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Gießform Die Erfindung betrifft eine aus mehreren Schichten aufgebaute
Gießform zur Vermeidung des Anbrennens bei der Erzeugung von Stahlguß.
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Bekanntlich macht das Anbrennen des Gusses den Gießern große Schwierigkeiten,
indem die Formmassen an die Gußstücke anbrennen und somit unsauberen Guß hervorrufen.
Abgesehen von den schweren und zeitraubenden Putzarbeiten bereitet ein solcher Guß
zusätzliche Arbeiten in den mechanischen Betrieben und Unannehmlichkeiten bei den
Gießereifachleuten. Es ist ferner bekannt, daß große Gußstücke ganz besondere Schwierigkeiten
in dieser Hinsicht hervorrufen. Insbesondere werden Stellen, die von drei Seiten
mit flüssigem Stahl umspült werden, der Vererzung preisgegeben. Nach dem jetzigen
Stand der Technik werden große und schwere Gußstücke in der TA-Schamotte oder in
ähnlich guten Formstoffen hergestellt. Außerdem werden hoch feuerbeständige und
teure Schlichten aus Korund, Titanoxyd, Zirkonoxyd und ähnliche Schlichten aus Seltenen
Erden verwendet. Alle diese Schlichten sollen die Trennung zwischen dem Guß und
dem Formstoff bringen, um auf diese Weise einen sauberen, nicht angebrannten Guß
zu bekommen.
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Es werden ferner zusätzliche Kühlungen durch Kokillen und Kühleisen,
zum Teil wassergekühlte Kokillen eingebaut, die unter anderem den Zweck haben, den
flüssigen Stahlmassen ihre Wärmeenergie wegzunehmen. Durch solche Maßnahmen werden
indirekt die Formstoffe entlastet und somit das Anbrennen vermindert. Es wird weiterhin
versucht, die fertigen Formen durch mehrmaliges Schlichten feuerbeständiger zu erhalten,
um auf diese Weise ebenfalls sauberen Guß zu erhalten. Bekanntlich ist auch dieses
Verfahren sehr zeitraubend und unsicher in der Wirkung.
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Es ist weiterhin allgemein bekannt, daß zu den Formstoffen Graphit
in bestimmten Mengen zugesetzt wird, um auch auf diese Weise die Feuerbeständigkeit
der Massen zu erhöhen. Aber auch diese Methode sichert, wie allgemein bekannt, nicht
immer einen 100o/oigen Erfolg.
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Es wurde auch schon gefunden, daß beim Wasserglas-C02-Formverfahren,
obwohl es an sich von wirtschaftlicher Bedeutung ist, das Gußstück nur sehr schwer
von .der Form zu lösen ist, wenn nicht nach einer an sich neuen Technologie Derivate
aus Kohlenwasserstoffverbindungen oder deren Destillationsprodukte, wie z. B. Steinkohlenteerpech
oder Braunkohlenteerpech, mit oder ohne Zumischung von Koksmehl, Holzmehl od. dgl.
oder einem Stärkeprodukt der Formmasse beigegeben werden.
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Das beim Abguß verdampfende Pech soll eine oxydierende und entgasende
Wirkung auf den flüssigen Stahl ausüben. In der Praxis hat sich aber gezeigt, daß
diese Wirkung nicht eintritt. Vielmehr beginnt der Stahl an den Berührungsstellen
mit diesen Pecheinlagerungen zu kochen. _ Es ist Zweck der Erfindung, die allen
beschriebenen Verfahren anhaftenden Nachteile zu beseitigen und einen nicht angebrannten
(vererzten) Guß zu erzeugen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Luftsauerstoff, der
durch die stark poröse Form an das Gußstück herantritt, durch eine stark reduzierende
Atmosphäre vor - der Außenhaut des Gußstückes zu binden, um Fisenoxydbildungen zu
verhindern.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Kombination einer
ersten, dünnen, ungeschlichteten, kohlenstofffreien, stahlundurchlässigen Formschicht,
einer zweiten, auf den Luftsauerstoff reduzierend wirkenden, vorzugsweise kohlenwasserstof-oder
kohlenstoffhaltigen dickeren Schicht und einer dritten, aus üblichen Füllstoffen
bestehenden Schicht.
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Es gehört auch zur Erfindung, daß die auf die erste, dünne, stahlundurchlässige
Isolierschicht folgende restliche Formmasse stark mit reduzierend wirkenden Stoffen,
insbesondere Kohlenstoffträgern, wie Steinkohle, Brikettabfall, Koks, Braunkohlenkoks
u. dgl., durchsetzt ist.
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Im folgenden soll die neue Gießform gegenüber den bisher bekannten
Formarten erläutert werden. Bei der Anwendung dieser neuen Form wird den Gießereifachleuten
eine völlig sichere Möglichkeit, saubere und nicht angebrannte Güsse zu erzielen,
gegeben. Es ist künftig möglich, dem Former eine absolut sichere Formart zu geben,
mit der auch der
Angelernte ohne weiteres fertig wird und ohne große
Kenntnisse guten Guß erhält. Die Formmassen sind so abgestimmt, daß ein Versagen
weitgehendst ausgeschaltet ist. Das erfindungsgemäße Prinzip liegt darin, daß das
Gußstück gleich nach dem Abgießen in der Form von einer stark reduzierenden Atmosphäre
umhüllt wird und jeglicher Zutritt von Luftsauerstoff unterbunden ist. Diese Schutzgasatmosphäre
wird durch Zugabe in den Formstoff von Kohlenstoffträgern (abgesehen vom Graphit
können verwendet werden Steinkohle, Brikettabfall, Koks, Brikozit oder BHT-Koks
usw.) gebildet. Durch die Wärme des abgegossenen Metalls werden diese Kohlenstoffträger
erhitzt und entwickeln Schutzgase, die es verhindern, daß der Luftsauerstoff bis
zum Gußstück vordringt. Auf diese Weise kommt es nicht zur Bildung von Eisenoxyden
(Fe30.1), welche den Hauptanteil an dein Anbrennen des Gusses haben. Die Zusatzmenge
der Reduktionsmittel oder die Stärke der Reduktionsschicht richtet sich nach der
Schwere des Stückes und muß so bemessen sein, daß das Gußstück bis zu einer Temperatur
von etwa 400°C erkaltet, bis die letzten Kohlenstoffträger verglüht sind, d. h.,
der Abguß muß bis zu einer Temperatur von etwa 400='C in der Schutzgasatmosphäre
verbleiben. Bei dieser Temperatur sind die eventuell entstehenden Oxyde nicht mehr
in der Lage, die umgebenden Formmassen anzugreifen und somit die Vererzung hervorzurufen.
Bei der Anwendung dieser neuen Form können auf Grund des vorhin Gesagten untergeordnete
und minderwertige Stoffe im Formverfahren Anwendung finden, denn die wichtigste
Komponente, die bei sämtlichen Formmassen den Schmelzpunkt entscheidend senkt, nämlich
das Fe30.i, wird nach dem neuen Verfahren völlig ausgeschaltet. Durch das Ausbleiben
des Fe30.1 bleibt der Schmelzpunkt der üblichen Formmassen erhalten. Aus diesem
Grund können, wie schon eben gesagt, untergeordnete Formstoffe angewendet werden.
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Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens ist der, daß praktisch sämtliche
angewandten Formstoffe nach dem Abguß 100%ig wieder verwendet werden können, da
eine Verunreinigung und die übliche Entwertung durch Fea0,1 völlig ausbleibt. Das
hat natürlich einen sehr hohen wirtschaftlichen Wert, denn es kann praktisch ein
und dieselbe Formmasse nach entsprechender Aufbereitung und Zusetzen von Bindemitteln
ständig Verwendung finden.
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Auf diese sogenannte Reduktivschicht wird eine zweite Isolierschicht,
die vorzugsweise aus einer breiigen Streichmasse besteht, aufgetragen. Für diese
Schicht werden am zweckmäßigsten Quarzsand reinster Form, Schamottemehl oder ähnliche
Mittel zugesetzt, ferner Ton mit wenig organischen Klebern. Auch andere Formstoffe,
wie Wasserglas, Zement u. a. m., erfahren durch die Anwendung dieser Methode weit
günstigere Ergebnisse. Am günstigsten zeigten sie sich bei den Versuchen bei Stücken
(Grobgewicht etwa 10 t), die eine Umschichtung aus Feinem Naturquarzsand
.... 60 0/0 Quarzmehl................ 10 0/0 Schamotte ................ 10
0/0 Melasse, Dextrin . . . . . . . . . . 0,5% Naturton ................. 19,5% erhielten.
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Diese Masse, entsprechend angefeuchtet, kann auf die fertige Form
in einer Stärke von etwa 5 mm aufgetragen und einpoliert werden. Die vorstehend
genannte Quarzitmasse in der gleichen Zusammensetzung kann mit entsprechend weniger
Wasser in einer knetbaren Form direkt auf das Modell möglichst dünn (als Modellmasse)
angebracht werden. Auf die an das Modell angelegte Masse kann nun die Reduktionsschicht
in einer Stärke von 1 bis 10 cm, je nach dem Gewicht des Gußstückes, aufgebracht
werden. Alles andere verläuft nach gleicher Art wie bei den üblichen Formen.