Vergießen von Stahl

Das Vergießen von Stahl ist ein Prozess im Zuge der Stahlherstellung. Dabei wird der in der Primärstahlherstellung erzeugte und mittels Sekundärmetallurgie aufbereitete flüssige Stahl in bestimmte Formen gebracht. Im Wesentlichen kommen drei unterschiedliche Verfahren zum Einsatz, nämlich der Strangguss, der Blockguss und der Stahlguss. In der Fertigungstechnik werden diese Verfahren als Urformen bezeichnet, da in diesem Schritt zum ersten Mal eine flüssige, formlose Masse zu einer festen Form erstarrt.

Strangguss

Bei dem Strangguss, auch Stranggießen bezeichnet, handelt es sich um ein Gießverfahren, bei dem der flüssige Stahl zu einem langen Strang erstarrt. Dieser Vorgang findet in der Stranggießanlage statt und kommt derzeit vorwiegend zum Einsatz. Das Verfahren kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich durchgeführt werden. Bei dem kontinuierlichen Stranggießen werden quasi endlose Stahlstränge produziert, indem ständig neuer flüssiger Stahl der Anlage zugeführt wird. Bei dem diskontinuierlichen Stranggießen wird nach dem Erreichen einer bestimmten Stranglänge der Gießvorgang gestoppt.

Die in der Stranggießanlage erzeugten Stahlstränge werden am Ende der Anlage in einzelne Stücke geschnitten. Diese Teile werden als sogenannte Halbzeuge bezeichnet, da eine weitere Bearbeitung im Zuge der Formgebung von Stahl erforderlich ist. Bei den Halbzeugen handelt es sich meist um sogenannte Brammen oder Knüppel. Brammen sind Stahlblöcke mit rechteckigem Querschnitt, deren Breite und Länge ein Vielfaches der Dicke beträgt. Bei Knüppeln handelt es sich um lange Stahlblöcke mit rundem oder quadratischem Querschnitt. Bei neueren Verfahren wird versucht den Aufwand für die nachfolgende Formgebung gering zu halten, indem die Abmessungen der Halbzeuge an die Endabmessungen der gewünschten Produkte angenähert werden. Dazu zählen beispielsweise Dünnbrammengießen, Vorbandgießen oder Dünnbandgießen.

Blockguss

Der Blockguss ist ebenfalls ein Verfahren zum Gießen von Halbzeugen. Anders als beim Strangguss handelt es sich dabei allerdings stets um ein diskontinuierliches Verfahren. Beim Blockguss werden große Blöcke hergestellt, indem der flüssige Stahl in spezielle Schalen gegossen wird. Diese Schalen werden als Kokillen bezeichnet und entweder von oben oder unten befüllt. Abhängig von der Füllrichtung wird dies als steigender Blockguss oder fallender Blockguss bezeichnet. zum Einsatz kommt derzeit fast nur mehr der steigende Blockguss, wobei die Kokillen über Rohrleitungen von unten befüllt werden. Durch diese Art der Befüllung lassen sich höhere Reinheitsgrade erzielen, da z. B. beim Vergießen weniger Sauerstoff in die Schmelze gelangt.

Gefertigt werden Blöcke mit quadratischem, rechteckigem, rundem, ovalem oder polygonalem Querschnitt und Gewichten bis hin zu etwa 500 Tonnen. Die Blöcke werden im Zuge der Formgebung meist in Schmiedeanlagen weiterverarbeitet, wo daraus beispielsweise Turbinenwellen gefertigt werden. Zur Erzielung höchster Reinheitsgrade werden die erstarrten Blöcke oftmals erneut umgeschmolzen. Dies geschieht im sogenannten Elektro-Schlacke-Umschmelzverfahren (ESU), was zur Sekundärmetallurgie gezählt wird.

Stahlguss

Bei dem Stahlguss handelt es sich um ein Formgussverfahren. Dabei wird sowohl das Verfahren selbst, als auch das dabei entstehende Erzeugnis als Stahlguss bezeichnet. Bei dem Verfahren wird der flüssige Stahl in spezielle Formen gegossen, in denen er erstarrt. Die auf diesem Wege gefertigten Stahlgussteile weisen eine Form auf, die den gewünschten Endabmessungen sehr nahe kommt. Somit entfällt bei dieser Art der Fertigung die spezielle Formgebung von Stahl, wie sie bei Stranggussprodukten oder Blockgusserzeugnissen erforderlich ist. In der Regel wird lediglich eine nachfolgende Oberflächenbearbeitung durchgeführt. Da die Herstellung der Gussformen sehr aufwendig und teuer ist, werden meist große oder komplexe Teile auf diese Weise gefertigt. Beispiele hierfür sind Maschinengehäuse oder Motorengehäuse. Ein ähnliches Verfahren wie der Stahlguss stellt die Fertigung von Gusseisenteilen dar. Dabei wird allerdings kein Stahl sondern Gusseisen vergossen. Dies ist ebenfalls eine metallische Legierung, die aber im Gegensatz zu Stahl mehr als 2 Prozent Kohlenstoff enthält.

Englische Übersetzung(en):

casting of steel