DE2217010B2

DE2217010B2 - DEVICE FOR DOSED PASTING OF LIQUID METAL

Info

Publication number: DE2217010B2
Application number: DE19722217010
Authority: DE
Inventors: Henry L Port Washington Wis Eickelberg (VStA)
Original assignee: Modem Equipment Co , Port Washington, Wis (V St A )
Priority date: 1972-02-14
Filing date: 1972-04-08
Publication date: 1973-11-29
Also published as: GB1370756A; FR2172100B1; FR2172100A1; DE2217010A1; CH557712A; JPS529414B2; CA971334A; IT974207B; DE2217010C3; US3837531A; JPS4889835A

Description

Um zu vermeiden, daß die Einschaltzeit der elek- Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird alsoIn order to avoid that the switch-on time of the elec- When the device according to the invention is so

tromagnetischen Förderrinne bei jedem Dosiervor- das flüssige Metall während des Dosiervorgangs in gang, entsprechend der Höhe des Ausgangsbadspie- 65 einer Überschußmenge so zugeführt, daß die Ausgußgels verändert werden muß, ist es auch bekannt, den öffnung mit dem Metall überflutet wird und sich Induktor der elektromagnetischen Förderrinne auf oberhalb der Ausgußöffnung eine im "wesentlichen der Förderstrecke so in einzelne Induktorabschnitte konstante Flüssigkeitssäule des flüssigen Metalls ein-tromagnetic conveyor chute with each dosing before the liquid metal during the dosing process in gang, corresponding to the height of the initial bath mirror 65, an excess amount supplied so that the Ausgußgels must be changed, it is also known that the opening is flooded with the metal and becomes Inductor of the electromagnetic conveyor trough on a "substantially" above the pouring opening the conveying line in this way a constant liquid column of the liquid metal in individual inductor sections

stellt. Die Überschußmenge wird dabei in das Vor- größeren Anzahl an Polteilungen auf, die in F i g. 1represents. The excess amount is divided into the larger number of pole pitches shown in FIG. 1

ratsgefäß zurückgeführt. Da die je Zeiteinheit aus bei 36 angedeutet sind. Das untere Anschlußende desfed back to the advice vessel. Since the per unit of time are indicated at 36. The lower connector end of the

der Ausgußöffnung ausfließende Metallmenge ledig- Induktors C ist über eine Leitung 40 an die Sekun-The amount of metal flowing out of the pouring opening only inductor C is via a line 40 to the secondary

lich proportional der Quadratwurzel der Höhe der därseite des Transformators E angeschlossen. EineLich proportional to the square root of the height of the downstream side of the transformer E connected. One

über der Ausgußöffnung stehenden Metallsäule ist, 5 weitere Leitung 42 verbindet eine Anzapfung desabove the pouring opening is the metal column, 5 further line 42 connects a tap of the

wird die Ausflußmenge je Zeiteinheit durch kleinere Transformators mit einer Polteilung des Induktors,is the outflow per unit of time through a smaller transformer with one pole pitch of the inductor,

Schwankungen in der Höhe der Metallsäule nur welche in geringem Abstand vor dem oberen Ende 44Fluctuations in the height of the metal column only occur at a small distance in front of the upper end 44

unwesentlich beeinflußt. Schwankungen in der Be- des Induktors liegt. Wird ein Hauptschalter 46 iminsignificantly influenced. Fluctuations in the loading of the inductor. If a main switch 46 in

triebsspannung des Wanderfeldinduktor= haben da- Primärkreis des Transforimtors geschlossen, so wirdoperating voltage of the traveling field inductor = have the primary circuit of the transformer closed, so will

her nur einen geringen Einfluß auf die Dosiergenauig- io somit der zwischen den Anschlußleitungen 40 und 42Here only a slight influence on the metering accuracy, thus that between the connecting lines 40 and 42

keit. Vorteilhaft ist auch, daß auf Grund der Über- liegende Hauptabschnitt des Induktors C erregt. Derspeed. It is also advantageous that due to the overlying main section of the inductor C is excited. Of the

schußzuführung das Metall über die gesamte Förder- obere Abschnitt des Induktors C, der zwischen dershot feed the metal over the entire conveying upper portion of the inductor C, which is between the

strecke der Förderrinne auf annähernd konstanter Leitung 42 und dem Induktorende 44 liegt, ist überstretch of the conveyor trough on an approximately constant line 42 and the inductor end 44 is about

hoher Temperatur gehalten wird, die im wesentlichen eine Leitung 48, in der ein Schalter 50 liegt, an dashigh temperature is maintained, which is essentially a line 48, in which a switch 50 is located, to the

der Badtemperatur im Vorratsgefäß entspricht. Auch 15 andere Ende der Sekundärwicklung des Trans-corresponds to the bath temperature in the storage vessel. Also 15 other end of the secondary winding of the trans-

dies trägt zur genauen Dosierung bei. formators E angeschlossen.this contributes to the exact dosage. formator E connected.

Die Überschußmenge an flüssigem Metall kann in Wird im Betrieb der zwischen den Leitungen 40 der elektromagnetischen Förderrinne als ein den und 42 liegende Induktorabschnitt erregt, so wird aufwärtsfließenden Metallstrom überlagernder Rück- das flüssige Metall aus dem Vorratsbehälter A bis laufstrom in das Vorratsgefäß zurückgeführt werden. 20 zu der Stelle 58 in der Förderrinne gehoben. Die Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Über- Stelle 58 liegt oberhalb des Badspiegels 34 bei maxischußstrom über eine besondere Metallrücklauf- malern Füllstand des Vorratsgefäßes. Zum dosierten leitung in das Vorratsgefäß zurückzuführen. In dem Vergießen von Metall wird der Schalter 50 geschlosletztgenannten Fall ist die Anordnung zweckmäßig sen und damit der zwischen den Leitungen 42 und 48 so getroffen, daß am Ende der elektromagnetischen 25 liegende Induktorabschnitt zugeschaltet. Das flüssige Förderrinne eine Dosierkammer angeordnet ist, die Metali wird nun in der elektromagnetischen Förderin einem vorbestimmten Abstand oberhalb ihrer Aus- rinne bis zur Ausgußöffnung 30 hingefördert, wobei gußöffnung mit der Metallrücklaufleitung zum Vor- die Ausgußöffnung mit flüssigem Metall überflutet ratsgefäß versehen ist. wird und sich oberhalb der Ausgußöffnung eineThe excess amount of liquid metal can be activated in operation of the inductor section located between the lines 40 of the electromagnetic conveyor trough as a den and 42, so the upward flowing metal stream is superimposed return the liquid metal from the storage container A to the current flowing back into the storage vessel. 20 lifted to point 58 in the conveyor trough. However, there is also the possibility that the over-point 58 is above the bath level 34 with a maximum shot flow via a special metal return painters filling level of the storage vessel. Return to the metered line in the storage vessel. In the casting of metal, the switch 50 is closed-mentioned case, the arrangement is expedient and thus made between the lines 42 and 48 so that the inductor section located at the end of the electromagnetic 25 is switched on. A dosing chamber is arranged in the liquid conveying channel, the metal is now conveyed in the electromagnetic conveyor at a predetermined distance above its discharge channel to the pouring opening 30, the pouring opening with the metal return line to the pouring opening in front of the pouring opening being flooded with liquid metal. is and above the pouring opening a

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist 3° Metallflüssigkeitssäule 64 einstellt. Das Metall fließt die Ausgußöffnung mit einem steuerbaren Stopfen mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigverschließbar. Mit Hilfe des zeitabhängig gesteuerten keit, die proportional der Metallsäule 64 ist, aus der Stopfens läßt sich die Dosierzeit genau einstellen. Ausgußöffnung heraus. Damit die AusgußöffnungAccording to a further feature of the invention, 3 ° metal liquid column 64 is set. The metal flows the pouring opening can be closed with a controllable stopper at an essentially constant speed. With the help of the time-controlled speed, which is proportional to the metal column 64, from the The dosing time can be set precisely with the stopper. Pouring opening out. So that the pouring opening

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der während des Dosiervorgangs mit flüssigem MetallThe drawing shows exemplary embodiments of the liquid metal during the dosing process

Erfindung dargestellt. Es zeigt 35 überflutet wird und sich oberhalb der AusgußöffnungInvention shown. It shows 35 being flooded and located above the pouring spout

F i g. 1 eine Vorrichtung zum dosierten Vergießen die Metallsäule 64 einstellen kann, wird der Wander-F i g. 1 a device for metered potting can set the metal column 64, the wandering

von flüssigem Metall gemäß der Erfindung im Längs- feldinduktor C mit einem Energieniveau betrieben,operated by liquid metal according to the invention in the longitudinal field inductor C with an energy level,

schnitt, welches höher liegt als dasjenige Energieniveau,cut, which is higher than the energy level

F i g. 2 einen Querschnitt nach Linie 2-2 der welches zur Förderung der dosierten AusgußmengeF i g. 2 shows a cross section along line 2-2 of the one for conveying the dosed pouring quantity

Fig. 1, 40 an sich erforderlich ist. Infolgedessen stellt sich beimFig. 1, 40 is required per se. As a result, the

F i g. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel, ebenfalls Vergießen des Metalls in der elektromagnetischenF i g. 3 shows a second embodiment, also casting the metal in the electromagnetic

im Längsschnitt. Förderrinne 22 ein Förderstrom ein, dessen Pegelin longitudinal section. Conveyor channel 22 a conveying flow, the level of which

In der Zeichnung ist mit A ein Vorratsgefäß für mit 66 bezeichnet ist und der von einem in das Vor-In the drawing, A storage vessel for is designated with 66 and the one in the front

das flüssige Metall B bezeichnet. Das Vorratsgefäß ratsgefäß A zurückfließenden Überschußstrom 68denotes the liquid metal B. Excess stream 68 flowing back into the storage vessel, advice vessel A

kann mit einer (nicht dargestellten) Beheizungsvor- 45 an flüssigem Metall überlagert ist.can be overlaid with a (not shown) heating pre-45 of liquid metal.

richtung versehen sein. Um Wärmeverluste zu ver- Die in der Förderrinne 22 zu dem Vorratsgefäß A direction to be provided. In order to reduce heat losses in the conveying trough 22 to the storage vessel A

meiden, kann das Vorratsgefäß auch einen abnehm- zurückfließende Überschußmenge beträgt z. B. dasavoid, the storage vessel can also have a decreasing backflowing excess amount z. B. that

baren Deckel aufweisen. Dreifache der über die Ausgußöffnung 30 ausfließen-have bar cover. Three times the amount that flows out through the pouring opening 30

An den Auslaß 20 des Vorratsgefäßes schließt sich den Metallmenge. Schwankungen in der Menge, mitThe amount of metal closes at the outlet 20 of the storage vessel. Fluctuations in the amount, with

eine nach oben ansteigende elektromagnetische För- 50 der das flüssige Metall von dem Wanderfeldinduk-an upwardly rising electromagnetic conveyance 50 which removes the liquid metal from the traveling field induction

derrinne 22 an, die an ihrem oberer Ende von einer tor C in der Förderrinne 22 nach oben gefördertderrinne 22, which is promoted at its upper end by a gate C in the conveyor trough 22 upwards

aufragenden Wand 26 verschlossen ist. Unmittelbar wird, führen zu keinen nennenswerten Änderungenupstanding wall 26 is closed. Immediate will not lead to any noteworthy changes

vor dieser Wand 26 ist in der Sohle 24 der Förder- in der Höhe der Metallflüssigkeitssäule 64. Solchein front of this wall 26 in the bottom 24 is the conveying column at the level of the metal liquid column 64. Such

rinne 22 eine vertikale Ausgußöffnung 30 angeord- Fördermengenänderungen bewirken lediglich einechannel 22 a vertical pouring opening 30 angeord- changes in delivery rate cause only one

net, die einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und 55 Veränderung der in das Vorratsgefäß A zurück-net, which has a circular cross-section and 55 changes in the return to the storage vessel A

sich nach unten konisch verengt. fließenden Uberschußmenge. Geringfügige Änderun-narrows conically downwards. flowing excess quantity. Minor changes

Das Vorratsgefäß A kann flüssiges Metall in einer gen in der Höhe der Flüssigkeitssäule 64 haben nur solchen Menge aufnehmen, daß der Metallbadspiegel sehr geringe Schwankungen der über die Ausgußetwa in Höhe der Linie 34 liegt, die den maximalen öffnung ausfließenden Metallmenge zur Folge, da die Füllstand angibt. Zur Zuführung des flüssigen Me- 60 Ausflußgeschwindigkeit lediglich proportional der tails zu der Ausgußöffnung ist, wie bekannt, ein Quadratwurzel der Flüssigkeitssäule 64 ist. Da die elektromagnetischer Wanderfeldinduktor C vorgese- Ausflußgeschwindigkeil somit praktisch konstant hen, der sich unmittelbar unter der Sohle 24 der För- bleibt, ist die über die Ausgußöffnung 30 ausfließende derrinne 22 befindet. Die erforderliche Speisespan- Metallmenge lediglich abhängig von der Vergießzeit, nung des Induktors wird von einem Generator D 65 Wird der Schalter 50 geöffnet, so fließt das in der geliefert, der über einen Transformator E mit dem Förderrinne 22 zwischen den Stellen 44 und 58 beInduktor elektrisch verbunden ist. Der Wanderfeld- findliche Metall unter Schwerkraftwirkung rasch in induktor C weist eine Dreiphasenwicklung mit einer das Auffanggefäß A zurück. Bei geöffnetem SchalterThe storage vessel A can only hold liquid metal in an amount at the height of the liquid column 64 such that the metal bath level is very slight fluctuations in the amount of metal flowing out over the spout, approximately at the level of the line 34, which results in the maximum amount of metal flowing out of the opening, since the fill level indicates. For the supply of the liquid substance, the outflow velocity is only proportional to the tails to the pouring opening, as is known, a square root of the liquid column 64 is. Since the electromagnetic traveling field inductor C is provided, the discharge velocity remains practically constant and is located directly below the bottom 24 of the conveyor, the channel 22 flowing out via the pouring opening 30 is located. The required amount of feed chip metal is only dependent on the casting time, voltage of the inductor is supplied by a generator D 65. If the switch 50 is opened, it flows in the, which is supplied via a transformer E with the conveyor chute 22 between the points 44 and 58 at the inductor electrically connected is. The traveling-field-sensitive metal under the action of gravity quickly in inductor C has a three-phase winding with a collecting vessel A back. With the switch open

SO stellt sich somit eine Metallförderung nur auf dem zwischen den Stellen 40 und 42 liegenden Abschnitt der Förderrinne ein.Thus, metal is only conveyed on the section lying between the points 40 and 42 the conveyor trough.

An Stelle der zeitabhängigen Betätigung des Schalters 50 kann aber auch ein zeitgesteuerter Stopfen 70 vorgesehen sein, mit dem die AusgußöfTnung 30 verschließbar ist. Der Stopfen 70 ist an einer Stange 72 angeordnet, die über einen Bolzen 76 an einem Hebel 80 angehängt ist, der um ein Gelenk 82 schwenkbar ist. Der Bolzen 76 durchfaßt eine Schlitzöffnung 78 ι ο des Hebels 80. Mit dem anderen Ende des Hebels 80 ist die Ankerstange 86 einer Magnetspule 84 verbunden. Die Kupplung erfolgt auch hier mittels eines Bolzens 90, der ein Langloch 88 des Hebels durchfaßt. Mit 94 ist eine Feder bezeichnet, die den Hebel 80 im Gegenuhrzeigersinn zieht und damit den Stopfen 70 normalerweise in der Schließstellung hält, in der er die Ausgußöffnung 30 verschließt. Die Magnetspule 84 wird von einem Zeitglied 92 in vorbestimmten Zeitabständen erregt, wodurch der Anker 86 nach unten gezogen und der Hebel 80 im Uhrzeigersinn um die Achse 82 geschwenkt wird. Hierdurch wird der Stopfen 70 aus der Ausgußöffnung 30 herausgezogen, so daß das Metall ausfließen kann. Durch periodisches öffnen und Schließen des zeitgesteuerten Stopfens 70 lassen sich daher in Aufeinanderfolge genau gleich große Metallmengen ausgießen.Instead of the time-dependent actuation of the switch 50, a time-controlled plug 70 can also be used be provided with which the pouring opening 30 can be closed. The plug 70 is on a rod 72 arranged, which is attached via a bolt 76 to a lever 80 which is pivotable about a joint 82 is. The bolt 76 extends through a slot opening 78 ι ο of the lever 80. With the other end of the lever 80 the armature rod 86 of a solenoid 84 is connected. Here, too, the coupling takes place by means of a Bolt 90 which extends through an elongated hole 88 of the lever. 94 with a spring is referred to, which the lever 80 pulls counterclockwise, thus normally holding the plug 70 in the closed position, in which he closes the pouring opening 30. The solenoid 84 is a timer 92 in predetermined Periodically energized, causing the armature 86 to be pulled down and the lever 80 clockwise is pivoted about the axis 82. As a result, the stopper 70 is pulled out of the pouring opening 30, so that the metal can flow out. By periodically opening and closing the timed Stopper 70 can therefore be poured out in succession exactly equal amounts of metal.

Es besteht auch die Möglichkeit, für den Rückfluß des Überschußmetalls zu dem Auffanggefäß A eine gesonderte Metallrücklaufleitung vorzusehen. Eine solche Vorrichtung ist in F i g. 3 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist am Ende der elektromagnetischen Förderrinne 22 unterhalb der Sohle der Förderrinne eine kastenförmige Dosierkammer 100 angeordnet, welche an ihrem Boden die Ausgußöffnung 102 aufweist. In der Dosierkammer 100 mündet in einem vorbestimmten Abstand 104 oberhalb der Ausgußöffnung 102 eine Metallrücklaufleitung 106, die durch eine Seitenwand der Förderrinne 22 in diese oder unmittelbar in das Vorratsgefäß A geführt ist. Das über die elektromagnetische Förderrinne 22 im Überschuß zugeführte flüssige Metall fließt somit am oberen Ende der Förderrinne in die Dosierkammer 100, wobei sich in dieser eine angenähert konstante Metallflüssigkeitssäule 104 einstellt. Ein Teil des zugeführten Metalls fließt über die Ausgußöffnung 102 in dosierter Menge aus, während das Überschußmetali über die Metallrücklaufleitung 106 in das Auffanggefäß A zurückgeführt wird. Die genaue Dosierung der ausfließenden Metallmenge läßt sich mit Hilfe des zeitabhängig gesteuerten Stopfens 70 erreichen. Um die Höhe der Metallflüssigkeitssäule 104 und damit die je Zeiteinheit über die Ausgußöffnung 102 ausfließende Metallmenge einstellen zu können, besteht die Möglichkeit, an der Mündung der Metallrücklaufleitung 106 in der Dosierkammer einen einstellbaren Schieber od. dgl. anzuordnen. Es besteht auch die Möglichkeit, die Überschußmenge, statt in das Vorratsgefäß A, in ein anderes Gefäß zurückzuführen. There is also the possibility of providing a separate metal return line for the return flow of the excess metal to the collecting vessel A. Such a device is shown in FIG. 3 shown. In this embodiment, a box-shaped metering chamber 100 is arranged at the end of the electromagnetic conveyor chute 22 below the bottom of the conveyor chute, which has the pouring opening 102 at its bottom. In the dosing chamber 100 opens at a predetermined distance 104 above the pouring opening 102, a metal return line 106 which is led through a side wall of the conveying channel 22 into this or directly into the storage vessel A. The liquid metal supplied in excess via the electromagnetic conveying chute 22 thus flows at the upper end of the conveying chute into the metering chamber 100, an approximately constant metal liquid column 104 being established in this. A portion of the supplied metal flows out in a metered amount via the pouring opening 102, while the excess metal is returned to the collecting vessel A via the metal return line 106 . The exact metering of the amount of metal flowing out can be achieved with the aid of the stopper 70 which is controlled as a function of time. In order to be able to adjust the height of the metal liquid column 104 and thus the amount of metal flowing out via the pouring opening 102 per unit of time, it is possible to arrange an adjustable slide or the like at the mouth of the metal return line 106 in the metering chamber. It is also possible to return the excess quantity to another vessel instead of into the storage vessel A.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 2 to subdivide that the liquid metal in the conveying patent claims: run up to a certain starting point, which is a short distance in front of the pouring spout, before-

1. Device for metered potting is promoted. If the upper inductor liquid metal, which is connected to voltage via a section of the wall, then the electromagnetic melt equipped with a metal field inductor is conveyed from this starting point to the pouring conveyor trough from a storage vessel at an inclined snout and here into the collecting area Spout opening is promoted, vessel delivered (German Auslegeschrift 1 286 701). characterized in that the elec- Since the liquid metal always travels the same path from the starting point to the tromagnetic conveyor chute (22) at its end to the end of the conveyor chute a pouring path arranged in its base (24), the result is an identical opening (30, 102) has, up to a delivery of the amount of metal from the conveying chute at the correct height (64, 104) of the conveyed same time unit.

Metal is floodable. In order to dispense the aforementioned

2. Apparatus according to claim 1, characterized in 15 type, in which in the lower area of the electromagnet that the outlet opening (30, 102) table conveyor trough with a permanent Vorfördemit a controllable plug (70) closable tion is worked, the metering accuracy to heist . high, it is also known to reduce the power density of the

3. Apparatus according to claim 1 and 2, that the inductor section causing the pre-conveying is characterized in that at the end of the electro-20 to be set about 10 to 30% higher than the magnetic conveyor trough (22) a Dosierkam- power density of the on the dosing part of the mer (100) is arranged, which is arranged in a conveyor chute arranged inductor section (clear distance (104) above their spout- see Auslegeschrift 1 800 124). With this measure, the opening (102) with a metal return line is intended to be provided in the pre-conveying (106) to the storage vessel. 25 Part of the conveyor trough not the upward conveyor

Sets the return flow superimposed on the metal flow,

which affects the dosing accuracy.

Finally, a device for feeding liquid metal to a spraying and pressing

The invention relates to a device for the metering casting machine known, in which the inlet to the filled Pouring of liquid metal, which is in constant circulation over a chamber of the machine equipped with a traveling field inductor electric melt is supplied as the filling chamber receiving magnetic Conveyor trough from a storage vessel can men. The amount required to load the filling chamber, increasing at an angle to a pouring opening, is taken from the circuit, will. 35 while the excess of metal via a back

Dosing devices of this type are returned to the molten bath in various lines (patent versions are known. In the case of the known pre-901 234). With the conveyance of the liquid metal in the direction ends, the rising electromagnetic cycle should be prevented from cooling down of the metal in the inlet conveyor chute at the overflow edge of a pouring chamber. With this device, the liquid metal dispensed into a collecting vessel or a casting mold is dissipated by means of a displacement piston. That is continuously conveyed during a certain time unit, not possible,
Amount of metal conveyed through the conveyor trough is with the known metering devices

depending on the voltage applied to the inductor. electromagnetic conveyor trough is the amount of metal released per unit of time. But since the level of the bath in the storage vessel is an upward flowing metal stream. Even a small amount decreases with each dosing process, in order to achieve the same dosing quantities in the layer thickness of the inflowing metal, the dosing time according to current, as it is increased by fluctuations in the inductor each dosing process, which can occur due to the operating voltage applied, has to be appropriate Adjustment of a timer lead to considerable dosing accuracy,
can be made. To this adjustment of the invention is based on the object

Avoid time switch mechanism and with constant metering accuracy with a metering device To be able to work the metering times, it is known to increase and electromagnetic conveyor trough above the highest bath level there is an immersion 55 accordingly dosing error, as is the case with the known ones Electrode to be arranged in the conveyor trough when loading devices, especially by voltage fluctuation with which cuts transported in the conveyor trough can occur, largely to be eliminated. Metal melt the electrical time switch mechanism. The invention is characterized in that the

actuates, whereby by the electromechanical conveyor trough at its end a bar set time the dosing amount for pouring has 60 pouring opening arranged in its base, liquid metal is determined (German interpretation-which up to a certain amount of the funding document 1 291 061). 'ten metal is floodable.