(57)【要約】レールの２つの端部のテルミット溶接用の装置、即ちその上側が開いており、溶接溝（３）により互いに離れているレール端部により定義され、かつ前記鋳型（４）の壁により定義されている中心の鋳造領域が設けられている鋳型（４）、その上鋳造領域の側面に少なくとも１つの押湯を含んでおり、前記押湯は、専らレール足部（１１）の領域で鋳造室に浸透可能に接合されており、その際、反応ポット（１）は、鋼溶湯を反応ポット（１）から鋳型（４）へ流させる流出装置をその底部に備えている。鋳型内部の乱流状態を回避しかつレール端部間の中間鋳造組織の凝固を均質化するために、装置は、反応ポット（１）から流れる鋼が、テルミット反応の終了の際及び鋼及びスラグの分離後に、下降流の形で鋳造室に直接入り、かつ少なくとも１つの押湯（１３）が上昇流の形で入るようにして具現される。上記措置は、先行技術と比較して品質の点でより良好に溶接された製品をもたらし、その際、前記製品は、溶接エラー及び構造エラーが全くない。
2004500986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接溝（３）の領域でレール端部（２）を包囲しかつ上側が開いている鋳型（４）と、微粒子反応混合物を収容しかつテルミット反応を実施することを意図した、鋳型（４）の上に保持されている反応ポット（１）とを有しており、その際、鋳型（４）が、溶接溝（３）により互いに離れて間隔をおいているレール端部（２）並びに鋳型（４）の対向している壁面により定義されている中心の鋳造室を有し、この鋳造室の側面に前記鋳型が、レール足部（１１）の領域のみで鋳造室に浸透可能に接合されている少なくとも１つの押湯（１３）を有しており、かつその際、反応ポット（１）が、鋼溶湯の反応ポット（１）からの流出及び鋳型（４）への流入を生じさせる流出装置を底面上に備えている、中間鋳造による２つのレール端部（２）をテルミット溶接するための装置において、
流出装置及び／又は鋳型（４）は、テルミット反応の完了後及び鋼及びスラグの分離後に反応ポット（１）から排出される鋼が、上注ぎ鋳造の形で鋳造室へ直接排出され、かつ下注ぎ鋳造の形で少なくとも１つの押湯（１３）へ同時に排出されるように構成されていることを特徴とする、２つのレール端部（２）をテルミット溶接するための装置。
【請求項２】
反応ポット（１）の流出装置が、本質的に公知の方法で、テルミット反応の実施前に少なくとも部分的に溶解可能なクロージャボデーによってふさがれた流出オリフィス（５）により形成されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
棒（１８）が、鋳型（４）の鋳造室内部に位置しておりかつ鋼溶湯を少なくとも２つの部分流により水平方向に偏向させるのに役立っており、かつフローデバイダが、各々２つの部分流を、レール端部（２）のレール頭部（９）の上で鋳造室へ導入される第一の部分中及び押湯（１３）の上の領域を経て及びレール足部（１１）の領域で鋳造室へ導入される第二の部分中へ二次的に分割するのに役立っている、請求項２記載の装置。
【請求項４】
鋼溶湯が前記棒に中心で衝突し、かつ均質に両側、即ちレールの縦方向に対して垂直方向に偏向するという条件で、棒（１８）が配置されかつ構成されている、請求項３記載の装置。
【請求項５】
棒（１８）が、上側に、即ち鋼溶湯を導くことを意図した領域に、棒の垂直な端部側（２３）の方向にそれぞれ傾斜している２つの表面部分を有している、請求項４記載の装置。
【請求項６】
鋼溶湯の流動方向で棒（１８）に対向している鋳造室壁（２２）には、押湯（１３）に浸透可能に接合されている凹み（２６）が形成されて存在し、かつ鋳造室の壁（２２）に対向している棒（１８）の端部側（２３）と、壁（２２）との間には、鋼溶湯を垂直方向に鋳造室へ流動させることを可能にする通路（２５）が形成されて存在している、請求項３から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
棒（１８）に対向している鋳造室壁（２２）の側が、少なくともレール端部（２）のレール頭部（９）の下側の領域へのプログレッションを含んでおり、該プログレッションは、その下側に対して及びレール端部（２）の垂直な縦中央面の方向に傾斜している、請求項３から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
鋼溶湯の各自前記部分流の２つの部分の量比が、通路（２５）及び凹み（２６）の断面形状に関連して棒（１８）の上側（３２）の高さ位置に対して凹み（２６）の下側（３０）の高さ位置を寸法決定することにより構造上固定されている、請求項３から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
鋼溶湯の各自前記部分流の２つの部分の量比が、通路（２５）の断面及び凹み（２６）を寸法決定することにより構造上固定されている、請求項３から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
棒が、鋳型の鋳造室の内側に位置しており、かつ該棒を用いて鋼溶湯がレールの縦方向に水平方向に偏向し、かつ引き続いてレール端部（２）のレール頭部（９）の上に鋳造室へ導入される２つの第一の部分流に従って、及び押湯（１３）の上の領域を経て及びレール足部（１１）の領域で鋳造室へ導入される２つの第二の部分流に従っている、請求項２記載の装置。
【請求項１１】
鋼溶湯が棒（１８）の中心に衝突し、かつその都度レールの縦方向に２つの部分流及びレールの縦方向に対して横向きに２つの部分流の形で均質に偏向するという条件で、棒（１８）が配置されかつ構成されている、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
上側で、即ち鋼溶湯を導くことを意図した領域で、棒が、棒（１８）の垂直な端部側（２３）及び棒（１８）の縦方向側の方向にその都度傾斜している角錐様の又は角錐台様の表面部分を有している、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
凹みが、棒（１８）の表面、特に鋼溶湯を接触させることを意図した領域に配列されている、請求項３から１２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１４】
棒（１８）が、鋳型（４）から離れており、かつ前記鋳型にゆったりと挿入されることができる部材として設計されている、請求項３から１３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
棒が、鋳型と一体になって形成されている、請求項３から１３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
反応ポット（３５）の流出装置が、鋳造室の上端部を経て鋼溶湯を直接導入することを意図した流出オリフィス（３７）、及び少なくとも１つの押湯（１３）の上端部を経て鋼溶湯を導入することを意図した少なくとも１つの流出オリフィス（３７′）からなっている、請求項１記載の装置。
【請求項１７】
流出オリフィス（３７、３７′）が、テルミット反応の開始後の溶融に必要な期間が全ての流出オリフィス（３７、３７′）にとって同じであるという条件で形成されるクロージャボデーを備えている、請求項１６記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文による装置に関する。
【０００２】
特に軌道敷設作業において、レールの２つの端部のテルミット溶接は、実地の理由で、特に溶融された溶接材料を発生させるのに必要なエネルギーのタイプに関して、特に有利であるとみなされている。この理由は、このエネルギーが専ら化学反応によって得られることである。溶接プロセスを実施するために、溶接溝により互いに離れて間隔をおいたレール端部は、この溶接溝を対称的に覆う鋳型へ挿入され、その際、鋳型の上で反応ポットは、特別な保持装置に固定され、かつ最初に溶解可能な要素により底面がふさがれ、かつ溶接プロセスのはじめにテルミット溶接分で充填される。これは微粒子混合物からなっており、該混合物の本質的な成分はアルミニウム及び酸化鉄であり、適当な場合には、接合すべきレールの性質に相応しいように適合された溶接材料組織の特定の冶金学の性質を提供するように、該混合物に合金元素が添加される。テルミット混合物は、例えば、小さな点火ロッド又は他の点火源を用いて点火されることができ、その結果、それにより引き起こされた反応が、酸化鉄の還元及びアルミニウムの酸化を生じさせて特に鋼溶湯を形成し、該鋼溶湯の上に実質的に酸化アルミニウムからなるスラグが浮遊する。
【０００３】
溶湯及びスラグの分離の際に、ポットの底面のオリフィスをふさぐ溶解可能な要素は溶融され、その結果、鋼溶湯は鋳型へ導入される。
【０００４】
鋳型内部のレール端部間の溶湯によって形成された中間鋳造領域は、最終的に凝固し、かつ溶接材料組織を形成する。
【０００５】
このようにして生じた溶接接合部の品質は、多数の因子により影響を受けることが公知であり、その際、単なる一例に言及される因子は、レール端部の予熱の期間及び強度、溶湯中に含まれている合金元素、鋳造法の種類及び溶湯の流れを鋳型内部へ導く方法である。鋳込手順の開始の際に直ちに起こる中間鋳造領域の不均質冷却に対する鋳造手順の割合、及び関連した不均質構造形成もまた、重大な因子である。例えば、それらの冷却及び溶融領域が既に凝固した構造により取り囲まれる凝固の割合を防止することが必要である、それというのも、これは、気泡、気孔等を生じさせるからである。更に、鋳造室内部の乱流状態は、鋳型の未然に防ぐべきである、それというのもスパッタの形成を未然に防ぐべきであるからである。最終的に、鋳型へと流れる溶湯の温度は、十分な熱が鋳型へ導入されるように鋳込手順及び予熱の期間、及び更に特に凝固が相対的に相当な冷却の結果としてより迅速に始まる時点で、及び物質の低い蓄積と一致するように、理想的に配置されなければならない。
【０００６】
鋼溶湯を鋳型へ導入するために、本質的に２つの鋳造法、特に下注ぎ鋳造の形及び上注ぎ鋳造の形で構成されている鋳造法が公知である。上注ぎ鋳造の本質的な特徴は、上側で鋼溶湯が、溶接溝を含めた鋳造室へ降下し、レール足部の領域で溶融浴を形成することであるので、結果として鋳造室及びレール足部に接続された押湯中で同時に上昇する。この種類の鋳造法は、例えば、ＤＥ ４２ ３１ ０６４ Ａ１に開示されている。
【０００７】
更に、下注ぎ鋳造の形で構成されている鋳造法が公知である。これらの鋳造法の本質的な特徴は、鋼溶湯が、鋳造室に対して横向きに伸びている押湯の一方又は双方により鋳造室へ導入されるので、レール足部の領域の鋳造室へ排出される溶湯が、前記室を底部から上へと累進的に充填することにある。
【０００８】
これらの双方の公知の鋳造法は、それぞれ欠点を有する。従って、上注ぎ鋳造法は、多数の縁部により引き起こされる実質的な乱流状態による、鋳型内での流動誘導（ｆｌｏｗ−ｇｕｉｄａｎｃｅ）により特徴付けられる。
【０００９】
それとは異なり、下注ぎ鋳造法は、鋳型内での相対的に均質で、まだ一層少ない−乱流−誘導［比較的長い流路の結果として、押湯への入口から出発してレール頭部の領域へ］により特徴付けられるけれども、しかしながら著しい冷却が達成される。この理由のため、この鋳造法は、一般に、特にレールのクロスピース及びレール頭部を注意深く予熱することを必要とする。
【００１０】
この背景に対抗して、本発明の対象は、序文に記載されたタイプの装置を提供することであり、その際、レール端部間の中間鋳造組織の凝固が均質化されると同時に、乱流状態及び関連した不利な効果を実質的に未然に防いでいる。このタイプの装置の場合に、この対象は、請求項１の特徴部の特徴により達成される。
【００１１】
従って、本発明の本質的な特徴は、序文において述べられた先行技術とは異なり、鋳型及び／又は反応ポットが、下注ぎ鋳造及び上注ぎ鋳造の形で同時に実施される鋳造法が提供されるという条件で配置されることにある。従って、反応ポット中に供給された鋼溶湯は、鋳造室の上端部及び下端部を通って同時に鋳造室へ入る。このようにして、下注ぎ鋳造の欠点、即ち相対的により冷たいレール頭部分、及び上注ぎ鋳造の欠点、即ち乱流状態を形成する傾向が、著しく減少しうることに注目している。鋳込手順の開始の際に直ちに、それぞれ下注ぎ及び上注ぎ鋳造の形で導入される鋼溶湯の２つの部分は、レール足部の領域で完全混合される。一方では鋳造室の上部中心領域で及び他方では鋳造室の下部周辺領域で、別の鋳込手順の間に続くこの及び引き続いての溶湯及び熱は、強力な熱交換並びにレール足部の臨界点で特に注目に値する冷却及び凝固状態の均質化及びレール足部とクロスピースとの間及びクロスピースとレール頭部との間での遷移の均質化をもたらす。概して、溶接結果は、品質の点で改善されており、かつ鋳造及び構造エラーを有しない。
【００１２】
一般に、鋳造手順が下注ぎ鋳造を包含する場合には、鋳造手順は、レール端部の縦中央面に対して対称的に、従ってレールの両側の少なくとも２つの押湯によって実施される。しかしながら、１つのみの押湯を用いる非対称鋳込も可能である。
【００１３】
請求項２ないし５の特徴に従って、底面に流出オリフィスを含んでいる本質的に公知である反応ポットが使用され、その中へ、少なくとも部分的に溶融するためのものであり、かつ最初に反応ポットをふさぐのに役立つポットストッパ又は同等のクロージャボデーが挿入される。鋳型は、本質的に公知であるようにして棒、部材を備えており、その目的は、上側から自由落下で鋳型へ排出される鋼溶湯の運動エネルギーを吸収すること及びこの鋼溶湯を−レールの縦方向に垂直な平面で−レール端部の縦中央面に対して横向きにして２つの部分流の形で分布させることである。鋳型の創意のある一実施態様は、フローデバイダを包含しており、その目的は、各々２つの部分流をもう一度、かつ更に上側から直接に鋳造室へ導入される第一の部分、及び最初に押湯へ導入されかつ次いでレール足部の領域の前記押湯を経て下側から鋳造室へ導入される第二の部分へ、分割することである。このタイプのフローデバイダは、基本的に任意の方法で構築されることができる。各部分流が、好ましくは量の点で明記されることができるようにして、前記の２つの部分に分割されることが単に本質的である。
【００１４】
一般に、棒は、それに衝突する鋼溶湯に関して、鋼溶湯が棒の中央に衝突するように設置される。しかしながら、同様に、鋼溶湯が棒に中心を外れて衝突することも可能である。特に有利な方法で、棒の上側は、鋼溶湯に誘導作用を及ぼす目的で、例えば鋼溶湯が棒に衝突する領域から出発して、棒の表面が所望の流動方向に傾斜しているという事実によって形成されることができる。
【００１５】
本発明の内容の適用は、前記棒の存在に依存するのではない。この機能は、構造上異なる方法で達成されることもできる。鋳型が、上注ぎ鋳造及び下注ぎ鋳造の形で前記の２つの部分を生じるように配置されることが単に本質的である。
【００１６】
請求項６及び７の特徴は、フローデバイダの可能な構造上の一実施態様に向けられている。
【００１７】
請求項７及び８の特徴は、請求項６及び７による鋼溶湯の２つの部分の量比を決定するフローデバイダの構造パラメーターに向けられている。この場合に、棒から出発して重力の影響下に導かれる鋼溶湯の部分流が、２つの断面の有効な表面比により実質的に分割されると考えられ、即ちその際、接合線の入口断面は、一方では押湯を導きかつ他方では上側で鋳造室へ導く。
【００１８】
請求項１０ないし１２の特徴は、鋳型の選択的な実施態様に向けられている。この場合に、棒自体が部分的に、鋼溶湯が４つの部分流に二次的に分割されるようにこの場合に一般に配置されるような程度までのフローデバイダの機能であると考えるのが本質的であり、該部分流のうちその都度２つは、レールの縦方向に互いに離れて向けられており、かつ２つはそしてまたレールの縦方向に対して横向きに互いに離れて向けられている。レールの縦方向へ導かれる部分流は、鋳造室の上部へ導入することを意図しているのに対して、２つの別の部分流は、鋳造室に対して横向きに設置される２つの押湯の上端部へ導入することを意図している。
【００１９】
レール端部の縦中央面及び鋳造室の横中央面に対して対称である鋳造手順が、一般に好ましい−しかしながら、例えば１つのみの押湯が下注ぎ鋳造の枠内で使用される非対称解決法も、同様に可能である。
【００２０】
請求項１３の特徴による棒の上側の凹みにより［その凹みが自由落下で反応ポットから排出される鋼溶湯のための一次受け器として機能する］、鋳型内でのカームフロー（ｃａｌｍ ｆｌｏｗ）比の形成を助けることも可能である。この場合に、溶湯は、最初にこの凹みを充填し、かつそのオーバーフローは、結果として、下注ぎ鋳造及び上注ぎ鋳造の形で分割される。
【００２１】
請求項１４及び１５の特徴は、棒を形成している基本的な代替案に向けられている。これは、一般に鋳型から離れており、かつ単にその中にゆったりと挿入されるに過ぎない部材として設計される。鋳型を予熱している間に棒を除去することは有利である。しかしながら、棒は、同様に鋳型の一体部分も形成しうる、それというのも、同様に押湯による予熱を実施することも可能であるからである。例えば、棒は、中央で分割されることができるので、棒の半分は、各々２つの鋳型部分にしっかりと接合される。
【００２２】
請求項１６及び１７の特徴は、常用の鋳型が現在使用され、かつ反応ポットが本発明の内容に相応しいように適合している、上記のものとは異なる本発明の内容の選択的な実施態様に関するものである。しかしながら、この適応の目的は、テルミット反応の結果として形成される鋼溶湯を、一方では押湯に及び鋳造室の上部領域に同時に導入することであるので、その結果、下注ぎ鋳造及び上注ぎ鋳造の方法で同時に実施される鋳造法が提供される。反応ポットの全ての流出オリフィスが同時に開くことがこの実施態様にとって本質的である。
【００２３】
本発明は、図面に略示的に説明された例示された実施態様に関連して、以下に詳細に説明される。
【００２４】
図１において、参照番号１は、中間鋳造溶接を用いて一緒に接合すべき２つのレール端部２の上で、保持装置［図面中で説明されていない］中に収容されている反応ポットを示す。接合すべきレール端部２は、溶接溝３により端部側で互いに離れて間隔をおいており、その際、溶接溝は、２つの鋳型部分から構成されている鋳型４内部に位置している。互いに関して鏡像反転されるようにして構成されている鋳型の２つの鋳型部分は、接合すべきレール端部に横向きに接続されており、かつ溶接溝３の両側で対称的に伸びる。該鋳型部分は、図面中で説明されない方法で互いに取り付けられている。本質的に公知の方法で耐火材料からも形成される鋳型４は、接合すべきレール端部２の端部側により図１中の図面の平面に垂直方向に定義されかつ溶接溝３に対向する鋳型４の壁により下側で及び横向きに定義される鋳造室を包含している。
【００２５】
反応ポット１は、その流出オリフィス５が溶接溝３の上に中心領域に位置しているという条件で鋳型４の上に保持される。カバーフード６［その目的は以下に説明される］は、反応ポット１の上縁７に接続されており、かつ装置の上側端部を形成する。参照番号８は、上縁７の領域内に接続されかつ反応ポット１を移送することを意図した正反対に対向するハンドルを示す。
【００２６】
図１中の説明に示されているように、接合すべきレール端部の輪郭が、レール頭部９、クロスピース１０及びレール足部１１により特徴付けられており、その際、レール足部１１の領域、及び特にその上側横脚部１２上で、２つの押湯１３の入口オリフィスは、その縦軸が接合すべきレール端部２の縦中央面に対して垂直方向に広がる平面内で伸びており、かつ更に２つの押湯１３が、前記の縦中央面に対してほぼＶ字形の構成を形成するように位置している。鋳造室４の上側端部１４及び特に押湯１３の上側入口オリフィスは、開いている。
【００２７】
参照番号１５はスラグトレーを示し、該スラグトレーは前記上端部１４の近くで鋳型４に接続されており、かつその目的もまた以下に説明される。
【００２８】
中間鋳造による２つのレール端部２間の溶接接合を生じさせるために、鋳型４は、最初に溶接溝３に対して対称配置に設置され、かつ鋳造室、特に一方では鋳型部分と他方ではレール端部との間の任意のすき間は、例えば鋳物砂により密封される。引き続いて、序文で述べられた保持装置を用いて、反応ポット１は溶接溝３の上に設置され、その際、前記反応ポットは、微粒子テルミット混合物を有しており、その実質的な成分は一方ではアルミニウムであり、かつ他方では酸化鉄である。
【００２９】
この段階において、反応ポット１の流出オリフィス５は、ポットストッパ［図面中に説明されていない］によってか又は機能の点でそれに匹敵する溶解可能な要素によりふさがれている。熱の影響下に、定義された期間が経過した後に、注ぎ口オリフィス５を開くクロージャボデーであることが、溶解可能な要素又はポットストッパにとって本質的である。
【００３０】
反応ポット１内部のテルミット混合物は、結果として、例えば小さな点火ロッド又は他の点火装置を用いて点火され、このようにしてテルミット反応は開始される。これから直ちに続いて、カバーフード６は、反応ポット１の上に設置される。
【００３１】
引き続いて実施されたテルミット反応は、酸化鉄の還元及び最後に溶融鋼１６上を浮遊するスラグ１７の形成をもたらす。この反応段階におけるカバーフード６の目的は、主に、溶融鋼が特に爆発しやすい反応の場合に制御されない方法で噴出されることを防止することにある。この点で、溶接点の中間包囲領域に保護を与える保護装置として単に作用する。
【００３２】
テルミット反応が端部に来るとすぐに、即ち溶湯及びスラグが密度の差のために分離するとすぐに、流出オリフィス５は開き、かつこの箇所に位置しているクロージャ要素は、溶融のための開口の時点まで経過する期間が反応ポット１内部の鋼及びスラグの分離を含めてテルミット反応を行うのを可能にするのに十分であるように形成される。
【００３３】
クロージャボデーが溶融する時点で、溶融鋼は、流出オリフィス５から及び上側開口端部１４によって鋳型４へ排出される。
【００３４】
それに加えて、図２〜４の説明が以下に参照される。
【００３５】
参照番号１８は棒、この場合にほぼ正方形の部材を示し、該部材は鋳型４と同じ材料から形成されており、かつ上端部１４の近くでレール頭部９の上に間隔をおいた間隔で序文で述べられた鋳造室内部に位置している。棒１８は、レールの縦方向に対して横向きに及び２つのレール端部２の共通縦中央面に対して対称的に伸びている。棒１８は、通路に対して、その中心領域の鋳型４の鋳造室の断面を、−図１に略示的に示されているように−中心に棒１８の上側に衝突する溶融鋼が双方の横方向に対称的に流れ出ることができるように寸法決定されるので、鋼は、実質的に狭い側１９のみを経てかつ棒１８の縦方向の側２０を経ないで流れ出る。棒１８は、棒１８の下側の角の下に嵌めるためのものでありかつ鋳型４の対向している壁上に一体に形成されている４つのブラケット２１の上にあるという事実により説明された位置で支持される。
【００３６】
参照番号２２は、図３の図面の平面中の棒１８の垂直な端部側２３の反対側にありかつ鋳型４の下側及びその縦中央面に向かって傾斜している鋳造室の壁を示す。前記壁２２は、−棒１８の垂直な縦中央面に対して対称的に見える場合に−垂直方向に伸びておりかつ更に棒１８の横向きに垂直な縁部１８′に実質的に隣接する凸状にカーブした助走壁２４により隣接されている。助走（ｒｕｎ−ｕｐ）壁２４、端部側２３及び壁２２は、鋳造室へと導く実質的に垂直な通路２５を定義する。この通路２５にとって本質的なのは、壁２２の配置であり、該壁はレールの縦中央面に向かって傾斜しており、かつその重要性は以下に論じられる。
【００３７】
参照番号２６は、一方では通路２５と他方では押湯１３との間の接合を提供するのに役立つ壁２２中の細長く、断面がほぼ長方形の凹みを示す。この凹みの幅２７は、一例に図面中で寸法決定されて、押湯１３の直径よりも小さく、かつ特に図３中の図面の平面から分かるように棒１８の幅よりも小さくなっている。しかしながら、これは単なる一例として理解すべきである。
【００３８】
図４に示されているように、凹み２６は、鋳型４の上端部の近くの上の自由縁２８まで伸びている。これもまた単なる一例として理解すべきである。
【００３９】
凹み２６の下側３０の平面２９は、棒１８の上側３２の平面３１の下に位置している。ここでは、図１中で中心に棒１８に衝突し、かつレールの縦方向に対して示されているようにその半分が右側に及び半分が左側に偏向する溶融鋼が、定義された部材比に従って一方では上注ぎ鋳造の形で通路２５を経て鋳造室へ通過し、かつ他方では下注ぎ鋳造の形で凹み２６及びレール足部の領域の押湯１３を経て鋳造室へ通過するように、凹み２６の断面の寸法及び通路２５の断面に関連した平面２９、３１の高さの差が寸法決定されることが本質的である。この部材比を構造上寸法決定するために、利用可能なパラメーターは、通路２５のジオメトリー、特に棒１８の幅に対する、凹み２６の寸法及び配置、通路２５及び凹み２６の断面積及び棒１８に対する通路２５及び凹み２６の空間配置を含んでいる。
【００４０】
上注ぎ鋳造及び下注ぎ鋳造の組合せの理由によりそのような溶融浴が、第一にレール足部の領域で形成し、その溶融浴が溶湯及び熱と一緒に、一方では中心領域で、即ち溶接溝を経て及び他方では外側の脚部の領域を経て、即ち押湯を経て供給されることが本質的であるので、予期すべき熱散逸及び早期凝固が増大した臨界点で、概して、溶融部分が既に凝固した構造により包囲されるそれらの帯域の形成を阻止するのを助ける常に十分な熱が利用可能である。更に、レール足部の領域で早期に形成されるのは溶融浴であり、該溶融浴内で、鋳造室へその都度一方では押湯を経てかつ他方では溶接溝を経て導入される溶湯部分が完全混合されるが、その際、しかしながら、乱流の発生は減衰され、かつ金属スパッタの形成は未然に防がれる。
【００４１】
乱流の抑制は、壁２２の内側に沿った溶湯の均質な流れによっても実質的に助けられ、それにより、溶湯の任意の自由落下を未然に防ぎ、かつ溶湯を実質的に規則正しい方法で最初に底面に位置している溶融浴の領域へ導くことが可能である。
【００４２】
本発明による装置の上記の例示された実施態様の枠内で、常用の反応ポットが使用され、その際、鋳型は、上注ぎ鋳造及び下注ぎ鋳造の方法で構成されているこのタイプの鋳造法の規定に関して改変されている。この代わりとして、常用の鋳型を使用しかつ反応ポットの注ぎ口、特にその底部領域を、鋳型の特定の寸法に関連して反応ポットのタッピング後に同時の上注ぎ及び下注ぎ鋳造により特徴付けられる鋳造法が実施されるようにして形成させることも可能である。このためには、図面の図５が以下に参照される。
【００４３】
図５は、凹み２６が設けられておらず、かつ結果として鋳造室の壁２２が上端２８の領域までふさがれた方法で形成されている点で、前記の例示された実施態様のものとは異なる鋳型３３を説明する。押湯１３は、同一の方法で形成されかつ前記の例示された実施態様のそれらの方法で配置されている。この点で、これは、溶湯が導入される方法に依存して上注ぎ又は下注ぎ鋳造のために配置される常用の鋳型であり、その際、溶融鋼は、棒１８の中央３４に衝突し、かつ対称的に両側に向かって流れ出る。
【００４４】
参照番号３５は、反応ポット１と同じようにしてテルミット反応を実施することを意図しているが、しかしとりわけ鋳型３３にふさわしいように底面が適合している反応ポットを示す。この適合は、上記の例示された実施態様の場合のように、下注ぎ鋳造及び上注ぎ鋳造の形で同時に配置されているこの種類の鋳造法を提供するのに役立つ。
【００４５】
このためには、反応ポット３５の底部３６は、中心の流出オリフィス３７及び２つの縁部側の流出オリフィス３７′を含んでいる。中心の流出オリフィス３７は、その軸が底部３６の平面に対して垂直方向に及び特に中心に棒１８に対して伸びるボアを配分しているので、流出オリフィス３７を経て排出される溶融鋼は、棒１８の中央３４に衝突するだろう。縁部側の流出オリフィス３７′は、その軸が内側に伸び、かつ特にこれらの流出オリフィス３７′から排出される溶融鋼が押湯１３の上側マウスオリフィス３８の方向へ導かれるという条件で配置されるボアを配分している。
【００４６】
そしてまた、同等の方法で運転するポットストッパ、溶解可能の要素又はクロージャボデーは、流出オリフィス３７、３７′へ挿入され、かつクロージャオリフィス３７、３７′の場合の開口期間が同じであることがわかるように相互に配置される。このことは、テルミット反応を実施した後及び鋼溶湯及びスラグが分離した後に、タッピング手順が全ての流出オリフィス３７、３７′の場合に同時に実施されることを意味するので、同時に鋳型３３は、上注ぎ鋳造の形で棒１８を経て装入されかつ下注ぎ鋳造の形で押湯１３を経て装入され、その際、その結果、序文において述べられた正の効果は、凝固プロセス、即ち実質的にカームフロー状態の調節のために達成される。
【００４７】
図５に説明されているような、縁部側の流出オリフィスのシステム、特に底部３６中でそれに配分されたボアは、押湯のマウスオリフィス３８の方向で出ていく鋼溶湯の誘導を改善するという目的に単に役立つ。しかしながら、縁部側の流出オリフィス３７′に配分されたボアは、特に押湯１３に対して同じ軸に沿って伸びていてよく、かつこれは、押湯のマウスオリフィス３２に関して流出オリフィス３７、３７′の表面配置の問題に過ぎない。
【００４８】
一方では棒１８を経て鋳型３３の中心領域へ及び他方では周辺領域、即ち押湯中で、鋼溶湯の部分流の空間的に分離された移送が保証される場合には、図５中に示された機能的原理の多数の変更は実行可能であり、かつ結果として、下注ぎ鋳造及び上注ぎ鋳造の形で同時に鋳造法を、これらの２つの鋳造法の変法にとって同時に鋳型へ導入される部分流が形成されるという事実により実施するように完全に配置される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
レールの２つの端部を溶接するための、本発明による装置の部分垂直断面図。
【図２】
垂直断面図中の図１の領域ＩＩの拡大された部分的説明図。
【図３】
図２中の断面ＩＩＩ−ＩＩＩによる断面図。
【図４】
図３中の断面ＩＶ−ＩＶによる部分説明図。
【図５】
図１のものに類似した垂直断面による本発明による装置の選択的な実施態様を示す部分図。
【符号の説明】
１  反応ポット、  ２  レール端部、  ３  溶接溝、  ４  鋳型、  ５  流出オリフィス、  ６  カバーフード、  ７  上縁、  ８  ハンドル、  ９  レール頭部、  １０  クロスピース、  １１  レール足部、  １２  上側横脚部、  １３  押湯、  １４  上端部、  １５  スラグトレー、  １６  溶融鋼、  １７  スラグ、  １８  棒、  １８′  横向きに垂直な縁部、  １９  狭い側、  ２０  縦方向の側、  ２１  ブラケット、  ２２  壁、２３  端部側、  ２４  助走壁、  ２５  通路、  ２６  凹み、  ２７  凹みの幅、  ２８  自由縁、  ２９  平面、  ３０  下側、  ３１  平面、  ３２  上側、  ３３  鋳型、  ３４  棒の中央、  ３５  反応ポット、  ３６  底部、  ３７  流出オリフィス、  ３７′  流出オリフィス、  ３８  マウスオリフィス
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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