DE2333359B1

DE2333359B1 - Verfahren zur Herstellung plattierter Bloecke oder Brammen

Info

Publication number: DE2333359B1
Application number: DE19732333359
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dr-Ing Langhammer
Original assignee: Kloeckner Werke AG
Current assignee: Kloeckner Werke AG
Priority date: 1973-06-30
Filing date: 1973-06-30
Publication date: 1974-06-12
Also published as: DE2333359C2; JPS5842777B2; GB1474222A; FR2234945A1; GB1474221A; FR2234945B1; JPS5037624A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung plattierter Blöcke oder Brammen, wobei die Plattierungstafeln in der Gießform dicht an deren Wandung angeordnet werden und danach das Grundmaterial in die Gießform gegossen wird.

Aus verfahrenstechnischen und Kostengründen wird die Herstellung von Kombinationen aus unterschiedlichen Metallen bereits in der Gießform angestrebt. Es gibt verschiedene Gründe, um Metalle unterschiedlicher Eigenschaften zu kombinieren. Ein Grund ist beispielsweise die Plattierung von irgendeinem Grundmetall mit Metallen, die besondere korrosionsschützende Eigenschaften aufweisen. Ein anderer Grund wäre die Kombination von besonders verschleißfesten bzw. zähen, harten oder warmfesten Metallen mit anderen Metallen, die davon abweichende Eigenschaften haben. Diese Kombination zwischen zwei Metallen kann in verschiedenen Schicht- bzw. Mengenverhältnissen zueinander erfolgen.

Es wurde schon versucht, mit mehr oder weniger dickem Blech- oder Tafelmaterial einer bestimmten Metallegierung die Wandungen der Gießform bzw. der Kokillen innen gleichsam auszukleiden und beim Füllen der Gießform mit flüssigem Metall eine innige Verbindung beider Materialien miteinander zu erzielen.

Hierbei kommt es normalerweise nur zu einer teilweisen Verbindung zwischen dem flüssigen und dem festen Material. Das feste Material wirkt gleichsam als Kokillenwand, von der sich das eingegossene Material beim Erkalten auf Grund der Schrumpfung trennt und abhebt. Nur örtlich kommt es zu fleckenartigen Schweißverbindungen, die aber nur einen untergeordneten Bereich der zu verschweißenden Flächen ausmachen. Beim Gießen, während der Abkühlung in der Gießpfanne und beim Wiedererwärmen für die anschließende Verformung bilden sich unvermeidbare Oxydations- und Zunderschichten zwischen den unverbundenen Materialien aus, so daß beim anschließenden Verformen kein Verbund mehr zwischen dem eingegossenen Material und dem Plattierungsmaterial entstehen kann. Diese oben geschilderten Vorgänge sind die Hauptgründe, weshalb die Verfahrens- und kostenmäßig günstige Angießmethode in der Gießform bisher großtechnisch nicht praktiziert und im Gegensatz dazu die sehr viel aufwendigere Walzschweißplattierung angewandt wird.

Aus der deutschen Patentschrift 736 672 ist es bekannt, zwei Plattierungstafeln im Abstand voneinander durch Anschweißen von Eisenblechen an den Längskanten der Plattierungstafeln eine Gießform mit den Abmessungen der fertigen Bramme zu bilden, diese in eine größere Brammenkokille einzusetzen, wobei der Ringraum zwische den Blechen und der Brammenkokille mit feuerfestem Isolierstoff ausgefüllt wird und anschließend die Gießform mit dem Grundwerkstoff ausgegossen wird. Die Verbindung

zwischen dem Grundwerkstoff und den Plattierungstafeln berührt ausschließlich auf Adhäsion, d. h. man hat es hier mit der bereits weiter oben angeführten Angießmethode zu tun.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einleitend genannten Art zu schaffen, dem die vorerwähnten Nachteile nicht anhaften, das vielmehr so ausgebildet ist, daß es in der Gießform die Plattierung bzw. die Kombination zweier Metalle ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Plattierungstafeln unter Bildung eines allseitigen Zwischenraumes zwischen ihren Stirnflächen und den stirnseitig gegenüberliegenden Wandungen der Gießform bzw. dem Badspiegel angeordnet werden.

Der Zwischenraum wird beim Gießen ebenfalls mit dem Grundwerkstoff gefüllt. Hierbei wird der Kantenbereich der Plattierungstafeln von dem Grundmaterial umflossen. Letzteres schrumpft beim Erstarren und Abkühlen abdichtend auf dem Kantenbereich auf.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß im Querschnitt trapezförmig ausgebildete Plattierungstafeln mit ihrer kleineren Grandfläche gegen die Wandung der Gießform angeordnet werden.

Auf diese Art und Weise wird das Umfließen der Kantenbereich der Plattierungstafeln durch das Grundmaterial begünstigt, so daß beim Erstarren des flüssigen Grundmaterials dieses zangenartig und abdichtend aufschrumpft.

Weiterhin kann erfindungsgemäß der Kantenbereich der Plattierungstafeln rahmenartig mit angeschweißten Blechstreifen versehen werden. Dadurch können die Blechstreifen ein- oder zweiseitig vom flüssigen Grundmaterial umflossen werden und angelöst in diesem Bereich mit dem Grundmaterial gasdicht und oxydationsverhindernd verschweißen. Die rahmenartigen Blechstreifen können hinsichtlich der Dicke, Ausdehnung und Form zum Zwecke des Anlösens durch das Grundmaterial dem Wärmeinhalt bzw. der Überhitzungstemperatur des flüssigen Metalls und der Ausbildung der Gießform angepaßt werden.

Weiterhin kann erfindungsgemäß im Randbereich der Plattierungstafeln ein Blechstreifen aus dem Grundmaterial oder aus dem Plattierungsmaterial angeschweißt werden. In den Blechstreifen, die als Verankerungen im Grundmaterial dienen, werden Aussparungen oder Perforationen vorgesehen.

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Plattierungstafeln innerhalb der Gießform so zugeschnitten und begrenzt werden, daß beim späteren Schöpfen und Besäumen des verformten Materials der Verschnitt minimiert wird und möglichst wenig Plattierungsmaterial umfaßt.

Die Plattierungstafeln werden im Bereich der zu verschweißenden Oberflächen metallisch blank gehalten und beim Gießen durch Gießlack vor Oxydation geschützt. In der Gießform sind die Plattierungstafeln so angeordnet, daß sie sich mit der Schrumpfung des Blockes von der Wandung der Gießform abheben können.

Die Erfindung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß die Plattierungstafeln ein-, zwei- oder auch vierseitig angeordnet werden daß das Dickenverhältnis zwischen Plattier- und Grundmaterial beliebig ist.

Zwischen den Plattierungstafeln und der Gießform kann vornehmlich im Kantenbereich eine Wärmedämmung beispielsweise durch Asbestplatten vorgesehen werden. Gemäß der Erfindung können auch ringförmig geschlossene Einsätze aus Plattierungsmaterial entsprechend den Plattierungstafeln verwendet werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung näher erläutert. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das in der

ίο Zeichnung Dargestellte, vielmehr sind im Rahmen der Erfindung weitere Abwandlungen möglich. Es zeigt

Fig. 1 zwei Ausführungsformen der Erfindung,
F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II der Fig. 1,

F i g. 3 zwei andere Ausführungsformen der Erfindung,

F i g. 4 zwei weitere Ausführungsformen der Erfindung,

F i g. 5 eine zusätzliche Ausführungsform der Erfindung und

F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI der Fig. 5.

Die Plattierung kann gemäß F i g. 1 in der Gießforml durch Einlegen von Tafeln aus Plattierungsmaterial 2 an den Wandungen 4 der Gießform erfolgreich durchgeführt werden, wenn die Plattierungstafeln 2 so ausgebildet werden, daß das flüssige Grundmaterial 3 beim Gießen den Kantenbereich 5 der Plattierungstafeln 2 umfließt und beim Erstarren und Abkühlen abdichtend auf dem Kantenbereich 5 aufschrumpft.

Der Kantenbereich 5 soll so ausgebildet sein, daß die Plattierungstafel 2 im Grundmaterial 3 während des Abkühlens zangenartig eingespannt und festgehalten wird und daß mit dem abdichtenden Aufschrumpfen die Gefahr der nachträglichen Oxydation zwischen den Verbundoberflächen 6 vermieden wird. Die Spaltbildung 6 bzw. das Abheben zwischen Plattierungstafel 2 und Grundmaterial 3 kann durch die Gießmethode nicht vermieden werden, so daß in der Gießform nach dem Gießen der eigentliche Verbund nicht zustandekommt und erst später durch die Walzbehandlung erfolgt. Durch die vorgeschlagene Verfahrensweise muß das Eindringen von oxydierenden Gasen, d. h. die Oxydation innerhalb des Spaltes vermieden werden. Dies bedeutet, daß der Kantenbereich 5 als Oxydationsdichtung wirkt unter Ausnutzung der Schrumpfung des Grundmaterials 3, so daß beim nachfolgenden Verformen die metallisch blank gebliebenen Verbundflächen 6 untereinander zur Herstellung einer Plattierung verschweißen können.

Voraussetzung für diese Arbeitsweise ist, daß das flüssige Grundmaterial 3 beim Gießen den Kantenbereich 5 der Plattierungstafeln 2 umspült und umfaßt, so daß es beim Erkalten abdichtend aufschrumpft.

Der Kantenbereich 5 der Plattierungstafeis 2 sollte deshalb, wie aus F i g. 1 hervorgeht, vorzugsweise schräg angeschnitten sein, um den Dichtungseffekt zu erhöhen. Es sind aber auch andere Dichtungsflächen denkbar, z.B. die einfach senkrechte Schnittkante 51.

Die Dichtwirkung gegenüber oxydierenden Gasen läßt sich auch erzielen bzw. erhöhen, wenn auf den Kanten 5 der Plattierungstafeln 2 Blechstreif en 8, F i g. 3, angesetzt werden, die sich auf Grund ihrer geringen Wandstärke teilweise im flüssigen Grundmaterial auflösen und deshalb schon nach dem Gie-

ßen innig miteinander verschweißen und auf diese Weise die oxydationsverursachende Spaltbildung im Kantenbereich 5 verhindern. Der Lösungsvorgang im Bereich der angesetzten Blechstreifen 8 und das langsame Aufschrumpfen im Kantenbereich 5 lassen sich beeinflussen, indem zwischen Plattierungstafel 2 und Gießform 1 die Wärmeableitung durch wärmedämmende Schichten? wie beispielsweise Asbestplatten eingeschränkt wird.

Die abdichtenden Blechstreifen 8 können im Kantenbereich 5 der Plattierungstafeln 2 so angesetzt werden, daß sie ein- oder beidseitig vom Grundmaterial 3 umflossen werden. Sie können Aussparungen 9, Fig.4. oder Perforationen 10 aufweisen, um die Plattierungstafeln 2 besonders gut im Grundmaterial zu verankern. Die Dicke und Ausdehnung der abdichtenden Blechstreifen 8 richten sich nach dem Füllgewicht der Gießform 1, d. h. der Wärmekapazität bzw^r. Überhitzungstemperatur des flüssigen Metalls und werden ermittelt. Die Blechstreifen 8 können verschiedenartig angebracht werden, indem die Plattierungstafeln 2 kastenförmig eingerammt bzw. wie in F i g. 4 an der Kante 5 einfach verlängert oder entsprechend Fig.3 im Kantenbereich8 abgewandelt werden. Die Ausbildung der Blechstreifen 8 kann auch der Gießform 1 angepaßt werden, um die Plattierungstafeln 2 zur Vermeidung von Ausbringverlusten bis in den Randbereich 81, F i g. 3 auszudehnen.

Zur Verhinderung der Oxydation zwischen dem angegossenen Grundmaterial 3 und dem Plattierungsmaterial 2 — der Voraussetzung zum einwandfreien Verschweißen während der hinterher erfolgenden normalen Warmverformung — kann sowohl allein das Aufschrumpfen des Grundmaterials 3 im Kantenbereich 5 als auch allein das Anlösen und Verschweißen der Blechumrandungen 8 genügen, um nicht unbedingt beide Maßnahmen anwenden zu müssen.

Die miteinander verschweißenden Flächen 5,6,8 müssen metallisch blank sein, d. h. das Plattierungsmaterial2 muß entsprechend gesäubert werden und beim Gießen durch Gießlacke vor Oxydation geschützt werden.

ίο Die Plattierungstafeln 2 müssen so in der Gießform fixiert werden, daß sie der Schrumpfbewegung des Blockes während der Erstarrung folgen, d. h. sich von der Wandung 4 der Gießform 1 abheben können. Die Plattierungstafeln 2 können allseitig, zwei- oder einseitig die Wandungen 4 der Gießform 1 auskleiden. Der Dicke der Plattierungstafeln 2 und damit dem Verhältnis von Plattierdicke und Grundmaterialdicke sind Grenzen nur insofern gesetzt, als sich zu dünne Plattierungstafeln 2 nicht im Grundmaterial auflösen dürfen und bei sehr dicken Plattierungstafeln 2 das Dazwischengießen von Grundmaterial 3 möglich sein muß. Damit lassen sich alle in der Praxis auftretenden Kombinationsmöglichkeiten abdekken. Außer dem Auskleiden der Gießform 1 mit einzelnen Plattierungstafeln 2 lassen sich auch entsprechend vorbereitete geschlossene Einsätze 11, F i g. 5 und 6, in der Gießform 1 anordnen, die eine Rundummantelung des gegossenen Blocks mit Plattierungsmaterial ermöglichen. In entsprechender Weise wie bei den einzelnen Plattierungstafeln 2 erfolgt die Abdichtung durch Aufschrumpfen des Grundmaterials 3 bzw. durch Anlösen und gasdichte Verbindung im Bereich der angesetzten Blechstreifen 8.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung plattierter Blöcke oder Brammen, wobei die Plattierungstafeln in der Gießform dicht an deren Wandung angeordnet werden und danach das Grundmaterial in die Gießform gegossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattierungstafeln unter Bildung eines allseitigen Zwischenraumes zwischen ihren Stirnflächen und den stirnseitig ge- ίο genüberliegenden Wandungen der Gießform bzw. dem Badspiegel angeordnet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Querschnitt trapezförmig ausgebildete Plattierungstafeln mit ihrer kleineren Grundfläche gegen die Wandung der Gießform angeordnet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kantenbereich der Plattierungstafeln rahmenartig mit angeschweißten Blechstreifen versehen wird.

4. Verfahren nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die rahmenartigen Blechstreifen hinsichtlich der Dicke, Ausdehnung und Form zum Zwecke des Anlösens durch das Grundmaterial dem Wärmeinhalt bzw. der Überhitzungstemperatur des flüssigen Metalls und der Ausbildung der Gießform angepaßt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Randbereich der Plattierungstafeln ein Blechstreifen aus dem Grundmaterial oder aus dem Plattierungsmaterial angeschweißt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Blechstreifen, die als Verankerungen im Grundmaterial dienen, Aussparungen oder Perforationen vorgesehen werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattierungstafeln innerhalb der Gießform so zugeschnitten und begrenzt werden, daß beim späteren Schöpfen und Besäumen des verformten Materials der Verschnitt minimiert wird und möglichst wenig Plattierungsmaterial umfaßt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattierungstafeln im Bereich der zu verschweißenden Oberflächen metallisch blank gehalten und beim Gießen durch Gießlack vor Oxydation geschützt werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattierungstafeln in der Gießform so angeordnet sind, daß sie sich mit der Schrumpfung des Blökkes von der Wandung der Gießform abheben können.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattierungstafeln ein-, zwei- oder auch vierseitig angeordnet werden und daß das Dickenverhältnis zwischen Plattier- und Grundmaterial beliebig ist.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Plattierungstafeln und der Gießform vornehmlich im Kantenbereich eine Wärmedämmung, beispielsweise durch Asbestplatten, vorgesehen wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ringförmig geschlossene Einsätze aus Plattierungsmaterial entsprechend den Plattierungstafeln verwendet werden.