voestalpine Giesserei Linz GmbHwww.voestalpine.com/giesserei_linz

Stahlguss bis zu einemmax. Liefergewicht von ca. 170 Tonnen für:- Turbinenbau- Kompressorenbau- Maschinenbau- Offshore

Nichteisenmetallguss:- wartungsfreie Gleitelemente- Kompaktschieber- Abstreifer

voestalpine Giesserei Linz GmbHvoestalpine-Straße 34020 Linz, AustriaT. +43/732/65 85-2120F. +43/732/69 80-2277giesserei@voestalpine.com

Fachzeitschrift der Österreichischen Giesserei-Vereinigungen

Rundschau

Verlag Lorenz, 1010 WienEbendorferstraße 10

Giesserei

Jhg. 53heft 7/82006

Österreichische Post AGInfo.Mail Entgelt bezahlt

Redaktionsschluss für Ausgabe Nr. 9/10der Gießerei Rundschau zumThema

„Gestaltsoptimierung und Leichtbau“ist der 18. September 2006!

Bitte besuchen Sie unsauf der AMB Stuttgart,

19.–23.09.06,Halle 6 Stand 6.0.330.

– Schwere Stahlgussteile fürOffshore-Schiffe

– Reinigung von Handformguß durch Strahlen– Filtration von großen GJL u. GJG Gussteilen

– Gusseisen – ein unentbehrlicher Werkstoff– Guß für Großkomponenten – Windenergie

– Feinstaub – Herausforderung für die Stahlindustrie

INHALT

AKTUELLES

LITERATUR

155

VÖG-VEREINS-NACHRICHTEN 166

168

TAGUNGEN/SEMINARE/MESSEN

INTERNATIONALEORGANISATIONEN

152

149

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Stahlguss bis zu einemmax. Liefergewicht von ca. 170 Tonnen für:- Turbinenbau- Kompressorenbau- Maschinenbau- Offshore

Nichteisenmetallguss:- wartungsfreie Gleitelemente- Kompaktschieber- Abstreifer

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Die voestalpine GIESSEREI LINZGMBH fertigt hochqualitative Stahl-gussprodukte mit Stückgewichtenbis zu 170 Tonnen. Angeboten wer-den alle Stahlgusswerkstoffe nach in-ternationalen Normen und/odernach Kundenspezifikation. Außer-dem im Lieferprogramm sind Grau-guss und Nichteisenmetallguss, wiez.B. selbstschmierende Gleitelemen-te. Im Mittelpunkt der Strategie derStahlgießerei der voestalpine GIES-SEREI LINZ GMBH steht die Wei-terentwicklung und konsequenteForcierung technologisch anspruchs-voller Produkte für die Energietech-nik , den Kompressoren- u. Maschi-nenbau sowie den Offshore-Bereich.

STAHLGUSSUND GUSSEISEN 126

Organ des Vereines Österreichischer Gießereifachleute und desFachverbandes der Gießereiindustrie, Wien, sowie des Öster-reichischen Gießerei-Institutes und des Lehrstuhles für Gießerei-kunde an der Montanuniversität, beide Leoben.

ImpressumMedieninhaber und Verleger:VERLAG LORENZA-1010 Wien, Ebendorferstraße 10Telefon: +43 (0)1 405 66 95Fax: +43 (0)1 406 86 93ISDN: +43 (0)1 402 41 77e-mail: giesserei@verlag-lorenz.atInternet: www.verlag-lorenz.at

Herausgeber:Verein Österreichischer Gießerei-fachleute, Wien, Fachverband derGießereiindustrie, WienÖsterreichisches Gießerei-Institutdes Vereins für praktische Gießerei-forschung u. Lehrstuhl für Gießereikundean der Montanuniversität, beide Leoben

Chefredakteur:Bergrat h.c. Dir.i.R.,Dipl.-Ing. Erich NechtelbergerTel. u. Fax +43 (0)1 440 49 63e-mail: nechtelberger@voeg.at

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Nachdruck nur mit Genehmigungdes Verlages gestattet. Unverlangteingesandte Manuskripte und Bilderwerden nicht zurückgeschickt.Angaben und Mitteilungen, welche vonFirmen stammen, unterliegen nicht derVerantwortlichkeit der Redaktion.

Kurzbericht 67. WFC mit WFO-GeneralversammlungCAEF-Termine

VDG-Geschichtsausschuß - EinladungRanshofener LM-Tage - ProgrammVeranstaltungskalender

Aus den BetriebenFirmennachrichtenAus dem ÖGIAus dem FachverbandInteressante Neuigkeiten

MitgliederbewegungPersonalia

Bücher und Medien

KurzfassungDie Gießereigruppe der voestalpine mit den Standorten in Linz undTraisen erzeugt schweren Stahlguss für Dampf- und Gasturbinen,Kompressoren für die Öl- und Gasförderung, sowie für die Chemi-sche Industrie, den Maschinenbau und für die Offshoretechnik.

Dieser Artikel zeigt am Beispiel eines 142 Tonnen schweren Kardan-gelenks für ein Offshore-Schiff den Ablauf eines Projektes, beginnendbei der Auftragsverhandlung, über die Werkstoff- und Prozessqualifi-kationen, den Fertigungsablauf und die begleitende Qualitätssiche-rung, die Fertigbearbeitung und den Zusammenbau bis zur Doku-mentation.

Aus großen Meerestiefen wird Erdöl zunehmend mit Spezialschiffen,die gleichzeitig als schwimmende Bohr- und Lagerstationen dienen,gefördert. Für einen solchen Spezialtanker, der ab 2006 vor der Küs-te Westaustraliens eingesetzt wird, lieferte die voestalpine GießereiLinz ein 142-Tonnen-schweres Kardangelenk.

Dieses Gelenk besteht aus insgesamt drei einzelnen Gussteilen. Über10 Monate dauerte der gesamte Prozess – vom Modellbau angefan-gen über das Formen und Gießen bis hin zur Nachbearbeitung unddem Assembling. Besonders wichtig ist dabei die lückenlose Doku-mentation, denn die Auflagen für die Werkstoffqualifikation, die Do-kumentation und die Qualitätssicherung sind im Offshore-Businessum ein Vielfaches strenger als in anderen Bereichen.

Das zusammengebaute Kardangelenk wurde über die Donau nachAntwerpen verschifft, dort auf einen Hochseefrachter umgeladenund nach Dubai geliefert, wo es als Teil einer 1.500 Tonnen schwe-ren Bohr- und Verankerungsstation eingebaut wurde. Dann wurdedieses Modul nach Südkorea gebracht, wo der FPSO-Tanker gebautwurde. Nach der Montage der Bohr- und Verankerungsstation amBug des 400-Meter-Riesen geht´s ab in Richtung Australien, vor des-sen Küste im Spätsommer 2006 mit der Ölförderung im Rahmen desEnfield-Projekts begonnen werden soll.Die Abwicklung eines solchen Projekts bedarf der lückenlosen Zusam-menarbeit aller Beteiligten, vom Kunden über die Verification Party,die Gießerei und den Fertigbearbeitungsbetrieb. In Abbildung 1 sinddie involvierten Personen von voestalpine Gießerei Linz, Lloyd’sRegister und MCE im Vordergrund des zusammengebauten Gelenkszu sehen.

Abbildung 1: Ein Projekt – Ein Team aus 3 Organisationen:Gießerei (voestalpine Gießerei Linz), Fertigbearbeitung (MCE),Verification Party(Lloyd’s Register)

1 Offshore BusinessDie Offshoretechnik befasst sich mit der Förderung und dem Trans-port von Erdöl aus dem Meeresboden. Dabei unterscheidet man imOffshore Business grundsätzlich zwei wesentliche Bereiche: die För-derung über Bohrinseln (den so genannten Plattformen) und überBohrschiffe.Abbildung 2 zeigt die Plattform „BRAGE“, deren tragende Kons-truktion ein Fachwerk aus Rohrprofilen ist; diese Rohre sind in Kno-ten aus Stahlguss zusammengeschweißt .In beiden Bereichen werden Komponenten aus Stahlguss eingesetzt.Bei den schweren Komponenten, die vorwiegend in der Gießerei in

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Schwere Stahlgussteile alsSchlüsselkomponenten für Offshore SchiffeFördern, Lagern,Verladen, alles in einem Schiff

Heavy Steel Castings as Key Components for Offshore ShipsFloating, Storing, Producing, Offloading, all in one Ship

Dipl. Ing. Reinhold Hanus, Absolvent derMontanuniversität Leoben, Fachrichtung Mon-tanmaschinenwesen, leitet das Qualitätswesenund die Forschung der voestalpine GiessereiLinz GmbH

Ing. Erich Aistleitner, QS-Beauftragter undLeiter Qualitätssachbearbeitung der voestalpineGiesserei Linz GmbH

Dipl. Ing. Helmut Schwarz MBA, Absol-vent der Montanuniversität Leoben, Fachrich-tung Hüttenwesen/Giessereikunde und derPurdue University, Indiana, USA, FachrichtungBusiness Administration, leitet die voestalpineGiesserei Linz GmbH als technischer Geschäfts-führer

Linz erzeugt werden, handelt es sich bei den Plattformen um Teile,die in die tragende Konstruktion der Plattformen eingeschweißt wer-den. Bei den Bohrschiffen enthalten die Verbindungen vom Bohrsys-tem zum Schiff große Teile aus Stahlguss. Auf den Plattformen undSchiffen selbst wird auch Stahlguss eingesetzt, zum Beispiel zur För-derung des Öls. Abbildung 3 zeigt einen Turbo-Expander und diedarin eingebauten Stahlgusskomponenten. Diese Anlagen sollen dasÖl aus dem Meeresboden und als Ausgleich Wasser in den Meeres-boden pumpen.

1.1 Komponenten mit SpannungssimulationBei den Bohr-Plattformen haben die Stahlgussteile eine sehr kritischeRolle und eine sichere Auslegung ist vor der eigentlichen Designpha-se wesentlich. Es sind daher sämtliche Großkomponenten mit Span-nungssimulationen nach der Methode der Finiten Elemente für dieangegebenen Belastungsfälle zu belegen. Häufig sind diese Span-nungssimulationen im Auftragsumfang der Gießerei, das bedeutet,dass vom Auftraggeber die Anschlussmaße, Funktionsweise und De-signbedingungen, sowie die Anschlusskräfte und Belastungsfälle fürdie anzuschweißenden weiteren Komponenten (z.B. Bleche oderRohrprofile) spezifiziert werden und der Gießer das Gussteil nachoptimalen gießtechnischen und designmäßigen Überlegungen selbstauslegen und mit einer FEM-Spannungssimulation nach den vorgege-benen Standards die Erfüllung der Belastungen nachweisen muss.Dies bedingt natürlich viel Erfahrung im Design und Aufwand in derEngineering-Phase der Gießerei-Prozesse.

1.2Trend von Plattformen zu Bohrschiffen (FPSO‘s)Die Erschließung neuer Öl- und Gasvorkommen am Meeresbodenwird immer schwieriger, da die Ölfelder in seichten Gebieten vielfacherschöpft sind. Darüber hinaus haben die Proteste von Umwelt-schützern – nach den Versuchen der Ölkonzerne, die riesigenBohrinseln am Ende der Fördertätigkeit einfach auf hoher See aufzu-geben – dazu geführt, dass als neues Konzept für die Bohrung unddie Ölförderung wiederbenutzbare, schwimmende Spezialschiffe, sogenannte FPSOs (Floating Production, Storage and Offloading Ves-sel) entwickelt wurden.Dabei handelt es sich um großtankerähnliche Schiffe mit einem Ei-gengewicht von bis zu 250.000 Tonnen, die über das Bohr- und För-dersystem am Meeresboden mit Stahlseilen verankert sind. Übereine Leitung wird Wasser in das unterirdische Ölfeld gepumpt, wo-bei über eine zweite Leitung das Erdöl aus dem Meeresboden anBord gepresst wird. Dort wird es solange gelagert, bis ein andererTanker anlegt, um das Öl zu übernehmen.

Man unterscheidet grundsätzlich 2 Schiffskonstruktionen: Bohrschiffe,bei denen die Förderung und Verankerung mitten durch den vorde-ren Schiffsrumpf erfolgt (siehe Abbildung 4) und jene, bei denendies über eine außen am Bug angebrachte Bohr- und Verankerungs-station erfolgt (siehe Abbildung 5).

Damit das Schiff auf dem bewegten Meer die Position beibehaltenkann, ist es mit Hilfe eines Kardangelenks verankert. Diese Veranke-rung ist bei kritischem Seegang lösbar.

1.3 Referenzen, Projekte, Beispiele für Stahlguss-Komponenten

Das Hauptgeschehen im Offshore-Business spielt sich in Europa umden Ärmelkanal und in der Nordsee ab, die Engineering-Firmen alsAuftraggeber der Gießereien sind vorwiegend in England, Schottlandund Norwegen, aber auch in Monaco beheimatet. In den USA istder Spielplatz für Offshore im Golf von Mexiko und die Stadt Hustonin Texas ist die Metropole der amerikanischen Erdölindustrie.

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Abbildung 2: Offshore-Plattform „BRAGE“ mit Knoten aus Stahlguss, die indas tragende Fachwerk eingeschweißt sind

Abbildung 3: Turboexpander und Stahlgusskomponenten, hergestellt in dervoestalpine Gießerei Traisen

Abbildung 4: Bohrschiff mit Förderung und Verankerung durch denSchiffsrumpf und ein Beispiel für eine zugehörige Komponente aus Stahlguss

Abbildung 5: Bohrschiff mit Förderung und Verankerung über eine am Bugangebrachte Bohr- und Verankerungsstation und das aus 3 Gussteilen beste-hende zugehörige Kardangelenk

Im folgenden einige Projektnamen von Bohr-Plattformen oder Schif-fen, in denen Großkomponenten der voestalpine Gießerei eingesetztsind:NORTH EAST FRIGG / THISTLE SALM / GULLFAKS A SPM 1,2 /SNORRE FIELD / SKUA / BRAGE / GRIFFIN / TROLL OLJE / FPSOMAC CULLOCH / FPSO ENFIELD / Turret PETROBRAS MarlimLeste P53 / Bohai Phase II

1.4 Offshore-WerkstoffeDie für Gusskomponenten im Offshore verwendeten Stahlguss-Werkstoffe sollen folgende Anforderungen besonders erfüllen:Hohe FestigkeitGute SchweißbarkeitGute Kerbschlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen

Wie man in einer Auswahl an Offshore-Werkstoffen in den folgen-den Tabellen sieht, handelt es sich dabei vorwiegend um Mn- oderMn-Ni-legierte Stähle, die trotz relativ hoher Festigkeitsanforderun-gen geringe Kohlenstoff-Äquivalente (CE, Pcm) aufweisen müssen,um gute Schweißeigenschaften zu gewährleisten.Weiters sind Kerbschlagzähigkeiten bei Minus-Temperaturen typischeKennzeichen von Offshore-Stählen.

Um eine möglichst homogene Verteilung der hohen Festigkeitsanfor-derungen über die großen Wanddicken zu erreichen, werden dieGroß-Komponenten aus den genannten Werkstoffen meist flüssig-keitsvergütet.

Abbildung 6 zeigt als Beispiel einen typischen Ablauf der Wärme-behandlungs-Geschichte, die ein Offshore-Teil während der Herstel-lung in der Gießerei erfährt.

2 Offshore –ProjekteTraditionsgemäß werden Offshore-Aufträge in Form von Projektenund nicht als Standard-Aufträge abgewickelt, was einen sehr hohenAufwand an Administration, Qualifizierung, Paperwork und Projekt-Controlling bedeutet.

2.1 ProjektstrukturAbbildung 7 zeigt die übliche Struktur zur Abwicklung von Offsho-re-Projekten. Die bekannten Betreiber-Firmen von Ölförder-Anlagenvergeben den Bau einer Plattform oder eines Bohrschiffes an eineEngineering-Firma, die das Design und den Zukauf von Material unddie Montage nach den Vorschriften der Betreiber abwickelt. Die En-gineering-Firmen wiederum beauftragen zur Qualifizierung der Liefe-ranten und deren Prozesse und der eingesetzten Werkstoffe Klassifi-zierungsgesellschaften, die neben den projektbezogenen Vorschriftender Engineering-Firmen auch eigene Qualifikationsvorschriften ver-wenden, um die Qualifizierungen und projektbegleitenden Abnah-men nachvollziehbar abzuwickeln.

Alle diese Vorschriften sollen nach den bekannten nationalen und in-ternationalen Standards erstellt werden, die üblicherweise für Offsho-re-Aufträge Verwendung finden; hier einige Beispiele dieser Standards:ASME (The American Society of Mechanical Engineers)ASTM (American Society for Testing and Materials)API (American Petroleum Institute)AWS (American Welding Society)BS (British Standard)ISO (International Standards)EN (European Standards)NACE (National American Corrosion Engineers)NORSOK (Norway Standards)

2.2 QualifizierungenBereits im Anfrage-Stadium sind sowohl für die Prozesse, als auch fürdas Personal und die verwendeten Werkstoffe und geplantenSchweißverbindungen bzw. Fertigungsschweißungen entsprechendzertifizierte Qualifizierungen abzuliefern.Das bedeutet eine Menge Vorbereitungsaufwand. Im Folgenden einePalette an verlangten Qualifikationsunterlagen für den WerkstoffG13MnNi6-4 für ein Projekt in der Nordsee, für den Grundwerkstoffund die Schweißverbindungen bzw. Fertigungsschweißungen:

Untersuchungen für die Werkstoffqualifikation desGrundwerkstoffes:Chemische Zusammensetzung von Schmelze und StückWärmebehandlung – Prozess QualifikationMechanische EigenschaftenZugversuchKerbschlagbiegeversuch und FATT

Mikro- u. Makro StrukturCTOD-TestsNDT-TemperaturErmüdungsversucheAn der Atmosphärein Seewasser mit kathodischem Schutz

Risswachstums-Messungenin Seewasser mit kathodischem Schutz

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Abbildung 6: Wärmebehandlungsablauf für den Werkstoff Aldur S50C

Abbildung 7: Typische Projektstruktur von Offshore-Aufträgen

Untersuchungen für die Schweißverfahrensprüfung angeschweißten Gussplatten mit 100mmWanddicke:Mechanische EigenschaftenZugversuchSeitenbiegversuchKerbschlagbiegeversuch bei –40°C, -60°CHärteprüfung

Mikro- u. Makro StrukturCTOD-Versuchegeschweißt, ohne Wärmebehandlungspannungsarm geglüht

2.3 Fertigungs- und Prüffolge und QualifizierungenmitVerification Party Überwachung

Alle Prüfungen müssen natürlich von einer für das Projekt anerkann-ten 3rd-Party abgenommen sein.Dies erfordert natürlich enormen Aufwand an Qualitätsarbeit undEngineering in den Vorbereitungsphasen, deshalb lohnt es sich, hiereinige Werkstoffe sozusagen als Qualifizierungspaket in der Schub-lade zu haben, will man im Offshore-Business Fuß fassen, um bei denTenders schlagkräftig zu sein. Hier hat jeder, der gute und systemati-sche Unterlagen bereitstellen kann, einen Vorsprung.Auch während der Auftragsabwicklung werden in den einzelnen Pro-duktionsschritten Prüfungen von der 3rd-Party überwacht.Abbildung 8 zeigt in groben Schritten einen Fertigungsablauf fürStahlguss-Teile (gelbe Felder). In den grünen Feldern sind die notwen-digen Qualifizierungen für die jeweiligen Prozess-Schritte und in denblauen Feldern die Prüf- und Freigabeschritte durch 3rd-Party zu sehen.

2.4 DokumentationDie Dokumentation sowohl der Qualifizierungs- als auch der Auf-trags-Abläufe hat in der Offshore-Technik einen großen Stellenwert.Wie am Beispiel des Projekts „Enfield“ zu sehen ist, entsteht dabeieine Menge an Papier.

3 Projekt FPSO „Enfield“ – Universal Joint3.1 ProjektablaufAm Beispiel eines Projektes für ein Bohrschiff, das vor der australi-schen Küste eingesetzt wird, sollen die oben erläuterten Ausführun-gen dargestellt werden.Es handelt sich um ein Bohrschiff mit außen liegender Bohr- und Ver-ankerungsstation. Der Auftrag umfasst ein „Universal Joint“, einKardangelenk, über welches das Schiff mit dem Bohr-System verbun-den ist (siehe Kapitel 1.2 und Abbildung 5).

Der Auftragsumfang der Komponenten und Leistungen, die in Verant-wortung der Stahlgießerei abgewickelt werden und Auftrags-Eckdaten:KundeSingle Buoy Moorings, Monaco

KonstruktionsauslegungMobil Offshore Units (Anbau beim Schiff)Lebensdauer: 15 JahreMinimum Konstruktionstemperatur: 0°CZugfestigkeit (Rm) min. 500 N/mm2

Dehngrenze (Rp 0,02%) min. 345 N/mm2

Dehnung (5d0) min. 22%Charpy-V Kerbschlagzähigkeit bei -20°C:einzel min. 24J; Mittelwert min. 34JKohlenstoff-Equivalent : CE < 0,45%ASTM-Korngröße: 7 bis 10

WerkstoffauswahlStructural materialAldur S 50 C (ASTM A 148 Grade 80-50)

GussteileTop Fork (obere Gabel)Bottom Fork (untere Gabel)Cross Piece (Kreuz-Stück)Bottom Guide Cone (unterer Führungs-Konus)

Schmiedeteile4 Shafts (4 Gelenk-Wellen)

AuftragsschweißungenInconel 625 Auftragsschweißung

FertigbearbeitungZusammenbauFunktionstestErmittlung des GesamtgewichtesVorbereitung zum Transport im zusammengebauten ZustandFreigabe durch Klassifizierungsgesellschaft

In einer technischen Angebots-Verhandlung, dem so genannten„with-bid-meeting“ werden bereits vorher eingereichte Qualifizie-rungs-Unterlagen besprochen und offene Punkte bezüglich Zeich-nung und Spezifikation abgeklärt. Folgende Unterlagen wurden dazubereits im Vorfeld eingereicht:Referenzlisten über bereits abgewickelte Offshore-ProjekteWerstoffzulassungenSchweißpläne und VerfahrensprüfungenCTOD-UntersuchungenKurzbeschreibung der GießereiprozesseZertifikate: ISO 9001:2000, ISO 14001:2004QSU-PolitikFertigungs- und Prüfpläne (Entwürfe)„Supplier Document Required List with Time Schedule“(ein Plan, wann welche Dokumente bereitzustellen sind)Terminpläne…etc.

Nach Auftragseingang werden in einem Kick-Off-Meeting zwischenKunden, Verification Party und Gießerei nochmals alle Eckdaten, wieTerminpläne, Abnahme- Halte- und Meldepunkte, Festlegung derVerantwortlichkeiten, Formalismen für Meldung und Freigabe vonAbweichungen, usw. festgelegt.Für den Gießerei-Auftrag im „Enfield“-Projekt wurde Lloyds Registerof Shipping als Verification Party mit folgenden Überwachungs- undQualifizierungsaufgaben beauftragt:Überprüfung der QualifikationenMonitoring im Zuge der GussfertigungProbenidentifikationSchweißgenehmigungZerstörungsfreie Endprüfung (VT/MT/UT/RT),Maßliche KontrolleMech. Erprobung

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Abbildung 8: Fertigungs- und Prüffolgeplan für schwere Stahlguss-Kompo-nenten mit Prozess-Qualifizierungen und Abnahme-Schritten für Offshore-Aufträge

Monitoring im Zuge der Fertigbearbeitung und Zusammenbaumaßliche KontrolleFunktionstestDokumentation:Erstellung von Release Noteund Abnahmeprüfzeugnis gem. EN 10204 3.2

Im Zuge des „Kunden-Monitorings“ sind regelmäßig Fortschritts-Be-richte, bzw. Einladungen zur Teilnahme an Prüfschritten direkt an denKunden zu melden, dieses Monitoring umfasst:TerminkontrolleÜberprüfung und Genehmigung von Qualifikations- undAuftragsdokumentenProbenidentifikationSchweißgenehmigungZerstörungsfreie Endprüfung (VT/MT/UT/RT),Maßliche KontrolleMech. ErprobungFunktionstest

Die terminliche und logistische Koordination aller Meldungen, Einla-dungen und der Versand von Unterlagen obliegt der Gießerei. Qua-litätssachbearbeiter und Projektleiter im Verkauf sind hier die Haupt-Drehscheibe des gesamten Projekts.

Der gesamte Ablauf ist in einem Fertigungs- und Prüffolgeplan festge-schrieben; in diesem Fall ein 14-seitiges Dokument (die ersten 2 Sei-ten sind beispielhaft für das Top Fork in Abbildung 9 zu sehen), indem jeder einzelne Schritt mit Tätigkeiten und Verantwortlichkeiten,zugrunde liegenden Spezifikationen und den erforderlichen Prüf-,Melde-, Halte und Abnahme-Schritten festgelegt ist.Dokumentation ist ein wesentlicher Bestandteil aller Offshore-Auf-träge. Das Paperwork umfasst 3 Schwerpunkte, die im Folgenden mitden wesentlichen Dokumenten aufgeführt sind:QualifikationsdokumenteBrief Description of FoundryReferenzlisteISO 9001:2000ISO 14001:2004QSU-PolitkChem. und Mech. Labors gem. DIN EN ISO/IEC 17025:2000-04Schweißerqualifikation gem. ASME SEC IXZertörungsfreie Prüfer VT/MT/UT/PT/RT gem. EN 473WerkstoffzulassungPQR`s und WPS gem. ASME SEC IXCTOD`sErmittlung der DauerfestigkeitDrop-weight test im vergüteten- und im spannungsarm geglühtenZustand….

Auftragsdokumentation – ProceduresSupplier Document Required List (SDRL)Termin Pläne

Fertigungs- und PrüffolgepläneVorschrift für die Material TraceabilityProbelageskizzenWärmebandlungsvorschriftErstellung Zeichnung mit Gusszugaben (As-build drawings)Bescheinigung über GussstückgewichtsangabenSchweißpläneZerstörungsfreie Prüfanweisungen VT/MT/UT/PT/RTZusammenbauvorschriftKonservierungsvorschriftVorschrift FunktionstestTransportvorschriftMasterbook Version 1 für KundeMasterbook Version 1 für Betreiber

AttesteSchmelz- und StückanalyseWärmebehandlungmech. EigenschaftenSchweißberichtAtteste über zerstörungsfreie Prüfanweisungen VT/MT/UT/PT/RT

MaßprotokollBescheinigung des AnstrichesBericht über ZusammenbauFunktionstestberichtGewichtsbescheinigung der gesamten Einheit

Aufgrund der umfangreichen Dokumentationenmuss eine eigene Dokument-Logistik (SupplierDocument Requirement List – „SDRL“) erstelltwerden, die genau festlegt, wann welches Doku-ment abzuliefern ist (Auszug aus dem SDRL sieheAbbildung 10).Wenn man neben den technisch hoch anspruchs-vollen Gussteilen noch die Menge an erzeugtemPaperwork sieht (Abbildung 11), dann liegt dieBemerkung nahe, dass die Gießerei gleichzeitigeine Papierfabrik ist.

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Abbildung 9: Auszug aus dem Fertigungs- und Prüffolgeplan

abbreviations document schedulingX: Indications „at time of“WB: With bidAC: Number of weeks after contract awardBE: Number of weeks before specific event, to which docements, takes place.AT: Number of weeks after test or event to which documents relates,

takes place.Abbildung 10: Supplier Document Requirement List zur genauen Dokumen-tations-Logistik

3.2 Was geschieht mit den Gussteilen für dasBohrschiff Enfield?

Die oben beschriebenen Stahlgusskomponenten, als Kardangelenkzusammengebaut, sind Teil einer Bohr- und Verankerungsstation, dieam Bug des Bohrschiffes angebracht ist.

Über das Kardangelenk ist das Schiff mit dem Bohr- und Fördersys-tem unter Wasser verbunden. Bei zu hohem Seegang kann die Ver-bindung schnell getrennt und später wieder verbunden werden.Durch diese Station erfolgt die Förderung des Öls in den Tanker unddes Wassers in das Ölfeld unter dem Meer.

Die zum Universal-Joint zusammengebauten Einzelteile aus Stahlgussund die geschmiedeten Wellen bei der Auftragsschweißung sind inAbbildung 12 zu sehen.Das gesamte Rohgussgewicht (vor der Fertigbearbeitung) der 4 Guss-teile beträgt 156 t.

Nach der Fertigbearbeitung und dem Zusammenbau bei MCE alsAuftragnehmer der Gießerei erfolgt der Funktionstest, bei dem allemöglichen Bewegungen des Gelenks erprobt werden müssen (sieheAbbildung 13).Das Gelenk musste zuletzt noch gewogen werden, was über 3 Mess-dosen erfolgte und im Beisein der Abnahmegesellschaft durch dieFirma VATRON durchgeführt wurde. Das Universal-Joint wiegt zu-sammengebaut 142.100 kg.

Zusammengebaut und gesichert ging das Kardangelenk auf eine langeReise (siehe Abbildung 15). Es wurde über den Schwerlasthafen ineinen Donau-Frachter verladen (Abbildung 14) und nach Antwer-pen verschifft, von dort ging es über See nach Dubai, wo es in die1.500 t schwere Bohr- und Verankerungsstation eingebaut wurde.Diese Station wurde nach Südkorea transportiert und in den dortgebauten Suezmax Tanker, das Bohrschiff (FPSO) „Nganhurra“, amBug eingebaut. Der fertige Tanker wiegt 250.000 t und fährt vonSüdkorea an die australische Westküste, wo sich sein Einsatzgebietbefindet.

Kontaktadresse:voestalpine Giesserei Linz GmbH, A – 4031 Linz, Postfach 3,Tel.: +43 (0)732 6585 4450, Fax: +43 (0)732 6980 4450,E-Mail: Reinhold.Hanus@voestalpine.com

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Abbildung 15: Eine lange Reise der Stahlguss-Komponenten für das Projekt„Enfield“

Abbildung 14: Verladung des Universal-Joints auf einen Donau-Frachter

Abbildung 11: Dokumentation für einen Auftrag – „Gießerei oder Papier-fabrik?“

Abbildung 13: Funktionstest

Abbildung 12: Stahlguss- und Schmiedeteile des Kardan-Gelenks

Bei der voestalpine Gießerei Linz GmbH wurde im Som-mer dieses Jahres eine automatische Strahlanlage zumStrahlen für handgeformte Mittel- und Großform- Guss-werkstücke von der Firma Konrad Rump Oberflächen-technik GmbH & Co KG, Salzkotten / D, in Betrieb ge-nommen. Die Werkstücke werden dabei auf einen Dreh-tischtransportwagen aufgelegt und im Wirkbereich vonmehreren Schleuderrädern mit mechanischer Vorbe-schleunigung gedreht bzw. linear verfahren. Beim Vor-strahlen werden Form- und Kernsandreste abgestrahlt. Imweiteren Prozessablauf der Gusswerkstücke erfolgt mehr-mals ein Nachstrahlvorgang, bei dem die Werkstücke wie-der eine homogene Oberflächenstruktur erhalten.In dem 13 m langen, 7,5 m breiten und 6,2 m hohenStrahlhaus können Großgusswerkstücke mit einem Dreh-kreisdurchmesser von 7.200 mm oder einer Länge von biszu 9.000 mm und einer Werkstückhöhe von 4.000 mm beieinem Maximalgewicht von 180 t bearbeitet werden.

Die Strahlkammer der Anlage besteht vollständig aus Manganstahl-blech und ist mit einem Profilstahlgerüst stabilisiert. Im inneren befin-det sich im direkten Strahlbereich an der den Turbostrahlern gegen-überliegenden Kammerwand zusätzlich eine lose eingehängte undleicht auswechselbare Auskleidung aus Manganstahlblechplatten. DieBodenabdeckung bilden Manganstahl-Lochbleche, die einen optimalenSchutz der untergebauten Strahlmittelrückfördereinrichtung darstellen.Für das Ein- und Durchfahren der Werkstücke mit dem schienenge-bundenen Transportwagen befinden sich an beiden Stirnseiten derStrahlkammer zweiflügelige Türen aus Manganstahl mit elektromotori-scher Betätigung und einer beleuchteten Notkontakteinrichtung. DieAnlage ist mit insgesamt sieben Turbostrahlern mit mechanischer Vor-beschleunigung und einer Antriebsleistung von jeweils 22 kW jeSchleuderrad ausgerüstet. Davon befinden sich drei Aggregate auf derStrahlkammerdecke zur Bearbeitung der Werkstückoberseiten undInnenflächen von rotationssymmetrischen Teilen und die verbleiben-den vier an der Strahlkammerseitenwand auf einem Schwenkturm,welcher bei auf dem Wagen rotierenden Teilen stationär betriebenwird oder bei langen Werkstücken mittels hydraulischem Antrieb, wel-cher während des Strahlvorganges unter einem Winkel von bis zu 60°eine Pendelschwenkbewegung ausführt, während die Werkstücke mitdem Wagen in einer Linearbewegung durch den Strahlbereich geführtwerden. Hierdurch wird eine optimale Strahlbildüberdeckung auch imBereich von Hinterschneidungen der rotierenden oder linear verfah-renden Werkstücke erreicht und das Strahlbild homogenisiert.Der Strahlmittelrücktransport erfolgt mittels einer in Achsrichtung ver-laufenden Schwingförderrinne zu einer quer verlaufenden Schwingför-dersiebrinne und von dort zu einem Becherwerk. Über den Siebbo-den der Querförderrinne werden eventuelle grobteilförmige Verunrei-nigungen wie Kernnägel und Sandknollen aus dem Strahlmittelkreislaufüber Kopf in einen untergestellten Austragsbehälter ausgeschieden.Vom Becherwerk aus gelangt das Stahlmittel in einen zweistufigen

Magnetabscheider. In der ersten Stufe wird das ferritische Strahlmitteldurch eine Magnetwalze vom Formsand getrennt und im Anschlussüber einen Windsichter zur Abscheidung von staubförmigen Verunrei-nigungen, Restsandanteilen und Strahlmittel-Unterkorn geleitet. Dasgereinigte Strahlmittel gelangt über ein weiteres Becherwerk in denVorratsbunker und wird von dort über eine Verteilschnecke den Tur-bostrahlern auf der Kammerdecke und über einen Pufferbunker denTurbostrahlern des Schwenkturmes jeweils über einstellbare Dosier-einrichtungen mit pneumatischer Betätigung zugeführt. Der ausge-schiedene Formsand wird mittels einer sekundären Magnetwalze vonStrahlmittel-Restanteilen befreit und schließlich in einen untergestelltenAustragsbehälter geleitet. Das herausgezogene Reststrahlmittel wirddem Strahlmittelkreislauf der Anlage wieder zugeführt.

TurbostrahlerDas Gehäuse der Turbostrahler besteht aus verschweißten Mangan-stahlblechen. Im Inneren befinden sich allseitig Verschleißschutzplat-ten und im Zentrum das Schleuderrad mit 8 Wurfschaufeln und ei-nem Außendurchmesser von 500 mm. Die Schleißplatten und Wurf-schaufeln sind leicht auswechselbar und werden aus hochverschleiß-festem Spezialstahl hergestellt. Durch geringe Schwungmasse wirdein optimaler Wirkungsgrad erzielt.Der Antriebsmotor mit einer Leistung von 22 kW ist über einen Rie-mentrieb mit der staubdicht gelagerten Schleuderradwelle verbunden.Die Abwurfgeschwindigkeit der Schleuderräder beträgt ca. 90 m/s beieiner Motordrehzahl von 1.500 min-1 und einem Strahlmitteldurchsatzje Rad von ca. 200 – 250 kg/min. Bei dem eingesetzten Strahlmittelhandelt es sich um kantiges Stahlkorn der Körnung GP 14 (1,18 –2 mm) mit einer Härte von ca. 48 – 52 HRC. Die Schleuderräder ar-beiten nach dem Prinzip der mechanischen Vorbeschleunigung. DieSchaufeln sind zwischen den zwei Seitenscheiben geführt und arre-tiert. Durch die verstellbare Verteilerhülse kann der Ausstrahlwinkelsehr genau eingestellt werden. Das Strahlmittel wird gezielt auf dieWerkstücke gelenkt. Verschleiß von Schleuderradgehäuse und Ma-schinen-Innenauskleidung wird dadurch weitgehend vermieden.

FördertechnikZur Aufnahme von Gusswerkstücken mit einer Masse von bis zu 100 tsteht ein elektrisch verfahrbarer Transportwagen mit aufgebauter an-getriebener Drehscheibe und einem Eigengewicht von 36 t zur Ver-fügung. Der Wagen besteht aus einer Profilstahlrahmenkonstruktionmit Manganstahlvollverkleidung. Die Drehzahl der auf einem Kugel-drehkranz befestigten Drehscheibe ist stufenlos regelbar. Werkstücke

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Reinigung von Handformguss durch StrahlenShot Blasting of large hand moulded Castings

Heinz Neise, Staatl. gepr. Techniker (Maschi-nenbau), seit 1986 bei der Konrad Rump Ober-flächentechnik GmbH & Co KG, Salzkotten / D

Rump-Strahlanlage für Handformguß

können so sowohl rotierend als auch linear verfahrend vor den Tur-bostrahlern bewegt werden. Die Stromversorgung und Steuerung er-folgt über ein Schleppkabel, welches strahlgeschützt im Bereich zwi-schen den Fahrschienen abgelegt wird. Das Auflegen und Abnehmender Werkstücke erfolgt mittels Brückenkran. Zur Bearbeitung vonWerkstücken bis 180 t Stückgewicht kann zur Lastverteilung einzweiter Wagen mit einem Eigengewicht von 16 t angekuppelt wer-den. Logistisch sind durch die Anlage zwei benachbarte Hallenschiffemiteinander verbunden. Die Ausrüstung mit zwei Becherwerken er-möglichte die Aufstellung im Bereich unterhalb des vorhandenenBrückenkranes mit reduzierter Anlagen-Gesamtbauhöhe.

EntstaubungDie Absaugung der Strahlkammer und der Windsichterstufe erfolgtdurch die angeschlossene Entstaubungsanlage. Hierzu wurde kunden-seitig ein Aggregat mit einem Gesamtluftvolumenstrom von ca.45.000 m3/h beigestellt. Zur Einsparung von Heizenergie kann in denWintermonaten bis zu 80% der vom Filter gereinigten Luft wieder indie Strahlkammer der Anlage zurückgeführt werden, während in denSommermonaten die gesamte Abluft über einen Kamin ins Freie ge-leitet wird.

SteuerungDie Steuerung der Strahlanlage und des Fördersystems erfolgt übereine freiprogrammierbare Steuerung, die einen sicheren undstörungsfreien Betrieb gewährleistet und verschiedene Strahlpro-gramme zur Verfügung stellt. Während des Programmablaufes kön-nen einzelne Parameter über ein Touch-Panel mit Klartextanzeige va-riiert werden. Der elektrische Gesamtanschlusswert der Strahlanlagebeträgt ca. 250 kW.

LärmschutzZur Reduzierung der Anlagengeräusche auf maximal 85 dB(A) wur-de im Bereich um die Anlage eine Schallschutzkabine angeordnet.

ProzessablaufDie zu strahlenden Gussteile werden an der Aufgabeposition vor derStrahlkammer mit dem Brückenkran auf den Transportwagen aufge-legt. Durch manuelle Steuerung des Bedienungsmannes verfährt derWagen bis zur jeweiligen Startposition der Automatik innerhalb derStrahlkammer. Nach dem Startbefehl des Bedienungsmannes schließensich die Anlagentüren. Nun erfolgt die strahltechnische Behandlung mitden voreingestellten Parametern. Die im Transportwagen eingebauteangetriebene Drehscheibe versetzt die Werkstücke sanft frequenzge-regelt in Drehung, um eine vollständige Strahlbild-Überdeckung auchbei Hinterschneidungen zu erreichen. Im Anschluss an die Behandlung

öffnen sich die Türen und das nun fertig gestrahlte Gussteil verfährtzur Abnahmeposition für die nachfolgende Bearbeitung.Gleichermaßen erfolgt die Behandlung größerer Teile, die auf denWagen aufgelegt in die Strahlkammer einfahren und dort nicht rotie-ren können. Hierbei wird zum Strahlen der Oberseite, einer Stirn-fläche und einer Seitenfläche zwischen zwei Punkten linear verfahrenund in einem weiteren Strahlvorgang nach dem Wenden des Werk-stückes außerhalb der Kabine die Bearbeitung der vorher abgewand-ten Seiten durchgeführt.Bei Gussteilen, die schleuderradtechnisch schwer zu erreichende In-nenflächen aufweisen oder die zu groß für die Überdeckung der ge-samten Seiten sind besteht die Möglichkeit des manuellen Nachstrah-lens mit einer Freistrahleinrichtung im Druckluftbetrieb.Durch den weitgehend automatisierten Prozessablauf des zuvor be-schriebenen Anlagensystems reduziert sich die Erfordernis manuellerEingriffe auf den Bereich Auf- und Abgabe. Hieraus resultiert einehohe Effektivität und Bedienungsfreundlichkeit. Durch die exakteTrennung von Formsand und Strahlmittel wird einem Anlagenver-schleiß vorgebeugt und werden hohe Strahlmittel-Austragsverlustevermieden. Die zweistufige Magnetabscheidung ermöglicht eine Wie-derverwertung eines Großteils des Formsandes.

BetriebskostenKosten Strahlmittel: Euro 21,–/hEnergie: Euro 20,–/hErsatzteile: Euro 10,–/hBedienung (1 Person) Euro 28,–/hWartung anteilig: Euro 1,–/h

Gesamtkosten: Euro 80,–/h

Die Gesamtinvestition für diese Maschine mit Förderanlagen, Funda-ment- und Montagekosten beläuft sich auf ca. Euro 1.500.000,–.

* * *

Die Firma Konrad Rump Oberflächentechnik GmbH & Co KG inSalzkotten ist Hersteller von Strahlanlagen aller Art. Hauptbereiche sind dieEntwicklung, Konstruktion und Fertigung von Chargen- und Durchlauf-Strahl-anlagen im Druckluft- und Schleuderradstrahlverfahren zur werkstückorientier-ten Oberflächenbearbeitung mit dem Schwerpunkt Sonderlösungen für spe-zielle Anwendungsfälle.

Kontakt:vertrieb@rump-oft.de, Tel.: +49 (0)5258 5080, Internet: www.rump-oft.de

In Österreich wird Konrad Rump Oberflächentechnik GmbH & Co KGvertreten durch:Gasser GmbH, A-8051 Graz, Wienerstraße 331a,Geschäftsführer: Josef Hubmann,Tel:. +43 (0)316 931767, Mobil: +43 (0)676 9559003,E-Mail: hubmann@gasser-gmbh.at

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FilterBei der Massenproduktion von Gussstücken aus Grau- und Kugelgra-phitguss werden deshalb bereits seit über 20 Jahren Schaumstruktur-filter aus Silizium-Carbid Keramik (Bild 2) in Gießsysteme integriert.

Allerdings war der Gebrauch die-ser Keramikfilter bis vor wenigenJahren mit einigen Nachteilen, jasogar mit Risiken verbunden,wenn Gussteile mit einem Ge-wicht von über einer Tonne ge-filtert werden mussten.Die spezifischen Eigenschaftenvon SiC-Keramik, wie Festigkeitund Filterleistung machten denGebrauch in diesem Bereich, im

Gegensatz zur Verwendung im Automobilguss, sowohl anwendungs-technisch als auch finanziell unattraktiv.

FiltermaterialDie Anwendung von SiC-Keramikfiltern beschränkt sich in der Regelauf eine maximale Größe von 100x100 mm, da die hohen ferrostati-schen Drücke und Fließraten sowie die langen Gießzeiten ein zu ho-hes Risiko beinhalten. Außerdem ist in vielen Fällen nicht genügendPlatz vorhanden, um eine größere Anzahl dieser Filter im Gießsystembzw. im Formkasten unterzubringen.Der Bedarf an hochfesten Filtern größerer Abmessungen hat in denletzten Jahren erheblich zugenommen. Wegen einer Reihe techni-scher und wirtschaftlicher Vorteile werden darum verstärkt Gießfiltermit keramischer Kohlenstoffbindung (Bild 3) sowie auch Filter ausZirkonoxidkeramik (Bild 4) verwendet.Die Entscheidung, Filter aus diesen Materialien zu nutzen, basiert aufihren guten Eigenschaften in Bezug auf Thermoschockbeständigkeit,Kaltdruckfestigkeit, „Priming“, Wärmeleitfähigkeit (Al2O3/C Keramik)und auf ihrer chemischen Verträglichkeit.

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Filtration von großen und schweren GJLund GJS Gussteilen*)The Filtration of large grey and ductile Iron Castings

Dipl.-Ing. Erhard Wiese, Studium derGießereitechnik von 1969 bis 1972 an derFH Duisburg, danach 5 Jahre Assistent desGießereileiters bei FWH Mülheim Stahlgussund 7 Jahre in verschiedenen Positionen beiFCH Delligsen Stahlguss. Seit 1984 Produktm-anager/Produktbereichsleiter für Eisen- undStahlfiltration bei Foseco, Borken, seit 2000Europäischer Produktmanager für Stahlfiltra-tion bei Foseco Europa.

ZusammenfassungBei der Produktion von hochwertigem Massenguss für die Automo-bilindustrie wird die Filtration seit Jahren erfolgreich praktiziert. Weni-ger verbreitet ist noch immer das Filtrieren von großen Gussstückenmit einem Gewicht von mehr als 1000 kg, weil die benötigte Filter-fläche sowie vor allem die Widerstandsfähigkeit der verfügbaren Fil-terkeramiken früher oftmals nicht ausgereichend waren.Dieser Bericht befasst sich mit den Problemen, die beim Filtrierendieser großen Gussteile entstehen und zeigt gleichzeitig Lösungenauf. Außerdem werden drei kostengerechte Lösungskonzepte für dieGestaltung von Gießsystemen vorgestellt und mit Beispielen aus derPraxis erläutert.

EinführungIn unzähligen Anwendungsfällen wurde bereits bewiesen, dass Filtrati-on einen erheblichen Anteil dazu beiträgt, saubere und einschlussfreieQualitäts-Gussteile zu produzieren. Schlackeneinschlüsse, besondersMagnesium-Sulfide, -Oxide und Silikate (Bild 1), sind die größtenÜbeltäter. Oft sind sie ein großes Problem für alle Grau- und Sphäro-guss-Gießer. Sie verursachen eine inakzeptable Gussoberfläche undverschlechtern die mechanischen Werte. Durch die Verwendung vonkeramischen Filtern in Schaumstruktur können diese Fehler verhindertwerden. Dabei ist ein korrekt gestaltetes Gießsystem sehr wichtig.

Bild 1a/b: Die häufigsten oxidischen Verunreinigungen im Sphäroguss sind MgO, MgS und Mg-Al-Silikat-Schlacken (Dross)

Bild 2: Schaumstruktur-Filter aus Silizi-um-Carbid-Keramik

*) Der Vortrag wurde am 5. Juni 2006 in der Sparte „Process Control in Ferrous Casting Production“ als Paper 54 am 67. Gießerei-Weltkongreß in Harrogate, UK,in englischer Sprache gehalten, ist auf der Proceedings-CD (siehe WFO-Bericht auf Seite 149) enthalten bzw. kann vom Autor bezogen werden.

FilterleistungUm ein konstantes Füllen der Form zu erzielen, sollten Anzahl undGröße der Gießfilter nicht zu gering bemessen sein. Die Menge anGrauguß oder Kugelgraphitgusseisen, die eine vorgegebene Filter-fläche passieren kann, hängt von einer Reihe von Faktoren ab:Höhere Gehalte an Mangan und/oder Schwefel beeinflussen dieFilterkapazität negativJe reiner das Behandlungsmetall, desto mehr Eisen kann ohne Be-einträchtigung durch die Filter fließenAußerdem beeinflussen Art und Form des Impfmittels die Durch-flussmengen

Deshalb müssen diese möglichen Einflüsse bei der Berechnung undBestimmung der Filterfläche unbedingt beachtetet werden, um einvorzeitiges Blockieren der Gießfilter zu vermeiden.

SchaumstrukturDie keramische Schaumstruktur besteht aus einem Netzwerk von ähn-lich geformten Poren, auch „Dodekaeder“ genannt (Bild 5). Eine Porewird in der Regel aus 12 fünfeckigen Körpern (Pentagons) gebildet. Dieeinzelnen Keramikstege eines solchen Körpers sind dreieckig ausgebildet.

Einige der kleineren fünfeckigen Poren sind nach der Filterherstellungmehr oder weniger durch Keramikmasse verschlossen (Bild 6). Die-se verschlossenen Poren bewirken, dass das anströmende Metallnicht den direkten Weg durch die Filterstruktur nehmen kann, son-dern abgebremst und umgelenkt wird. Diese Bremswirkung reduziertdie Strömungsgeschwindigkeit und damit auch die entstehenden Tur-bulenzen (Bilder 7a-7d). Dadurch wird gleichzeitig auch die Ab-

scheidung von nichtmetallischen Einschlüssen aus der fließendenSchmelze begünstigt.Keramische Filter in Schaumstruktur bieten eine ideale Kombinationvon Eigenschaften. Sie sind einerseits in der Lage, große Mengen vonEinschlüssen bereits an ihrer Oberfläche abzuscheiden (Bild 8), an-derseits filtern sie auch in ihrem Inneren Verunreinigungen aus demMetall heraus, die viel kleiner sind als ihr Porendurchmesser (Bild 9).

FilterplatzierungGestaltung und Größe jedes einzelnen Filter-Gießsystems müssenvorher genau durchdacht werden, da in den Formkästen oft nur be-grenzter Platz zur Verfügung steht. Wenn die Filter korrekt in denGießsystemen platziert werden, wird auch ein effektives und damitgewinnbringendes Gussergebnis erzielt. Drei unterschiedliche Artender Filterpositionierung haben sich im Laufe der Jahre aus unzähligenVersuchen und Anwendungen ergeben und werden im Folgendenvorgestellt:

„In-Line“ Gießsysteme mit STELEXFilterpositionsmodellenHorizontales Platzieren (Bild 10) der ZrO2 Filter in der Formtei-lungsebene im Unterkasten ist eine seit Jahren allgemein üblicheTechnik für große Filter. Für die Filter aus Kohlenstoff- gebundenerKeramik hat sich seit es diese Filter gibt auch die vertikale Einbau-weise in der Filterposition STELEX 6 (Bild 11) bewährt. Die unmit-telbar vor dem Filter liegende Schlackenkammer gibt Raum für großeFremdpartikel und verhindert, dass die Filteroberfläche frühzeitigblockiert und ermöglicht, daß die vorher berechnete Metallmengeden Filter durchströmt.

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Bild 3: STELEX PrO Schaumstruktur-Fil-ter aus Al2O3 mit Kohlenstoffbindung

Bild 4: STELEX ZR Schaumstruktur-Fil-ter aus ZrO2

Bild 5: Eine ideale Schaumkeramik-Zelle hat die geometrische Form einesDodekaeders

Bild 6: Die einzelnen Zellen sind durchpentagonale Öffnungen unterschied-licher Größe verbunden

Bild 7a: Wassermodell ohne Filter Bild 7b: Wassermodell mit Filter

Bild 7c:Direktguss von oben ohne Fil-ter

Bild 7d: Direktguss von oben mitSTELEX ZR Filter

Bild 8: Abscheidung von großen Ein-schlüssen in der Filterkammer vor demFilter

Bild 9: Tiefenbettfiltration

Bild 10: Filterpositionsmodell für ho-rizontales Positionieren

Bild 11: Filterpositionsmodell für ver-tikales Positionieren

„In-Line“ Rohr- Gießsysteme mit integriertenkeramischen FilterpositionsmodellenFür Röhrensysteme, bei denen die Filter abseits der Formteilung lie-gen, gibt es keramische Filterhalter unterschiedlicher Formen undGrößen (Bilder 12 und 13). Die Abmessungen von Zulauf undAuslauf dieser Teile sind so gestaltet, dass sie übergangslos mit denRohren der Standardware zu Gießsystemen zusammengefügt wer-den können.

Filter-Speiser Direktgießsysteme – KALPUR STDie Anwendung der Filtration bei Direkt-Gießsystemen (Bilder 14-16) ist von den drei hier vorgestellten die wirtschaftlichste Methode,um qualitativ hochwertige Gussteile zu erzeugen.

Gießlauf-SystemeUm ein Maximum an Gussstückqualität zu erreichen, ist nicht nur dieAuswahl der Filtrationsmethode, sondern auch ein korrekt gestalte-tes Gießsystem sehr wichtig. Anzahl und Größe der Filter sowie ihrePlatzierung im Laufsystem werden von Gussteilform, Durchflussmen-ge, Formverfahren und Gießprozess beeinflusst. Die grundsätzlicheEntscheidung aber, wie und an welcher Stelle ein keramischer Filterin ein Gießlaufsystem eingebaut werden muss, sollte immer auf derBasis der effektivsten Filtrationsleistung getroffen werden.

Um einen maximalen Filtrationserfolg zu erzielen, muss die Bildungvon Gasblasen, die durch Turbulenzen im Gießlaufsystem hinter denFiltern entstehen können, unbedingt vermieden werden. Das gesam-te Gießsystem muss schnellstmöglich vollständig mit Metall gefülltwerden, da die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn das Gießsy-stem geflutet ist, bevor Metall in den Formhohlraum des späterenGussteils fließt.

Ein korrekt gestaltetes Gießsystem erfüllt folgende Kriterien:

Gleichmäßige Gießzeiten

Geringe oder keine Turbulenzen und Erosionen

Unkomplizierter Einbau der Filter

Kurzes und effektives Gießsystem

Praktische FilteranwendungsfälleDie folgenden Anwendungsfälle verdeutlichen den Unterschied inVerhalten und Leistung zwischen den beiden Keramiktypen Zirkono-xid und Aluminiumoxid/Kohlenstoff.Sie wurden ausgewählt, um die unterschiedlichen Anwendungsme-thoden von Gießfiltern in Schaumstruktur zu demonstrieren.Der steigende Bedarf an technisch hochwertigen Gusstücken undQualitätsgussteilen aus Sphäroguss hat in zunehmendem Maße zumEinsatz von keramischen Gießfiltern geführt, weil dadurch technischeund wirtschaftliche Vorteile erzielt werden können.Gusseisen mit Kugelgraphit wird von den Herstellern wegen seinerrelativ geringen Dichte und seiner Zuverlässigkeit auch bei niedrigerenTemperaturen (-20°C) für viele mechanische Komponenten in Wind-energieanlagen eingesetzt. Die Forderung nach einem gleichbleibendhohen Qualitätsstandard in diesem Marktsegment wird die dominantePosition dieses Werkstoffes in Zukunft noch weiter verstärken, dennein Windrad enthält ca. 40 t an unterschiedlichen Gusskomponentenaus GJS, z.B. Rotornabe, Blattadapter, Getriebegehäuse, Maschinen-rahmen, Schaft, Planetengehäuse, Planetenträger, Frontplatte, u.s.w.

1. ZylinderkopfUngefähr 70 Zylinderköpfe dieses Typs werden pro Monat aus demWerkstoff GJS 400-15 gegossen. Das Gießgewicht beträgt 980 kgund das Rohteilgewicht 930 kg.

Die Bilder 17a und 17b zeigen einen Ausschnitt der Ober- undder Unterkasten-Modellplatte mit Filterposition und Laufsystem. ZumEinsatz kommt ein keramischer 150x200x30 mm STELEX PrO Filter(Al2O3/C Matrix) in Schaumstruktur, der in vertikaler Anordnung ineinem STELEX Filterpositionsmodell Nr. 6 platziert wird. Die erzielteFilterkapazität ist 3,27 kg/cm2, gegossen wird mit Temperaturen zwi-schen 1360-1380 °C. Die Gießzeiten variieren zwischen 35-40 s, derEingussdurchmesser beträgt 50 mm und die um ca. 30% erweiterteAnschnittfläche hat eine Größe von 2514 mm2.

2. Ring-GehäuseDieses GJS Gehäuse hat ein Gießgewicht von 9.500 kg und ein Roh-gewicht von 5.800 kg. Die Bilder 18 a/b zeigen die Ober- und Un-terkastenansicht eines Gussteils direkt nach dem Strahlen, währenddie Bilder 19 a/b ein für die abschließende Bearbeitung fertig ge-putztes Teil wiedergeben.Für die Filtration waren 8 STELEX PrO Filter mit einem Durchmes-ser von 200 mm nötig. Die Filter wurden auf der Teilungsebene imSTELEX Filterpositionsmodell FP3R in horizontaler Lage im Gieß-laufsystem im Inneren des Rings platziert. Die Filterkapazität betrug

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Bild 12: Keramisches Filterpositions-modell für horizontales Positionieren

Bild 13: Keramisches Filterpositions-modell für vertikales Positionieren

Bild 14: TA Speiser mitintegriertem Kern zurFilterplatzierung

Bild 15: Zylindrischer Spei-ser mit separatem Kernzur Filterplatzierung

Bild 16: KALPUR Filter-Speiser

Bilder 17a/b: Modellplatten für Unter- und Oberkasten eines Zylinderkopfes

Bilder 18a/b: Ober- und Unterkastenansicht des Ringes mit Gießsystem

3,87 kg/cm2. Bei einer Gießtemperatur von 1340 °C wurde eineGießzeit von 68 s benötigt.Es kamen zwei Eingüsse mit jeweils einem Durchmesser von 80 mmzum Einsatz. Die zwei Oberkastenläufe und die acht Filterzuläufe wa-ren als Sandläufe ausgeführt, während die Läufe hinter den Filtern ausKeramikrohren bestanden. Alle acht Keramikrohrläufe wurden direktin die Speiserkalotten der am unteren inneren Ring platzierten Spei-ser gelenkt, um eine ruhige Formfüllung zu erzielen.

3. Rotornabe fürWindradBild 20a zeigt die 3D-Zeich-nung einer Rotornabe mit ei-nem „In-Line“ Gießsystem, indem die Filter ebenfalls auf derTeilungsebene platziert sind. DieRotornaben wurden aus GJS700-2 gefertigt. Das Gießge-wicht lag bei ca. 9 t. Sechs Zir-konoxidfilter Ø200 mm kamenbei dieser Nabe zum Einsatz.Über 90 Naben wurden bisher

mit dieser Gießtechnik hergestellt. Weitere gießtechnische Detailssind u. a. die gewählte Gießtemperatur von 1340 °C bei einer Gieß-zeit von um die 50 s und eine Filterkapazität von 4,78 kg/cm2.

Bild 20b zeigt ebenfalls die 3D Zeichnung einer Rotornabe mit ei-nem „In-Line“- Gießsystem. Allerdings sind hier die Filter außerhalbder Formteilung und damit sehr nahe an den Anschnitten in Kera-mikfilterhaltern untergebracht. Auf dem Bild 20c ist ein Teil desGießsystems im Bereich eines Rotorflansches mit zweien dieser Fil-terhalter zu sehen. Auch bei dieser Nabe lag das Gießgewicht bei ca.9 t, so dass auch hier sechs Zirkonoxid Filter Ø200 mm erforderlichwaren. Die Gießtemperatur betrug 1360 °C, die Gießzeiten ca. 70 sbei einer Filterkapazität von 4,78 kg/cm2.

5. Planetenträger fürWindrad

Auch dieses Gussteil wird ausdem duktilen Werkstoff GJSproduziert. Das Gussteilgewichtbeträgt 2.500 kg und das Gieß-gewicht liegt bei ca. 3.100 kg.Bild 21 zeigt das Gussteil mitdem gesamten Gießlaufsystem,bei dem man noch deutlich dieReste der keramischen Rohreund Filterhalter sehen kann. Bei

diesem Teil wurden zwei Ø200x35/10ppi STELEX ZR Filter benutzt,die Gießtemperatur betrug 1380 °C. Die Gießzeit war mit 80 s rela-tiv lang, was mit großer Wahrscheinlichkeit auch von der Position derFilter im unteren Bereich der Form verursacht wurde. Die erreichteFilterkapazität war mit 4,94 kg/cm2 sehr hoch.

6.GehäuseDieses GJS Gussstück ist mit einem Gießgewicht von 25500 kg dasgrößte und schwerste, welches bisher unter Foseco-Regie mit denkeramischen Filterhaltern gegossen wurde. Die Bilder 22 a/b zeigendie Anordnung der Filterhalter auf der Modellplatte, zwei Reihen mitjeweils 11 Filterhaltern mit Ø200x35/10ppi STELEX PrO Filtern ka-men bei diesem Gussteil zum Einsatz. Die Gießtemperatur wurde auf1380 °C festgelegt. Für die Formfüllung wurde eine Zeit um 120 sbenötigt. Für die Filterleistung wurde ein konservativer Wert von3,58 kg/cm2 vorgegeben, weil bei der Druckhöhe von ca. 3,5 m imletzten Drittel der Formfüllung ein starker Gegendruck herrscht.

7. LaufrolleDas Gießgewicht für die-ses GJS Teil lag bei 9.000kg und das Rohteil selbstwog ca. 7.500 kg. Bild 23zeigt die Zeichnung desGussteils und das vorge-schlagene Gießsystem mitacht runden keramischenFilterhaltern in vertikalerAnordnung. Zum Gießendes Teils wurden achtØ200x35/10ppi STELEXPrO Filter benutzt. DieGießtemperatur des er-sten Abgusses lag bei1360 °C, die des zweitenwurde wegen Problemenbei der Speisung auf 1340°C erniedrigt. Bei Gelin-gen war eine weitere Ab-senkung auf 1300°C ge-plant. Das Gießsystem

war in den Abmessungen auf Basis einer berechneten Gießzeit vonca. 75 s und einer Filterleistung von 3,58 kg/cm2 ausgelegt worden.

8.MahlkegelBild 24 zeigt ein Gießsys-tem mit keramischen Fil-terhaltern, bei dem anStelle von runden quadra-tische STELEX PrO Filterder Größe 150X150x30benutzt wurden.

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Bilder 19a/b: Zwei Aufnahmen mit unterschiedlichen Ansichten des Ring-Gehäuses

Bild 20a: Filter auf der Formteilungplatziert

Bilder 20b/c: Filter in keramischen Filterhaltern nahe den Anschnitten platziert

Bild 21: Keramisches Gießlaufsystemmit zwei Hagenburger Filterhaltern

Bilder 22a/b: Zwei Reihen mit Durchmesser 200 keramischen Filterpositio-nen kamen beim Gießen dieses 25,5 t GJS-Gussteiles zur Anwendung

Bild 23: Zeichnung mit Gießvorschlag füreine schwere Laufrolle

Bild 24: Keramische Filterpositionen für qua-dratische Filter der Größe 150x150

9. RolleGenau wie bei dem vorherigen Filteranwendungsfall wurden auch hierdie quadratischen Keramikfilterhalter und vier STELEX PrO Filter derGröße 150x150x30 mm eingesetzt. Da es sich bei diesen Rollen umVerschleißteile handelt, beinhaltet der Gusswerkstoff unter anderem1,75 % C and 16 % Cr. Die Bilder 25 a/b sprechen für sich, sie zei-gen die Innenräume eines ungefilterten und eines gefilterten Abgusses.Diese Rolle hat ein Gießgewicht von 3.900 kg. die Gießtemperatur be-trug 1460 °C, die Gießzeit 110 s und die Filterkapazität 4,3 kg/cm2.Die drei letzten Beispiele beziehen sich auf die KALPUR Filter-SpeiserDirektgießtechnik und verdeutlichen, auf welche Weise die Filter beidieser Anwendungstechnik eingesetzt werden. Da für dieses Verfahrenkein Eingusstrichter und keine Gießläufe notwendig sind, bietet es imHinblick auf das Gießgewicht und damit auf das Ausbringen einengroßen Kostenvorteil. Die Filter-Speiser können entweder oben auf denGussstücken oder auf der Teilungsebene platziert werden. Die seitlichePositionierung auf der Teilungsebene garantiert eine ruhigere Formfül-lung und damit wahrscheinlich auch eine bessere Filtrationswirkung.

10. SchwungscheibeDiese Schwungscheibe wird ausGJS 600-3 hergestellt. DasGießgewicht beträgt 1700 kg,die Gießtemperatur lag bei1330 °C und die Gießzeit 30s.Zum Einsatz kam ein STELEXZR Ø200x35mm Filter, der ineinem KALPUR ZTAE 23/25platziert war. Die Durchfluss-menge pro cm2 betrug 5,41 kg.Bisher wurden 12 Scheiben indieser Anordnung erfolgreich

abgegossen. Bild 26 zeigt ein Gussstück mit jeweils einem normalenund einem auf Oberkastenhöhe erhöhten KALPUR Filter-Speiser.

11. PresstischAuf der GIFA 2003 wurden ein unbearbeiteter und ein fertig bearbei-teter Abguss dieses Maschinenteils ausgestellt. Hergestellt werden die-se Teile aus GJS-400-15. Bild 27 zeigt das Gussstück mit Direkt-Ein-

guss System und Bild 28 die MAGMA Simulationsstudie der Tempe-raturverteilung kurz nach der Formfüllung. Es wurde ein Ø200x35mmSTELEX PrO Filter benutzt, der in einem speziellen Schüsselkern mitausreichender Filterauflage direkt unter einem zylindrischen KALMINEXX11 Speiser fixiert ist. Das Gießgewicht beträgt ungefähr 1.500 kg. DasAusbringen liegt bei 86%, die Gießtemperatur ist auf 1400 °C festge-legt, die Gießzeiten betragen ca. 20 s und die Filtrationskapazität ergab3,39 kg/cm2.

12.VentilgehäuseDies ist das einzige Anwendungsbeispiel, bei dem der Werkstoff einGrauguß ist. Als Lösung für ein elegantes und ökonomisches Gießsys-tem wurde einer tschechischen Gießerei für diese Art von Gussteilendas KALPUR Filter-Speiser System vorgeschlagen. Viele Teile wurdenseither auf diese Art und Weise produziert. Eines der ersten so ge-gossenen Ventile wurde auf einer Gießerei-Messe in Brünn ausge-stellt, wobei die produzierende Gießerei dafür eine Auszeichnung mitdem Namen „Die goldene Pfanne“ bekam.Zwei STELEX ZR Ø 150x30mm/10 ppi waren nötig, um diesesGussteil, das ein Gießgewicht von 1.280 kg hat, zu filtrieren. Die Filterwurden in zwei KALPUR Filter-Speisern eingesetzt, die über einenGießtümpel gegossen wurden, der wie eine Art Brücke die beidenKALPUR Filterspeiser verbindet. Bild 29 zeigt den Anfang einerFormfüllsimulation

SchlussfolgerungGroße Al2O3/C oder ZrO2 Schaumstrukturfilter bieten dem Gießerdie Möglichkeit, auch Gussstücke mit Gießgewichten über 1.000 kgmit den erforderlichen Qualitätsstandards herzustellen. Gießfilter inSchaumstruktur, wie z.B. STELEX PrO und STELEX ZR, zeigen an-hand der gezeigten Beispiele, dass sie Turbulenzen minimieren undbeim Entfernen von nichtmetallischen Einschlüssen aus dem flüssigenMetall hocheffizient sind.Verschiedene Methoden stehen zur Auswahl, um die Filter in Sand-Gießlaufsystemen oder in Gießsystemen aus keramischen Rohren inden Formen zu platzieren. Direkt-Gießsysteme ermöglichen demGießer das Ausbringen zu erhöhen und dadurch die Kosten zu sen-ken. Allerdings liefern diese Systeme in der Regel höhere Fließge-schwindigkeiten des Metalls, wodurch unter Umständen andere Pro-bleme hervorgerufen werden können.

Kontaktadresse:FOSECO GmbH, D – 46322 Borken, Gelsenkirchener Straße 10,Tel.: +49 (0)2861 83 0, Fax: +49 (0)2861 83 338,E-Mail: Erhard.Wiese@Foseco.com, www.foseco.com

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Bild 25a: Abguss ungefiltert Bild 25b: Abguss gefiltertBlick in den Innenraum zweier gegossener Rollen

Bild 26: Schwungscheibe für Schiffs-dieselmotor, abgegossen mit einemKALPUR Filter-Speiser

Bild 27: Gussteil mit Filter-Speiser Ein-guss

Bild 28: Simulation der Temperatur-verteilung

Bild 29: Formfüllsimulation des Ventilgehäuses

Die Eisengießereiindustrie musste sich im letzten Jahrzehnt vielen Her-ausforderungen stellen. Die bedeutsamste war und ist, umweltverträgli-chere Prozesse zu entwickeln und auf konkurrierende Metalle und Ferti-gungsprozesse zu reagieren.

Welches sind die heutigen Heraus-forderungen bei der Herstellung vonGusseisen? In der heutigen globalenWirtschaft müssen wir erkennen,dass moderne Technologien, dieden Verantwortlichen der Gießerei-industrie zur Verfügung stehen, je-dem kapitalkräftigen Unternehmenin der ganzen Welt zugänglich sind.Der offensichtliche Vorteil einerUmstellung von Gusseisen auf Alu-minium liegt in dem um ein Drittelniedrigeren spezifischen Gewichtder Aluminiumlegierungen und dar-in, dass die Automobilindustrie we-gen des Gewichtsunterschieds denTreibstoffverbrauch ihrer Automo-bile und der leichten Lastkraftwagenreduzieren kann. Aluminiumlegie-rungen stellen jedoch nicht immerden optimalen Werkstoff dar, wenndas spezifische Gewicht zusammen

mit bestimmten Werkstoffeigen-schaften betrachtet wird. So werdenz. B. in Bild 1 typische Werte vonStreckgrenze und Bruchdehnungvon Aluminiumgusslegierungen mitden Minimalwerten für handelsübli-che Sorten aus Gusseisen mit Kugel-graphit verglichen. Während der Be-reich der Zähigkeit ähnlich ist, sinddie Werte für die Streckgrenze vonGusseisen mit Kugelgraphit bei defi-nierten Zähigkeitswerten signifikanthöher. Wenn das spezifische Ge-wicht in dieses Verhältnis einbezo-gen wird, scheint der Unterschiedzwischen beiden Werkstoffen aus-geschaltet zu sein, obwohl das ADI-Gusseisen einen beachtlichen Vorteilbehält (Bild 2). Man kann auch sa-gen, dass auf der Basis von Streck-grenze und gleichem Gewicht zwi-

schen Gusseisen mit Kugelgraphitund Aluminiumgusslegierungen einGleichstand besteht. Ein ähnlichesVerhalten besteht bei dem Vergleichder Steifigkeit, ausgedrückt durchden Elastizitätsmodul (Bild 3).Wenn auch auf eine gewisse Gleich-wertigkeit zwischen Aluminiumguss-legierungen und Gusseisen mitKugelgraphit, basierend auf dem Un-terschied des spezifischen Gewichts,beim Vergleich von Streckgrenzeund/oder Elastizitätsmodul gefolgertwerden kann, so sollte diese Gleich-wertigkeit auch für andere Eigen-schaften betrachtet werden, undzwar für dynamische Eigenschaften(Bild 4) und hier besonders für dieErgebnisse der Dauerschwingfestig-keit (Bild 5). Die Dauerschwingfe-stigkeit von handelsüblichen Sortenaus Gusseisen mit Kugelgraphit istder der Aluminiumgusslegierung

A 356 sowohl aus Dauer- als ausSandformen überlegen. Außerdemist zu beachten, dass spezifischeDauerfestigkeitswerte bisher nur fürGusseisen mit Kugelgraphit undnicht für Aluminiumgusslegierungenbestimmt werden konnten. UnterBerücksichtigung des spezifischenGewichts (Bild 5) könnten dieseUnterschiede geringer werden, je-doch ist die hohe Dauerwechselfe-stigkeit von Gusseisen höher als dieder in Kokille oder Sand hergestell-ten Aluminiumgusslegierungen, wasbesonders bei hohen Lastwechsel-spielen deutlich wird. Da bei an-spruchsvollen Maschinenkonstruk-tionen sehr oft der Einfluss derSchwingfestigkeitseigenschaftenberücksichtigt werden muss, kanndie Entwicklung einer hohenDauerwechselfestigkeit weit ober-

halb der von Aluminiumgusslegierungen ein signifikanter Vorteil bei derAnwendung von Gusseisen mit Kugelgraphit sein. Dieser Vorteil wird be-sonders deutlich, wenn der Gewichtseinfluss berücksichtigt wird.

Die Schlagzähigkeit oder die Bruchzähigkeit dieser Legierungen würdeebenfalls wichtige Unterschiede aufweisen, und zwar sowohl bei den abso-luten Werten als auch unter Berücksichtigung der Gewichtsunterschiede.Spezifische Beispiele werden hier nicht vorgetragen, jedoch ist die Bedeu-tung dieser Werkstoffeigenschaften unter Berücksichtigung vonSicherheitsaspekten offensichtlich. Somit sind die Entscheidungen, Gussei-senlegierungen durch Aluminiumgusslegierungen allein auf der Basis desspezifischen Gewichts zu substituieren, Entscheidungen, die eine komplexeAnalyse einer Reihe von ingenieurmäßigen Faktoren erfordern und nichtohne Weiteres unter Gewichtsaspekten zu betrachten sind. Andere Para-meter müssen ebenfalls bei der Analyse berücksichtigt werden: Der Abfall

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Gußeisen – auch in der Zukunft einunentbehrlicherWerkstoff*)

Cast Irons – essential Alloys for the Future

Professor emerit. Dr. Carl R. Loper Jr.,Gastprofessor an der Universität von Wiscon-sin-Madison, USA

*) Redaktionell bearbeitete, gekürzte Fassung des auf dem Gießerei-Weltkongress 2002 in Gyeongju, Korea, gehaltenen Vortrages. Übersetzt von Dr.-Ing. D. Wolters.Nachdruck mit freundlicher Genehmigung der Redaktion aus GIESSEREI 92(2005), Nr.11, S. 44/47.

Bild I: Beziehung zwischen derStreckgrenze und der Bruchdehnungfür typische Aluminiumgusslegierun-gen und von vier Sorten von Guss-eisen mit Kugelgraphit der US-Norm ASTM A536

Bild 2: Beziehung der spezifischenStreckgrenze zur Bruchdehnung fürtypische Aluminiumgusslegierungen,von Gusseisen mit Kugelgraphit derSorten der ASTM A536 und derADI-Sorten der Norm ASTM A897

Bild 3: Beziehung zwischen derStreckgrenze und dem Elastizitäts-modul für typische Aluminiumgus-slegierungen, von Gusseisen mit Ku-gelgraphit der Sorten der ASTMA536 und der ADI-Sorten derNorm ASTM A897

Bild 4: Vergleich der Dauerfestigkei-ten von Aluminiumgussstücken derNorm ASTM 356 mit konservativenWerten von Gusseisen mit Kugel-graphit der Sorte 80-55-06, (ähnlichEN-GJS 500-7)

der mechanischen Eigenschaften inAbhängigkeit der Temperatur, dieKorrosionsanfälligkeit, der Korro-sionswiderstand, die Kosten derGussstücke, Bearbeitbarkeit, Ge-samtkosten der Komponente, Kom-patibilität mit anderen technischenWerkstoffen, Zuverlässigkeit derKomponente, der Gesamtenergie-verbrauch bei der Fertigung usw.Unglücklicherweise sind viele dieserFaktoren bei der Substitution vonGusseisenstücken zu Aluminiumguss-stücken nicht berücksichtigt worden,da diese Entscheidungen sehr oftohne die geeigneten technischenKenntnisse gemacht worden sind.Die Familie der Gusseisensortenumfasst ein außergewöhnlich breitesBand von Legierungen, die sich so-wohl in physikalischen und mechani-schen Eigenschaften als auch in derFertigungsmöglichkeit unterscheiden.Deshalb ist es schwierig, eine „typi-

sche“ Gusseisensorte auszuwählen, um sie im Vergleich zu anderen Guss-legierungen oder anderen Fertigungsprozessen zu diskutieren.Dem Gesamtenergieverbrauch für die Fertigung muss besondere Beach-tung zukommen. Die Herstellung von Primäraluminium und von Alumini-umlegierungen ist eine sehr energieintensive Arbeitsweise. Dies wird darandeutlich, dass sich die Aluminiumraffinerien meist in der Nähe von Kraft-werken mit früher niedrigen Elektroenergiekosten ansiedelten. Es ist zwarauch offensichtlich, dass der Schmelzpunkt und die Temperatur zur Hand-habung und Verarbeitung von Aluminium beträchtlich niedriger sind als fürGusseisen, die Schmelzwärmen für Aluminium und Aluminiumlegierungensind jedoch weitaus größer als für Eisenlegierungen. Der gesamte Energie-verbrauch für die Produktion wird oft nicht berücksichtigt, wenn Gussei-senstücke auf Aluminiumgussstücke umgestellt werden. Es stellt sich u. a.die Frage, ob die durch die Einführung von Automobilkomponenten ausAluminium eingesparten Brennstoffkosten ausreichend hoch sind, um dieEnergiekosten bei der Herstellung dieser Komponenten zu rechtfertigen.

Gewichtsreduzierung von GusseisenteilenDie Gewichtsreduzierung von Eisengussstücken oder Komponenten isteine klare Möglichkeit, um dem Trend zu Aluminiumgussstücken zu begeg-nen, jedoch müssen hierbei die Metallurgie und die Form- und Kernher-stellung berücksichtigt werden. Die Wanddickenempfindlichkeit ist für dieEisengussproduktion schon lange eine strittige Frage. Dies gilt besondersfür Gusseisen mit Lamellengraphit, bei dem die hohe Erstarrungsgeschwin-digkeit (Unterkühlung) zu Karbiden oder zu unterwünschten Lamellengra-phit-Formen führen kann. Verbesserte Impftechniken können bekanntlichdie Wanddickenempfindlichkeit von Gusseisen mit Lamellengraphit redu-zieren, jedoch nicht beseitigen. Heute werden handelsübliche Sorten vonGusseisen mit Lamellengraphit karbidfrei mit Wanddicken hinab bis 3 mmhergestellt. Man findet heute Wanddicken von 2 oder 3 mm in der Her-stellung von Zylinderblöcken, Zylinderköpfen, Ventilen u. a., sie sind jedochnoch nicht weit verbreitet. Dazu gehören die Beherrschung der Metallur-gie durch eine angemessene Vorbehandlung, das geeignete Impfen sowieeine kontrollierte Abkühlungsgeschwindigkeit durch eine wohlüberlegteWahl der Form- und Kernstoffe und der Schlichten.Durch technische Entwicklungen bei der Herstellung von Gusseisen mitKompakt- oder Vermiculargraphit ist es heute möglich, eine zuverlässigeund konstante Herstellung mit einer schmalen Streubreite von geringer,mittlerer oder hoher Kugelzahl zu gewährleisten. Hierdurch sind dieseSorten für den Konstrukteur interessanter geworden. Trotz der vielentechnischen Möglichkeiten für die Herstellung von Gussstücken ausGusseisen mit Vermiculargraphit ist diese Werkstoffgruppe noch nicht soanerkannt, wie es das Potential des Werkstoffs verdient hätte.Die Wanddickenempfindlichkeit von Gusseisen mit Kugelgraphit, die früherals ebenso hoch angenommen wurde wie bei Gusseisen mit Lamellengra-

phit, ist heute durch verbesserte Impftechniken, besonders durch Spätimp-fungen in den Gießstrahl oder in der Form, stark reduziert worden. Heutesind karbidfreie Gefüge mit 100 %-iger Kugelausbildung mit Hilfe vonbestehenden metallurgischen Methoden in dünnwandigen Gussstückenmachbar. Jedoch ist das Gefüge in den kleineren Wanddicken wegen derhohen Kugelzahl mehr ferritisch als in den übrigen Querschnitten; hier-durch ergeben sich Unterschiede in den mechanischen Eigenschaften alsFunktion der Wanddicke. Dieser Einfluss ist jedoch geringer bei den Sor-ten, die durch perlitisierende Elemente ein perlitisches Gefüge aufweisen.Bei all diesen Gusseisensorten bleibt jedoch die Fähigkeit, die Abmessun-gen während der Herstellung und Abbindung der Formen zu kontrollie-ren, von größter Bedeutung. Wenn eine Wanddicke von 2 bis 3 mm ge-fordert wird, ist es unmöglich, eine Maßtoleranz von ± 0,5 mm in derForm einzuhalten. Also scheint das Hauptproblem bei der Herstellungvon dünnwandigen Gussstücken in der Fähigkeit zu liegen, einenunveränderbaren Formhohlraum zu schaffen, in den eine metallurgischkontrollierte Eisenschmelze gegossen wird.

Verbesserte Gefüge und metallurgischeZuverlässigkeitDie Anwendung des in Bild 1 gezeigten Zusammenhangs von Streck-grenze und Bruchdehnung oder zwischen Zugfestigkeit und Bruchdeh-nung ist ein wirksames Mittel, um die verbesserte metallurgische Qualitätvon Gusseisen mit Kugelgraphit zu beweisen. Diese Kurve wurde aus derMindeststreckgrenze und der Mindestdehnung der US-Norm ASTM A536 entwickelt; diese Werte entsprechen einem Gefüge von Gusseisenmit Kugelgraphit mit etwa 2 bis 3 % Vermiculargraphit. Werte der Festig-keit unterhalb dieser Kurve repräsentieren Gefüge, die nichtkugeligenGraphit, Vermiculargraphit, geringe Kugelzahlen, interzellulare Bestandtei-le, Karbide u. a. aufweisen. Festigkeitswerte oberhalb dieser Kurve ver-körpern hohe Kugelzahlen, gut ausgeformte Graphitkugeln, gleichmäßigeKugelverteilung usw., d. h. allgemein Schmelzen hoher Qualität, die höhe-re Schlagzähigkeit und Dauerfestigkeit besitzen. Eine Wärmebehandlungführt nicht zu einer Verbesserung der Festigkeit in Richtung der in Bild 1dargestellten Kurve – mit Ausnahme einer Karbidzerfallsglühung – daeine Wärmebehandlung das Gefüge zu Festigkeitswerten etwa parallelzu der Kurve verändert. Das Ziel der Gießereien, die Gusseisen mit Ku-gelgraphit herstellen, sollte sein, Gusseisensorten von hoher Qualität zuproduzieren, deren mechanische Werte weit oberhalb der Kurve liegen.Nach der Bearbeitung festgestellte Lunker oder Porositäten sind wahr-scheinlich die wichtigsten Beanstandungen, die man Eisengießereien vor-werfen kann. Der Mangel an ausreichendem Verständnis für die Erstar-rungsschwindung und Möglichkeiten, diesen Volumenänderungen zu be-gegnen, muss durch deutliche Qualitätsverbesserungen kompensiertwerden. Eine geringfügige Mikroporosität ist in Gusseisenteilen zu erwar-ten, sichtbare Lunker oder Porosität dürfen auch auf bearbeitetenFlächen bei Qualitätsguss nicht zulässig sein. Der alleinige Einsatz vonFormfüll- und Erstarrungssimulation ist nicht ausreichend, um die Herstel-lung von zufriedenstellenden Gussstücken zu gewährleisten; zusätzlich istein ausreichendes Verständnis der Metallgusstechnologie und Erstar-rungsmetallurgie der jeweiligen Sorte notwendig.

Sicherstellung der Gussqualität und derBewährung im BetriebIn den letzten Jahren musste die Gießereiindustrie eine immer wichtigereRolle bei der Entwicklung und der Leistung ihrer Gussstücke überneh-men, insbesondere für die Automobilindustrie. Während die Gießereihierdurch bei der Entwicklung bestimmter Komponenten mitwirken kann,trägt sie jedoch auch in stärkerem Maß als bisher die Verantwortung fürdie Qualitätssicherung und das Betriebsverhalten der Gussstücke. Dafürmuss die Gießerei über Ingenieure und Führungskräfte verfügen, die fähigsind, verlässliche und zuverlässige Gusstücke metallurgisch beherrscht her-zustellen. Hinzu kommt die Notwendigkeit, Verfahren zu entwickeln, umdas Betriebsverhalten der Komponenten unter realen Bedingungen zu te-sten. Diese Anforderungen sind in den Gießereien, die für die Automo-bilindustrie arbeiten, wohlbekannt; man kann erwarten, dass sich dies inZukunft für andere Absatzmärkte weiter entwickelt.Kontaktadresse: E-Mail: loper@engr.wis.edu

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Bild 5: Spezifische Dauerfestigkeiten(Dauerfestigkeiten bezogen auf dasspezifische Gewicht) von Gusseisenmit Kugelgraphit und Aluminiumgussnach der Norm ASTM 356

EinleitungWenn wir in die Vergangenheit zurückschauen, dann können wir lang-fristige Entwicklungstrends erkennen. Was waren die Impulse und dieEreignisse – und wie haben Gesellschaft und Industrie darauf reagiert?Die Entwicklungsgeschichte der Gießerei-Industrie ist eine lange undspannende. Alle wesentlichen Ereignisse in der Menschheitsgeschichtewurden von Metallurgen und Gießern ausgelöst. Von der Stein- zurBronzezeit, von der Bronzezeit zur Eisenzeit und weiter bis zur indu-striellen Revolution wurden alle Fortschritte durch technische Entwick-lungen am Gießereisektor ermöglicht.Die Entwicklungsgeschwindigkeit nimmt ständig zu. Die Fortschritte inder Gießerei-Industrie waren in den letzten 50 Jahren bedeutender alsin den zurückliegenden 5.000 Jahren ihrer Entwicklungsgeschichte. Unddie Entwicklungen der Zukunft werden möglicherweise noch rascherverlaufen als bisher.Einer der wesenltlichen Auslöser dafür ist die rasche Globalisierungvon Industrie und Handel. Die Welt wird kleiner, der Technologie-transfer vollzieht sich schnell und die Weltbevölkerung wächst.Die Weiterentwicklung der Technologie erfolgt in unserem Fall so-wohl auf der Seite der Gussanwender als auch auf der Seite der Guss-hersteller. Dieser Fortschritt erzeugt neuen Bedarf. Der Technologie-transfer bringt die technischen Errungenschaften vom industrialisiertenTeil der Welt in die aufstrebenden Entwicklungsländer.

GlobaleTrendsDie zunehmende Industrialisierung führt zu einem deutlichen Mehrbe-darf an Energie und Transportkapazität. Mehr Energieverbrauch undderen Produktion erfordern mehr Kraftwerke. Dies wieder führt zu ei-ner Marktausweitung für entsprechenden Guß. Der vergleichsweisezunehmende internationale Handel benötigt höhere Transportkapa-zitäten und damit auch wieder entsprechende Gusskomponenten.Die fortschreitende Entwicklung der Weltwirtschaft erzeugt einen an-steigenden Bedarf an Fahrzeugen und Straßen mit zunehmendemStädtewachstum.Eine der großen Herausforderungen der Globalisierung ist die Zurück-nahme von Schutzzöllen und die Senkung der Frachtkosten zur Ankur-belung des weltweiten Wettbewerbs. Die Arbeitskosten in den Ent-wicklungsländern betragen oft nur einen Bruchteil derer in den Indus-trieländern.

Die Gusspreise in den CRIB-Ländern (China, Russland, Indien, Brasili-en) liegen bis zu 50% oder mehr unter den Preisen in Europa.Neue Märkte sind im Begriff zu entstehen und die Länder der nördli-chen und westlichen Hemisphäre versuchen ihre Produkte in diesenEntwicklungszonen zu verkaufen.Die Zulieferindustrien wie z.B. die Gießereien, stehen vor der Heraus-forderung, ihren Kunden in diese neuen Märkte zu folgen. Dabei sindwahrscheinlich Preisgestaltung und auch politische Prioritäten in denneuen Märkten die wesentlichen Probleme.Da die Produkte der etablierten Industrien, die die neuen Märkte be-dienen, auch Gussteile enthalten, kann der Niedrigpreiswettbewerb fürdie Gießereien zu einer großen Herausforderung werden.Zur Kostensenkung wird dann oft der Weg des „Outsourcing“ be-schritten. Dieser Weg kann jedoch mit vielen Gefahren verbundensein. Er kann aber ebenso neue Möglichkeiten für beide, Gussabneh-mer und –zulieferer, eröffnen.Der vorliegende Beitrag soll sich auf das Aufzeigen des zukünftigen Be-darfes an Großgußkomponenten konzentrieren.

Erhöhter Bedarf an Großgußteilen fürEnergieerzeugung undTransportwesenMit zunehmender weltweiter Industrialisierung steigt der Energiebe-darf an. Damit ist auch der Markt für Kraftwerksausrüstungen,Dampfturbinengehäuse und für Windkraftturbinen im Steigen begrif-fen. Die globalen Anstrengungen zu mehr Umweltbewusstsein drän-gen zu umweltfreundlichen Lösungen. Behälter für nuklearen Abfallund Windkraftturbinen sind Beispiele für Produkte, die eine steigen-de Nachfrage haben werden.Der zunehmende weltumspannende Handel führt zu einem Mehrbe-darf an Transportkapazität. Schiffbau und Schiffsmotoren erforderngroße Gussstücke; zum Bau großer Werkzeugmaschinen benötigtder Maschinenbau große Gussteile.Wie sehen nun die Marktprognosen und die technischen Herausfor-derungen an die Gießerei-Industrie im Hinblick auf den zukünftigenBedarf des Marktes auf dem Windkraft-Sektor aus?

Derzeitiger und zu erwartenderGroßgußbedarf fürWindkraftanlagenIn den Ländern Deutschland, Spanien und Dänemark ist die Wind-kraft-Industrie gut entwickelt und ihre zuliefernden Gießereien befin-den sich überwiegend in Europa.Bild 1 zeigt eine moderne 3 MW-Turbine, deren Gusskomponen-ten mit den Positionen 9 bis 12 und 14 gekennzeichnet sind. Seit denspäten 80er Jahren ist die Windkraft-Industrie relativ stark gewach-sen. Bild 2 verdeutlicht die bisherige Produktionsentwicklung undgibt eine Vorausschau auf das weltweit zu erwartende Wachstum.Die Grafik weist die Kapazitäten in MW aus. Für 1 MW werden inder Regel 14 t Gussteile benötigt. Der heutige Markt representiertetwa 120.000 t Qualitäts-Großguß jährlich. In der Prognose der Gra-

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Heutiger und zukünftiger Bedarf an Gußfür Großkomponenten

NeueAnforderungen des Marktes*)Present and future Demands in big cast Components – new Market Requirements

Per Rolf Roland, Dipl.-Ing ETH Zürich 1966.Bis 2005 Techn. Direktor der Windcast GroupAS, (heute Vestas Casting Group), Kristiansand(N). Präsident CAEF 1998, Präsident WFO2005, eigenes Beratungsunternehmen seit 2005.

*) Nach einem Vortrag des Autors am 2. Gießereitechnischen Forum am 28./29.9.2005 in Bilbao, Spanien.Die englische Version wurde in Foundry Trade Journal 180 (June 2006), No.3635, p.172/76, veröffentlicht.Abdruck mit freundlicher Genehmigung der Organisatoren des Forums, Azterlan u. Tabira, Foundrymen Inst., Spain sowie ICME, Institute of Cast MetalsEngineers, West Bromwich, UK.Deutsche Bearbeitung: E. Nechtelberger

fik wird nach verschiedenen Märkten differenziert, wobei der eu-ropäische Markt gegenüber USA, Asien und dem Rest der Welt amgrößten war und auch noch viele Jahre bleiben wird.

Die Vorschau zeigt aber auch auf, dass sich der Gussbedarf fürWindkraftanlagen in den nächsten 5 Jahren fast verdoppeln wird.2010 wird der Gussbedarf etwa bei 300.000 t liegen, davon werdenetwa 180.000 auf Europa entfallen.

Bild 3 zeigt eine Prognose für Offshore-Installationen von Wind-kraftturbinen. Diese Anlagen werden ein größeres Leistungsvermö-gen besitzen. Ihr Durchschnittsgewicht wird sich von den kleinerenTurbinen etwas unterscheiden, wobei sich ein neues Design positivauswirken wird.

Windkraft wird für die Gießerei-Industrie in Zukunft sicherlich ein in-teressanter Markt werden.

Neue Möglichkeiten werden sich aus der fortschreitenden Technolo-gieentwicklung ergeben. Bild 4 vermittelt einen Einblick , wie dieWeiterentwicklung im Bereich Gussverbraucher/Konstrukteur dieHerausforderungen an die Gießerei-Industrie beeinflusst. Die elektro-nischen Hilfsmittel (CAD) haben den Konstrukteuren neue Perspek-tiven eröffnet. Besondere Beachtung (gelb markierte Bereiche inBild 4) gebührt den computerunterstützten Spannungs- und Ermü-dungs-Berechnungen, die eine bessere Werstoffausnutzung beigleichzeitiger Kostenoptimierung ermöglichen.

Die Spezifikation der Gussstücke, von der Normung bis zu den An-forderungen an die Werkstoffeigenschaften im Gussteil und derenDokumentation, hat in den letzten Jahren große Fortschritte ge-macht.

Bild 5 ist ein Beispiel dafür, wie die Spannungskonzentrationen in ei-ner Windturbinennabe visualisiert werden können und wie durchModifikation von Konstruktion und Beanspruchung ein optimales De-sign erreicht werden kann.

Eine besondere Herausforderung für die Gießereien stellt die ange-strebte Verbesserung der Werkstoffeigenschaften hinsichtlich Werk-stofffestigkeit und Ermüdungsverhalten dar.

Bild 6 gibt eine Übersicht, wie sich technische Weiterentwicklungen inden Gießereien auswirken. In der Modellherstellung konnten durchcomputerunterstützte Konstruktion (CAD) und numerisch gesteuerteBearbeitung höhere Genauigkeit und verkürzte Produktionszyklen er-reicht werden. Besondere Aufmerksamkeit (gelbe Bereiche in Bild 6)gebührt der PC-Simulation des Gießens und Erstarrens. Dieses Hilfsmit-tel hat wesentlich zur Reduktion von Gussfehlern und zur Verbesserungder mechanischen Eigenschaften des Gesamtgussstückes beigetragen.

Der Gussmarkt hängt in hohem Maße davon ab, wie hoch das ver-trauen der Konstrukteure und Ingenieure in die Qualität des Guss-produktes ist.

In der Vergangenheit wurden die mechanischen Eigenschaften meistals natürliches Ergebnis aus dem Gießprozeß angesehen und„schwarze Magie“ war oft Teil des Produktionsprozesses. Heute undnoch mehr in der Zukunft hat eine zeitgemäße Prozesskontrolle ei-nen wesentlichen Einfluß auf den Gießprozeß.

Die Normung der mechanischen Eigenschaften basierte auf den Ei-genschaften getrennt gegossener Probestäbe. Die Beziehungen derEigenschaften solcher Prüfstäbe zu den Eigenschaften im Gussteilselbst waren oft diffus und trügerisch.

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Present and future demands in big cast componentsPresent and future demands in big cast components

Annual Wind Power DevelopmentActual 1990-2004 & Forecast 2005-2009

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

16,000

18,000

20,000

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

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2007

2008

2009

MW

Europe USA Asia Rest of World ExistingSource: BTM Consult ApS - March 2005

1 MW represents approximately 14 tons of castings

Present and future demands in big cast componentsPresent and future demands in big cast components

Annual Global Wind Power DevelopmentActual 1990-2004 Forecast 2005-2009 Prediction 2010-2014

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

1990 2004 2009 2014

MW

Prediction Offshore (Forecast) Forecast Existing capacitySource: BTM Consult ApS - March 2005

1 MW represents approximately 14 tons of castings

Present and future demands in big cast componentsPresent and future demands in big cast componentsHow can the technical development change situation?How can the technical development change situation?

DocumentationInternational

standardsIndividual

specificationsProcess relatedStandardization of

properties

DocumentationCasting propertiesTest bar propertiesProcess relatedSpecification of

properties

DocumentationMaximum defect size"Without slag and

pores"Customer

relationshipSpecification of

quality

MaterialpropertiesFEMEstimates/FEMExperienceFatigue calculation

MaterialpropertiesComputer basedHand calculationsEstimatesStress calculation

Optimum cast-abilityCAD

Hand drawings+CADHand drawingsDesign

ChallengesNew timePresent timeOld timeProcess

Bild 1 Bild 2

Bild 3 Bild 4

Das war für die Reputation von Gussteilen und deren vorteilhaftenEinsatz von Nachteil und führte oft zu Marktanteilsverlusten zu Gun-sten anderer Produktionsverfahren.Die Herausforderungen der Zukunft liegen daher auch im Nachweisder tatsächlichen Werkstückeigenschaften. Denn nur wenn diese si-chergestellt und Fehlstellen beseitigt sind, dann können die Konstruk-teure mit entsprechend niedrigeren Sicherheitsfaktoren rechnen undGewicht und Kosten reduzieren.Gießereien müssen für strenge Prozesskontrollen Sorge tragen, umdie Qualitätsanforderungen ihrer Kunden auch sicher zu erfüllen unddas Vertrauen zu erhalten. Dazu müssen die Produktionsparameterin immer engeren Grenzen gehalten werden.Bild 7 gibt ein Beispiel einer PC-Simulation des Erstarrungsprozessesund zeigt den Zusammenhang zwischen Gießparametern und Endre-sultat auf.Bild 8 läßt erkennen, wie sich die Einflüsse des Marktes auf die Gieße-reien auswirken. Insbesondere dem Nachweis der tatsächlichen Guss-teileigenschaften wird mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden müs-sen. In dieser Hinsicht wird z.B. der zerstörungsfreien NDT-Prüftechnikim Zusammenhang mit der Ermittlung und Sicherstellung der Material-eigenschaften mehr Bedeutung in der Entwicklung zukommen.Neue Anforderungen hinsichtlich Lieferzeit und Lieferzeitpunkt wer-den sich auf den Produktionsablauf auswirken: dynamische Logistik-systeme mit tagesgenauen Lieferverpflichtungen sind erforderlich.Für weltweit erfolgreich operierende Gießereien werden in Bezugauf die Abwicklung der Angebote,, der Aufträge und der erforderli-chen Dienstleistungen neue Benchmarks in Kommunikation und Or-ganisation gesetzt werden.

Kalkulation und Preisgestaltung ändern sich von lokalen und regiona-len Gepflogenheiten des kg-Preises zu Stückpreisen. Rohstoffpreisemüssen stärker Berücksichtigung finden. Die Kalkulationssystememüssen dynamisch und transparent gestaltet werden.Folgen Gießereien ihren Abnehmern in neue Märkte und richten Ko-operationen oder Joint-Ventures mit örtlichen Gießereiunternehmenein, dann muß beim Technologie-Transfer auch die schwierige Frageder Know-how-Sicherung bedacht werden.In einer globalen Welt sind Technologietransfer und Technologieaus-tausch überlebenswichtig geworden.In diesem Bereich kann auch die Gießerei-Weltorganisation WFOmit ihren nationalen Mitgliedsorganisationen eine wichtige Vermittler-rolle spielen.Bild 9 zeigt den Einfluß verschiedener Gussfehler auf die Dauerfe-stigkeit von duktilem Gusseisen mit Kugelgrafit auf. Gerade für Wind-kraftturbinen, welche 20 Jahre und länger wartungsfrei problemloslaufen sollen, sind die Dauerfestigkeit und das Ermündungsverhaltendes Werkstoffes ein entscheidender Qualitätsfaktor. Chunky-Grafit,Porosität und Dross verringern die Dauerfestigkeit erheblich undmüssen in sehr engen Grenzen gehalten werden, die für hochwertigeWindkraftkomponenten sehr niedrig sind.Die zukünftigen Märkte und deren Bedarf in einer Welt zunehmen-der Industrialisierung setzen neue Maßstäbe in Leistungsfähigkeit undOrganisation.Schlüsselwörter wie „schlanke Produktion“, Just-in-time-Lieferungen“und „Weltmarktpreise“ werden für die Gießerei-Industrie der Zu-kunft bestimmend sein.

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Bild 5 Bild 6