ThyssenKrupp techforum 1/2011 (PDF, 13,8 MB)

20 / Innovatives Blockgießen für große Bauteile
Design des Gussblocks
Der Entwurf und die Entwicklung der Gießform – durchgeführt
mit Hilfe einer FEM(Finite-Elemente-Methode)-
Analyse – hatten das Ziel, Seigerungsphänomene innerhalb
des Gussblockkörpers zu minimieren, vor allem die
Kohlenstoffseigerung, die in Gussblöcken dieser Größe
in erheblichem Maße vorkommt / Bild 1 /. Die Ergebnisse,
die an den ersten sechs Gussblöcken erzielt wurden, bestätigten
die Modellschätzung / Bild 2 /.
Auf Basis dieser Design-Parameter wurde in der
Gießerei von Terni die erste FN-500-Blockform hergestellt
/ Bild 3 /. Sie besteht aus sechs Hämatitgusseisen-
Komponenten mit einem Gesamtgewicht von ca. 550 t.
Besondere Merkmale dieser Blockform:
° Verhältnis Höhe H/Durchmesser D: 0,9 bis 1,2
° Kannelierte Innenseite mit 28 Flächen
° zwei Hohlräume im Gießaufsatz, um beim Schmelzen
die Hebezapfen zu erhalten, die für das Handling des
Gussblocks erforderlich sind
° an der Unterseite ausgebildet Zunge,
um das Handling im Schmelz- und Schmiedebetrieb
zu erleichtern
° Sicherheitsverstärkungsringe (aus Stahl), die an
Formenkomponenten des Körpers angebracht sind
° Anbringung eines speziellen Plattenschutzes am Boden,
um die Entformungsvorgänge zu erleichtern
C [%]
0,656
0,604
0,552
0,500
0,449
0,398
0,346
0,294
0,242
0,190
0,139
0,084
0,035
Bild 1 / FN-500-Erstarrung des Gussblocks und C-Seigerung
C [%]
0,7
Abweichung nach oben
0,6
0,5
Schmelzen-Durchschnitt
0,4
0,3
0,2
0,1
0
Abweichung nach unten
0 2 4 6 8
Block-Nr.
Bild 2 / FN 500 – tatsächliche Kohlenstoffseigerungswerte Bild 3 / FN-500-Blockform
Design der Stahlherstellung
Das Schmelzen erfolgt in einem 150-t-Lichtbogenofen,
wobei mit ausgewähltem Schrottmaterial begonnen wird,
um die Werte von Verunreinigungen, wie z.B. Arsen, Zinn,
Antimon, Kupfer etc., auf ein Minimum zu reduzieren.
In diesem Fall entspricht die zu erzeugende Stahlmenge
etwa 525 t, aufgeteilt in vier Gießpfannen, die eine max.
Kapazität von je 140 t haben.
Für die Raffination des Stahls ist ein spezielles Verfahren
entwickelt worden / Bild 4 /, um den Wasserstoffgehalt, der
ein kritischer Faktor bei großen Gussblöcken ist, zu ver-
ringern. Ferner werden für jede Gießpfanne die Raffinations-
vorgänge definiert, die in den Anlagen der Firma
ASEA sowie in den VD-Anlagen (Vacuum Degassing –
Vakuumentgasung) anzuwenden sind, um die Chemie,
Temperatur und Reinheit zu erreichen, die zum Gießen
notwendig sind.
Gießen des Blocks (bei AST)
Das Vakuumgießen des Blocks erfolgt in einem speziellen
Vakuumtank, der von seinen Abmessungen für
diesen Zweck ausgelegt ist (D: 7.000 mm, H: 9.000 mm)
/ Bild 5 /. Die Gießsequenz erfolgt unter Anwendung
eines bestimmten Verfahrens, das für das Gießen eines
Gussblocks aus vier Pfannen ausgelegt ist. Der in die Form
gegossene Stahl hat ein Gewicht von 500 t.
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