DEP0018328DA

DEP0018328DA - Lining compound for centrifugal molds

Info

Publication number: DEP0018328DA
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Roeckner
Original assignee: Roeckner, Martin, Dipl.-Ing. Honnef
Publication date: 1950-11-09

Description

Es ist bekannt, bei der Herstellung von Hohlkörpern umlaufende Schleuderformen zu benutzen, in die der flüssige Baustoff, der den Hohlkörper bilden soll, eingegossen wird. Die Umlaufgeschwindigkeit der Form wird dabei in bekannter Weise so hoch gehalten, dass der eingegossene Baustoff sich an die Wand der Form anlegt und daran durch die Fliehkraft gehalten wird, bis seine Erstarrung erfolgt ist. Das Schleudern wird dabei in bekannter Weise ausgeübt mit senkrecht, waagerecht oder schräg gestellter Schleuderachse. Die Schleuderform wird in bekannter Weise zuweilen von außen gekühlt, durch Aufspritzen von Kühlmitteln oder durch Anordnung von Kühlmänteln, während die Schleuderform von innen zuweilen eine Auskleidung erhält, die durch Einschleudern von Auskleidungsmitteln, durch Ausmauern oder durch Anstrich in bekannter Weise erfolgt. Zuweilen werden auch Schleuderformen benutzt, die keine inneren Auskleidungsmittel aufweisen.It is known to use rotating centrifugal molds in the production of hollow bodies, into which the liquid building material which is to form the hollow body is poured. The speed of rotation of the mold is kept so high in a known manner that the poured building material rests against the wall of the mold and is held there by centrifugal force until it has solidified. The spinning is carried out in a known manner with the spinning axis set vertically, horizontally or at an angle. The centrifugal mold is sometimes cooled from the outside in a known manner, by spraying coolants or by arranging cooling jackets, while the centrifugal mold is sometimes given a lining from the inside, which is done in a known manner by centrifuging lining materials, by lining or by painting. Sometimes centrifugal molds are also used which do not have internal lining means.

Die Auskleidung dient in bekannter Weise zuweilen zum Schutz der Innenwand der Schleuderform, zuweilen zur Regelung der Erstarrungsverhältnisse in der Form, zuweilen zur Schaffung einer inneren Schicht in der Form, auf welcher der erstarrende Baustoff des Hohlkörpers schwinden kann, ohne gefährlichen, zur Rissbildung führenden Widerstand zu finden. Als Auskleidungsmittel werden in bekannter Weise Stoffe benutzt, die zur Klasse der feuerbeständigen Stoffe gehören, wie Chamotte-Platten, Chamotte-Mörtel, Chamotte-Mehl. Auch Sand wird in bekannter Weise zur Ausbildung einer Innenschicht in der Schleuderform benutzt, wobei er durch Schleudern in seine Lage an der Innenwand der Schleuderform gebracht und in dieser Lage gehalten wird.The lining is used in a known manner, sometimes to protect the inner wall of the centrifugal mold, sometimes to regulate the solidification conditions in the mold, sometimes to create an inner layer in the mold on which the solidifying building material of the hollow body can shrink without dangerous resistance leading to cracking to find. In a known manner, materials belonging to the class of fire-resistant materials, such as chamotte plates, chamotte mortar, chamotte flour, are used as lining agents. Sand is also used in a known manner to form an inner layer in the centrifugal mold, whereby it is brought into its position on the inner wall of the centrifugal mold by centrifugation and is held in this position.

Bei den bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von Hohlblöcken durch Schleuderguss hat sich, bei Stahl als Baustoff für den Hohlkörper, die Verwendung von Sand zur Bildung einer Schicht im Innern der Schleuderform als besonders zweckmäßig erwiesen. Die körnige Beschaffenheit des Sandes, der durch hohe Umdrehungsgeschwindigkeit der Schleuderform in bekannter Weise eine hohe Dichtigkeit erhielt, fördert bei der Erstarrung das Lösen des Gussgutes. Der Hauptvorteil dieses bekannten Verfahrens liegt darin, dass, durch diese Nachgiebigkeit der Sandschicht gegen Schrumpfbewegungen des gebildeten Hohlkörpers, das Entstehen von Querschrumpfrissen nahezu unmöglich gemacht wird. Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens liegt darin, dass der zur Bildung der Innenschicht in der Schleuderform benutzte Sand geringeres Einheitsgewicht hat als der Baustoff, der zur Bildung des gewünschten Hohlkörpers benutzt wird. Dadurch müsste der zur Formung der Innenschicht benutzte Sand beim Eingießen des schweren Baustoffes in die umlaufende Form nach der Achse der Form hin wandern und dem schwereren Baustoff den Platz an der Innenfläche der Schleuderform einräumen. Um dies zu verhindern, wird bei diesem bekannten Verfahren die Umlaufgeschwindigkeit der Form nach Erfahrungssätzen weit höher gehalten als zur Bildung des Holzblockes erforderlich sein würde. Tatsächlich wird dadurch erreicht, dass der zuerst in die umlaufende Form eingebrachte Sand eine solche Dichte erhält, dass er dem danach eingegossenen flüssigen Baustoff des Hohlkörpers genügenden Widerstand entgegensetzt, um dessen Vordringen bis zur Wand der Form zu verhindern, bis das Gießgut nicht mehr die erstarrende Schicht an der Außenseite des sich bildenden Hohlkörpers dringen kann. Obwohl durch dieses bekannte Verfahren, Herstellung von Hohlkörpern durch Schleuderguss möglich ist, wirken sich die Verhältnisse an der Berührungsfläche zwischen Innenauskleidung der Form und am sich bildenden Hohlkörper sehr ungünstig aus, besonders, wenn derselbe nach seiner Herstellung durch Drehen oder Walzen weiter verarbeitet werden soll. Die unnatürliche Lage des leichten Sandes, in größerem Abstande von der Schleuderachse, als sie der schwere Baustoff des Hohlkörpers hat und beibehalten soll, muss dazu führen, dass eine Mischung zwischen Sand und Baustoff des Hohlkörpers eintritt, was auch bei der Anwendung dieses, sonst guten, Verfahrens zu beachten ist. Die Mischung macht sich zumeist nicht über den ganzen Querschnitt der Wand des gebildeten Hohlkörpers bemerkbar, wohl aber innerhalb einer mehr oder weniger tief reichenden Schicht von der Außenseite des Hohlkörpers aus. Das Vorhandensein von Sand in dieser Schicht verursacht eine außerordentliche Härte, die eine spanabhebende Bearbeitung und Walzung sehr erschwert. Wenn spanabhebende Bearbeitung des Hohlkörpers später erforderlich ist, ist mit dem erheblichen Verlusten an Material zu rechnen. Ein Vorteil dieses bekannten Verfahrens ist das Zusammenfallen der Sandschicht nach Beendigen des Schleuderns, wodurch ein leichtes Ausziehen des Hohlkörpers aus der Form, selbst bei langen Formen, möglich wird. Die Schleudergeschwindigkeit muss bei diesem bekannten Verfahren, wie ausgeführt, höher gehalten werden, als für Bildung des Hohlblocks notwendig wäre. Das führt zu dem Nachteil, dass der eingegossene Baustoff des Hohlkörpers, der im Zustand des Erstarrens sehr empfindlich gegen Zugspannungen ist, unnötig hohen Zugspannungen unterworfen ist, gegen die er nicht ausreichend abgestützt ist, da der Sand die Neigung haben muss, dem nachdrückenden Baustoff des Hohlkörpers Platz zu machen. Die Folge ist die Möglichkeit der Bildung von Längsrissen in dem sich bildenden Hohlkörper.In the previously known processes for the production of hollow blocks by centrifugal casting, the use of sand to form a layer inside the centrifugal mold has proven to be particularly expedient in the case of steel as the building material for the hollow body. The granular nature of the sand, which has been given a high level of impermeability in a known manner due to the high speed of rotation of the centrifugal mold, promotes the loosening of the cast material when it solidifies. The main advantage of this known method is that, due to this flexibility of the sand layer against shrinkage movements of the hollow body formed, the occurrence of transverse shrinkage cracks is made almost impossible. A disadvantage of this known method is that the sand used to form the inner layer in the centrifugal mold has a lower unit weight than the building material which is used to form the desired hollow body. As a result, the sand used to form the inner layer would have to migrate towards the axis of the mold when the heavy building material is poured into the circumferential mold and leave space for the heavier building material on the inner surface of the centrifugal mold. In order to prevent this, in this known method the speed of rotation of the mold is kept far higher than would be necessary to form the block of wood, according to empirical principles. What is actually achieved is that the sand, which is first introduced into the circulating mold, has such a density that it opposes the subsequently poured-in liquid building material of the hollow body with sufficient resistance to allow it to penetrate to prevent up to the wall of the mold until the cast can no longer penetrate the solidifying layer on the outside of the hollow body being formed. Although this known method enables the production of hollow bodies by centrifugal casting, the conditions at the contact surface between the inner lining of the mold and the hollow body that is being formed have a very unfavorable effect, especially if the same is to be processed further after its production by turning or rolling. The unnatural position of the light sand, at a greater distance from the centrifugal axis than the heavy building material of the hollow body has and is supposed to maintain, must result in a mixture between sand and building material of the hollow body, which is also the case when this otherwise good one is used , Procedure must be observed. The mixture is usually not noticeable over the entire cross-section of the wall of the hollow body formed, but it is within a more or less deep layer from the outside of the hollow body. The presence of sand in this layer causes an extraordinary hardness, which makes machining and rolling very difficult. If machining of the hollow body is required later, considerable losses of material are to be expected. An advantage of this known method is the collapse of the sand layer after the centrifugation has ended, which enables the hollow body to be easily pulled out of the mold, even in the case of long molds. In this known method, as stated, the centrifugal speed must be kept higher than would be necessary for the formation of the hollow block. This leads to the disadvantage that the poured-in building material of the hollow body, which is very sensitive to tensile stresses when it solidifies, is subjected to unnecessarily high tensile stresses, against which it is not adequately supported, since the sand must have the tendency to make room for the building material of the hollow body that presses down. The consequence is the possibility of longitudinal cracks forming in the hollow body that is being formed.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern durch Schleuderguss bedient sich bekannterweise des Vorteils, den die Bildung einer Schicht aus körniger Masse an der Innenfläche einer umlaufenden Schleuderform bietet, vermeidet aber die Nachteile, die durch Verwendung des zwar bequemen, aber unzweckmäßigen Sandes zur Bildung der gewünschten Schicht entstehen.The method according to the invention for the production of hollow bodies by centrifugal casting is known to make use of the advantage offered by the formation of a layer of granular mass on the inner surface of a rotating centrifugal mold, but avoids the disadvantages caused by using the convenient, but inexpedient sand to form the desired Layer arise.

Das Verfahren bedient sich einer körnigen Masse zur Bildung der gewünschten Schicht durch Verwendung von Material, dessen Einheitsgewicht schwerer oder gleich oder annähernd gleich dem Einheitsgewicht ist, das der zur Bildung des Hohlkörpers vorgesehene Baustoff hat. Im Sinne der Erfindung wird zum Beispiel für die Herstellung von Hohlkörpern aus Stahl, für die körnige Schicht an der Innenseite der Schleuderform, Stahl oder Eisen, in, je nach Art der Verhältnisse, zu wählender Form von Eisenpulver, Walzensinter oder dergleichen benutzt. Als Eisenpulver kann das für Pressarbeiten bekannte Eisenpulver Verwendung finden, unter Beachtung der Sinterfähigkeit, der Neigung, unter Druck festen Körper zu bilden usw. Es muss, im Sinne der Erfindung, darauf geachtet werden, dass das angewandte Pulver bei der auftretenden Temperatur und dem auftretendem Druck seinen körnigen Charakter soweit behält, dass Nachgiebigkeit gegen Schrumpfbewegung des erstarrenden Hohlkörpers erhalten bleibt. Walzensinter und Drehspäne werden, falls sie im Sinne der Erfindung zur Bildung der gewünschten körnigen Masse Verwendung finden sollen, zweckmäßig durch Mahlen im Kollergang oder dergleichen auf einheitliche Beschaffenheit ihrer Körnigkeit gebracht.The method makes use of a granular mass to form the desired layer by using material whose unit weight is greater than or equal to or approximately equal to the unit weight of the building material intended for forming the hollow body. For the purposes of the invention, for example, for the production of hollow bodies made of steel, for the granular layer on the inside of the centrifugal mold, steel or iron, in the form of iron powder, roller sintering or the like, to be selected depending on the nature of the conditions, is used. The iron powder known for pressing can be used as iron powder, taking into account the sinterability, the tendency to form solid bodies under pressure, etc. In the context of the invention, care must be taken that the powder used is at the occurring temperature and the occurring Pressure retains its granular character to such an extent that it is resilient to the shrinking movement of the solidifying hollow body. Roll sinter and turnings are, if they are to be used in the context of the invention to form the desired granular mass, expediently brought to a uniform consistency of their granularity by grinding in a pan mill or the like.

Wenn für die Herstellung von Hohlkörpern andere Baustoffe als Stahl Verwendung finden sollen, so können im Sinne der Erfindung andere Materialien zur Bildung des Pulvers für die körnige Schicht benutzt werden, unter Beachtung der Körnigkeit, Verpressbarkeit und Sinterfähigkeit und der Bedingung bezüglich des Eigengewichtes, welches höher, gleich oder annähernd gleich des Einheitsgewichts des Baustoffes sein muss, aus dem der Hohlkörper gebildet werden soll. Um zu verhindern, dass bei Verwendung eines Pulvers aus gleichem oder verwandtem Stoff, aus dem auch der Hohlkörper gebildet werden soll, ungewollte Vermischung oder Verbindung an der Berührungsfläche zwischen körniger Schicht und Baustoff des Hohlkörpers eintritt, kann im Sinne der Erfindung das Verwendung findende Pulver besondere Behandlung erfahren, dadurch, dass Mischung mit, die Verbindung mit dem Baustoff des Hohlkörpers verhindernden, Stoffen erfolgt, wie zum Beispiel, wenn ein Hohlkörper aus Stahl unter Verwendung einer körnigen Masse aus Eisenpulver hergestellt werden soll, Mischung mit Kalkmilch, die nach dem Trocknen der Mischung die einzelnen Körner der Mischung mit einer KLalkschicht überzogen hat. Im Sinne der Erfindung kann auch Verwendung besonders ausgewählter Stoffe für die Bildung der körnigen Schicht dazu benutzt werden, gewisse Beeinflussung der Außenfläche des zu bildenden Hohlkörpers herbeiführen. Dies könnte zum Beispiel dadurch geschehen, dass man bei Herstellung des Hohlkörpers aus Stahl, zur Bildung der körnigen Innenschicht an der Innenfläche der Form, ein Eisenpulver benutzt, das vermöge seiner, von der Eigenschaft des Baustoffes des Hohlkörpers verschiedenen metallurgischen oder chemischen Eigenschaften, die Eigenschaften der Außenfläche des sich bildenden Hohlkörpers beeinflusst, etwa zur Erzielung größerer oder geringerer Härte oder anderer Verschleißfestigkeit oder anderen Verhaltens gegenüber Einflüssen chemischer Art oder der Temperatur.If building materials other than steel are to be used for the production of hollow bodies, other materials can be used for the purposes of the invention to form the powder for the granular layer, taking into account the granularity, compressibility and sinterability and the condition regarding the dead weight, whichever is higher , must be equal to or approximately equal to the unit weight of the building material from which the hollow body is to be formed. In order to prevent unintentional mixing or connection at the contact surface between the granular layer and the building material of the hollow body when using a powder made of the same or related substance from which the hollow body is also to be formed, the powder used in the context of the invention can be special Experience treatment by mixing with substances that prevent the connection with the building material of the hollow body, such as, for example, when a hollow body made of steel is to be produced using a granular mass of iron powder, mixture with milk of lime, which after drying of the Mixture has coated the individual grains of the mixture with a layer of lime. In the context of the invention, the use of specially selected substances for the formation of the granular layer can also be used to bring about a certain influence on the outer surface of the hollow body to be formed. This could be done, for example, by using an iron powder when manufacturing the hollow body from steel to form the granular inner layer on the inner surface of the mold, the properties of which are due to its metallurgical or chemical properties, which differ from the property of the building material of the hollow body influences the outer surface of the hollow body that is being formed, for example to achieve greater or lesser hardness or other wear resistance or other behavior towards influences of a chemical nature or temperature.

Die Anwendung des neuen Verfahrens erfolgt in der Weise, dass in eine in Umdrehung befindliche Schleuderform mit waagerecht oder schräg liegender Achse eine körnige Masse eingebracht wird, die ungefähr gleiches Einheitsgewicht besitzt wie der Baustoff, der zur Bildung des herzustellenden Hohlkörpers benutzt werden soll. Das Einbringen der Masse in die Form erfolgt in bekannter Weise so, dass die sich unter Einwirkung des Schleuderns an der Innenfläche der Schleuderform bildende Schicht überall gleiche Dicke hat. Nach Bildung der Schicht aus körniger Masse wird dann der zur Bildung des Hohlkörpers erforderliche flüssige Baustoff in die umlaufende Form eingebracht, was ebenfalls in bekannter Weise erfolgen kann. Maßgebend für die Höhe der Schleudergeschwindigkeit ist die Schaffung günstiger Verhältnisse in dem sich bildenden Hohlkörper. Das Schleudern erfolgt mit der Geschwindigkeit, die erforderlich ist, den Baustoff in die Lage zu bringen, in der er im fertigen Hohlkörper liegen soll und ihn während der Erstarrung in dieser Lage zu halten. Eine gewisse Erhöhung der erforderlichen Schleudergeschwindigkeit zum Zwecke einer gewissen Verdichtung des zu gießenden Hohlkörpers kann vorgenommen werden, jedoch ist Erhöhung der Schleudergeschwindigkeit zum Zwecke der Verdichtung der Schicht aus körniger Masse überflüssig, da diese Masse, im Sinne der Erfindung, so ausgewählt worden ist, dass sie sich bei der dem Baustoff des Hohlkörpers zugehörigen Schleudergeschwindigkeit in der Schleuderform in natürlicher Lage befindet und in dieser Lage bleibt.The new method is used in such a way that a granular mass is introduced into a rotating centrifugal mold with a horizontal or inclined axis, which has approximately the same unit weight as the building material that is to be used to form the hollow body to be produced. The mass is introduced into the mold in a known manner in such a way that the layer that forms on the inner surface of the centrifugal mold under the action of centrifugation has the same thickness everywhere. After the layer of granular mass has been formed, the liquid building material required to form the hollow body is then introduced into the surrounding mold, which can also be done in a known manner. The creation of favorable conditions in the hollow body being formed is decisive for the level of the centrifugal speed. The spinning takes place at the speed that is necessary to bring the building material into the position in which it is to lie in the finished hollow body and to keep it in this position during the solidification. A certain increase in the required centrifugal speed for the purpose of a certain compression of the hollow body to be cast can be made, but increasing the centrifugal speed for the purpose of compressing the layer of granular mass is superfluous, since this mass, in the sense of the invention, has been selected so that it is in the natural position at the centrifugal speed associated with the building material of the hollow body in the centrifugal form and remains in this position.

In der Zeichnung, die einen Querschnitt durch eine Schleuderform darstellt, in der das neue Verfahren ausgeübt wird, bedeutet "A" die Schleuderform, "B" die Schicht aus körniger Masse und "C" den Hohlkörper, der herzustellen ist.In the drawing, which shows a cross-section through a centrifugal mold in which the new process is practiced, "A" means the centrifugal mold, "B" the layer of granular mass and "C" the hollow body which is to be produced.

Claims

1. Lining compound for centrifugal casting molds, characterized by a unit weight of the granular material used to form the layer which is greater than or equal to or approximately equal to the unit weight of the building material around which the hollow body is to be formed.

2. Lining compound according to claim 1, characterized in that the granular compound used consists of metal powder, turnings, sintered rollers or the like.

3. Lining compound according to claim 1 and 2, characterized in that the substances used to form the granular mass are prepared and suitable by grinding, mixing and assembling according to chemical and other material properties that occur during centrifuging, pouring and solidification of the building material of the hollow body Withstand pressures and temperatures without losing their grainy character.

4. Lining compound according to claim 1 to 3, characterized in that the composition of the compound forming the granular layer is selected so that it exerts a desired influence on the properties of the outer layer of the hollow body to be formed.