DE3324929C2 - - Google Patents
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- DE3324929C2 DE3324929C2 DE19833324929 DE3324929A DE3324929C2 DE 3324929 C2 DE3324929 C2 DE 3324929C2 DE 19833324929 DE19833324929 DE 19833324929 DE 3324929 A DE3324929 A DE 3324929A DE 3324929 C2 DE3324929 C2 DE 3324929C2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/20—Measures not previously mentioned for influencing the grain structure or texture; Selection of compositions therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines
dickwandigen Behältergrundkörpers aus Gußeisen im Kugelgraphit
hoher Kerbschlagzähigkeit bei Temperaturen um -40°C, welcher
zur Aufbewahrung von radioaktivem Material der Stufen
MAW (middle active waste) und LAW (low active waste) geeignet
ist.
An Lagerbehälter für radioaktive Abfallstoffe werden hohe An
forderungen gestellt. Sie müssen die Strahlungsenergie auf
nehmen, ohne daß sich der Behälter auch über lange Zeit infolge
Erwärmung verändert. Die Behälter müssen eventuelle Störfälle bei
Transport und Lagerung überstehen, außerdem darf keine schäd
liche Strahlung nach außen gelangen. Um diesen Forderungen zu
genügen, scheinen dickwandige Behälter aus Gußeisen am geeignetsten,
weil Gußeisen auch der weiteren Forderung nach Korrosionsbe
ständigkeit gegenüber der Einwirkung von Atmosphäre und
natürlichen Wassern entgegenkommt. Eine große Schwierigkeit
besteht aber darin, daß auch hohe mechanische Festigkeiten ge
fordert werden. So muß der Behälter auch bei -40°C bestimmten
Prüfbedingungen genügen. Dies bedingt, daß bei dieser Temperatur
die Kerbschlagzähigkeit noch hoch sein muß. Als geeigneter
Werkstoff ist GGG 40 bekannt (Gießerei 69 (1982) S. 230 + 231).
In der DE-OS 31 20 221 wird ein Verfahren zum Herstellen eines
solchen Behälters beschrieben. Um störende Formdeformationen
bei der Erstarrung des Gußstückes zu vermeiden, soll die Form
während der Abkühlung des abgegossenen Behälters aktiv ge
kühlt werden. Hierzu sind im Formsand eingebettete und an eine
Kühlanlage angeschlossene Kühlrohre vorgesehen. Die Form
wird stehend gegossen.
Auch die DE-OS 31 18 928 befaßt sich mit der Abkühlung der
abgegossenen Form. Eine metallische Außenform ist mit Kühl
rippen versehen. Der Formkern ist mit Kühlkästen ausgestattet.
Auch hier wird die Form stehend gegossen.
Die richtige Steuerung der Abkühlungsgeschwindigkeit ist zwar
ein wichtiger Gesichtspunkt bei der gießtechnischen Her
stellung eines dickwandigen Lagerbehälters, es kommen aber
noch wesentliche andere Kriterien in Betracht, die beachtet
werden müssen. Ganz entscheidend ist die Gefügeausbildung der
Wandung und deren Gleichmäßigkeit über den ganzen Behälter
bereich.
Es wird ein ferritisches Grundgefüge angestrebt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen dickwandigen Lagerbehälter
mit einem über alle Behälterbereiche gleichmäßigen ferritischen
Grundgefüge herzustellen.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden die im Patentanspruch 1 ange
gebenen Merkmale vorgeschlagen.
Durch die fortlaufende Impfung durch ein in den Gießtümpel
eingetauchtes und stetig vorzuschiebendes, mit Impfmittel ge
fülltes Rohr und das fallende Gießen in die Form wird dafür
gesorgt, daß über die gesamte Höhe der Form einheitliche
metallurgische Bedingungen eingehalten werden.
Durch die beanspruchte Kombination der richtigen Verfahrens
schritte bezüglich Legierungszusammensetzung, Impftechnik und
Gießtechnik ist es gelungen, einen Behältergrundkörper herzu
stellen, welcher alle geforderten Eigenschaften auf dem Prüf
stand erwiesen hat.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 den Formaufbau im Schnitt und
Fig. 2 in der Draufsicht,
Fig. 3 die Abkühlungskurve des abgegossenen Behälters.
Auf den unteren Aufbaukern 1 in dem Formkasten 2 ist einer
seits die äußere Kokille 3 aufgesetzt und andererseits der
Innenkern 4 eingesetzt. Durch die Hinterfüllung 5 werden Auf
baukern 1 und Kokille 3 gegeneinander abgedichtet. Der obere
Abdeckkern 6 enthält die Läufe 7 mit den Anschnitten 8, die
Speiser 9 sowie die Kühlkörper 10 in Form von Graphitsteinen.
Auch der Innenkern hat im Bereich des Behälterbodens solche
Kühlkörper 10. Die Kühlkörper 10 im Bereich des Behälterbodens
11 lenken die Erstarrung des Gußkörpers so, daß in den kritischen
Übergängen von Behälterboden zur Seitenwand 12 keine Risse
auftreten. Der aufgesetzte Gießtümpel 13 ist über
Eingußkern und Keramikrohr 14 mit dem Lauf 7 verbunden.
Der Ablauf ist folgender:
Nachdem die Form aus den einzelnen Formteilen: Aufbaukern 1,
Innenkern 4, Kokille 3, Abdeckkern 6, Speiser 9 und Gieß
tümpel 13 hergestellt worden ist, wird die Schmelze in den
Gießtümpel 13 eingegossen. Dabei wird ein mit einem körnigen
Formimpfmittel, z. B. auf der Basis FeSi mit impfaktiven Zusätzen,
wie Barium oder Strontium, gefülltes Rohr 15 in den mit
Schmelze gefüllten Gießtümpel eingeführt und entsprechend der
laufend nachgegossenen Schmelze stetig nachgeführt, so daß
eine gleichmäßige Impfung der gesamten Schmelze erfolgt. Das
flüssige Gußeisen gelangt über das Keramikrohr 14 in die
Läufe 7, welche sich halbkreisförmig oberhalb des Hohlraumes
für die Seitenwand 12 des herzustellenden Gußstückes befinden
und mit gleichmäßig verteilten Anschnitten 8 versehen sind,
durch welche die Schmelze fallend in den Formhohlraum gelangt.
Vor Gießbeginn ist die Kokille 3 auf etwa 100°C aufgewärmt
worden. Die fallende Gießweise ermöglicht eine gerichtete Er
starrung zusammen mit der systemgesteuerten Erwärmung an
schließenden Abkühlung der Kokille 3, so daß ein dichtes Guß
stück mit feinem Gefüge entsteht.
Bei einem Gußeisen der Güte GGG 40 mit einem Si-Gehalt von
1,8 bis 2,2% erhält man bei einer Wanddicke des Behälter
grundkörpers von etwa 200 mm ein ferritisches Grundgefüge,
welches dafür sorgt, daß den hohen Anforderungen entsprochen
werden kann. Die eingelegten Graphitsteine 10 im Innenkern
und Abdeckkern 6 im Bereich des Hohlraumes für den Behälter
boden 11 verhindern, daß an den kritischen Übergangsstellen von
Behälterboden 11 zur Behälterseitenwand 12 bei der Erstarrung
des Gußstückes Risse entstehen. Die Vorwärmung der Kokille 3
und anschließende Kühlung wird so gesteuert, daß während der
Erstarrung eines Gußstückes eine Abkühlungsrate von etwa 50
°C/h eingehalten wird.
Eine praktisch vorgenommene Messung ist in Fig. 3 darge
stellt. Die Kurve 1zeigt den Temperaturverlauf im Gußstück,
während die Kurven 2 und 3 den Temperaturverlauf der Kokille
an zwei verschiedenen Meßpunkten wiedergeben.
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen eines dickwandigen Behältergrund
körpers hoher Kerbschlagzähigkeit aus Gußeisen mit Kugel
graphit der Güte GGG 40 zur Aufbewahrung von mittel- und
niedrigradioaktivem Abfallmaterial (MAW + LAW),
dadurch gekennzeichnet, daß das Gußeisen einen Silizium
gehalt von 1,8-2,2% aufweist und unter fortlaufender
Impfung fallend in eine Form gegossen wird, welche sich
aus einer äußeren seitlichen Kokille (3), einem oberen Ab
deckkern (6) und einem unteren Aufbaukern (1) sowie einem
Innenkern (4) zusammensetzt, wobei die fortlaufende
Impfung mit ca. 0,05 bis 0,2% eines körnigen Formimpf
mittels durch ein in den Gießtümpel (13) eingetauchtes
und stetig vorzuschiebendes mit Impfmittel gefülltes Rohr
erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in
der Form der Boden (11) des Behältergrundkörpers zwischen
Innenkern (4) und oberem Abdeckkern (6) liegt und mittels
in den Abdeckkern (6) und den Innenkern (4) eingeformter
Graphitsteine (10) gekühlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die äußere, seitliche Kokille (3) vor dem Abgießen
des Behältergrundkörpers auf etwa 100°C vorgewärmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß durch gezielte Kühlung der äußeren
seitlichen Kokille (3) eine Abkühlungsrate des gegossenen
Behältergrundkörpers von etwa 50°C/h eingestellt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833324929 DE3324929A1 (de) | 1983-07-09 | 1983-07-09 | Verfahren zum herstellen eines dickwandigen behaeltergrundkoerpers hoher kerbschlagzaehigkeit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833324929 DE3324929A1 (de) | 1983-07-09 | 1983-07-09 | Verfahren zum herstellen eines dickwandigen behaeltergrundkoerpers hoher kerbschlagzaehigkeit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3324929A1 DE3324929A1 (de) | 1985-01-17 |
DE3324929C2 true DE3324929C2 (de) | 1987-09-24 |
Family
ID=6203668
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833324929 Granted DE3324929A1 (de) | 1983-07-09 | 1983-07-09 | Verfahren zum herstellen eines dickwandigen behaeltergrundkoerpers hoher kerbschlagzaehigkeit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3324929A1 (de) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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RU2464124C1 (ru) * | 2011-08-08 | 2012-10-20 | Открытое акционерное общество "ИНЖЕНЕРНЫЙ ЦЕНТР ЯДЕРНЫХ КОНТЕЙНЕРОВ" | Способ центробежного литья многослойных заготовок для корпусов транспортно-упаковочных комплектов (тук) для перевозки и хранения отработавшего ядерного топлива (оят) из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (вчшг) и монолитная отливка корпуса тук, полученная этим способом |
RU2510306C1 (ru) * | 2012-11-06 | 2014-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петрозаводский государственный университет" | Способ изготовления толстостенных отливок из чугуна с шаровидным графитом |
RU2541250C1 (ru) * | 2013-11-15 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ | Способ изготовления отливок из чугуна |
RU2599588C2 (ru) * | 2015-02-25 | 2016-10-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Способ изготовления отливок из чугуна с дифференцированной структурой |
RU2637459C2 (ru) * | 2016-03-29 | 2017-12-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" | Способ изготовления крупнотоннажных отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом |
RU2742093C1 (ru) * | 2020-07-30 | 2021-02-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Способ получения стальной трубной заготовки с повышенной радиационной стойкостью |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3118928A1 (de) * | 1981-05-13 | 1982-12-02 | Thyssen Industrie Ag, 4300 Essen | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von dickwandigen, hohlen gussstuecken |
DE3120221C2 (de) * | 1981-05-21 | 1989-08-10 | Siempelkamp Gießerei GmbH & Co, 4150 Krefeld | Herstellung von dickwandigen Abschirmtransport- und Lagerbehältern aus sphärolitischem Gußeisen |
-
1983
- 1983-07-09 DE DE19833324929 patent/DE3324929A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3324929A1 (de) | 1985-01-17 |
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