Stahl und Eisen, Jg. 48, Heft 18

STAHL UND EISEN

Z E I T S C H R I F T F U R DAS D E U T S C H E E I S E N H U T T E N W E S E N

H e ra u sg e g e b e n vo m V e re in d e u tsd ie r E is e n h iitte n le u te G e le ite t v o n D r.-In g . D r . m ont. E . h . O . P e t e r s e n

unter verantw ortlidber M itarb eit von D r. J.W . R e id ie rt und D r.M .S d ile n k e r fu r den w irtschaftlichen T e il

H E F T 1 8 3- M a i 1 9 2 8 48. J A H R G A N G

Ueber Giefitemperatur und Giefigeschwindigkeit.

Von F r i t z B e i t t e r in Dusseldorf.

[B erich t N r. 139 des Stahlw erksausschusses des Vereins deutscher E isen h iitten leu te* ).]

(Chemische Zusammensetzung, Giefitemperatur und Flilssigkeitsgrad. Ermittlung der Schmelzungstemperatur im Ofen.

Abkiihlung des Stahles auf die richtige Giefitemperatur. Einflu/i der Warmeableitung durch die Kokille auf matt zu ver- gieflende silizierte Stahle. Temperaturgefalle des Stahles auf seinem Wege in die Pfanne. Abmessungen von Gieflpfanne und Pfannenausgufi. Fallender und steigender Gufi. Anordnung der Kokillen auf der Gespannplatte. Gespannplatten- bauarten und ihre Fehler. Regelung der GieBgeschwindigkeit. Bedeutung des Blockformguerschnittes und der Blocklange

fur Giefitemperatur und GieBgeschwindigkeit.)

D ie Giefitemperatur steht in engstem Zusammenhange mit der GieBgeschwindigkeit und ist von dieser nicht zu trennen. Sie richtet sich nach der chemischen Zusammen­

setzung des zu vergieBenden Stahles, da m it Zunahme von Gewichtsmenge und Zahl der Legierungsbestandteile der Punkt beginnender Erstarrung m eist eine Erniedrigung erfahrt und der Flilssigkeitsgrad der Schmelzung beeinfluBt wird1). Bedenkt man, daB unter stets gleichen Betriebs- bedingungen ein metallurgischer Ofen eine bestim m te Hochsttemperatur erreicht, so folgt dar aus, daB beispiels- weise eine hartere Schmelzung aus gewóhnlichem Kohlen- stoffstahl den Ofen m it einer w esentlich groBeren Ueber­

hitzung verlaBt ais z. B. weicher FluBstahl. D ie Schmelz- temperatur der gewohnlichen Kohlenstoffstahle2) durch- lauft eine Spanne von etw a 1350 bis 1520 °. Jede iiberfliissige Ueberhitzung beim VergieBen ist aber, wie aus dem ganzen Zusammenhang der D inge ersiehtlich sein wird, geeignet, die unvermeidlichen Fehlerąuellen bei der Verfestigung des Stahles zu vergroBern.

Die schwierigste Aufgabe fiir den Stahlwerker ist die Er­

mittlung der Temperatur der Schmelzung, die bei manchen Sonderstahlen beim VergieBen auf rd. 10 bis 20° genau ein- gehalten werden muB. D iese zu messen, diirfte fiir den laufenden Betrieb nach dem heutigen Stande der Pyro- metrie wohl nicht móglich sein, da die Temperatur des Stahl- bades nicht durch die Schlackendecke hindurch gemessen werden kann. W ohl liefie sie sich durch Eintauchen eines am Boden geschlossenen Graphitrohres in die Schmelzung pyrometrisch messen; doch ist dieses Yerfahren wegen seiner Kosten und seiner U m standlichkeit praktisch un- brauchbar. D ie Fehler aber, die bei optischen Messungen3)

*) Sonderdrucke sin d v o m V erlag S tahleisen m. b. H ., Dusseldorf, zu beziehen.

*) A. L e d e b u r : H an d bu ch der E isen h iitten k un d e, 5. A ufl., Abt. 3 (Leipzig: A . F e lix 1908) S. 8.

2) A. L e d e b u r : H an d bu ch der E isen h iitten k un d e, 5. Aufl., Abt. 1 (Leipzig: A .F e lis 1906) S . 291. H e n r y D .H i b b a r d : GieB- temperaturen unlegierter S ta h le. In : Trans. A m . In st. Min. -et.

Engs. 71 (1925) S. 4 7 6 /5 0 6 ; v g l. S t. u. E . 45 (1925) S. 1611/2.

3) J . N e i l l G r e e n w o o d : Bestimmung der K orrekturen fur die Ablesung optischer P y ro m eter bei der H erstellu n g un em GieBen von Stah l. In : Carnegie Schol. Mem. 12 (1923) S. 2 7 / 73 X V III.18

im Ofen gemacht werden, liegen in bedeutend weiteren Grenzen. Spiegelungen (Fremdstrahlung), Bauch, Dampfe sowie Oxydhautchen haben auf die Ergebnisse derartiger Messungen sowohl im Ofen ais auch in der Abstichrinne uberaus groBen EinfluB. Fur die Bestim m ung der richtigen Giefitemperatur muBte nach dem oben Erwahnten auch eine ganz bestim m te chemische Zusammensetzung des Materials vorliegen, da sich m it dieser zwanglaufig die giinstigste Giefitemperatur verschiebt. D iese Forderung wird aber auch vom besten Pyrometer nicht erfiillt.

Der beste, einfachste und betriebssicherste Weg ist auch heute hier noch die Erfahrung bei der Beobachtung der Schópfprobe. Schlackt man den fur die gewóhnliche Schmiedeprobe gebrauchlichen Schópfloffel gut ein, fullt ihn mit Stahl und streicht die Schlacke restlos ab, so wird sich je nach Ueberhitzung des Bades fruher oder spater auf der Oberflache der Probe ein H autchen bilden. Die Dauer bis zu diesem Verschlagen der Oberflache der Lóffelprobe nach erfolgtem Abstreichen der Schlacke und regelmafiigem Aus- giefien des Lóffels ist der beste Anhalt fiir die richtige Ab- stichtemperatur, da hierbei gleichzeitig der Flilssigkeitsgrad m it beriicksichtigt wird. D a bei beruhigten Stahlen die Mes­

sungen m it optischen Pyrometern am Giefistrahl einen gut vergleichbaren Wert geben, so ist ein sicheres und schnelles Einarbeiten in dieses Verfahren ermoglicht; bei nicht be­

ruhigten Stahlen wird die Messung durch das starkę Flam m en des GieBstrahles erschwert. Bedingung fiir die Empfindlichkeit der Probe ist, daB die Probe im Lóffel m óglichst ruhig ist; arbeitet sie aber infolge des Entweichens von Gasen, só treten immer wieder heifiere Teile an die Oberflache und erschweren dadurch die Beobachtung, machen sie aber keineswegs unmoglich. Zusatze miissen gut abgeriihrt und durchgekocht sein, so dafi die Probe im Lóffel klar ist.

Heifi schmelzen, verhaltnism afiig m att und langsam giefien ist ein altes Gesetz fur den Stahlwerker, sowohl in warmewirtschaftlicher ais auch qualitativer H insicht. Der heifi erschmolzene Stahl mufi auf seinem W ege bis zum

d sgl. S t. u. E . 45 (1925) S. 1850/4.

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578 Stahl und Eisen. Ueber G iefitem peratur u n d G iepgeschm ndigkeit. 48. Jahrg. Nr. 18.

A ustritt aus der Pfanne die richtige Temperatur erreichen und muB daher je nach den ortlichen Verhaltnissen oft m it Gewalt gekiihlt werden. D ies erreicht man durch Kiihlen im Ofen, durch Drosseln von Gas- und Luftzufuhr, durch Schrottzusatze in Ofen und Pfanne, durch entsprechende Bemessung von Lange und Form der Rinne und GroBe der Abstichóffnung. durch Abstehenlassen der Schmelzung in der Pfanne sowie durch langsames Giefien. Eine in einem scharfgehenden 50-t-0fen hergestellte Schmelzung vertragt ein Abstehenlassen im Ofen von 20 bis 40 min, voraus- gesetzt, daB die Schlacke fliissig bleibt, was bei geniigendem Mangangehalt und reichlicher Anwendung von FluBspat leicht zu erzielen ist. Wird die Schlacke dick, so ist yon einem weiteren Abstehenlassen nicht mehr viel zu erwarten, zumal da dann auch eine einwandfreie Temperaturprobe unmoglieh wird. Eine weitere Kuhlung ist nur durch Schrottzusatze in die Pfanne und langeres Abhangenlassen derselben moglich. Stellt man beispielsweise einen Stahl m it 0,3 bis 0,4 % C, 0,2 bis 0,25 % Si, 0,40 bis 0,60 % Mn, 0,03 % P und 0,03 % S her, so sind bei 50 t Pfannen- inhalt Kuhlschrottmengen von 600 bis 800 kg nichts AuBer- gewóhnliches. Der Ofenzustand ist fur die Art des Vor- gehens maBgebend, wobei zu beriicksichtigen ist, daB die Schmelzungen aus einem alteren Ofen heiBer sind ais die

aus einem neuen, was bei sonst gleichartigem Einsatz in einer langeren Schmelzungsdauer und erhóhtem Roheisen- verbrauch seine Erklarung finden kann. Bezuglich des Fliissigkeitsgrades spielt der hóhere Roheisenverbrauch in­

sofern eine bedeutungsvolle Rolle, ais infolge des hóheren Mangangehaltes das Enderzeugnis eine geringere Diinn- fliissigkeit besitzt. Das Abhangenlassen in der Pfanne kann ohne Gefahr fiir den Stopfen bis etwa 15 min ausgedehnt werden. Eine Schmelzung, die so lange abgehangen hat, zeigt wahrend des VergieBens bei geniigend starker Schlacken- decke kaum einen nennenswerten Temperaturunterschied zwischen erstem und letztem Gespann und wird auch kaum irgendwelchen nennenswerten Schrottentfall durch Bar- ruckstande in der Pfanne ergeben. Mit dem AngieBen des ersten Gespannes besteht die Moglichkeit einer brauchbaren Temperaturmessung. Die MeBergebnisse am austretenden, ungedrosselten GieBstrahl m it einem Holborn-Kurlbaum- Strahlungspyrometer ergeben zuverlassige Vergleichswerte, da immer frisch austretendes Materiał anvisiert wird. An Hand solcher Messungen und der Art des Hochsteigens in der GuBform laBt sich ohne weiteres der Harte- und Reinheits- grad einer silizierten Schmelzung beim VergieBen beurteilen.

Was das Kiihlen m it blankem Schrott anlangt, so ist die Anwendung dieses Verfahrens tunlichst zu vermeiden.

Es tragt sicherlich nicht dazu bei, die Hom ogenitat und den

erwiinschten Gleichgewichtszustand der Schmelzung zu erzielen. Der Schrottzusatz in den Ofen kurz vor dem Ab- drehen ist wohl das M ittel, das zu den w enigsten Stórungen AnlaB geben kann. D as Schrottwerfen in die GieBpfanne ist N otbehelf und sollte vermieden werden. D as Kiihlen in der GuBform, das sogenannte „ F iittern “ silizierten Stahles, sollte wegen der damit verbundenen N achteile (Abb. 1) ganzlich unterbleiben.

D ie hohe W armeleitfahigkeit der Kokillen sowie die in die GuBform wahrend des GieBens einfallende kalte Luft bewirken bei m att zu vergieBendem silizierten Stahl die Bildung einer oxydreichenKruste, des sogenannten„Deckels“.

In abgeschwachtem MaBe tritt diese ,,D eckelbildung“ auch bei nicht beruhigtem Stahl ein, wenn Blockąuerschnitt und Gespannstarke ihre zulassigen H óchstw erte iiberschreiten.

Es ist eine merkwiirdige Erscheinung, daB diese Kruste, obwohl sie spezifisch schwerer ist ais das fliissige Metali, auf der Oberflache schwimmt. D iese Beobachtung findet ihre Erklarung nur in der Oberflachenspannung, welche bei Metallen besonders groB ist. E in Beweis hierfur ist die Tatsache, daB der „DeckeP1, falls er aus der Gleichgewichts- lage gebracht wird, sofort untersinkt und Schlackenein- schliisse verursacht. Abhangig ist diese Deckelbildung von GieBtemperatur und GieBgeschwindigkeit, die aber leider in einem umgekehrten Verhaltnis zueinander stehen, d. h. erhóht man die GieBgeschwindigkeit, so muB bei Rundblócken die GieBtemperatur unbedingt erniedrigt werden.

Zur Deckung aller W armeverluste des Stahles auf dem Wege vom Abstich bis zum beendeten Ab- gieBen ist ein bestimm tes Temperaturgefalle erforder­

lich. Dieses Temperaturgefalle ist eine Funktion von Weg und Zeit, die m it GieBgeschwindigkeit bezeichnet wird. Die GieBgeschwindigkeit wird durch den Differentialquotienten des W eges nach der Zeit

ds „

gemessen: v = — • Entsprechend ergibt sich fiir die GieBgeschwindigkeit die Formel v = wobei

d t

h die Blockhóhe bedeutet. U m eine einfache Ver- gleichsmóglichkeit fiir alle Verhaltnisse zu erhalten, wird nicht die Zeiteinheit, sondern der Blockmeter ais Ein- heit gewahlt. Diese Blockmetergeschwindigkeit ist eine Funktion einer Reihe von Faktoren, die nachfolgend be­

handelt werden.

A b s t i c h lo c h u n d A b s t i c h r in n e .

Das Abstichloch eines 50-t-0fen s hat beispielsweise einen Durchmesser von 250 mm. D ie Abstichdauer betragt im Mittel je nach der Badtiefe.2% bis 3% min und laBt sich durch \ orhalten eines Kratzers einigermaBen regeln. Die Abstichrinne hat, wenn sie gerade ist, einen weniger groBen influB auf die Temperatur des Stahles, wahrend bei ge- winkelter Rinne — beispielsweise bei lOO-t-Oefen mit ge- teilter Rinne infolge Stauwirkung und langerer Wege ein betrachtliches Temperaturgefalle auftritt. Ist das Einhalten einer bestimm ten GieBtemperatur unbedingt erforderlich, so sind fiir alle Schmelzungen stets die gleichen Verhaltnisse anzustreben. Der Kippofen erweist sich hierfur ais die beste Ofenbauart.

A b m e s s u n g e n d e r G ie B p fa n n e .

D ie Form der GieBpfanne ist in den alteren Stahlwerken entsprechend der A bstichhóhe der Oefen oder noch vor- andener alter GieBwagen ausgebildet. Man trifft daher au lg auf die fehlerhafte, allzu schlanke Form, dereń Hohe

durch einen K iihlstab. (Prim aratzung nach Oberhoffer, MaBstab 1 : 1 ,3 8 .)

3. Mai 1928. Ueber GiefStetnperatur und GieBgeschwindigkeit. Stahl und Eisen. 579

Zahlentafel 1. P f a n n e n h ó h e , A u s f l u I ł g e s c h w i n d i g k e i t , A u s f l u B m e n g e (errechnet).

H ó h e des FlU ssigkeits-

spiegels

AusfluB­

g e s c h w in d ig k e it m /se k

A u sflu B m en g e b ei 3 3 -m m -

Ausgui3 k g /se k

A u sflu B m en g e b ei 40-m m -

A usgufl k g /se k

2,5 7 ,0 0 4 1 ,3 0 60 ,7 0

2,0 6,26 36 ,9 5 54,31

1,5 5,43 32 ,0 0 4 7 ,0 4

1,0 ^{4,4 3 26 ,1 3 38 ,4 0}

0,5 3 ,13 18,47 27 ,1 5

fur die GieBgeschwindigkeit ein schwerwiegender Faktor ist.

Nach dem Torricellischen AusfluBgesetz ist die AusfluB-

gleich der Geschwindigkeit, die ein Korper erlangen wiirde, wenn er vom Spiegel der Flussigkeit bis zur AusfluBdffnung frei fallen wiirde. E s ist also v = f 2 g ■ h.

Diese Gleichung entspricht der Form y 2 = 2p • x und stellt geometrisch eine Parabol dar. Zahlentafel 1 sowie Abb. 2" und 3 mogen die W ichtigkeit dieses sich parabolisch anderndenFaktors, errechnet fiir eine 50-t-Pfanne, erlautern.

5

Zeitstudien beim GieBen wird sich ohne weiteres ein zweck- maBiger GieBplan m it gestaffelter Gespannstarke aufstellen lassen, so daB jeder Błock unter annahernd gleicher GieB­

geschwindigkeit gegossen wird. Auf das GieBen m it ge- drosseltem Strahl wird weiter unten bei Besprechung der Begelung der GieBgeschwindigkeit eingegangen.

D e r P f a n n e n a u s g u B .

D ie GroBe des Ausgusses richtet sich nach Pfannenhóhe, chemischer und physikalischer Beschaffenheit von Schmel- zung und AusguBmaterial sowie nach der Art des GieB- yerfahrens. D ie aus einem AusguB in der Zeiteinheit aus- flieBende Menge ist:

M = p • q • s • y 2 g -h . In dieser Formel bedeuten:

h die Hohe des Flussigkeitsspiegels, g die Erdbeschleunigung,

s das spezifische Gewicht des flussigen Stahles ( = 6,9), q den Querschnitt des Auslaufs,

p die AusfluBziffer.

Der EinfluB der Pfannenabmessung ist bereits oben entwickelt worden.

Ob sich der Querschnitt des Ausgusses beim GieBen yerandert, hangt ganz von dem fur ihn rerwendeten "Werkstoff ab.

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A bbildung 2.

A usfluBgeschw indigkeit aus 'ein er 50-t-P fan n e.

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/t u s f/u fim e rrg e /a t y /s e /r

A b b ildung 3. A usfluBm enge aus einer 50-t-P fan n e b ei y ersch ied e­

nen A usguB durchm essem .

O 70 2 0 JO W SO SO

Austfu/se/urcfi/nesser in m/n

A b b . 4. A b n utzung des P fannenausgusses einer 50-t-P fan n e w ahrend des GieBens.

(A uslaufm aterial l a S ch am otte.)

Das Volumengewicht des flussigen FluBstahles ist m it 6,9 eingesetzt. Der parabolische Verlauf der Kurve fiir die AusfluBgeschwindigkeit bewirkt ein starkes Schwanken in den GieBzeiten bei den einzelnen Gespannen. Unter- schiede von mehreren Minuten sind nichts AuBergewóhn- liches. Hieraus folgt, daB fiir Sonderstahle, die moglichst matt vergossen werden miissen, unbedingt ein der GieB­

geschwindigkeit entsprechender GieBplan festgelegt werden muB. Findet das hier E ntw ickelte keine Beachtung, so ist entweder fiir die ersten Gespanne die Temperatur zu hoch, d. h. GieBgeschwindigkeit und Temperatur sind nicht riehtig gegeneinander abgestim m t, und es tritt ein AusschuB durch Langsrisse ein, oder aber die Geschwindigkeit wird auf den letzten Gespannen zu langsam und bewirkt ein Hangen- bleiben und Ueberlaufen des fiir silizierten Stahl eigentiim- lichen Deckels, was zu sehr unangenehmen Blasenbildungen und Fehlern bis tief in das Blockinnere fiihrt. An Hand von

Der gebrauchlichste Werkstoff ist Schamotte. Bei [der Yerwendung von Schamotteausgiissen tritt im allgemeinen wahrend des YergieBens ein GróBerwerden des Auslaufs ein.

D iese Zunahme des AusguBąuerschnitts ist fiir yerschiedene Stahle in Abhangigkeit von der Temperatur ais dem be- deutendsten Faktor in Abb. 4 zusammengestellt.

KaturgemaB wird m it weehselnder chemischer Zu­

sammensetzung des zu vergieBenden Stahles auch die A b­

nutzung des Ausgusses verschieden sein. D ie Zunahme des AusguBąuerschnitts hat auf die Blockmetergeschwindigkeit der einzelnen Gespanne entscheidenden EinfluB und gleicht bis zu einem gewissen Grade die Abnahme der AusfluB­

geschwindigkeit durch eine groBere AusfluBmenge je Zeit­

einheit aus. Ausgusse oder Auslaufe aus Magnesit w eiten

wahrend des GieBens nicht auf; sie sind jedoch empfindlich

gegen Temperaturwechsel und Druck und bieten daher

keinerlei Yorteile gegeniiber den billigeren aus Schamotte.

580 Stahl und Eisen. Ueber G iefltem peratur u n d Gieflgeschwindiglceit. 48. Jahrg. Nr. 18.

D ie tatsachliche AusfluBmenge miiBte infolge der Rei- bungsverhaltnisse sowie der Einschniirung und Wirbelung des GieBstrahls hinter dem errechneten Wert zuriickbleiben.

Praktisch fallt dieser Faktor nicht so sehr ins Gewicht und ist bei den durchgefiihrten Berechnungen vernachlassigt worden.

Von dem Pfanneninneren treffen an der AusguBoffnung Stromungslinien zusammen, in denen der flilssige Stahl ńicht iiberall die gleiche Geschwindigkeit hat. Infolgedessen muB sich die innere Reibung geltend machen. Diese innere Reibung bezeichnet man mit Zahigkeit oder Viskositat, d. h., sie ist der Widerstand, den eine Flussigkeit dem Aneinandervorbeigleiten ihrer einzelnen Teile entgegensetzt.

Aus dem Eisen-Kohlenstoff-Diagramm ergibt sich, daB bei einer reinen Eisen-Kohlenstoff-Legierung beliebiger Zu­

sammensetzung eine ganz bestimmte Temperatur der be- ginnenden Mischkristallbildung entspricht. Beim Unter- schreiten dieses Temperaturpunktes nimmt nach MaBgabe der Hebelbeziehung die Menge der Mischkristalle zu, bis bei der eutektischen Temperatur die Erstarrung der noch zuriickbleibenden Mutterlauge erfolgt. Das Auftreten dieser festen Kristalle in der Mutterlauge ruft eine starkę Zunahme der Yiskositat hervor. Da m it steigendem Kohlenstoffgehalt Liąuidus- und Solidus-Linie stark auseinandergehen, das Erstarrungsintervall also groBer wird, so findet auch die Er­

fahrung, daB hartere Schmelzungen (siliziert) leichter matt zu vergieBen sind ais weiche, hierin ihre Erklarung.

D ie durch Beimengungen verursachte Erniedrigung der Temperatur des Beginns der Erstarrung betragt nach O b e r h o f fe r 4) unter der Voraussetzung einer linearen Ab­

hangigkeit fur:

0,1 % C ... 17,5®

0,1 % P ... 1,9°

0,1 % S ... 5,5°

Wie die einzelnen Elemente auf die Viskositat des Stahles einwirken, ist leider noch nicht genau zahlenmaBig erfaBt. Aluminium, Chrom, Mangan, Kohlenstoff, Silizium und Schwefel scheinen in bezug auf die Yiskositat6) positiy, Phosphor und besonders Stickstoff dagegen negativ zu wirken.

Praktisch von besonderer W ichtigkeit sind Chrom, Alu­

minium und Mangan. Diese Elemente wirken ais Des- oxydationsm ittel, bilden also oxydische Schlacken und machen die Schmelzung dickfliissig, eine Erscheinung, die allgemein ais ,,Schmieren“ bezeichnet wird.

Eine Erhóhung der Viskositat, d. h. eine Verringerung des Flussigkeitsgrades bedingt die Verwendung eines groBeren Ausgusses, ein groBerer AusguB aber erhóht die Blockmetergeschwindigkeit, die ihrerseits wieder in funktio- nalem Zusammenhang m it der GieBtemperatur steht und leicht turbulente Stromungen hervorruft, die AnlaB zu RiB- bildungen geben.

Um saubere, glatte Blockoberflachen sowie moglichste Reinheit in bezug auf nichtmetallische Einschlusse zu er- zielen, gilt die Forderung: m att, langsam und flussig ver- gieBen; daher Vermeidung iibermaBig dickflussiger Schmel­

zungen, die schon ein Zuschmieren des Ausgusses bei ver- haltnismaBig hoher GieBtemperatur bewirken. Auf die Art

4) P a u l O b e r h o f f e r u. A n t o n W im m e r : U eber den E influB der Tem peratur und der chem ischen Zusam m ensetzung auf die V isk ositat des Eisens. In : St. u. E . 45 (1925) S. 96 9 /7SK 5) U eber die M essung der V isk ositat siehe: J . Chem. Soc. 93 (1908) S. 1299; Chem. Zentralbl. 79 (1908) II , S. 1760 Z. M etalik. 15 (1923) S .2 1 ; 6 (1914) S. 142; Z. anorg. Chem 93 (1915) S. 1; 135 (1 9 2 4 ) S. 255; Z. M etalik. 18 (1926) S. 140.

des VergieBens, d. h. fallend oder steigend, sei im folgenden kurz eingegangen.

D e r f a l l e n d e GuB.

Beim fallenden GuB erfolgt das GieBen entweder direkt oder durch einen Trichter bzw. eine Wannę m it ein oder mehreren Auslaufen. Die Wannę verm indert ais Vorgelege die durch die Pfannenabmessungen bedingte AusfluB- geschwindigkeit und schw acht das Aufprallen und Zer- stauben des GieBstrahls auf dem Kokillenboden ab; trotz kalottenformiger Ausbildung der GieBplatte, Verwendung von Spritzblechen, Einhangen von D rahtnetz- oder Blech-

A bbildung 5. Sch em atisch e D arstellu n g des VergieBens m it und ohne W annę.

rohren in die GuBform sowie Yerwendung von Anstrich- mitteln laBt sich m it diesem Verfahren keine vollkommen saubere Blockoberflache erzielen.

Die Benutzung eines einfachen Trichters m it einem Aus- lauf, der kleiner ais der PfannenausguB ist, ist wenig zu empfehlen, sobald m atter oder stark schmierender Stahl ver- gossen werden soli; die kleinen Auslaufe (20 bis 25 mm 0) neigen zum Zuschmieren; infolgedessen geht der ausflieBende Strahl schief, lauft gegen die Kokillenwand, beschadigt

A bbildung 6. M assekopf der P ortsm ou th R efractories Co.

diese und verursacht schalige Blócke. Die Anwendung der- artiger H ilfsm ittel zur Erzielung einer einigermaBen giin- stigen GieBgeschwindigkeit fiihrt nur bedingt zum Ziel.

Wahrend sich Hartstald ohne groBe Schwierigkeiten durch

Trichter und Wannen vergieBen laBt, ist das VergieBen von

weichem Stahl auf diese Weise weniger zu empfehlen. Die

an sich schon bedeutend hoher liegenden GieBtemperaturen

sowie das Arbeiten m it nicht beruhigtem Stahl bringen eine

allzu starkę Beanspruchung des feuerfesten Materials mit

sich. Der fallende GuB wird stets gieBtechniseh hinter dem

3. Mai 1928. Ueber G ieBtem peratur u n d GiefSgeschwindigkeit. Stahl und Eisen. 581

steigenden GuB zuruekstehen, wenn es sich um das Yer- gieBen groBer Stahlmassen zur Versorgung der Walzen- straBen handelt. Fiir schwere Schmiedeblócke m it groBen Querschnitten und entsprechend yerhaltnismaBig geringer Blockmetergesehwindigkeit ist die Yerwendung eines Trich- ters oder einer W annę das Gegebene. W annen m it groBerer

Abbildung 7. GieBdauer Yon groBen B lock en . ( D ie K u r r e c stellt die m ittlere g iin stig ste G ieBzeit dar.)

Oberflache und geringem Gefalle nach den Auslaufen haben den Nachteil der Krustenbildung, die oft ein gleichmaBiges GieBen behindert.

Die in Abb. 5 und 6 gekennzeichnete GieBart6) nut be- sonderem feuerfesten A ufsatz stellt wohl die beste Losung fur den fallenden GuB dar; sie hat neben anderen den groBen Yorteil, daB das Einfallen kalter Luft vermieden und so der Krustenbildung entgegengearbeitet wird. Beziiglich der GieBzeiten fallend gegossener, schwerer Blocke wurden von J. H. H r u s k a 7) die in Abb. 7 wiedergegebenen Angaben gemacht.

D e r s t e i g e n d e GuB.

Beim steigenden GuB trifft der m it sehr groBer Ge­

schwindigkeit aus der GieBpfanne austretende Stahl nach Durchfallen der Trichterhohe auf den Boden des soge- nannten Kónigsteins. Hierbei tritt in den meisten Fallen eine Injektorwirkung am Trichter ein, d. h. der Stahl saugt atmospharische Luft m it durch die Kanale in die dem Trichter am nachsten liegenden GuBformen. Man beobachtet daher in solchen GuBformen ein starkes StoBen des sich bildenden Deckels. Die Injektorwirkung lieBe sich rerhindern. wenn der Zulauf durch den AusguB aus der Pfanne so geregelt wiirde, daB der Trichter wahrend des GieBens bis nahe zum Rand gefiillt bleibt. Praktisch ist diese MaBnahme jedoch kaum durchfiihrbar, da beim Y ollhalten der GieBtrichter die Blockmetergesehwindigkeit zu groB wiirde und eine Yer­

wendung groBerer Gespanne ausgeschlossen ist. Durch die kinetisehe Energie des aufschlagenden GieBstrahls sowie die plotzliche Steigerung der Temperatur werden je nach Giite des Kónigsteins mehr oder weniger groBe Steinmengen ab- gelost und durch die Kanale in die Blockform en gerissen.

Es bildet sich alsdann je nach der erreichten GieBhóhe ein Sumpf, der ein weiteres starkeres Anfressen des Kónigsteins verhindert. Im Konigstein teilt sich der GieBstrahl und flieBt durch die angeschlossenen Kanalsteine, deren Quer- schnitte im allgemeinen stets gleichbleiben. Genaues Ver- passen der einzelnen Kanalsteine ist unbedingt erforderlich.

Steine mit N ut und Feder verhiiten ein Yersetzen der Kanale gegeneinander, was ein unregelmaBiges GieBen des Gespanns und Blasenbildung durch H angenbleiben der erstarrten Stahlkruste verursachen wiirde. Bei gleichbleibenden

6) Iron Trade R e v . 78 (1926) S. 1 3 9 /4 2 ; v g l. auch S t, u . E . 46 (1926) S. 683.

7) Iron Age 116 (1925) S. 1305/6; v g l. au ch S t. u . E . 46 (1926) S. 921/2.

Kanaląuerschnitten ist der Druekabfall proportional der Lange. Bei Fliissigkeitsstrómen kann man ein kurzes enges Rohr durch ein w eites langes ersetzen. D ie Stro- mung geht m it einem Energieverlust H and in Hand, der in der Reibung begriindet ist, die die durch Adhasion fest an den Rohrwandungen haftende aufierste Fliissigkeitshaut auf den Strahl ausiibt. Der Energieverlust ist proportional der Rohrlange. H at man wechselnde Querschnitte, so gilt die Gleichung vx ^• = v 2 • q2, wobei v die Strómungs- geschwindigkeiten und q die Yerschiedenen Querschnitte bedeuten. D er ferrostatische Druck ist im weiteren Rohr- teil um so viel groBer, w ie der ferrodynamische Druck gegenuber dem im engen Rohr abgenommen h at; der letztere ist der Differenz der Geschwindigkeitsąuadrate in beiden Rohrteilen proportional. Das Fullen einer GuBform z. B. fur Rundblocke erfolgt in der W eise, daB sich Flussig- keitszylinder ineinander verschieben. D ie Geschwindigkeit, m it der sich dieses Gegeneinanderverschieben der Zylinder vollzieht, nim m t hierbei von der GuBformwand nach der Mitte hin zu. Findet, wie es praktisch wohl der F ali sein durfte, keine Gleitung des flussigen Stahles an der KoMUen- wand statt, so ist der aufierste Flussigkeitszylinder infolge der Adhasionswirkung der GuBformwandung in Ruhe.

Diese Materialbewegung, die parallel zur Kokillenachse er­

folgt, wird aber praktisch selten allein auftreten. Jeder Błock zeigt je nach der Ausfuhrung der GieBplatte wahrend des GieBens Wirbelbildungen, die physikalisch m it turbu- lenten Strómungen bezeichnet werden. Sie bilden sich beim Ueberschreiten einer bestim m ten kritischen Geschwindig­

keit, die ihrerseits von Querschnittsunregelmafiigkeiten, In- jektorwirkung u. dgl. sowie von der Reibungskonstanten des zu vergieBenden Stahles abhangt. D ichte und Yis- kositatskoeffizient bestimm en die Grófie der turbulenten Stromung, auf die in den meisten Fallen die Entstehung eines Langrisses zuruckzufuhren ist. D a derartige Stró­

mungen nach verschiedenen R ichtungen yerlaufen konnen, so ist auch die Erklarung fiir das A uftreten mehrerer Lang- risse an ein und demselben Błock gegeben.

D ie Bedeutung der dynamischen Gesetze fiir den prak­

tischen Betrieb wird besonders klar, wenn man an den engen Zusammenhang zwischen GieBgeschwindigkeit, GieB­

temperatur und Y iskositat denkt. Je weiter der W eg des Stahles durch die Kanale ist, je mehr Stauwirkungen durch Richtungswechsel und Aenderungen der Strómungsge- schwindigkeiten auftreten, um so mehr verliert der Stahl durch Leitung an W armeinhalt. Der zuerst in die GuBform eintretende Stahl ist daher teigig, oxydiert und gibt AnlaB zu Randblasen.

A n o r d n u n g d e r K o k i ll e n .

D ie Anordnung der Kokillen um den GuBtrichter ist gieBtechnisch von gróBter W ichtigkeit. GieBplatten, bei denen ein Teil der GuBformen auf den H aupt-, andere auf den Nebenkanalen stehen, sind fehlerhaft; sie bewirken ein bedeutendes Yoreilen der Blócke auf den H auptkanalen und konnen nie einwandfreie Ergebnisse liefern. Fiir m att zu vergieBende silizierte Stahle sind sie ganzlich unbrauch- bar und bilden AnlaB zu stark randblasigen Blocken. D ie Yerwendung engerer Kanaląuerschnitte fur den H auptkanal ist nicht zu empfehlen, da bei yerschiedener GieBtempe­

ratur auch der Angriff der Kanalsteine verschieden ist.

Gespannplatten, bei denen die GuBformen auf gleichartigen K analen hintereinander stehen, zeigen bei m atten Giissen folgendes B ild: D er dem Trichter am nachsten stehende Błock w iihlt und bleibt fliissig oder bekom m t spater einen

„D eckel“ ais der auf gleichem K anał w eiter zuriickstehende

582 Stahl und Eisen. Ueber GieBtemperatur u n d G iepgeschwindigkeit. 48. Jahrg. Nr. 18.

Błock. Diese Erscheinung tritt sowohl bei siliziertem ais auch bei nicht beruhigtem Stahl ein; sie beeinfluBt neben der Blockmetergeschwindigkeit auch noch die Lage des Blasenkranzes bei nicht beruhigtem Stahl. Es wird also entweder der Błock am Trichter den richtigen GieBverhalt- nissen entsprechen, wahrend der Deckel des dahinter- liegenden Blockes hangenbleibt und vom nachflieBenden Stahl iiberholt wird, was Blasenbildung und Innenfehler hervorruft, oder aber der auBere Błock ist gesund, wahrend der amTrichter stehende Błock durch LangrisseAusschuB wird.

Das Yollkommenste kann also nur die GieBplatte sein, die jeder GuBform einen eigenen Zulaufkanal ermoglicht.

Durchaus gleichmaBig ist dabei nur die sternfórmige GieB­

platte m it 6- oder 8kanaligem Konigstein. Das hier iiber die GieBplatten Entwickelte gilt in erster Linie fiir dicke, m att zu vergieBende Blócke; -fur diinne Blócke sind die Fehler insofern weniger bedeutungsvolł, ais sie móglichst heiB vergossen werden mussen. Die Kokillenzahl, m it der eine GieBplatte zu besetzen ist, hat fiir jedes Blockformat je nach den órtlichenV erhaltnissen eine bestimmte Hóchstgrenze.

Die oft vertretene Ansicht, daB Blócke aus ein und dem- selben Gespann oder gar selbst aus einer Schmelzung von gleicher Giite sind, ist, wie aus obigem hervorgeht, voll- kommenirrig. GroBe, schwer besetzte GieBplatten haben iiber- dies vielfach denNachteil, daB die Blockkópfeschlecht werden, und daB groBe Gewichtsunterschiede bei gleichen Blocklangen auftreten, da die weit entfernt stehenden Eckblocke beim NachgieBen keinen Stahl mehr zugefiihrt bekommen.

Die einfachste Art, die GieBgeschwindigkeit zu regeln, ist die Drosselung des Strahles durch den Stopfen. Dies ist bei einigermaBen zweckentsprechender GieBplattenbauart fiir nicht silizierten Stahl ohne weiteres durchfiihrbar, da die Deckelbildung infolge des Arbeitens durch Gasaus- scheidung, wodurch immer wieder heiBer Stahl an die Block- oberflache gebracht wird, spater eintritt. Yoraussetzung hierbei ist, daB die Platte nicht derart schwer besetzt ist, daB die weiter vom Trichter entfernt liegenden Blócke dickfliissig werden, was starkę Randblasenbildung und schlackenhaltige Blócke zur Folgę hat. Bei siliziertem oder sonstwie beruhigtem Stahl ist diese Art, die Blockmeter­

geschwindigkeit zu regeln, schon wesentlich mehr von der Bauart der GieBplatte, der Gespannstarke sowie Quer- schnittsgróBe und Blocklange abhangig. Kleine Blócke mussen unbedingt heiB gegossen werden, einmal wegen der an sich groBen Zahl der Blócke im Gespann, dann aber auch wegen der groBen Mengen. B ei sehr langen GuBformen ist der Warmeabfall in den oberen Blockteilen wahrend des GieBens so groB, daB die Deckelbildung sowie das Dick- werden des Stahles zu schweren Einschliissen fiihren, Fehler, die m eist irrtiimlich auf das Konto des langeren Lunkers gesetzt werden. HeiBes, langsames GieBen und Ver- minderung der Gespannstarke stellen diesen Fehler sof ort ab.

Blocklangen uber 1300 mm sind móglichst ganz zu yer­

meiden. Fiir Blócke gróBerer Lange empfiehlt es sich, fallend zu gieBen.

Silizierte Blócke gróBeren Querschnitts zeigen bei m attem GuB stets die weiter oben beschriebene Deckel­

bildung. Dieser Deckel muB bis zum Ende des GieBens frei auf der Blockoberflachę schwimmen; daher empfiehlt es sich, den AusguB nicht zu klein zu bemessen, damit der Deckel bei gut flussigem Band auch bei den letzten Ge- spannen bis an das MaB gebracht wird. Je groBer die Ge­

spannstarke und je verwickelter die Zulaufkanale sind, desto schwieriger wird die Erfiillung dieser Forderung. Yon einer bestimm ten Gespannstarke an m acht sich jede Un- regelmaBigkeit am GieBstrahl durch das Hangenbleiben und Ueberfluten des Deckels bemerkbar. Solche Platten ver-

kleinern, wie aus den Betrachtungen hervorgeht, auch das Intervall der zulassigen GieBtemperatur und erfordern in bezug auf Temperatur ein sehr genaues Arbeiten und zur Erzielung einer einheitlichen richtigen Blockmeterge­

schwindigkeit einen nach Gespannstarken gestaffelten GieBplan. Es geniigt eben nicht nur, die erforderliche Ge- samtgieBzeit eines Blockes einzuhalten, sondern die GuB­

form muB in jedem Teil m óglichst gleichmaBig schnell ge- fiillt werden, eine Forderung, die zu erfiillen, wie man sieht, groBe praktische Schwierigkeiten bereitet.

Bei beengten GieBgrubenverhaltnissen kann eine Rege­

lung der Blockmetergeschwindigkeit auch durch eine Pfanne mit zwei verschieden groBen Auslaufen oder Fawcett-Batty- Stopfen8) bewirkt werden. Letzterer hat unterhalb des Auslaufes am auBeren Boden der Pfanne einen zweiten auswechselbaren AusguB, der durch einen ausschwenkbaren Halter an den oberen gepreBt wird.

Die Blockform ist in erster Linie fiir die beiden Faktoren GieBgeschwindigkeit und GieBtemperatur bestimmend. Je dicker ein Błock und je mehr sein Querschnitt der Kreis- form angepaBt ist, um so gróBere N eigung hat er zur RiB­

bildung. D a der Kreis die kleinste Linienbegrenzung einer Flachę ist, so muB an einem Rundblock sich jede ortlich ungleichmaBige Kraftwirkung iiber die Elastizitatsgrenze hinaus ais Deformation oder RiBbildung bemerkbar machen.

Die RiBbildung ist in erster Linie eine F unktion turbulenter Strómungen sowie der Schw indung; letztere ist bei kohlen- stoffarmeren Stahlen groBer ais bei harteren, weshalb auch Rundblócke aus weichem Stahl vielfach stark eingezogene Stellen zeigen. Mit zunehmenden Blockabmessungen wachst das MaB der Gesamtschwindung. Der stark uberhitzte Stahl schwindet starker ais der m att vergossene, der schnell gegossene starker ais der langsam gegossene.

D am it ist die Grenze der' oberen zulassigen GieBtempe­

ratur und GieBgeschwindigkeit gegeben. Die niedrigste GieBtemperatur allein geniigt nicht zur Verhinderung der Langrisse. Sie erfordert immer noch eine gewisse Block­

metergeschwindigkeit. Je heiBer und langsamer man gieBen kann, um so besser wird der vergossene Stahl sein. Zu tiefe GieBtemperaturen verbieten sich schon allein wegen der hohen Viskositat, die nicht nur nichtm etallische Einschliisse durch den ganzen Błock verursaclit, sondern auch eine zu hohe GieBgeschwindigkeit bedingt. GieBtemperatur und GieBgeschwindigkeit miissen jedem Blockquerschnitt und jeder Gespannstarke angepaBt sein. Daher verbietet sich das GieBen dicker und ganz kleiner Blócke aus ein und der- selben Pfanne; es kann bei solchem Verfahren immer nur einer Blockabmessung Rechnung getragen werden.

Die GieBtemperatur hat das groBte Intervall bei kleinen Platten m it gleichen Zulaufen zu den Blockformen. die ein Drosseln des GieBstrahls gestatten. Schwere Gespanne bedingen ein sehr genaues Arbeiten auf richtige GieB­

temperatur und eine gut durchgebildete Gespannplatte.

Der Rundblock bildet in bezug auf GieBtemperatur und GieBgeschwindigkeit den auBersten Grenzfall, nach dem sich alle anderen Blockąuerschnitte m it abnehmender Empfindlichkeit fiir Langrisse richten.

Es ist in Fachkreisen die Frage der Brauchbarkeit groBer Ofeneinheiten (50- bis lOO-t-Oefen) zur Herstellung von Qualitatsstahl oft besprochen worden. Der Kernpunkt, um den sich bei der Losung dieses Aufbaues alles dreht, liegt in der Schwierigkeit der gieBtechnischen Beherrschung groBer Stahlmassen. D ie Behauptung, daB mindestens

8) A. W . B r e a r l e y u. H . B r e a r l e y : Blócke und Kokillen, d eu tsch e B earbeitung vo n P. R a p a t z (B erlin: Ju liu s Springer 1926) S. 68.

' 3. Mai 1928. Ueber Giefitemperatur und Giefigeschidndigleił. Stahl nnd Eisen. 583

90 °ó aller Werkstoffehler auf mangelnde GieBtechnik zu- ruekzufuhren seien, diirfte naeh den weiter oben entwiekelten Gesichtspunkten keinesweffs ubertrieben ersrheinen.

Z u sa m m e n fa ssu n g .

i Naeh eingehenden physikalischen Betraehtungen wird die besondere Bedeutung der Giefitemperatur besprochen und gezeigt, wie diese zweckmaBig geregelt wird.

Weitestgehend wird sodann der gesamte GieBrorgang zerghedert. Die Bemessung von Abstichloch, Abstichrinne, GieBpfanne und Ausgufi wird besprochen und gezeigt,

weichen EinfluB diese auf GieBgeschwindigkeit und -tem­

peratur haben.

Ausfuhrlich erortert werden sodann die Arbeitsweise bei fallendem und bei steigendem GuB, die Bedeutung der Anordnung der Kokillen um den GuBtrichter sowie der EinfluB der Blockform auf Giefitemperatur und GieB­

geschwindigkeit.

SchlieBlich werden die yerschiedenen Materialfehler behandelt, dereń Ursachen aufgedeckt und praktische Begeln fur die Betriebsfuhrung zu dereń Yermeidung gegeben.

An den Y ortrag schloB sich nachfolgende E r ó r t e r u n g an.

2ipL*$n8- A . R a n f f t (D u sseldorf): Zu den A usfiihrungen des Yortragenden m óch te ich folgen des bem erken: D a s Ab- kuhlen der Schm elzungen durch S ch rottzu satz im Ofen oder das Stehenlassen der Schm elzung im Ofen ohne Gas und L uft ist wohl durchfuhrbar, doch u nw irtschaftlich, da dadurch eine Yerlangerung der Schm elzungsdauer e in tritt. B e i Sehm el- zungen, die ein en engbegrenzten K oh len stoffgeh alt aufw eisen miissen, ist ein derartiges Y orgehen auch p rak tisch kaum durch­

fuhrbar. 2l.*§Itg. B e itter fuh rte u . a. aus, daB un s je tz t zu enge Grenzen im K oh len stoffgeh alt g esetz t w erden. D as stim m t w ohl, und es ist dadurch den S tah lw erk em das E ertigm achen der Sehmelzungen rech t schw er gem ach t w orden. A nderseits ist zu bedenken, daB die Q ualitatsw erte, besonders an Schm iedestucken, nur dann eingehalten w erd en k onnen, w en n auch die rorgesehene Analyse eingehalten w ird.

D er Schrottzusatz in der P fa n n e ist m óglichst zu rerm eiden.

Das Stehenlassen der Schm elzung in der P fan n e is t zu em pfehlen, und zwar in der H au p tsach e, um den aus dem Ofen und der R inne mitgerissenen S chlacken u n d den feu erfesten B au stoffen Gelegen- heit zu geben, hoch zu steigen . DaB die Tem peratur des Stahles dabei stark sinken so llte, ist n ich t anzunehm en. 3^.»Qltg. B e itter sagt selbst, daB eine Schm elzung, die 15 m in abgehangen h a t, beim ersten und le tz te n G espann k ein e w esen tlieh en Temperatur- unterschiede zeigt. E in e zu w arm e Schm elzung laB t sich nur durch gutes YergieBen r etten . W eiterh in ist gesagt w orden, daB beim YergieBen des S tahles, insbesondere auf G espann, in die K okillen Ton oben viel k alte L u ft e in tritt, d ie ein e starkę D eckelbildung rerursacht. D iese E rsch ein u n g laBt sich durch A bd eck en der Kokillen m it B lec h p la tte n rerm eiden.

Sodann m óch te ich fragen , w arum ein K ip p ofen fiir das E in- halten einer b estim m ten G iefitem peratur besonders geeign et sein soli. Diese B ehau p tu ng ist m ir n ich t ganz klar. W as die Frage des steigenden oder fa lle n d en G usses an b etrifft, so b in ich der Meinung, daB der steigen d e GuB, insbesondere fur W alzblócke, dem fallenden GuB rorzu zieh en ist. B lock e im G ew icht bis zu 4 bis 5 t gieBt m an am b esten auf G espann. D iese B locke, in s­

besondere die silizierten, h ab en ein besseres A ussehen, g la tte Oberflache und, da m an sie g u t nachgieB en kann, einen kleineren primaren u nd kein en sekundaren L unker. B e i solchen B lóck en hat man w eniger AusschuB u n d ein hóheres Ausbringen.

Y orbedm gung fur d en steig en d en GuB ist ein g u t ein- gepaBter, schlieBender u n d regelbarer Stop fen , k ein z u kleiner AusguB, saubere u n d g u t geteerte oder lack ierte K ok illen. D ie G espam e diirfen n ich t zu schw er b ese tzt sein. B e i B lócken vo n uber 2 t G ewicht ste llt m an am b esten n ich t m ehr ais vier auf die Platte. B eim GieBen w ird ein B ło ck b eo b a ch tet u n d n ach dem Yerhaiten dieses B lock es d ie G ieB geschw indigkeit geregelt.

Jl.= 5 n g . B eitter sa g t fe m e r , daB m an B lock e r o n uber 1300 ir.m L ange n ich t auf G espann gieBen soli. E s d iirften nur wenige Stahlw erke in der glu ck lich en L age sein, solche kurzeń Blocke zu gieBen. Mir sin d bei u n s un d auch v o n anderen Stahl- werken B locke r o n 2400 b is 2700 mm L an ge bek an n t. A u ch diese Blocke konnen einw andfrei auf G espann vergossen w erden. D er Wunsch des W alzw erkers u n d in der H au p tsach e d es H am m er - werkers, lange u n d d iin ne R oh b lóck e zu bekom m en, is t oft be- rechtigt, denn die S eh m iedekosten sin d hóher, ais allgem ein an ­ genommen w ird. Solche la n g en B lóck e la ssen sich, w en n m an A chtkantkokillen m it ab geru n d eten E c k e n rerw en d e t, au ch auf Gespann, ohne d ie g efu reh teten L angrisse zu bekom m en, ganz gut rergieBen.

5^.=3ng. F r . B e i t t e r (D u sseldorf): W as das K u h len m it Schrott b etrifft, so b in ich der A uffassung, daB m an jegliehen Schrottzusatz rerm eid en soli. M an so li eine Schm elzung tadellos fertig m achen, d. h. alle Z u satze g u t durchkochen lassen , die richtige G ieBtem peratur durch D rosseln v o n Gas u n d L u ft ein- halten und die Schm elzung a b stech en , w en n d ie P roben im L óffel

klar sind. E s ist am zw eckm aBigsten, n ach der Lóffelprobe d ie G ieBgeschw indigkeit zu regeln, da m an eine derartige R egelung durch F estlegu n g der A usgusse u n d Trichter auf Grund vo n GroB- zahlforschungen in der H a n d h a t. D as E in h a lten bestim m ter GieBtem peraturen durch K u h len m it S chrott ist im m er unsicher un d w ird ste ts schw ankende E rgebnisse bringen.

W as das A bkiihlen des Stahles in der P fan n e a n la n g t, so sind hier die jew eiligen órtlichen Y erhaltnisse m aBgebend. Ob eine K uhlw irkung durch A bhangenlassen der P fan n e erzielt wird, han gt vor allen D in gen ro n der Starkę der Pfannenausm auerung u n d der D ick e der Schlackendecke ab. B e i Pfannenausm auerungen von uber 150 mm Starkę tr itt b eim A bhangenlassen u n d w ahrend des AbgieBens k ein m erkbarer Tem peraturabfall des S tah les ein.

D er K ip p ofen h a t gegeniiber feststeh en d en Oefen hinsichtlich der Tem peraturregelung dadurch Y orteile, daB er eine beliebige R egelu n g der Starkę des in die P fan n e laufenden Strahles g e sta tte t.

J e n ach der K ip p geschw indigkeit m achen sich der kuhlende E in ­ fluB der L u ft u n d der W arm ererlust durch Strahlung bem erkbar.

B e i einem feststeh en d en Ofen reran d ert sich d ie A bstichdauer entsprechend der GróBe u n d des Zustandes d es A bstichloches.

B e i kurzeń geraden A b stichrinnen ist der T em peraturabfall am geringsten, w ahrend b ei g eteilter oder gew inkelter R in n e das Tem peraturgefalle erheblich gróBer sein kann, da gróBere Ober­

fla ch en der K uhlw irkung der L u ft u n d der A bstrahlung aus- ge se tz t sind.

B eziiglich der K okillenlange sollte m an uber ein norm ales MaB n ich t hinausgehen. E in e L ange r o n dem 3 ] gfachen B e tra g des Blockdurchm essers h a t die b esten E rgebnisse gezeigt. Sehr lange GuBformen bringen u n gu nstige L unkerrerhaltnisse m it sich. GieB- p la tte n nnd K o k illen m iissen g u t w arm sein, dam it sich b ei stark angestrengtem B etrieb k ein W asserdam pf a n den oberen K o- killenw andungen niederschlagen kann. J e langer die GieBform is t , um so starker sind Zugw irkung und K on d en sation des W asser- dam pfes. Infolged essen sin d die K ok illenob erteile r ie lfa c h fe u c h t;

dadurch bekom m en die Blockoberteile, abgesehen r o n der K ru sten - b ildung, die schon an sich B lasenbildung u n d Schlackenein- schlusse veru rsach t, auch n och durch d ie F eu ch tig k eit B lasen.

2 t.* § n g . W . R o h l a n d (B o ch u m ): U er Yortragende erw ahnte in seinen A usfiihrungen kurz d en U n tersch ied zw isch en qua- dratischer u n d runder B lockform in bezug auf die O berflachen- beschaffenheit u n d fu h rte an, daB besonders der rundę B ło ck in w esen tlich starkerem MaBe zur R iBbildung n eig t ais der qua- dratische. D ie v o n S r .^ n g . B e itter angefuhrten theoretisch en Griinde b esteh en zw ar zu R ech t, jed o ch h a lte ic h es fur n ó tig , darauf hinzuw eisen, d„B sich diese an gefuh rten U n tersch ied e in der P raxis b ei w eitem n ich t in dem MaBe bem erkbar m achen.

U nsere Erfahrungen hab en gezeigt, daB b ei norm alen A bm essungen, z. B . b ei 300- u n d 350-m m -R undblóeken, keine Schw ierigkeiten b esteh en — sow ohl b ei w eichen ais auch b ei h arten Stah lsorten — , in groBen M engen einw andfreie, rundę B lóck e zu vergieBen. S elb st b ei einem D urchm esser v o n 600 m m war die O berflachenbe- schaffenheit n och tadellos. E s w are w ertv o ll zu erfahren, w elch e B e obachtu n gen von anderer S eite in dieser B ezieh un g gem ach t w orden sind.

B e i d ieser G elegenheit m óch te ich gleich zeitig der in der le tz te n Z eit v o n anderer Seite des ófteren v ertreten en A n sich t, daB der R u n d b lock dem Q uadratblock au ch in q u a lita tiv er H in - sic h t u n terlegen sei, u n b ed in gt en tgegen treten . D ie Erfahrungen h ab en diese A n sich t k einesw egs b e sta tig t. B ezeich n en d hierfur is t, daB sogar in Schw eden q u a lita tiv h och steh en d e Stahlw erke d en R u n d b lock b ereits eingefuhrt haben, andere sich m it diesem G edanken tragen . D ie A usfiihrungen d es Y ortragenden iiber die S ch w ierigk eiten der Y erw endung groBer O feneinheiten zur H er­

stellu n g r o n Q u alitatsstah l — der gróBte A n te il der F eh ler so li gieB technischer A rt sein — h a lte ic h fur sehr g ew a g t. J ed en fa lls sprechen b ei Q u alitatsstah l im engeren Sinne des W o rtes ein e R eih e anderer G riinde in w esen tlich em MaBe n och m it.

584 Stahl und Eisen. Ueber Giefitem peratur u n d G ieBgeschwindigkeit. 48. Jahrg. Nr. 18.

®t.»Qrtg. W . E i c h h o l z (Hamborn): E s is t sehade, daB Dr. B eitter keine absoluten W erte angibt. HeiB, k alt, schnell und langsam w erden fiir die einzelnen Blockform en und Stahlsorten je nach ortlicher A uffassung sehr verschieden sein. D ann muB ich der Meinung entgegentreten, daB die Blockform allein in erster Linie maBgebend fiir die GieBtemperatur und GieBgeschwindig­

k eit ist. E s k om m t darauf an, w a s m an in der einzelnen B lock ­ form vergieBt. Zunachst ist zweifellos zwischen beruhigtem und unberuhigtem Stahl streng zu trennen. W ir gieBen auf unserm W erk bei denselben Blockform en einm al m it einer durchschnitt- lichen G ieBgeschwindigkeit von 0,4 bis 0,5 m /m in und diirfen, um AusschuB zu verm eiden, 0,35 m /m in nicht unterschreiten.

D as andere Mai gieBen wir fiir denselben Verwendungszweck in gleichen B lockabm essungen unsilizierten Stahl und diirfen dann m it der GieBgeschwindigkeit n icht hoher ais auf 0,15 bis 0,20 m /m in gehen. Es h andelt sich, w ie schon gesagt, um dieselben Blockabm es­

sungen, nam lich 540 X 520 mm [J], die in Gespannen von 2 4 1 ein ­ m al m it 50-, im anderenEalle m it 25-mm-AusguB yergossen werden.

W as den K ippofen anlangt, so stehen seine V orteile h in­

sichtlich der R egelung der GieBtemperatur und der M oglichkeit, durch Abkippen kleiner Mengen die gieBtechnische Beherrschung auch bei groBeren Ofeninhalten jederzeit yollkom m en in der H and zu haben, wohl auBer Erage. B estim m te schwierige Stahlsorten konnen wir in w irtschaftlicher W eise m it Sicherheit und einwand- freier Beschaffenheit teilw eise nur im K ippofen herstellen, indem wir sehr langsam kleine Mengen abkippen, jedes Zutreten von Schlacke verhindern und spater bei fallendem GuB GieBge- schw indigkeiten vo n 0,5 m /m in nicht iiberschreiten.

Auf die U nterschiede zwischen Rund- und V ierkantblócken ist heute wiederholt hingewiesen worden. D ie Ausfiihrungen von 2)r.=Qrtg. B eitter beziehen sich anscheinend in erster Linie auf Rundblócke. E s ist bekannt, daB R undblócke groBerer A b ­ messungen schwer zu yergieBen sind. D er starkę R undblock darf w egen der Gefahr der Bildung von Langsrissen niem als heiB und schnell yergossen werden.

W as aber fiir R undblócke m it R ucksicht auf die Vermeidung yo n Langsrissen richtig ist, diirfte bei Quadratblócken fiir m anchen Zweck nicht im m er zu em pfehlen sein. B ei Quadratblócken, die in Gespannen yergossen werden, muB schon bei siliziertem Stahl m it R ucksicht auf die Vermeidung feuerfester Einschlusse yer­

haltnismaBig heiB und schnell yergossen werden. Man kann Quadratblócke vo n rd. 550 mm [J] und 3,5 bis 4 t Blockgew icht in E estigkeiten von 70 bis 80 kg/m m 2 m it Temperaturen von 1470 bis 1480° (unkorrigiert) m it 0,4 bis 0,5 Blockm etergeschwin- d igk eit/m in yergieBen, ohne daB die Blocke reiBen. E s h a t sich gerade gezeigt, daB die heiBen Schmelzungen m eist die besten waren und z. B . bei em pfindlichem harten Stahl fiir Siederohre m it 55 bis 65 k g/m m 2 F estigk eit einen A usfall von unter 0,2 % ergaben, wahrend langsam yergossene, kalte Schmelzungen, ohne daB der D eckel wahrend des GieBens irgendwie ansetzte, im D urchschnitt zu w esentlich hóheren Ausfallen fiihrten. D ie Aus- falle waren in m anchen Fallen allerdings nach den Ergebnissen unserer letzten Versuche zum Teil auf Ursachen zuriickzuftihren, die sehr haufig von grófierem EinfluB ais die GieBtemperatur sind und irrttim lich auf GieBtemperatur und GieBgeschwindigkeit zuriickgefiihrt werden.

W ir sind heute noch nicht in der Lage, die GieBtemperatur auch bei siliziertem GespannguB einwandfrei zu m essen. Mit Einschrankung muB es bei dem heutigen Stande der Pyrom etrie yorlaufig bei der altbew ahrten M ethode bleiben, nam lich zu be- obachten, w ie die Blocke sich yergieBen, um danach F einheiten der G ieBgeschwindigkeiten zu regeln. Im Gespann gegossener, em pfindlicher, silizierter Stahl z. B. fiir Siederohre muB nach unseren Erfahrungen yerhaltnism aBig heiB und schnell yergossen werden. U nsilizierter Stahl muB im allgem einen m oglichst lang­

sam yergossen werden. Der Błock darf aber nicht ansetzen. W enn sich beim VergieBen von unsiliziertem Stahl D eckel bilden, dann is t nach unseren Erfahrungen vo n yornherein eine Yerwendung fiir bestim m te schw ierige Q ualitaten ausgeschlossen.

®r.»Qng. H . M e y e r (H am born): Zu der Bemerkung von Dr. R ohland iiber R undblócke m óchte ich noch erwahnen, dafi es fiir den A usfall eines R undgusses wohl yon groBer W ichtigkeit ist, ob der R undblock ohne yorherige A bkiihlung warm ver- arbeitet wird oder ob er erkaltet, und wie in diesem F alle die Ab- kiihlung erfolgt. B e i schneller A bkiihlung kann die Schrumpfung der Oberflache, der der warm ere K ern nicht nachgibt oder infolge einer D ilatation entgegenw irkt, zu zahlreichen kleinen Ober- flachenrissen fiihren, die bei der W eiteryerarbeitung den AnlaB zu O berflachenfehlern geben konnen.

2r.=3n0- W . R o h l a n d : Zu der letzten Bemerkung von

®r.=^rtg. M eyer betreffs der A bkiihlungsart der R undblócke und dereń EinfluB auf die Oberflachenbeschaffenheit der B locke m óchte ich bem erken, daB unsere B locke zunachst in der K okille abkiihlen und nach dem Ziehen bei rd. 450° an der L uft erkalten.

J . H u n d h a u s e n (R em scheid): W ir haben die Erfahrung gem acht, daB m an R undblócke yerhaltnism aB ig langsam gieBen m uB; denn gieBt m an einen R undblock schnell, so reiBt er meist.

R eg elt m an die G ieBgeschw indigkeit, so kann m an ganz gut er­

reichen, daB auch rundę B locke fa st im m er riBfrei sind. Es kom m t in dieser H in sich t w eniger auf die T em peratur des Stahles ais auf die G ieBgeschw indigkeit an.

2)r.=!jng.

®r.»Qng. C. E b b e f e l d (Solin gen ): D ie Erfahrung von

$r.=$ng- R ohland, nach der R undblócke n ich t unbedingt Rifi- bildungen aufw eisen m ussen, kann ich b estatigen . Jedoch mussen R undblócke m it einer geringeren G ieBgeschw indigkeit yergossen werden ais V ierkantblócke. Auf diese W eise haben sich in unserem Betriebe Blocke bis 350 m m (]) ohne irgendw elehe RiBbildungen herstellen lassen. D ie neuerdings w ieder mehr yertretene Ansicht, daB R undblócke q u a lita tiv schlechter seien ais Vierkantblócke, kann ich nach unseren Erfahrungen n ich t bestatigen .

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geschw indigkeit laBt sich, w ie schon gesagt, m eines Erachtens bei diesen A bm essungen nur nach der A rt der A usbildung des Deckels regeln. D ie Starkę des D eckels gib t einen A n h alt dafiir, ob richtig yergossen wird. A nderseits darf der D eckel bei zu langsamem GieBen n ich t anhangen, da er son st, w ie b ekannt, zu órtlich starker R andblasenbildung fiihrt. D er kleine R undblock yerhalt sich ganz anders.

Zu dem R eiBen der R undblócke m óch te ich sagen, daB die Zeit des Strippens praktisch im allgem einen v o n unwesentlicher B edeutung ist. W enn der schw ere R undblock reiBt, dann tritt der LangsriB gleich beim Erstarren auf, ob die K okille nach 1 oder nach 24 st gezogen wird.

®r.»3ng. F r . B e i t t e r : W as iiber R undblócke gesagt ist, kann ich nur unterstreichen. B e i 200 bis 230 m m (£> entstehen praktisch keine Schw ierigkeiten. B ei groBeren R undblócken muB naturlich sehr sorgfaltig gearb eitet w erden, w eil hier ein Ueber­

gang von einer schw eren P la tte auf eine leich tere P la tte kommt.

Gerade bei den U ebergangsstellen, bei denen m an von einer P lattenbesetzung von zw ólf K ok illen auf ach t iibergeht, fangt die Sache an schw ierig zu werden. W ir haben schon Rundblócke bis 700 mm 0 gegossen, ohne auf irgendw elehe Schwierigkeiten zu stoBen. Man muB nur die G ieB geschw indigkeit in den zu­

lassigen Grenzen halten und dafiir sorgen, daB m an keine tur- bulenten Stróm ungen w ahrend des GieBens bekom m t. Weshalb soli der R undblock reiBen, w enn seine W arm espannungen kon- zentrisch gleichartig sind ? E s muB etw as da sein, w as die Span- nungen an der betreffenden S telle auslóst. Man wird in den m eisten F allen beobachten konnen, daB die R undblócke an der Seite einen RiB erhalten, an der der K an alstein auslauft. Die RiBbildung w ird durch eine órtliche Schw achung der erstarrenden Blockhiille eingeleitet.

$ipI.=Qng. G. T i c h y 9) (D usseldorf): W enngleich die Er­

scheinung der W arm risse, insbesondere an R undgiissen, dem Stahl - werker bekannt ist, so d iirfte doch eine m etallographische Er- lauterung der E n tsteh u n g dieser R isse, ais v óllig neu, besondere Beachtung erw ecken. D ie im V erlaufe der Erórterung aus- gesprochene V erm utung, daB W arm risse b ereits im ersten Ab­

schn itt des G iefiyorganges au ftreten , fin d e t im nachstehenden eine iiberzeugende B estatigu n g.

D ie Versuche betreffen einen Siem ens-M artin-Stahl m it un­

gefahr 0,12 % C, 0 ,20 % Si und 0,65 % Mn neben dem iiblichen Schwefel- und P hosphorgehalt. B e i R undgiissen m it mehr ais etw a 250 mm (]), besonders w enn sie heiB yergossen worden sind, zeigt der Q uerschnitt oft, w enngleich n ich t im m er, nach Aetzung m it dem Oberhofferschen R eagens eine ais globulitisch an- zusprechende, etw a 15 bis 30 m m b reite R andzone. Sie ist eine Folgę der plótzlichen A bkiihlung des S tah les durch die kalte K okille und ist, w ie Abb. 8 zeig t, v o n der w eiteren dendritischen K ristallisation des B lockes d eu tlich zu unterscheiden. Diese aus- gesprochene R andzone fin d e t sich aber nur im m ittleren und unteren Teil des Blockes, w ahrend der B lockkopf bereits am Rande dendritische T ranskristallisation au fw eist. N ach der Bildung ieser R andzone ló st sich der erstarrte S tah l vo n der Kokillen-

9) Nachtragliche schriftliche AeuBerung.