DE3152891T1 - Verfahren zur Vorbereitung von Armierungseinsätzen - Google Patents
Verfahren zur Vorbereitung von ArmierungseinsätzenInfo
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- DE3152891T1 DE3152891T1 DE19813152891 DE3152891T DE3152891T1 DE 3152891 T1 DE3152891 T1 DE 3152891T1 DE 19813152891 DE19813152891 DE 19813152891 DE 3152891 T DE3152891 T DE 3152891T DE 3152891 T1 DE3152891 T1 DE 3152891T1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/02—Casting in, on, or around objects which form part of the product for making reinforced articles
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- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
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Description
ZUk VOHi^j^ ITUIIG
VCS ;uu:i^RUXGSEII\ SÄTZEN .
Die Erfindung bezieht sich auf aas Auftragechweissen
. von .Metallen auf die Innen bzw. Aussenf lache von:Werkstücken
bzw. Erzeugnissen unc. betrifft insbesondere «in
Verfahren zur Vorbereitung von Armierungseinsätzen aus Stahl für Eisenguistücke. ...
Das erfindun^ü-.e.-aässc Verfahren kann zur Vorbereitung
von Armierungseinsätzen für verschiedenartige Eisengu.istücke,
beispielsweise Klappen und-Abschreckplatten
für metallurgische Öfen, armierte Kokillen, Gussteile fur
rotoren mit im Motork'orper ausgeführten Kanälen und sonstige
armierungßbedürftige Eisengußstücke verwendet werden.
*5 Vorheriger Stand der Technik .
Es ist ein Verfahren zur Vorbereitung von Armierungs-
-einsätzen aus Stahl für Eisengußstückc (UiSSH-Urheberschein
5343O2, Int.Cl.2 B 22 J) 19/02, veröffentlicht am 05.11.1976)
bekahnt, bei welchem durch Giesaen der ArraierungöeinGatze
aus niedriggekohltem Stahl ira Innenraua der Giessform eine
Schutzschicht aufgetragen wird.
Dieses Verfahren stosst auf technologisch bedingte Schwierigkeiten, die zu Unterbrechungen der Schutzschicht
fuhren und deren Festigkeit beeinträchtigen.
2$ Ofi'enbarunp; der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Vorbereitung von Armierungseinsätzen aus Stahl
für Eisengu3stücke zu entwickeln, bei welchem die Zwischen-
und die Hohlräume verkleinert und die v/ärmeleitung
in der Zone des Kontakts zwischen Muttermetall und Schweissgut verbessert werden können.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im Verfahren zur Vorbereitung von Armierungseinsätzeri aus
Stahl für Eisengußstücke, bei welchem auf die Oberfläche
des Einsatzes eine Stahlschicht aufgetragen wird, die Stahlschicht erfindungsgercäss durch mindestens zweimaliges
Eintauchen des Einsatzes in die Stahlschmelze mit einer Temperatur, die um 15 bis 6O0C grosser als die
Schmelztemperatur des Stahls ist, bei einer Haltezeit
von jeweils 3 bis 15 s aufgetragen wird.
~-eι zweimalige;:! -j^.vicuci.ci erro^icp.u cj^j u/G^^ri'^
StaLlcchicht mit ein^r Dicke von 6 bxs Ί 2 .-"..., weiche uio
gesamte Oberfläche des einsatzes dicht (lücke ni'i-e i) ujn-
Die Luckenfreiheit ist darauf zurückzuführen, das^:
.bein kurzzeitigen Eintauchen für 5 bis 15 s eine kontinuierliche
Erstarrung von Stahl an Kehr vorherrscht, wahrend die räumliche Schwindung, die zur Bildimg der
Lücke fuhrt, unterbunden ist. Bei einmaligen Eintaucher.
ist uie hergestellte Schutzschicht ungenügend die*·;, wc
zur !Rissbildung an der Oberflache fuhrt.
Die Halte zeit hangt von cer überh
und der Jvonfiguration der ^irrnierungceinsatze ab. Bei
einer Haltezeit von unter 5 s ist die Schicht aus erstarr
tern Stahl an der Oberfläche des Einsatzes nicht
'ununterbrochen, sie weiut Unterbrechungen auf» Bei
einer Haltczoit von über 15 s ko:a:at es zu:a ^rsch.:r.elzen
der erstarrten Schicht und zur V/armoVerformung der /jcmj-erungseinsätze#
Bei einer Uborhitzun^s Le.n.;üratui· unter I5 0C ist die
i-)l,:;i;l:i i'.o niedrig ii.jt, da^n die I\achteiIo der ge^ulss
dew Stand der Technik bekannten Technologien nicht oeseitigt
werden können.
Bei einer Überhitzungstemocratur der Schmelze über
60 0C ist die Üoerwachung des Erstarrungsvorganges erschwert,
da die Erstarrung zeitlich verkürzt ist und weniger als 5 s dauert.
Wird der Einsatz weniger als zweimal in die Schmelze
5c getaucht, so hat die hergestellte Schicht eine solche
Dicke, dass sie beim Giessen des Gusseisens aufgekohlt wird und während des Betriebs schnell birst, was zum Bruch
cer Armierung führt. Pur solche Gußstücke wie Abschreckplatten
ist das zwei-bis viermalige Eintauchen an zweck-
: massigsten. Je mehr der Einsatz getaucht wird, desto'
stärker wird die Wärmeleitung des Arnucrungseinsatzes
verringert. üFÜr solche GuBstücke, wie Kokillen, .Klappen
u.a. , deren Einsatzbedingungen keine hohe V.-'ariaeleitung
- /- Ii.
Ui-1J-Ci-1Cj-^r. j 3.LOiIc-' G CClG -lüi"j_I1lü0.X--^_,O -u χΓι"ο& J.CJ^-C1Ti CLiLe i.'.r—
ho hung, dor' I?ectigkci-u und sorait die Verlängerung cc:?
Lebeuε dauer. -
Bei der Vorbereitung der- Arrao-erungseinsatzev incoe-.ΰϋάΰΰ"ΐ"Ό
dor Kühlrohre fur Abschreckplatten, ist es von
Vorteil, v.ean die Temperatur ccr Stahlschmelze um 5O bis
40 0G grosser als die och;ue Iz temperatur des Stahls ist.
Vor dem Eintauchen des Einsatzes ist es zvjeckmassip·.
auf die Oberfläche dec IDincatzes eine Schicht aus ^eeiijnotea
üeiaiguncsfluGsniittel aufzutragen. Das Plusscittel
kann je nach den örtlichen Bedingungen auf eine beliebige,an
sich bekannte Weise aufgetragen werden.
Z\j? Aktivierung des Flussmittels ist es eapfehle-ncv.'ert,
cen einsatz mit der auf dessen Oberfläche aufge-"cra^enen
Flussmittelschicht (falls das Flussmittel kalt ist) über dem Stahlschaelzenspiegel ~'j bis 20 s lang zu- halten.
ßs. ist ■·/zv-Ockmässig, in cie Schmelze bis zu 2 GeW^
Silizium und bis zu 1,5 Gew-% Aluminium vor dem letzten
Eintauchen einzugeben.
Das Stahllegieren mit den genannten■Mengen von Silizium
oder Aluminium, insbesondere reit Silizium und Aluminium zusa.araen,
ermöglicht ec, die thermo dynamische Aktivität von
Kohlenstoff wesentlich zu erhöhen und den Koeffizienten der
Kohlenstoff diffus ion im Stahl zu verringern. In .bezug auf
Qie Abcchreckplatten wird dabei die Kohlenstoffdiffusion
aus Gusseisen in den Überzug bei Giessen von Abschreckplatten
-verringert, wodurch die mechanischen Eigenschaften des
überzuvc verbessert werden , was zur erhöhung ce.r Lebens-
dauer der Aoschreckplatten fuhrt.
JC -Ausführliche Beschreibung; der Erfindung
Die Prüfung des erf in dungs gem'äscen Verfaiirens zur
Vorbereitung von Arniierungceinsatzen v>/urde in der
Versuchsabteilung des Anmelders vorgenommen.
Die Armierungsrohre für die in ■ Hochofen"" öingesetzen.
Abschreckplatten mit einen Durchmesser von 60 ran und einer
V/anddickö von 6 am wurden in die Stahlschmelze mit einem
Kohlenstoffgehalt von 0,1 % und 0,2>
% bei einer '!temperatur von 153O0C getaucht. Vor dom Eintauchen wurde auf die Armierungsrohre
auf eine an sich bekannte Weise Keinigungs-
f-lussr-ittelauf getrogen. Da3 .eintauchen erfolgte in unberuhigte
Schmelze im Lichtbogenofen. Durch zY;ei:nalige3
Eintauchen bei einer Haltezeit von 10 s wurde eine ununterbrochene
Schicht mit einer Dicke von 10 mm gebildet, die mit den Kohren dicht (lückenfrei) verbunden war.
Die Arnierungsröhre mit der erstarrten Schicht mit
einer Dielco von 8 bis IG mm wurden für die Herstellung
solcher Gu-istücke wie Abschreckplatten für rlochöferr/axt
einer '..Ιζεοο von 1 ,5 ois 2,5 t benutzt.
: ■·■ .DasHohr mit einen Durchmesser von 60 mm aus'-Stahl
mit eine α Kohlenstoffgehalt von 0,2 %, das U-förmig'gpbögeη
ν:Ui"de j wurde in die Stahlschmelze, die vor dem letzten
Eintauchen mit Silizium (2 #>) , Aluminium (1 %) bzw, ^t
Silizium und Aluminium (1 % + 1 %) legiert wurde, zweimal
eingetaucht und unterschiedlich lanβ (2, 5, 12, 15, 16 s)darin
gehalten. Die Metalltemperatur wurde beim ü in tauchen so
gewählt, dass sie um 12, 15, 25, 40, 60 und 65 0C grosser
als die Temperatur der Liquidus linie war.
Die Ergebnisse der Untersuchung der vorbereiteten Araierungse ins atze sind in der Tabelle zusammengefasst«
Über- Schichtdicke (ram) bei einer hitz- Wartezeit (ß) in der Schmel-
ungs- ze von ;
terape- 2 * 5
ratür, <- Ρ 2
ratür, <- Ρ 2
in 0G
Warme - Be ρ c haf f g? n, he i t
Ie itung,des Überzugs
kcal/m
kcal/m
h 0C
12 0,7 1,5 1,7 2,4 2,5 1,5 14
15 0,6 1,0 1,5 2,5 1,5 0,6 28
| 25 | 0,5 | 0,9 | 1,5 | 1 | ,5 | 0 | ,8 | 0,4 | 27 |
| 40 | 0,5 | 0,6 | 0,5 | 0 | 0 | ,2 | 0 | 28 | |
| 60 | 0,2 | 0,4 | 0,5 | 0 | ,5 | 0 | ,1 | 0 | 2? |
| 65 | 0,1 | 0,2 | 0,1 | 0 | 0 | 0 | 26 |
Grosse Lunker im Überzug
Gleichmassiger dichter Überzug
Dito
Viele unbedeckte Stellen
Au::; cor Tabelle χει ersichtlich, dasc die hortete lite
Sc;:icht" beim Eintauchen αοε Einsatzes in die weniger cJo
u:r. 1->
0C üborhiteto Schmölze undicht ist sowie UntürbrochuritjL.-:i
unu Lunker aufweist, wodurch die Warme leitung beeintrachtigt
wird, wahrend, bei einer Überhitzun^ste;r.peraVar
uüer 65 0C die Stahlerstarrung an der Oberfläche des . iü in Sauses
mangelhaft verlauft und mehrere unbedeckte Stellen zurückbleiben.
-^ ine Haltezeit unter 2 s ergibt bei allen Temperaturen
keinen ununterbrochenen Überzug, während bei einer Kalte-·
zeit über 20 a Tuass- und Formabweichungen der Armierung
auftreten. ■ .
Die metalIo^rafiεeheη Untersuchungen der aus den Absehreckplatteη
ause^schnittenen Schablonen, bei welchen
auch eine lokale Htfntgenspektralan.alyse vorceno;n;aen''wurde ,
zeigten., dass die Aufkohlung der Aroiierungsrohre aus- .
bleib üj zwischen de:a riohr und der erstarrten Schicht keine
Lücken oder Hohlräume entstehen und dass die Lücken zwischen der erstarrten Schicht und dem Gusseisen auf O/i ez:
verkleinert sind. Die durch die erstarrte Schicht verursachte erhöhung der Metallintensität der Kühlrohre fördert
die Verkleinerung der Lücke zwischen der Schicht und dem
Gusseisen dank einer schnelleren Erhärtung der Grenzschicht und verbessert die Festigkeitswerte der Armierung
selbst.
Die Aufkohlungstiefe der erstarrten Schicht wird im
Vergleich zu den serienweise hergestellten Gußstücken von 3 auf 0,8 asm gesenkt, was auf eine geringers Dauer des
Kontakts zwischen flüssigem Gusseisen und erstarrter Schicht und auf den Einsatz der Legierungselemente (Silizium,
Aluminium) zurückzufuhren ist, welche die'Diffusionsgeschwindigkeit
von Kohlenstoff verringern..
Die Lebensdauer der Guistücke hangt von der Plastizität der Armierungsrohre stark ab. Die durchgeführten Versuche
zeigten, dass in serienweise hergestellten Gußstücken
wie. Abschreckplatten Q - 10 % und in nach dem erfindungsgeraässen
Verfahren vorbereiteten bohren Q - 24 bis 29 % (je
nach der chemischen Zusammensetzung der -ttohre) ist. Aus-
GcLiC^^ouoiK fur cxo IiS1 ucnc-aausr des .Konx-^s i£t die Rissbildung an dar Ausseaflache ces Rohres bei der T'u.-^eruturvorf
or;.;ung.
Die durchgeführten Untersuchungen zeigten, dass das
eriindurigsgemasse Vorfahren zur Vorbereitung von Ar».iierungse
insätzen die Beseitigung der Lücken und der -Hohirauce
sowie eine Verbesserung der Wärmeleitung in der Kontaktzone
des Armierungskoroers sichert und die Erhaltung
der Plastizität der Stahlarmierung foraert, wodurch die
Betriebsfestiirkeit der Gußstücke erhöht wird.
■ , Die Rohre mit einem Durchmesser von 60 .um und einer
Y/anddiclcö von 6 aai aus Stahl axt. eines Kohlenstoffgehalt
von 0,1 % wurden smr. erforderlichen Profil ^ebo^en Und
ihre Aus senf lache wurde durch Ku^eIregenbehandlung von
Zunder j/ereiniot. Danach wurde am Kohr mit Hilfe eines
hinges ein Schutzrohr mit einem Durchmesser von 80 rnm
und einer V.'anddicke von 6 mm angeschwoisst. Dieses Rohr
e;ar ecus Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,2 % hergestellt.
Zur Sicherung der Diffusionsbindung zwischen den
Rohren und dem in den Zwischenrohrraum eingegossenen Stahl
wurde scuf die Oberflache der genannten Rohre eine Beiriigiongs-flussmittelschicht
aufgetragen. Zu besserer Haftung des Flusspulvers an der Rohroberflache wurde ein Lack ver~
.25 wendet.
'■.■·. Die Schutzrohre wurden mit Flussmittel von innen und
von aussen bedeckt.
Die zusammengebauten Rohre wurden in einer Sondervorrichtung
aufgenommen und mit deren Hilfe in den flussigen
Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,25 %'zweimal
getaucht. Die'Eintauchtiefe der Rohre in den flussigen
Suähl wurde durch die über die Dichtringe verlaufende jibene
begrenzt. Die Temperatur des flüssigen Stahls lag in „ einem Bereich von 154-5 212 1575 0C. Die Ealtezeit' der
'■·■ Rohre in der Schmelze betrug 5 bis 6 s. ;■ .
as wurde festgestellt, dass innenrhalb dieser Hai te-τ
zeit eine Stahlschicht axt einer Dicke von 5 bio 8 mm
erstarrte, j^g sei darauf hingewiesen, d&ss dor Stahl den
Zv/i.-ehen-rohrraum ausfüllt und an der Ausscnflache des
Schutzrohres erstarrt. Die visuelle Untersuchung der an die
Anordnunrsstellen der Schutzrohre angrenzenden"Abschnitte
zeigte, dass keine Lücken zwischen dem gegossenen Stahl und den Rohren entstanden sind.
Zur Durchfuhrung der aetallografischen Untersuchungen
wurde der genannte Abschnitt zerteilt und die gewonnenen
Querschablonen wurden untersucht. Die Untersuchungen zeigtea, dass das Flussmittel von der Kohroberflache durch den
fluesigen Stahl abgespült- wird. Das Metall, das die Lücke
füllt, hat keine Lunker und Poren. Die metallografischen
Untersuchungen ergaben, dass zwischen dem die Lücke ausfüllenden Stahl und den Rohren eine Übergangsschicht mit
Diffusionsbindung gebildet wird. Diese Faktoren sichern eine vollständige Abdichtung der Lücke zwischen dem Armiorungs^
und dem Schutzrohr,'
Die hergestellten Kühlrohre mit Schutzrohren wurden für die Fertigung von Abschreckplatten mit einer Masse von
2,3 t für Kochöfen verwendet. Zwei von den hergestellten Abschreckplatten
wurden in einem Hochofen eingebaut, wobei deren Betrieb im Laufe von sieben Monaten zeigte, dass
die Dichte der Lücke zwischen den Rohren in den erwannten Abschreckplatten nicht gestört wurde.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die nach dem erfindungsgem'ässen Verfahren hergestellten
Einsätze werden für Klappen und Abschreckplatten metallurgischer öfen verwendet.
Claims (1)
- N PATENTANSPRÜCHEVerfahren zur Vorbereitung von Armierun^seir-s'atzeaaus.· Stahl für r)i-senguiistücke, bei welchem auf die Oberfläche des Einsatzes eine Stahlschicht aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlschicht durchmindestens zweimaliges Eintauchen des Einsatzes in die Stahlschmelze mit einer Temperatur, die um 15 bis 60 0C grosser als die Schmelztemperatur des Stahls ist, bei einer H al tezeit von jeweils 3 bis 15 s aufgetragen wird.IC 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch R-ekennzeichne18sdass die Temperatur der Stahlschmelze um JO bis 40 0C grosser, als die Schmelz temperatur des Stahls ist». 3,- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch f;ekennzeichnet, dass vor dem Eintauchen auf die Oberflache des .Einsatzes eine Schicht aus Reinigungsflussmittel aufgetragen wird. .4. Verfahren nach Anspruch 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, dass der einsatz vor dem Eintauchen über dem Stahlschmelzenspiegel J bis 20 s lang gehalten wird.'5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem letzten Eintauchen in die Stahlschmelze bis zu 2 Gew-^ Silizium eingegeben werden»6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem letzten Eintauchen in die Stahlschmelze bis zu 1,5 Gew-% Aluminium eingegeben werden.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE3152891C2 DE3152891C2 (de) | 1985-10-10 |
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ID=21616742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3152891T Expired DE3152891C2 (de) | 1981-06-25 | 1981-06-25 | Verfahren zur Stahlbeschichtung von Armierungseinsätzen aus Stahl |
Country Status (5)
| Country | Link |
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| WO (1) | WO1983000026A1 (de) |
Family Cites Families (5)
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| AT163214B (de) * | 1946-02-12 | 1949-06-10 | Plansee Metallwerk | Verfahren zum Überziehen von Stahlgegenständen |
| JPS492243B1 (de) * | 1970-07-15 | 1974-01-19 | ||
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| SU534302A1 (ru) * | 1974-02-11 | 1976-11-05 | Институт Проблем Литья Ан Украинской Сср | Способ подготовки армирующих вставок |
-
1981
- 1981-06-25 WO PCT/SU1981/000056 patent/WO1983000026A1/en active Application Filing
- 1981-06-25 NL NL8120431A patent/NL8120431A/nl not_active Application Discontinuation
- 1981-06-25 GB GB08303307A patent/GB2111882B/en not_active Expired
- 1981-06-25 JP JP81503606A patent/JPS59500264A/ja active Pending
- 1981-06-25 DE DE3152891T patent/DE3152891C2/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL8120431A (nl) | 1983-05-02 |
| GB2111882A (en) | 1983-07-13 |
| GB8303307D0 (en) | 1983-03-09 |
| WO1983000026A1 (en) | 1983-01-06 |
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| DE3152891C2 (de) | 1985-10-10 |
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