Co poszło nie tak?
29 listopada 2016 roku zaplanowano odlew największego kołysanego dzwonu na świecie – Vox Patris. Próba nie powiodła się i w efekcie dzwon nie został odlany. Podczas procesu odlewania zaobserwowano następujące nieprawidłowości:
- część stopionego metalu została wyrzucona przez kanały odgazowujące formę,
- materiał nie wypełnił formy w obrębie korony dzwonu.
Proces odlewania
Podczas odlewania pojawiły się następujące wyzwania:
- przelanie 60 ton stopionego metalu w czasie zapewniającym utrzymanie odpowiedniej temperatury (1000-1100°C),
- zapewnienie stabilneg i niezakłóconego przepływu stopu do formy,
- zagwarantowanie, że forma wytrzyma nacisk generowany przez ciekły metal.
Podczas odlewu pierwsze dwa punkty zostały spełnione bez problemów, jednak forma nie wytrzymała nacisku stopu, w wyniku czego około 50% materiału wypłynęło na zewnątrz. Warto jednak zaznaczyć, że forma była pełna w końcowym momencie procesu zalewania.
Przyczyny niepowodzenia
W celu zidentyfikowania przyczyn nieudanego odlewu, podjęto następujące kroki:
Tuż po świętach Bożego Narodzenia wznowiono prace, które obejmowały:
- usunięcie odlanego fragmentu dzwonu,
- usunięcie rdzenia.
Na tym etapie ustalono następujące fakty:
- Po podniesieniu resztek płaszcza stało się jasne, że mikropęknięcie w okolicy zamków formy było bezpośrednią przyczyną nieudanego odlewu
Krytyczny moment
O 14:36, materiał był widoczny w formie przez przelewy w koronie. Był to moment, gdy forma była prawie całkowicie wypełniona, a ciśnienie w jej dolnej części (w okolicy zamków) osiągnęło ekstremalnie wysoką wartość, powodując wyciekanie stopionego metalu przez mikropęknięcia w zamkach co spowodowało generowanie dużej ilości gazów poza wnęką formy. O 14:37 gazy osiągnęły bardzo wysokie ciśnienie, powodując degradację materiału wokół formy co spowodowało przedostawanie się metalu do wnętrza kanałów odgazowujących.
Usuwanie ziemi
Od 7 do 23 grudnia wynajęto firmę zajmującą się ciężkimi pracami ziemnymi, aby usunąć gruntu wokół miejsca odlewu. Było to konieczne, aby dotrzeć do fragmentów dzwonu, które zostały odlane i odkryć przyczynę problemu. W tym czasie udało się usunąć ziemię oraz resztki górnej części formy.
Dzwon po odkryciu
Po usunięciu ziemi płaszcz formy nie został uniesiony ani zniszczony, co oznacza, że był w stanie wytrzymać ciśnienie stopionego metalu. Znaczna ilość materiału została znaleziona na dnie dołu odlewniczego, co sugeruje, że metal wypłynął przez jedną ze szczelin w zamkach formy, które miały go zatrzymać pomiędzy rdzeniem a płaszczem formy.
