Verfahren,zur Herstellung von Metallrohren. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Me tallrohren, z. B. von Rohren aus Gutsseisen, Stahl, Kupfer und dergleichen, durch Schleu- derguss, bei welchem dem Giessgut unmittel bar an der Abflussstelle der :Schmelze an die Kokillenwandumg innerhalb der um ihre Längsachse rotierenden Form durch elek trische Lichtbogen Wärme zugeführt wird.
Das Verfahren wird an Hand der sche matischen Zeichnung in verschiedenen Aus führungsformen beispielsweise erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Sehleudergusskokille mit nebeneinanderliegenden Elektroden, die durch ein Rohr oder eine Rinne, voneinander iso- liert, in die Kokille eingeführt werden.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform mit von beiden Seiten der Kokille eingeführ ten Elektroden.
Fig. 3 zeigt ein besonderes Elektroden führungsrohr.
In Fig. 4 ist die Einführung der Elek troden in eine senkrechte Kokille dargestellt. Fig.5 zeigt schliesslich eine Vorrichtung, bei der flüssiges Metall in die Kokille ein geführt wird und die Giessrinne selbst als eine der Elektroden verwendet wird.
Die in Fig.1 dargestellte Vorrichtung zeigt eine in den Lagern 7 sich drehende Ko kille 1 mit Ausfiitterung 2, in welche mit Hilfe einer rohr- oder rinnenförmigen Füh rung 3, die Elektroden 4, 5, voneinander iso liert und distanziert eingeführt werden. Die Elektrodenführung ist in den -Lagern 8 ab gestützt.
Die Elektroden, aus denen das zu vergie- ssende Metall erschmolzen wird, können beide aus Gusseisen, Stahl, Kupfer und dergleichen bestehen. Es kann aber auch jede der Elek troden aus :einem andern Metall bestehen in der Weise, dass das durch Abschmelzen der beiden Elektroden entstehende Schmelzpro dukt die gewünschte Legierung ergibt. Es ist ferner möglich, eine Elektrode aus einer Grundlegierung herzustellen und durch die zweite Elektrode veredelnd wirkende Zusätze in die Schmelze einzubringen.
Ferner kann auch nur eine Elektrode aus dem zu vergie- ssenden Materialbestehen, während die zweite aus einem nicht schmelzenden Material, z. B. Graphit oder Wolfram, bestehen kann.
Schliess lich können beide Elektroden aus nicht ab schmelzenden Materialien bestehen, in wel chem Falle das Gussmaterial gesondert zuge führt wird. An 'Stelle eines Lichtbogens kön nen auch mehrere Lichtbogen unter den an sonsten gleichen geschilderten Verhältnissen angewendet werden.
Die Elektroden treten nach der Ausfüh rungsform gemäss Fig.1 aus dem Rohr, bzw. der Rinne 3 in die Kokille heraus, so dass der Lichtbogen 6 seine Wärme unmittelbar an die Kokillenwand abstrahlt. Beim Ziehen des Lichtbogens beginnt das zu vergiessende Ma terial zu schmelzen- und fliesst von der Ab flussstelle A weg an die Wand der rotie- senden Kokille.
Während des Schmelzvor- ganges wird eine Relativbewegung zwischen Kokille und Elektroden veranlasst, wobei es gleichgültig ist, ob die Kokille oder das Rohr mit den Elektroden in der Längsrichtung zu- oder auseinander bewegt werden.
Auf diese Weise entsteht an der Kokillenwandung ein rohrförmiger Hohlkörper, dessen Verfesti- gung gegebenenfalls durch Kühhlng der Ko- kille gefördert wird. Es ist ferner zweckmä ssig, auch die Elektrodenführung 3 zu küh len; hierfür ist nach Ausführungsform 1 eine Kühlung mit Zu- im.d Abfluss 9, 10 vorge sehen.
Nach Fig. 2 besteht die Elektrodenfüh- rung 11 aus einem durchgehenden Stück, welches in den Lagern 8 unterstützt wird. Die Elektroden 1,, 13 werden von beiden Sei ten der Kokille in diese eingeführt. Im Be reich des Lichtbogens 6 wird dabei die Elek- trodenführimg durch ein feuerfestes ylaterial 14 gegen thermische überbeanspruchung ge-. sichert.
Die so gebildete Lichtbogenkammer 15 zeigt iinten eine Vertiefung, in welcher sich die Schmelze als kleiner 'Sumpf ansam meln kann und von hier aus durch die Öf f nuug 16 an die Kokillenwandung abfliessen kann. _ Fig. 3 bezieht sich auf eine besondere Aus führung des Elektrodenführungsrohres. Die ses Rohr ist am kokillen@eitigen Ende der Elektrode mit einem leitenden Material 17, z. B. Graphit, atisgecüttert, wobei die Ein trittstelle 18 der Elektrode in die so gebildete Liehtbogenkammer 19 elektrisch isoliert ist.
Der Kammerboden zeigt wieder eine Vertie fung zur Ansammlung der Metallschmelze. Die Kammerwandung bildet in diesem Falle den Gegenpol zur eingeführten Elektrode, so dass der Lichtbogen von der Elektrode zum Kammerboden, bzw. nach Ausbildung eines Metallsiunpfes durch Abschmelzen der Elek trode von der letzteren zum Metallsumpf überspringt.
Fig. 4 zeigt eine senkrechte Kokille 20, welche in den Lagern 21 rotiert. Auch diese Kokille ist mit einem Futter '22 versehen. Die Elektrodenzuführung 23 tritt von oben in die Kokille ein. Die Elektroden 24, 25 enden oberhalb dem mit feuerfester Masse ausge kleideten und mit einer Vertiefung zur An sammlung der Metallschmelze versehenen Bo den 216 des Elektrodenzuführungsrohres, wel ches in den Lagern 27, 28 geführt wird.
Die Elektrodenzuführung wird in Rotation ver setzt, derart, dass ihre Umdrehungsgeschwin digkeit von jener der Kokille differiert. Gleichzeitig erfolgt wieder eine Relativbewe gung zwischen Kokille und Elektrodenzufüh- rung in der Längsrichtung. Durch die Rota tionsbewegung des Elektrodenzuführimgs- rohres tritt das geschmolzene Material aus der Öffnung
22J aus und wird an die Kokillen wand geschleudert., wo ein ring- oder rohrför- miger Hohlkörper entsteht.
Für den Fall, dass der Einsatz bereits flüs sigen Massmaterials zweckmässig erscheint, kann die in Fig. 5 dargestellte Anordnung verwendet werden. Auch dabei rotiert die gegebenenfalls mit einer Auskleidung. 2 ver sehene Kokille 1 in den Lagern 7. In diese Kokille wird nun eine Giessrinne 30 von der einen Seite und eine Elektrode 31 durch ein Zuführungsrohr 32 von der andern Seite ein geführt. Die Giessrinne hat dabei wieder eine Ausfütterung aus leitendem feuerfestem Ma terial, z. B. Graphit.
Der Abstand zwischen Giessrinne und Elektrode wird so geregelt, dass bei der Zufuhr des geschmolzenen Gutes durch die Rinne ein Lichtbogen von der Elek trode zur Schmelze gezogen wird. Das Mate rial wird dadurch .aufgeheizt und fliesst mit der erforderlichen Giesstemperatur an die Wandung der Kokille.
Die praktische Herstellung eines Rohres geht beispielsweise wie folgt vor sich: Die Ko kille rotiert je nach Durchmesser des Rohres und zu vergiessendem Material mit einer Drehzahl von etwa 250 bis 7000 U/nün. Als Kokillenwerkstoff kann legierter Sonderguss mit wenig Schnvefel und Phosphorgehalt ge nommen werden, wenn ohne Auskleidung gearbeitet wird, wobei die Wandstärke nicht. unter 25 mm liegen soll und die Innenwan dung hohe Glätte aufweisen soll.
Eine Schwär zung kann nötig sein. Vor Beginn des Giess- vorganges ist die Kokille innen so hoch vor zuwärmen, dass ein Abschrecken des später abfliessenden Giessmaterials nicht vorkommen kann, d. h. es ist damit die Entstehung einer kühleren, vorzeitig erstarrenden Aussenhaut des Rohres zu verzögern. Diese Vorwärmung der Kokille wird zweckmässiäerweise auch durch elektrischen Lichtbogen vorgenommen, kann aber bei kontinuierlichem Betrieb der Anlage später eventuell entfallen. Erforder lichenfalls ist nun inertes Gas in die Kokille einzuleiten.
Die Elektrodenführungen samt Elektroden werden in die Ausgangsstellung zum Giessen gebracht, der Lichtbogen zwi schen den Elektroden gezündet und stabili siert. Bei Verwendung einer der in Fig. 2 dar gestellten ähnlichen Anlage wird die Ausbil dung eines Metallsumpfes abgewartet und dann die Kokille in der Richtung der Längs- achse dergestalt bewegt,
dass sich das aus der Lichtbogenkammer fliessende Metall in schrau- benlinienartiger Form an die Kokilleninnen- wand anlegen kann, wobei ein Verschmelzen und gleichmässiges Verteilen des ausfliessen den Metalls einerseits durch die Fliehkraft, anderseits durch die hohe Temperatur, welche die elektrischen Lichtbogen zu erzeugen im stande sind, erreicht wird. Beim Schmelzvor gang wird nicht nur die Hitze von 3200 bis 4000 C,
die direkt an den Spitzen der Elek troden entsteht, verwendet, sondern. auch noch die strahlende Wärme des Lichtbogens aus- genützt, um den .Schmelzvorgang zu intensi vieren. Der verhältnismässig rasche Material vorschub verlangt Stromstärken von mehreren hundert Ampere, um in der Lichtbogenkam- mer die richtige Giesstemperatur zu erhalten.
Um ein Kilogramm Flussstahl in einer Minute abzuschmelzen, müssen etwa 22 kW Leistung aufgewendet werden. Am Ende des Giessvor ganges wird zuerst die Materialzufuhr ge drosselt und dann der Lichtbogen abgestellt. Nach kurzem Erkaltenlassen des nunmehr entstandenen Rohres kann dieses ohne beson dere Schwierigkeiten aus der Kokille ausge stossen werden.
Nach diesem Verfahren ist es möglich, auch schwer schmelzendes oder zähflüssiges Material durch Schleuderguss zu verformen, wobei die dazu erforderliche hohe Tempe ratur unmittelbar .an der Schmelz- bzw. Ab flussstelle des Metalles erzeugt wird und das ansonsten erforderliche Überhitzen des Schmelzgutes vor dem Einbringen in die Ko kille erspart werden kann.
Ein besonderer Vorteil ist auch, dass Gussmaterial konti nuierlich in Stangenform zugeführt werden kann und daher beliebig lange Rohre und dergleichen selbstverständlich bei entspre chender Kokillenlänge erzeugt werden können. Bei oxydationsempfindlichem Schmelzgut ist es zweckmässig in inerter Atmosphäre zu ar beiten.