DE1175391B - Verfahren zur Herstellung der Innenauskleidung von Schleudergiessformen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KI.: B 22 d

Deutsche Kl.: 31 c - 3

Nummer: 1175 391

Aktenzeichen: C 20506 VI a / 31 c

Anmeldetag: 7. Januar 1960

Auslegetag: 6. August 1964

Beim Schleudergießen von Röhren aus Gußeisen erfordert die schnelle Kühlung der Schmelze, welche durch ihren Kontakt mit der Innenwandung der Form der Kokille erstarrt, im allgemeinen eine Nachglühung der Rohre. Ferner erzeugt das Eingießen des flüssigen Metalls erhebliche Temperaturstöße auf die Kokille, die sich bei jedem Guß wiederholen.

Es sind bereits zahlreiche Vorschläge gemacht worden, die bezwecken, einerseits die schroffe Abkühlung des Metalls in der Kokille zu verzögern, andererseits den Wärmestoß beim Gießen abzuschwächen.

Eine Auskleidung der Innenfläche der warmen Kokille mit einer in Wasser suspendierten Mischung von Quarzpulver und Bentonit ist bereits bekannt. Nach dem Trocknen dieser Schicht ist die Innenwand der Kokille mit einer feuerfesten Auskleidung überzogen, welche den Übergang der Wärme des eingegossenen Metalls auf die Kokille verzögert und den Wärmestoß, dem die Kokille ausgesetzt ist, erheblich dämpft. Ferner verringert das Vorhandensein dieser Auskleidungsschicht die Geschwindigkeit der Abkühlung der Schmelze in der Form und damit eine Oberflächenhärtung des Gußstückes. Außerdem besitzt eine solche Auskleidung eine gerauhte Oberfläche, wodurch das Gießgut mitgenommen und verteilt, jedoch das Ausbreiten auf einer im Verhältnis zu der eingegossenen Menge zu großen Oberfläche verhindert wird.

Eine dünne Auskleidungsschicht dieser Art, deren Dicke größenordnungsmäßig nur einige hundertstel Millimeter beträgt, verbessert die Oberfläche von gußeisernen Rohren erheblich. Jedoch genügt die Dämmwirkung einer so dünnen Auskleidung nicht, um die Oberflächenhärtung der Rohre völlig zu verhindern. Diese müssen daher nach dem Gießen noch einer Wärmebehandlung unterzogen werden. Das Tempern von Rohren über 500 mm Durchmesser ist jedoch schwierig. Es ist daher zweckmäßig, die Dicke der Auskleidung und demzufolge ihre Wärmedämmung zu steigern, um eine Oberflächenhärtung zu verhindern und eine Glühbehandlung einzusparen.

Es ist bereits bekannt, eine dickere Auskleidung auf der Innenfläche der Kokille durch Auftragen einer Anzahl von unter sich einheitlichen Schichten herzustellen.

Die hierdurch gegebenen Möglichkeiten sind jedoch beschränkt, weil beim Auftrag dieser identischen Schichten, die Kokille wegen der zum Verdampfen des Wassers erforderlichen Wärme und andererseits wegen ihrer natürlichen Kühlung abkühlt.

Verfahren zur Herstellung der Innenauskleidung
von Schleudergießformen

Anmelder:

Compagnie de Pont-ä-Mousson,

Nancy, Meurthe-et-Moselle (Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr und Dipl.-Phys. E. Betzier, Patentanwälte, Herne, Freiligrathstr. 19

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 16. Januar 1959 (784 309)

Da die Kokille im allgemeinen nur durch die ihr durch das flüssige Metall im Augenblick seines Eingießens zugeführte Wärmemenge erhitzt wird, ist die hierfür zur Verfügung stehende Wärmemenge beschränkt. Die Temperatur der Kokille muß jedoch hoch bleiben, damit die aufeinanderfolgenden Auskleidungsschichten trocknen, d. h., daß das als Transportmittel für die niederzuschlagende Mischung dienende Wasser verdampft wird.

Deshalb erfolgt das Aufbringen der Überzugsschicht innerhalb von Temperaturbereichen der Oberfläche der Kokille zwischen 100 bis 110 und 180 bis 210° C.

Es ist auch kaum möglich, einheitliche dicke Schichten als solche auf die Innenwandung der Kokille aufzubringen, weil deren Trocknung schwieriger ist und längere Zeit erfordert.

Ferner verbleibt die Auskleidungsschicht, gleichgültig, ob sie dünn oder dick ist, nicht ständig in der Kokille. Denn das gegossene Rohr nimmt beim Ausformen fast die gesamte Auskleidungsschicht mit, die deshalb vor jedem folgenden Guß erneut eingebracht werden muß. Diese jeweilige Wiederherstellung der Schicht erfordert vor der Bildung der neuen Auskleidungsschicht eine vorherige Reinigung der Innenfläche der Kokille, z. B. durch Abbürsten, damit die mittlere Schichtdicke jeder Auskleidung im wesentlichen gleich ist. Wenn die mittlere Schichtdicke nicht gleichmäßig ist, so wird der Abkühlvorgang der gegossenen Schmelze ungleichmäßig, und es ergeben sich Fehler in dem so hergestellten Rohr.

Im Falle einer dicken Auskleidung, die das Aufbringen unter sich gleicher Schichten erfordert, für deren Aufbringen jeweils eine gewisse Zeit notwendig ist, wird die Gesamtdauer des Arbeitszyklus weiter verlängert.

409 639/295

i 175

Zweck der Erfindung ist es, unter Anwendung der bekannten Maßnahme aufeinanderfolgend mehrere unter sich gleiche Schichten aus einer in Wasser suspendierten Mischung von Quarzpulver und Bentonit auf die Innenfläche einer Kokille aufzutragen, die thermische Nachbehandlung in ihrer Bedeutung zu vermindern und in gewissen, besonders günstigen Fällen die Möglichkeit zu schaffen, auf diese völlig zu verzichten.

Das wird gemäß dem Grundgedanken der Erfindung dadurch erreicht, daß auf die Innenwandung der stillstehenden Kokille zunächst eine erste Schicht mit im wesentlichen glatter, freier Innenfläche und regelmäßiger Dicke aufgetragen, auf diese nach ihrem Trocknen wenigstens eine weitere Schicht mit einer rauhen Oberfläche aufgebracht und anschließend auf diese freie, rauhe Oberfläche der mit Schleudergießgeschwindigkeit rotierenden Kokille ein feiner Überzug aus pulverisiertem Calcium-Silid aufgestäubt wird.

Durch die Kombination dieser verschiedenen so Schichten wird bewirkt, daß sich bei der Entformung des Rohres der relativ starke Überzug der Innenwandung der Kokille spaltet, d. h. mit anderen Worten in zwei Teile geteilt wird, und zwar wird einmal die obere rauhe Schicht von dem Rohr bei dessen Entnähme mitgenommen und bedeckt das Rohr als weißer Mantel, während die andere zuerst auf die Innenfläche der Kokille aufgebrachte und eine glatte Oberfläche aufweisende Schicht in der Kokille verbleibt.

Es war auch bekannt, mit einer Zerstäubungseinrichtung die Überzugsmischung auf die Innenfläche der Form aufzubringen, indem der Zerstäuber entlang der Bohrung der erhitzten rotierenden Form so oft hin- und hergeführt wird, wie es notwendig ist, um einen Überzug aufzustäuben, der die für die gegebenen Gießbedingungen notwendige Dicke und Oberflächenrauhigkeit der gewünschten Beschaffenheit aufweist. Bei diesem bekannten Verfahren ist es aber nicht möglich, ein Gleiten der nachfolgenden Schicht bei Entnahme des Rohres sicherzustellen, so daß Teile des Überzugs innerhalb der Form verbleiben, was zu einer beschränkten Anzahl von mit einer Kokille auszuführenden Güssen führt, die eigentliche Kokillenform also frühzeitig unbrauchbar wird.

Wird gemäß der Erfindung vorgegangen, so bildet die zuletzt aufgestäubte Calcium-Silid-Schicht ein Klebemittel zwischen der Auskleidung aus Quarzpulver, Bentonit und der Gußmasse, so daß nunmehr beim Formen des Rohres das noch heiße Gußrohr, wie oben beschrieben, die innere rauhe Schicht mitnimmt, die auf der ersten glatten Schicht gleitet und die Schleudergießform mit der beschriebenen mantelähnlichen Umhüllung verläßt.

Die glatte Schicht, die zuerst in der Schleudergießform eingebracht wurde, verbleibt in der Kokille und bildet auf diese Weise eine dünne und relativ gleichmäßige Stärke aufweisende Schicht, auf welcher man für die anschließenden Chargen im Stillstand der Kokille eine neue rauhe Schicht aufbringen kann, ohne daß ein Säubern der Form notwendig wäre, worauf anschließend die Form kurz in Umdrehungen versetzt wird, um den Calcium-Silid-Überzug aufzustäuben.

Dabei härtet die erste in die Form in Kokille eingebrachte Schicht auf Grund der Wärme der Kokille sehr schnell, während die anschließenden und vor jedem Guß aufgebrachten Schichten nicht vollständig zu härten brauchen, zerbrechlicher sind, so daß ihre Entfernung während der Entnahme des Rohres leichter möglich ist.

Durch die Erfindung wird eine sehr gute Isolierschicht erzielt, die Haltbarkeit der Kokille erhöht sowie daß die Wärme in der Wandung der Kokille gleichmäßig und homogen aufrechterhalten wird; da die erste glatte Schicht aus Quarzpulver und Bentonit in der Form verbleibt, wird der Schlichtevorgang erheblich vereinfacht.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele des Verfahrens nach der Erfindung gegeben:

Beispiel 1

Herstellung von Rohren mit einem Durchmesser von 500 bis 600 mm

Die Mischung bestand aus 160 kg Kieselsäuremehl, 3,6 kg Bentonit und 200 1 Wasser.

Die Korngrößenverteilung des Kieselsäuremehls war so, daß 70 bis 90 Gewichtsprozent durch ein 200-AFA-Sieb hindurchgehen.

Die Masse wird mit einer Spritzpistole aufgetragen, deren Leistung sowie die Geschwindigkeit der Drehung und die der translatorischen Bewegung der Kokille jedem Rohrdurchmesser so angepaßt werden, daß jede Pistole auf den Quadratmeter etwa 0,4 1 Mischung aufträgt.

Die Temperatur der Kokille betrug zu Beginn des Aufbringens der Auskleidung 180° C und bei Beendigung dieses Vorgangs 100 bis 110° C.

Beispiel 2
Herstellung von Rohren mit einem Durchmesser von

900 bis 1000 mm

Die Zusammensetzung der aufzubringenden Mischung war wie folgt: 160 kg Kieselsäuremehl, 5,2 kg Bentonit, 200 1 Wasser.

Die Menge des aufgebrachten Überzugsmaterials betrug 0,4 1 je Quadratmeter und Pistole.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Auskleiden der Innenfläche einer zum Schleudergießen von rohrförmigen Körpern dienenden Kokille durch aufeinanderfolgendes Auftragen mehrerer unter sich gleicher Schichten aus einer in Wasser suspendierten Mischung von Quarzpulver und Bentonit, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Innenwand der stillstehenden Kokille zunächst eine erste Schicht mit im wesentlichen glatter, freier Innenfläche und regelmäßiger Dicke aufgetragen, auf diese nach ihrem Trocknen wenigstens eine weitere Schicht mit einer rauhen Oberfläche aufgebracht und anschließend auf diese freie, rauhe Oberfläche der mit Schleudergießgeschwindigkeit rotierenden Kokille ein feiner Überzug aus pulverisiertem Calcium-Silid aufgestäubt wird.

2. Schleudergießform mit einer Auskleidung, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 817 636.

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