Derartige Kühlelemente werden üblicherweise
zwischen dem Mantel und der Ausmauerung eines Ofens angeordnet,
häufig
auch für
eine Nutzung hinter der Feuerfest-Ausmauerung, wozu die Kühlelemente an
das Kühlsystem
des Ofens, zum Beispiel eines pyrometallurgischen Schmelzofens,
angeschlossen sind. Die Oberflächen
dieser Kühlelemente
können,
wie dies zum Beispiel in der
EP 0 816 515 A1 beschrieben ist, auf der
dem Ofeninneren zugewandten Seite mit zusätzlichen Stegen oder Nuten
oder wabenförmigen
Vertiefungen versehen sein, um so einen besseren Verbund mit der
feuerfesten Auskleidung des Ofens zu ermöglichen bzw. eine gute Haftung
der im Ofenprozess entstehenden und aufgrund der intensiven Kühlung durch
die Kühlelemente
erstarrenden Schlacke oder des Metalls als Schutz des Kühlelementes
vor chemischen Angriff und vor Erosion sicherzustellen. Der Einsatz
der Kühlelemente
erfolgt üblicherweise
in Form von Kühlplatten im
Bereich der Ofenwände
oder der Decke oder des Herdbereiches von zylindrischen oder ovalen
Schachtöfen.
Ebenso zum Einsatz kommen derartige Kühlelemente auch bei Roheisen-Hochöfen, in
Lichtbogenöfen, Direktreduktions-Reaktoren
und Einschmelzvergasern. Weitere Einsatzbereiche für die Kühlelemente
sind Brennerblöcke,
Düsen,
Gießmulden,
Elektrodenklammern, Abstichlochblöcke, Herdanoden oder Kokillen
für Anodenformen.
Grundsätzlich angestrebt wird bei
den Kühlelementen
ein hohes Maß an
Wärmeableitung,
wodurch sich sowohl die Standzeit der Kühlelemente verbessern lässt als
auch vermieden wird, dass thermische Spitzenbelastungen des Ofenprozesses,
insbesondere bei dynamischem Betrieb, zu einer Zerstörung des
Kühlelementes
führen.
Bei Kühlelementen mit umgossenen
Rohren als Kühlmittelkanäle wird
neben einer guten, möglichst verlustfreien
Strömungsführung ein
guter Wärmeübergang
von dem Gußmetall
des Kühlelementes
auf die in den Rohren strömende
Kühlflüssigkeit
angestrebt. In der oben bereits benannten
EP 0 816 515 A1 wird zu
diesem Zweck ein verbesserter Verbund zwischen Rohr und Vergussmasse
in der Weise vorgeschlagen, dass ein Teil der dickwandig ausgeführten Kupferrohre
beim Umgießen
mit dem flüssigen
Kupfer angeschmolzen wird, was jedoch, da Rohr und Schmelze wegen
ihrer Materialgleichheit im Wesentlichen denselben Schmelzpunkt aufweisen,
mit erheblichen prozesstechnischen Schwierigkeiten verbunden ist.
Bei einem verhältnismäßig kalten
Guss besteht die Gefahr, dass das Rohr nicht ausreichend mit dem
eingegossenen Metall verschweißt.
Die Folge hiervon ist ein sehr großer Wärmeübergangswiderstand zwischen
Rohr und Umgussmetall. Erhöht
man umgekehrt die Gusstemperatur, so ist, selbst bei Verwendung
dickwandiger Rohre, ein stellenweises Auflösen und Durchschmelzen der
Rohre, zumindest aber ein Eindrücken
des Querschnitts der Rohre kaum zu vermeiden. Ein so hergestellter
Verbundgusskörper
ist für
den Einsatz in einem Ofen unbrauchbar.
Beim Einsatz von Kupferschmelzen
spielen auch metallurgische Abhängigkeiten
eine große
Rolle. Kupferschmelzen neigen dazu, Gase aufzunehmen. Bei dem Gießprozess
wirken sich insbesondere Wasserstoff und Sauerstoff störend aus.
Die Dauer der Schmelzzeit und ggf. die Überhitzungstemperatur spielen ebenfalls
eine Rolle und können
von Schmelzprozess zu Schmelzprozess variieren. Wasserstoff und
Sauerstoff stehen im Gleichgewicht zueinander, weshalb bei hohen
Sauerstoffgehalten niedrige Wasserstoffgehalte eingestellt sind
und umgekehrt. Weil die Löslichkeit
von Wasserstoff in festem Kupfer wesentlich geringer ist als in
flüssigem
Kupfer, lässt
sich daraus ableiten, dass die Löslichkeit
für Wasserstoff
mit sinkender Temperatur deutlich abnimmt. Beim Übergang von der flüssigen in
die feste Phase der Kupferschmelze wirkt sich eine extrem starke
Reduzierung des Löslichkeitsvermögens für Wasserstoff
aus, man spricht allgemein von einem Löslichkeitssprung beim Unterschreiten
der Liquidustemperatur, dieser beträgt ca. 3,5 ml Wasserstoff pro
100 g Kupferschmelze.
Für
die Aufnahmefähigkeit
einer Schmelze für
Gase spielen auch die Temperatur und der Druck eine wesentliche
Rolle. Das Abgießen
einer wasserstoffhaltigen Kupferschmelze unter Anwesenheit von Sauerstoff in
Form von Kupferoxid auf der Rohroberfläche ist problematisch, da es
sich beim Abgießen
durch den Luftsauerstoff aufgrund der extrem schnellen Rohrerwärmung durch
die Schmelze bildet. Aufgrund des Löslichkeitssprungs beim Übergang
der Schmelze von ihrem flüssigen
auf den festen Zustand reagiert der freiwerdende Wasserstoff mit
dem Kupferoxid, indem dieses reduziert wird und der so entstehende
Wasserdampf eine Gasporösität des Gusses
verursacht. Verfahrenstechnisch kann man sich hiergegen mit einer
Vakuumentgasung helfen, die allerdings einen zusätzlichen Aufwand darstellt.
Alternativ lässt
sich durch eine gezielte Sauerstoffaufladung eine Verschiebung des
Wasser-Sauerstoff-Gleichgewichts in Richtung Sauerstoff erzielen,
und damit eine Entfernung des Wasserstoffs. Im Anschluss an die
oxidierende Schmelzenbehandlung muss der Sauerstoffgehalt gezielt
abgebaut werden, indem eine desoxidierende Behandlung der Schmelze
in der Pfanne erfolgt. Aufgrund dieser allerdings aufwendigen zweistufigen
metallurgischen Behandlung der Kupferschmelze kann eine Reaktion
mit dem Sauerstoff des Kupferoxids der umgossenen Kupferrohre nicht
mehr zu einer unerwünschten
Bildung von Wasserdampf und damit zu Gasblasen innerhalb der Schmelze
führen.
Durch den Kontakt einer hocherhitzten
Kupferschmelze mit einem in der Gießform angeordneten Kupferrohr
kommt es, wie bereits beschrieben, zu einer mechanischen Schwächung des
Kupferrohres. Das Rohr neigt dazu, an jenen Stellen eingedrückt zu werden,
auf denen eine höhere
Metallsäule
lastet. Zur Beseitigung dieser Schwierigkeit ist in der
DE-PS 726 599 offenbart,
während
des Gießens
Gase oder Flüssigkeiten
unter einem erhöhten
Gegendruck durch die Rohre hindurchzuleiten, wobei dieser Gegendruck
etwa dem Verformungswiderstand des Rohres bei der Erweichungstemperatur
entspricht. Aber auch bei Anwendung dieses Verfahrens lässt sich
eine Oxidation des Rohres an seinen Außenflächen während des Gießvorganges
nicht vermeiden.
Verschiedene Alternativen bei der
Materialwahl der vergossenen Rohre sind in der
US 6,280,681 beschrieben. Neben den
Möglichkeiten,
aber auch den Grenzen des Einsatzes von Rohren aus Stahl, Edelstahl und
Kupfer ist auch ein Typ Kühlelemente
beschrieben, bei dem Rohre aus einem im Handel als "Monel" bezeichneten Material
verwendet werden. Dieses Material weist einen Kupfer-Anteil von
31% und einen Nickel-Anteil von 63% auf. Ferner ist in dieser Druckschrift
beschrieben, dass man zur Erreichung eines guten Verbundes nicht
nur Kupferrohre verwenden kann, sondern auch Rohre aus Cu-Ni-Legierungen wie z.B.
UNS C 71500 mit einem Kupfer-Anteil von 70% und einem Nickel-Anteil von 30 %.
Diese Rohre haben aufgrund ihres höheren Schmelzpunktes den Vorteil
einer höheren
thermischen Belastbarkeit während
des Gießens
und lassen sich häufig
auch ohne gleichzeitiges Durchleiten von Kühlwasser durch die Rohre während und
nach dem Gießen
herstellen. Mit solchen Rohren lässt
sich die Gefahr von Durchbrüchen
der Kupferschmelze in das Rohrinnere wesentlich reduzieren. Zur
Wahrung eines freien Rohrdurchmessers werden diese vor dem Gießen mit
Sand gefüllt,
um so den Rohrquerschnitt aufrecht zu erhalten und ein Kollabieren
des Rohres zu vermeiden. Leider haben die genannten Rohre aus Cu-Ni-
und Ni-Cu-Legierungen eine wesentlieh schlechtere Wärmeleitfähigkeit
als Kupferrohre, wodurch sich im späteren Betrieb als Kühlelement
deutlich weniger Wärme
abführen
lässt,
und es insbesondere zu thermischen Überlastungen von Bereichen
der Ofenwand kommen kann. Außerdem
sind Legierungen aus Nickel und Kupfer wesentlich fester, weshalb
sie sich schlechter umformen und biegen lassen. In kritischen Bereichen
wie z.B. engen 180°-Bögen müssen aufgrund
des Einsatzes von vorgeformten Bögen
wesentlich mehr Schweißnähte gezogen
werden, wodurch, abgesehen von den höheren Fertigungskosten, die
Gefahr späterer
Leckagen wächst.
Ferner besteht die bereits beschriebene
Gefahr erhöhter
Gasporositäten
aufgrund von Wasserdampfbildung, was ebenfalls die Gussqualität verschlechtert,
die Wärmeabfuhr
einschränkt
und damit die Wärmeleitung
reduziert, da die Gasblasen im Guß wie Isolatoren wirken. Von
Nachteil ist ferner der unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizient der
beteiligten Metalle. Es kommt zu Druck- und Zugspannungen auf das
in die Gießform
eingebettete Rohr, was in Abhängigkeit
von der Formgebung des Rohres zu einem örtlich schlechteren Verbund
zwischen dem Rohr und dem umgossenen Kupfer und damit wiederum zu
einer Verschlechterung der Wärmeleitung
führen
kann.
Zum Stand der Technik gehört ferner
ein Kühlelement,
wie dieses in der
DE-PS 1 386
645 beschrieben ist. Bei diesem Kühlelement befindet sich das
zu umgießende
Rohr nicht von Anfang an in der Gießform, vielmehr wird zunächst die
Kupferschmelze zur Herstellung des Kupferblockes in die Gießform gegeben,
und anschließend
das vorgefertigte Rohr in diese Schmelze eingetaucht, wobei gleichzeitig
die Rohrinnenwandungen gekühlt
werden. Für
den Fall, dass Rohr und Schmelze aus unterschiedlichen Metallen
bestehen, wird die Anbringung einer zusätzlichen Schicht auf der Außenseite
des Rohres vorgeschlagen, wobei diese Zusatzschicht aus einem weiteren,
dritten Metall besteht, welches sich zum Beispiel galvanisch auf
dem Rohr auftragen lässt. Welche
Metalle für
solche Zwecke geeignet sein können,
bleibt offen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein Kühlelement
insbesondere für
den Einsatz in Wandungen thermisch hoch belasteter Öfen zu schaffen,
das sich an den Grenzflächen
zwischen Kühlrohr
und Umgussmetall durch einen verbesserten Materialverbund und damit
einem erhöhten
Wärmeübergang
auszeichnet. Ferner soll ein Verfahren vorgeschlagen werden, mit
dem sich ein solches Kühlelement
herstellen lässt.
Zur Lösung wird bei einem Kühlelement
mit den eingangs genannten Merkmalen vorgeschlagen, dass die Rohre
der Kühlmittelkanäle auf ihrer
Außenseite
mit einer elektrolytischen Beschichtung versehen sind.
Zur Lösung der Teilaufgabe der Bereitstellung
eines für
die Herstellung derartiger Kühlelemente
geeigneten Verfahrens wird bei einem Verfahren mit den eingangs
genannten, gattungsgemäßen Merkmalen
vorgeschlagen, dass bei der Fertigung der Rohre zumindest jene Bereiche
der Rohraußenseiten,
welche später mit
dem Kupfer oder Kupferlegierung umgossen werden, elektrolytisch
beschichtet werden.
Erfindungsgemäß werden daher die bei der
Herstellung des Kühlelementes
zu umgießenden
Rohre zuvor auf galvanischem Wege mit einer geeigneten Metallschicht
beschichtet, wobei diese Metallschicht einerseits keine Verschlechterung,
sondern eher eine Verbesserung des Wärmeübergangs mit sich bringt, also
eine sehr gute spezifische Wärmeleitung
hat. Andererseits führt
die galvanisch aufgetragene Metallschicht zu Vorteilen bei der Passivierung
der Rohraußenseite
gegen Oxidationseinflüsse
während
des Abgießens,
ferner verbessert sich die Haftung zwischen Rohr und Umgussmetall
infolge im Grenzbereich sich einstellender Diffusionsvorgänge. Es
wird somit eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Umgussmetall
und dem umgossenen Rohr ermöglicht,
der Wärmeübergang
wird stark verbessert und der so eingegossene Rohrkörper fördert beim
späteren
Einsatz des Kühlelements
zum Beispiel in einem industriellen Ofen eine gute Kühlwirkung.
Von besonderem Vorteil sind insbesondere
die Diffusionsvorgänge,
welche sich in der äußersten Schicht
der elektrolytischen Beschichtung einstellen, nachdem diese mit
der eingegossenen Kupferschmelze in Kontakt kommt. Diese Diffusionsvorgänge führen zu
einer deutlich verbesserten Haftung des Gussmetalls an dem Rohr,
verbunden mit einem nahezu verlustlosen Wärmeübergang. Da an der Grenzfläche zwischen elektrolytischer
Beschichtung des Rohres und dem umgossenen Kupfer eine dünne Legierungsschicht
entsteht, ist die Verbindungsfläche
in diesem Bereich nahezu korrosionsfest.
In einer bevorzugten Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen Kühlelementes
wird vorgeschlagen, dass die Rohre Kupferrohre sind, und die Beschichtung
eine galvanische Nickelbeschichtung ist. Verfahrungsgemäß wird dies
dadurch erreicht, dass die Beschichtung der Rohraußenseiten
in einem galvanischen Nickelbad erfolgt, wobei die Dicke der so
gebildeten Schicht zwischen 3 und 12 μm, vorzugsweise zwischen 6 und 10
um beträgt.
Nickel zeichnet sich durch eine relativ
gute Wärmeleitfähigkeit
aus, außerdem
verfügt
Nickel über
eine dem Kupfer vergleichbare Dichte und einen sehr ähnlichen
Atomdurchmesser. Der Schmelzpunkt von Nickel liegt mit 1453°C deutlich
höher als
der Schmelzpunkt von Kupfer mit 1083°C, wodurch beim Einfüllen des
flüssigen
Kupfers ein Anschmelzen der elektrolytischen Nickelschicht vermieden
oder verzögert
wird. In Versuchen hat sich herausgestellt, dass der hohe Schmelzpunkt
des Nickels die galvanische Nickelschicht des Rohres vor einem Angriff
durch die Schmelze schützt,
wie ein zusätzliches
Rohr. Zugleich führt
die hohe Wärmeenergie
dazu, dass sich zwischen der galvanischen Nickelschicht und dem
Umguss aus Kupfer Diffusionsvorgänge
abspielen, die zu einer deutlich besseren Haftung des Umgusses an
dem Kupferrohr führen.
Durch das Entstehen einer dünnen
Legierungsschicht an der Grenzfläche
zwischen dem Rohr und der Umgussmasse wird die Verbindungsfläche korrosionsfest,
hier wirkt sich vor allem die vollständige Löslichkeit des Kupfers für Nickel
und der annähernd
gleiche Atomdurchmesser positiv aus. Nach Abschluss des Gusses und
der Erstarrung des Kupfers ist das Nickel der galvanischen Nickelschicht
in dieser Region kaum noch nachweisbar. Hier wirkt sich auch die
lange Abkühlzeit
nach dem Erstarren des Kupfers bis hin zum Ende der Diffusionsvorgänge bei
etwa 400°C
aus, was immerhin je nach Größe des gegossenen
Kühlelementes
4 bis 8 Stunden ausmacht.
Hinsichtlich der Dicke der auf die
Rohraußenseite
galvanisch aufgetragenen Nickelschicht scheint das Optimum zwischen
6 und 10 μm
zu bestehen.
In einer weiteren Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
wird vorgeschlagen, dass die Rohre erst nach der Fertigung der gewünschten
Rohrgestalt beschichtet werden. Es erfolgt also zunächst die Herstellung
des Rohres einschließlich
aller gewünschter
Krümmungen,
Abzweigungen und dergleichen Strömungsstrukturen.
Erst dann werden die Rohre auf ihrer Rohraußenseite in einem galvanischen
Bad elektrolytisch vernickelt. Wird demgegenüber das Kupferrohr bereits
vor der Durchführung
der verschiedenen Verformungsprozesse vernickelt, so stellt sich
heraus, dass sich die Nickelschichten aufgrund des Erwärmens im
Bereich zum Beispiel der Bögen
und Radien des Rohres stark verändern,
und sich damit später
kein gleichmäßiger Verbund
mit dem Metallguß einstellt.
Mit einer weiteren Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird vorgeschlagen, dass die Rohraußenseiten vor der Beschichtung
mechanisch gestrahlt werden, vorzugsweise durch Strahlen mit grobem
Glaskorn. Vor dem galvanischen Veredeln ist eine starke Dekapierung,
d. h. Beizung erforderlich. Desweiteren ist es von Vorteil, wenn
die beschichteten Rohraußenseiten
vor dem Umgießen
der Rohre entfettet werden, vorzugsweise durch Reinigung mit Aceton.
Die in ihrer Geometrie fertiggestellten
Rohre werden zunächst
mit grobem Glaskorn gestrahlt, um so eine möglichst rauhe und damit große Oberfläche zu erzielen
mit dem Ergebnis einer guten Vorreinigung und Aktivierung der Rohre.
Anschließend
erfolgt dann die elektrolytische Beschichtung der Rohraußenseiten
in dem galvanischen Nickelbad. Aufgrund der vorher durch Dekapierung
aktivierten Oberfläche
wird eine gute Haftung der Nickelschicht erreicht. Beim anschließenden Einbau
der Rohre in den Formkasten der Gießform sollte auf eine fettfrei
bleibende Oberfläche
geachtet werden, wobei sich hierzu die Reinigung der Rohre mit Aceton
empfiehlt. Sodann erfolgt der Einguss des flüssigen Kupfers in die Gießform. Basierend
auf der vorher gesäuberten
Oberfläche
konnte während
des Eingießens
jegliche Oxidation der Rohroberflächen vermieden werden. Eine
Verschlechterung des Verbundes wird auf diese Weise unterbunden.
Selbst eine leichte Oxidation der Nickeloberfläche scheint sich bei der eintretenden
Fusion sowie den ablaufenden Diffusionsvorgängen nicht nachteilig bemerkbar
zu machen.
Die Ergebnisse durchgeführter Versuche
zeigen, dass auch eine schnelle Abkühlung aus dem flüssigen Zustand
infolge einer sehr intensiven Kühlung
der mit Kühlwasser
beschickten Rohre während
und nach dem Gießvorgang
möglich
ist. Normalerweise wirkt sich eine solche intensive Kühlung auf
die Verbundqualität nachteilig
aus. Bei Verwendung galvanisierter Rohre hingegen konnten in Versuchen
qualitätsmäßig gute
Güsse selbst
bei starker Kühlleistung
des durch die Rohre durchgeleiteten Wassers erzielt werden. Es lässt sich daher
von einem robusten, gegenüber
Variationen der Verfahrensparameter relativ unempfindlichen Gussprozess
sprechen.
Mit einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Kühlelementes
wird vorgeschlagen, dass die Rohre nicht Kupferrohre sind, sondern
Kupfer-Nickel-Rohre mit einem Kupfer-Anteil von 30 bis 70% und einem
Nickel-Anteil von 20 bis 65%, wobei die elektrolytische Beschichtung
eine Kupferbeschichtung ist.
Entsprechend ist ein zur Herstellung
eines solchen Kühlelements
geeignetes Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten
Rohre Kupfer-Nickel-Rohre mit einem Kupfer-Anteil von 30 bis 70%
und einem Nickel-Anteil von 20 bis 65% sind, und dass die Beschichtung
der Rohraußenseiten
in einem galvanischen Kupferbad erfolgt.
Ein solches typisches Nickel-Kupfer-Rohr
ist im Handel unter der Bezeichnung "Monel 400" bekannt. Sein Nickel-Anteil beträgt 63%,
sein Kupfer-Anteil 31%. Dieses Rohr zeichnet sich durch einen hohen Schmelzpunkt
aus, weshalb unter Umständen
sogar auf den Einsatz von Kühlwasser
während
des Gießprozesses
verzichtet werden kann. Die Wärmeleitung
eines solchen Rohres aus Monel 400 ist jedoch deutlich schlechter,
als bei einem Kupferrohr und beträgt insbesondere nur ca. 5%
der Wärmeleitung
des Kupferrohres. Außerdem
führt die
relativ hohe Festigkeit der Monel-Rohre zu Mehraufwendungen und
damit Mehrkosten bei der Fertigung und insbesondere der Formung
der Rohre. Deren schlechtere Biegbarkeit im Vergleich zu Kupferrohren
führt oftmals
zu der Notwendigkeit, vorgefertigte Rohrbögen einzusetzen.
Andere prinzipiell geeignete Kupfer-Nickel-Rohre
sind das sogenannte "Monel
450" mit einem Kupfer-Anteil
von 66% und einem Nickel-Anteil von 32% sowie das Material UNS C
71500 mit einem Kupfer-Anteil von 70% und einem Nickel-Anteil von
30%. Aber auch bei diesen Rohrmaterialien sind die Wärmeleitfähigkeiten
deutlich schlechter als bei Kupfer. Rohre aus diesen Materialien
werden daher vorzugsweise in weniger belasteten Bereichen einer
Ofenkühlung
eingesetzt.
Auch bei derartigen Legierungsrohren
aus Kupfer und Nickel zeigt sich der Vorteil der galvanischen Beschichtung
der Rohraußenseite,
und zwar auch in Bezug auf die Wärmeleitfähigkeit.
In der folgenden Tabelle 1 sind die
Ergebnisse an Hand von insgesamt elf durchgeführten Proben zusammengefasst,
wobei auch Vergleichsproben ohne elektrolytische Veredelung geprüft wurden.
Die Prüfung erfolgte
unter Einsatz von Infrarot-Wärmemessungen
(thermographische Analyse) sowie anschließender Scherversuche:
Tabelle
1
Die besten Ergebnisse zeigten daher
die Proben Nr. 4 und Nr. 5, bei denen jeweils ein Kupferrohr mit galvanischer
Vernickelung eingesetzt wurde, wobei die Schichtdicke bei Probe
Nr. 4 6 μm
und bei Probe Nr. 5 9 μm
beträgt.
Einen guten Verbund zeigt auch die Probe Nr. 3 mit einer reduzierten
Nickelschicht von 3 μm. Aber
auch die nach dem Parallelverfahren unter Einsatz eines Rohres "Monel 400" durchgeführten Versuche zeigen
noch einen guten Verbund zwischen Rohr und Umgussmasse, lediglich
im Bereich des Rohrbogens zeigten die durchgeführten Scherversuche schlechtere
Ergebnisse.
Die nachfolgende Tabelle 2 gibt die
Versuchsergebnisse der thermografischen Untersuchung durch Wärmebild-Auswertung
wieder:
Tabelle
2
Die nachfolgende Tabelle 3 schließlich gibt
die Ergebnisse der durchgeführten
Scherversuche unter Angabe der Scherfestigkeit r in N/mm
2 für
die vier Materialpaarungen Kupfer ohne Vernickelung, Kupfer mit Vernickelung,
Monel 400 ohne Kupferschicht und Monel 400 mit elektrolytischer
Kupferschicht wieder. Die besonders guten Ergebnisse bei dem Einsatz
eines vernickelten Kupferrohres sowie eines verkupferten Rohres aus
Monel 400 sind augenfällig:
Tabelle
3
Den in den Tabellen 1, 2 und 3 zusammengefaßten Proben-
und Scherergebnissen liegt der in 1 dargestellte
Probenkörper
zugrunde. Das Rohr nimmt einen U-förmigen Verlauf durch den Gußkörper, mit
einem aus dem Gußkörper herausragenden
Zulauf und einem Ablauf. Bei den Versuchen verwendet wurden jeweils
Rohre mit einem Außendurchmesser
von 33 mm, und einem Innendurchmesser von 21 mm, die Abmessungen
des gegossenen Blocks betrugen 360 mm/200 mm/80 mm. Die Rohrabmessungen
lassen erkennen, daß die
Wanddicke der bei den Gießversuchen
verwendeten Rohre jeweils 6 mm betrug.
Die so gefertigten Probenkörper wurden
in einem Glühofen
erwärmt,
während
der anschließenden
Abkühlung
mit einer definierten Wassermenge und einem definierten Druck erfolgten
thermografischen Aufnahmen mit Hilfe einer Infrarot-Kamera.
