dienen, die als kurze
Kokille in, Form eines Kühlringes, ausgebildet ist, an dem sich, die Zone des Hauptwärmeentzugies,
durch direkte Kühlung unmittelbar anschließt. Diese unmittelbare Kühlung erfolgte
nunmehr so intensiv, daß der Metallrest in einer nahezu waagerechten Linie erstarrte
und die Gefahr des Au=ftretens von Seegerungen im. Gu.ßshück wesentlich herabgesetz=t
werden konnte. Durch diese Art des Gießens wurde z. B. die Ausbildung der sog. Holzfaserstruktur
bei Al.uminnumlegierun,-gen unterbunden und die bei der Löstrngsglühung angestrebte
Homogenisierung erleichtert, so daß im Halibzeug keine richtungsabhängigen,' Unterschiede
in den technologischen Eigenschaften auftreten konnten:.
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Diesen Vorteilen stehen aber die durch die schroffe Abkühlung hervorgerufenen
hohen : Gußspanmungen gegenüber, die sich: nicht nur erst dann., wenn die Blöcke
im Verlauf der Weiterverarbeitung plötzlichen Tem=peraturänderungen oder mechanlischen
Beanspruchungen ausgesetzt werden, sondern häufig bereits während des Gießens bemerkbar
machen. Wie sich aus dien in großer Zahl von der Patentinhaberin vorgenommenen Messungen
dieser Spannungen ergab, erreichten diese fast durchweg Werte, die nahe an d=ie
Festigkeit des betreffendeu Werkstoffes heranreichten. Je nach, der Art( der Legierung
und, insbesondere bei großen..-Querschnitten führen: nämlich diese Spannungen zu
Rissen, die den -gegossenen Strang zur Weiterverarbeitung unbrauchbar machen. Dadurch
entstehen aber Verzögerungen in der Produktion und erhebliche Kosten, die durch
das Wiedereinschmelzen dies Werkstoffes hervorgerufen werden. So entstehen diese
Risse oft schon bei geringer zusätzlicher mechanisclher Beanspruchung der Gußstücke,
wie z. B. beim Umfallen der- Girßstücke oder infolge Stoßes auf deren Transport,
die ein Auslösen der Spannungen verursachen. Im plastischen Temperaturbereich vermag
der Werkstoff die Spannungen ohne weiteres abzubauen. Erst bei Unterschreiten dieses
Temperaturbereiches, also beim-Übergang deest Werkstoffies vom plastischen in dein
elastischen Zustand, werden diese Spannungen nicht mehr abgebaut, .sondern steigen
mit fallender Temperatur bis zu der vorgenannten Höhle an, ja überschreiten, ,diese
sogar in einer nicht geringen Anzahl vän Fällen, so daß schon beim Übertritt, des
Werkstoffes vom plastischen in den el.astischet Zustand, also noch während( des
Gießens des Blockes, derselbe aufreißt.
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Gegenstand der Erfindung ist nun eine ebenfalls dem fortliaufenden
Gießen vorn Blöcken, Stangen, Rohrein u. dg1. aus, Metallen und, ihren Legierungen
dienende Gießvorrichtung, bei der die geschilderten Nachteile nicht gegeben sind.
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Die erfindungsgemäß gestaltete .Gießvorrichtung besteht. aus einem
gegchlossni kurz-en 'Kühlring und einem weiteren, unterhalb desselben angeordneten
Kühlring, der mit einem am Gießstrang gelegenen. Schlitz für den Austri=tt des Kühlmittels
ausgestattet ist. Dabei stellt der Z.wischenTaum zwi=schen beiden Kühlringen die
Zone dies Hauptwärmeentzuges durch direkte Kühlung dies Gießstranges dar. Das dien:
zweiten als Spritzring ausgebildeten Kühlring verlassende Kühlmittel benetzt daher
den Strang nur auf der vom Kühl- und Spritzring begrenzten Mantelfläche. Nach dem
Vorbeigleiten dies Gießstranges. an dem Spritzring gelangt der Gießstrang mit dein
Kühlmittel nicht oder nur irr sehr geringem Maße in Berührung; so daß seine weitere
Abkühlung nur an der Luft erfolgt. Die Stellung des. als Spritzring ausgebildeten
Kühlringes ,ist vorteilhaft veränderlich" um sie den gegebenen Gießbedingungen an=zupassen:.
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Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gießvörrichtung ist- in
der Abbildung dargestellt. In dieser bezeichnet z den geschlossenen Kühlring, unterhalb
dessen der zweite als Spritzring ausgebildete Kühlring a angeordnet ist. In der
dargestellten Ausführungsform besitzt der Küh=lring einen- kelchförmigen Querschnitt,
der es gestattet, daß das. den Kühlring a( verlassende Kühlmittel: nach außen abgeleitet
wird'. 3 bezeichnet den Eintritt des-Kühlmittels in den( Ring i und 4 dien Austritt
dies Kühlmittels aus- dem ein vorliegenden Falle einen dreieckigen Querschnitt besitzenden
Spritzring 2. Mit 5@ ist der Bolzen bezeichnet, entlang dem mittels Schraube 6 der
Spritzring in: die entsprechende Stellung gebracht werden kann. Das Maß der Verstellung
bzw. die Lage des Spritzringes 2 gegenüber Kühlring i wird von der Art und der Temperatur
des zu gießenden, Metalls und dies. Kühlmittels= sowie von dien Querschnitt bzw.
der Ouersch#niittsform des Gießstranges bestimmt. und ist im besonderen: Falle im
Wege von Versuchen, zu ermitteln. 7 bezeichnet den Metallstrang, 8-den; Metallspiegel
innerhalb. der Gießvorrichtung und 9 die Grenze zwischen festem und flüssigem Metall.
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Durch. die rasche Ableitung der Wärme zur Herbeiführung einer vollständigen
Erstarrung des, Gießstranges, werden also einerseits die mit der Verwendung einer
kurzen Kokille erzielten, Vorteile erreicht, andererseits die diurch die schroffe
Kühlung verursachten hohen und zu Rissen. im Gußstück führenden. Gußspannungen vermieden.
Eint weiterer Vorteil ergibt sich diadurch, daß die Knetverfiormung dies Gießstranges
ohne liessen neuerliches: Anwärmen bzw. Glühen erfolgen kann, weil beim erfindungsgemäßen
Verfahren das. Gußstück d=ie Gießvorrichtung mit der zur Weiterverarbeitung erforderlichen
Temperatur verlassen kann.