Handbuch der Eisen- und Stahlgießerei: Dritter Band Schmelzen, Nacharbeiten und Nebenbetriebe

759 Pages·1928·50.74 MB·German

by  Ingenieur C. Irresberger (auth.), Dr.-Ing. C. Geiger (eds.)

Handbuch der
Eisen- und Stahlgießerei
Unter Mitarbeit von
t
Professor ~r.~3ng. e. {). 0. Bauer-Berlin-Dahlem, Professor Dr. ~r.~3ng. e. {). L. Beck
Biebrich, E. B r ü t s c h-Wintertbur, Ing. Georg B uze k -Wegierska G6rka- Klein polen,
T. Creme r- Düsseldorf, ~lk~3ng. K. Da e v es-Düsseldorf, 'tlr.~~ng. K. Dorn b e c k er
Schaffbausen, Professor ~r.~3ng. R. Durrer-Berlin, Obering. M. Escber-Sayn a. Rh.,
~ipt.~ 3ng. G. F i e k-Berlin-Dablem, Professor ~ipi.~ 3ng. G. Hellen t h a l-Duisburg,
Oberbergrat J. Hornung-Rosenbeim, Ing. C. Irresberger-Salzburg, Professor ~ipL~~ng.
U. Lobse-Hamburg, SDipf.~~ng. Fr. Märtens-Aachen, Berat. Ing. Job. Mebrtens-Berlin,
'tlr.~~ng. M. Pbilips-Düsseldorf, SDr.~3ng. E. Scbüz-Leipzig, ~r.·~ng. C. Schwarz
Hamborn, ~r.•3ng. A. Stadeler-Hattingen-Ruhr, ~l'.•~ng. R. Stotz-Düsseldorf-Lobausen,
Ob~ring. H. Ti ll man n -Cbemnitz, Werksdirektor L. 'I' r e u bei t-Elberfeld, ~ipL• ~ng.
S. J. Waldmann-Dortmund, Ingenieur Fr. Wernicke-Görlitz, Professor A. Widmaier-
Stuttgart, SDivr.~~ng. H. W i t t e-Sterkrade u. a.
herausgegeben von
C. Geiger
~r.::3ng.
Professor an der Staat!. Württemb. Höheren Maschinenbauschule
in Esslingen a. N.
Zweite, erweiterte Auflage
Dritter Band
Schmelzen, Nacharbeiten
nnd Nebenbetriebe
Mit 967 Abbildungen im Text
Springer-Verlag Berlin Beideiberg GmbH
1928
ISBN 978-3-642-50376-4 ISBN 978-3-642-50685-7 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-50685-7
Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung
in fremde Sprachen, vorbehalten.
Copyright 1928 Springer-Verlag Berlin Heidelberg
Softcover reprint of the hardcover2nd edition 1928
Vorwort.
Die Gründe, die zur Abtrennung der Abschnitte "Formen und Gießen" und damit
zur Teilung des zweiten Bandes (Betriebstechnik) der ersten Auflage dieses Handbuches
geführt haben, sind bereits im Vorwort zum zweiten Band der zweiten Auflage dargelegt
worden. So sind aus den drei Bänden, auf die das ganze Werk ursprünglich angelegt
war, deren vier geworden, und es wird der sich in Vorbereitung befindende vierte Band
mit seinem in der Hauptsache den Entwurf von Gießereianlagen, die Kalkulation der
Gußstücke und die Organisation der Gießerei angehenden Inhalt den Schlußband bilden.
Der größere Rest des zweiten Bandes der ersten Auflage ist im vorliegenden dritten
Bande "Schmelzen, Nacharbeiten und Nebenbetriebe" zusammengefaßt. Auch hier galt
es, die zahlreichen Neuerungen des letzten Jahrzehnts ihrer Bedeutung gemäß zu
berücksichtigen, gleichzeitig den von der Kritik bei der ersten Auflage ausgesprochenen
Wünschen gerecht zu werden, sowie die in abgerundeter Form geschriebenen Einzel
abhandlungen aufeinander abzustimmen.
Eine durchgreifende Neubearbeitung und Ergänzung durch die ursprünglichen Ver
fasser haben erfahren die Abschnitte über das Schmelzen im Tiegel (I) und im Gießerei
schachtofen (II), über Kleinbessemerei (V), Gußputzerei (VIII), Behandlung der Ober
fläche und Veredlung der Eisengußwaren (IX), Aufbereitung und Mischung der Form
stoffe (XII), und über Modelle und ihre Anfertigung (XIII), während die Abschnitte
über das Schmelzen im Flammofen (III), im Siemens-Martin-Ofen (IV) und im Elektro
ofen (VI), dazu über die Darstellung des Tempergusses (VII) von anderen Verfassern
vollkommen neu geschrieben wurden. Hinzugekommen sind die Abschnitte über Wärme
behandlung von Stahlguß (X) und über Schweißen von Gußeisen- und Stahlguß
stücken (XI).
Bei der jüngsten Ausbildung der Schmelzverfahren für Grau-, Stahl- und Temperguß
in der Praxis haben sich bereits die Auswirkungen der wissenschaftlichen Forschung
der letzten Jahre, vornehmlich soweit sie die Gefügebildung betrifft, in hervorragender
Weise bemerkbar gemacht, was zu besonders eingehender Behandlung einzelner Arbeits
weisen den Anlaß geben mußte.
Es liegt in der Natur der Sache, daß bei der Besprechung auch der betriebstechnischen
Arbeiten die einschlägige Literatur weitgehend kritisch ausgewertet werden mußte;
handelte es sich doch darum, dem Leser eine klare Vorstellung zu vermitteln, wie die
Verhältnisse nach dem neuesten Stand der wissenschaftlichen und praktischen Erkenntnis
tatsächlich liegen. Denn nur damit kann den wahren Belangen der Technik gedient sein.
Zum Schluß sprechen Herausgeber und Verlagsbuchhandlung auch an dieser Stelle den
Mitarbeitern und allen Firmen und Werken, die in großzügiger Weise Unterlagen für
die Veröffentlichung zur Verfügung gestellt haben, wärmsten Dank aus und hoffen
gleichzeitig, daß auch der vorliegende Band dazu beit.ragen möge, die deutsche Gießerei
industrie zu fördern.
Obereßlingen a. N., im September 1928.
~r.~~ng. C. Geiger.
Inhaltsverzeichnis.
I. Das Schmelzen im Tiegel. Von Ingenieur C. Irresberger. Seite
Allgemeines . . . . . . . . . . . . 1
Tiegelöfen für f~ten Brennstoff . . . . . . 2
Tiegelöfen für gasförmigen Brennstoff . . . . 11
Tiegelöfen zum Schmelzen mittels Elektrizität 15
Die Wirtschaftlichkeit verschiedener Tiegelheizungen 17
Die Schmelztiegel . . . . . . 19
Allgemeine Betriebsregeln 21
Das Schmelzen von Eisen und Stahl 22
Allgemeines . . . . . . . 22
SGnderverfahren zur Herstellung von Weichstahlguß im Kleinbetriebe . 25
Der chemische Verlauf des Eisenschmelzens im Tiegel . . . . . . . . 26
Das Schmelzen von Metall und von Metallspänen und die Herstellung der wichtigsten
Legierungen im Tiegelofen 28
Anhang: Das Schmelzen im tiegellosen Ölofen 32
Allgemeines . . . . . . . . . 32
Brenner und Brennerleistungen 32
Ofenbauarten 33
Literatur 37
II. Das Schmelzen im Gießereischachtofen (Kuppelofen). Von Ingenieur C. Irresberger.
Entwicklung des Kuppelofens und des Kuppelofenschmelzens . . . . . . . 38
Vorläufer und erste Ofenformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Erste Vorkehrungen zur Vermehrung des auf einmal verfügbaren flüssigen Eisens . 40
Windvorwärmung . . . . . . . . . . 42
Schmelzen mit sauerstoffreicher Luft . . . . . . . . . . . 48
Schmelzen mit großem Windüberschuß . . . . . . . . . . 49
Beeinflussung des Schmelzganges durch eingespritztes Wasser . 50
Entwicklung der Verbrennung und Windzufuhr ...... . 52
Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Gleichmäßige Windverteilung (schmale Verbrennungszone) 53
Ungleichmäßige Windverteilung (breite Verbrennungszone) 55
Schwach geneigte und wagerechte Düsen . . 55
Senkrechte oder steil geneigte Düsen . . . . 64
Zweck und Wirkung mehrfacher Düsenreihen 66
Bodenmitteldüsen . . . . . . . . . . . . 67
Gesonderte Verbrennung des Kohlenoxydgases 69
Der Kuppelofen und das Schmelzverfahren nach Poumay 70
Saugkuppelöfen 72
Gaskuppelöfen 74
Ölkuppelöfen . 76
Kohlenstaub-Zusatzfeuerung 79
Einrichtungen zur Entschweflung und Entgasung des Eisens 81
Rüttelherde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Das Entsehweflungsverfahren im Vorherd nach Walter-Dürkopp-Luyken-Rein 84
Der Sirnonsehe Vorherd zum Verbessern des Eisens 86
Die Herstellung von hochwertigem Guß . . . . . 87
Literatur . . . . . . . . . . . . ..... 89
Regeln für den Entwurf und Bau von Kuppelöfen 89
Hauptabmessungen 89
Kleinkuppelöfen . . . 92
Das Kuppelofenfutter 95
Vorherde ..... . 98
Vorkehrungen zur Rauch- und Funkenbeseitigung 104
Sonstige Einzelheiten 109
Inhaltsverzeichnis. V
Seite
Brennstoffverbrauch und Windbedarf 112
Brennstoffverbrauch 112
Windbedarf . . . . . . . 114
Windmessung . . . . . . 115
Der Betrieb des Kuppelofens 118
Zustellen und Anfeuern 118
Beschicken . . . . . . 120
Satzgröße ..... . 127
Zuschläge und Schlacke 129
Abstich und Entleerung 130
Satzmeldung und Schmelzleitung 133
Die Kuppelofengebläse . . . 134
Schmelzergebnisse . . . . . . 140
Chemische Beeinflussung des Eisens . 140
Die Kuppelofenschlacken . 143
Die Gichtgase . . . . . . 145
Literatur ..... . 148
111. Das Schmelzen im Flammofen. Von !lr.{~ng. E. S eh üz.
Allgemeines . . . . . . . 150
Die Bauarten der Gießereiflammöfen . . . . . 151
Der Entwurf von Gießereiflammöfen . . . . . 159
Der Betrieb des Flammofens und der chemische Verlauf des Schmelzens 160
Die Wärmerechnung des Gießereiflammofens . . 163
Literatur .............. . 167
IV. Das Schmelzen im Siemens-Martin-Ofen. Von !lr.•3ng. C. Schwarz.
Geschichtliche Entwicklung . . . . . . . . . . . . . . 168
Allgemeine theoretische Grundlagen des Siemens-Martin-Verfahrens 171
Wärmetechnische Gesichtspunkte 171
Metallurgische Gesichtspunkte 176
Entfernung der Eisenbegleiter 177
Desoxydation 181
Bau und Abmessungen der Öfen 183
Allgemeines . . . . . . . . . 183
Umstellventile und Gaszuführung 184
Kammern 186
Ofenköpfe ....... . 196
Herdraum ....... . 209
Zusammenbau und Rüstung 214
Schornstein . . . . . . . . · . 215
Allgemeine Gesichtspunkte für Anordnung und Transportverhältnisse 217
Der Betrieb . . . . . . . . . . . . 220
Rohstoffe ........... . 220
Inbetriebsetzung von Anlagen und Öfen 225
Schmelzungsführung 226
Beheizungsfragen . . . . . . . . 237
Betriebsergebnisse . . . . . . . . 240
Betriebskontrolle . . . . . . . . 247
Eigenschaften des Siemens-Martin-Metalls . 249
Anhang: Die Gaserzeuger . . . . . . . . 252
Chemisch-physikalische Grundlagen . . 252
Allgemeine Gesichtspunkte für den Betrieb 254
Betriebsüberwachung und Berechnungen .. 258
Vergasungsfähigkeit der Brennstoffe . . . . 267
Ausführungsarten von Gaserzeugern . . . . 275
Gaserzeugeranlagen in ihrer Gesamtanordnung 283
Vergasungskosten . . . . . . . 287
Literatur über Siemens-Martin-Öfen . . . . . . 287
Literatur über Gaserzeuger . . . . . . . . . . 298
V. Die Kleinbessemerei. Von Oberingenieur Max Escher.
Allgemeines . . . . . . . . . . . . . 302
Die Bauarten der Kleinkonverter . . . 302
Fassungsvermögen der Kleinkonverter . 307
VI ln.ha.ltsverzeichnis.
Seite
Kleinkonverteranlagen . . . . . . . 307
Das Futter ........... . 309
Vorarbeiten für die Inbetriebsetzung 311
Der Einsatz 311
Der Betrieb 312
Das Vergießen 317
Literatur 320
VI. Das Schmelzen im Elektroofen. Von :Dr.<5ng. Karl Dornhecker.
Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322
Erzeugung, Übertragung und Verteilung der Wärme in den Elektroschmelzöfen . 325
Die Elektroden . . . . . . . . . . . . . 326
Stromführungen und Bauarten der Elektroöfen . . 331
Lichtbogenöfen oder Elektrodenöfen . . . . . 332
Strahlungsöfen oder indirekte Lichtbogenöfen 332
Direkte Lichtbogenöfen . . . . . . . 338
Widerstandsöfen (elektrodenlose Öfen) 348
Die neue Entwicklung des Elekroofens im Bau und Betrieb 352
Beispiele neuer Öfen 367
Die elektrische Anlage 374
Allgemeines . . . . . 374
Pufferung der Stromstöße 377
Elektrodenregelung 377
Die Schaltungsanlage 379
Behandlung der elektrischen Anlage im Betrieb 380
Nutzleistung der Zentrale . . . . . . 380
Der elektrische Teil der Induktionsöfen 381
Allgemeines über die Anwendung der elektrischen Erhitzungsarten 381
Die Zustellung 383
Der Elektroofenbetrieb 387
Allgemeines . . . . 387
Der basische Betrieb 391
Der saure Betrieb . 398
Erzeugnisse des Elektroofens 403
Der legierte Stahlguß 403
Manganhartstahl 410
Gußeisen . . . . . . 415
Allgemeines 415
Umschmelzverfahren 419
Kohlungsverfahren des kohlenstoffarmen Bades 419
Kohlungsverfahren beim Einschmelzen (synthetischer Guß) . 420
Hochwertiger Grauguß 421
Temperrohguß . . 422
Hartguß . . · . . . 423
Legierter Grauguß 424
Legierter Hartguß 424
}fehrfachverfahren (Duplex- oder Triplexverfahren) 425
Schmelzungsgänge 428
Gestehungskosten 433
Literatur . . . . . 436
VII. Die Darstellung· des Tempergusses. Von :Dr.=3ng. Rud. Stotz.
Schmelzcrei . . . . 440
Der Tiegelofen 440
Der Kuppelofen . 441
Der Siemens-Martin-Ofen 443
Der Flammofen . . . . . 445
Der Elektroofen . . . . . 452
Kombinierte Schmelzverfahren 452
K uppelofen-Klein bessernerbirne 452
Triplex-Verfahren: Kuppelofen- Birne- Elektroofen 453
Kuppelofen - Ölflarnrnofen 454
Gießerei . 455
Formerei 457
Inhaltsverzeichnis. VII
Seite
Putzerei ... 459
Glüherei . . . 460
Glühtöpfe 460
Glühmittel 463
Glühöfen . 465
Glühbetrieb . 472
Verlauf der Entkohlung 478
Fertigmacherei . . . . 480
Modellentwurf . . . . 482
Anwendungsgebiete des Tempergusses 483
Literatur 484
VIII. Die Gußputzerei. Von Professor !>ipl.=,3ng. U. Lohse.
Allgemeines . . 486
Sägen ..... 486
Preßlufthämmer und -Meißel 491
Schleifmaschinen . 495
Putztische . . . . 499
Putzen mit Säure 501
Putztrommeln und Scheuerfässer 502
Sandstrahlgebläse 505
Allgemeines . . . . . . . 505
Der Putzsand . . . . . . 506
Sandtrockenvorrichtungen 507
Die Blassysteme 508
Das Saugsystem . . . 508
Das Drucksystem 509
Das Schwerkraftsystem 509
Kammerapparate 510
Luftverbrauch 515
Freistrahlgebläse 517
Kastengebläse . . 526
Trommelgebläse . 527
Drehtischgebläse 536
Sprossentischgebläse 545
Rollbahntischgebläse . 546
Sandstrahlgebläse für Sonderzwecke . 547
Entstaubung der Sandstrahlgebläse 549
Das Putzen mit Wasserstrahl 554
Literatur ........... . 555
IX. Die Behandlung der Oberfläche und Veredlung der Eisengußwaren. Von Ingenieur C. Irres
berger.
Weichglühen und Anlassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557
Warmbehandlung von Sondergußeisen bei niedriger Temperatur 559
Literatur . . . . . 559
Schleifen und Polieren 560
Allgemeines . . . . 560
Die Behandlung von Geschirrguß 561
Der Flächenschliff . 562
Literatur 564
Inoxydieren 564
Literatur 569
Entrosten . 569
Überziehen mit anderen Metallen . 570
Allgemeines . . . . . . . . 570
Das Verzinnen auf femig-flüssigem Wege 571
Das Verzinken auf feurig-flüssigem Wege 572
Das Spar- oder Hochglanzverzinken 573
Verzinken durch Zementation oder Sherardisieren 574
Das Schoopsche Metallspritzverfahren . . . . . . 576
Überziehen durch elektrolytische Niederschläge oder Elektroplattieren 577
Das Anreibevernickeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581
VIII Inhaltsverzeichnis.
Seite
Das Alltieren 581
Literatur . . 582
Emaillieren 582
.Allgemeines . 582
Rohstoffe für die Emailmassen 583
Herstellung und Zusammensetzung der Emailmassen 586
Schmelzen der Emailmassen . . . . . . . 591
Vorbereitung der Gußware zum Emaillieren 592
Die .Arbeit des Emaillierens 592
Emailtieröfen . . . . . . . . . 593
Herstellung einiger Sonderemails 595
Literatur ..... 596
Verschiedene V erfahren 596
Teeren .. 596
.Anstreichen 598
Spachteln 599
Lackieren 600
X. Die Wärmebehandlung von Stahlguß. Von :Dipl.=3ng. Fr. Märtens .
.Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602
Theorie des Glühens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604
Veränderung der mechanischen Eigenschaften durch das Glühen . 611
Beeinflussung der Warmbehandlung des Stahlgusses durch die Gegenwart einzelner
Legierungselemente 616
Literatur .............. . 622
XI. Das Schweißen von Gußeisen- und Stahlgußstücken. Von :Dipl.=3ng. H. Witte.
.Allgemeines . . . . . . . 623
Die Schweißverfahren . . . . 623
Das Schweißen durch .Aufgießen 623
Die Thermitschweißung 624
Die Gasschmelzschweißung . . . 624
Die elektrische Lichtbogenschweißung 625
.Ausgeführte Schweißungen und Verbindungen . 626
.Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . 626
Die Kaltschweißung . . . . . . . . . . . 626
Besondere Regeln für die Durchführung der Kaltschweißung an Stahl- und Grauguß 628
Die Warmschweißung . . 630
Unschweißbaies Gußeisen 634
Die Schweißstäbe . . . 636
Die Schweißmaschinen . 638
Augenschutz 638
Literatur 639
XII. Aufbereitung und Mischung der Formstoffe. Von Professor .Alfred Widmaier.
.Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 640
.Aufbereitung des Formsandes . . . . . . . . . . . . . . . . . 640
.Aufbereitung der Kernmasse für ungetrocknete oder schwach getrocknete, nach dem
Gießen leicht zerstörbare Kerne . . . 644
Aufbereitung des Formlehms . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644
Aufbereitung der Formstoffe für Stahlguß . . . . . . . . . . . . 645
Maschinen und sonstige Einrichtungen zur Aufbereitung der Formstoffe 645
Sandtrockenvorrichtungen 645
Mahlmühlen und Mahltrommeln 648
Kollergänge . . . . . . . . . . 650
Siebvorrichtungen . . . . . . . 653
Magnetische Scheider (Separatoren) 655
.\Iischtröge und Mischtrommeln . . 657
Sandschleudermaschinen (Schleudermühlen) 659
Sandsiebschleudern . . . . . . . . . . . 661
Sandcutter (selbsttätige Formsandschaufler und .}fischer) 662
Inhaltsverzeichnis. IX
Seite
Flügelmisch- und Knetmaschinen 664
Schwärzemischvorrichtung 667
Strohseil-Spinnmaschine . . 667
Kerneisen-Richtmaschine . . 668
Vollständige Sandaufbereitungen 668
Einfache Sandaufbereitungen 668
Selbsttätige Sandaufbereitungen 669
Literatur ........... . 678
XIII. Modelle und ihre Anfertigung, einschließlich Kernkasten und Lehren. Von Werksdirektor
Leonhard Treuheit.
Allgemeines . . . . . . . . . . . . 679
DiP Stoffe für Herstellung von Modellen, Kernkasten und Lehren aus Holz 679
Das Holz ....... . 679
Die Trocknung des Holzes 684
Die Bindemittel . . . . . 688
Modellack . . . . . . . . 690
Die Werkzeuge und Vorrichtungen für die Holzbearbeitung 692
Hobelbank .. 692
Schraubstöcke 693
Sägen 693
Hobel 697
Beitel, Bildhauereisen und Feilen 700
Bohrer . . . . . . . . . 702
Schraubenzwingen . . . . 70:{
Hammer, Kneifzange und Nageltreiber 704
Schleifsteine . . . . . . . . . . . . 704
Meßwerkzeuge . . . . . . . . . . . 705
Allgemeines über ~lascltinen für die Holz bParlwitung 707
Kreissägen . . 707
Bandsägen . . 709
Ho belmaschineu 709
Drehbänke .. 711
Fräsmaschinen 711
Gehrungs-Bestoßmaschinen (sog. Trimmer) . 715
Modell-Schleifmaschinen . 716
Bohrmaschinen . . . . . 717
Die Praxis der Modellherstellung aus Holz 717
B earb eitungszuga ben 717
Schwindungszuga ben 718
Verjüngung (Konizität der Modelle) 718
Kernmarken 719
Aufriß und Zuschneiden des Holzes 721
Beispiele für die Vereinigung von Holzteilen zu Modellen 722
Ungeteilte Modelle . . . . . . 724
Geteilte Modelle . . . . . . . . . . 725
Die Herstellung der Kernkasten 727
Die Herstellung der Lehren (Schablonen) 730
Vereinigte 1Iodell- und Lehrenherstellung 7:31
Die Herstellung von Modellen aus Metallen 732
Die Herstellung von :\Iodellen aus \Vachs. Gip:-; und ähnlichen Stoffen 733
Die Berechnung der Gußstücke auR dem Moddlgewieht 734
Literatur 734
~ a men verzeichnis 736
Sachverzeichnis . 740