DE2410109C3 - Vorrichtung zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit - Google Patents
Vorrichtung zur Herstellung von Gußeisen mit KugelgraphitInfo
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Description
20
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit nach dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Es ist ein Verfahren aus der DE-OS 1936153
bekannt, nach dem Gußeisen mit Kugelgraphit hergestellt wird. Die Vorrichtung besteht aus einem
horizontal verlaufenden Gießkanal, an den sich eine nach unten abgesetzte, rechteckförmige Kammer
anschließt Die Kammer ist mit vertikal verlaufenden Trennwänden ausgerüstet, die mit Abstand zueinander
angeordnet sind und eine Durchlaßöffnung bilden. Die
Trennwände sorgen dafür, daß -Jas in die Kammer einschießende Gußeisen sich gut mit dem Impfmittel
vermischt, um somit eine große Kontaktfläche zwischen Gußeisen und dem Impfmittel zu bilden. Am oberen
Auslaßende der Kammer schließt sich eine weitere, horizontal verlaufende Leitung an, die zu einer
Steigkammer und dann zur Gießform führt Durch die in der Kammer vorgesehenen Trennwände wird zwar eine
gute Vermischung zwischen Gußeisen und dem Impfmittel herbeigeführt, jedoch nicht der gewünschte
gleichmäßige Abbau des Impfmittels. Vielmehr Findet bei diesem Verfahren beim Einfüllvorgang des Gußeisens
eine Übersättigung des Gußeisens mit Impfmittel statt, während am Ende des Gießvorgangs das
Impfmittel zu weit abgebaut ist, um eine ausreichende
Sättigung des Gußeisens mit Impfmittel zu gewährleisten.
Ferner ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von geschmolzenem Metall bekannt FR-PS
20 34 907, die mit einem vertikal verlaufenden Einlaufteil einen sich an diesen anschließenden, horizontal
verlaufenden, einteiligen Gießkanal versehen ist, der mit
einer den Querschnitt des Gießkanals erweiternden, das Impfmittel aufnehmenden Reaktionskammer versehen
ist Die Auslaßöffnung der Reaktionskammer ist in einer quer verlaufenden Wand vorgesehen, wobei der Boden
der Auslaßöffnung auf der gleichen Höhe wie der Boden
des die Reaktionskammer aufnehmenden Gießkanals liegt Das durch den Gießkanal in die Reaktionskammer
einströmende Gußeisen fließt dabei über das in der Reaktionskammer aufgenommene Impfmittel, bis es
gegen eine quer verlaufende Wand stößt, so daß dadurch Turbulenzen in der Reaktionskammer auftreten,
was zu einer Überreaktion zwischen Impfmittel und Gußeisen führt
Ein weiteres Verfahren zur verbesserten Impfung von
Gußeisen besteht darin (DE-AS 12 48 239), daß die Gußeisenschmelze beim Durchströmen des Angußbzw.
Anschnittsystems mit einem darin eingeformten Impfmittei in Berührung gebracht wird. Das Impfmittei
kann in Gestalt eines Fonnkörpers oder eines Rohrstückes verwendet werden.
Ferner können auch Platten in dafür whandene Kernmarken in das Anguß- bzw. Anschnittsystem
eingebracht werden. Derartige Formkörper bilden beim Einbau in den Gießkanal einen Strömungswiderstand
und rufen daher Turbulenzen hervor. Ferner können sie, wenn sie um Turbulenzen zu vermeiden, so dünnwandig
ausgebildet werden, nach einer gewissen Reaktionsdauer in sich zusammenfallen und vom Gießstrahl
weggespült werden. Wird das Impfmittel nach einem anderen Vorschlag in die der einströmenden Schmelze
zugekehrten Seite des Fonnkörpers eingepreßt so wird daß Impfmittel nach einer gewissen Reaktionsdauer
eine Vertiefung in dem Formkörper bilden, die dann
zusätzlich Turbulenzen verursacht
Bei einer besondersgünstigenAusführungsformdieses
Verfahrens ist der Impfmittelkörper als Siebkern ausgebildet Siebkerne sollen in bekannter Weise häufig
zur Regelung der Gießgeschwindigkeit und der Turbulenz der Sctenaelzenströmung verwendet werden.
Jedoch erzeugen gerade Siebkerne Strömungswiderstände und somit Turbulenzen. Die Herstellung der
Formkörper erfordert auch einen zusätzlichen Arbeitsgang, da das Impfmittel unter Verwendung eines
zusätzlichen Bindemittels zu einem festen Formkörper gepreßt werden muß, um es dann in das Anguß- bzw.
Anschnittsystem einbringen zu können. Dadurch tritt jedoch eine Verteuerung des gesamten Verfahrens ein.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das flüssige Gußeisen in turbulenzfreier bzw.
laminarer Strömung über das in einer im Gießkanal vorgesehenen Aussparung gelagerte, aus kleinen
Teilelementen gebildete Impfmittei zu führen, wodurch über die gesamte Behandlungsdauer ein gleichmäßiger
Abbau des Impfmittels gewährleistet wird. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs
1 aufgeführten Merkmale gelöst
Durch die Erfindung wird gewährleistet daß das flüssige Gußeisen über die gesamt Behandlungsdauer in
laminarer Strömung über das Impfmittel fließt, da dieses
in einer flachen Aussparung vorgesehen ist und das Impfmittel von dem flüssigen Gußeisen nicht aufgewirbelt
wird oder sich vollständig mit diesem vermischt Vielmehr Findet ein gleichmäßiger Abbau des Impfmittels
statt, so daß mit viel weniger Impfmittel ausgekommen werden kann als bisher, da insbesondere
beim Einfüllvorgang des Gußeisens in den Gießkanal keine Übersättigung des Gußeisens mit Impfmittel
auftritt Da keine Verwirbelung des Impfmittels auftritt, kann dieses gleichmäßig von oben her abgetragen
werden, so daß mit viel weniger Impfmittel ausgekommen werden kann als bisher, zumal durch die laminare
Strömung keine Übersättigung des Gußeisens mit dem Impfmittel auftritt Ferner wird gewährleistet, daß die
Dämpfe, die beim Reaktionsvorgang auftreten, ohne weiteres mit dem Gußeisen fortgeführt werden, da auch
hinter der Aussparung der Querschnitt des Gießkanals sich nicht verengt Ferner wird durch den ausreichenden
Abstand der Aussparung mit Bezug auf das Ende des Gießkanals gewährleistet daß das Impfmittel nicht aus
der Aussparung herausgerissen wird, da auch im Bereich des Endes des Gießkanals keine Turbulenz im flüssigen
Gußeisen aufttitt Durch den ansteigenden Teil am Ende des Gießkanals wird gewährleistet, daß der Gießkanal
relativ schnell mit Gußeisen gefüllt wird.
Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand des Anspruches 2.
Anhand der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung nach der Erfindung erläutert Es
zeigt
Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch einen Einguß-Block
mit einem Gießkanal zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
F i g. 2 eine ähnliche Darstellung wie in F i g. 1, jedoch eine etwas abgewandelte Form des Eingußblockes bzw.
des Kanales.
Zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit ist ein Gießkanal notwendig, durch den flüssiges Gußeisen
über ein Impfmittel fließen kann. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist der Gießkanal in einem Eingußblock 10
vorgesehen, der aus einem geeigneten, feuerbeständigen Material gebildet ist Ein vertikal verlaufender bzw.
senkrechter Einguß 12 ist in dem EingußbOck 10 vorgesehen und mit dem Eingang eines Gießkanals 14
verbunden. Der Ausgang des Gießkanals 14 ist bei 16 etwas nach oben abgebogen bzw. abgewinkelt, so daß
das flüssige Gußeisen, das in dem Einguß 12 eingegeben wird und durch den Gießkanal fließt, eine kleine
Abdämmung passieren muß, bevor es aus dem Gießkanal austritt Dadurch wird gewährleistet, daß der
Gießkanal 14 mit Gußeisen gefüllt wird, wenn dieses in den Eingußblock 10 eingefüllt wird. Eine flache
Ausnehmung bzw. Aussparung 18 bzw. 28 ist mit einer derartig bogenförmig verlaufenden Oberfläche versehen,
daß keine Turbulenz beim Durchfluß des Gußeisens im Gießkanal 14 auftritt Die Aussparung 18 verläuft
quer über die gesamte Breite des Gießkanals 14 und ist so bemessen, um eine ausreichende Menge des
Impfmittels aufzunehmen, um das gesamte Gußeisen, das in den Eingußblock 10 eingegeben wird, zu
behandeln.
Die Aussparung 18 wird mit dem Impfmittel gefüllt, und zwar in einer Menge, die auf konventionelle Weise
kalkuliert wird, um Graphit in Sphärographit umzuwandeln.
Das Kugelgraphit bildende Impfmittel besteht aus kleinen Teilelementen und kann aus einem Element
oder aus einer Legierung gebildet seic. Das durch den
Gießkanal 14 fließende Gußeisen bekommt einen Kontakt mit dem Impfmittel in der Aussparung 18, um
dieses aufzulösen. Wenn das flüssige Gußeisen mit dem Impfmittel in Berührung kommt, wird eine geringe
Dampfmenge erzeugt, jedoch wird durch den Fluß des so Metalls der Dampf fortgetreben, so daß ein direkter
Kontakt zwischen dem flüssigen Gußeisen und dem Impfmittel nicht unterbrochen wird. Außerdem wird
während des Einfüllvorganges des Gießkanals 14 Luft aus dem System ausgeschieden, so daß der Dampf
vollständig in dem flüssigen Gußeisen, bevor es den Ausgang des Gießkanals 14 erreicht hat, aufgenommen
bzw. absorbiert wird.
Das folgende Beispiel illustriert bzw. stellt die Erfindung dar.
Ein in F i g. 1 dargestellter Gießblock ist so ausgebildet, daß er mit einem Gießkanal versehen
ist, der 5,08 cm breit und 1,91 cm tief ist Ein Kilopond einer zerkleinerten 15% Magnesium- 80% Nikkei-Legierung
ist in der Aussparung 18 vorgesehen. 300 Kilopond Basisguß wird bei einer Temperatur von
1427° C in einer derartigen Zusammensetzung, daß bei normaler Erstarrung freies Graphit in Flcckenfonr.
entsteht und die kein Magnesium und 0,03% Schwefel enthält und in den Gießkanal 14 mit einer Geschwindigkeit
von 5 kp per Sekunde oder einer Strömungsgeschwindigkeit von ca. 67^2 cm pro Sekunde eingeführt
Eine Mikroprobe, die vom Ausgangsstrom des Gußeisens
zwei Sekunden nach Beginn des Einfüllvorganges entnommen wurde, hat gezeigt, daß Kugelgraphit im
Gußeisen enthalten ist Eine Probe, die aus einer erstarrten Platte behandelten Gußeisens herausgeschnitten
wurde, hat gezeigt, daß Kugelgraphit mit 0,04% Magnesium in Gußeisen enthalten ist
Während des Eingußvorganges wurde die Reaktion in der Aussparung 18 durch hitzebeständiges Glas
photographiert, und es wurde beobachtet, daß die Reaktion sich ruhig und stetig bei geringer Gasentwicklung
vollzog. Die Aussparung 18 im Gießkanal 14 ist so angeordnet, daß sie sich 2032 cm vor dem Ausgang des
Kanals befindet Durch diesen Abstund ist gewährleistet,
daß eine fast vollständige Auflösung des Dampfes vor dem Ausgang des Gießkanals 14 und eine Aufnahme
in die Luft stattfindet
In einem anderen Versuch wurde eine 15% Magnesium-Nickel-Legierung in der Aussparung 18 des
Gießkanals 14 gegeben, der dieselben Abmessungen wie
in Beispiel 1 aufweist Basis-Gußeisen bei 1393°C wurde in den Gießblock 10 eingegeben, und zwar mit einer
Strömungsgeschwindigkeit von ungefähr 33,02 cm pro Sekunde. Proben, die aus dem Ausgangsstrom des
Gußeisens entnommen wurden, haben gezeigt, daß Kugelgraphit von 0,063% Magnesium mit 0,33% Nickel
und von 0,063% Magnesium mit 0,031% Nickel enthalten waren.
In einem dritten Versuch wurden einer zerkleinerten 8% Magnesium-Ferrosilicium-Legierung in die Ausnehmung
18 des Gießkanals 14 gegeben, der die gleichen Abmessungen wie in Beispiel 1 aufweist Basis-Gußeisen
bei einer Temperatur von 1427°C wurde in den Gießkanal 14 mit einer Geschwindigkeit von 67,82 cm
pro Sekunde eingegeben. Mikro-Proben, die am Ausgang des Stromes entnommen wurden, zeigten
Kugelgraphit
In einem weiteren Versuch wurde eine zerkleinerte 15% Magnesium-Legierung in die Aussparung 18 dec
Gießkanals 14 gegeben, der 10,16 cm weit und 3,81 cm
tief *ar. 850 kp Basis-Gußeisen wurden in den
Eingußblock 10 gegeben, und zwar mit einer Strömungsgeschwindigkeit von ca. 38,10 cm pro Sekunde.
Das Gußeisen wurde in einer Gießpfanne aufgenommen. Die Zusammenstellung des unbehandelten Basis-Gußeisens
bestaix) aus 3,76% Kohlenstoff, 1,98% Silicium und 0,49% Magnesium sowie 0,03% Schwefel.
Probestücke des behandelten Gußeisens, das aus einer Gießpfanne entnommen wurde, zeigen Kugelgraphit
mit 0,057% Magnesium.
Während dieser vier Beispiele wurde keine Rauchentwicklung während der Behandlungsvorganges beobachtet
Aus den vorhergehenden Beispielen kann entnommen werden, daß es notwendig ist, das flüssige Gußeisen
durch einen relativ breiten, flachen Kanal zu leiten, so
daß eine ausreichende Oberfläche zur Verfügung steht,
die Kontakt zwischen dem flüssigen Gußeisen und dem Impfmittel in der Aussparung herstellt Außerdem ist es
notwendig, das flüssige Gußeisen durch den Gießkanal mit einer ausreichenden Geschwindigkeit zu leiten, um
die geringen Dampfausscheidungen zu absorbieren, bzw. wegzuführen, so daß der Kontakt zwischen dem
flüssigen Gußeisen und dem Impfmittel nicht unterbrochen wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zur Behandlung des flüssigen Gußeisens mit dem Impfmittel an
jeder Stelle zwischen dem Schmelzofen und der fertigen Gußform angeordnet werden.
Beispielsweise kann das flüssige Gußeisen behandelt verden, wenn es vom Schmelzofen zum Warmhalteofen
geleitet wird oder es kann dann behandelt werden, wenn es von dem Warmhaltcofen zu einer Transfer-Uießpfanne
oder wenn es von einer Transfer-Gießpfanne zu einer Gießpfanne geleitet wird. Ferner ist es möglich,
das Gußeisen dann zu behandeln, wenn es von der Gießpfanne zur Gießform oder zum Modell geleitet wird.
Obgleich die Aussparung 18 im Gießblock gemäß Fig. 1 im Querschnitt mit Bezug auf die Flußrichtung
kurvenförmig ausgebildet ist, ist diese Ausbildung nicht entscheidend, da befriedigende Ergebnisse mit Ausspamngen
anderen Querschnitts erzielt worden sind. Beispielsweise ist es gemäß Fig.2 möglich, den
Gießblock mit einer Aussparung oder Tasche 28 zu versehen, die V-förmig ausgebildet ist Eine derartige
Aussparung 28 ist ebenfalls erfolgreich verwendet
ίο worden. Der in Fig.2 mit 20 gekennzeichnete
Eingußblock weist einen vertikal verlaufenden Einguß 22 auf, der in die Eintrittsöffnung eines relativ breiten
Gießkanals 24 mündet Das Ausgangsende des Gießkanals 24 ist bei 26 nach oben abgebogen, um zu
gewährleisten, daß der Gießkanal gefüllt wird, wenn das Gußeisen durch den Gießkanal fließt Die V-förmige
Aussparung 28 ist in· Soden des Gisßkanais 24
vorgesehen. Die Neigung der V-förmigen Tasche soll nicht zu groß sein, da sonst Turbulenzen in der
Claims (2)
1. Vorrichtung zur Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit mit einem Einlaufteü, einem sich an
diesen anschließenden horizontal verlaufenden Gießkanal, in dem das Impfmittel eingebracht ist,
dadurch gekennzeichnet, daß im Boden des Gießkanals eine flache, die laminare Strömung
nicht unterbrechende Aussparung (18) vorgesehen ist, die einen bogen-, kurven- oder v-förmigen
Querschnitt aufweist, daß die Aussparung sich quer Ober die gesamte Breite des Gießkanals erstreckt,
und daß das Ausgangsende (16,26) des Gießkanals (14,24) nach oben abgebogen ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ι s
zeichnet, daß der Teil des Gießkanals hinter der Aussparung (18) langer ist als der Teil des
Gießkanals vor der Aussparung.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8281 | Inventor (new situation) |
Free format text: LEE, ROBERT STORMO, GENESEO, ILL., US |
|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |