Schleudergiessen / Kernfertigung

Saint-Gobain PAM Deutschland

1. Kernfertigung für die Muffeninnenform

Für die Rohrherstellung nach dem Schleudergussverfahren wird für die Gestaltung der Muffeninnenform ein Sandkern benötigt. Hierzu wird in Kernschießmaschinen ein kunstharzhaltiger Quarzsand in Kernkästen eingepresst der unmittelbar danach aushärtet. Die Kerne werden anschließend geschwärzt um eine glatte Gussoberfläche zu erzielen.

2. Rohrherstellung nach dem Schleuderguss-Verfahren

Schleudergussrohre werden in den Nennweiten DN 80 bis DN 2000 und in Längen 6 m bis 8 m hergestellt. Die Herstellung der Rohre erfolgt nach dem de Lavaud-Verfahren in Metallformen (Kokillen) die von außen mit Wasser gekühlt werden. Die Kokille ist in einer Gießmaschine auf Laufrollen gelagert und wird durch einen Elektromotor über Keilriemen angetrieben. Auf einer geneigten Laufschienenbahn lässt sich die Gießmaschine in ihrer Längsachse verfahren. In die am untere Ende aufgeweitete Kokille wird der Sandkern eingesetzt, er entspricht der gewünschten Muffeninnenform. Auf der oberen Seite der Laufschienenbahn befindet sich die Gießeinrichtung mit der Zuteilungspfanne. Durch eine gesteuerte gleichmäßige Kippgeschwindigkeit wird erreicht, dass während des Gießvorganges eine konstante Eisenmenge pro Zeiteinheit über die Gießlippe in die 6 m bis 8m lange Gießrinne läuft. Vor Gießbeginn ragt die Rinne bis unmittelbar vor den Sandkern. Nachdem die Kokille in Rotation versetzt wurde beginnt die Kippbewegung der Zuteilungspfanne. Nachdem der Raum zwischen Sandkern und Kokille mit dem bis zu 1400 °C heißen Eisen gefüllt ist beginnt die Längsbewegung der Gießmaschine, d.h. sie fährt nach unten aus dem Gießstrahl. Durch Überlagerung der Längs- und Radialbewegung sowie  der auf das flüssige Eisen wirkenden Zentrifugalkräfte bildet sich spiralförmig an der Kokillenwand das Rohr. Die Umdrehungszahl der Kokille wird so gewählt, dass eine Zentrifugalkraft auf das flüssige Eisen der ca. 30-fachen Erdbeschleunigung entspricht. Durch dieses Verfahren wird ein besonders dichtes Gefüge erzielt.

3. Thermische Nachbehandlung der Rohre

Die schnelle Abkühlung in der Kokille macht eine thermische Nachbehandlung der Gussrohre erforderlich. Der Grund dafür ist, dass sich der im flüssigen Eisen gelöste Kohlenstoff im festen Zustand entweder als elementare Graphit ausscheidet oder im Eisen gelöst bleibt. Je größer die Abkühlgeschwindigkeit, umso höher ist der Anteil an gelöstem Kohlenstoff im Eisen (Zementit). Dieses Gefüge hat eine große Härte und eine geringe Dehnung. In einem nachfolgenden Glühprozess bei ca. 950 °C wird der Zementit in Ferrit und Graphit zerlegt. Beim duktilen Gusseisen nimmt der Graphit dabei eine kugelige Form an. Aufgrund der hohen Temperaturen ist es wegen der Formstabilität erforderlich, dass die Rohre durch den ca. 50 m langen Ofen gerollt werden. Die Glühzeit der Rohre und die unterschiedlichen Temperaturzonenen des Ofens sind auf die Gefügeumwandlungen abgestimmt und werden automatisch gesteuert.

4. Metallische Überzüge aus ZnAl bzw. Zn

Nach der thermischen Behandlung wird auf die noch warmen Rohre ein im Lichtbogen aufgeschmolzender  ZnAl (Cu)- bzw Zn-Draht, mittels Druckluft auf die rotierenden Rohre aufgesprüht. 
Bei dem System NATURAL wird auf der Rohroberfläche eine ZnAl (Cu)-Masse von mind. 400 g/m² und bei anderen Rohren (z. B. ZMU) eine Zn-Masse von 200 g/m² aufgetragen. Die metallischen Überzüge sind nach der elektrochemischen Spannungsreihe unedler als Gusseisen, d.h. sie schützen Eisen aktiv und wirken dabei als Opferanode. Die Muffeninnenseite erhält auf einer eigenen Station ebenfalls einen metallischen Überzug.

Diashow

Rohrherstellung
Rohrherstellung nach dem Schleuderguss-Verfahren
Kernfertigung
Kernfertigung für die Muffeninnenform
Thermische Nachbehandlung
Thermische Nachbehandlung duktiler Gussrohre (Glühofen)
Metallische Beschichtung
Metallische Beschichtung ZnAl (Cu)