11/12 - Verein österreichischer GieÃereifachleute
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GIESSEREI-RUNDSCHAU 58 (20<strong>11</strong>) HEFT <strong>11</strong>/<strong>12</strong><br />
40 Jahre Georg Fischer Konverter<br />
zur Magnesium-Behandlung von Gusseisenschmelzen<br />
Die Georg Fischer Automotive AG lud<br />
von 5. bis 7. Oktober 20<strong>11</strong> anlässlich „40<br />
Jahre Georg Fischer Konverter“ zur Konvertertagung<br />
ins Klostergut Paradies –<br />
Schaffhausen (CH) ein. Für den Beginn<br />
dieser ganztägigen Vortragsreihe hatte<br />
Ing. Werner Proschinger, MBA, Produktionsleiter<br />
der Georg Fischer Eisenguss<br />
GmbH, Herzogenburg, einen Überblick<br />
über die Geschichte der Entwicklung<br />
und die weltweite Vermarktung zusammengestellt.*)<br />
Nachstehend eine Kurzfassung der<br />
Präsentation.<br />
1. WARUM wurde<br />
der Konverter entwickelt<br />
Ende der 60er Jahre wurden hochkohlenstoffhaltige,<br />
duktile Gussteile für den<br />
Fahrzeugbau ausschließlich aus Temperguss<br />
produziert. Die Tempergussherstellung<br />
erfordert aber, bedingt durch die<br />
karbidische Erstarrung nach dem Giessen,<br />
ein aufwendiges Glühen zur Einstellung<br />
der mechanischen Eigenschaften,<br />
sowie Zusatzoperationen wie Rissprüfungen<br />
und Richtoperationen. Kostenvorteile<br />
des eigentlichen Gießverfahrens<br />
gegenüber Stahl- und Schweißkonstruktionen<br />
wurden damit schnell wieder aufgebraucht.<br />
Der Herstellprozess musste somit auf<br />
Schmelzen, Legieren bzw. Behandeln,<br />
Gießen, Strahlen, Schleifen und Kontrollieren<br />
reduziert werden.<br />
Man kannte damals seit einigen Jahrzehnten<br />
die hervorragenden mechanischen<br />
Eigenschaften von Gusseisen mit<br />
Kugelgraphit, produziert über das Einbringen<br />
von Magnesium in das Basiseisen.<br />
Es wurde zu dieser Zeit bereits mit<br />
den verschiedensten Verfahren Gusseisen<br />
mit Kugelgraphit hergestellt. Einige<br />
bekannte sind das Überschütten von<br />
NiMg und FeSiMg oder die Inmold<br />
Behandlung. Jedoch keines der angewandten<br />
Verfahren war geeignet, um den<br />
hohen Schwefelgehalt des Kupolofeneisens<br />
in einem Schritt zu reduzieren<br />
und Gusseisen mit Kugelgraphit zu produzieren.<br />
Bild 1: Behandlungskonverter<br />
*) Vorgetragen von Wilhelm Hauke, Berater<br />
für Georg Fischer Konverterverfahren<br />
Bild 2: Georg Fischer Konverter laut Patentschrift 1 815 214<br />
Somit war man immer noch auf der<br />
Suche nach einem Verfahren, Reinmagnesium<br />
mit Flüssigeisen so in Kontakt zu<br />
bringen, dass daraus ein sicherer und<br />
wirtschaftlicher Behandlungsprozess<br />
hergeleitet werden konnte. Schließlich<br />
galt es, eine kontinuierliche Eisenversorgung<br />
der Formanlagen, wie man sie vom<br />
Temperguss her kannte, zu erreichen.<br />
2. WIE war der<br />
Entwicklungsprozess<br />
Aufgrund dieser Problematik hatte Anton<br />
Alt, damals bei Georg Fischer GmbH &<br />
Co KG, Mettmann, die Idee, eine Kammer<br />
an einen Transportkessel anzuflanschen,<br />
in die das Reinmagnesium eingefüllt<br />
werden kann, ohne dass es mit der<br />
Schmelze in Kontakt kommt. Der Gedanke<br />
war an eine russische Entwicklung<br />
mit einer Kammer am Umfang eines Rohres<br />
angelehnt, wie aus Bild 1 ersichtlich.<br />
Die Kammer im Versuchskessel wurde<br />
aus zwei Grafitplatten gebildet. Diese<br />
Platten wurden in den angeflanschten<br />
Teil eingestampft. Leider existieren keine<br />
Bilder oder Skizzen aus dieser Zeit. Da<br />
die Platten dem Dampfdruck nicht immer<br />
standhielten, waren die Reaktionen<br />
dementsprechend heftig.<br />
Aus diesem Grund wurde eine neue<br />
Variante mit stationärem Konverter und<br />
angeflanschter Kammer mit zwei Grafitplatten<br />
gebaut. Diese Variante entspricht<br />
der Skizze der ersten Patentschrift von<br />
1968 (Bild 2).<br />
Das Problem der heftigen Reaktion, sobald<br />
die Platten auseinandergingen,<br />
konnte damit noch immer nicht gelöst<br />
werden. Erst durch den Einsatz einer<br />
Kammerwand aus einem Stück konnte<br />
dieses Problem beseitigt werden. Die verwendete<br />
Kammerwand wurde als Seg-<br />
ment aus einem Grafittiegel<br />
herausgeschnitten und in<br />
den angeflanschten Bereich<br />
eingestampft.<br />
Die Anordnung der Reaktionslöcher<br />
und deren Anzahl<br />
wurden in zahlreichen Versuchen<br />
ermittelt.<br />
Aus vielen Gründen war<br />
Gusseisen mit Kugelgraphit<br />
vor 40 Jahren noch nicht<br />
„hoffähig“. Bei manchen<br />
Konstrukteuren hatte es den<br />
Ruf eines Graugusses. Die<br />
Einführung des Werkstoffs<br />
wurde erst damit erleichtert,<br />
dass man einen neuen Namen<br />
vergeben hat, GTS-G<br />
(Schwarzer Temperguss und<br />
G für globulare Ausbildung<br />
des Kohlenstoffes).<br />
Damit hatte man einen<br />
Übergang von den Graphitflocken<br />
des Tempergusses zu<br />
den Graphitkugeln des heutigen GJS geschaffen<br />
und das Vorurteil, es würde sich<br />
um Grauguss handeln, ausgeräumt.<br />
3. Funktionsweise<br />
des Konverters<br />
Die Funktionsweise des Konverters, bei<br />
der in der Reaktionskammer Magnesium<br />
und Flüssigeisen miteinander reagieren,<br />
wurde den Tagungsteilnehmern mit Hilfe<br />
eines „Plexiglasmodells“ eindrucksvoll<br />
vorgeführt (Bild 3). In der links am<br />
Behälter sichtbaren Kammer wurden<br />
Brausetabletten mit Farbstoff eingefüllt.<br />
Das übrige Gefäß wurde zur Hälfte mit<br />
klarem Wasser befüllt.<br />
Nach dem Drehen in die Vertikalposition<br />
konnte beobachtet werden, wie das<br />
klare Wasser in die „Reaktionskammer“<br />
strömte, mit den CO 2 abgebenden Tabletten<br />
reagierte und sich gleichmäßig verfärbte.<br />
Die Reaktion mit Wasser und Brausetabletten<br />
fiel natürlich nicht so heftig<br />
aus, wie die Magnesiumreaktion in der<br />
Realität.<br />
4. Historie der Patente<br />
Das erste Patent zum Konverterverfahren<br />
1 wurde 1968 eingereicht und 1969<br />
veröffentlicht. In der beigefügten Skizze<br />
(Bild 2) ist noch die geteilte Kammerwand<br />
zu sehen. Einige Jahre nach dem<br />
deutschen Patent wurden US Patente 2 für<br />
den Konverter veröffentlicht. Bis in die<br />
80er Jahre hatte das ursprüngliche Patent<br />
seine Gültigkeit.<br />
Als abzusehen war, dass die Patente in<br />
den einzelnen Ländern ablaufen, startete<br />
die von Georg Fischer gegründete Lizenzabteilung<br />
eine gezielte Patentstrategie.<br />
So wurde die Herstellung von Guss-<br />
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