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Verfahren zur Herstellung von Hohlbohrstahl und ähnlichen durch Walzen oder
Schmieden erzeugten hohlen Gegenständen.
Es ist bekannt, Hohlbohrstahl in der Weise zu erzeugen, dass ein Zwischenerzeugnis mit einem gebohrten Loch versehen, dieses mit Quarzmehl, Koksmehl od. dgl. oder auch mit einer vollen Metallstange, z. B. aus Kupfer oder austenitischem Stahl gefüllt und das ganze Stück dann auf die gewünschte Stabform ausgewalzt wird. Das Füllmittel wird nach dem Walzen entfernt, um so die hohle Stange zu erhalten. Zur Verbesserung der Innenfläche werden in das gebohrte Zwischenerzeugnis zuweilen auch Metallrohre eingesetzt, die mit dem eigentlichen Füllmittel gefüllt werden. Solche Rohre können dauernd im Hohlbohrstahl belassen werden. Diese Verfahren haben den Nachteil, dass das Bohren eines Loches notwendig ist, was neben den Kosten des Bohrens auch zu grossen Stahlverlusten beim Bohren führt.
Ein weiterer Nachteil ist, dass man nur kleine Stücke bohren kann, die dann nur geringe Walzlängen ergeben, um nicht auf allzu grosse Bohrkosten und Stahlverluste zu kommen. Verwendet man eingesetzte Rohre, so muss ausserdem das Bohrloch erfahrungsgemäss ziemlich genau sein, weil sonst Faltungen zwischen dem gebohrten Stück und dem Rohr entstehen können, die allenfalls auch im Verein mit einer zwischen Rohr und gebohrtem Stück gebildeten Zunderschicht Rauheiten ergeben können, die die Bildung von Dauerbrüche u. dgl. begünstigen. Ähnliches wie für eingesetzte Rohre gilt auch für eingesetzte Metallstangen. Zur Vermeidung dieser Nachteile ist vorgeschlagen worden, die im Stahlwerk erzeugten Gussblöcke rohrförmig zu giessen, so dass das Bohren entfällt und grössere Walzlängen erreicht werden können.
Bei der Verwendung eingesetzter Metallstäbe ergibt sich dabei aber wieder der Nachteil, dass das Loch ungenau ausfällt. Man hat deshalb auch vorgeschlagen, den Block um ein Rohr herum hohl zu giessen, wodurch man auf ein genaueres Loch kommt, neben sonstigen Vorteilen eines eingesetzten Rohres. Nun bietet das Giessen eines rohrförmigen Blockes, besonders aus sohartem Stahl, wie ihn Hohlbohrstahl erfordert, sehr wesentliche Nachteile und Schwierigkeiten. So ist es z. B. bei den engen Querschnitten nicht gut möglich, eine genügend reine Oberfläche zu erhalten, ohne den Stahl sehr heiss zu vergiessen. Heisses Giessen gefährdet aber an sich die Güte des Stahles und ist für die Lunkerbildung besonders nachteilig.
Die engen Querschnitte ergeben aber auch die Gefahr des Aufsehmelzens der Innenwand der Gussform, die durch den notwendigen heissen Guss noch ungemein gesteigert wird.
Erfindungsgemäss werden nun diese Nachteile dadurch vermieden, dass man einen Stahlblock in gewöhnlicher Art giesst und nach dem Giessen eine stabförmige Einlage in den noch flüssigen Stahl drückt oder stösst, die eine Rohrform des gegossenen Stahlblockes zur Folge hat. Solche Einlagen können aus feuerfesten Stoffen, wie etwa aus Schamotte oder aus Metall, bestehen, Es kann z. B. ein unten geschlossenes Rohr verwendet werden, das vor oder nach dem Eintreiben in den Stahlblock mit Quarzmehl od. dgl. oder mit einem Metallstab gefüllt wird. Ein solches Rohr kann im Stahl verbleiben und mit diesem allenfalls verschweisst werden. Dabei ist es nicht wesentlich, wenn die Einlage an ihrem einen Ende schon vor Beendigung des Giessens kurze Zeit mit dem flüssigen Stahl in Berührung kommt.
Von besonderem Vorteil ist es, Guss von unten anzuwenden, damit der Stahl beim Eindrücken der Einlage noch bis zum Boden der Gussform flüssig ist und die Einlage sicher weit genug hineingedrüekt werden kann. Dazu ordnet man die Einlagen zweckmässig schon vor dem Guss über den Gussformen an, um sie im richtigen Zeitpunkt sofort in den flüssigen Stahl niederdrücken, allenfalls durch Schläge in den vielleicht schon erstarrenden Stahl eintreiben zu können. Das Eindrücken oder Einschlagen der Einlagen wird am besten maschinell ausgeführt.
Man kann natürlich mehrere Blöcke gleichzeitig von unten, also kommunizierend in einem sogenannten Gespann giessen, wobei man die Einlagen der einzelnen Blöcke zweckmässig an einer etwa rostartigen Vorrichtung, die sich über dem Gespann befindet, derart befestigt,
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sorgen, dass die Giesspfanne durch die erwähnte Vorrichtung nicht behindert ist. Von besonderem Vorteil ist die Verwendung von Metallstäben oder Metallrohren für die Einlagen, weil diese dadurch eine erhöhte
Steifigkeit bekommen. Verwendet man Metallrohre, so kann man diese nach Belieben vor oder nach dem Guss füllen.
Soll ein Verschweissen des Rohres mit dem gegossenen Stahl vermieden werden oder sollen sehr dünne Rohre angewendet werden, bei denen etwa die Gefahr des Durchschmelzen besteht, ist es vorteilhaft, die Rohre während des Eindrückens und entsprechend lange Zeit nachher von innen mit Wasser, Luft oder sonstwie zu kühlen. Die Füllung des Rohres kann dann natürlich erst nachher geschehen.
Durch das Eintreiben der Einlage wird die Oberfläche des flüssigen Stahles in der Gussform gehoben.
Beginnt diese zu diesem Zeitpunkt bereits zu erstarren, so kann der darunter befindliche noch flüssige
Stahl über den erstarrten Teil treten, mit diesem nicht mehr vollständig verschmelzen oder verschweissen und so zu Fehlstellen führen, die vielfach als Schweissnähte bezeichnet werden. Dem ist vorteilhaft dadurch abzuhelfen, dass man entweder mit dem Eintreiben der Einlage schon etwas vor beendetem
Guss beginnt, solange die Stahloberfläche noch genügend flüssig ist, oder dass man die Einlage schon während des Gusses so weit in die Gussform ragen lässt, dass sie vom Stahl schon vor Beendigung des
Gusses erreicht wird und man sofort bei Beendigung des Gusses oder ganz kurz vorher mit dem Eindrücken beginnt, so dass das Aufsteigen der Stahloberfläche am Ende des Gusses bis zum fertigen Eintreiben der Einlage nicht unterbrochen wird.
Bei der beschriebenen Herstellungsart der Blöcke ist die Lunkerbildung gering, weil die Einlagen dem Stahl Wärme entziehen und dadurch eine weitgehende Verteilung des Wärmeentzuges über den ganzen Querschnitt eintritt. Die Lunkerbildung wird dabei um so geringer sein, je kälter der Stahl bei seiner Berührung mit der Einlage bereits ist. Immerhin ist es im Interesse einer geringen Lunkerbildung vorteilhaft, in bereits bekannter Weise verlorene Köpfe mit oder ohne Beheizung, mit oder ohne Vorwärmen des oberen, mit feuerfesten Stoffen ausgekleideten Teiles der Gussform anzuwenden. Es lassen sich alle derartigen Mittel benutzen. Die Anwendung eines verlorenen Kopfes ergibt dabei auch den Vorteil, dass Schweissnähte der bereits erwähnten Art nicht leicht entstehen, weil der oberste Teil des flüssigen Stahles nicht so rasch erstarrt.
Entstehen solche dennoch, so kommen sie in den verlorenen Kopf zu liegen, sind dann also unschädlich. Deshalb kann man auch bei Anwendung verlorener Köpfe mit dem Eindrücken der Einlagen verhältnismässig spät beginnen, sobald die Stahltemperatur schon weiter gesunken ist, so dass eine weitere Verringerung der Lunkerbildung eintritt.
Zur Verringerung der Lunkerbildung kann man auch in bekannter Weise eine kegelige Gussform anwenden, deren lichte Weite oben grösser ist wie unten, wobei man auch eine entsprechende kegelige Einlage benutzen kann. Man kann aber auch bei kegeligen Gussformen zylindrische Einlagen verwenden.
In einem solchen Falle fällt das Loch im gewalzten oder geschmiedeten Stab an einem Ende weiter aus wie am andern. Ist der Unterschied nicht sehr gross, so ist das an sich meist belanglos, hat aber einen besonderen Vorteil, wenn man Metallstäbe als Einlagen anwendet. Das Herausziehen solcher Einlagen nach dem Walzen ist nämlich recht schwierig und wird bei einem sich nach einer Richtung stetig verjüngendem Loch wesentlich erleichtert. Den gleichen Vorteil kann man erreichen, wenn man bei einer zylindrischen Gussform eine kegelige Einlage verwendet oder beide Teile voneinander abweichend kegelig sind.
Sowohl Gussform wie Einlagen können einen beliebigen Querschnitt erhalten. Es können auch bei einem Block mehrere Einlagen etwa zum Zwecke der Herstellung von Gegenständen mit mehreren Löchern verwendet werden. Ein Eintreiben der Einlagen in den Stahlblock ist natürlich auch von unten möglich.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Hohlbohrstahl und ähnlichen, durch Walzen oder Schmieden erzeugten hohlen Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, dass in die gegossenen Stahlblöeke, aus denen die Gegenstände hergestellt werden, Einlagen durch Druck, Schlag od. dgl. eingetrieben werden, solange der Stahl hiezu noch genügend flüssig ist, welche Einlagen bei der Verarbeitung der Blöcke die Form der Löcher in den fertigen Gegenständen annehmen.