DE2006704A1 - Addition of melt innoculation addtiviesto casting mould - Google Patents
Addition of melt innoculation addtiviesto casting mouldInfo
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Abstract
Description
Verfahren d Vorrichtung zum Gießen von Gußgegenständen aus Metallschmelze unter Zugabe von Impfstoffen. Method d Apparatus for casting cast objects from molten metal with the addition of vaccines.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Gußgegenständen aus I4etallschmelze, insbesondere Graugußschmelze, unter Zugabe von Impfstoffen zur Metallschmelze, sowie eine Vorrich-tung zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a method for casting cast objects from metal melt, especially gray cast iron, with the addition of vaccines for molten metal, as well as a device for carrying out the process.
Unter Impfen versteht man das Einbringen von Keimen, vornehmlich siliziumhaltigen Legierungen in Pulverform, in die flüssige, gießbereite Schmelze. Das Impfen ist insbesondere von Bedeutung beim Gießen von Graugußschmelze. Inoculation is the introduction of germs, primarily silicon-containing alloys in powder form, in the liquid, ready-to-pour melt. Inoculation is particularly important when pouring gray cast iron.
Durch die Keime wird die Kristallisation eines Teiles des im flüssigen Eisen gelöst enthaltenen Kohlenstoffs in Graphitform angeregt. Damit soll verhindert werden, daß im Falle schneller Abkühlung die Graphitausscheidung unterdrückt wird und ein weiß erstarrtes, sprödes und nicht bearbeitbares Material entsteht. Diese Gerahr besteht insbesondere dort, wo bei geringer Wandstärke des Gußstückes oder abhängig von der Beschaffenheit des Formstoffes und seiner Verdichtung eine besonders hohe Abkühlgeschwindigkeit auftritt.The nuclei cause the crystallization of part of the liquid Dissolved iron containing carbon in graphite form is stimulated. This is to prevent be that in the case of rapid cooling, the graphite precipitation is suppressed and a white solidified, brittle and unworkable material is created. These Gerahr exists in particular where with a small wall thickness of the casting or depending on the nature of the molding material and its compression, a special one high cooling rate occurs.
Die Wirksamkeit der Impfstoffe klingt Jedoch mit der Zeit ab, so daß in der Regel bereits innerhalb von lo Minuten nach der Zugabe der Impfstoffe die gewünschte Wirkung nicht mehr eintritt. Der Gießer ist also gehalten, die Schmelze sorort nach dem Impfen zu vergießen. Bei Verwendung kleiner Gießpfannen mit geringem Fassungsvermögen ist dies kein Problem. In modernen Gießereianlagen werden Jedoch immer mehr induktiv beheizte Gießvorrichtungen eingesetzt mit großem Fassungsvermögen, deren Inhalt innerhalb so kurzer Zeit nicht vergossen werden kann, wobei sogar in der Regel so vorgegangen wird, daß man die Gießvorrichtung nöglichst konstant gefüllt hält, um Unterbrechungen im Gießen zu vermeiden und Temperatur- und Zusammensetzungsschwankungen der Schmelze möglichst gering Zu halten. Um in diesem Falle den Impfeffekt zu erhalten, müßte der Inhalt der Gießvorrichtung in kurzen Zeitabständen immer wieder von neuem geimpft werden. Dies ware mit einem erheblichen Mehraufwand an Impfstoff verbunden und würde außerdem zu einer unerwünscht starken Schlackenbildung in der Gießvorrichtung führen. However, the effectiveness of the vaccines wears off over time, so that usually within 10 minutes of adding the vaccines the desired effect no longer occurs. So the caster is held, the melt Shed immediately after vaccination. When using small ladles with little Capacity is not a problem. However, in modern foundry plants more and more inductively heated casting devices with large capacities are used, the content of which cannot be shed in such a short time, even in usually the procedure is to use the casting device if possible constantly filled in order to avoid interruptions in pouring and and to keep fluctuations in the composition of the melt as low as possible. To get in In this case, to obtain the inoculation effect, the contents of the pouring device would have to be in be vaccinated again and again at short intervals. This would be with one considerable additional expenditure on vaccine and would also become an undesirable lead to strong slag formation in the casting device.
Die Erfindung zielt darauf ab, die Nachteile, die insbesondere bei der Verwendung von großvolumigen Gießgefäßen mit der Bereithaltung bereits geimpfter Schmelze verbunden sind, zu vermeiden. The invention aims to address the disadvantages, in particular at the use of large-volume watering vessels with the provision of already vaccinated ones Melt connected to avoid.
Die Erfindung bezieht sich somit auf ein Verfahren zum Gießen von Gußgegenständen aus Metallschmelze, insbesondere Graugußschmelze, unter Zugabe von Impfstoffen. The invention thus relates to a method for casting Cast objects made from molten metal, in particular molten cast iron, with the addition of Vaccines.
Dieses Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch.gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Impfstoffe und die ungeimpfte oder nur teilweise geimpfte Metallschmelze erst in der Gußform oder in deren Einlaufkanal miteinander vereinigt werden.According to the invention, this method is characterized in that at least some of the vaccines and the unvaccinated or only partially vaccinated molten metal are only combined with one another in the casting mold or in its inlet channel.
Es ist auf diese Weise möglich, in der Gießpfanne ungeimpfte Metallschmelze für beliebig lange Zeit ohne Nachteile bereitzuhalten, die erst unmittelbar beim Gießen mit dem Impfstoff vereinigt wird, so daß der Impfeffekt voll zur Wirkung kommt. Das Verfahren bietet den zusätzlichen Vorteil, daß man die Konzentration der Imprstoffe in der Schmelze entsprechend den Erfordernissen für das jeweilig herzustellende Gußstück bequem variierten kann. In this way it is possible to have uninoculated molten metal in the ladle for any length of time without To have the disadvantages ready is combined with the vaccine immediately when pouring, so that the vaccination effect comes into full effect. The method offers the additional advantage that one can use the Concentration of the vaccines in the melt according to the requirements for the casting to be produced can be varied easily.
Bevorzugt wird das Verfahren so durchgeführt, daß die Impfstoffe in die Gußform eingebracht und durch die in die Gußform eintretende Metallschmelze eingespült werden. Preferably the method is carried out so that the vaccines introduced into the mold and through the molten metal entering the mold be washed in.
Es hat sich gezeigt, daß sich auf diese Weise eine gleichmäßige Verteilung der Impfstoffe im gesamten Volumen der Gußform erzielen läßt.It has been shown that in this way a uniform distribution which allows vaccines to be obtained in the entire volume of the mold.
Die Erfindung bezieht sich auch auf dne Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens, bei der eine Folge von Gußformen und ein über diesen angeordnetes Gießgefäß relativ zueinander bewegbar sind. Eine solche Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß über der Folge von Gußformen eine Zugabevorrichtung für Imprstoffe angeordnet ist, und daß zwiscieti dieser und der Folie von Gußformen eine Relativbewegung derart stattfindet, daß jede Gußform zuerst die Zugabevorrichtung und dann das Gießgefäß passiert. Die Abgabe der Inpfstoffe aus der Zugabevorrichtung in jede Gußform kann von Hand gesteuert werden. Vorzugsweise weist jedoch die Zugabevorrichtung eine in Abhängigkeit von der Relativbewegung selbsttatig taktweise gesteuerte Dosiervorrichtung auf. Die Dosiervorrichtung kann aus einem steuerbaren Verschluß oder aus einer Fördervorrichtung, ins besondere einer Vibrationsrinne bestehen. The invention also relates to the implementation device of the aforementioned method, in which a sequence of molds and one arranged over them Casting vessel are movable relative to one another. Such a device is according to the invention characterized in that an addition device is provided over the sequence of molds for vaccines is arranged, and that between this and the film of molds a relative movement takes place in such a way that each mold first enters the adding device and then passed the watering vessel. The delivery of the Vaccines from the Adding device to each mold can be controlled by hand. Preferably has however, the adding device is automatically dependent on the relative movement cyclically controlled dosing device. The metering device can consist of one controllable shutter or from a conveyor, in particular a vibrating chute exist.
Die Steuerung der Dosiervorrichtung kann zweckmäßigerweise durch zusammenwirkende, der Folge von Gußformen einerseits und der Zugabevorrichtun0o' andererseits zugeordnete, an der Relativbewegung teilnehmende Steuerorgane erfolgen, beispielsweise durch eine mit den Gußformen bewegte Folge von Nocken, die einen an der Zugabevorrichtung angeordneten Nockenfolger taktweise steuern. Der Nocken folger kann seinerseits eine Schalter für die Dosiervorrichtung betätigen. Die oteuerun kann die Zugabe jeweils gleicher Mengen von Impfstoff in jede Gußform bewirken, kann aber auch so ausgestaltet sein, ciaß, wenn nacheinander verschiedene Gußstücke hergestellt werden sollen, die jeweilige Dosiermenge enßsprechend dem Volumen des Gießhchlraumes de-r Form steuerbar ist, z.B. darch entsprechende Einstellung eines Zeitrelais. The control of the metering device can expediently by interacting, the sequence of molds on the one hand and the adding device on the other hand, there are assigned control organs participating in the relative movement, for example by a sequence of cams that moves with the molds, one Control the cam follower arranged on the adding device in cycles. The cam consequently, in turn, can operate a switch for the metering device. The oteuerun can cause the addition of equal amounts of vaccine to each mold, but it can also be designed in such a way that different castings are produced one after the other are to be produced, the respective dosage according to the volume of the Gießhchchlraumes de-r form can be controlled, e.g. darch appropriate setting of a Timing relay.
Die taktweise Steuerung der Dosiervorrichtung kann mit der den taktweisen Vorschub der Folge von Gußformi bewirkenden Vorrichtung derart gekoppelt sein, daß das Vorrücken der Gußformen Jeweils erst nach der Abgabe der gewünschten Impfstoffmenge möglich ist. The cyclic control of the metering device can be synchronized with the cyclic Feed of the sequence from Gußformi effecting device coupled in such a way be that the advancement of the molds in each case only after the delivery of the desired Amount of vaccine is possible.
Wie bereits erwähnt, kann man durch Anordnen der Impfstoffe direkt in der Gußform in der Regel eine ausreichend gleichmäßige Verteilung der Impfstoffe erzielen. As mentioned earlier, one can direct by arranging the vaccines a sufficiently even distribution of the vaccines in the mold achieve.
Je nach der Jeweiligen Form des herzustellenden Gußstückes kann es jedoch auch vorteilhaft sein, die Impfstoffe im Einlaufkanal der Gußform anzuordnen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn im Einlaufsystem ein als Spülkammer ausgebildeter Raum für die Ablagen der Impfstoffe ausgebildet ist. Durch entsprechende strömungstechnische Formgebung des Hohlraumes kann auf ein möglichst gleichmäßiges Einspülen der Impfstoffe durch die eintretende Metallschmelze hingewirkt werden.Depending on the particular shape of the casting to be produced, it can however, it can also be advantageous to arrange the vaccines in the inlet channel of the casting mold. In this case it is advantageous if a rinsing chamber in the inlet system There is space for storing the vaccines. By appropriate fluidic Shaping of the cavity can mean that the vaccines are flushed in as evenly as possible be worked towards by the entering molten metal.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to the drawings.
Fig. 1 zeigt in schematischer Seitenansicht eine Gießanlage mit Vorrichtung für die Zugabe der Impfstoffe. Fig. 1 shows a schematic side view of a casting plant with a device for adding the vaccines.
Fig. 2 zeigt ein Schaltbild für die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung. FIG. 2 shows a circuit diagram for the device shown in FIG.
Gemäß Fig. 1 wandert eine lückenlose Folge von Gußformen 1, von einem (aicht dargestellten) Förderer taktweise angetsieben, zunächst unter einer Zugabevorrichtung 2 für den Impfsteff und einige Stationen weiter unter der Gießpfanae 3 vorbei. Der taktweise Vorschub erfolgt derart, daß sich m Stillstand jeweils eine Gußform 1 mit ihrer Einlarföffnung 4 genau unter dem Einfülltrichter 3 der Zugaboverrichtung 2 und ene andere Gußform 1 mit ihrer Einlauföffnung genau unter der Gießöffnung 6 der Gießpfanue 3 stcht. Die Zugabevorrichtung 2 und auch die Gießpfanne 3 sind an geeigneten (nicht dargestellten) Gestellen oder Halterungen seitlich verschiebbar, un den Einfülltrichter 3 czw. die Gießöffnung a genau auf die Einlauföffnung 4 einstellen zu können. According to FIG. 1, a seamless sequence of molds 1 migrates from one Conveyor (not shown) incrementally sieved, initially under an addition device 2 for the Impfsteff and a few stations further under the Gießpfanae 3. Of the Intermittent feed takes place in such a way that, m standstill, one casting mold 1 with its inlet opening 4 exactly below the hopper 3 of the adding device 2 and another mold 1 with its inlet opening just below the pouring opening 6 of the pouring pan 3 sticks. The adding device 2 and also the ladle 3 are laterally displaceable on suitable (not shown) racks or brackets, un the funnel 3 czw. adjust the pouring opening a exactly to the inlet opening 4 to be able to.
De Zugabevorrichtung 2 besitzt einen Vorratsbehälter 7, in dem sich der pulverförmige Impfstoff, z.B. eine siliziumhaltige Legierung, befindet. Die Auslauföffnung des Vorratsbehälters 7 mündet übe einer Vibrationsrinne 3, die mittels eines Schwingungserregers 9 in Schwingungen versetzt werden kann, die das Pulver in Längsrichtung der Rinne weiterbefördern, bis es am Ende der Hinne in de Einfülltrichter 3 fällt. De adding device 2 has a storage container 7 in which the powdered vaccine, e.g. an alloy containing silicon, is in place. the The outlet opening of the storage container 7 opens out over a vibrating chute 3, which by means of a vibration exciter 9 can be set in vibration, which the powder Continue to convey in the longitudinal direction of the channel until it reaches the end of the Hinne in the feed funnel 3 falls.
Der Schwingungserreger 9 ist einschaltbar mittels eines Schalters 10, der durch einen Nockenfolger 11 betätigbar ist. Jede Gußform 1 trägt an ihrer Oberseite einen Nocken 12, der mit dem Nockenfolger 11 zusammenwirkt. The vibration exciter 9 can be switched on by means of a switch 10, which can be actuated by a cam follower 11 is. Any mold 1 has a cam 12 on its upper side, which cooperates with the cam follower 11.
Sobald die Reihe der Gußformen um einen Schritt vorwärts gerückt ist und eine neue Form 1 unter den Fülltrichter 5 gelangt, betätigt eine entsprechende Nocke 12 den Nockenfolger 11 und damit den Schalter 10, so daß der Schwingungserreger 9 eingeschaltet wird. Der Schwingungserreger 9 bleibt während einer Zeitdauer eingeschaltet, die fest vorgegeben ist und durch innen Zeitschalter bestimmt wird.As soon as the row of molds has moved forward one step and a new mold 1 comes under the hopper 5, actuates a corresponding one Cam 12 the cam follower 11 and thus the switch 10, so that the vibration exciter 9 is switched on. The vibration exciter 9 remains switched on for a period of time which is fixed and determined by an internal timer.
Die Menge des Impfstoffes, der durch die Vibrationsrinne 8 dem Einfülltrichter 5 und damit einer Gußform 1 zugeführt wird, hängt ab von der Zeitspanne, während der die Vibrationsrinne 8 eingeschaltet ist und außerdem von dem Abstand der Auslauföffnung 13 des Vorratsbehälters 7 vom Boden der Vibrationsrinne 8. Um diesen Abstand verändern und auf einen gewünschten Wert einstellen zu können, ist der Vorratsbehälter 7 von einer höhenverstellbaren Halterung 14 getragen.The amount of vaccine that is fed through the vibrating chute 8 to the hopper 5 and thus a casting mold 1 is fed, depends on the period of time during which the vibrating chute 8 is switched on and also from the distance of the outlet opening 13 of the storage container 7 from the bottom of the vibrating chute 8. Change this distance and to be able to adjust to a desired value, the storage container 7 of a height-adjustable bracket 14 carried.
Gleichzeitig mit dem Einfüllen des Imprstoffes in eine Gußform 1 erfolgt einige Stationen weiter das Gießen der Metallschmelze aus der Gießpfanne 5 in eine bereits mit Impfstofr versehene Gußform. Die Gießpfanne 3 ist mit Heizelementen 15 zum Konstanthalten der Temperatur der Metallschmelze 16 sowie mit einem steuerbaren Verschluß 17 für die Gießöffnung 6 versehen. Simultaneously with the filling of the vaccine into a mold 1 A few stations further on, the molten metal is poured from the ladle 5 in a mold already provided with vaccine. The ladle 3 has heating elements 15 to keep the temperature of the molten metal 16 constant and with a controllable Closure 17 for the pouring opening 6 is provided.
Fig. 2 zeigt eine Schaltung für die zeitliche Steuerung des Vibrationsantriebes 9. 18 und 19 sind die Klemmen der Spannungsquelle für den Motor 20 des Schwingungserregers 9. Fig. 2 shows a circuit for the timing of the vibration drive 9. 18 and 19 are the terminals of the voltage source for the motor 20 of the vibration exciter 9.
Um die Vorrichtung in Betrieb zu setzen, muß zunächst ein Hauptschalter 21 von Hand geschlossen werden. Wenn dann eine Nocke 12 über den Nockenfolger 11 den Schalter lo schließt, werden die Relaisspulen 22 und 2) unter Strom gesetzt. Durch die Erregung der Spule 22 wird der normalerweise offene Relaiskontakt 22a geschlossen, so daß der Motor 20 eingeschaltet ist. Das Relais 23 ist ein Zeitrelais, das erst nach Ablauf einer eingestellten Zeitspanne den zugehörigen, normalerweise offenen Kontakt 23a schließt und eine weitere Relaisspule 24 unter Strom setzt.In order to put the device into operation, a main switch must first be used 21 can be closed by hand. If then a cam 12 via the cam follower 11 the switch lo closes, the relay coils 22 and 2) are energized. By energizing the coil 22, the normally open relay contact 22a closed so that the motor 20 is switched on. The relay 23 is a timing relay, only after a set period of time has elapsed the associated, normally open contact 23a closes and another relay coil 24 is energized.
Dieses Relais öffnet einen normalerweise geschlossenen Kontakt 24a und macht dadurch die Relais 22 und 27 stromlos, so daß der Kontakt 22a sich wieder öffnet und den Motor 20 abschaltet. Außerdem hält sich das Relais 24 durch Schließen des normalerweise offenen Kontaktes 24b selbst unter Strom und verhindert so, daß der Motor 20 wieder eingeschaltet wird. Erst wenn durch Weiterrücken der Gußformen 1 der Nockenfolger 11 die entsprechende Nocke 12 verläßt, wird der Schalter lo geöffnet, wodurch das Relais 24 ebenfalls abfällt, Die Anordnung ist dann bereit, durch eine neue Nocke 12 wieder eingeschaltet zu werden. 25 ist ein Sicherheitsschalter, der im Falle der Uberlastung die Anlage abschaltet.This relay opens a normally closed contact 24a and thereby makes the relays 22 and 27 de-energized, so that the contact 22a is again opens and the motor 20 switches off. In addition, the relay 24 holds itself by closing of the normally open contact 24b itself is energized and thus prevents the motor 20 is switched on again. Only if by moving the molds further 1 the cam follower 11 leaves the corresponding cam 12, the switch lo is opened, whereby the relay 24 also drops out. The arrangement is then ready for a new cam 12 to be switched on again. 25 is a safety switch that in case of Overload switches off the system.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Sobald die Reihe der Gußformen 1 um einen Schritt vorgerückt ist und sich die Einfüllöffnung einer neuen Gußform unter dem Einfülltrichter 5 befindet, betätigt eine Nocke 12 den Schalter lo. Der Schwingungserreger 9 wird eingeschaltet und bleibt während einer festgelegten Zeitspanne in Tätigkeit, so daß eine genau dosierte Menge des Impfstoffes über die Rinne 8 und den Einfülltrichter 5 in den Hohlraum 26 der Gußform gelangt. Hierbei kann es sich entweder um den eigentlichen Formhohlraum oder aber um einen zum Eingußsystem der Form gehörenden Hohlraum handeln, aus dem der Impfstoff dann durch die eintretende Schmelze in den eigentlichen Formhohlraum gespült wird. Nach Ablauf der durch den Zeitschalter 23 festgelegten Zeitspanne hört die Zufuhr des Impfstoffes zur Gußform auf, und die Reihe der Gußformen kann um einen Schritt weiterbewegt werden. Die mit genau abgemessenen Mengen von Impfstoff versehenen Gußformen 1 gelangen nach wenigen Schritten unter die Gießpfanne 3, deren Verschluß 17 im gleichen Takt gesteuert wird, so daß immer gleichzeitig eine Form mit Impfstoff und eine andere Form mit Schmelze beschickt wird. The device works as follows: Once the series of molds 1 is advanced by one step and the filling opening of a new mold is located located under the hopper 5, a cam 12 actuates the switch lo. Of the Vibration exciter 9 is switched on and remains for a specified period of time in action, so that a precisely dosed amount of the vaccine over the channel 8 and the funnel 5 enters the cavity 26 of the mold. Here it can either the actual mold cavity or one to the sprue system the mold belonging to the cavity, from which the vaccine then enters through the cavity Melt is flushed into the actual mold cavity. After the expiry of the Time switch 23 stops the supply of the vaccine to the mold and the row of molds can be moved one step further. the Molds 1 provided with precisely measured amounts of vaccine reach a few steps under the ladle 3, the shutter 17 controlled in the same cycle is so that always at the same time one form with vaccine and another form with Melt is charged.
Es sind selbstverständlich zahlreiche Abweichungen von der beschriebenen Ausführungsform im Rahmen der Erfindung möglich. So können z.B. die Gußformen 1 stillstehen und die Gießpfanne 3 und die Zugabevorrichtung 2 entweder starr miteinander gekoppelt oder unabhängig voneinander über den Gußformen verfahren werden. Vorteilhaft ist es hierbei, die Zugabevorrichtung 2 am Fahrgestell der Gießpfanne 3 so anzubringen, daß sie der Gießpfanne 3 um etwa 4 bis 6 Formen voreilt. Die Position der Zugabevorrichtung 2 kann entsprechend en Abmessungen der Formen und der Lage des Eingußtrichters durch entsprechendes Verschieben in der Halterung angepaßt werden. There are, of course, numerous deviations from the one described Embodiment within the scope of the invention possible. E.g. the molds 1 stand still and the ladle 3 and the adding device 2 either rigidly coupled to one another or proceed independently of one another over the casting molds will. It is advantageous here to place the adding device 2 on the chassis of the pouring ladle 3 to be attached so that it leads the ladle 3 by about 4 to 6 shapes. The position the adding device 2 can according to the dimensions of the shapes and the position of the pouring funnel can be adjusted by moving it accordingly in the holder.
Anstatt das Einschalten des Schwingungsantriebes 9 für die Vibrationsrinne 8 selbsttätig durch die weiterrückenden Formen zu steuern, kann der Beginn der Impfmittelzugabe auch durch das Öffnen des Verschlusses 17 der Gießpfanne selbsttätig gesteuert werden, wobei Jedoch auch in diesem Fall die Menge des Impfstoffes zweckmäßig durch einen Zeitschalter bestimmt wird. Selbstverständlich kann die Vorrichtung auch so ausgebildet sein, daß die Impfmittelzugabe von Hand gesteuert wird. Instead of switching on the vibration drive 9 for the vibration chute 8 can be controlled automatically by the advancing molds, the start of the inoculant addition can also be controlled automatically by opening the shutter 17 of the pouring ladle, However, even in this case, the amount of the vaccine expediently by one Time switch is determined. Of course, the device can also be designed in this way be that the inoculant addition is controlled by hand.
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