DE2433060B1 - Verfahren zum Vergießen vorbestimmter Mengen schmelzflüssigen Metalls und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich einerseits auf ein Verfahren zum Vergießen vorbestimmter Mengen schmelzflüssigen Metalls aus einem Behälter mit einem im Bodenbereich beginnenden, außerhalb des Behälters oberhalb des maximalen Füllstandes endenden, geneigten Ausgußkanal durch gesteuerte Zufuhr von Druckgas in das durch eine Deckelhaube im wesentlichen gasdicht abgeschlossene Behälterinnere in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Gießvorgängen, wobei der Badspiegel im Ausgußkanal vor jedem Gießvorgang durch Aufbau eines Vordruckes im Behälterinnern auf dasselbe Vorniveau unterhalb der Gießöffnung, aber oberhalb des maximalen Füllstandes eingestellt und jeder Gießvorgang durch Erhöhung des Gasdruckes um den Gießdruck auf den Förderdruck eingeleitet wird.

Die Erfindung betrifft andererseits eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Beim Vergießen von schmelzflüssigem Metall aus einem Behälter, der z. B. eine Gießpfanne oder ein Warmhalteofen sein kann, mittels Druckgas, bevorzugt Druckluft, wird verlangt, daß bei jedem Gießvorgang eine genau vorbestimmte Metallmenge abgegossen wird. Insoweit ergibt sich ein besonderes Problem aus dem Absinken des Metallspiegels im Behälterinnern während jedes Gießvorganges und der damit einhergehenden Zunahme des statischen Druckes der im Ausgußkanal des Behälters zwischen der Gießöffnung und dem Badspiegel im Behälterinnern befindlichen Metallmenge. Soll innerhalb einer Gießserie z. B. stets dieselbe Metallmenge abgegossen werden, genügt es nicht, bei jedem der aufeinanderfolgenden Gießvorgänge dieselben Werte für den während des Vergießens auf die Oberfläche des Metallbades im Innern des Behälters wirkenden Gasdruck, den sogenannten »Förderdruck pt«, sowie für die sogenannte »Gießzeit t_g«, d.h. die Zeit der Aufrechterhaltung des Förderdruckes pr, einzustellen. Vielmehr nimmt bei gleichbleibenden Werten von pi und tg während einer Gießserie die abgegossene Metallmenge von Gießvorgang zu Gießvorgang ab.

Es hat sich gezeigt, daß die Einhaltung vorbestimmter Gießmengen in aufeinanderfolgenden Gießvorgängen voraussetzt, daß der Badspiegel im Ausgußkanal vor jedem Gießvorgang durch das Einbringen von Druckgas in das Behälterinnere auf dasselbe Niveau unterhalb der Gießöffnung des Ausgußkanals, aber oberhalb des maximalen Füllstandes des Behälters, das sogenannte »Vorniveau«, gedrückt werden muß. Der Gasdruck, welcher zur Einstellung dieses Vorniveaus notwendig ist, wird mit »Vordruck ρ ν« bezeichnet. Der Vordruck ρ ν wächst innerhalb einer Gießserie mit der Abnahme der im Behälter befindlichen Metallmenge von Gießvorgang zu Gießvorgang an. Nach der Einstellung des Vorniveaus wird das Austreten des Metalls aus der Gießöffnung des Ausgußkanals bewirkt, indem der Gasdruck im Behälterinnern vergrößert wird, wodurch der Badspiegel im Ausgußkanal bis auf das Gießniveau ansteigt. Hierzu ist der Gasdruck im Behälterinnern vom Vordruck pv auf den Förderdruck pt, der den Vordruck pv um den sogenannten »Gießdruck p_g« übersteigt, zu erhöhen. Damit gilt zu Beginn jedes Gießvorganges pr = pv + p_g.

Bei dem bekannten Verfahren wird das Behälterinnere nach jedem Gießvorgang zumeist vollständig entlüftet, womit sich im Behälterinnern der atmosphärische Druck einstellt Hier muß der Gasdruck vor jedem Gießvorgang vom atmosphärischen Druck auf den vorbestimmten Vordruck erhöht werden. Bei diesem Verfahren sind zwischen den einzelnen Gießtakten jeweils beträchtliche Totzeiten vorhanden, nicht nur infolge des vollständigen Abbaus des Überdruckes im Behälterinnern, sondern auch deshalb, weil der Badspiegel im Ausgußkanal infolge des großen Höhenunterschiedes zwischen den Einstellpunkten beträchtlich um diese Einstellpunkte pendelt Es dauert dann eine längere Zeit, bis das Hin- und Herpendeln des Badspiegels im Ausgußkanal um die Einstellpunkte beendet ist. Wird jedoch der Abbau der Pendelbewegungen des Badspiegels nicht abgewartet, ist nur eine mangelhafte Dosierung möglich.

Das bekannte Verfahren zum Vergießen vorbestimmter Metallmengen mittels Druckgas berücksichtigt in der Regel nicht den Abbau des Überdruckes im Behälterinnern infolge von Gasundichtigkeiten. So wird die genaue Einhaltung vorbestimmter Greßmengen insbesondere dann unmöglich, wenn jeweils unterschiedliche Metallmengen abzufüllen oder die Totzeiten zwischen den einzelnen Gießvorgängen unterschiedlich lang sind.

Sollen bei Anwendung des bekannten Verfahrens die vorbestimmten Gießmengen eingehalten werden, kann das Auffüllen des Behälters mit schmelzflüssigem Metall nicht während des Vergießens erfolgen. Der Behälter muß in den Pausen zwischen zwei Gießvorgängen aufgefüllt werden, was ebenfalls zu unerwünschten Totzeiten zwischen den einzelnen Gießvorgängen führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung aufzuzeigen, die es mit geringem Aufwand ohne komplizierte Meß- und Steuereinrichtungen in zuverlässiger Weise ermöglichen, ausgehend von einem bestimmten Vorniveau des Badspiegels im Ausgußkanal ohne zeitliche Verzögerung mit dem Abfüllen genau vorbestimmter Metallmengen zu beginnen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung hinsichtlich des verfahrensmäßigen Teils dadurch gelöst, daß einerseits die Zunahme des statischen Druckes der im Ausgußkanal zwischen der Gießöffnung und dem Badspiegel im Behälterinnern befindlichen Schmelze infolge des Vergießens durch eine der abgegebenen Metallmenge entsprechende Erhöhung des Vordruckes ausgeglichen wird, und daß andererseits das Behälterinnere am Ende eines jeden Gießvorganges so lange entlüftet wird, bis der Badspiegel im Ausgußkanal auf das Vorniveau abgesunken ist, wobei der nach der Entlüftung vorhandene Vordruck bis zum Beginn des nachfolgenden Gießvorganges aufrechterhalten wird.

Dieses Verfahren ermöglicht sehr kurze Gießtakte, wobei die vorbestimmten Metallmengen dennoch genau eingehalten werden. Indem am Ende eines jeden Gießvorganges unmittelbar das Vorniveau eingestellt wird und das Vorniveau danach aufrechterhalten wird, kann jederzeit ohne zeitliche Verzögerung ein neuer Gießvorgang begonnen werden. Da der Badspiegel im Ausgußkanal am Ende eines Gießvorganges vom Gießniveau lediglich auf das Vorniveau abgesenkt wird, kann es auch nicht zu störenden Pendelbewegungen des Badspiegels im Ausgußkanal kommen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit das genaue Einhalten der vorbestimmten Gießmenge bei jedem einzelnen Gießvorgang.

Da der Vordruck entsprechend der Abnahme der im Behälterinnern vorhandenen Metallmenge erhöht wird, kann der Behälter während einer Gießserie und auch während eines einzelnen Gießvorganges nachgefüllt werden. Kommt es zu einer vorzeitigen Beendigung eines Gießvorganges infolge einer Störung, womit die vorbestimmte Metallmenge nicht vollständig abgefüllt ist, kann bei dieser Art der Vordruckerhöhung ein neuer Gießvorgang dennoch umgehend beginnen; es bedarf vor Beginn des nachfolgenden Gießvorganges keiner gesonderten und damit zeitraubenden Bestimmung der Vordruckerhöhung, weiche den Badspiegel im Ausgußkanal auf das vorbestimmte Vorniveau ansteigen läßt.

Die Totzeiten zwischen den einzelnen Gießvorgängen sind dann besonders kurz und die vorbestimmten Gießmengen dann genau eingehalten, wenn die Erhöhung des Vordruckes während jeden Gießvorganges erfolgt.

Die Erhöhung des Vordruckes und/oder die Entlüftung des Behälters am Ende eines jeden Gießvorganges und/oder die Aufrechterhaltung des Vordruckes zwischen Entlüftung und dem Beginn des nachfolgen-

den Gießvorganges werden vorteilhaft automatisch bewirkt. Auf diese Weise sind die Gießarbeiten von der Konzentrationsfähigkeit und Geschicklichkeit des Gießers weitgehend unabhängig, wodurch die Dosierung optimal wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es zweckmäßig, die Erhöhung des Vordrukkes und/oder die Aufrechterhaltung des Vordruckes zwischen Entlüftung und dem Beginn des nachfolgenden Gießvorganges durch weitere Zufuhr von Druckgas ins Behälterinnere zu bewirken. Es ist weiterhin zweckmäßig, die weitere Zufuhr von Druckgas stufenlos oder stufenweise zu bewirken. Es ist vorteilhaft, die weitere Zufuhr von Druckgas über eine stufenlose oder stufenweise Änderung der Einstellung eines Gaszufuhr-Ventils zu bewirken.

Es wird bevorzugt, die weitere Zufuhr von Druckgas über ein Vordruck-Zeitschaltwerk zu bewirken. Bei einer anderen Ausbildung der Erfindung wird die weitere Zufuhr von Druckgas unter Einschaltung einer das Gewicht der im Behälterinnern vorhandenen Metallmenge ermittelnden Waage bewirkt.

Es ist besonders vorteilhaft, dem Gaszufuhr-Ventil ein dem von der Waage ermittelten Gewicht entsprechendes elektrisches Signal zuzuleiten.

Gemäß der Erfindung wird das Behälterinnere am Ende eines jeden Gießvorganges durch kurzzeitiges Öffnen eines Entlüftungs-Ventils entlüftet. Es ist zweckmäßig, daß das Entlüftungs-Ventil durch ein von einem Gießzeit-Zeitschaltwerk nach Ablauf der jeweiligen Gießzeit abgegebenes Signal geöffnet wird.

In einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung wird das Entlüftungs-Ventil nach einem der beim vorangegangenen Gießvorgang abgegebenen Metallmenge entsprechenden, an einem Entlüftungs-Zeitschaltwerk eingestellten Zeitraum geschlossen. Gemäß einer anderen Ausbildung wird das Entlüftungs-Ventil nach einem dem durch eine Waage ermittelten Gewicht der im Behälterinnern befindlichen Metallmenge entsprechenden Zeitraum geschlossen.

Mit Bezug auf den gegenständlichen Teil der Aufgabe kennzeichnet sich eine bevorzugte Lösung dadurch, daß die die Gaszufuhr steuernde Einrichtung ein mit einem Gaszufuhr-Ventil elektropneumatisch verbundenes, einstellbares Vordruck-Zeitschaltwerk und ein mit einem Entlüftungs-Ventil elektropneumatisch sowie einem Gießzeit-Zeitschaltwerk elektrisch verbundenes, einstellbares Entlüftungs-Zeitschaltwerk aufweist.

Bei einer anderen vorteilhaften Lösung des gegenständlichen Teils der Aufgabe weist die die Gaszufuhr steuernde Einrichtung ein Steuerorgan auf, welches mit einer das Gewicht der im Behälterinnern befindlichen Metallmenge ermittelnden Waage und einem Gießzeit-Zeitschaltwerk elektrisch sowie einem Gaszufuhr-Ventil und einem Entlüftungs-Ventil elektropneumatisch verbunden ist. Nach der Erfindung ist es vorteilhaft, das Steuerorgan über ein Entlüftungs-Zeitschaltwerk mit dem Entlüftungs-Ventil elektropneumatisch zu verbinden. Es ist zweckmäßig, der Waage Mittel zuzuordnen, die das ermittelte Gewicht in proportionale elektrische Signale umsetzen und diese dem Steuerorgan zuführen. Die erfindungsgemäßen Einrichtungen zeichnen sich dadurch aus, daß sie ohne komplizierte, störanfällige und kostspielige Meß- und Steuereinrichtungen auskommen und zuverlässig arbeiten. Es gibt insbesondere keine mit dem Metallband in Berührung stehenden Meß- und Steuereinrichtungen, an denen häufige Instandsetzungsarbeiten, z. B. infolge von Oxydation, notwendig wären.

Im nachfolgenden ist die Erfindung an Hand von zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen, bei denen die der abgegebenen Metallmenge entsprechende Erhöhung des Vordruckes während jeden Gießvorganges erfolgt, näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 im Schema eine Gießeinrichtung mit Vordruck-Zeitschaltwerk und

F i g. 2 im Schema eine Gießeinrichtung mit Waage.

to In F i g. 1 ist der das schmelzflüssige Metall 1 aufnehmende Behälter mit 2 bezeichnet Der Behälter 2 besitzt einen Eingußkanal 3 und einen Ausgußkanal 4. Der Ausgußkanal 4 beginnt im Bodenbereich des Behälters 2, während der die Gießöffnung 5 enthaltende Endabschnitt aus dem Behälter 2 so weit herausgeführt ist, daß sich die Gießöffnung 5 oberhalb des maximalen Füllstandes des Behälters 2 befindet Die Gießöffnung 5 ist trichterförmig ausgebildet und mit einer nach unten gerichteten Düse 6 ausgestattet. Das Innere des Behälters 2 ist durch die Deckelhaube 7 im wesentlichen gasdicht abgeschlossen. Die Deckelhaube 7 enthält den Eintrittsstutzen 8 für das Druckgas, der über das Gaszufuhr-Ventil 9 und das handbetätigte Absperrventil 10 an die Druckgasquelle 11 angeschlossen ist. Das Gaszufuhr-Ventil 9, ein sogenannter »Volumenverstärker«, ist ein pneumatisch gesteuertes Regelventil ohne festgelegte Schaltstellungen mit umsteuerbarer Strömungsrichtung; es regelt die Druckgasmenge, welche von der Quelle 11 in das Innere des Behälters 2 einströmt.

An die Leitung zwischen dem Volumenverstärker 9 und dem Gaseintrittsstutzen 8 sind ein Sicherheitsventil 12 — ein Ventil ohne festgelegte Schaltstellungen — und ein Entlüftungsventil 13 angeschlossen, über die das in das Behälterinnere eingeströmte Druckgas ins Freie abgelassen und damit der im Behälterinnern eingestellte Überdruck abgebaut werden kann. Das Entlüftungsventil 13 wird über ein Magnetventil 14 — ein elektromagnetisch betätigtes ³/2-Wegeventil — gesteuert. Die elektromagnetische Betätigung des Magnetventils 14 erfolgt über ein Entlüftungs-Zeitschaltwerk 15, an welchem die Entlüftungszeit eingestellt wird.

Der Volumenverstärker 9 wird unter Zwischenschaltung eines Magnetventils 16, welches als elektromagnetisch betätigtes ³/2-Wegeventil ausgebildet ist, pneumatisch durch den Signaldruck am Ausgang eines Volumenverstärkerrelais 17 gesteuert. Das Volumenverstärkerrelais 17 ist ein Regelventil ohne festgelegte Schaltstellungen mit umsteuerbarer Strömungsrichtung; es ist zum einen mit dem Druckgas der Quelle 11 und zum anderen über ein Magnetventil 18 — ein elektromagnetisch betätigtes ³h-Wegeventil — bei dessen Durchlaßstellung mit dem Signaldruck eines Gießdruck-Reglers 19 beaufschlagt.

Das Volumenverstärkerrelais 17 wird über einen elektrisch betriebenen Stellmotor 20 gesteuert, der selbst an ein Vordruck-Zeitschaltwerk 21 angeschlossen werden kann. Wird der Stellmotor 20 über das Vordruck-Zeitschaltwerk 21 in seiner Stellung verändert, ändert sich auch die Stellung des Volumenverstärkerrelais 17, was eine Änderung des Signaldruckes am Ausgang des Volumenverstärkerrelais 17 zur Folge hat.

Bei Sperrstellung des Magnetventils 18 bewirkt die Einstellung des Volumenverstärkerrelais 17 über das Magnetventil 16 sowie den Volumenverstärker 9 bei öffnung des Absperrventils 10 sowie Schließung des Entlüftungsventils 13 einen bestimmten Vordruck pv im Innern des Behälters 2. Bei dieser Stellung des Magnet-

Ventils 18 liegt am Ausgang des Volumenverstärkerrelais 17 also der Vordruck-Signaldruck. Wird der Vordruck-Signaldruck am Ausgang des Volumenverstärkerrelais 17 durch Veränderung der Einstellung des Stellmotors 20 über das Vordruck-Zeitschaltwerk 21 stufenweise mit der Zeit vergrößert, wird ebenfalls der Vordruck ρ ν im Innern des Behälters 2 mit der Zeit vergrößert Die zeitliche Änderung des Vordruckes pv ist Δρν/Δί

Der Gießdruck-Regler 19 ist ein mit Hand gegen Rückstellfeder betätigter Regler ohne festgelegte Schaltstellungen. An ihm wird die Größe des Gießdrukkes p_g, der in der Zeit des Vergießens dem Vordruck pv überlagert wird, eingestellt. In Durchflußstellung des Magnetventils 18 addiert sich der Gießdruck-Signaldruck am Ausgang des Gießdruck-Reglers 19 dem bei Sperrstellung des Magnetventils 18 bereits am Ausgang des Volumenverstärkerrelais 17 anliegenden Vordruck-Signaldruck.

Das Magnetventil 18 wird über ein Gießzeit-Zeitschaltwerk 22 betätigt, wobei die Zeit, in welcher sich das Magnetventil 18 in Durchlaßstellung befindet, die Gießzeit darstellt

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird mit Hilfe einer als Signalgeber ausgebildeten, dem Ausgußkanal 4 zugeordneten Tastelektrode 23 der Badspiegel im Ausgußkanal 4 zu Beginn einer Gießserie auf das vorbestimmte Vorniveau eingestellt. Die Tastelektrode 23 bildet den Endabschnitt einer in der Vertikalen beweglichen Kolbenstange eines doppelt wirkenden pneumatischen Zylinders und kann innerhalb der Gießöffnung 5 über ein an die Drückgasquelle 11 angeschlossenes, elektromagnetisch betätigtes ³h-Wegeventil 24 sowie zwei Drosselventile 25, 25a, welche in der einen Richtung einen Durchlaß und in der anderen Richtung eine verstellbare Drossel haben, auf das Vorniveau abgesenkt und nach Einstellung des Vorniveaus wieder aus der Gießöffnung 5 herausgefahren werden.

Der Auslösekontakt der Tastelektrode 23 ist elektrisch mit dem Stellmotor 20 des Vblumenverstärkerrelais 17 sowie dem Elektromagneten des Magnetventils 24 verbunden, so daß der Stellmotor 20 und das Magnetventil 24 bei Ansprechen der Tastelektrode 23 von dieser ein Signal erhalten. Auch ist das Gießzeit-Zeitschaltwerk 22 mit dem Entlüftungs-Zeitschaltwerk 15 sowie das Entlüftungs-Zeitschaltwerk 15 mit dem Magnetventil 16 elektrisch verbunden, so daß das Gießzeit-Zeitschaltwerk 22 nach Ablauf einer jeden Gießzeit dem Entlüftungs-Zeitschaltwerk 15 und das Entlüftungs-Zeitschaltwerk 15 dem Magnetventil 16 zu Beginn und zum Ende der Entlüftung einen Impuls geben.

Die in Fig.2 dargestellte Gießeinrichtung unterscheidet sich von der der F i g. 1 vornehmlich dadurch, daß die Tastelektrode 23 einschließlich der dieser zugeordneten beiden Drosselventile 25, 25a und des Wegeventils 24 einerseits und das Vordruck-Zeitschaltwerk 21 andererseits durch eine elektrische Waage 26 mit Kraftmeßdosen 27, 27a, 276, auf welche der Behälter 2 aufgesetzt ist, sowie ein Steuerorgan 28 ersetzt sind.

Die Einrichtung nach F i g. 1 arbeitet wie folgt: Sollen z. B. innerhalb einer Gießserie bei zwei oder mehreren aufeinanderfolgenden Gießvorgängen aus dem mit schmelzflüssigem Metall angefüllten Behälter 2 jeweils dieselben Metallmengen vergossen werden, werden zunächst am Gießdruck-Regler 19 der Gießdruck p_g, am Gießzeit-Zeitschaltwerk 22 die Gießzeit, am Vordruck-Zeitschaltwerk 21 die zeitliche Änderung des Vordrukkes pv während jedes Gießvorganges, Δρν/Δί, und am Entlüftungs-Zeitschaltwerk 15 die Entlüftungszeit eingestellt Die Werte von Gießdruck, Gießzeit und der zeitlichen Änderung des Vordruckes während eines Gießvorganges bestimmen bei vorgegebener Gießöffnung 5 mit Düse 6 die während eines Gießvorganges abgegebene Metallmenge. Die Entlüftungszeit wird so gewählt, daß der Badspiegel im Ausgußkanal 4 lediglich auf das vorbestimmte Vorniveau absinkt. Für eine vorbestimmte Gießmenge stehen die Werte von Gießdruck, Gießzeit und zeitlicher Änderung des Vordrukkes während eines Gießvorganges in gegenseitiger Abhängigkeit. Bei wiederholtem Abgießen derselben Metallmenge können die eingestellten Werte von Gießdruck, Gießzeit und der zeitlichen Änderung des Vordruckes während eines Gießvorganges unverändert beibehalten werden.

Im Anschluß an diese Einstellung wird vor Beginn der eigentlichen Gießvorgänge im Ausgußkanal 4 des Behälters 2 der Badspiegel auf das vorbestimmte Vorniveau angehoben. Zu diesem Zweck wird zunächst das Absperrventil 10 durch Hand geöffnet und dann durch ein einzelnes elektrisches Signal sowohl das Magnetventil 24 betätigt, das die Tastelektrode 23 auf ihre Betriebshöhe gesenkt wird, als auch das Magnetventil 14 so angeregt, daß das Entlüftungs-Ventil 13 geschlossen wird. Ferner wird durch das Signal das Magnetventil 16 in Durchlaßstellung gebracht und das Volumenverstärkerrelais 17 durch Betätigen des Stellmotors 20 so gesteuert, daß der Signaldruck am Ausgang des Relais 17 aus der Druckgasquelle 11 über das Absperrventil 10 und den Volumenverstärker 9- Druckgas in das Behälterinnere einströmen läßt Mit dem Eintritt des Druckgases in das Behälterinnere steigt der Badspiegel im Ausgußkanal 4 an. Erreicht der Badspiegel das vorbestimmte Vorniveau unterhalb der Gießöffnung 5 des Ausgußkanals, aber oberhalb des maximalen Füllstandes des Behälters 2, berührt die Metallschmelze im Ausgußkanal 4 die Tastelektrode 23. Die Tästelektrode 23 spricht an und bewirkt zum einen über ihre elektrische Verbindung mit dem Stellmotor 20 des Volurnenverstärkerrelais 17, daß der Gasdruck im Behälterinnern nicht weiter erhöht wird, zum anderen über ihre elektrische Verbindung mit dem Magnetventil 24, daß dieses die Elektrode 23 aus der Gießöffnung herausfahren läßt.

Damit ist das vorbestimmte Vorniveau des Badspiegels im Ausgußkanal 4 eingestellt.
Jeder einzelne Gießvorgang wird durch Anheben des Badspiegels im Ausgußkanal 4 auf die Höhe der Gießöffnung, das Gießniveau, eingeleitet. Hierzu wird durch ein zweites elektrisches Signal das Gießzeit-Zeitschaltwerk 22 sowie das Vordruck-Zeitschaltwerk 21 in Gang gesetzt. Das Gießzeit-Zeitschaltwerk 22 bringt das Magnetventil 18 in Durchlaßstellung, womit der Gießdruck-Signaldruck am Ausgang des zuvor eingestellten Gießdruck-Reglers 19 am Ausgang des Volumenverstärkerrelais 17 dem hier bereits vorhandenen Vordruck-Signaldruck addiert wird und ebenfalls über das Magnetventil 16 zum Volumenverstärker 9 gelangt. Der Volumenverstärker 9 läßt weiteres Gas aus der Druckgasquelle 11 über das Absperrventil 10 in das Innere des Behälters 2 einströmen, in welchem der Gasdruck um den Gießdruck p_g erhöht wird und das schmelzflüssige Metall aus der Düse 6 der Gießöffnung 5 austreten kann. Durch die mit der Stellungsänderung des Magnetventils 18 einhergehende Auslösung des Vordruck-Zeitschaltwerks 21 wird in der Zeit des Ver-

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gießens, welche ein Absinken des Badspiegels im Behälterinnern und damit eine Erhöhung des statischen Druckes der im Ausgußkanal 4 stehenden Säule flüssigen Metalls zur Folge hat, der Stellmotor 20 des Volumenverstärkerrelais 17 so betätigt, daß der Vordruck pv im Behälterinnern mit der Zeit erhöht und so die Zunahme des statischen Druckes dieser Flüssigkeitssäule gerade ausgeglichen wird.

Am Ende der Gießzeit bringt das Gießzeit-Zeitschaltwerk 22 das Magnetventil 18 wieder in Sperrstellung. Das Gießzeit-Zeitschaltwerk 22 löst gleichzeitig mit dieser Umstellung des Magnetventils 18 über seine elektrische Verbindung mit dem Entlüftungs-Zeitschaltwerk 15 dieses Zeitschaltwerk 15 aus. Das Entlüftungs-Zeitschaltwerk 15 bringt das Magnetventil 14 für die Entlüftungszeit in Durchlaßstellung, wodurch das Entlüftungs-Ventil 13 für diese Zeit geöffnet wird. Weiterhin wird das Magnetventil 16 für die Entlüftungszeit über seine elektrische Verbindung mit dem Entlüftungs-Zeitschaltwerk 15 in Sperrstellung gebracht. Über das Entlüftungs-Ventil 13 wird Druckgas aus dem Behälterinnern ins Freie abgelassen, so daß der auf die Oberfläche des Metallbades im Behälterinnern wirkende Gasdruck plötzlich vermindert wird. Dies führt zur Beendigung des Vergießens. Am Ende des Entlüftungsvorganges befindet sich der Badspiegel im Ausgußkanal 4 wieder auf dem vorbestimmten Vorniveau.

Nach der Entlüftung unter Einstellen des Vorniveaus im Ausgußkanal 4 wird das Vorniveau trotz Gasaustritt infolge von Gasundichtigkeiten des Behälters 2, insbesondere im Bereich der Auflagefläche seiner Deckelhaube 7, dadurch erhalten, daß entsprechend dem Ausmaß der Gasundichtigkeiten stets neues Druckgas ins Behälterinnere eingeführt wird.

Es kann zu jeder Zeit ein neuer Gießvorgang beginnen, der nun lediglich ein einzelnes elektrisches Signal erfordert.

Sollen in aufeinanderfolgenden Gießvorgängen aus dem Behälter 2 jeweils unterschiedliche Metallmengen vergossen werden, müssen die Werte des Gießdruckes, der Gießzeit und der zeitlichen Änderung des Vordrukkes während eines Gießvorganges vor jedem Gießvorgang entsprechend der gewünschten Gießmenge neu eingestellt werden.

Soll das Behälterinnere innerhalb einer Gießserie, sei es während eines Gießvorganges, sei es zwischen zwei Gießvorgängen, mit schmelzflüssigem Metall nachgefüllt werden, wird der Vordruck in der Zeit des Nachfüllens entsprechend der nachgefüllten Metallmenge über den Stellmotor 20 vermindert.

Bei der Gießeinrichtung nach F i g. 2 erfolgen das Einstellen des Vorniveaus vor jedem Gießvorgang, die Erhaltung des Vorniveaus und die zeitliche Zunahme des Vordruckes pv im Behälterinnern während eines jeden Gießvorganges durch die elektrische Waage 26 und dem dieser zugeordneten Steuerorgan 28.

Um die Abgabe einer vorbestimmten Gießmenge zu erreichen, werden vor Beginn des Gießvorganges die entsprechenden Werte von Gießdruck pg und Gießzeit ig am Gießdruck-Regler 19 bzw. am Gießzeit-Zeitschaltwerk 22 sowie am Entlüftungs-Zeitschaltwerk 15 die Entlüftungszeit eingestellt.

Bei dieser Einrichtung erfolgt die nachfolgende Anhebung des Badspiegels im Ausgußkanal 4 des Behälters 2 auf das Vorniveau dadurch, daß die Waage 26 zunächst das Gewicht der im Behälterinnern befindlichen Metallmenge ermittelt und dann dem Steuerorgan 28 ein dem ermittelten Gewicht entsprechendes elektrisches Signal zuleitet. Über die Änderung der Einstellung des elektrisch betätigten Stellmotors 20 des Volumenverstärkerrelais 17 wird anschließend bei Sperrstellung des Magnetventils 18 und Durchlaßstellung des Magnetventils 16 nach Weisung des Steuerorgans 28 durch Veränderung des Volumenverstärkerrelais 17 an dessen Ausgang ein dem ermittelten Gewicht entsprechender Vordruck-Signaldruck erzeugt. Dieser Vordruck-Signaldruck wird über das Magnetventil 16 dem

ίο Volumenverstärker 9 zugeleitet, welcher über den Gaseintrittsstutzen 8 so lange Druckgas aus der Druckgasquelle 11 in das Innere des Behälters 2 einströmen läßt, bis der das vorbestimmte Vorniveau des Badspiegels im Ausgußkanal 4 einstellende Vordruck aufgebaut ist.

Nach dieser Einstellung des Vorniveaus im Ausgußkanal 4 wird das eigentliche Abgießen, wie bei der Gießeinrichtung nach F i g. 1, durch Anheben des Badspiegels im Ausgußkanal 4 auf das Gießniveau eingeleitet, was die Auslösung des Gießzeit-Zeitschaltwerkes 22 durch ein elektrisches Signal verlangt. Das Gießzeit-Zeitschaltwerk 22 bringt nach seiner Auslösung das Magnetventil 18 in Durchlaßstellung, so daß der am Ausgang des Gießdruck-Reglers 19 eingestellte Gießdruck-Signaldruck sich am Ausgang des Volumenver-Stärkerrelais 17 dem zuvor eingestellten Vordruck-Signaldruck addiert. Dadurch wird über den Volumenverstärker 9 weiteres Druckgas aus der Druckgasquelle 11 in das Behälterinnere eingeleitet und der im Behälterinnern vorhandene Vordruck pv um den Gießdruck p_s erhöht, womit das Vergießen aus der Düse 9 der Gießöffnung 5 beginnt.

Während des Vergießens wird die mit dem Absinken des Badspiegels im Behälterinnern verbundene Zunahme des statischen Druckes der im Ausgußkanal 4 zwisehen der Gießöffnung und dem Badspiegel im Behälterinnern befindlichen Schmelze dadurch ausgeglichen, daß die Waage 26 das Gewicht des im Behälterinnern befindlichen Metalls ermittelt, das Steuerorgan 28 den Vordruck-Signaldruck am Ausgang des Volumenverstärkerrelais 17 über die Betätigung des Stellmotors 20 entsprechend der Gewichtsabnahme erhöht und damit weiteres Druckgas in das Behälterinnere einströmt. Nach Ablauf der Gießzeit bringt das Gießzeit-Zeitschaltwerk 22 das Magnetventil 18, wie bei der Einrichtung nach Fig. 1, wieder in Sperrsteilung. Das Gießzeit-Zeitschaltwerk 22 gibt gleichzeitig mit der Verstellung des Magnetventils 18 ein elektrisches Signal sowohl an das Entlüftungs-Zeitschaltwerk 15, welches sodann die Öffnung des Entlüftungs-Ventils 13 über das diesem zugeordnete Magnetventil 14 bewirkt, als auch an das Magnetventil 16, welches in Sperrstellung gebracht wird. Mit dem Öffnen des Entlüftungs-Ventils 13 sinkt die Oberfläche des Metallbades im Behälterinnern ab, womit der Gießvorgang beendet wird.

Nach Ablauf der Entlüftungszeit wird das Entlüftungs-Ventil 13 in Schließstellung und das Magnetventil 16 in Durchlaßstellung gebracht.

Auch bei dieser Gießeinrichtung wird das nach jedem Gießvorgang durch Entlüftung eingestellte Vorniveau trotz Gasaustritt infolge von Gasundichtigkeiten dadurch aufrechterhalten, daß entsprechend dem Ausmaß der Undichtigkeiten bis zum Beginn des nachfolgenden Gießvorganges stets neues Druckgas ins Behälterinnere eingeführt wird.

Sollen bei den einzelnen Gießvorgängen jeweils unterschiedliche Mengen Metall abgegossen werden, müssen die Werte von Gießdruck und Gießzeit am Gießdruckregler 19 bzw. am Gießzeit-Zeitschaltwerk

22 entsprechend der gewünschten Gießmenge jeweils neu eingestellt werden.

Beim Nachfüllen des Behälters mit schmelzflüssigem Metall während eines Gießvorganges oder zwischen zwei Gießvorgängen wird der Vordruck im Behälterin- S nern durch die Waage 26 und das Steuerorgan 28 entsprechend der Gewichtszunahme der Schmelze 1 vermindert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (17)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Vergießen vorbestimmter Mengen schmelzflüssigen Metalls aus einem Behälter mit einem im Bodenbereich beginnenden, außerhalb des Behälters oberhalb des maximalen Füllstandes endenden, geneigten Ausgußkanal durch eine gesteuerte Zufuhr von Druckgas in das durch eine Deckelhaube im wesentlichen gasdicht abgeschlossene Behälterinnere in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Gießvorgängen, wobei der Badspiegel im Ausgußkanal vor jedem Gießvorgang durch Aufbau eines Vordruckes im Behälterinnern auf dasselbe Vorniveau unterhalb der Gießöffnung, aber oberhalb des maximalen Füllstandes eingestellt und jeder Gießvorgang durch Erhöhung des Gasdruckes um den Gießdruck auf den Förderdruck eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die Zunahme des statischen Druckes der im Ausgußkanal (4) zwischen der Gießöffnung und dem Badspiegel im Behälterinnern befindlichen Schmelze infolge des Vergießens durch eine der abgegebenen Metallmenge entsprechende Erhöhung des Vordruckes ausgeglichen wird, und daß andererseits das Behälterinnere am Ende eines jeden Gießvorganges so lange entlüftet wird, bis der Badspiegel im Ausgußkanal (4) auf das Vorniveau abgesunken ist, wobei der nach der Entlüftung vorhandene Vordruck bis zum Beginn des nachfolgenden Gießvorganges aufrechterhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung des Vordruckes während jeden Gießvorganges erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung des Vordruckes und/oder die Entlüftung des Behälterinnern am Ende eines jeden Gießvorganges und/oder die Aufrechterhaltung des Vordruckes zwischen Entlüftung und dem Beginn des nachfolgenden Gießvorganges automatisch bewirkt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung des Vordruckes und/oder die Aufrechterhaltung des Vordruckes zwischen Entlüftung und dem Beginn des nachfolgenden Gießvorganges durch weitere Zufuhr von Druckgas ins Behälterinnere bewirkt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Zufuhr von Druckgas stufenlos oder stufenweise bewirkt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Zufuhr von Druckgas über eine stufenlose oder stufenweise Änderung der Einstellung eines Gaszufuhr-Ventils (9) bewirkt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Zufuhr von Druckgas über ein Vordruck-Zeitschaltwerk (21) bewirkt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Zufuhr von Druckgas unter Einschaltung einer das Gewicht der im Behälterinnern vorhandenen Metallmenge ermittelnden Waage (26) bewirkt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gaszufuhr-Ventil (9) ein dem von der Waage (26) ermittelten Gewicht entsprechendes elektrisches Signal zugeleitet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Behälterinnere am Ende eines jeden Gießvorganges durch kurzzeitiges Öffnen eines Entlüftungs-Ventils (13) entlüftet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungs-Ventil (13) durch ein von einem Gießzeit-Zeitschaltwerk (22) nach Ablauf der jeweiligen Gießzeit abgegebenes Signal geöffnet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungs-Ventil (13) nach einem der beim vorangegangenen Gießvorgang abgegebenen Metallmenge entsprechenden, an einem Entlüftungs-Zeitschaltwerk (15) eingestellten Zeitraum geschlossen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungs-Ventil (13) nach einem dem durch eine Waage (26) ermittelten Gewicht der im Behälterinnern befindlichen Metallmenge entsprechenden Zeitraum geschlossen wird.

14. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Gaszufuhr steuernde Einrichtung ein mit einem Gaszufuhr-Ventil (9) elektropneumatisch verbundenes, einstellbares Vordruck-Zeitschaltwerk (21) und ein mit einem Entlüftungs-Ventil (13) elektropneumatisch sowie einem Gießzeit-Zeitschaltwerk (22) elektrisch verbundenes, einstellbares Entlüftungs-Zeitschaltwerk (15) aufweist.

15. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Gaszufuhr steuernde Einrichtung ein Steuerorgan (28) aufweist, welches mit einer das Gewicht der im Behälterinnern befindlichen Metallmenge ermittelnden Waage (26) und einem Gießzeit-Zeitschaltwerk (22) elektrisch sowie einem Gaszufuhr-Ventil (9) und einem Entlüftungs-Ventil (13) elektropneumatisch verbunden ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (28) über ein Entlüftungs-Zeitschaltwerk (15) mit dem Entlüftungs-Ventil (13) elektropneumatisch verbunden ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Waage (26) Mittel zugeordnet sind, die das ermittelte Gewicht in proportionale elektrische Signale umsetzen und diese dem Steuerorgan (28) zuführen.