DE2222296C2 - Verfahren zur Verbesserung der Haltbarkeit von Schleudergießkokillen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

55 guten gehörende Anlassen in der Kokilleninnenfläche unter Herbeiführung von Druckspannungen vor-

eilend vor der Abkühlung der äußeren Zonen der

Kokillenwandung geregelt abgekühlt wird, und daß die gebrauchte Kokille im Anschluß an jede Abguß-

Die zur Herstellung von Schleudergußrohren ver- 60 serie vor dem Erkalten bewahrt wird, indem z. B. die wendeten Kokillen bestehen allgemein aus hochwer- Außenkühlung alsbald nach dem letzten Guß der Setigen, alterungsbeständigen Vergütungsstählen und rie beendet oder die Kokille in solchem Zustand aus sind durch eine Wärmebehandlung auf hohe Festig- der Wasserkühlung entfernt wird, worauf durch Inkeitswerte gebracht, wobei die Werkstoffe noch aus- nenbeheizung die gesamte Kokillenwandung auf eine reichende Verformungseigenschaften besitzen müs- 65 Temperatur gebracht wird, deren Höhe kurz untersen. halb der beim Vergüten angewendeten Anlaßtempe-

Die Vergütung der bis zu 6 000 mm langen und bis ratur liegt, und daß darauf die Innenfläche der Kozu 800 mm dicken Schleudergießkokille erfolgt nach kille erneut unter Herbeiführung von Druckspannun-

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gen voreilend vor der Abkühlung der äußeren Zonen stellt. Auf den beiden angetriebenen Rollenböcken 6

der Kokillenwandung geregelt abgekühlt wird. ist die Kokille 2 an den äußeren Enden abgestützt

Bei dieser geregelten Abkühlung wird vorzugs- und rotierend gelagert, in der Mitte zwischen diesen

weise die Innenwandung d:r Schleudergießkokille Rollenböcken 6 ist oberhalb der Kokille 2 ein weite-

mit einem Luft/Wasser-Gemisch beaufschlagt. Bei 5 rer Rollenbock 7 angeordnet, der in der Schwinge 8

Anwendung eines solchen Gemisches besteht die um den Zapfen 9 drehbar gelagert ist. Die abgewin-

'Möglichkeit, die Abkühlintensität übet das Mi- kelte Schwinge 8 besitzt in ihrem Hebelarm eine Gu-

schur^gsverhältnis von Luft und Wasser zu regeln. windespindel 10. Im Inneren der Kokille befinden

Mit Rücksicht auf die geforderten hohen, zentri- sich zwei von außen axial einschiebbare Rüssel 11.

sehen Laufeigenschaften ist es sehr wichtig, bei der io Diese Rüssel sind sowohl als Gasbrenner als auch als

Wärmebehandlung von Kokillen über den gesamten Brausekörper verwendbar.

Umfang und der Länge absolut einheitliche Voraus- Zum Zwecke der erfindungsgemäß völlig schlagsetzungen zu schaffen. Bei einer Behandlung in Öfen freien Abkühlung der Kokille von innen her wird ist dies nicht immer gegeben. Die Folgen sind Ver- über die Pumpe 12 aus dem Wasservorrat des Mawerfungen in Längsrichtungen und mehr oder weni- 15 schinengehäuses die erforderliche Menge des Kühlger ovale Bohrungen. Dazu ist es zweckmäßig, die mittels in die Rüssel 11 gepumpt, um aus den Rüssel-Kokille während der Wärmebenandlung um ihre öffnungen g^gen die Kokilleninnenfläche gepreßt zu Achse zu drehen. Weiterhin ist es vorteilhaft, die Ko- werden. Die bei der Abkühlung entstehenden kille während der Wärmebehandlung elastisch durch- Dämpfe entweichen über die Stutzen 13 ins Freie, zubiegen durch einen mitüg zwischen den Lagerun- 20 Zur genauen Festlegung der Spannungen ist es ergen aufgebrachten Druck. Zweckmäßig ist dieser forderlich, die Abkühlungsbedingungen 711 steuern Druck bei waagerecht gelagerter Kokille nach unten und zu variieren. Um dazu die Luft/Wasser-Kombigerichtet. nation anwenden zu können- ist neben der Wasser-Durch das neue Verfahren wird die Verwendungs- pumpe 12 ein Injektor 14 vorgesehen, der durch die fähigkeit der Schleudergießkokiüe weit verlängert. 35 Zugabe von Luft eine Luft/Wasser-Kombination als Die jedesmalige Wärmebehandlung zur Herbeifüh- Kühlmedium in den Rüssel 11 fördert,
rung von Druckvorspannungen im abgekühlten Zu- Das besondere Merkmal der erfindungsgemäßen stand macht die Kokillen auch temperaturunemp- Vorrichtung ist die Möglichkeit der rotierenden Wärfindlich beim Lagern während der kalten Jahreszeit. mebehandlung bis zur Höhe der Anlaßtemperatur An Hand der Fig. 1 bis 8 werden die Erfindungs- 30 und die programmierte Abkühlung zur Erzeugung gedanken zeichnerisch erläutert. bestimmter Druckvorspannungen in der Kokillenin-F i g. 1 zeigt schemalisch eine Schleuderanlage. nenfläche. Da dieser Prozeß die Gefahr einer Ver-In dem stationär angeordneten Wasserbehälter 1 ist werfung mit sich bringt, ist die Druckrolle? über dv die Kokille 2 rotierend eingesetzt. Über die Guß- Schwinge 8 in dem Zapfen 9 drehbar gelagert. Mit rinne 3 läuft flüssiges Gußeisen 4 in die Kokille 2. 35 Hilfe der Gewindespindel 10 läßt pich eine einstell-Während des Gießens bewegt sich die Gießrinne 3 bare und an der Druckmeßdose 15 abzulesende axial in Richtung des Pfeiles 5. Kraft autbringen, wodurch die elastische Durchbie-F i g. 2 und 3 geben Aufschluß über den elasti- gung der Kokille bewirkt wird. Diese über den Fühschen Verformungsdrang einer Kokillenwand nach icr 16 abzulesende elastische Durchbiegung bietet einer Gußzahl von 100 Rohren. In der Innenfläche 40 eine sichere Voraussetzung dafür, daß während der liegen mehrachsige Zugspannungen von 70 bis 90 Wärmebehandlung keine plastischen Verformungen kp/mm² vor. Die Meßstrecke von 100 mm würde auf und damit Verwerfungen oder Ovalitätsbildungen die 60 mm zurückgehen, wenn in axialer Richtung ein Kokille unbrauchbar machen.

Streifen aus der Wand gemäß F i g. 3 herausgetrennt Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens besteht in würde. Nach Anwendung des erfindungsgemäßen 45 der Möglichkeit, solche Kokillen wieder zu richten Verfahrens jedoch wird die Meßstrecke von 100 (ge- und schlagfrei zu machen, die durch irgendwelche maß F i g. 4) auf 140 mm (gemäß F i g. 5) erweitert. Umstände im Betrieb krumm wurden und wegen die-In den F i g. 6, 7, 8 ist die Vorrichtung zur Durch- ser Erscheinung nicht mehr weiterben»tzt werden führung des erfindungsgemäßen Verfahrens darge- konnten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

dem Vordrehen hängend oder stehend aus Tiefofen, Patentansprüche: wobei zum Zwecke der Abschreckung der Rohling über die Muffe abgehoben und eingetaucht wird. An-

1. Verfahren zur Verbesserung der Haltbarkeit gelassen wird der Rohling entweder stehend oder Hevon Schleudergießkokillen aus auf hohe Festig- 5 gend in Anlaßöfen, die mit dem Härtegut auf die keit vergütetem Stahl, dadurch gekenn- vorgeschriebenen Anlaßtemperaturen gefahren und zeichnet, daß die neue Kokille im Anschluß anschließend nach festgelegter Haltezeit langsam aban das zum Vergüten gehörende Anlassen in der gekühlt werden derart, daß der Rohling in einem Kokilleninnenfläche unter Herbeiführung von praktisch spannungsfreien Zustand vorliegt. Er wird Druckspannungen voreilend vor der Abkühlung io darauf fertigbearbeitet.

der äußeren Zonen der Kokillenwandung geregelt Nach dem Einbau der Schleudergießkokille in die abgekühlt wird, und daß die gebrauchte Kokille Schleudermaschine wird die Mantelfläche von einem im Anschluß an jede Abgußserie vor dem Erkal- Wasserbad umgeben, während in das rotierende Inten bewahrt wird, in dem die Außenkühlung als- nere der Kokille flüssiges Gußeisen vom Muffenende bald nach dem letzten GuG der Serie beendet 15 ausgehend einläuft. Bedingt durch die Thermo- oder die Kokille in solchem Zustand aus der Schockwirkung werden auf der Innenfläche der Ko-Wasserkühlung entfernt wird, worauf durch In- kille Druckspannungen erzeugt, die sich in die tiefenenbeheizung die gesamte Kokillenwandung auf ren Zonen ausdehenen, womit ein Abfall des Kriecheine Temperatur gebracht wird, deren Höhe kurz Widerstandes im Kokillenwerkstoff verbunden ist. In unterhalb der beim Vergüten angewendeten An- ao der Kontaktfläche der Kokille treten plastische Verlaßtemperatur liegt, und daß daiauf die Innen formungen auf, die sich auf einen Mittelwert einstelfläche der Kokille erneut unter Herbeiführung len. Dieser Mittelwert ist abhängig von der Frequenz, von Druckspannungen voreilend vor der Abküh- mit der das Gießen und jeweilige Ziehen der Gießlung der äußeren Zonen der Kokillenwandung rohre erfolgt,
geregelt abgekühlt wird. 25 Man hat diese zu Beginn des Gießens entstehen

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- den Druckvorspannungen dafür verantwortlich gekennzeichnet, daß die Innenwandung mit einem macht, daß nach Abkühlen der Schleudergießkokille Luft/Wasser-Cjemisch beaufschlagt wird, über infolge Spannungsumkehr eine Rißbildung in der dessen Mischungsverhältnis die Regelung der Kokillcnwandung auftritt.

Abkühlintensität erfolgt. 30 In dem Bestreben, die Ausbildung größerer und

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch durchgehender Risse zu vermeiden oder hinauszugekennzeichnct, daß die Kokille während der schieben, sind Maßnahmen getroffen worden, welche Wärmebehandlung um ihre Achse gedreht wird. die Rißbildung, jedoch unter Bildung vieler kleiner,

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis von Rissen begrenzter Zonen fördern, wie das KaIt-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokille wäh- 35 verformen der Kokilleninnenfläche mit Kordierrärend der Wärmebehandlung durch einen mittig dem, wobei ein rautenähnliches, die Lage der Risse zwischen den Lagerungen aufgebrachten Druck bestimmendes Muster kaltverformter Linien in die nach unten elastisch durchgebogen wird. Innenfläche der Kokille eingeprägt wurde (vgl. deut-

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfall- sehe Patentschrift 972 061).

rens nach einem der Ansprüche 3 oder 4, gekenn- 40 Eine weitere, für diesen Zweck bekannte Maßzeichnet durch ein Paar die Kokille (2) an ihren nähme ist das Einarbeiten von in geringem Abstand Enden lagernder Rollenböcke (6), gegebenenfalls zueinander liegenden Schlitzen in die Innenfläche der einem oberhalb der Kokille (2) angeordneten Kokille (vgl. deutsche Patentschrift 905 058 und Rollenbock (7), der in einer um den Zapfen (9) 934 967).

gelagerten, abgewinkelten Schwinge (8) gelagert 45 Eine weitere Steigerung der Lebensdauer von

ist, sowie durch einen in das Kokilleninnere ein- Schleudergießkc>killen wäre zwar aus technischen

schiebbaren als Gasbrenner oder Brausekörper und wirtschaftlichen Gründen erwünscht gewesen,

verwendbaren Rüssel (11), eine Pumpe (12) für konnte aber in den seither vergangenen Jahrzehnten

flüssiges Kühlmittel und eine Luftzugabe-Vor- in keinem wesentlichen Ausmaß erreicht werden,

richtung (Injektor) (14) zur Beimischung von 50 Die Aufgabe einer weiteren erheblichen Verlänge-

Luft zum flüssigen Kühlmittel. rung der Lebensdauer von Schleudergießkokillen

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- liegt der Erfindung zugrunde.

kennzeichnet, daß die Schwinge (8) durch eine Dieser unerwartete Fortschritt wird dann erreicht,

Gewindespindel (10) andrückbar ist. wenn die neue Kokille im Anschluß an das zum Ver-