100%-Prüfung von Trennringen für Strangguss

Die Herausforderung

Beim horizontalen Strangguss von Stahl ist der Trennring das letzte Feuerfestmaterial, mit dem die Stahlschmelze vor der Erstarrung in Kontakt kommt. Hergestellt aus hexagonalem Bornitrid aufgrund seiner Thermoschockbeständigkeit, Wärmeleitfähigkeit und nicht benetzenden Eigenschaften, müssen diese Komponenten einwandfrei funktionieren - ein Versagen führt zum automatischen Stillstand des Gießens mit erheblichen Kosten.

Das Problem lag in der Herstellung. Die BN-Produktion beinhaltet das Nitrieren von Borverbindungen bei hoher Temperatur, aber der B₂O₃-Gehalt im Endprodukt variiert stark. Dieses Bindemittel ist für das Heißpressen notwendig, führt aber zu ungleichmäßigem Verschleiß und vorzeitigen Ausfällen. Nach einer Reihe von Trennringausfällen bei Baltimore Specialty Steels musste Armco zwischen “guten” und “schlechten” Ringen vor der Installation unterscheiden können.

Die Lösung

Armco testete drei ZfP-Methoden an 100 mm und 155 mm quadratischen Trennringen. Ultraschallgeschwindigkeitsmessungen scheiterten - die ringförmige Geometrie erzeugte interferierende Wellenfronten. Die Stoßanregungsmethode (GrindoSonic) war erfolgreich: Ein piezoelektrischer Wandler erfasst die Grundschwingung des Rings nach einem leichten Antippen, wobei Rohwerte über 940 typischerweise auf Defekte hinweisen.

Die Sortierung der Ergebnisse nach Produktionslos zeigte klare Muster: Lose waren entweder alle gut (Messwerte 1592-1623), alle schlecht (1780-1812) oder gemischt. Gemischte Lose wurden wegen Eigenschaftsinkonsistenz abgelehnt. Die Felddaten korrelierten direkt mit den tatsächlichen Produktionsprotokollen der Gießanlage und bestätigten den prädiktiven Wert des Tests.

Ergebnisse

Vergleichstests an aus Trennringen geschnittenen Stäben validierten die Stoßanregung gegenüber Ultraschallgeschwindigkeits- und Resonanzfrequenzmethoden (ASTM C747) - alle drei verliefen eng parallel. Der praktische Vorteil: Die Stoßanregung funktioniert unabhängig von der Geometrie an kompletten Ringen und ermöglicht eine 100%-Feldprüfung. Obergrenzen wurden in die Einkaufsspezifikationen aufgenommen, und eine enge Zusammenarbeit zwischen Armco und dem BN-Hersteller führte zu einer 100% fehlerfreien Belieferung mit Trennringen.