DE102010042771B4

DE102010042771B4 - Giesserei-Eisenfilter

Info

Publication number: DE102010042771B4
Application number: DE102010042771.3A
Authority: DE
Inventors: Ralf Kelling
Original assignee: Wobben Properties GmbH
Current assignee: Wobben Properties GmbH
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2030-10-22
Also published as: DE102010042771A1

Abstract

Gießerei-Filtereinheit zum Filtern von flüssigem Eisen, mit mindestens einem Schlackelauf (22), einer Filterkammer (24) mit einem ersten Anschluss (10a) für einen Zulauf (10) des flüssigen Eisens, mindestens einem zweiten Anschluss (23a) für mindestens einen Ablauf (23b, 23c) in ein Gussstück (30), und mindestens einem dritten Anschluss (22a) für den mindestens einen Schlackelauf (22), und mindestens einem Filter (25) zum Filtern des flüssiges Eisens, der die Filterkammer (24) in einen ersten und zweiten Abschnitt (26, 27) einteilt, wobei der erste Abschnitt (26) in Fließrichtung des flüssigen Eisens vor dem Filter (25) und der zweite Abschnitt in Fließrichtung des flüssigen Eisens hinter dem Filter (25) vorgesehen ist, wobei der erste und dritte Anschluss (10a, 22a) in dem ersten Abschnitt (26) und der mindestens eine zweite Anschluss (23a) in dem zweiten Abschnitt (27) angeordnet sind, wobei der erste Anschluss (10a) an einem unteren Ende und der dritte Anschluss (22a) an dem oberen Ende der Filterkammer (24) vorgesehen sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gießerei-Eisenfilter.
Beim Gießen von Gussteilen wird typischerweise Eisen verflüssigt und in die Gießform gegossen. Hierbei werden Filter vorgesehen, welche verhindern sollen, dass Schlacke bzw. Eisenschlacke beim Gießen in die Form gelangt.
Die bislang bekannten Filter weisen typischerweise einen Keramikfilter auf. Die herauszufilternden Verunreinigungen wie beispielswelse Schlacke, Dross etc. bleiben dann in dem Keramikfilter hängen. Dies kann aber auch zu einer Verstopfung des Filters führen.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Formkastens gemäß dem Stand der Technik. Durch einen Zulauf 10 wird das flüssige Eisen in die Filterkammer 20 geführt, die einen Filter 25 zum Filtern des flüssigen Eisens aufweist. Das gefilterte Eisen wird dann durch einen Ablauf in das Gussstück 30 gefördert. Das Gussstück 30 ist dabei in einem Formstoff bzw. Formsand innerhalb eines Formkastens vorgesehen. Nachteilig bei dieser Anordnung ist jedoch, dass die Schlacke in dem flüssigen Zustand zu einer Verstopfung des Eisenfilters 25 führen kann. Zusätzlich dazu kann der Keramikfilter durch das Auftreffen des aus großer Höhe (z. B. teilweise aus 4 m Höhe) fallenden und somit beschleunigten flüssigen Eisens stark belastet werden, was zum Bruch führen kann.
DE 23 09 654 C2 beschreibt einen geformten Impfmittelkörper zum Impfen von Gusseisenschmelzen.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gießerei-Eisenfilter vorzusehen, der einen verbesserten Schutz gegen Überlastung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch einen Gießerei-Eisenfilter nach Anspruch 1 gelöst.
Somit wird eine Gießerei-Filtereinheit zum Filtern eines flüssigen Gießmediums vorgesehen. Die Filtereinheit weist einen Schlackelauf und eine Filterkammer mit einem ersten Anschluss für einen Zulauf, einem zweiten Anschluss für einen Ablauf in ein Gussstück, einem dritten Anschluss für den Schlackelauf und mindestens einen Filter zum Filtern des flüssigen Eisens auf. Der Filter ist in einer Filterkammer vorgesehen und teilt die Kammer in einen ersten und zweiten Abschnitt ein. Der erste und dritte Anschluss sind in dem ersten Abschnitt und der mindestens eine zweite Anschluss ist in dem zweiten Abschnitt angeordnet.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind der erste Anschluss an einem unteren Ende und der dritte Anschluss an einem oberen Ende der Filterkammer vorgesehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der mindestens zweite Abstand seitlich oder am oberen Ende der Filterkammer vorgesehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Filtereinheit einen als Hohlzylinder ausgebildeten Filter auf. Der Bereich innerhalb des Zylinders stellt den ersten Abschnitt der Filterkammer und der Bereich außerhalb des Zylinders stellt den zweiten Abschnitt der Filterkammer dar.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der erste und mindestens eine dritte Anschluss in Fließrichtung des flüssigen Eisens vor dem Filter angeordnet.
Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Gießerei-Formkasten mit einer oben beschriebenen Gießerei-Filtereinheit.
Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Gießerei-Anlage mit einer oben beschriebenen Filtereinheit und/oder einem Gießerei-Formkasten.
Die Länge des Schlackelaufs kann an die Höhe des Gussstückes angepasst werden.
Die Erfindung betrifft den Gedanken, die Filterkammer einer Gießerei-Filtereinheit abzuändern, indem ein Schlackelauf vor dem Eisenfilter vorgesehen ist, so dass sich die Schlacke in den Schlackelauf erstrecken kann und das flüssige Eisen durch den Filter gefiltert werden kann und der Impuls des beschleunigten Flüssigeisens am Filter vorbei abgeleitet wird.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Formkastens gemäß dem Stand der Technik,
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Formkastens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
3 zeigt eine Detailansicht A des Formkastens von 1,
4 zeigt eine schematische Darstellung einer Filtereinheit des Formkastens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Formkastens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
6 zeigt eine Detailansicht A des Formkastens von 5,
7 zeigt eine schematische Ansicht einer Filtereinheit des Formkastens gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
8 zeigt eine schematische Darstellung eines Formkastens gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
9 zeigt eine Detailansicht A des Formkastens von 8, und
10 zeigt eine schematische Ansicht der Filtereinheit gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
Der Formkasten gemäß der Erfindung bzw. die Gießerei-Filtereinheit gemäß der Erfindung kann in einer Gießerei-Anlage verwendet werden und ist vorteilhaft, da ein Eisenfilter zum Filtern des flüssigen Eisens nicht mehr durch Schlacke verunreinigt wird. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Schlacke vor dem Filter beispielsweise in einem Schlackelauf nach oben steigen kann. Hierdurch kann ebenfalls ein starker Druck auf den Filter aufgrund der Länge des Zulaufes reduziert werden. Insbesondere kann durch den Schlackelauf ein kleinerer Höhenunterschied zwischen dem Ende des Schlackelaufs und dem Eingussstutz ermöglicht werden. Durch die Gießerei-Filtereinheit gemäß der Erfindung kann ein druckgemindertes und schlackegelenktes Filtersystem ermöglicht werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft hinsichtlich der Prozesssicherheit bei Großgussteilen. Der hohe (zerstörische) Impuls des durch die Fallhöhe beschleunigten Flüssigeisens wird am Filter vorbei in den Schlackelauf umgelenkt. Hierdurch kann ein Filterbruch vermieden werden.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Formkastens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. In dem Formkasten 50 sind ein Gussstück 30, eine Filtereinheit 20 sowie ein Zulauf 10 vorgesehen. Diese Elemente werden durch einen Formstoff wie beispielsweise Sand 40 in dem Formkasten 50 umgeben. Die Filtereinheit 20 weist eine Filterkammer 24 mit einem Anschluss für den Zulauf 10, einem Anschluss für den Ablauf 23 zu dem Gussstück 30 und einem Anschluss für einen Schlackelauf 22 auf. Die beiden Anschlüsse für den Zulauf 10 und für den Schlackelauf 22 sind – in Fließrichtung – vor dem Filter 25 angeordnet und der Ablauf 23 in das Gussstück 30 ist – in Fließrichtung – hinter dem Filter 25 angeordnet Somit kann ermöglicht werden, dass lediglich das gefilterte flüssige Eisen zu dem Gussstück 30 gelangt Durch das Vorsehen des Schlackelaufs 22 vor dem Filter kann Schlacke in den Schlackelauf 22 eintreten. Die Länge des Schlackelaufs 22 kann im Wesentlichen der Länge des Gussstückes entsprechen. Alternativ dazu kann der Schlackelauf auch länger oder kürzer sein.
3 zeigt eine Detailansicht A aus 2. Der Formkasten 50 mit dem Formsand 40 nimmt ein Gussstück 30, eine Filtereinheit 20 und einen Zulauf 10 auf. Die Filtereinheit 20 weist einen Filterhalter 24, einen Filter 25 sowie einen Schlackelauf 22 auf. Der Zulauf 10 und der Schlackelauf 22 sind – in Fließrichtung – vor dem Filter 25 und ein Ablauf 23 ins Gussstück 30 ist – in Fließrichtung – hinter dem Filter 25 vorgesehen.
4 zeigt eine schematische Ansicht einer Filtereinheit des Formkastens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Filtereinheit 20 weist eine erste und zweite Filterhalterhälfte 24a, 24 auf. Die Filtereinheit 20 weist ferner einen Anschluss 10a für den Zulauf 10, einen Anschluss 22a für den Schlackelauf 22 sowie einen Anschluss 23a für den Ablauf 23 auf. Die Filterkammer 24 wird durch den Filter 25 in einen ersten und zweiten Abschnitt 26, 27 eingeteilt. Der erste Abschnitt 26 ist (in Fließrichtung des flüssigen Eisens) vor dem Filter 25 und der zweite Abschnitt 27 ist hinter dem Filter 25 angeordnet. Somit befindet sich in dem zweiten Abschnitt 27 das von Schlacke gefilterte flüssige Eisen, welches dann durch den Anschluss 23a in den Ablauf 23 und dann schließlich in das Gussstück gefördert wird. Der Filter 25 ist vorzugsweise als ein Keramikfilter ausgestaltet. Die Filterkammer 26, 27 kann vorzugsweise so ausgestaltet sein, dass die größte Breite im Bereich des Keramikfilters 25 vorgesehen ist.
Die Filtereinheit 20 weist eine erste und zweite Filterhalterhälfte 24a, 24b, eine Filterkammer 24 mit einem ersten und zweiten Abschnitt 26, 27 sowie einen Keramikfilter 25 zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt 26, 27 der Filterkammer 25 auf. Der Anschluss 10a für den Zulauf 10 und der Anschluss 22a für den Schlackelauf 22 ist vor dem Keramikfilter 25 in dem ersten Abschnitt 26 der Filterkammer und der Anschluss 23a für den Ablauf 23 in das Gussstück ist in dem zweiten Abschnitt 27 der Filterkammer vorgesehen.
Die Länge des Schlackelaufs 22 kann im Wesentlichen der Länge des Gussstückes entsprechen. Alternativ dazu kann der Schlackelauf auch länger oder kürzer sein. Das Gussstück 30 kann gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel z. B. hohlzylindrisch ausgestaltet sein. Der Schlackelauf 22 kann sich innerhalb des Hohlzylinders erstrecken.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Formkastens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Formkasten 50 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist Formsand 40 bzw. Formstoff 40, ein Gussstück 30, eine Filtereinheit 20 und einen Zulauf 10 auf. Die Filtereinheit 20 weist einen ersten und zweiten Filter 25, einen ersten und zweiten (oder mehr) Ablauf 23b, 23c in das Gussstück 30 und (mindestens) einen Schlackelauf 22 auf. Durch die beiden Filter 25 wird die Filterkammer 24 in einen ersten und zweiten Abschnitt eingeteilt. Hinter dem Keramikfilter 25, d. h. in dem zweiten Abschnitt, sind erste und zweite Abläufe 23b, 23c in das Gussstück 30 vorgesehen. Der Zulauf 10 und der Schlackelauf 22 münden in den ersten Abschnitt 26 der Filterkammer 24, in welchem sich ungefiltertes Eisen befindet.
6 zeigt eine Detailansicht A von 5. Der Formkasten 50 mit dem Formsand 40 weist eine Filtereinheit 20, ein Gussstück 30 und einen Zulauf 10 auf. Die Filtereinheit weist einen Anschluss 10a für den Zulauf 10, zwei Anschlüsse 23a für die beiden Ablaufe 23b, 23c in das Gussstück 30 sowie einen Anschluss 22a für den Schlackelauf 22 auf. Die Schlacke in dem flüssigen Eisen kann zusammen mit dem flüssigen Eisen durch den Zulauf 10 der Filtereinheit 20 zugeführt werden. Anschließend steigt die Schlacke in den Schlackelauf 22 auf, so dass verhindert werden kann, dass die Schlacke die Filter 25 zusetzt.
7 zeigt eine schematische Ansicht einer Filtereinheit des Formkastens gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Filtereinheit 20 weist einen ersten und zweiten Abschnitt 26, 27 und einen den ersten und zweiten Abschnitt unterteilenden Filter 25 auf. Die Filtereinheit 20 weist ferner einen Anschluss 10a für den Zulauf 10 und einen Anschluss 22a für den Schlackelauf 22 in einem ersten Abschnitt 26 der Filterkammer 24 auf. Ferner sind z. B. zwei (oder mehr) Keramikfilter 25 vorgesehen, welche den ersten Abschnitt 26 von den beiden zweiten Abschnitten 27 der Filtereinheit 20 trennen. Die beiden zweiten Abschnitte 27 der Kammer weisen jeweils einen Anschluss für die beiden Abläufe 23b, 23c auf. Die Filtereinheit 20 weist vorzugsweise eine Kammer bestehend aus zwei Filterhalterhälften 24a, 24b auf. Während sich in dem ersten Abschnitt 26 und in dem Schlackelauf 22 flüssiges Eisen mit Schlacke befinden kann, sind die beiden zweiten Abschnitte 27 der Filtereinheit im Wesentlichen frei von Schlacke.
Die Filtereinheit 20 weist einen ersten und zweiten Abschnitt 26, 27 der Filterkammer auf, welche jeweils durch einen Keramikfilter 25 voneinander getrennt sind. Die beiden zweiten Abschnitte 27 der Filterkammer 24 weisen jeweils einen Anschluss 23a (oder mehr) für einen Ablauf 23b, 23c ins Gießstück auf. Der erste Abschnitt 26 der Filterkammer weist einen Anschluss für den Zulauf 10 sowie einen Anschluss für den Schlackelauf 22 auf. Wenn durch den Zulauf 10 flüssiges Eisen inklusive Schlacke der Filtereinheit zugeführt wird, so wird das flüssige Eisen durch die beiden Keramikfilter 25 hindurchtreten und die Schlacke wird in den Schlackelauf 22 eintreten und ggf. aufsteigen. Somit kann erreicht werden, dass sich wesentlich weniger Schlacke in den Keramikfiltern 25 festsetzt.
8 zeigt eine schematische Darstellung eines Formkastens gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Der Formkasten 50 weist Formstoff bzw. Formsand 40, ein Gießstück 30, eine Filtereinheit 20 sowie einen Zulauf 10 auf. Die Filtereinheit 20 weist einen Anschluss 10a für den Zulauf 10 sowie einen Anschluss 22a für einen Schlackelauf 22 auf. Durch einen Filter 25 wird ein erster Abschnitt 26 der Filterkammer (mit dem Anschluss für den Schlackelauf 22 und dem Anschluss für den Zulauf 10) von einem zweiten Abschnitt 27 der Kammer getrennt, welche mit zwei Abläufen 23b, 23c in das Gussstück 30 verbunden sind. Durch den Schlackelauf 22 und den Filter 25 kann somit vermieden werden, dass Schlacke durch die beiden Abläufe 23 in das Gussstück gelangt. Dies ist insbesondere vorteilhaft hinsichtlich der Qualitätssicherung auch bei größeren Gussteilen. Der Schlackelauf 22 kann sich innerhalb des hohlzylinderförmigen Gussstückes erstrecken und kann optional in seiner Länge der Höhe des Gussstückes entsprechen.
9 zeigt eine Detailansicht A aus 8. Der Formkasten mit dem Formstoff 40 weist eine Filtereinheit 20, ein Gussstück 30 sowie einen Zulauf 10 auf. Die Filtereinheit 20 weist eine Filterkammer mit einem ersten und zweiten Abschnitt 26, 27 auf, welche durch eine Filtereinheit 25 voneinander getrennt sind. Die Filtereinheit 25 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist insbesondere rohrförmig oder zylinderförmig ausgestaltet. Von dem zweiten Abschnitt der Filterkammer führen zwei Abläufe 23 in das Gussstück hinein.
10 zeigt eine schematische Ansicht einer Filtereinheit des Formkastens gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Die Filtereinheit 20 weist eine erste und zweite Filterhalterhälfte 24a, 24b auf. Die Filtereinheit 20 weist ferner eine Filterkammer 24 mit einem ersten und zweiten Abschnitt 26, 27 auf, welche durch einen Filter 25 voneinander getrennt sind. Die Filtereinheit 20 weist ferner einen Anschluss 10a für den Zulauf 10 und einen Anschluss 22a für den Schlackelauf 22 auf. Diese beiden Anschlüsse sind in dem ersten Abschnitt 26 der Filterkammer vorgesehen. In dem zweiten Abschnitt 27 der Filterkammer sind zwei Anschlüsse 23a für die beiden Abläufe 23b, 23c vorgesehen.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist der Filter 25 als ein Keramikfilter und rohrförmig bzw. zylinderförmig ausgestaltet. Der Filter 25 ist dabei zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt 26, 27 der Filterkammer 24 vorgesehen. Innerhalb des ersten Abschnitts 26 kann sich sowohl flüssiges Eisen als auch Schlacke befinden. In dem zweiten Abschnitt 27 soll sich lediglich flüssiges Eisen befinden, welches dann durch die Abläufe 23 zu dem Gussstück geführt werden kann.
Der Keramikfilter gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann beispielsweise als ein rohrförmiger Schaumkeramikfilter ausgestaltet sein.
Gemäß der Erfindung können auch mehrere Schlackeläufe vorgesehen werden.
Das Eisen kann gemäß der Erfindung durch den Zulauf 10 mit einer Geschwindigkeit > 5 m/s fließen. Durch das Vorsehen des Schlackelaufs in Eisenflussrichtung vor dem Filter kann erreicht werden, dass Schlacke in dem Schlackelauf nach oben steigt und somit den Filter nicht verstopft.

Claims

Gießerei-Filtereinheit zum Filtern von flüssigem Eisen, mit mindestens einem Schlackelauf (22), einer Filterkammer (24) mit einem ersten Anschluss (10a) für einen Zulauf (10) des flüssigen Eisens, mindestens einem zweiten Anschluss (23a) für mindestens einen Ablauf (23b, 23c) in ein Gussstück (30), und mindestens einem dritten Anschluss (22a) für den mindestens einen Schlackelauf (22), und mindestens einem Filter (25) zum Filtern des flüssiges Eisens, der die Filterkammer (24) in einen ersten und zweiten Abschnitt (26, 27) einteilt, wobei der erste Abschnitt (26) in Fließrichtung des flüssigen Eisens vor dem Filter (25) und der zweite Abschnitt in Fließrichtung des flüssigen Eisens hinter dem Filter (25) vorgesehen ist, wobei der erste und dritte Anschluss (10a, 22a) in dem ersten Abschnitt (26) und der mindestens eine zweite Anschluss (23a) in dem zweiten Abschnitt (27) angeordnet sind, wobei der erste Anschluss (10a) an einem unteren Ende und der dritte Anschluss (22a) an dem oberen Ende der Filterkammer (24) vorgesehen sind.
Gießerei-Filtereinheit nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine zweite Anschluss (23a) seitlich oder am oberen Ende der Filterkammer (24) vorgesehen ist.
Gießerei-Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der Filter (25) als ein Hohlzylinder ausgebildet ist und der Bereich innerhalb des Zylinders den ersten Abschnitt (26) der Filterkammer (24) und der Bereich außerhalb des Zylinders den zweiten Abschnitt (27) der Filterkammer (24) darstellt.
Gießerei-Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste (10a) und mindestens eine dritte Anschluss (22a) in Fließrichtung des flüssigen Eisens vor dem Filter (25) angeordnet werden.
Gießerei-Formkasten, mit einer Gießerei-Filtereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4.