DE19962471A1 - Vorrichtung zum Giessen einer Metallschmelze - Google Patents
Vorrichtung zum Giessen einer MetallschmelzeInfo
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung zum Gießen einer Metallschmelze, umfassend einen Schmelzebehälter (3), der zwischen einem Vorratsgefäß (6) und einer Gießform (2) einer Kontaktgießanlage bewegbar angeordnet ist und eine Tragkonstruktion (4) zum Tragen des Schmelzebehälters, wobei der Schmelzebehälter (3) gegenüber der Tragkonstruktion (4) einfach gelagert ist. Der Schmelzebehälter ist als eine Gießrinne (3) ausgebildet, die ein verhältnismäßig kleines Volumen aufweist, die leicht ist und leicht bewegbar ist.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Giessen einer
Metallschmelze umfassend einen Schmelzebehälter, der zwischen einem
Vorratsgefäss und einer Giessform einer Kontaktgiessanlage bewegbar
angeordnet ist und eine Tragkonstruktion zum Tragen des Schmelzebehälters.
Aus der US 4205721-A ist eine gattungsgemässe Vorrichtung zum Giessen einer
Metallschmelze in einer Giessform bekannt. Ein Schmelzebehälter mit einem
Bodenausguss ist oberhalb von der Giessform angeordnet. Die Giessform befindet
sich auf eine Grundplatte, die im Takt des schubweisen Giessvorganges auf einer
Rollenbahn vorwärts bewegt wird. Der Schmelzebehälter wird getragen von einer
Tragkonstruktion mit Hebezylindern für die senkrechte Bewegung und mit weiteren
beweglichen Grundrahmenteilen für die waagrechte Bewegung des
Schmelzebehälters. Beim Giessvorgang ist der Bodenausguss an die Giessform
angedockt und der Schmelzebehälter ruht, von Federelementen abgefedert, auf
der Giessform. Der Schmelzebehälter wird möglichst nahe und möglichst präzise
über die Giessform gebracht, sofern das bei den grossen Giessformen und bei
den mindestens ebenso grossen Schmelzebehältern möglich ist. Die hier
beschriebene Anlage kann als sogenannte Kontaktgiessanlage bezeichnet
werden.
Die EP 269660-B1 beschreibt ein Verfahren zum Giessen von Metallschmelze.
Auch hier ist ein Schmelzebehälter unmittelbar oberhalb von der Giessform
bewegbar angeordnet. Der Schmelzebehälter weist einen Bodenausgussstein mit
einer Auslaufbohrung auf, die von einem bewegbaren Stopfen verschliessbar ist.
Der Ausgussstein steht über der Bodenfläche des Schmelzebehälters nur wenig
vor. Beim Einfüllen der Metallschmelze aus dem Schmelzebehälter in die
Giessform ist die Unterseite des Ausgusssteines auf der Oberseite der Giessform
angepresst.
Das sogenannte Kontaktgiessverfahren hat mehrere Vorteile. Die Metallschmelze
kommt nicht mehr in Kontakt mit der Umgebungsluft und kann somit kein
Sauerstoff und keine Verunreinigungen mehr aufnehmen, was zu einer höheren
Reinheit des Gussstückes führt. Ausserdem wird Metall eingespart, weil in die
Senke der Giessform keine zusätzliche Metallschmelze mehr eingefüllt werden
muss. Während dem Giessvorgang wirkt nämlich die Bohrung des Ausgusssteines
selbst als Speiser für das Metall, das nachfliessen muss um die
Metallschrumpfung beim Abkühlen auszugleichen.
Die Andruckkraft des Ausgusssteines auf der Giessform kann zwar eingestellt und
abgefedert werden, jedoch sind für eine genaue Einstellung bei dem erheblichen
Gewicht des Schmelzebehälters schwere Tragkonstruktionen erforderlich, wie
beispielsweise in US 4205721-A gezeigt. Ausserdem muss im Bereich der
Eingussöffnung der Formstoff zusätzlich verdichtet werden um die Andruckkraft
des Ausgusssteines aushalten zu können.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine
Vorrichtung zum Einfüllen einer Metallschmelze in einer Giessform anzugeben, die
leicht bewegbar ist, mit kleinem Platzbedarf in bestehenden Giessereianlagen
eingesetzt werden kann und die keine Anpassung oder Vorbehandlung der
vorhandenen Giessformen erfordert.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Giessen einer
Metallschmelze umfassend einen Schmelzebehälter, der zwischen einem
Vorratsgefäss und einer Giessform einer Kontaktgiessanlage bewegbar
angeordnet ist und eine Tragkonstruktion zum Tragen des Schmelzebehälters,
wobei der Schmelzebehälter gegenüber der Tragkonstruktion einfach gelagert ist.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen
Ansprüchen.
Es ist von Vorteil, dass der Schmelzebehälter einfach und präzise in Bezug auf
der jeweiligen Eingussöffnung der Giessform positioniert werden kann. Dies wird
dadurch erreicht, dass der Schmelzebehälter im Bereich des Schwerpunktes des
Schmelzebehälters einen Auflagepunkt zur Lagerung gegenüber der
Tragkonstruktion aufweist. Dies wird auch dadurch erreicht, dass der
Schmelzebehälter eine vom Auflagepunkt beabstandete Aufhängung aufweist.
Dies wird auch dadurch erreicht, dass der Schmelzebehälter gegenüber der
Tragkonstruktion im Auflagepunkt drehbar gelagert ist. Dies wird weiterhin auch
dadurch erreicht, dass die Tragkonstruktion kippbar angeordnet ist.
Es ist auch von Vorteil, dass im Bereich der Giessstrecke keine schwere und
Raum füllenden Tragkonstruktionen notwendig sind. Dies wird dadurch erreicht,
dass die Tragkonstruktion seitlich beabstandet von der Giessform, das heisst
neben der Giessstrecke angeordnet ist. Der Schmelzebehälter ist als eine
Giessrinne ausgebildet, die im wesentlichen seitlich neben und quer zur
Giessstrecke verlaufend angeordnet ist. Die Giessrinne weist ein verhältnismässig
kleines Volumen auf, ist leicht und leicht bewegbar. Vor allem bei Giessformen,
die in kleiner Zahl oder nur versuchsweise hergestellt werden, ist es vorteilhaft,
wenn unter möglichst realistischen und reproduzierbaren Prozessbedingungen auf
der bestehenden Giessstrecke einer Giessereianlage ohne zusätzlichen
Installationen gearbeitet werden kann.
Es ist weiter auch von Vorteil, dass die Giessrinne einfach bedienbar ist. Dies wird
dadurch erreicht, dass die Giessrinne einen verschliessbaren Bodenausguss
aufweist, die mit der Aufhängung verbunden ist. Die Giessrinne ist leicht
bedienbar, weil sie leicht ist, weil sie ein kleines Volumen aufweist und weil sie im
Schwerpunkt bewegbar gelagert ist.
Es ist auch von Vorteil, dass mit der Giessrinne die im Kontaktgiessverfahren
erreichbare hohe Metallreinheit nicht negativ beeinträchtigt wird. Dies wird
dadurch erreicht, dass die Giessrinne eine gegenüber der Umgebungsluft
abschliessbare Abdeckung aufweist.
Es ist auch von Vorteil, dass mit Hilfe der Giessrinne im Kontaktgiessverfahren die
Metallverluste möglichst gering gehalten werden können. Dies wird dadurch
erreicht, dass die Giessrinne eine zum Bodenausguss hin zunehmende Tiefe
aufweist. Das Volumen der Giessrinne ist möglichst klein und wird entsprechend
dem Volumen der Giessform bemessen. Gegen das Ende des Giessvorganges
befindet sich die Metallschmelze nur noch im tiefsten Teil der Giessrinne. Somit ist
das nicht nutzbare Metallvolumen möglichst klein und muss am Ende des
Giessvorganges nur wenig Metall verworfen oder im Metallkreislauf zurückgeführt
werden. Die zunehmende Tiefe der Giessrinne hat auch einen günstigen Einfluss
auf die Strömungsverhältnisse und auf die Temperatureinstellung der
Metallschmelze in der Giessrinne.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren beschrieben. Es
zeigen
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Sicht auf eine Giessereianlage mit der
erfindungsgemässen Vorrichtung zum Giessen einer Metallschmelze,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Sicht auf die Giessereianlage von Fig. 1 nach
dem Giessvorgang und
Fig. 3 eine Seitenansicht auf die Anlage von Fig. 1.
In Fig. 1 sind schematisch die für die Erfindung wichtigsten Anlagenteile einer
Kontaktgiessanlage dargestellt. Fig. 1 zeigt von links nach rechts einen Schnitt
durch eine Giessstrecke 1 mit darauf einer Giessform 2, eine Giessrinne 3 auf
einer Tragkonstruktion 4 und einen Giesskopf 5 eines Vorratsgefässes 6. Die
Giessstrecke 1 kann als eine Rollenbahn oder als eine andere langgestreckte
mechanische Fördereinrichtung ausgebildet sein. Auf der Rollenbahn werden in
gleichbleibendem Abstand und im Takt des schubweisen Giessvorganges
Formkasten 7, die jeweils mindestens eine Giessform 2 aufnehmen, an dem
eigentlichen Giessplatz befördert. Nach dem Giessvorgang und nach dem
Erstarren werden die Gussstücke in den Formkasten 7 auf der Giessstrecke 1
abgekühlt und aus den Giessformen 2 ausgepackt. Die Giessform 2 besteht, wie
auch der Formkasten 7, aus einem Oberteil 8 und einem Unterteil 9. Die
Giessform 2 wird in einer nicht dargestellten Formanlage aus Formstoff
hergestellt. Als Formstoff wird in bekannter Art und Weise eine Mischung aus
Sand und Bindemittel verwendet. Das Vorratsgefäss 6 enthält eine grössere
Menge flüssigem Metall oder Schmelze, die in einem Schmelzverfahren oder in
einem anderen metallurgischen Verfahren hergestellt wurde. Das Vorratsgefäss 6
dient auch als Transportbehälter zum Transportieren der Metallschmelze von der
hier nicht dargestellten Metallherstellung zur Giessstrecke 1. Das Vorratsgefäss 6
weist einen Giesskopf 5 auf, in dem eine Teilmenge der Schmelze vorgelegt wird.
Die Schmelze wird beispielsweise durch einen Druck, der im abschliessbaren
Raum über der Schmelze im Vorratsgefäss 6 aufgebaut wird, in den Giesskopf 5
befördert. Der Pegel der Schmelze in dem Giesskopf 5 wird mit einem Schwimmer
10, der wie eine in der Flüssigkeit schwimmende Peilstange ausgebildet ist, beim
Füllen und Entleeren angezeigt. Die Schmelze wird über einen Bodenausguss 11,
der mit einem stangenförmigen Stopfen 12 geöffnet und wieder verschlossen
werden kann, in der Giessrinne 3 zugegeben.
Die Giessrinne 3 ist zwischen dem Vorratsgefäss 6 und der Giessform 2
angeordnet und dient unter anderem als Dosiervorrichtung und als
Zuführvorrichtung für die Schmelze zu der jeweiligen Giessform 2. In die
Giessrinne 3 können auch noch Zuschlagstoffen und Impfmittel zugegeben
werden, was mit einem Stab 13 angedeutet wird. Der Pegel der Schmelze in der
Giessrinne 3 wird mit einem Schwimmer, der wie eine in der Flüssigkeit
schwimmende Peilstange 10' ausgebildet ist, angezeigt. Die Schmelze wird über
einen weiteren Bodenausguss 11', der mit einem stangenförmigen Stopfen 12'
geöffnet und wieder verschlossen werden kann, in der Giessform 2 zugegeben.
Die Oberseite der Giessrinne 3 kann mit einer Abdeckung 14 abgedeckt werden.
Mit dieser Abdeckung 14 wird erreicht, dass die Abkühlung der Schmelze
verlangsamt wird. Die Abdeckung 14 schränkt den Kontakt der Schmelze mit der
Umgebungsluft stark ein. Hierdurch wird erreicht, dass die Schmelze, die mit einer
hohen Reinheit hergestellt und aus dem Vorratsgefäss 6 in die Giessrinne 3
vorgelegt wurde, aus der Umgebungsluft möglichst wenig Sauerstoff und
Verunreinigungen aufnimmt. Die Giessrinne 3 weist einen Notauslauf 15 auf,
durch der eine überlaufende Schmelze und auch auf der Schmelzeoberfläche
schwimmende Verunreinigungen aus der Giessrinne 3 abgeführt werden können.
Hierzu ist unterhalb des Notauslaufes 15 der Giessrinne 3 eine Masselwanne 16
angeordnet.
Die Giessrinne 3 weist eine längliche Form auf und erstreckt sich in der
Längsrichtung quer zur Giessstrecke 1. Die Längsachse der Giessrinne 3 verläuft
im wesentlichen vom Bereich der Giessstrecke 1 über den Bereich der
Tragkonstruktion 4 bis zum Bereich des Giesskopfes 5 des Vorratsgefässes 6.
Im Bereich der Giessstrecke 1 weist die Giessrinne 3 einen Bodenausguss 11' auf.
Im Bereich der Tragkonstruktion 4 weist die Giessrinne 3 einen Auflagepunkt 17
auf. Die Giessrinne 3 ist entlang der Längsachse um den Auflagepunkt 17 auf der
Tragkonstruktion 4 kippbar und drehbar gelagert angeordnet. Die Tragkonstruktion
4 selber kann auch kippbar oder bewegbar ausgebildet sein. Hiermit wird erreicht,
dass der Bodenausguss 11' der Giessrinne 3 in einem grossen Bereich der
Giessstrecke 1 an jedem gewünschten Punkt der Oberseite der Giessform 2
gebracht werden kann. Die Tragkonstruktion 4 ist in der einfachsten Ausführung
einen Doppel-T-Träger mit darauf ein Lager, das für die Bewegung und die
Lagerung der Giessrinne 3 ausgebildet ist. Der Auflagepunkt 17 kann an der
Giessrinne 3 so angeordnet sein, dass die Giessrinne 3 im Bereich des
Schwerpunktes der Giessrinne 3 gegenüber der Tragkonstruktion 4 gelagert wird.
An dem Ende der Giessrinne 3, das sich im Bereich der Giessstrecke 1 befindet,
kann die Giessrinne 3 mit einer Aufhängung 18 verbunden sein. Die Aufhängung
18 dient zur genauen Steuerung und zum Ausgleich der Kipp- und
Drehbewegungen der Giessrinne 3. Die Bewegung des Stopfens 12', der im
wesentlichen als eine Stange ausgebildet ist, kann mit der Aufhängung 18
wirkverbunden sein. Hierdurch wird erreicht, dass die jeweiligen Schliess- und
Öffnungsbewegungen des Bodenausgusses 11' an der Aufwärts- und
Abwärtsbewegungen der Giessrinne 3 im Bereich der Giessform 2 gekoppelt
werden. In einer Kontaktgiessanlage soll der Luftzutritt zum flüssigen Metall und
zum Giessstrahl so gut wie möglich verhindert werden. Um den Luftzutritt im
Bereich zwischen dem Bodenausguss 11' und der Giessform 2 zum Giessstrahl
möglichst auszuschalten, werden die Aufwärts- und Abwärtsbewegungen der
Giessrinne 3 verhältnismässig klein, d. h. im Bereich von wenigen Zentimetern,
gehalten. Durch die Aufhängung 18 wird erreicht, dass die Giessrinne 3 gerade
auf die Giessform 2 aufliegt, jedoch keinen Druck auf die Giessform ausübt. Mit
der Aufhängung 18 wird auch ausgeschlossen, dass die Giessrinne 3 vor und
während dem Giessvorgang versehentlich mit dem gesamten Gewicht auf die
Giessform drückt. Die Aufhängung 18 ist in Fig. 3 besser ersichtlich und
beschrieben.
In Fig. 2 ist die Giessereianlage von Fig. 1 nochmals dargestellt. In der Stellung
von Fig. 2 ist der Giessvorgang gerade beendet. Der Schmelzeinhalt der
Giessrinne 3 wurde grösstenteils in die Giessform 2 entleert. Die Giessrinne 3
wurde mit der Aufhängung 18 um wenige Zentimeter über der Giessform 2
angehoben und der Bodenausguss 11' wurde gleichzeitig verschlossen. In dieser
Stellung kann auf der Giessstrecke 1 einen neuen Formkasten 7 an den
Giessplatz gebracht werden. In der gleichen Zeit kann die Giessrinne 3 neu mit
Schmelze aus dem Vorratsgefäss 6 gefüllt werden. In Fig. 2 ist auch ersichtlich,
dass die Giessrinne 3 im Bereich des Bodenausgusses 11' eine maximale Tiefe
aufweist. Der Boden auf der Innenseite der Giessrinne 3 verläuft mit einem Gefälle
zum Bodenausguss 11' hin. Die Füllhöhe der Metallschmelze in der Giessrinne 3
nimmt gleichmässig oder in Abschnitten zu. Am Ende des Giessvorganges
befindet sich nur noch ein kleines Metallvolumen in der Giessrinne. Hiermit wird
erreicht, dass nur ein verhältnismässig kleiner Anteil der Metallschmelze nutzlos
im Kreislauf geführt wird.
In Fig. 3 ist die Giessstrecke 1 in einer Seitenansicht auf einem Formkasten 2
dargestellt. In Fig. 3 ist auch die Aufhängung 18, die die Aufwärts- und
Abwärtsbewegung der Giessrinne 3 steuert, besser ersichtlich. Die Aufhängung 18
besteht im wesentlichen aus einem Rahmen 19, in der auch der stangenförmige
Stopfen 12' geführt wird. Ein weiteres Teil der Aufhängung 18 ist mit der
gestrichelten Linie 20 dargestellt. Hiermit wird angedeutet, dass die Giessrinne 3
aus Gründen der Sicherheit an zwei unterschiedlichen Punkten aufgehängt
werden kann.
Die Giessrinne 3 weist ein verhältnismässig kleines Volumen auf, ist im Bereich
des Schwerpunktes kippbar und drehbar auf einer Tragkonstruktion 4 gelagert und
ist dadurch leicht manövrierbar. Die Giessrinne 3 kann mit dem Bodenausguss 11'
an jedem gewünschten Punkt der Giessformoberseite manövriert werden. Die
Giessrinne 3 kann in einer bestehenden Giessstrecke 1 auch für das Abgiessen
von einzelnen Formkasten 7, die nur versuchsweise oder in Kleinserien im
Giessprozess eingebracht werden, verwendet werden. Die Tragkonstruktion 4 ist
einfach und leicht und befindet sich ausserhalb der Giessstrecke 1. In der
länglichen Giessrinne 3 kann beim Giessvorgang die Strömungsgeschwindigkeit
der Metallschmelze leicht gesteuert werden. Weil der Verschluss des
Bodenausgusses 11' in der Aufhängung 18 integriert ist, wird die Bedienung
vereinfacht. In einer Kontaktgiessanlage wird verhindert, dass die Reinheit des
Metalles nachteilig beeinflusst wird durch Luftzutritt und durch Einwirkung der oft
verunreinigten Luft in der Umgebung des Giessplatzes. Durch die Anwendung der
Giessrinne 3 wird eine Rinne in der Giessformoberseite überflüssig, was eine
Einsparung in der Formherstellung, in der Rohmetallproduktion und in dem
Metallrecycling zur Folge hat. Die Giessrinne 3 wird bevorzugt in
Kontaktgiessanlagen für Eisen und Eisenlegierungen eingesetzt. Die Giessrinne
wird daher aus entsprechend temperaturbeständigen Werkstoffen hergestellt.
Claims (11)
1. Vorrichtung zum Giessen einer Metallschmelze umfassend einen
Schmelzebehälter (3), der zwischen einem Vorratsgefäss (6) und einer Giessform
(2) einer Kontaktgiessanlage bewegbar angeordnet ist und eine Tragkonstruktion
(4) zum Tragen des Schmelzebehälters, dadurch gekennzeichnet, dass der
Schmelzebehälter (3) gegenüber der Tragkonstruktion (4) einfach gelagert ist.
2. Vorrichtung zum Giessen einer Metallschmelze nach dem Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass der Schmelzebehälter (3) im Bereich des Schwerpunktes
des Schmelzebehälters (3) einen Auflagepunkt (17) zur Lagerung gegenüber der
Tragkonstruktion (4) aufweist.
3. Vorrichtung zum Giessen einer Metallschmelze nach dem Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzebehälter (3) eine vom Auflagepunkt
(17) beabstandete Aufhängung (18) aufweist.
4. Vorrichtung zum Giessen einer Metallschmelze nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzebehälter (3) gegenüber der
Tragkonstruktion (4) im Auflagepunkt (17) drehbar gelagert ist.
5. Vorrichtung zum Giessen einer Metallschmelze nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkonstruktion (4) kippbar angeordnet
ist.
6. Vorrichtung zum Giessen einer Metallschmelze nach einem der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkonstruktion (4) seitlich beabstandet
von der Giessform (2) angeordnet ist.
7. Vorrichtung zum Giessen einer Metallschmelze nach einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzebehälter als eine Giessrinne (3)
mit einer Längsachse ausgebildet ist, derart, dass die Giessrinne (3) in Richtung
der Längsachse kippbar und drehbar auf der Tragkonstruktion (4) zwischen dem
Vorratsgefäss (6) und der Giessform (2) gelagert angeordnet ist.
8. Vorrichtung zum Giessen einer Metallschmelze nach einem der Ansprüche 1
bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Giessrinne (3) einen Bodenausguss (11')
aufweist, der mit einem Stopfen (12') verschliessbar ist, der mit der Aufhängung
(18) verbunden ist.
9. Vorrichtung zum Giessen einer Metallschmelze nach einem der Ansprüche 1
bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Giessrinne (3) ein Volumen aufweist, das
dem Gussvolumen der Giessform (2) entspricht.
10. Vorrichtung zum Giessen einer Metallschmelze nach einem der Ansprüche 1
bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Giessrinne (3) eine gegenüber der
Umgebungsluft abschliessbare Abdeckung (14) aufweist.
11. Vorrichtung zum Giessen einer Metallschmelze nach einem der Ansprüche 1
bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Giessrinne (3) eine zum Bodenausguss
(11') hin zunehmende Tiefe aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999162471 DE19962471A1 (de) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | Vorrichtung zum Giessen einer Metallschmelze |
Applications Claiming Priority (1)
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DE1999162471 DE19962471A1 (de) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | Vorrichtung zum Giessen einer Metallschmelze |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19962471A1 true DE19962471A1 (de) | 2001-07-05 |
Family
ID=7934137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1999162471 Withdrawn DE19962471A1 (de) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | Vorrichtung zum Giessen einer Metallschmelze |
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