11/12 - Verein österreichischer GieÃereifachleute
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HEFT <strong>11</strong>/<strong>12</strong> GIESSEREI-RUNDSCHAU 58 (20<strong>11</strong>)<br />
Bild 2: Darstellung der<br />
Presse mit den blau<br />
markierten Struktur -<br />
elementen, die in GJS<br />
hergestellt wurden.<br />
der Antransport der Bauteile zur<br />
Montage nur per Schiff über die großen<br />
Seen erfolgen konnte, die im<br />
Winter nicht zu befahren sind.<br />
Projektierung und Auslegung erfolgten<br />
nach modernsten Gesichtspunkten<br />
bei der Siempelkamp Maschinen-<br />
und Anlagenbau GmbH &<br />
Co. KG. Daraus ergaben sich 14<br />
Strukturelemente (Bild 2), die in der<br />
Siempelkamp Giesserei GmbH aus<br />
Gusseisen mit Kugelgraphit zu fertigen<br />
waren. Zehn dieser Bauteile hatten<br />
jeweils Stückgewichte von 200<br />
bis 260 t. Darunter waren auch die<br />
zwei Oberholme mit einer Flüssigeisenmenge<br />
von je rund 283 t, die am<br />
8.Juli 2010 einen neuen Weltrekord<br />
für Sphärogussteile markierten. Anhand<br />
deren Werdegangs soll der Ablauf<br />
in der Herstellung von solchen<br />
Großgussteilen erläutert werden.<br />
Die Herstellung des Großgusses<br />
Die Arbeit der Gießerei beginnt bei so groß dimensionierten Teilen<br />
bereits in der Konstruktionsphase. Gemeinsam mit den<br />
Fachleuten des Maschinen- und Anlagenbaus wurden die Bauteilgeometrien<br />
anhand von Formfüllungs-, Erstarrungs- und Eigenspannungssimulationen<br />
angepasst und optimiert. Mit der<br />
Festlegung der endgültigen Bauteilform begann die Qualitätsplanung<br />
mittels FMEA (Fehler-Möglichkeits- und Einflussanalyse).<br />
Die vorausschauende Betrachtung von Störgrößen ist bei<br />
dieser Größenordnung von Bauteilen einerseits wirtschaftlich<br />
von besonders hoher Bedeutung, aber auch bezüglich des schon<br />
erwähnten, engen Zeitplans ein absolutes Muss, um Verzögerungen<br />
von vornherein zu verhindern. Dabei ist eine frühzeitige<br />
Einbindung der im Produktentstehungsprozess beteiligten Mitarbeiter<br />
mit ihrem jeweiligen speziellen Know-how und Ihrer<br />
Erfahrung wichtig. Produktionslenkungs- und Prüfpläne sollen<br />
einen reibungslosen Ablauf der Fertigung sicherstellen.<br />
Die Modelleinrichtungen für so ein Großgussteil sind natürlich<br />
ebenso von rekordverdächtigen Abmaßen und benötigten<br />
nach dem Abguss ein Lagervolumen von ca. 250 m 3 . Die Zeit für<br />
den Modellbau betrug rund 2.200 Mannstunden. Die Modellkontrolle<br />
benötigte weitere 170 Stunden.<br />
Die Herstellung des Großgusses in diesen Dimensionen verlangt<br />
natürlich auch entsprechend stabile und maßgenaue<br />
Formen. Der Formstoff muss bei den zu vergießenden Schmelzemengen<br />
höchsten metallostatischen Drücken sowie dem<br />
enormen Auftrieb standhalten. Um die Maßgenauigkeit zu gewährleisten,<br />
wurden die Formbetten und Kernlagen mittels Laser<br />
eingemessen. Wichtigste Basis für einen gelungen Form-<br />
Bild 4: Abguss von 283 t Schmelze gleichzeitig aus 5 Pfannen<br />
prozess ist aber schließlich die Erfahrung des Formers in der<br />
Grube, der seine Tätigkeit anhand von Zeichnungen immer<br />
wieder selbst überprüft (Bild 3). Insgesamt wurden für den<br />
Oberholm 215.000 dm 3 Formsand und 105.000 dm 3 Kernsand<br />
verwendet.<br />
Das Herzstück des Gießprozesses bildet wohl die Schmelzebereitung<br />
und Metallurgie. Im Vorfeld wurde die Zusammensetzung<br />
des Eisens detailgenau, auf Wandstärke und Erstarrungszeit<br />
des Gussteils abgestimmt, festgelegt. Der Schmelzprozess<br />
selbst barg eine große logistische Herausforderung. So<br />
mussten zum Abguss 283 t Flüssigeisen identer chemischer Zusammensetzung,<br />
Temperatur und in derselben metallurgischen<br />
Qualität magnesiumbehandelt bereitstehen. Die gesamte Ofenkapazität<br />
der Siempelkamp Giesserei beträgt „lediglich“ 150 t.<br />
Daher wurde über ein ausgeklügeltes Logistiksystem mit mehreren<br />
Pfannen das Eisen innerhalb von 24 Stunden erschmolzen,<br />
warmgehalten, gemischt und wieder aufgewärmt. Am Ende<br />
dieses Prozesses stand die benötigte Schmelze mit rund 1350 °C<br />
in fünf Gießpfannen rund um die Form bereit und wurde in weniger<br />
als <strong>12</strong>0 s vergossen (Bild 4).<br />
Rund vier Wochen später, nachdem mit diesem Abguss am<br />
8. Juli 2010 ein neuer Weltrekord für Gussteile aus Sphäroguss<br />
markiert worden war, konnte das Teil aus der Grube gehoben<br />
werden. Bei dem Gewicht von über 280 t waren weitere logistische<br />
Meisterleistungen zu vollbringen. So mussten zusätzliche<br />
mobile Kräne und Transportwagen für den innerbetrieblichen<br />
Transport bereitgestellt werden.<br />
Die Bauteilqualität in allen Komponenten dieses Projekts<br />
wurde selbstverständlich sowohl zerstörend als auch zerstörungsfrei<br />
nachgewiesen (Bild 5). In allen Bauteilen wurden mechanische<br />
Kennwerte über die Oberflächenhärte, die statischen<br />
mechanischen Kennwerte aus dem Zugversuch als auch Kerbschlagwerte<br />
(informativ) nachgewiesen. Dabei wurden die Zug -<br />
stäbe aus Angussproben als auch aus Hohlbohrproben entnommen.<br />
Zusätzlich wurden die chemische Zusammensetzung und<br />
das Gefüge am Schliff beurteilt. Bei der Volumenprüfung mit-<br />
Bild 3: Kleine Korrekturen der Form durch die Mitarbeiter<br />
Bild 5: Prüfung des Bauteils<br />
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