-
STEIGERAUFSATZ Im Gießereiwesen ist es bekannt und üblich, beispielsweise
beim Sandformguß oder Blockkokillenguß der Gießform Steiger oder Blockköpfe aufzusetzen,
welche bei der Herstellung einesGußstücKes die Aufgabe haben, die bei der Erstarrung
des
Gießmetalls entstehenden Bunker aufzunehmen und die iti Gußstück entstehenden Hohlräume
so mit flüssigem Material nachzaspeisen, daß es dicht wird. Hierzu muß der in den
Gießsteigern oder Blockköpfen vorhandene Vorrat an Gießmetall bis zur völligen Verfestigung
des eigentlichen Su3stückes flüssig bleiben.
-
Zur Ausbildung der Steiger oder Blockköpfe werden daher Steigeraufsätze
oder Steigetrichter benötigt, die aus einem Formmaterial bestehen, welches eine
hohe J?euerbeständigket, ein gutes Wärmeisolationsvermögen, Beständigkeit gegen
Schlacken-und Metallangriff sowie eine gute äußere mechanische Festigkeit besitzen
muß.
-
Es sind nun eine Reihe von preisgünstigen Werkstoffen, wie z.B. Quarz-,
Klebsand und dergleichen bekannt, die zwar eine gute Feuerbeständigkeit und eine
große mechanische Bestlgkeit besitzen, deren Isoliervermögen jedoch den für Steigeraufsätze
gestellten Anforderungen nicht genügt.
-
Andererseits sind auch preisgünstige Werkstoffe mIt guten Isoliereigenschaften,
wie z.B. Kieselgur, Hartschaum usw., bekannt, deren Beuerfestigkeit jedoch zur Verwendung
als Formmasse für Steigeraufsätze nicht ausreichend ist.
-
Da solche preisgünstigen Formstoffe somit nicht ohne weiteres zum
Formen von Steigeraufsätzen verwendet werden können, ist es bisher erforderlich,
zur Erzielung der geforderten ist genschaften besondere Formstoffe herzustellen.
Dies ist aber nur unt-er Verwendung teurer Rohmassen und/oder in umständlichen Herstellungsverfahren
möglich, was sich ungünstig auf der. erstellungspreis der bekannten Steigeraufsätze
auswirkt.
-
So ist es beispielsweise bekannt, einem gut isolierenden husgangsmaterial
wenig hygroskopische und somit teure Bindemittl zuzufügen, da nur so die erSordexliche
festigkeit erzielbar ist. Außerdem besteht die Gefahr einer Verschlechterung der
Isoliereigenschaften aufgrund hierbei auftretender endothermer Vorgänge.
-
Ferner ist auch die Herstellung von Steigeraufsätzen aus Schlickern
mit einem Gehalt aus faserigem Material bekannt, wobei jedoch zunächst in einem
umständlichen Verfahren der Schlikker bereitet werden muß, der dann unter Verwendung
aufwenc ger Maschinen unter gleichzeitiger Formgebung filtriert, geglat-set und
endlich getrocknet werden muß.
-
Der Erfindung lag nunmehr die Aufgabe zugrunde1 e, Steigeraufsatz
so aufzubauen, daß er unter Verwendung preisgünstiger Werkstoffe in einem wirtschaftlichen,für
eine Gro3-serienfertigung geeigneten Verfahren hergestellt werden kann.
-
Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemäßen Steigeraufsatz dadurch
gelöst, daß er eine erste hülsenförmig ausgebildete innere Schicht aus hochfeuerfestem
Formstoff und eine diese umfassende zweite Schicht aus temperaturisolierendeta Material
aufweist, wobei die erste feuerfeste Schicht zwec4sma3igerweise gleichzeitig mechanisch
fest ist.
-
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Schicht durch die innere Seitenwand einer doppelwandigen Hülse mit
im wesentlichen U-förmigem Wandprofil gebildet ist, und daß die zweite Schicht den
Ringraum zwischen der Innen- und der eine äußere Mantelschicht bildenden Außenwand
der hülse vollständig ausfüllt.
-
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Sandwich-Bauweise
eines Isoliersteigeraufsatzes besteht darin, daß die für die einzelnen Schichten
verwendeten Materialien erheblich geringere Anforderungen erfüllen müssen als ein
Material, wie es für bekannte einschichtig aufgebaute Isoliersteigeraufsätze benötigt
wird. Hierdurch ist es möglich, die erforderliche Feuerfestigkeit und Wärmeisolierung
sowie eine ausreichende mechanische Festigkeit eines Steigeraufsatzes unter Verwendung
preisgünstiger Werkstoffe zu erzielen, weil die Einzelschichten für sich genommen
nicht alle, sondern jeweils-nur eine oder zwei der geforderten Eigenschaften besitzen
müssen.
-
Bei einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung besteht
der Formstoff für die feuerfeste Schicht aus einer auch als Oroning-Sand bezeichneten
Harz-Sand-Mchung mit 2 bis 4 % Bindemittelgehalt.
-
Dieser an sich bekannte Bormstoff besitzt neben der Feuerfestigkeit
auch die erforderliche mechanische Festigkeit und zeichnet sich ferner durch- die
glatte Oberfläche daraus geformter Schichten sowie gute Zerfalleigenschaften aus,
was im Ergebnis den Vorteil hat, daß das Kreislaufmaterial, welches der Schmelze
wieder zugeführt wird, sehr rein, d.h. frei von anhaftenden Fremdstoffen ist.
-
Die Verwendung dieses Formstoffes ermöglicht außerdem die Durchführung
eines einfachen, zeitsparenden und somit kostensenkenden Verfahrens zur Herstellung
von Steigeraufsätzen, und zwar insbesondere von solchen Steigeraufsätzen, bei welchen
erfindungsgemäß eine wärmeisolierende Schicht zwischen zwei die feuerfesten und
gleichzeitig mechanisch festen Schichten bildenden Wänden einer doppelwandigen Hülse
angeordnet ist.
-
Ein solches Herstellungsverfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
daß zunächst die doppelwandige Hülse in einem als Croning-Verfahren bereits bekannten
Bormmaskenverfahren hergestellt wird, daß anschließend der Ringraum zwischen den
Hülsenwänden mit einem isolierenden Material gefüllt und dann gegebenenfalls verschlossen
wird.
-
Als Füllmasse zur Ausbildung der wärmeisolierenden Schicht kann dabei
praktisch jedes der im Gießereiwesen üblichen wärmeisolierenden Materialien verwendet
werden.
-
Dabei ist ein Verschließen der Hülse im Herstellungsverfahren des
Steigeraufsatzes beispielsweise dann erforderlich, wenn die wärmeisolierende Füllmasse
aus einem gekörnten Material in Form eines Granulates besteht, während der Verfahrensschritt
des Verschließens entfallen kann, wenn als Füllmasse ein Hartschaum verwendet wird,
der als flüssige Mischung in den Ringraum eingegossen wird und den Ringraum nach
dem Aufschaumen vollständig ausfüllt.
-
Die wärmeisolierende Schicht kann auch aus Werkstoffen mit gutem
isoliervermögen bestehen, welche sehr schlechte mechanische Eigenschaften und einen
niedrigen Sinterpunkt haben.
-
Eine solche Isolierschicht kann beispielsweise aus geblähter Schamotte
oder dergleichen unter Zumischung anorganischer oder organischer Füllmassen und
geringer Binderanteile hergestellt werden.
-
Ebenso kann die wärmeisolierende Schicht beispielsweise aus einem
mineralischem Schaum bestehen, der durch mineralische Rohstoffe und diesen beigegebene
blähe-nde Substanzen gebildet wird.
-
Ferner ist es möglich, altes Büllmasse einen Schlicker zu verwenden,
der beispielsweise aus verflüssigten Ton und feingekörnter Schamotte mit Soda oder
Wasserglas als Verflüssigungsmittel bestehen kann.
-
Bei Verwendung eines solchen Schlickers ergibt sich auch ein Vorteil
für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren des Steigeraufsatzes dadurch, daß
die aus einer doppelwandigen Hülse aus Oroning-Sand bestehende poröse Bormmaske
während der Herstellung der Isolierschicht zur Filtration- des Schlickers verwendet
wird und dann zusammen mit dem gebildeten Filterkuchen nach dem Trocknen des Schlickers
den Steigeraufsatz bildet.
-
Aufgrund der erfindungsgemäßen Sandwich-Bauweise eines Steigeraufsatzes
kann das für die wärmeisolierende Schicht verwendete Material auch an sich bekannte
oxydierende oder exotherme Zusätze enthalten, ohne daß hierdurch die bei einschichtigen
Steigeraufsätzen bekannten Schwierigkeiten infolge einer Oxydation des in einer
solchen Mischung enthaltenen Metallpulvers auftreten.
-
Obwohl'die Anwendung des Oroning-Verfahrens'bei der Herstellung eines
erfindungsgemäßen Steigeraufsatzes den Vorteil hat, in sehr kurzer Zeit aus einem
harzumhüllten Sand eine feuerfeste und gleichzeitig mechanisch feste Bormmaske ausbilden
zu können, welche anschließend die Trägerschicht oder die umhüllenden Schichten
einer zolierenden Schicht bildet, können selbstverständlich im Rahmen der Erfindung
für die feuerfesten Schichten eines Steigeraufsatzes in Sandwich-Bauweise auch andere
Werkstoffe benutzt werden.
-
Einige Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Steigeraufsatzes
sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden im folgenden kurz erläutert.
Dabei zeigen: Big. 1 eine Ausführungsform eines zweischichtigen Steigeraufsatzes,
Fig. 2 eine Ausführungßform eines unter Verwendung einer doppelwandigen Hülse hergestellten
dreischichtigen Steigeraufsatzes mit Abschlußdeckel und Fig. 3 einen entsprechend
der Ausführungsform nach Fig. 2 aufgebauten Steigeraufsatz ohne Aoschlußdeckel.
-
In Fig. 1 ist mit 1 eine als Hohlzylinder ausgebildete feuerfeste
Schicht bezeichnet, welche im Oroningverfahren aus einem harzumhüllten Sand hergestellt
wurde.
-
Am unteren Ende des Hohlzylinders ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
ein flanschartiger Vorsprung 2 vorgesehen, welcher das Aufbringen der beispielsweise
aus einem Schaumstoff bestehenden wärmeisolierenden Schicht 3 erleichtert.
-
In Fig. 2 und 3 ist anstelle der feuerfesten Schicht in Fig. 1 eine
doppelwandige Hülse 11 mit U-förmigem Wandprofil vorgesehen, welche beispielsweise
wiederum im Croning-Verfahren aus einem harsumhtllten Sand hergestellt wurde. Der
in Fig. 2 mit einem Deckel oder einer Verschlußmasse 12 abseschlossene.
-
Ringraum zwischen den Wänden der Hülse 11 ist mit einer lsoliermasse
13 gefüllt, welche somit zusammen mit der feuerfesten
Hülse einen
dreischichtigen Steigeraufsatz mit hoher mechanischer Festigkeit und guten Isoliereigenschaften
bildet.
-
Versuchsweise wurden auch-bereits Steigeraufsätze in dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellt, welche sich-bei Erprobungen im- Stahlguß auch bewährt haben.
-
Dabei wurde für die feuerfeste Schicht jeweils Croning-Sand verwendet,
während für die wärmeisolierende Schicht bei unterschiedlichen Ausführungsformen
einmal ein mineralischer Schaum und einmal eine aus geblähte Schamotte,einem Isocyanat
und geringen Binderanteilen gemischte Masse verwendet wurde.
-
Es zeigte sich, daß die erfindungsgemäße Herstellung der Steigerau£sätze
in wenigen Sekunden möglich ist. Au3erdem zeigte sich, daß die Zerfalleigenschaften
der erprobten Busführungsformen sehr gut sind, und daß der verlorene Kopf der Gußstücke
eine sehr glatte Oberfläche aufwies, die eine große Reinheit des Kreislaufmaterials
gewährleistet.