Was ist eine Gießerei?
Gießereien sind Einrichtungen, die Metallgussteile herstellen und gießtechnische Dienstleistungen anbieten
Gießereien sind für unseren heutigen Lebensstandard und unsere industrielle Entwicklung verantwortlich, aber die meisten von uns wissen so gut wie nichts über sie. Was ist also eine Gießerei?
Gießerei-Definition
Vereinfacht ausgedrückt ist eine Gießerei eine Fabrik, in der Gussteile hergestellt werden, indem Metall geschmolzen, flüssiges Metall in eine Form gegossen und dann erstarren gelassen wird. Auch wenn Sie noch nie in einer Gießerei waren oder überhaupt wissen, wie eine aussieht, sind Sie von den dort hergestellten Metallgussteilen umgeben. Es besteht eine gute Chance, dass Sie dies weniger als 10 Fuß von einem entfernt lesen.
Gießereien stellen nicht nur Metallprodukte für Motoren-, Eisenbahn- oder Rohrkomponenten her. Sie bilden auch Komponenten für Maschinen, die für die Herstellung vieler wichtiger Verbraucherprodukte erforderlich sind, auf die wir angewiesen sind. 90 Prozent aller hergestellten Waren sind auf Metallgussteile angewiesen.
Der Casting-Prozess
Um eine Gießerei zu verstehen, muss man den Gießprozess verstehen. Die allgemeinen Schritte beim Gießen sind Modellherstellung, Formen, Schmelzen, Gießen, Auswerfen, Reinigen, Putzen und Prüfen.
Die endgültige Form des Gussstücks entspricht der Form, in die es gegossen wird, daher werden Formen sorgfältig mit einem Muster geformt – einer Holz- oder Metallreplik des zu gießenden Objekts. Das gebräuchlichste Formmaterial ist Quarzsand, aber sie können je nach Gussmetall und verwendetem Verfahren aus einer Reihe verschiedener Materialien hergestellt werden.
Ein Schmelzofen wird mit Metall „beschickt“ und über den Schmelzpunkt des Metalls erhitzt. Sobald das geschmolzene Metall eine bestimmte Gießtemperatur erreicht hat, wird es aus dem Ofen durch einen Ausguss in eine feuerfest ausgekleidete Stahlgießpfanne gegossen. Jegliche Schlacke oder Verunreinigungen werden von der Oberseite der Oberfläche des geschmolzenen Metalls abgeschöpft. Die Pfanne wird dann gekippt, um geschmolzenes Metall in einen Formhohlraum zu gießen.
Die Form kühlt ab und das Metall erstarrt, dann wird das Gussteil aus der Form ausgeworfen und gereinigt. Das gereinigte Gussteil wird durch Putzen fertiggestellt, ein Verfahren, bei dem überschüssiges Material vom Gussteil entfernt wird, um die festgelegten Abmessungen für das fertige Produkt zu erreichen. Je nach Gussspezifikation kann das Putzen schnell und einfach sein oder sehr detaillierte Arbeit. Fertige Gussteile werden dann vor dem Versand von der Gießerei geprüft.
Gießereien produzieren nicht nur Rohguss. Sie beherbergen eine Reihe von Betrieben, die häufig Teiledesign, Werkzeugbau, Prototypenbau, Bearbeitung, Montage und andere After-Sales-Services umfassen.
Gießereiausrüstung
Moderne Gießereien sind stark mechanisiert. Sie enthalten alle Maschinen und Geräte, die für die Modell- und Kernherstellung, das Gießen und Formen verwendet werden. Dieses Sortiment umfasst große Schmelzöfen, Pfannen, Gabelstapler, Kräne, Förderbänder und Transferbehälter. Alle Gießereiausrüstungen sind speziell darauf ausgelegt, in der Hitze des Schmelzwerks zuverlässig zu funktionieren.
Die grundlegende Unterscheidung zwischen Gießereien ist Eisen (Eisen oder Stahl) oder Nichteisen (Aluminium, Messing, Bronze, Kupfer usw.). Die genaue Art der Ausrüstung wird durch die Metalle bestimmt, mit denen die Gießerei arbeitet; Elektrolichtbogenöfen sind ideal für die Verarbeitung von Stahl, während eine auf Kupfer spezialisierte Gießerei eher einen Induktionsofen verwendet. Öfen können in der Größe variieren, von kleinen Tischgeräten bis hin zu solchen, die mehrere Tonnen wiegen. Die Produktionsmengen können von einem Bruchteil einer Unze bis zu mehreren Tonnen reichen. Die gleiche Variabilität in Modell und Größe erstreckt sich auf Modellherstellungs- und Formmaschinen und die meisten anderen Gießereiausrüstungen.
Gießereidesign und Gefahrenminderung
Eine Gießerei ist von Natur aus gefährlich. Seine Haupttätigkeit ist das Schmelzen von Metall, was häufig Temperaturen über 1425 °C (2600 Grad Fahrenheit) erfordert. Um dieser Zahl etwas Kontext zu geben:Jedes Wasser, das mit einem aktiven Ofen in Kontakt kommt, dehnt sich sofort auf das 1.600-fache seines ursprünglichen Volumens aus – das Beladen eines Ofens mit sogar leicht feuchtem Metall reicht aus, um eine katastrophale Dampfexplosion zu verursachen.
Die heftige und unvorhersehbare Natur chemischer Reaktionen bei extrem hohen Temperaturen erfordert ebenso strenge Sicherheitsmaßnahmen in der Gießerei. Alles in einer Gießerei ist darauf ausgelegt, die mit dem Schmelzen und Transportieren von Metall verbundenen Risiken zu minimieren.
Die gleichen Bedingungen, die für ein effektives und sicheres Schmelzen sorgen – Hitze ohne Feuchtigkeit – sind auch perfekte Bedingungen für ein unkontrolliertes Feuer. Foundry Design geht damit um, indem es brennbare Materialien entfernt und Feuerschutzmittel jederzeit griffbereit hält. Aufgrund des oben erwähnten Dampfexplosionsproblems kann Wasser nicht zum Löschen von Gießereibränden verwendet werden. Stattdessen konzentrieren sich die Brandbekämpfungsbemühungen darauf, die Flammen mit Industriefeuerlöschern und trockenem Sand zu ersticken.
Das Chargieren – das Laden von Metall in den Ofen zum Schmelzen – ist einer der gefährlichsten Vorgänge in der Gießerei. Ein kleiner Fehler kann alles Mögliche verursachen, von der Zerstörung der Ausrüstung bis hin zu Verletzungen oder Todesfällen. Gießer lernen jahrelang, um das notwendige Verständnis für die Metalle, mit denen sie arbeiten, ihre Schmelztemperaturen und sicheren Verfahren zu entwickeln.
Es überrascht nicht, dass Gießereien hohe Umgebungstemperaturen haben. Es sind heiße, verschwitzte Arbeitsorte – eine Tatsache, die durch die Tatsache erschwert wird, dass Gießereiarbeiter Schutzhelme, Augenschutz, Gesichtsschutz und dicke aluminisierte Kleidung tragen müssen. So intensiv die Hitze auch sein kann, Arbeiter würden sie ohne die hohen Decken überhaupt nicht ertragen. Gießereien sind mit einem hohen Dach ausgestattet, um eine Luftzirkulation zu ermöglichen.
Nachdem das Metall geschmolzen wurde, muss es noch durch die Gießerei bewegt werden, um in Formen gegossen zu werden. Aus offensichtlichen Gründen werden extreme Vorsichtsmaßnahmen getroffen, um Verschüttungen zu vermeiden, insbesondere auf oder in der Nähe von Gießereiarbeitern. Die Route ist markiert, so kurz wie möglich und frei von Hindernissen. Der Verkehr in der Gießerei wird streng kontrolliert, sodass während des Transports niemals unnötiges Personal dem geschmolzenen Metall im Wege steht. Mechanische Hilfsmittel (Gabelstapler, mechanische Pfannen) werden verwendet, um die menschliche Exposition weiter zu minimieren.
Trotz aller vorbeugenden Maßnahmen kommt es immer noch zu Verschüttungen. Um den Schaden zu minimieren, werden Gießereiböden aus nicht reaktiven, flammhemmenden Materialien hergestellt. Verdichteter Schmutz ist am wirtschaftlichsten und wohl am effektivsten. Normaler Beton kann reißen, wenn er dem flüssigen Metall ausgesetzt wird, aber Hochtemperaturbetone, die für Temperaturwechsel ausgelegt sind, sind erhältlich.
Sicherheitsbewusstes Design und Schutzausrüstung tragen dazu bei, das Risiko für Arbeiter und Ausrüstung zu mindern, aber der wahre Schlüssel für einen sicheren Gießereibetrieb sind qualifizierte Gießereiarbeiter mit ausgezeichnetem Situationsbewusstsein, Kraft und Ausdauer.
Trends in der Gießereibranche
Gussteile werden in Gießereien auf der ganzen Welt hergestellt. Die Bedingungen variieren von Land zu Land und sogar von Gießerei zu Gießerei, aber die Branche als Ganzes erlebt Trends. Die Gießereiindustrie durchläuft einige wichtige Veränderungen, die sich auf Qualität und Kosten für den Endverbraucher auswirken. Die Gießereitechnologien haben sich im Laufe der Jahre weiterentwickelt, und auch die grundlegenden Gießereibetriebe haben sich weiterentwickelt und diversifiziert. Die dominantesten Trends insgesamt sind Skalierung, Automatisierung und Vor-Ort-Veredelung.
Neue Öfen sind größer, sicherer und effizienter als frühere Generationen. Dadurch konnte die Industrieproduktion trotz einer kontinuierlich schrumpfenden Zahl nordamerikanischer Gießereien wachsen; Obwohl es weniger Gießereien als Indien und Japan gibt (siehe Tabelle), haben die Vereinigten Staaten mit 12.250.000 Tonnen die zweitgrößte globale Produktion von Gussmetall. China übertrifft mit einer Jahresproduktion von über 44.500.000 Tonnen alle Konkurrenten bei weitem.
| Land | Eisen | Stahl | Nichteisenmetall | Gesamt |
|---|---|---|---|---|
| China | 17.000 | 5.000 | 8.000 | 30.000 |
| Indien | - | - | - | 4.700 |
| Japan | 817 | 75 | 1.193 | 2.085 |
| Vereinigte Staaten | 640 | 360 | 1.001 | 2.001 |
| Tabelle zeigt die Anzahl der Gießereien nach Land aus der Jahreszählung 2013 der weltweiten Gussproduktion des Modern Casting Magazine | ||||
Komplett fertige und einbaufertige Teile werden zunehmend nachgefragt. Gießereien stellen sich auf mehr Reinigungs- und Bearbeitungskapazitäten um.
Die Kosten für Rohstoffe, insbesondere für recycelte Altmetalle, sind gesunken, aber die Branche kämpft aufgrund der schnell steigenden Arbeitskosten immer noch mit Margen. Steigende Arbeitskosten sind ein wichtiger Treiber für die Automatisierung – doppelt so, weil die Gießerei eine so gefährliche und unbequeme Arbeit für den Menschen ist. Ein Durchbruch in der Gießereiautomatisierung könnte geringere Kosten für Autoteile, Eisenbahnräder und andere massenproduzierbare Gussteile bedeuten.
Reliance Foundry bleibt an der Spitze der Gießereibranche, um kundenspezifische Gussteile von höchster Qualität zu liefern, und bietet eine große Auswahl an kundenspezifischen Metallguss- und Fertigungsbeschaffungsdiensten.
Quellen
- Amerikanische Gießereigesellschaft. „Gussteile in unserer Welt“.
- Modernes Casting. „48. Zählung der weltweiten Gussproduktion:Stetiges Wachstum der weltweiten Produktion“.
- Deutsche Industriebank. „Gießereiindustrie 2020:Trends und Herausforderungen“.
- Sichere Arbeit Australien. „Leitfaden zum Umgang mit Risiken im Zusammenhang mit Gießereiarbeiten“.
Metall