DE2042064A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von hohlen Zylinderkoerpern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von hohlen ZylinderkoerpernInfo
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Description
PATENTANWALT DIPL-INQ. JOACHIM STRASSE 2042064
COMPAGNIE DES ATELIERS ET FORGES 24. August 197o
DL LA LOIRE; SUNT CHAMOND; FIRMINY}
SAINT ETIENNEj JACOB HOLTZERj C.A.F.L." Str/Nie - Io 5o2
Paria, Frankreich
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von hohlen Zylinderkörpern
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung für die
Herstellung von hohlen Zylinderkörpern aus legiertem oder unlegiertem
Stahl mit oder ohne innenliegonde legierte Auskleidung.
Die Erfindung bezieht sich gleichermaßen auf die hierbei erzielten Produkte.
Gemäß der Erfindung wird zum Herstellen von zylindrischen Körpern unbestimmter Länge, beispielsweise eines starken Reaktorrings,
eines starken Rohres uswj vorgeschlagen, eine oder mehrere Schichten flüssigen Metalls um ein anfängliches zylindrisches
Element, das den inneren Mantel des Körpers darstellt, herum anzulagern.
Gemäß der Erfindung zur Erzielung oines hohlen Zylinderkörpers,
dessen seitliche Wandung aus mehreren übereinandergelagerten Schichten besteht, wobei diese von Schicht zu Schicht aus un-
1098H/U51 BADORIGINAL
terschiedlichem oder gleichen Stahl besteht, werden die aufeinanderfolgenden
Schichten in engem Kontakt verschweißt und können eine auf der anderen selbstverfertigt ("autofrettiert")
sein, wobei ferner die innere Schicht gegen Angriffe resistent sein und beispielsweise einzelne spezielle Eigenschaften, wie
etwa Rostfreiheit, haben kann. Die gemäß der Erfindung hergestellten Gegenstände sind insbesondere in folgenden industriellen
Bereichen verwendbar:
Chemische Industrie; Petrolindustrie; Nuklearindustrie (Herstellung
und Transport von Energie); hiermit verwandte Industrien, bei denen Rezipienten oder Rohre mit starken Wänden
den Angriffen von großem Arbeitsdruck, von hohen Betriebstemperaturen und der Korrosion der inneren Wände durch die Reaktionen
von enthaltenen bzw. beförderten Stoffen oder Fluiden standhalten müssen.
In vielfältiger Hinsicht werden derartige Produkte benötigt, und es kann zum gegenwärtigen Stand der Technik hierzu beispielsweise
folgendes ausgeführt werden χ
Die Verfahren des Behälter- und Apparatebaus durch ringförmiges Beschlagen mit weiteren Ringen unter Einwirkung von
Hitze oder Kälte;
die Verfahren zur Belegung von Ringen mit Hilfe eines Überzuges aus nicht oxidierendem Stahl, der in einen starken,
beispielsweise tiefgezogenen oder geschmiedeten Körper eingebracht
wird ι
die Verfahren zur inneren Auftragsschweißung bei Körpern
entweder aus tief ge zöge nein oder geschmiedetem Blech mittels
Anlagerung von Schweißmitteln aus Draht oder Bandmaterial Γ
die durch spanlose Verformung und Schweißen von Metall auch
Blechplattierung genannt - erhaltenen Produkte, wobei
1098U/U51 " 3 "
BAD OHiaiNAL
2Ü42064
diese durch verschiedene Mittel und im besonderen durch Walzen bei Hitze in Snndwich-Fortn oder durch Plattierung
mittels Explosion erzielt werden 5
ferner die von der Beschlagung mit Ringen abgeleiteten Verfahren
und die, die man folgendermaßen gruppieren ίοηη:
- Wicklung in Schraubenlinienforiü,
- Beschlagen von dünnen aufeinandergelegten Schalen, Beschlageii
durch die Wirkung der Schrumpfung von longitudinalen
Schweißverbindungen, usw;
die Vorfahren zur Herstellung von Aufnahmebehältern durch
Anlagerung von Schweißmitteln in Schraubenlinienfor: 1, usk...
Im Bereich der'Herstellung von sehr starken Behältern und Reaktoren
bestehen zahlreiche Schwierigkeiten. Von diesen Schwierigkeiten seien im folgenden einige aufgezählt:
Die Herstellechwierigkelt von tiefgezogenen Präzisionsringen
aus sehr starkem Blech, einschließlich wesentlicher Bearbeitungen j
die Bearbeitung spezieller Nähte an der inneren Oberfläche des Körpers zur Festlegung der Belegungen oder Überzüge;
die Schwierigkeit, daß während der Schweißung der längsgerichteten
oder kreisförmigen I.'ähte geringföruiige lokale
Deformationen entstehen}
die Schwierigkeit, bei der Ausführung der inneren Auftragsschweißung
mit Band oder Draht bei Körpern mit geringem Durchmesser, einschließlich der ?.otwendigrkeit von sehr
engen Toleranzen während der Herstellung der anfänglichen Halbschaleni
die eehr hohen Kosten von Erzeugnissen aus plattiertem
Stahl und die Schwierigkeit, solche Bleche für die Verformung unter Hitzeeinwirkung ohne Voränderung der Plattierungen zu benutzen!
die lange Zeit für die Durchführung der Verfahren mittels
Wickeln oder Schichten von dünnem Dlech und die Schwierigkeit der Überprüfung der gesamten Stärke der ringförmigen
Schweißverbindungen zwischen diesen Elementen;
die Schwierigkeit der Erzielung einer korrekten thermischen Behandlung von einer Schicht zur anderen während des Schweißens in Schraubenlinienfonn und die Unzuverlässigkeit des
Schweißmaterials für diese Herstellung, da es sehr lange und fortgesetzt dem Vorgang unterworfen isti
Im erfindungsgemäßen Verfahren wild ein Rohr mit großem kreisförmigem Querschnitt durch eine progressive Anlagerung von
flüssigem Schweißmaterial unter einer Schicht flüssiger Schlacke entsprechend dem ESR-Verfahren (ESR = engl. "ELECTRO SLAG
REMELTING" = Elektrische Schlacken RUckschmelzung) geschaffen,
wobei sich das Verfahren gemuß der Erfindung darüber hinaus
dadurch auszeichnet, daß die Anlagerung in der Form eines Dade·
mit ringförmigem Querschnitt erzielt wird, da« an einer oder mehreren Stellen mit dem Auftragernetall gespeist wird, wobei
das Bad im Inneren durch einen dünnen mit Wetter gekühlten Ring begrenzt wird, der die Innenwandung dee hergestellten
Produktes darstellt, und wobei das Bad äußerlich durch eine Gießform begrenzt wird, die durch eine Form eines ringförmigen
beweglichen Schuhe gebildet wird, der durch die Zirkulation von Wasser gekühlt wird*
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthh'lt eine Platte mit vertikaler Achse, welche die
Zentrierung dee dünnen Ringe gestattet, ferner eine Einrichtung
1098U/U51
aufweist, mit welcher die Platte in eine Rotations- oder Oszillationsbewegung gebracht wird. Weiterhin ist eine Schweißvorrichtung
aus einer Serie von Maschinen, mit denen das vertikale Schweißverfahren unter Schlacke durchgeführt wird, vorhanden,
wobei diese Maschinen um den herzustellenden Zylinder verteilt sind. Es wird für relative vertikale Translationsbewegung zwischen
der den herzustellenden Körper tragenden Platte und der Plattform mit der Schweißvorrichtung so gesorgt, daß das Niveau
des Dades für die Anlagerung und dasjenige der Schweißvorrichtung für die Speisung des Bades in einer geeigneten relativen
Lage zueinander gehalten wird. Schließlich iat ein Anfangsteil zu Deginn des Arbeiteganges vorhanden.
Das gemäß der Erfindung hergestellte Produkt ist ein hohler drehsymtnetrischer Zylinderkörper, dessen axiale Wand mit ringförmigem
Querschnitt großer Stärke folgende Eigenschaften aufweist:
a) sie ist durch die Überlagerung von koaxialen Mänteln gebildet,
wobei η eine ganze Zahl von mindestens 2 ist und wobei die Mäntel nachstehend durch ihre Ordnungszahl angegeben
sind, indem der innere Mantel die Zahl 1 und der äußere die Zahl η trägt)
b) der innere Mantel hat eine äußere seitliche Oberfläche wie ein aufrechter kreisförmiger Zylinder!
c) die Mantel 2, 3, ... η sind Rohre oder Ringe mit ringförmigem
Querschnitt und konstanter Stärke auf der gesamten Länge ι
d) der Mantel i besteht aua einem unlegierten oder einem legierten Metall der gleichen oder auch unterachiedlichen
Art fl· dasjenige dea Mantel» i - 1»
1098U/H61 BADOHMlHM. - 6-
e) dor Mantel i umschließt die gesamte seitliche äußere Oberfläche
des Mantels i - 1 und ist längs der Ausdehnung seiner Kontaktfläche mit der letzteren verschweißt}
f) die η Mäntel verleihen der axialen oder seitlichen Wandung
des Körpers mit Rücksicht auf ihre entsprechende Stärke
und im Verhältnis zur zulässigen Beanspruchung des sie bildenden Materials die notwendige Widerstandskraft, um
die mechanischen Beanspruchungen, denen sie im Betriebszustand ausgesetzt ist, ohne Zerstörung aufzunehmen;
g) die Art des Materials und die Stärke des ganz inneren Mantels sind im wesentlichen so gewählt, daß eine Beständigkeit
gegen den physikalisch-chemischen Angriff von Fluiden erzielt wird, die der zylindrische Körper leitet
oder enthält;
h) die Art des Materials und die Stärke des äußeren Mantels sind im wesentlichen so gewählt, daß eine Beständigkeit
gegen den physikalisch-chemischeη Angriff dea umgebenden
Mediums erzielt wird, in welchem sich der zylindrische Körper befindet;
i) die Art des Materials und die entsprechende Stärke der Mäntel 2, 3, η - 1 sind im wesentlichen entsprechend der
mechanischen Widerstandskraft ausgewählt, die der seitlichen
Wandung des zylindrischen Körpers verliehen wer den muß*
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen nä'her erläutert«
Es zeigen!
Fig* 1 einen vertikalen Schnitt durch eine beispielhaft
verwirklicht« Vorrichtung gemäß der Erfindung·
1098U/1451 ·"" 7 *
BAD ORIGINAL
Fig. 2 einen Grundriß der Vorrichtung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine Einzelheit aus Fig. 1, Fig. k im horizontalen Schnitt eine Variante der Erfindung}
Fig. 5t 6f 8 bie 12 verschiedene Beispiele von nach der Erfindung geformten Teilen,
Fig. 7 einen Schnitt eines beispielhaften inneren Mantels, der als Grundlage zur Durchführung des Verfahrene
gemäß der Erfindung benutzt wird.
Wie bereits oben erläutert wurde, wird das große Rohr mit kreisförmigem Querschnitt durch progressive Anlagerung von flüssigem Schweißmetall unter einer Schicht flüssiger Schlacke gemäß
dem ESR-Verfahren erzielt. Die Anlagerung wird in der Form eines Bades mit rinförtnigem Querschnitt hergestellt, das an mehreren
Stellen «it den Auftrags«»tall gespeist wird· Das Bad ist im Inneren durch einen dünnen tiefgezogenen Ring begrenzt, der
an der Innenseite wassergekühlt ist und der zur Bildung der inneren Oberfläche der hergestellten Produkte dient· Außen
ist das Dad durch eine bewegliche äußere Gießform begrenzt, die durch wassersirkulation gekühlt wird.
Beim Ausführung«beispiel gemäß Fig. 1 enthält die Vorrichtung
eine Platte Io mit vertikaler Achse, auf der vor Beginn des
Herstellungeprozesse· der Innenmantel 12, welcher den großen zylindrischen Körper bis sun finde seiner Herstellung trügt,
befestigt und zentriert wird. E* sind Antriebsmittel 14 vorgesehen, um der Platte Io eine Rotations- oder Oszillationsbewegung zu erteilen, deren Amplitude eine Funktion der Anzahl der Speisungspunkte des Auftragematerials ist. Für den
Fall, daß sich die Platte Io während der Anlagerung von Metall nicht um ihre vertikale Achse dreht, wird die oszillierende oder Rotationsbewegung in der nachfolgend beschriebenen
Weise den Schweißmitteln erteilt. „
1098U/1451
Die Schweißvorrichtung, die in ihrer Gesamtheit mit der llinweiszahl
16 bezeichnet ist, wird aus einer Vielzahl von Maschinen gebildet, mit denen in einem Arbeitsgang das vertikale
Schweißverfahren unter Schlacke ("ESR") durchgeführt wird. Diese Maschinen sind rund um den Ring bzw. Innenmantel 12 verteilt.
Jede dieser Schweißmaschinen trägt ein Stützteil 18, auf dem
ein Schweißkopf 28 (doppelt im betrachteten Beispiel) und ein Speisungssystem für das Auftragstnittel vorgesehen sind. Im
dargestellten Beispiel ist das Speisungssysteni in Form einer
doppelten Rolle 2li verwirklicht, von der das Auftragsmittel
(Stahl, Draht oder Streifen) durch Abrollen entnommen wird. Mit jeder Schweißmaschine ist ein Generator "}li verbunden.
Das Stützteil 18 ruht auf einer Platte 35, die im Bedarfefall,
wie oben bereits näher erläutert wurde, durch eine nicht dargestellte Vorrichtung eine Rotations- oder Oszillationsbewegung
erhält.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das neun Schweißmaschinen I - IX der bereits beschriebenen Art aufweist.
Diese neun Maschinen sind gleichmäßig um den Ring 12 verteilt. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind nur die Achsen
der Maschinen II - IX dargestellt.
Um ein Bad 37 mit ringförmigem Querschnitt zu erhalten, ist
eine äußere Gießform vorgesehen, die im vorliegenden Beispiel die Form eines Ringes oder Fußes 3o aus wassergekühltem Kupfer
hat. Dieser Fuß ist um den innerenRing 12 derart herumgelogt, daß zwischen den beiden Elementen eine ringförmige Zone freibleibt,
die als Schmelztiegel für das Auftragsmaterial dient.
.Die Schweißmaschinen sind rund um den Ring 3o derart angeordnet, daß jede in das ringförmige Flüssigkeitsbad 37 eine
Speisecharge eingeben kann.
Zur Erzielung der äußeren Belegung in Form verschiedener konzentrischer
Schichten C1 - Cn (im Beispiels C1 - C1^) ist eine
1098U/U51 BAD0Rla|NAL
relative vertikale Verschiobebewegung vorgesehen, um schließlich
das Dad in bezug auf das die Speisung des Bades vornehmende Schweißmaterial in passender Höhe zu halten. Diese Bewegung
kann entweder durch Absenken des erzielten Produktes oder durch Anheben der Schweißvorrichtung bzw. durch eine gleichzeitige
Kombination dieser beiden Bewegungen erzielt werden. Im letzten und zeichnerisch dargestellten Fall werden gleichermaßen
eine Grube Ίο, in die der hergestellte Gegenstand versenkt
werden kann, und eine die Schweißvorrichtung tragende Hebebühne 36 verwendet. Wie auch beim Schweißverfahren mit longitudina^en
vertikalen Nähten (ESR) muß auch hier ein Ausgangsstück vorgesehen
sein. Dieses Ausgangsstück ist hierbei ein Ring 22, der den Grund des ringförmigen Schmolztiegels begrenzt und der
den Beginn des Prozesses ermöglicht. Infolge des Schmelze 11s
nach dieser Schwoißart wird die flüssige Schlacke als ein fester körniger Fluß abgehen.
Der Innenmantel 12 ist mehr oder weniger stark und gleichmäßig an seiner inneren Oberfläche gekühlt. Die Kühlung kann durch
eine feste Rampe 33, von der von oben Wasser herabrieselt, und durch eine bewegliche Rampe 32 erzielt werden, die ein Besprühen
in der Höhe des Ringes aus flüssigem Metall vornimmt. Man kann entweder eines oder beide Mittel vorsehen.
Es ist verständlich, daß durch das Ansetzen des Metalls aufeinanderfolgend
jedo Mnntelschicht C., C„ ···, der seitlichen
Wandung des Körpers (Fig. 3) gebildet wird. Diese Mantelschichten, und hierbei handelt es uich um andere als den Innenmantel
12, sind das Ergebnis dor Erstarrung 38 am Grunde des ringförmigen
Bades 37 aus flüssigem Metall, welche eich anfänglich
an der Dasis der jeweiligen Ilantolschicht um die vorhergehende
Schicht (C2 im Fall gemäß Fig. 3) heruinbildet. Dieser Ring
wird durch die Zuführung von gleichmäßig an »einer Oberfläche verteiltem flüssigem Metall eraielt. Je nach der Erstarrung
der Basis erhebt sich die Schicht dank dieser Anlagerung progressiv
länge der Mantellinie der vorhergehenden Mantelschicht{
- Io 1098U/U81 BADORlQiNAL
- Io -
das Volumen des flüssigen Metalls des Rings ist eine Funktion der Anstiegsgeschwindigkeit. Dabei wird ein oberflächliches
Schmelzen des Metalls der vorhergehenden Mantelschicht, n«it der Berührungskontakt besteht, eingeleitet, und dadurch wird
die Bindung der neuen Mantelschicht an die vorhergehende Mantelschicht im Laufe ihrer Bildung realisiert, und zwar über
die gesamte' Ausdehnung der Kontaktfläche .
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. k wird der starke Ring durch die Abschnitte A, B, C, D,
etc. erzeugt, die durch eine vertikale oder spiralförmige
Anlagerung von mehreren und sich symmetrisch um den Ring des Innenmantels 12 erstreckenden Ringteilen erzielt. Dieses wird
mit Hilfe eines U-fb'rmigen und wassergekühlten Gleitschuhes 3o' erreicht.
Der Innenmantel 12, welcher die innere Haut des den gemäß der Erfindung herzustellenden hohlen zylindrischen Körpers darstellt,
kann durch ein Rohr oder durch einen Ring mit ringförmigem Querschnitt geringfügiger Stärke gebildet sein (Fig. 5).
Der Innenmantel 12 kann ferner durch ein Rohr oder durch einen Ring mit ringförmigem Querschnitt geringfügiger Stärke gebildet
sein, wobei eine Begrenzung an einem oder an beiden Enden durch einen Drehboden (F, F1 - Fig. 6) gegeben ist. Dieser Drehboden
kann durchgehend oder ringförmig sein, und seine seitliche Oberfläche verläuft genau in der Verlängerung der äußeren seitlichen
Oberfläche des Rohres oder des Ring* 12.
Der Innentnantel 12 kann schließlich gemäß Fig. 7 durch mehrere
Rohre oder Ringe 12', 12" mit ringförmigem Querschnitt gebildet sein, die koaxial aneinanderstoßen, wobei eines der äußeren
Rohre oder Ringe oder auch beide durch einen Drehboden begrenzt werden, der voll oder ringförmig gestaltet ist (F, F'). Zwei
aufeinanderfolgende Rohre oder Ringe sind durch einen gleicher«!
maßen als Drehboren ausgebildetem Zwischenboden Fi begrenzt. ■
Die seitlichen Oberflächen beider äußerer Dodeη F, P* und da·
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1Ö98H/U51
BAD ORJQfNAL
Zwischenbodens Fi vorlaufen genau in der Verlängerung der
äußeren seitlichen Oberfläche der Rohre oder der Ringe 12',
12".
In Fig. 5 ist ein einfaches Beispiel eines hohlen zylindrischen
Körpers dargestellt, der nach dem erfindungsgetnäßen Verfahren
hergestellt ist. Man erkennt, daß die seitliche Wandung des Körpers mit senkrechtem ringförmigem Querschnitt großer Stärke
durch die Übereinanderlagerung mehrerer koaxialer Mantelschichton
C1-C- erzielt wird.
Aus Fig. 6 geht hervor, wie man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
direkt einen Behälter oder einen massiven Reaktor erzielen kann, der aus je einem unteren und einem oberen Boden F'
und F und einem Ring entsprechend Fig. 5 besteht.
Im Aueführungsbeispiel gemäß Fig. 3 trägt der Körper senkrecht
zu seiner Drehachse einen oder mehrere äußere Flansche,, beispielsweise den Flansch 42, wobei dessen innere Bohrung genau
in der Verlängerung der äußeren Oberfläche der letzten Mantelschicht
C verläuft. Die Flansche sind mit der letzten Hanteln
schicht C längs der gesamten Kontaktfläche verbunden.
In den AusfUhrungsbeispielen gemäß Fig. 11 und 12 sind die
η - 1 don inneren Mantel umschließenden Mantelschichten jeweils
als Band, vorzugsweise gleicher Grüße, ausgebildet und entweder echraubenlinienförmig (44) oder parallel (46) zu den Mantellinien
gelegen. Jedes der Bänder ist auf seiner ganzen Länge zwischen den seitlichen Rändern der angrenzenden Bänder verschweißt.
Im Vorgleich zu den bekannten und bereite kurz beschriebenen
Verfahren werden mit dem erf indungsgetnäßen Verfahren folgende
Schritte vermieden:
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1098U/U51
2 Ü A 2 O 6 4
Alle Arbeitsgänge zur Formung der starken Elecho und deren
thermische Zwischenbehandlungen zwischen den Arbeitsgangen5
die aufwendige Bearbeitung von geformten Schalen zur Erzielung
längs gerichteter und kreisförmiger Schweißnähte zwischen
den einzelnen Ringen konventioneller Art;
die innere Bearbeitung vor dem Schweißen;
der innere Schweißvorgang durch Ansatz von Draht oder Band
und der gesamte Arbeitsgang infolge mehrerer Schichten;
der kreisförmige Schweißvorgang zwischen den zylinderf b'riuigen
Körpern und den Böden oder geschmiedeten Flanschen entsprechend
der gegenwärtigen Herstellweise.
Bezüglich weiterer Vorteile dor Erfindung ist beispielsweise
folgendes bemerkenswert:
Sie ermöglicht die Herstellung von mehreren.konzentrischen
Anlagerungen in sukzessiver Weise, und zwar mit verschiedenen und zu unterschiedlichen Zeiten, wobei die Herstellung
relativ schnell zu bewerkstelligen ist. Dabei kann entweder das gleiche Schweißmittel oder aber ein von Schicht zu
Schicht unterschiedliches verwendet werden.
Die Gefahr eventueller Fehler läßt sich auf die verschiedenen Schichten aufteilen. Die zufälligen Fehler können möglicherweise
von einem Stoppen der Drehbexfegung herrühren,
sie können jedoch nicht statistisch bei jeder Schicht auf der gleichen Höhe verteilt sein. Ee ist aber möglich, sich
von diesen verschiedenen Strukturanomalien durch eine Erhöhung der Stärke des zu erzielenden Teils mit einer zusätzlichen
Schicht freizumachen, die alle die vorhergehenden Fehler auf sich nimmt.
- 13 1098U/US1
BADORiGlNAL
Man kann in zunehmendem Maße eine thermische Behandlung des
Teils zur Zeit der Anlagerung einer Schicht auf die vorhergehende Schicht erzielen. Diese thermische Behandlung kann
gut und wirksam bei dem Verfahren angewendet werden, da ja die Parameter des Schmelzvorganges sowie das Fortschreiten
des Schweißens relativ langsam sind (zwischen I50 und 35o
mm vertikalen Fortschreitens pro Stunde).
Die Erfindung ermöglicht die aufeinanderfolgende Anlagerung
von mehreren Schichten zur Erzielung einer Umhüllung der Schicht i durch die Schicht i + 1, die sich auf der vorher- i
gehenden abkühlt. Dadurch wird in der Wandung eine Druckspannung gebildet, die den während des Betriebs im Ring erzeugten
Drücken (Betriebsdruck) entgegengerichtet ist.
Die Erfindung ermöglicht infolge der inneren Spannungen der Konstruktion eine Verringerung der sich nach der klassischen
Berechnung ergebenden Stärke der gesamten Wandung. Die neuen Berechnungsregeln sind hierfür noch zu bestimmen.
Die Erfindung ermöglicht die direkte Herstellung eines solchen bimetallischen Körpers, wie er in der chemischen
Industrie benötigt wird, beispielsweise als* Reaktor für
Ameisensäure, für Harnstoff usw. Demgemäß kann von einem inneren Ring aus dünnem nicht oxidierbarem Stahl ausgegangen
werden, der schließlich die innere Haut des hergestellten starken Zylinders ausmacht. Diese innere Schicht kann während
des Herstellvorgangs der dem Druck widerstehenden Schichten ständig besondere stark gehärtet werden.
Eine« der erfindungsgemäßen Ziele wird dadurch erreicht, daß
die gegenwärtig praktizierten Arbeitegänge des Einlegens, Ver-Kleidens,
Überziehen« und inneren Auftragschweißen! vermieden
werden.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Beispiele der Realisierung und Verwertung beschränkt, sondern
es sind alle möglichen Ausführungsvarianten eingeschlossen. Insbesondere ist nicht nur das elektrische Schwoiiiverfahren
unter dem Schutz von elektrisch leitender Schlacke, im vorhergehenden ESR-Verfahren genannt, das den Vorteil der Erzielung
einer Metallanlagerung hoher Reinheit aufweist, für die Auswertung der Erfindung geeignet. In der vorhergehenden
Beschreibung wurde nur dieses Verfahren für die Speisung des flüssigen Metallbades erwähnt, dessen Erstarrung am Grund die
Anlagerung des Metalls hervorruft, wodurch progressiv die verschiedenen Mantelschichten der zylindrischen Wandung um den
Innenmantel realisiert werden. Es können jedoch auch andere elektrische Schweißverfahren zum Schmelzen des Auftragemetalls
für den gleichen Zweck benutzt werden, sei es unter dem Schutz eines Gases oder unter dem Schutz einer Strömung. Ganz
allgemein kann gemäß der Erfindung das Bad von jeder brauchbaren Einrichtung gespeist werden, die flüssiges Metall unter einem
entsprechenden Schutz zur Gewährleistung der Reinheit liefert.
Ansprüche:
1098H/US1 .BADOR1OiINA1.
Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung eines hohlen Zylinderkörper«, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ring
aus flüssigem Metall (37), bei dem die progressive Erstarrung
(38) des Grundes zu einer fortschreitenden Bildung eines Mantels (C) der Wandung des zylindrischen Körpers führt,
mittels mindestens einer einzigen Quelle für flüssiges Metall mit flüssigem und gleichmäßig verteiltem Metall mit vorzugsweise
konstanter Ausströmgeschwindigkeit gespaist unö in eine
relative Drehbewegung um die Drehachse des Körpers mit vorzugsweise
konstanter Winkelgeschwindigkeit gebracht wird.
2. Verfahren zur Herstellung eines hohlen Zylinderkörpers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ring aus flüssigem lietall (37) eine Zuführung aus flüssigem und gleichmäßig verteiltem Metall aufnimmt, wobei
dieses durch mehrere Quellen für flüssiges Metall mit genau gleicher Ausströmgeschwindigkeit erzielt wird, die unter
gleichem Abstand rund um den Ring verteilt sind und in eine relative Drehbewegung um die Achse des Körpers mit vorzugsweise
konstanter Winkelgeschwindigkeit oder in eine relative oszillierende Drehbewegung um die Achse des Körpers mit einer
dem Abstand der Quellen entsprechenden Amplitude und einem etwaig bei jeder Drehrichtungsumkehr bezeichneten Halt von
geeigneter Zeitdauer gebracht wird.
3. Verfahren zur Herstellung eines hohlen Zylinderkörpers nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ring aus flüssigem Material (37), dessen Erstarrung am Grund jeweils einen der Mäntel der
Wandung des zylindrischen Körpers bildet, seitlich durch eine äußere Tiegelform aufrechterhalten wird, wodurch im
Laufe der Anlagerung die äußere seitliche Oberfläche des
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Mantels gebildet wird, daß die Tiegelform aus einem passenden Material und beispielsv/eise Kupfer besteht und im Falle einer
Kühlung durch die Zirkulierung einer Kühlströriung gekühlt wird, daß sie ferner in eine relative und der Drehachse des
Körpers folgende Translationsbewegung gebracht wird und daß ihre Höhe (klein gegenüber derjenigen des Körpers) aunreicht,
damit das flüssige aufrechterhaltene Metall vor dem Austritt an dem inneren Rand erstarren kann.
4, Verfahren nach Anspruch 3f dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Bad mit flüssigem
Metall, dessen Lrstarrung am Grunde die Anlagerung den letzten
Mantels bewirkt, in der Geraden eines jeden Flansches (42) seitlich nicht mehr durch einen äußeren Ringtiegel, sondern
durch die Bohrung des Flansches aufrechterhalten wird, wobei das Bad während seiner Anstiegsbewegung das oberflächliche
Schmelzen des Metalls dee letzten vorhergehenden Mantels und der Bohrung des mit ihm in Berührung stehenden Flansches
bewirkt, wodurch die Schweißverbindung des Mantels während der Anlagerung an den vorhergehenden Mantel und an den Flansch
auf der gesamten Ausdehnung der Kontaktflächen erzielt v/ird.
5. Verfahren zur Herstellung eines hohlen Zylinderkörperu nach
einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstiegsgeschwindigkeit dos
Ringes mit flüssigem Metall (37), seine Temperatur, die Verschiebung
der Abkühlzone der inneren Hülle in bezug auf die durch die Lage des Ringes mit flüssigem Metall begrenzte
Lrwclrmungszone und die Stärke der Abkühlung zur Erzielung
einer progressiven Herstellung auf dem vorhergehenden Mantel entsprechend eingerichtet sind, was im Verlauf der Anlagerung
ein Normalglühen (Anlassen) und, wenn es sich um die Anlagerung des zweiten Mantels handelt, um eine Überhärtung oder
ein normalglühen des Inneren Mantels (12) handelt, je nachdem,
ob dieser aus nicht oxidierbarem stahl besteht oder nicht, hervorruft.
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1098 U/1451 BADORlQfNAt
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Normalglühen dea zuletzt angelagerten
Mantels (Cj1) durch Heizmittel mit steuerbaren
Durchoringungseffekt erzielt wird, beispielsweise durch eine Induktionsheizung, deren Heizelement, beispielsweise
der Induktor, sich mit konstanter Geschwindigkeit am Äußeren
des letzten Mantels von der Basis bis oben verschiebt, was im Inneren durch eine synchronisierte und jedoch zweckmäßig
verschobene Verschiebung der Kühlzone begleitet ist.
7. Verfahren zur Herstellung eines hohlen Zylinderkörper« nach
einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß während der Anlagerung zwischen dem äußeren und inneren Mantel ein großes Temperaturgefälle aufrechterhalten
wird, um unmittelbar während der Folge der Anlagerungen eine Beringung eines jeden Mantels durch don
nachfolgenden zu erzielen.
3. Verfahren zur Herstellung eines hohlen Zylinderkörper» nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der innere Mantel {12) an seiner unteren Basie senkrecht xu seiner Drehachse einen
Kragen (22) trägt« der die untere ringförmige Basis der seitlichen Wandung des Zylinderkörpers darstellt, wobei
dieser Kragen anfänglich den Boden der Gießform ausmacht und das Bad des flüssigen Metalls zur Anlagerung der Form
des Metalls anregt.
9. Verfahren »ur Herstellung eines hohlen Zylinderkörperη
gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Bad mit flüssigem Metall (37), dessen Erstarrung am Grunde progressiv die
Form des anzulagernden Metalls hervorruft, durch das Schmelzen
von, drahtförmigern, bandförmigen oder stnngonfürmigen
Auftragsmetall gespeist wird, wobei dieses unter einer
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BADOR1G1NAL
Schicht von elektrisch leitender Schlacke (oder Pulver) gemäß
dem ESR-Verfahren bewirkt wird.
10. Vorrichtung zur Herstellung eines hohlen Zylinderkörpors
durch Benutzung des Verfahrens gemäß einem oder mehreren der
voraufgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,*
daß die Vorrichtung zunächst oine Platte (10) mit vertikaler Achse enthält, welche die Zentrierung
des inneren Mantels (12) ermöglicht, ferner eine Einrichtung, um der Platte eine Dreh- oder Oszillationsbewegung zu erteilen,
ferner eine Schweißvorrichtung, welche aus einer Reihe
w von Maschinen für ein vertikales Schv/eißverfahren unter
Pulver bestehen, wobei diese Maschinen um den herzustellenden zylindrischen Körper verteilt sind, ferner eine Einrichtung,
mit der eine relative vertikale Translationsbewegung zwischen der den herzustellenden Körper tragenden Platte flO) und einer
die Schweißeinrichtung tragenden Platte (35} erzielt wird, wobei das Niveau des Bades für die Anlagerung und dasjenige
der Schweißeinrichtung zur Speisung des Bades In einer geeigneten Lage zueinander gehalten werden, und schließlich ein
Aufangsteil (22) für die ■ Ermöglichung de· Beginns des Arbeitsvorgangs.
II. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der innere Mantel f12) an seiner Oberfläche gleichmäßig gekühlt ist, und «war durch ein« feste
Rampe (33), von der von der Ober«eite ablaufende« Wasser <
herunterrieaelt, oder durch ein« beweglich· Rampe (32), die
den inneren Mantel in der Höhe d·« Ring· von flüssigen
Metall besprüht, oder durch ein· Kombination beider Kühlungen
■·■ t»,.. *
1098H/H51
to
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