DE3926069C1

DE3926069C1 - Casting spheroidal e.g. tube graphite cast iron casting - comprises sheathing tube in carbon fibres in shell or flexible hose form before inserting in mould

Info

Publication number: DE3926069C1
Application number: DE19893926069
Authority: DE
Inventors: Joachim Von Dr.-Ing. 5840 Schwerte De Hirsch
Original assignee: Walter Hundhausen & Co Kg 5840 Schwerte De GmbH
Priority date: 1989-08-07
Filing date: 1989-08-07
Publication date: 1990-10-31
Anticipated expiration: 2009-08-08

Abstract

Steel tube is cast into a spheroidal graphite cast iron casting (3), e.g. cooled walled section for a blast furnace, by a method in which the tube (2) is sheathed in C fibres (3) before insertion in the mould. The C fibres can be applied as a highly flexible hose, which is pulled over the tube and clings closely to it or can be formed of two half shells of C fibre material with a close mesh. ADVANTAGE - Melting of the tube by contact with molten cast iron is avoided.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eingießen eines vor sei nem Einlegen in die Form mit einem nichtmetallischen Werkstoff umhüllten Stahlrohres in ein Gußwerkstück aus Sphäroguß. Die Er findung betrifft ferner ein Gußwerkstück mit eingegossenem Stahl rohr.The invention relates to a method for pouring a before inserting into the mold with a non-metallic material coated steel pipe in a cast workpiece made of nodular cast iron. The he The invention also relates to a cast workpiece with cast steel pipe.

Die DE-OS 21 28 827 offenbart einen gekühlten Wandabschnitt für Hochöfen o.dergl. sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung. Hier ist ein ein Kühlmittel führendes Stahlrohr in einem aus Gußstahl oder Gußeisen bestehenden Körper angeordnet, wobei das Stahlrohr zuvor mit einem Überzug versehen worden ist, der aus einem Ge misch aus Dimethylpolysiloxan und Siliziumdioxyd besteht. Die Gußeisenschmelze wird mit einer Temperatur von 1300 bis 1320°C in die Form eingegossen, wobei sich bei Berührung der Schmelze mit dem Überzug des Stahlrohres Kohlendioxyd, Dampf u.dergl. ent wickeln und einen Gasfilm bilden, der die Außenfläche des Stahl rohres umgibt und dabei das Aufzementieren dieser Oberfläche ver hindert. Die feste Zwischenschicht aus Siliziumdioxyd, die auf diese Weise zwischen dem Stahlrohr und dem Gußkörper gebildet wird, soll eine Verschweißung der Außenfläche des Stahlrohres mit dem Gußkörper verhindern. Als weitere Aufbaustoffe für die Zwi schenschicht können auch Aluminiumoxyd, Bleioxyd, Zirkon und ähn liche Werkstoffe verwendet werden. Gemäß der Beschreibungseinlei tung dieser Vorveröffentlichung, die sich auf eine Priorität aus dem Jahre 1970 stützt, war es bis dahin nicht möglich, das Aufze mentieren der Stahlrohre mit Sicherheit auszuschließen und zwar auch dann nicht, wenn die Außenflächen der Stahlrohre mit Graphit oder Aluminium überzogen oder durch Kupfer oder Zinn plattiert wurden.DE-OS 21 28 827 discloses a cooled wall section for Blast furnaces or the like and a process for its manufacture. Here is a coolant steel pipe in a cast steel or cast iron existing body arranged, the steel tube has previously been provided with a coating which consists of a Ge mix consists of dimethylpolysiloxane and silicon dioxide. The Cast iron melt is at a temperature of 1300 to 1320 ° C poured into the mold, whereby when touching the melt with the coating of the steel pipe carbon dioxide, steam and the like. ent wrap and form a gas film covering the outer surface of the steel surrounding the pipe and thereby cementing this surface prevents. The solid intermediate layer of silicon dioxide that is on formed in this way between the steel tube and the cast body is to be welded to the outer surface of the steel pipe prevent the cast body. As additional building materials for the Zwi layer can also be aluminum oxide, lead oxide, zirconium and the like materials are used. According to the description introduction tion of this prior publication, which is based on a priority 1970, it was not possible until then, the Aufze mentation of the steel pipes with certainty not even if the outer surfaces of the steel pipes with graphite or aluminum coated or plated with copper or tin were.

In der DE-AS 28 04 544 ist darauf hingewiesen, daß der Schutz selbst von mit keramischen Umhüllungen versehenen eingegossenen Stahlrohren nicht immer ausreichend sei. Risse in der Beschich tung, die sich bei der plötzlichen Erwärmung beim Gießen bilden könnten, würden an diesen Stellen zu einer Aufkohlung des Stahl rohres und damit zu einer Herabsetzung der Duktilität führen. Zur Behebung dieses Problems wird ein die Rohre einhüllender Man tel empfohlen, dessen erste, direkt auf die Rohraußenwand aufge brachte Schicht aus einem karbidstabilisierenden Metall und eine weitere darauf abgeschiedene Schicht aus einem thermisch wider standsfähigen Metalloxid oder einer Mischung von diesen Metall oxiden und einer Metall-Legierung oder einem weiteren Metall bzw. einer Metall-Legierung besteht.In DE-AS 28 04 544 it is pointed out that the protection even those cast in with ceramic coverings Steel pipes are not always sufficient. Cracks in the coating that are formed during the sudden warming during casting could carburize the steel at these points pipe and thus lead to a reduction in ductility. To solve this problem, a man enveloping the pipes tel recommended, the first, directly on the pipe outer wall brought a layer of a carbide stabilizing metal and a another layer deposited thereon from a thermally reflected stable metal oxide or a mixture of these metals oxides and a metal alloy or another metal or a metal alloy.

Die DE-PS 2 30 058 offenbart ein Verfahren zum Gießen von mit Me talleinlagen versehenen Gußkörpern, wobei die Einlage vor dem Umgießen mit Metall mit einer die Wärme abhaltenden Masse be deckt werden soll. Diese Masse soll in Gestalt eines feinen Pul vers zur Anwendung gebracht werden, wobei z.B. gewöhnliche Mine ralien wie z.B. Graphit oder ein Metallpulver, gepulvertes Alu minium oder kohlenstoffhaltige Stoffe wie z.B. gepulverte Holz kohle, Koks oder Kohle benutzt werden können. Zu verwenden seien auch Metalloxyde, z.B. Mineralfarben, Bleimennige, Bauxit, Chromit Magnesia Kalk Kalkstein Tonerde u.dergl. Verwiesen wird dann noch auf etwa 25 weitere mögliche Überzugsmaterialien.DE-PS 2 30 058 discloses a method for casting with Me cast inserts provided, the insert in front of the Pour over metal with a heat-retaining mass to be covered. This mass should be in the form of a fine pulse verses are used, e.g. ordinary mine rals such as Graphite or a metal powder, powdered aluminum minium or carbonaceous substances such as powdered wood coal, coke or coal can be used. To be used also metal oxides, e.g. Mineral colors, red lead, bauxite, Chromite magnesia lime limestone alumina and the like Referred then about 25 other possible coating materials.

Die aus dem Jahre 1977 stammende DE-AS 27 19 166 offenbart ein Kühlelement mit in einem Gußeisenkörper eingegossenen Stahlroh ren, auf denen eine mehrlagige Zwischenschicht vorgesehen ist, die stahlrohrseitig aus einem Metall, das eine geringere Affini tät zum Kohlenstoff hat als Eisen, und gußeisenkörperseitig aus einem keramischen Werkstoff besteht.DE-AS 27 19 166, dating from 1977, discloses a Cooling element with steel tube cast in a cast iron body ren, on which a multi-layer intermediate layer is provided, the steel tube side of a metal, which has a lower affini act on carbon as iron, and on the cast iron body side a ceramic material.

Die DE-A1 32 43 377 befaßt sich mit dem Problem der Einarbeitung eines maßgenauen Kanals, insbesondere eines hydraulischen Strö mungskanals, in ein verwinkelt gestaltetes Gußwerkstück, um durch diesen Kanal z.B. Schmiermittel einer Lagerstelle zuführen zu können. Um auf einfache Weise äußerst maßhaltige Kanäle in einem Werkstück vorsehen zu können, wird in der genannten Vorveröffent lichung vorgeschlagen, in die Form vor dem Einbringen der Schmel ze ein mit dem Kanal versehenes metallisches, im Querschnitt zwei- oder mehrteiliges Bauteil einzulegen, das in das Werkstück eingegossen bzw. mit diesem teilweise vergossen wird. Als metal lisches Bauteil kann dabei ein aus zwei oder mehreren ineinander angeordneten Hohlkörpern gebildetes Rohr verwendet werden, wobei der Hohlkörper aus Materialien mit unterschiedlichen Schmelzpunk ten bestehen kann.DE-A1 32 43 377 deals with the problem of incorporation a dimensionally accurate channel, in particular a hydraulic flow mungskanal, in an angled cast workpiece to pass through this channel e.g. Feed lubricant to a bearing can. To easily get dimensionally stable channels in one To be able to provide a workpiece is published in the above Lichung suggested in the mold before introducing the melt ze a metal provided with the channel, in cross section insert a two-part or multi-part component into the workpiece is poured or partially potted with this. As metal A component can be one of two or more arranged hollow bodies formed tube are used, wherein the hollow body made of materials with different melting points ten can exist.

Die US-PS 44 50 886 befaßt sich mit dem Einbringen von Aluminium rohren in einen Aluminiumguß und zwar bei auftretenden Gießtempe raturen von unter 800°C. Zum Schutz der Aluminiumrohre wird in dieser aus dem Jahre 1982 stammenden Vorveröffentlichung ein zweischichtiger Überzugsfilm vorgeschlagen, dessen erste Schicht aus einem hochtemperaturbeständigen chemischen Film oder aus einem leicht oxidierbaren Metallpulver und dessen zweite Schicht aus einem Schmierfilm bestehen sollen, der z.B. Graphit o.dergl. enthalten kann.The US-PS 44 50 886 deals with the introduction of aluminum pipes in a cast aluminum and that when the casting temp occurs temperatures below 800 ° C. To protect the aluminum tubes is in this previous publication from 1982 two-layer coating film proposed, the first layer from a high temperature resistant chemical film or from an easily oxidizable metal powder and its second layer should consist of a lubricating film, e.g. Graphite or the like may contain.

Die US-PS 29 91 520 offenbart u.a. eine Schutzhülle aus Glasfa sern, deren Verwendung empfohlen wird in Verbindung mit einem Aluminiumguß. Das einzugießende Rohr soll aus Kupfer bestehen und nach dem Gießen aus dem Gußstück wieder entfernt werden. Um das Herausziehen dieser Rohre zu vereinfachen, soll ein flexibles, gasdurchlässiges, mattenförmiges Material Verwendung finden, das z.B. auch aus rostfreiem Stahl bestehen soll.U.S. Patent 2,991,520 discloses inter alia a protective cover made of glass fa sern, the use of which is recommended in connection with a Cast aluminum. The pipe to be cast in should consist of copper and can be removed from the casting after casting. To do that To simplify pulling out of these tubes is intended to be a flexible, gas permeable, mat-shaped material are used, the e.g. should also consist of stainless steel.

Ausgehend von dem eingangs erläuterten Verfahren liegt der Erfin dung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. ein Gußwerkstück zu entwickeln, bei denen ein Anschmelzen der Stahlrohre beim Ein bringen des flüssigen Sphärogusses mit Sicherheit verhindert wird.The Erfin is based on the procedure explained at the beginning The task is based on a method or a cast workpiece develop, in which a melting of the steel pipes when entering bringing liquid nodular cast iron prevented with certainty becomes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als nicht metallischer Werkstoff Kohlefasern verwendet werden.This object is achieved in that as not metallic material carbon fibers are used.

Eingehende Versuche haben bestätigt, daß die Kohlefasern von dem praktisch kohlenstoffgesättigten flüssigen Sphäroguß nicht ange griffen werden. Erfindungsgemäß ist somit die Möglichkeit gege ben, Stahlrohre, die z.B. als Hydraulikleitungen bisher auf die gegossenen Bauteile mit Schellen aufgeschraubt werden, dadurch in das Gußstück zu integrieren, daß sie der Kontur des Gußstückes folgend in das Gußstück eingegossen werden, ohne daß dabei der flüssige Sphäroguß die Stahlrohre anschmilzt oder sogar an eini gen Stellen durchschmilzt und sie dadurch verschließt.In-depth tests have confirmed that the carbon fibers from the practically carbon-saturated liquid nodular cast iron is not indicated be gripped. According to the invention, the possibility is thus opposed ben, steel pipes that e.g. as hydraulic lines so far on the cast components are screwed on with clamps, thereby to integrate into the casting so that it is the contour of the casting are subsequently poured into the casting without the liquid nodular iron melts the steel pipes or even on one melted in places and thereby seals them.

Besonders zweckmäßig und leicht durchzuführen ist der weitere Vorschlag, daß auf das Metallrohr ein Schlauch aufgezogen wird, der aus einem engmaschigen Kohlefasergewebe besteht. Die Löcher in dem Gewebe sind dabei so klein zu halten, daß die Schmelze nicht durch das Gewebe durchtreten und dadurch den Stahl an schmelzen kann. In jedem Fall ist festzustellen, daß der Stahl des eingegossenen Stahlrohres nach dem Gießvorgang seine Biegsam keit beibehält, daß also praktisch keine Aufkohlung und damit Versprödung des Stahles stattfindet.The other is particularly expedient and easy to carry out Suggestion that a hose be put on the metal pipe, which consists of a close-meshed carbon fiber fabric. The holes in the tissue are to be kept so small that the melt do not pass through the fabric and thereby on the steel can melt. In any case, it should be noted that the steel of the cast steel pipe after the casting process its pliable maintains that practically no carburizing and thus Embrittlement of the steel takes place.

Gemäß einem alternativen Lösungsvorschlag kann das Stahlrohr auch zwischen Halbschalen aus Kohlefasermaterial eingebettet wer den.According to an alternative solution, the steel tube also embedded between half-shells made of carbon fiber material the.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprü che.Further features of the invention are the subject of the dependent claims che.

In der Zeichnung ist im Querschnitt ein Ausschnitt eines Gußwerk stückes mit einem eingegossenen Stahlrohr schematisch darge stellt.In the drawing is a cross section of a casting piece with a cast steel tube schematically Darge poses.

In einem Gußstück 1 befindet sich ein eingegossenes Stahlrohr 2, dessen äußere Mantelfläche von einer Schutzhülle 3 umgeben ist. Letztere besteht aus Kohlefasern. Dabei kann die Schutzhülle ein aus einem Kohlefaser-Gewebe bestehender hochflexibler Schlauch sein, der unter Dehnungsspannung eng an dem Stahlrohr 2 anliegt.In a casting 1 there is a cast steel tube 2 , the outer surface of which is surrounded by a protective cover 3 . The latter consists of carbon fibers. The protective cover can be a highly flexible hose made of a carbon fiber fabric, which lies tightly against the steel tube 2 under stretching tension.

Das Gußwerkstück 1 ist durch einen angenähert kohlenstoffgesättig ten Sphäroguß gekennzeichnet.The cast workpiece 1 is characterized by an approximately carbon-saturated nodular cast iron.

Claims

1. A method for pouring a steel tube before it is inserted into the mold with a non-metallic material in a casting workpiece made of nodular cast iron, characterized in that carbon fibers are used as the non-metallic material.

2. The method according to claim 1, characterized in that on the steel tube is pulled up a hose that consists of a close-meshed carbon fiber fabric.

3. The method according to claim 2, characterized by the use a highly flexible hose, which after its opening pull tight against the steel pipe.

4. The method according to claim 1, characterized in that the Steel tube between half shells made of carbon fiber material is bedded.

5. Cast workpiece with cast steel tube ( 2 ), which has a protective cover ( 3 ) made of non-metallic material, in particular produced by a method according to the preceding claims, characterized in that the protective cover ( 3 ) consists of carbon fibers.

6. Cast workpiece according to claim 5, characterized in that the protective cover ( 3 ) is a close-meshed carbon fiber fabric.

7. Cast workpiece according to claim 6, characterized in that the fabric is a highly flexible, tight under tension forms hose abutting the steel tube.

8. Cast workpiece according to claim 5, characterized in that the protective cover ( 3 ) is formed by half shells made of carbon fiber material, between which the steel tube ( 2 ) is embedded.

9. Cast workpiece according to one of claims 5 to 8, characterized net by an approximately carbon-saturated nodular cast iron.