AT250594B - Verfahren zur Herstellung von Blöcken aus Verbundgußstahl durch Kernlegieren - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Blöcken aus Verbundgussstahl durch Kernlegieren 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Blöcken aus Verbundgussstahl durch Kern- legieren, insbesondere zu dem Zweck, Hohlkörper oder Rohre herzustellen, deren Innenschicht beliebig einstellbarer Dicke eine andere, vorzugsweise höherwertige Legierungszusammensetzung aufweist als die Randschicht. 



   Nach den bekannten Verfahren erfolgt die Herstellung von Verbundgussblöcken in der Weise, dass durch Einlegen eines Trennbleches in die Kokille zwei verschiedene Schmelzen zusammengegossen werden oder dass ein fester Verbundteil in die Kokille eingebracht und eine Schmelze anderer Zusammensetzung zugegossen wird. Ein anderes Verfahren besteht darin, dass man eine in die Kokille eingebrachte Schmelze vom Kokillenrand her erstarren lässt, nach einem gewissen Zeitraum die flüssige Restschmelze durch Umdrehen der Kokille oder auf andere Weise abgiesst und in den entstandenen Hohlraum eine Schmelze anderer Zusammensetzung hineingiesst. Weiterhin werden Verbundblöcke in der Form hergestellt, dass ein Block im erhitzten Zustand gelocht und der entstandene Hohlkörper mit einer andern Schmelze vollgegossen wird. 



   Bei der Herstellung von Verbundgussblöcken nach den bekannten Verfahren ist eine homogene Verbindung, insbesondere dann, wenn die beiden Verbundwerkstoffe grössere Unterschiede in ihrer chemischen Zusammensetzung aufweisen, nicht gewährleistet. Die Qualität der Verbindung wird ausserdem durch die Oxydation des festen Verbundwerkstoffes, durch die Bildung von Seigerungszonen und Lunker sowie durch die Bildung von Gasblasen sehr stark vermindert. Ein weiterer Nachteil bei den bekannten Verfahren ist der hohe Aufwand an Vorbereitungsarbeit zur Herstellung von Verbundgussblöcken. 



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bei der Herstellung von Verbundgussblöcken, die bei der Anwendung der bekannten Verfahren vorhanden sind, zu beseitigen und in einfacher Weise Verbundgussblöcke herzustellen, deren Kern eine andere Legierungszusammensetzung aufweist als die Aussenschicht. 



   Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Block mit dem Stahl, welcher die Aussenschicht bilden soll, im steigenden Guss durch den Giesstrichter bis zu einer bestimmten Höhe in der Kokille vergossen wird. Nach einer Haltezeit erfolgt das Legieren des Kernes durch Zusatz von festen, vorzugsweise flüssigen, je nach den gewünschten Werkstoffeigenschaften zusammengesetzten Legierungsbestandteilen durch den Giesstrichter. Das Einbringen der Legierungsbestandteile erfolgt so, dass im Falle der festen Zugabe die Legierungsbestandteile mit einer bestimmten Menge Primärstahl nach der Haltezeit durch den Trichter in den Kern des Blockes gebracht werden.

   Im Falle der flüssigen Zugabe der Legierungsbestandteile erfolgt das Legieren des Kernes bzw. die Änderung der Zusammensetzung des Kernes durch Weitergiessen nach der Haltezeit mit einer zweiten Pfanne, die eine entsprechend der gewünschten Werkstoffzusammensetzung des Blockkernes berechnete Legierung (Sekundärschmelze) enthält. Durch die ent- 

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 sprechende Bemessung der Steiggeschwindigkeit und der Haltezeit nach dem Giessen des Stahles, welcher die Aussenschicht bilden soll, wird die Schichtdicke eingestellt. 



   Zur Vermeidung eines eventuellen Einfrierens des Stahles bei der Einstellung einer über das normale
Mass hinausgehenden starken Aussenschicht durch langsames Giessen des Primärstahles und einer längeren
Haltezeit nach Erreichung der ersten Giesshöhe kann der Durchmesser der Kanalsteinbohrungen gegenüber dem normalen Gespannguss vorzugsweise auf 60 mm Durchmesser vergrössert werden. Zu einem eventuellen notwendigen Offenhalten des Deckels während   der Haltezeit kommen die üblichen exothermen   Mischungen oder Beheizung in Anwendung. 



   Es ist leicht zu erkennen, dass durch die Erfindung gegenüber den bekannten Verfahren in über- raschend einfacher Weise eine unerreicht gute Verbindung der Verbundwerkstoffe erzielt wird. Es tritt somit nicht nur eine Qualitätsverbesserung ein, sondern auf Grund der einfachen Vorbereitungsarbeiten eine wesentliche Steigerung der Arbeitsproduktivität und eine Senkung der Herstellungskosten. Neben der
Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens für die bereits angeführten Hohlkörper und Rohre ist die
Verwendung dieses Stahles für alle Profile gegeben, die in Verbundstahl ausgeführt werden und ihrem
Verwendungszweck entsprechend eine Innenschicht oder Kernzone mit einer ändern Legierungszusammen- setzung als die äussere Schicht oder Zone verlangen. 



   Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Für die För- derung des Blasversatzes im Bergbau werden Rohre benötigt, die eine harte und verschleissfeste Innen- schicht und eine weiche und demzufolge zähe Aussenschicht aufweisen. Ausgangsmaterial dieser Rohre ist der Verbundgussstahl, der wie folgt hergestellt wird. 



   Ein weicher Kohlenstoffstahl mit etwa   0, 1%   Kohlenstoff wird durch den Giesstrichter in die Kokille gegossen. Der Stahl steigt mit einer Geschwindigkeit von 0, 5 m/min von unten in der Kokille hoch. Nach- dem   88%   der Gesamtgiesshöhe erreicht worden sind, wird die Giesspfanne abtransportiert und eine Halte- zeit von etwa 5 min eingelegt. Während des Giessvorganges und in der Haltezeit erfolgt die Abkühlung der Schmelze an der Kokillenwand und bewirkt die Erstarrung von aussen zum Kern des Blockes. Nach Ab- lauf der Haltezeit besitzt der Block in der Kokille eine erstarrte   Aussenschicht. und   im Kern befindet sich die Schmelze noch im flüssigen Zustand.

   Im Anschluss an den Abtransport der Giesspfanne 1 wird die Giesspfanne 2 mit einem Stahlinhalt der Zusammensetzung   40/0   Kohlenstoff und l% Mangan über den Giesstrichter gefahren. Bereits in der ersten Minute der Haltezeit wird aus der zweiten Giesspfanne, die die Legierungsbestandteile enthält, so viel in den Trichter gegossen, dass der Trichter und das Kanalsystem mit der Legierung gefüllt sind, um das Erstarren der Schmelze zu verzögern. 



   Nach der Haltezeit wird die Hauptmenge des Legierungsmetalls gleichmässig bis zur gewünschten
Endgiesshöhe durch den Trichter zugegeben. Um eine Deckelbildung weitgehend zu vermeiden, wird der Stahl bereits im unteren Blockdrittel mit Graphit abgedeckt. 



   Der Anteil der Legierung wird durch das Schichtdickenverhältnis am Rohr bestimmt. Der Legierungsanteil in diesem Beispiel beträgt zirka   11-12%.   



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung von Blöcken aus Verbundgussstahl durch Kemlegieren in steigendem Guss, dadurch   gekennzeichnet,   dass zuerst die Primärschmelze bis zu einer Giesshöhe der Blockform vergossen wird, die je nach der gewünschten chemischen Zusammensetzung des Blockkernes zu bestimmen ist, und dass nach Erstarren einer Randzone das Legieren bzw. die Änderung der Legierungszusammensetzung des Kernes durch das Weitergiessen einer vorbereiteten, gegenüber der Primärschmelze anders zusammengesetzten Sekundärschmelze erfolgt oder durch Verwendung der Primärschmelze, indem dem Giessstrahl feste Legierungsbestandteile zugeführt und in den Blockkern gespült werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des Verhältnisses Randzone zum Kernquerschnitt des Blockes durch eine Haltezeit vor dem Legieren und/oder durch Änderungen der Steiggeschwindigkeit erfolgt.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in an sich bekannter Weise der sich bildende Deckel während oder am Ende des Vergusses mit exothermen Mischungen oder durch Beheizung offen gehalten wird.