Heißsteigerriser
Englisch: hot top
Offener, mit keramischer Auskleidung versehener Speiser beim Gießen, um die Bildung schädlicher Hohlräume beim Gießen von Metallen und ähnlichen Werkstoffen in Formen zu verhindern.
Speiser: ein beheizter Steigrohr zur Vermeidung von Schrumpfungshohlräumen in Blöcken
Ein Speiser ist ein feuerfest ausgekleidetes offenes Steigrohr, das auf der Oberseite einer Blockform angebracht wird und hauptsächlich beim Blockgießen von Stahl und anderen Legierungen verwendet wird. Wenn flüssiges Metall von außen nach innen erstarrt, zieht sich das Innere zusammen; ohne Maßnahmen entsteht dadurch ein großer Hohlraum (ein Lunker oder Schrumpfungsloch), der den Block schwächt und ihn zum Walzen oder Schmieden ungeeignet macht. Der Speiser hält das Metall im Steigrohr und im obersten Bereich des Blocks so lange wie möglich flüssig, sodass sich der Hohlraum dort bildet statt tief im Inneren des Blocks, wo er nur schwer zu entfernen wäre.
Der Speiser besteht aus einer Stahlschale, die mit keramischem Material ausgekleidet ist, üblicherweise Schamottstein oder Magnesitstein, ausgewählt wegen seiner Isoliereigenschaften und Beständigkeit gegen flüssigen Stahl. Die keramische Auskleidung ist dick genug, um die Wärmeverluste durch die Wände zu minimieren; die gesamte Baugruppe sitzt direkt über der Blockform. Wenn der Block unter ihm erstarrt, wird der Speiser zu einem Steigrohrreservoir, aus dem Metall nach unten fließen kann, um den Schrumpfungsausgleich im darunter erkalten Block zu kompensieren.
Verhalten in der Praxis
Die Wirksamkeit eines Speisers hängt davon ab, dass die Temperatur des Metalls im Steigrohr aufrechterhalten wird und die Erstarrungsgeschwindigkeit des Blocks kontrolliert wird. Exotherme Stoffe, Pulver, die bei ihrer Reaktion Wärme abgeben, werden oft auf die Oberfläche des flüssigen Metalls im Speiser aufgebracht, um es länger heiß zu halten. Gelegentlich ist auch Gusseisen hinzugefügt worden. Der Speiser bleibt unabgedeckt, der Luft ausgesetzt, daher der Begriff offenes Steigrohr. Dies steht im Gegensatz zu einem blinden Steigrohr, das versiegelt oder teilweise geschlossen ist und sich hauptsächlich auf die Isolierung der Form selbst verlässt.
Stahlblöcke mit Größen über etwa 10 Tonnen verwenden fast immer einen Speiser. Kleinere Blöcke können sich auf ein blindes Steigrohr oder gar kein Steigrohr verlassen, wenn die Blockgeometrie günstig ist. Der Hohlraum, der sich im Speiser bildet, wird während der Blockkonditionierung abgeschnitten (durch Schneiden entfernt), bevor der Stahl zum Walzwerk geht, wodurch der Speiser ein kontrolliertes Opfer statt eines versteckten Fehlers darstellt. Das Verfahren wurde zur Standardpraxis in großen Stahlgießereien, weil es die Blockqualität dramatisch verbesserte und den Anteil des durch Fehler verlorenen Materials reduzierte.
Die wichtigsten Variablen sind Höhe und Durchmesser des Speisers im Verhältnis zum Block, die Dicke der keramischen Auskleidung und die Temperatur des einströmenden flüssigen Metalls. Ein Speiser, der zu schnell erkaltet, wird das Metall im Steigrohr nicht flüssig halten; einer, der zu groß ist, verschwendet Metall und Bodenfläche. Die moderne Praxis kombiniert oft einen Speiser mit präzisem Formdesign und gesteuerten Gießgeschwindigkeiten, um eine vorhersagbare Erstarrung und Hohlraumbildung sicherzustellen. Der Speiser selbst ist ein wiederverwendbares Gerät, das zwischen den Gießvorgängen konditioniert oder neu ausgekleidet wird.