DE102014222633B4 - Process for producing a finished iron stamp - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung einer Fertigeisenmarke (2), die folgenden Schritte umfassend:
• Bereitstellung einer Grundeisenmarke (1) in mindestens einem Warmhalteofen (6), wobei in allen Warmhalteöfen (6) die gleiche Grundeisenmarke (1) vorgehalten wird
• Füllung der Grundeisenmarke (1) aus dem Warmhalteofen (6) in eine transportable Gießpfanne (3), wobei die jeweils gewünschte Fertigeisenmaske (2) in der Gießpfanne (3) produziert wird
• Transportieren der Gießpfanne (3)
• Ermittlung der Zugabemengen von Legierungselementen
• Bereitstellen der Legierungselemente (9) mittels einer Dosieranlage (8)
• Bereitstellen von Magnesiumdraht (12) und Bereitstellen von Impfdraht (13) mittels einer Drahtanlage (11)
• Vermischung der ermittelten Legierungselemente (9), des Magnesiumdrahts (12) und des Impfdrahts (13) mit der Grundeisenmarke (1) zu einer Fertigeisenmarke (2) in der Gießpfanne (3).
Method for producing a finished iron stamp (2), comprising the following steps:
• provision of a basic iron mark (1) in at least one holding furnace (6), wherein in all holding furnaces (6) the same basic iron mark (1) is kept
• filling of the base iron mark (1) from the holding furnace (6) in a portable ladle (3), wherein the respective desired finished iron mask (2) in the ladle (3) is produced
• transporting the ladle (3)
• Determination of added quantities of alloying elements
Providing the alloying elements (9) by means of a dosing system (8)
Provision of magnesium wire (12) and provision of seed wire (13) by means of a wire system (11)
• Mixing of the determined alloying elements (9), the magnesium wire (12) and the Impfdrahts (13) with the base iron mark (1) to a finished iron brand (2) in the ladle (3).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur bedarfsabhängigen Herstellung einer Fertigeisenmarke (FEM) mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch1. Fertigeisenmarke bezeichnet dabei die gewünschte Ziellegierung für das Gussverfahren.The invention relates to a method for demand-dependent production of a finished iron brand (FEM) having the features of the preamble of
Die Erfindung entstammt dem technischen Fachgebiet des Metallgießens.The invention derives from the technical field of metal casting.
Bisherige Verfahren beruhten auf dem Ansatz, dass der vollständige Legierungsprozess der gewünschten Fertigeisenmarke in einem eigenen Schmelzofen stattfindet, was sich jedoch nur bei der Produktion von größeren Mengen wirtschaftlich rechnet.
Für das Legierungsverfahren werden das Ausgangsmaterial, in dem Fall Eisen, und die gewünschten Legierungselemente im Schmelzofen zusammengebracht. Die Fertigeisenmarke wird im Überschüttverfahren in einer Behandlungspfanne mit einem Magnesiumdraht und einem Impfdraht behandelt und anschließend in die Gießpfanne umgefüllt. Danach wird die Fertigeisenmarke zu den entsprechenden Gussformen transportiert und dort die gewünschten Produkte gegossen.
Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass für eine bestimmte Fertigeisenmarke, sprich für ein bestimmtes Produkt, jedes Mal ein kompletter Schmelzofen bereitgestellt werden muss. Für größere Aufträge bzw. Produktionen ist das kein Problem, sobald jedoch kleinere Aufträge mit kleineren Stückzahlen gewünscht werden, wird dieses Verfahren unwirtschaftlich.Previous methods were based on the idea that the complete alloying process of the desired finished iron brand takes place in a separate smelting furnace, which, however, only pays off economically in the production of larger quantities.
For the alloying process, the starting material, in this case iron, and the desired alloying elements are brought together in the furnace. The finished iron brand is treated in the overflow method in a treatment pan with a magnesium wire and a seed wire and then transferred to the ladle. Thereafter, the finished iron brand is transported to the appropriate molds and there poured the desired products.
The disadvantage of this method is that a complete melting furnace must be provided each time for a particular finished iron brand, that is, for a particular product. This is not a problem for larger orders or productions, but as soon as smaller orders with smaller quantities are desired, this process becomes uneconomical.
Die
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Die
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Zur Behebung des genannten Problems und damit zur wirtschaftlichen Durchführung von kleineren Aufträgen, sprich zur Produktion von kleineren Mengen an Gießprodukten, wird ein neues flexibleres Verfahren benötigt.A new and more flexible process is needed to remedy this problem and thus to carry out smaller orders economically, ie to produce smaller quantities of cast products.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zu beschreiben, das die wirtschaftlich effiziente Ausführung von Kleinaufträgen für Gießprodukte ermöglicht.The object of the present invention is therefore to describe a method which enables the economically efficient execution of small orders for cast products.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.The object of the invention is achieved by a method having the features of
Der Grundunterschied zum Stand der Technik besteht darin, dass beim neu erfundenen Verfahren im Schmelzofen nicht mehr die gewünschte Fertigeisenmarke produziert wird, sondern nur noch eine sogenannte Grundeisenmarke (GEM). Diese Grundeisenmarke ist das Ausgangsmaterial für die spätere Legierung, sprich die Fertigeisenmarke. In allen für dieses Verfahren bestimmten Schmelzöfen wird somit nur noch eine jeweilige Grundeisenmarke eingeschmolzen und dann in sogenannten Warmhalteöfen je nach Bedarf gelagert. Dabei sind die Warmhalteöfen mit einem Wiegesystem ausgestattet, um damit jederzeit den aktuellen Füllstand kontrollieren zu können. Je nach Auftragseingang kann damit in den Schmelzöfen genügend Grundeisenmarke produziert und in den Warmhalteöfen gelagert werden, um damit die jeweilige Produktion der Aufträge sicherstellen zu können.
Zur Bearbeitung eines Produktionsauftrages wird dann entsprechend der Auftragsgröße die flüssige Grundeisenmarke in eine sogenannte Gießpfanne umgefüllt. Bei der Gießpfanne handelt es sich um einen Transportbehälter, der im Stand der Technik eigentlich benutzt wird, um die Fertigeisenmarke vom Schmelzofen zur Gussform zu transportieren. Im neu beschriebenen Verfahren dagegen wird die Gießpfanne zur eigentlichen Verarbeitung benutzt, d.h. der eigentliche Legierungsvorgang findet nicht mehr im Schmelzofen, sondern in der Gießpfanne statt. Sobald daher die Gießpfanne mit der benötigten Menge der Grundeisenmarke gefüllt wurde, wird sie von einer Transporteinheit, was in der üblichen Ausführung ein Staplerfahrzeug ist, zur Dosieranlage der Legierungselemente transportiert. Dort wird dann in der Gießpfanne die gewünschte Fertigeisenmarke durch Hinzufügen der Legierungselemente sowie des Impfdrahtes und eines Magnesiumdrahtes gemischt. Sobald der Vorgang abgeschlossen und die Fertigeisenmarke für die Weiterverarbeitung bereit ist, wird sie von der Transporteinheit zur Gussform transportiert und dort der eigentliche Produktionsvorgang, sprich das Gießen, durchgeführt. Das Mischungsverhältnis zwischen der Grundeisenmarke und den Legierungselementen sowie dem Impfdraht und dem Magnesiumdraht ist dabei abhängig von den gewünschten Eigenschaften der Fertigeisenmarke sowie von der Menge, der chemischen Zusammensetzung und der Temperatur des Ausgangsmaterials, sprich der Grundeisenmarke. Das Mischungsverhältnis wird computergesteuert ermittelt, genauso wie der logistische Transport der jeweiligen Gießpfannen von den Warmhalteöfen bis hin zur Gussform von einem computergesteuerten Verkehrsleitsystem (VLS) organisiert wird.The basic difference with the prior art is that in the newly invented process in the furnace no longer the desired finished iron brand is produced, but only a so-called basic iron brand (GEM). This basic iron mark is the starting material for the later alloy, ie the finished iron mark. In all smelting furnaces intended for this method, only one respective basic iron brand is thus melted down and then stored in so-called holding furnaces as required. The holding furnaces are equipped with a weighing system in order to be able to control the current filling level at any time. Depending on the number of incoming orders, it will be possible to produce enough basic iron brands in the melting furnaces and store them in the holding furnaces in order to be able to ensure the respective production of the orders.
To process a production order, the liquid base iron brand is then transferred to a so-called ladle according to the order size. The ladle is a shipping container that is actually used in the prior art to transport the finished iron stamp from the smelter to the mold. In the newly described method, however, the ladle is used for actual processing, ie the actual alloying process no longer takes place in the furnace, but in the ladle. Therefore, as soon as the ladle has been filled with the required quantity of the ground iron mark, it is transported by a transport unit, which in the usual embodiment is a forklift truck, to the metering system of the alloying elements. There will then, in the ladle, mix the desired finished iron brand by adding the alloying elements and the seed wire and a magnesium wire. As soon as the process is complete and the ready-made iron mark is ready for further processing, it is transported from the transport unit to the casting mold where the actual production process, ie casting, is carried out. The mixing ratio between the base iron brand and the alloying elements as well as the seed wire and the magnesium wire depends on the desired properties of the finished iron brand and on the quantity, the chemical composition and the temperature of the starting material, ie the iron gauge. The mixing ratio is determined computer-controlled, just as the logistical transport of the respective ladles from the holding furnaces to the mold is organized by a computerized traffic management system (VLS).
Hauptvorteil dieses neuen Verfahrens ist dabei, dass anders als beim Stand der Technik nicht mehr ein kompletter Schmelzofen mit einer gewünschten Fertigeisenmarke gefüllt wird. Dies bedeutet, dass insbesondere bei kleineren Aufträgen nicht eine Menge Restmaterial anfällt, welche (meist) zu keiner Weiterverarbeitung mehr verwendet werden kann. Im neuen Verfahren dagegen kann komplett bedarfsorientiert die zur Produktion gewünschte Menge von Fertigeisenmarke produziert werden. Ein weiterer Vorteil ist die deutlich schnellere Abarbeitung von Aufträgen, da die Schmelzöfen nur noch die Grundeisenmarke bereitstellen und diese dann bedarfsorientiert in den Warmhalteofen abgeben. Dies ist insbesondere deshalb von Bedeutung, weil Gießereien nur eine begrenzte Anzahl von betriebsbereiten Schmelzöfen zur Verfügung haben.The main advantage of this new method is that unlike the prior art no longer a complete furnace is filled with a desired finished iron brand. This means that, especially for smaller orders, not a lot of residual material accumulates, which (usually) can no longer be used for further processing. By contrast, in the new process, the quantity of manufactured iron brands desired for production can be produced completely on demand. Another advantage is the significantly faster processing of orders, since the furnaces only provide the base iron brand and then deliver it demand-oriented in the holding furnace. This is particularly important because foundries have only a limited number of operational furnaces available.
Es ist im Weiteren möglich dieses Verfahren auch für andere Metalle zu benutzen. Die Hauptanwendung ist aber die Benutzung von Gusseisen.It is also possible to use this method for other metals. The main application is the use of cast iron.
Vorteilhafte und damit bevorzugte Weiterentwicklungen dieser Erfindung ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen.Advantageous and thus preferred developments of this invention will become apparent from the appended subclaims and from the description and the accompanying drawings.
Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass nach der Vermischung der Legierungselemente mit der Grundeisenmarke in der Gießpfanne durch ein thermisches Analyseverfahren die Qualität der Schmelze festgestellt, ggf. verbessert und dadurch sichergestellt wird.A preferred further development of the method can be distinguished by the fact that after the alloying elements have been mixed with the basic iron mark in the ladle by a thermal analysis method, the quality of the melt is ascertained, possibly improved and thereby ensured.
Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass die Füllstände der Warmhalteöfen durch ein Wiegesystem erfasst werden.A preferred development of the method may be characterized in that the fill levels of the holding furnaces are detected by a weighing system.
Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass die Zugabemengen der Legierungselemente, Magnesiumvorlegierung und Impfmittel von einem Computerprogrammprodukt für jede Gießpfanne ermittelt werden.A preferred embodiment of the method may be characterized in that the addition amounts of the alloying elements, magnesium master alloy and inoculants are determined by a computer program product for each ladle.
Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass für eine in einer Gießpfanne hergestellte Fertigeisenmarke von einem Verkehrsleitsystem ein Fahrauftrag generiert wird und die Gießpfanne mittels einer von einer Person oder automatisch gesteuerten Transporteinheit unter Ausführung des Fahrauftrages zu einer Gussform transportiert wird.A preferred further development of the method can be distinguished by the fact that for a finished iron brand produced in a ladle, a driving order is generated by a traffic control system and the ladle is transported to a casting mold by means of a transport unit controlled by a person or automatically controlled carrying out the driving task.
Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens kann sich dadurch auszeichnen, dass die Transporteinheiten mit einer, von innerhalb und/oder außerhalb der Transporteinheit ablesbaren, Anzeigeeinheit ausgestattet werden, auf der die der Einheit zugeordneten Fahraufträge angezeigt werden.A preferred further development of the method can be distinguished by the fact that the transport units are equipped with a display unit, which can be read from within and / or outside the transport unit, on which the driving orders assigned to the unit are displayed.
Die Zeichnungen zeigen:
-
1 : Den Ablauf des vonAnspruch 1 erfassten Verfahrens. -
2 : Perspektivansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäßAnspruch 1
-
1 The process of the method covered byclaim 1. -
2 : Perspective view of a preferred embodiment of the method according to the invention according toclaim 1
Die Funktionsweise ist dabei folgende: Die Grundeisenmarken
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Grundeisenmarke (GEM)Landmark (GEM)
- 22
- Fertigeisenmarke (FEM)Finished iron brand (FEM)
- 33
- Gießpfanneladle
- 44
- Abdeckplattecover
- 55
- Schmelzofenfurnace
- 66
- Warmhalteofen (WHO)Holding furnace (WHO)
- 77
- Gussformmold
- 88th
- Dosieranlagedosing
- 99
- Legierungselemente (Cu, Si, C)Alloying elements (Cu, Si, C)
- 1111
- Drahtanlagerod plant
- 1212
- Magnesiumdrahtmagnesium wire
- 1313
- Impfdrahtinoculation wire
- 1414
- Steuerungsprogramm bzw. Vorrichtung für LegierungsmischungControl program or device for alloy mixture
- 1515
- Verkehrsleitsystemtraffic Management System
- 1616
- Transporteinheittransport unit
- 1717
- Anzeigeeinheitdisplay unit
- 1818
-
Rechner mit Steuerungsprogramm (
14 ) und Verkehrsleitsystem (15 )Computer with control program (14 ) and traffic control system (15 ) - 2020
- Verfahrensschritt „Ermittlung Zugabemengen“Process step "determination of added quantities"
- 2121
- Verfahrensschritt „Legierung mischen“Process step "Alloy mixing"
- 2222
- Verfahrensschritt „Qualitätscheck“Process step "quality check"
- 2323
- Verfahrensschritt „Produkt Gießen“Process step "product casting"
Claims (5)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (3)
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DE102013018161.5 | 2013-12-05 | ||
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- 2014-11-06 DE DE102014222633.3A patent/DE102014222633B4/en active Active
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