DE3720878A1 - Ueberzugsmaterial fuer giessrinnen - Google Patents
Ueberzugsmaterial fuer giessrinnenInfo
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- B22D35/00—Equipment for conveying molten metal into beds or moulds
- B22D35/04—Equipment for conveying molten metal into beds or moulds into moulds, e.g. base plates, runners
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Überzugsmaterial
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Das Schleudergußverfahren dient zur Herstellung
rotationssymmetrischer Gußstücke (Rohre), die ihre Form
gebung in einer während des Gießens und bis zur Erstar
rung des Gußmaterials um ihre Mittelachse rotierenden
metallischen, wassergekühlten Kokille erhalten. Die
Schmelze wird dem Kokilleninnenraum über eine Gießrinne
zugeführt, die sich der Länge nach in die Kokille hinein
erstreckt. Diese Rinnen sind heute meist aus Stahl ge
fertigt. Sie müssen mit einem feuerfesten, wärmeisolie
renden Überzug versehen werden, dem im wesentlichen die
nachstehenden Aufgaben und Eigenschaften zukommen:
- a) thermische Isolation der Rinne, damit sich die Oberseite der Rinne beim Darüberfließen der Schmelze nicht zu stark erwärmt, da sie sich sonst verbiegt und nicht mehr der Länge nach in die Kokille eingefahren werden kann, ohne anzustoßen;
- b) Verminderung der Benetzbarkeit der Rinne, um eine gleichmäßige, von anhaftenden und erstarrenden Anteilen der Schmelze nicht gestörte Strömung derselben zu gewähr leisten. Die Grenzflächenspannung zwischen dem feuerfesten Überzug und der Schmelze soll möglichst groß sein;
- c) ausreichende Erosionsfestigkeit, um eine möglichst lange Standzeit zu erreichen;
- d) saubere Trennung der in der Rinne nach dem Guß eines Gußstücks verbleibenden Schale des bereits verfestigten Gießwerkstoffes ohne Beschädigung des feuerfesten Über zuges;
- e) Verminderung bzw. Vermeidung von chemischen Reak tionen zwischen der Schmelze und Schlackenresten einerseits und dem feuerfesten Überzugsmaterial andererseits;
- f) Vermeidung von chemischen Reaktionen zwischen der Rinne und dem feuerfesten Überzugsmaterial.
Die bekannten feuerfesten Überzüge für Gießrinnen be
stehen im wesentlichen aus Kohlematerial und feuerfesten
Bindern. Unter "Kohlematerial" sollen Stoffe wie Koksstaub
oder Graphit verstanden sein, die im wesentlichen aus elemen
tarem Kohlenstoff bestehen. Die feuerfesten Binder sind zum
Beispiel Tone, Bentonite, Wasserglas, Kieselgel oder Phosphate. Das
Überzugsmaterial wird als wäßrige Suspension verarbeitet
und beispielsweise auf die Gießrinne mit einem Quast aufge
strichen, bis sich eine mittlere Dicke des Überzuges von
etwa 0,5 bis 2 mm ergibt.
Die Wirtschaftlichkeit des Schleudergußverfahrens wird
zum Teil durch die Lebensdauer des feuerfesten Überzuges der
Gießrinne bestimmt. Eine notwendig werdende Erneuerung des
Überzuges bedeutet eine Betriebsunterbrechung, die das
Ausbringen an Gußstücken vermindert. Abhängig ist die Lebens
dauer im wesentlichen von
- a) Oxidation des Kohlenstoffs;
- b) Erosionsverschleiß durch die über den Überzug hinweg strömende Schmelze;
- c) mechanische Zerstörung des Überzugs durch Rißbildung und Ausbrechen einzelner plättchenförmiger Teile.
Die Einwirkungen b) und c) überwiegen. Bei der Her
stellung von Rohren mit 100 bis 150 mm Durchmesser und
einer durchschnittlichen Produktionsrate von ca. 70 Rohren/h
lassen sich mit einem Überzug der Gießrinne erfahrungsgemäß
ca. 210 bis 280 Gießvorgänge pro Überzug durchführen. Dies
entspricht einer Standzeit im laufenden Betrieb von etwa
3 bis 4 Stunden. Das Entfernen des Reste des verbrauchten
Überzuges und das Auftragen eines neuen Überzuges nehmen
etwa 10 Minuten Zeit in Anspruch, so daß für die Erneuerung
des Überzuges pro Schicht (8 Stunden) ca. 20 bis 30 Minuten
verlorengehen, was einem Produktionsausfall von etwa 5 bis
8% entspricht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Standzeit
des feuerfesten Überzuges der Gießrinne zu verlängern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1
wiedergegebene Maßnahme gelöst.
Es wurde gefunden, daß durch das Einarbeiten der Fasern
in das Überzugsmaterial der Überzug eine deutlich verbesserte
Widerstandsfähigkeit gegen die mechanischen Beanspruchungen
des Überzugs beim Darüberströmen der Schmelze und gegen die
erheblichen Temperaturwechselbeanspruchungen erhält. Der
Überzug hält ersichtlich besser zusammen, und es vergrößern
sich die Abstände zwischen den Erneuerungen des Überzugs
erheblich.
Der Anteil an Fasern kann gemäß Anspruch 2 0,005 bis
5 Gew.-% betragen. Der zweckmäßigste Anteil muß im Einzelfall
ermittelt werden und hängt von dem Material und der Morpholo
gie der Fasern ab.
In Betracht kommen Fasern mit einem Durchmesser
von 3 bis 30 µm und einer Länge von 0 bis 8 mm, wobei dies
natürlich so zu verstehen ist, daß Fasern von den kleinsten
vorkommenden Längen bis etwa 8 mm eingesetzt werden können
(Anspruch 3).
In der bevorzugten Ausführungsform sind die Fasern
Kohlenstoffasern (Anspruch 4). Diese Fasern haben sehr hohe
Festigkeitswerte und relativ geringes spezifisches Gewicht
und eine geringe Wärmeleitfähigkeit. Sie tragen also schon
in relativ geringen Anteilen zu einer deutlichen Verbesse
rung der Standzeit des Überzuges bei und beeinträchtigen
nicht seine wärmeisolierenden und benetzungsverhindernden
Eigenschaften.
Ähnliche Vorteile kommen Graphitfasern zu (Anspruch 5).
Die Fasern können auch keramische Fasern sein (Anspruch 6),
zum Beispiel Fasern aus Mullit oder Al2O3, und auch natürliche
mineralische Fasern (Anspruch 7) wie zum Beispiel Asbest,
sofern keine unerwünschten Reaktionen dieser Fasern mit in
der Schmelze enthaltener Schlacke zu befürchten sind.
Die Verlängerung der Standzeit kann gemäß Anspruch 8
durch einen Anteil eines feinteiligen feuerfesten Materials
mit einer blättchen- oder fladenförmigen Struktur der
Partikel gefördert werden, die gemäß Anspruch 9 in einem
Anteil von 1 bis 15 Gew.-% zugegen sein können und bei
spielsweise in einem feuerfesten Schichtsilikat (Anspruch 10)
wie Talk, Pyrophyllit, Muskovit, Phlogopit bestehen können.
Es wurde beobachtet, daß durch solche Zusätze besonders
die Erosion des Überzuges durch die darüberströmende Schmelze
hintangehalten werden kann.
Weiterhin trägt zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit
des Überzuges im Wege der Verdichtung durch Auffüllung der
Kornstruktur ein Anteil an Ruß (Anspruch 11) bei, der etwa
2 bis 5 Gew.-% betragen kann (Anspruch 12).
Der Ruß hat auch noch die zusätzliche Wirkung, daß die
Benetzung des Überzuges durch die Schmelze vermindert wird.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine Gießrinne
(Anspruch 13), die mit einem Überzug aus dem Überzugsma
terial nach einem der Ansprüche 1 bis 12 versehen ist.
Die Erfindung ist auch für andere Gießrinnen als solche
für den Schleuderguß und auch für andere Anwendungsfälle
mit vergleichbarer Beanspruchungslage geeignet, bei welchen
also eine Schmelze an einer zu schützenden metallischen Be
grenzung entlangströmt.
In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch er
läutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Schleuder
gußanlage;
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Gießrinne
in vergrößertem Maßstab;
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus dem unteren Teil
der Gießrinne nach Fig. 2 in erneut vergrößertem Maßstab.
Die in Fig. 1 als Ganzes mit 10 bezeichnete Gießan
lage umfaßt einen um ein Lager 1 kippbaren Schmelzebehälter
2 mit einem Auslauf 3, über welchen Schmelze 4 in eine
Gießrinne 5 abgegossen werden kann, die von ihrem Einguß
ende 6 zum Abgabeende 7 leicht nach unten geneigt ist und
sich der Länge nach von einem Ende her in das Innere einer
aus Metall bestehenden Kokille 8 hineinerstreckt, die von
einem Mantel 9 mit Kühlwasser 11 umgeben ist. Die Kokille 8
mit dem Mantel 9 ist über einen am in Fig. 1 rechten Ende
angebrachten Antriebskopf 12 mit einem Motor 13 in Drehung
versetzbar. Die Kokille 8 mit dem Mantel 9 und dem Antriebs
kopf 12 ist auf einem nicht dargestellten Schlitten gelagert,
der längs der leicht geneigten Schienenführung 14 derart
verschiebbar ist, daß die Gießrinne 5 immer im Bereich der
Achse der Kokille 8 verbleibt. Durch die Drehung legt sich
die Schmelze gleichmäßig an die Innenwandung der Kokille 8
an und erstarrt dort sofort. Entsprechend dem Gießfort
schritt wird die Kokille 8 gemäß Fig. 1 von links nach
rechts im Laufe des Abgusses verschoben. In dem Ausführungs
beispiel ist am rechten Ende der Kokille 8 ein Kern 15
vorgesehen, der das Innere des rechten Endes des zu gießenden
Rohres formt.
Die Gießrinne 5 hat gemäß Fig. 2 einen muldenförmigen
Querschnitt und ist auf der Innenseite mit einem Überzug
20 versehen, der die Schmelze 4 von der aus Stahl beste
henden Gießrinne 5 trennt und eine wärmeisolierende Wirkung
ausübt.
In Fig. 3 ist die Zusammensetzung des Überzuges 20
schematisch angedeutet. Er besteht in der üblichen Weise
in dem Ausführungsbeispiel aus Koksstaub und einem Ton
als Binder, wobei aber ein Anteil an durch Linien ange
deuteten Kohlenstoffasern 16 vorhanden ist, die einen
Durchmesser im Bereich von 3-30 µm und eine Länge bis zu
8 mm haben können, d.h. in ihren längsten Exemplaren die
Dicke des Überzuges 20 um ein Mehrfaches übertreffen
können. Bedingt durch die Herstellung des Überzuges als
wäßrige Suspension sind die Kohlenstoffasern 16 jedoch im
wesentlichen parallel zur Fläche des Überzuges 20 orien
tiert, d.h. sie stehen im allgemeinen nicht aus dem Über
zug nach oben hervor. Sie sind in das Überzugsmaterial
bei dessen Herstellung miteingemischt worden und liegen
in gleichmäßiger Verteilung im ganzen Volumen des Über
zuges 20 vor.
Durch die geschlossenen elliptischen Ringe 17 ist
ein Anteil an Talkum wiedergegeben, d.h. einem Schicht
silikat mit einer blättchenförmigen Struktur, welches die
Erosionsfestigkeit des Überzuges 20 verbessert, indem
sich die Blättchen oder Fladen 17 schuppenartig vor
wiegend parallel zur Fläche des Überzugs 20 orientieren.
Die Punkte 18 repräsentieren einen Anteil an Ruß,
der zur Verdichtung der Kornstruktur und zur Verminderung
der Benutzung des Überzuges 20 durch die Schmelze dient.
Die angegebenen Komponenten des Überzuges 20 müssen nicht
immer alle gleichzeitig zugegen sein.
Bei den nachfolgenden Arbeitsbeispielen wurden die
Komponenten in einem Mischer gleichmäßig vermischt und
sodann mit Wasser eine Suspension gebildet, die hinsicht
lich ihrer Viskosität durch entsprechenden Wasserzusatz
so eingestellt wurde, daß sich in einem 100-ml-Auslauf
becher (Ford-Becher) mit 4 mm Auslauf Auslaufzeiten zwischen
11 und 12 Sekunden ergaben.
erster Ansatz mit
3,8 kgKoksmehl 5,5 kgGraphit (aufbereitet) 0,75 kgTalk 0,42 kgTon 0,006 kgKohlenstoffaser
3,8 kgKoksmehl 5,5 kgGraphit (aufbereitet) 0,75 kgTalk 0,42 kgTon 0,006 kgKohlenstoffaser
zweiter Ansatz mit
8,8 kgGraphit (aufbereitet) 0,82 kgMuskovit 0,30 kgTon 0,01 kgMullitfaser
8,8 kgGraphit (aufbereitet) 0,82 kgMuskovit 0,30 kgTon 0,01 kgMullitfaser
dritter Ansatz mit
8,0 kggraphitisierter Anthrazit (gemahlen) 0,75 kgGraphit (aufbereitet) 0,4 kgRuß 0,80 kgPyrophyllit 0,35 kgTon 0,100 kgAsbest (Tremolit)
8,0 kggraphitisierter Anthrazit (gemahlen) 0,75 kgGraphit (aufbereitet) 0,4 kgRuß 0,80 kgPyrophyllit 0,35 kgTon 0,100 kgAsbest (Tremolit)
Mit allen drei Ansätzen konnten die Standzeiten für
den jeweiligen Überzug auf über 8 Stunden ausgedehnt werden,
so daß nur ein Auftrag pro Schicht notwendig war und eine
entsprechende mehrprozentige Verbesserung des Ausbringens
eintrat.
Besonders vorteilhaft zeigte sich der Einsatz der
Kohlenstoffaser im ersten Ansatz. Hinsichtlich der Erosion
zeigten der erste und der dritte Ansatz ein etwas günstige
res Verhalten als der zweite Ansatz.
Claims (13)
1. Feuerfestes, wärmeisolierendes Überzugsmaterial
für die Gießrinnen beim Schleuderguß u.dgl., welches im wesent
lichen aus einem feinteiligen Kohlematerial und feuerfe
sten Bindern besteht, dadurch gekennzeichnet, daß es einen
Anteil an feuerfesten Fasern enthält.
2. Überzugsmaterial nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Anteil 0,005 bis 5,0 Gew.-% beträgt.
3. Überzugsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fasern einen Durchmesser von 3 bis
30 µm und eine Länge von 0 bis 8 mm aufweisen.
4. Überzugsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern Kohlenstoffasern (16)
sind.
5. Überzugsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern Graphitfasern sind.
6. Überzugsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern keramische Fasern
sind.
7. Überzugsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern natürliche minera
lische Fasern sind.
8. Überzugsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß es einen Anteil eines feinteili
gen feuerfesten Materials mit einer blättchen- oder fladen
förmigen Struktur der Partikel enthält.
9. Überzugsmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Anteil 1 bis 15 Gew.-% beträgt.
10. Überzugsmaterial nach Anspruch 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das Material ein feuerfestes Schicht
silikat (17) ist.
11. Überzugsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß es einen Anteil an Ruß (18)
enthält.
12. Überzugsmaterial nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Anteil 2 bis 5 Gew.-% beträgt.
13. Gießrinne für den Schleuderguß mit einem feuer
festen, wärmeisolierenden Überzug aus einem feinteiligen
Kohlematerial und feuerfesten Bindern, dadurch gekennzeich
net, daß der Überzug (20) aus einem Überzugsmaterial nach
einem der Ansprüche 1 bis 12 besteht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873720878 DE3720878A1 (de) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | Ueberzugsmaterial fuer giessrinnen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873720878 DE3720878A1 (de) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | Ueberzugsmaterial fuer giessrinnen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3720878A1 true DE3720878A1 (de) | 1989-01-05 |
DE3720878C2 DE3720878C2 (de) | 1990-10-04 |
Family
ID=6330208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873720878 Granted DE3720878A1 (de) | 1987-06-24 | 1987-06-24 | Ueberzugsmaterial fuer giessrinnen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3720878A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994026440A1 (de) * | 1993-05-17 | 1994-11-24 | Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH | Schlichte zur herstellung von formüberzügen |
DE102020001104A1 (de) | 2020-02-20 | 2021-08-26 | Daimler Ag | Gießwerkzeug zum Herstellen von Gussteilen, insbesondere für Kraftfahrzeuge |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3525847A1 (de) * | 1985-07-19 | 1987-01-22 | Didier Werke Ag | Schlichte zur herstellung von rberzuegen |
-
1987
- 1987-06-24 DE DE19873720878 patent/DE3720878A1/de active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3525847A1 (de) * | 1985-07-19 | 1987-01-22 | Didier Werke Ag | Schlichte zur herstellung von rberzuegen |
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WO1994026440A1 (de) * | 1993-05-17 | 1994-11-24 | Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH | Schlichte zur herstellung von formüberzügen |
DE102020001104A1 (de) | 2020-02-20 | 2021-08-26 | Daimler Ag | Gießwerkzeug zum Herstellen von Gussteilen, insbesondere für Kraftfahrzeuge |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3720878C2 (de) | 1990-10-04 |
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Legal Events
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