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Verfahren zum Herstellen von eisernen Schleudergußrohren Die 1?rfindting
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bußeisernen Rohren, insbesondere aus
zwei Schichten bestehenden Rohren. Die Erfindung löst die Aufgabe, in einem einzigen
Arbeitsgange mittels kalter, mit Wasser gekühlter Schleudergußkokillen gulieiserne
Rohre herzustellen. die nicht die harte Gußliaut haben, welche bei gewöhnlichen,
nach dem Schleuderverfahren hergestellten einschichtigen Bußeisernen Rohren vorhanden
ist. Bei den bekannten Verfahren besteht die sich mit hoher Geschwindigkeit drehende
Schleudergußkokille aus einem starken Eisenzylinder, der von außen mittels eines
Wassermantels gekühlt wird. Infolge der raschen Abkühlung erstarrt die äußere Oberfläche
des iti der Form hergestellten Rohres zu weißem Gußeisen von großer Härte. Da dieses
Gußeisen nicht bearbeitet «-erden kann, müssen die so hergestellten Rohre mindestens
io Stunden bei hoher Temperatur ausgeglüht «-erden, damit die aus weißem Gußeisen
bestehende Außenschicht erweicht und graphitisiert wird. Dies hat jedoch Übelstände
zur Folge; denn wenn das Rohr beim Ausglühen waagerecht im Glühofen gehalten wird,
biegt es sich leicht durch. Wenn es andererseits dabei in senkrechter Lage hängt,
kann es durch sein eigenes Gewicht zerreißen. Um dies zu verhindern, mußte man daher
bisher die Wandstärke der Rohre vergrößern. Dies bedeutet jedoch nicht nur eine
wesentliche Verteuerung der Rohre, sondern stellt auch eine Materialverschwendung
dar.
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Um die erwähnten L.`belstände zu vermeiden. hat man auch schon vorgeschlagen,
die Schleudergußkokille .selbst so hoch zu erhitzen, wie es für ihre mechanische
Widerstandsfähigkeit eben noch zulässig ist, und gegebenenfalls in die heiße Kokille
vor der Einführung des Eisens ein anderes Metall einzubringen, das in der Kokille
im geschmolzenen Zustande bleibt und sich beim darauffolgenden Einführen des Eisens
mit diesem vermischt, so daß in der äußeren Schicht eine Legierung entsteht, die
bei geeigneter Wahl des zuerst eingeführten 'Metalls sich besser bearbeiten läßt
als das gewöhnliche Gußeisen. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß durch
die hochgradige Erhitzung die Kokille sich wesentlich schneller abnutzt als die
üblichen gekühlten Kokillen. Außerdem ist das arbeiten mit einer hocherhitzten Kokille
auch wesentlich schwieriger als finit einer gekühlten Kokille.
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Man hat ferner vorgeschlagen, in die kalte Kokille vor dein Eingießen
des flüssigen Eisens gepulrertes Silicium oder eine gepulwerte
Siliciumlegierun-
einzubringen, durch welche einerseits eine zu plötzliche Abkühlung des Eisens verhindert
werden soll und die andererseits, indem sie schmelzen und in die Außenhaut des Eisens
hineindiffundieren, bewirken, daß die äußere Schicht zu einem weicheren Eisen erstarrt.
Dieses Verfahren ist jedoch technisch schwierig und wirtschaftlich sehr kostspielig.
Außerdem wird von dem Eisen nur sehr wenig Silicium aufgenommen, da das Eiseil beim
Auftreffen auf die Kokillenwandung sofort erstarrt. Die leicht bearbeitbare Schicht
wird daher höchstens einige Zehntelmillimeter betragen, was allgemein unzureichend
ist. _ Durch die Erfindung werden die -Nachteile der bekannten Verfahren vermieden.
Es wurde nämlich gefunden, daß ein Bußeisernes Rohr mittels einer Schleudergießmaschine
hergestellt werden kann, ohne daß die mit der Form in Berührung kommende AußenflWche
des Rohres sich erhärtet, wenn für die äußere Schicht ein Gußeisen mit besonders
hohem Siliciumgehalt benutzt wird, während die innere Schicht aus gewöhnlichem Gußeissen
oder aus hochwertigem Perliteisen bestehen kann.
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Gemäß der Erfindung werden' Bußeiserne, aus zwei Schichten bestehende
Rohre leergestellt, indem in die Schleudergußkokillen zunächst Eisen mit 3,11 bis
q.,-5 ofo Kohlenstoff, fi,o bis 2,5"/, Silicium, dessen Gesamtgehalt an Kohlenstoff
und Silicium 7,0 bis 8,511l11 beträgt, eingegossen und auf diese Schicht
gewöhnliches Gußeisen aufgebracht wird, das 2,11 bis 2,5 1111, Kohlenstoff, 1,11
bis 2,5 1111o Silicium, 11,5 bis 2,5 00 :Mangan und 11,3 t5is 1,5 0'11 Phosphor
enthält. Auf diese Weise lassen sich in einfachster Weise Bußeiserne Rohre, die
für die Bearbeitung kein Ausglühen benöti;;en, herstellen.
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Die Ausführung der Erfindung soll nunmehr an Hand eines Beispiels
erklärt werden. 13ine Eisenform mit einem inneren Durchinesser von i11 ein, einem
äußeren Durchinesser von 1.I cm und einer Länge von etwa .4 m wird-mit einer Geschwindigkeit
von etwa Soo Umdrehungen je Minute gedreht. Ein Stahltrog mit feuerfestem Futter
wird in die Form eingesetzt, und das geschlnolzcne Eisen finit dein oben angegebenen
hohen Siliciumgehalt wird in einer Menge von etwa 24 kg bei einer Temperatur voll
etwa 1500° C in den Trog gegossen. Der Trog wird jetzt um einen bestimmten Winkel
gedreht, so daß der gi-öLiere "feil des geschmol-renen Metalls in die Form genossen
werden kann. Wenn der 1-Iauptteil tles I?i:ens mit hohem _Siliciutiigehalt ausgegossen
ist, werden' etwa 32 kg des zur Herstellung der Innenschicht bestimmten geschillalzeilen
gcwöhnlichrn Gu!3oisen: oder hochwertigen Gußeisens bei einer Temp; ratur von .etwa
i4oo' C in den schräg gehaltenen Trog eingegossen und von dort in die Form hineingefüllt,
ohne daß der Fluß aus Eisen finit hohem Siliciumgehalt unterbrochen wird. Die letzten
in dem Trog zurückbleibenden Metallreste werden dadurch entfernt, daß der Trog vollständig
umgekippt wird.
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Ein in dieser Weise hergestelltes Rohr besitzt keine harte Haut auf
der Außenfläche, die mit der Metallform in unmittelbare Berührung kommt. Bei dem
oben angegebenen Beispiel beträgt die Stärke der aus Eisen mit hohem Siliciurngehalt
bestehenden Außenschicht etwa :I mm und die Stärke der Innenschicht etwa 6 min.
Es ist jedoch schwierig, die Stärke der beiden Schichten einzeln zu bestimmen, da
sie an der Cbergangsstelle zu einem homogenen Eisen von mittlerer Zusaminensetzung
zusammenschmelzen. Die relative Stärke der beiden Schichten kann selbstverständlich
in Übereinstimmung mit den Arbeitsverhältnissen geändert «-erden, und das oben angegebene
Zahlenbeispiel soll nur zur Erklärung dienen. In der Praxis müssen die Stärke der
Innenschicht und der Außenschicht, die Gießtemperatur des geschmolzenen Eisens,
die Stärke der Form, die Abkühlungsgeschwindigkeit derselben und andere Gießbedingungen
der Größe des Rohres entsprechen.
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Es wurde ferner gefunden, daß Eisen finit hohem Siliciumgehalt von
der obenerwähnten Zusammensetzung eine besondere Eigenschaft besitzt: es hat nämlich
eine lierrit-Graphit-Struktur ohne gebundenen Kohlenstoff, wenn es in einer Kokillenforrn
gegossen wird, während - es eine Perlit-Graphit-Struktur mit wechselnden Mengen
gebundenen Kohlenstoffes besitzt, wenn es in eine trockene Sandform gegossen wird.
Die gemäß vorliegender Erfindung hergestellten zusammengesetzten Eisenrohre brauchen
nicht aus= geglüht zu werden. Dies ist selbstverstüi@dlich ein großer Vorteil im
Vergleich mit gewöhnlichen, nach dein Schleuderverfahren hergestellten gtiljeiserneli
Rohren, die eine harte Gußhaut haben und nachträglich ausgeglüht werden müssen.
Aul.iertleni gestattet die Erfindung die Verwendung eines hochwertigen Gußeisens
oder IIsilbstlilil-Perlit-Gulieisens von grol,jer Stärke für die Innenschicht, da
nicht mehr die Gefahr bestellt, daß eine erhärtete Schicht von übernormaler Stärke
entstellt.
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Durch die Verbindung der aus einem nicht erhärtenden Lisen von hohem
Silicitinigehalt besteheilden Außenschicht mit der starken Innenschicht aus Perlitgußeisen
entstellt ein starkes Eisenrohr finit einer weichen Haut, die leicht bearbeitet
werden kann. Die b)renn-
Stoff- und Arbeitskosten. die bei gewöhnlichen,
nach dem Schleuderverfahren hergestellten Rohren für das Ausglühen auflaufen, können
somit gespart werden. Die gemäß vorliegender Erfindung Hergestellten Bußeisernen
Rohre können beispielsweise mit Vorteil als U'asserleitungen. Gashauptleitungen,
als Tragmasten für Straßenbahnfahrdrähte usw. verwendet werden. Die Erfindung kann
ferner in wirtschaftlicher. Weise beim Gießen von zylindrischen Körpern, wie Bombenmänteln
und anderen Geschossen, benützt werden, die nach dem Schleuderverfahren hergestellt
werden.