DE2434617B2 - Verfahren und Anlage zum Steuern eines elektromagnetischen Gießvorganges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Gießen in einem Gießtümpel vorhandenen, geschmolzenen Metalls in eine Form, unter Verwendung eines wandernden magnetischen Feldes einer an einen Dreiphasenwechselstrom angeschlossenen Magnetspule, wobei die Gießzciten des geschmolzenen Metalls in die Formen beim Gießen konstant gehalten werden, sowie eine Anlage zur Durchführung desselben.

Bei herkömmlichen elektromagnetischen Gießverfahren und Anlagen, bei welchen die elektromagnetische Kraft eines wandernden Magnetfeldes zum Gießen in Formen verwendet wird, neigen die Gießzeiten bei entsprechenden Formen dazu, mit dem Laufe der Zeit anzuwachsen. Der Grund hierfür liegt darin, daß bei konstantem Eingang die Menge des geschmolzenen Metalls in einem Gießtümpel im Laufe der Zeit abnimmt. Die Höhe, um die das geschmolzene Metall nach oben gesogen werden muß, wäcrr daher an. Dies führt dazu, daß die Durchflußmenge odir die Gießgeschwindigkeit absinken. Bei einer normalen Gießstraße ist jedoch Gleichförmigkeit der Gießzeiten für entsprechende Formen gefordert. Allgemein gesagt, erfordert diese Anforderung die Korrektur und Steuerung des Eingangs abhängig von der Menge des geschmolzenen Metalls im Gießtümpel. Um die Korrekturs»euerung des Eingangs ideal durchzuführen, kann die Gießgeschwindigkeit in jedem Augenblick erfaßt werden, und der Eingang kann so gesteuert werden, daß die Gießgeschwindigkeit immer auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird. Beim gegenwärtigen Stand der Technik ist jedoch noch kein Detektor für die Gießstromgeschwindigkeit gefunden worden und in die praktische Anwendung umgesetzt worden, insbesondere keiner, der für geschmolzenes Metall bei hohen Temperaturen geeignet wäre. Vom praktischen Standpunkt ist es jedoch nicht notwendig, die Durchflußgeschwindigkeit des geschmolzenen Metalls genau zu steuern, sondern es reicht aus, die Gießzeiten der entsprechenden Gießvorgänge gleichförmig zu gestalten.

Bei einem herkömmlichen elektromagnetischen Gießverfahren und einer Anlage zur Durchführung desselben wird den gleichförmigen Gießzeiten der entsprechenden Formen Beachtung geschenkt. Dies be-

S deutet, daß die Gießzeiten entsprechender Formen gleich gemacht werden. Hierzu ist eine Magnetspule in zi^ei Spulen unterteilt, von denen eine für die Kompensation der Änderung der Saughöhe am Gießtümpel und die andere zum Gießen des geschmolzenen Metalls

ίο verwendet wird. Diese Einrichtung führt jedoch zu einem komplizierten Aufbau. Daneben müssen Detektoren für das geschmolzene Metall zur Durchführung der Kompensation der Änderung der Saughöhe, wie sie bei der Verringerung der Menge des geschmolzenen

is Metalls auftritt an dem Spulenteil der Seite des Gießtümpels vorgesehen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerverfahren zum elektromagnetischen Gießen zu schaffen, das es überflüssig macht. Detektoreinrichtun gen für das Absinken eines Niveaus des geschmolzenen Metalls auf Grund der Abnahme der Menge des geschmolzenen Metalls in einem Gießtümpel wie beim Stand der Technik anzuordnen, um einen Eingang zu kompensieren, und bei welchem die Gießzeiten der entsprechenden Gießvorgänge, welche sich abhängig von den Saughöhen ändern, automatisch kompensiert werden, so daß gleichförmige Gießzeiten ungeachtet der Abnahme des geschmolzenen Metalls nur durch eine Magnetspule erreicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Eingangsstrom einer Phase des Dreiphasenwechselstromes einförmig mit einer Geschwindigkeit gesteigert wird, der ein Fluß des geschmolzenen Metalls ausreichend folgen kann, wobei die Magnetspu-Ie eine zu einem Eisenkern dieser einen Phase symmetrische Wicklung aufweist, daß das geschmolzene Metall durch eine elektromagnetische Kraft des wandernden Magnetfeldes auf ein zum Gießen notwendiges Niveau gesogen wird und ein zur symmetrischen Wicklung geleiteter Stromwert fixiert wird, wenn das geschmolzene Metall eine Ausgußöffnung erreicht, daß der Wert des Stromes der symmetrischen Wicklung in Obereinstimmung mit einem erforderlichen Muster auf eine größere Höhe als der fixierte Wert gesteigert wird, um das geschmolzene Metall anzuheben und es aus der Ausgußöffnung zu vergießen, und daß der Strom der symmetrischen Wicklung auf Null gestellt wird, um das Gießen zu beenden, nachdem festgestellt ist, daß die Form mit dem geschmolzenen Metall gefüllt ist.

Weiter liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Durchführung des obigen Verfahrens zur Steuerung des elektromagnetischen Gießens zu schaffen, bei welcher die Verwendung von Detektoreinrichtungen für flüssiges Metall zum Erfassen des Absinkens der Menge des geschmolzenen Metalls in einem Gießtümpel überflüssig sind, so daß das Gießen nur durch eine Magnetspule ohne A.nwendung einer besonderen Spule durchgeführt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine geschmolzenes Metall aufnehmende Kammer mit einem sich horizontal erstreckenden Verbindungsdurchgang zum Verbinden des Gießtümpels und einer Ausgußöffnung vorgesehen ist, daß die Phase

^(l5 einer Wicklung der Magnetspule zum Treiben des geschmolzenen Metalls symmetrisch zu einem Eisenkern einer Spule verläuft, und die Wicklungen asymmetrisch zu demselben angebracht sind, die mit einer Drei-

phasenenergiequelle verbunden ist, und die mit einem Paar parallel angeschlossener Kondensatoren zur Leistungsfaktorkompensation versehen ist, wobei die Wicklungen so angeordnet sind, daß sie den Verbindungsdurchgang umgeben, daß eine Phasensteuervorrichtung zur Steuerung eines zur symmetrischen Wicklung der Magnetspule geleiteten Stroms vorgesehen ist, daß die Phasensteuervorrichtung in Reihe mit der symmetrischen Wicklung und der Dreiphasenwechselstromenergiequelle geschaltet ist, daß ein Detektor für geschmolzenes Metall in der Nähe der Ausgußöffnung vorgesehen ist, der den Beginn des Gießens des geschmolzenen Metalls erfaßt, daß ein Abschlußdetektor vorgesehen ist, der die beendete Füllung der Form mit geschmolzenem Metall erfaßt, daß eine Addierschal- ,₅ tung an die Phasensteuervorrichtung angeschlossen ist. welche eine Addition zwischen einem Steuersignal und einem Gießsignal ausführt, daß eine Steuerschaltung zwischen der Phasensteuervorrichtung und der Addierschaltung angeordnet ist, die die Abweichung zwischen einem Steuerzielsignal und einem Ausgangssigna! steuert und herausnimmt, daß ein Gießbereitschaftsignalgenerator mit der Addierschaltung verbunden ist, der das einförmig mit dem Ablauf der Zeit ansteigende Steuersignal auf der Grundlage eines Startsignals erzeugt und den Steuersignalwert beim Abtasten durch den Detektor für das geschmolzene Metall als festen Wert auf der Basis eines Signals vom Detektor für geschmolzenes Metall halten kann, und daß ein Gießsignalgenerator zusammen mit dem Gießbereitschaftsig nalgenerator parallel zur Addierschaltung angeschlossen ist, welcher auf der Basis des Signals des Detektors für geschmolzenes Metall das Gießsignal erzeugt, das das Gießen nach einem geforderten Muster realisiert.

Die erfindungsgemäße Anlage ist so aufgebaut, daß nur eine einzelne Magnetspule zum Erzeugen eines wandernden Magnetfeldes verwendet wird und daß der Eingangsstrom einer Phase des Dreiphasenwechsel Stromes, welcher der Magnetspule zugeführt wird, der Phasensteuerung unterworfen wird, wodurch die elek tromagnetische Kraft des wandernden Magnetfeldes so gesteuert wird, daß die Kompensation der Änderung des geschmolzenen Metalls, das beim Absinken der Menge des geschmolzenen Metalls vorhanden ist. automatisch bewirkt wird.

So wird es durch die Erfindung möglich, die Gießzeiten durch elektrische Einrichtungen außerordentlich gleichförmig zu halten, so daß die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit der Anlage gesteigert und die Qualität der Gußstücke bemerkenswert erhöht werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung wer den in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild, das ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Gießanlage darstellt

Fig.2 ein Ausführungsbeispiel einer Magnetspule derFig.1,

Fig.3 ein Ausführungsbeispiel einer Triggerschaltung der F i g. 1,

Fig.4 ein Ausführungsbeispiel einer Phasensteuervorrichtung der F i g. 1,

Fig.5 ein charakteristisches Diagramm, das das Verhältnis zwischen einem Strom durch die Magnetspule und einer darin erzeugten elektromagnetischen f>5 Kraft darstellt,

F ig. 6 und 7 Diagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Anlage und

F i g. 8 ein Blockschaltbild, das ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Gießanlage darstellt.

In F i g. 1 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektromagnetischen Gießanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In dieser Figur ist ein Gießtümpel 1 zum Speichern geschmolzenen Metalls 2 zu sehen, welches durch eine Magnetspule 3 getrieben wird. Die Magnetspule 3 ist an einem Verbindungsdurchgang la, welcher den GieBiilmpel 1 und eine Ausgußöffnung 5 verbindet, so angeordnet, daß sie ihn umgibt.

Ein Ausführungsbeispiel der Magnetspule 3 ist in F ι g. 2 dargestellt. Der Magnetspule 3 wird Drehstrom zugeführt. Die Spulen 3a und 3c sind asymmetrisch zu Eisenkernen 4 angeordnet, während eine Spule 36 symmetrisch zu einem Eisenkern 4 angeordnet ist. Die so aufgebaute Magnetspule 3 erzeugt ein als Ganzes fortschreitendes oder wanderndes Magnetfeld. Wenn in diesem Fall der Eingangsstrom / der symmetrisch auf den Eisenkern 4 gewickelten Spule 36 geändert wird, erzeugt die Magnetspule 3 das wandernde Magnetfeld, das eine dem Strom /der Spule 36 proportionale elektromagnetische Kraft /'aufweist, wie es in F i g. 5 dargestellt ist.

In F i g. 1 ist ferner zu sehen, daß eine Form 6 unter der Ausgußöffnung 5 angeordnet ist. Leitungen 7a, 76 und 7c dienen zur Versorgung der Magnetspule 3. Mit 8 ist eine Netzschalttafel bezeichnet. Die Bezugszahl 9 bezeichnet eine Phasensteuervorrichtung zum Einstellen eines Eingangs zur elektromagnetischen Gießanlage. In ihr werden Schaltelemente, wie Thyristoren, verwendet, und sie regelt den Eingangsstrom / der Spule 36 durch Steuerung des Zündwinkels der Elemente. Die Bezugszahl 10 bezeichnet eine Triggerschaltung für die Phasensteuerung. Ein Transformator U mißt den Wert des durch die Spule 36 fließenden Stroms. Ein Gleich richter 12 wandelt den Ausgang des Transformators 11 in ein Gleichstromsteuersignal um. Ein Signalkomparator 13 ermittelt die Abweichung zwischen einem Sleuerzielsignal und dem Ausgangssignal des Gleichrichters 12. Die Bezugszahl 14 bezeichnet einen nor malerweise geschlossenen Schalter, die Bezugszahl 15 eine Addierschaltung, die Bezugszahl 16 einen Startschalter und die Bezugszahl 17 einen normal geschlossenen Schalter. Mit der Bezugszahl 18 ist ein Gießbereitschaftsignalgenerator bezeichnet, der ein Steuersignal erzeugt, das nach Betätigung des Startschalters 16 mit einem festen Betrag einförmig ansteigt. Ein Gießsignalgenerator 19 erzeugt ein Gießsignal, dessen Wert während des Gießens konstant ist oder sich in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Verlauf während des Zeitablaufes ändert. Mit der Bezugszahl 20 ist ein normal offener Schalter bezeichnet Ein Detektor 21 für das geschmolzene Metali tastet dasselbe mittels eines Phototransistors od. dgl. ab. Ein Verstärker 22 unterzieht das Signal vom Detektor 21 für geschmolzenes Metall einer Verstärkung und formt es in Wellenform um. Ein »Abschluße-Detektor 23, der aus einem Phototransistor od. dgl. besteht erfaßt die Beendigung des Gießens in die Form 6. Ein Verstärker 24 verstärkt das Ausgangssignal des Abschlußdetektors 23. Die Bezugszahl 25 bezeichnet einen Kondensator zur Leistungsfaktorkompensation.

Wenn der Startschalter 16 betätigt wird, wird der Gießbereitschaftsignalgenerator 18 über den normal geschlossenen Schalter 17 gestartet Der Gießbereit-

Λ fififi

schaftsignalgenerator 18 ist ein integrierender Verstärker, in welchem der Eingang und der Ausgang eines Verstärkers mit hohem Verstärkungsgrad durch einen Kondensator gekuppelt sind. Wenn durch den Startschalter stufenweise ein Eingangsstrom auf den integrierten Verstärker 18 aufgegeben wird, wird mit dem integrierten Eingang eine Spannung an der Ausgangsstufe erhalten. Im einzelnen ist die integrierte Spannung das Steuersignal (I), wie es in F i g. 6 gezeigt ist, das bei t = 0 beginnt und relativ zur Zeit t im wesentlichen linear ansteigt.

Das Steuersignal wird in die Addierschaltung 15 eingegeben. Zu diesem Zeitpunkt ist der Gießsignalgenerator 19 noch nicht zum Zuführen eines anderen Eingangs zur Addierschaltung 15 gestartet, und der normal offene Schalter 20 ist offen. Daher wird das Gießsignal des Gießsignalgenerators 19 der AddierschaUung 15 nicht zugeführt, und das Steuersignal des Gießbereilschaftsignalgenerators 18 wird über den normal geschlossenen Schalter 14 ohne irgendeine Änderung dem Signalkomparator 13 zugeführt. Das Steuersignal des Gießbereitschaftsignalgenerators 18 setzt bei seiner Zuführung zum Signalkomparator 13 die Triggerschaltung 10 in Betrieb und steuert die Phasensteuervorrichtung 9. Wie in F i g. 3 gezeigt ist. umfaßt die Triggerschaltung 10 einen Kippschwingkreis, eine Ze ner-Diode 105 zum Halten einer vorbestimmten Spannung und einen Gleichrichter 106 der Brückenart. Der Kippschwingkreis besteht sowohl aus einem Transistor 101 als auch aus einem Kondensator 102. einem Unijunktion-Transistor 103 und einem Impulsumformer 104. Wie in F i g. 4 gezeigt ist. ist die Phasensteuervorrichtung 9 derart aufgebaut, daß zwei Thyristoren 91 und 92 antipurallel verbunden sind, und daß die antiparallele Verbindung in die ZvPhase eingeschaltet ist. Wenn ein Impuls auf die Triggeranschlüsse 93 und 94 aufgebracht wird, wenn eine Sinusspannung an den Thyristoren 91 und 92 aufgebracht wird, leiten die Thyristoren und führen der Last während eines Zeitraums von dem Moment des Aufbringens bis zur Umkehrung der Polarität der Spannung Leistung zu. In Abwesenheit des Startsignals von der Triggerschaltung 10 steuert die Steuervorrichtung 9 den Strom der fr-Phase des Dreiphasenwechselstroms auf Null. Wenn das Startsignal eingegeben wird, stellt die Phasensteuervorrichtung 9 den Zündwinkel der £>-Phase ein und steuert den Strom /der fe-Phase in Übereinstimmung mit dem Eingang.

Wenn das Steuersignal des Gießbereitschaftsignalgenerators 18 demzufolge in die Tnggcrschaltung 10 eingegeben wird, steuert die Tnggerschaltunp den Zündwinkel der Phasensteuervorrichtung 9 durch den Eingang, und die Phasensteuervorrichtung 9 wiederum erhöht den Strom / der b-Phase entsprechend dem Steuersignal des GicBbcreitschaftsignalgenerators 18, wie in Fig.6 dargestellt ist. Wenn der Strom / der 6-Phase anwächst, erzeugt die Magnetspule 3 die elektromagnetische Kraft f, welche dem Strom / proportio nal ist wie in F i g. 5 dargestellt ist. Durch d.is wandernde Magnetfeld desselben wird das geschmolzene Metall 2 im Gießtümpel in Richtung der Ausgußöffnung 5 getrieben, die im linken, oberen Teil angeordnet ist (wie in F i g. 1 zu sehen ist). So beginnt die Höhe des geschmolzenen Metalls an der Seite, die mit der Ausgußöffnung versehen ist proportional zum Strom / oder zum Steuersignal des Gießbereitschaftsignalgenerator 18 zu steigen.

Zu diesem Zeitpunkt wird ein Gleichstromeingang.

der dem Wechselstrom / der ft-Phase proportional ist, sowohl durch den Transformator 11 als auch den Gleichrichter 12 zum Signalkomparator 13 geleitet. Der Gleichstromeingang ist für die Überwachung und dient dazu zu erfassen, ob der Strom / proportional zum Steuersignal des Gießbereitschaftsignalgeneralors 18 anwächst oder nicht. Wenn der Strom /vom Steuersignal abweicht, wird der Zündwinkel der Pltiasensteuervorrichtung 9 so gesteuert, daß er das Steuersignal und den Strom / immer proportional hält.

Wenn das Steuersignal des Gießbereitschaftsignalgenerators anwächst, wächst die Höhe des geschmolzenen Metalls auf der Seite der Ausgußöffung 5. Nach einer Zeit π beginnt das geschmolzene Metall 2 aus der Ausgußöffnung 5 herauszufließen, und der Detektor 21 für das geschmolzene Metall erfaßt dann das Ausfließen desselben. Das vom Detektor 21 erfaßte Signal wird durch den Verstärker 22 verstärkt und zum normal geschlossenen Schalter 17 und normal offenen Schalter 20 geleitet.

Folglich fällt der normal geschlossene Schalter 17 in die offene Stellung, um das Anwachsen des Steuersignals des Gießbereitschaftsignalgenerators 18 zu unterbrechen und das Steuersignal auf einem zu der Zeit vorhandenen Wert zu fixieren. Demzufolge zeigt der zu dieser Zeit durch die b- Phase fließende Strom /1 die Saughöhe an, auf die das geschmolzene Metall 2 zur Ausgußöffnung 5 heraufgesaugt ist. Das geschmolzene Metall 2 wird zur Lage der Ausgußöffnung 5 heraufgesaugt, und das Niveau des geschmolzenen Metalls wird in dieser Lage gehalten.

Auf der anderen Seite wird gleichzeitig mit dem öffnen des normal geschlossenen Schalters der normal offene Schalter 20 geschlossen, und der Gießsignalgenerator 19 wird ebenfalls gestartet. Dies führt dazu, daß das Gießsignal des Gießsignalgenerators 19 über den normal offenen Schalter 20 in die Addierschaltung 15 eingegeben wird Das Gießsignal ist ein Signal, das einen dem Anwachsen der Kraft entsprechenden Wert hat, die zum Gießen in die Form 6 benötigt wird, und den Strom von Al\ in F i g. 6 steigert.

Wenn das Gießsignal des Gießsignalgenerators 19 der Addierschaltung 15 zugeführt wird, wird es zum Steuersignal des Gießbereitschaftsignalgenerators 18 addiert, das auf dem spezifischen Wert fixiert ist, der zum Anheben des Niveaus des geschmolzenen Metalls auf die Höhe der Ausgußöffnung 5 notwendig ist. Über den normal geschlossenen Schalter 14. den Signalkomparator 13 und die Triggerschaltung 10 steuert das Summensignal die Phasensteuervorrichtung 9 so. daO der Strom / der /vPhase um ΔΙ\ verstärkt wird. Aul diese Weise wird die elektromagnetische Kraft de< durch die Magnetspule 3 erzeugten wandernden Ma gnetfeldes erhöht. Es treibt das geschmolzene Metall 2 an, das zur Ausgußöffnung 5 nach oben geschober wird, und löst das Gießen in die Form 6 aus.

Das Gießen in die Form 6 schreitet fort und die un ter der Ausgußöffnung 5 vorgesehene Form 6 ist nact einem Zeitraum ft mit dem geschmolzenen Metall ge füllt. Dann erfaßt der Abschlußdetektor 23 dieses Stadi um. Das Abtastsignal wird durch den Verstärker 2' verstärkt, dessen Ausgang zum normal geschlossene! Schalter 14, dem Gießsignalgenerator 19 und den Gießbereitschaftsignalgenerator 18 geleitet wird. S< wird der normal geschlossene Schalter 14 geöffnet da mit das Signal von der Addierschaltung 15 abgefangei wird und der Strom / der 6-Phase auf Null gebrach wird, um das Gießen zu unterbrechen. Gleichzeitig da

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en*

mit werden der Gießsignalgenerator 19 und der Gießbereitschaftsignalgenerator !8 zurückgestellt.

Der erste Gießvorgang ist durch den vorhergehenden Arbeitsgang beendet.

Anschließend wird die nächste Form 6 in dem Zeitraum ft, gemäß F i g. 6, unter der Ausgußöffnung S angeordnet, und der zweite Gießvorgang wird ausgelöst. Der Ablauf ist beim zweiten Gießvorgang ziemlich derselbe wie oben festgestellt wurde. Beim zweiten Gießvorgang ist jedoch die Menge des in dem Gießtümpel 1 vorhandenen geschmolzenen Metalls 2 durch den ersten Gießvorgang verringert. Folglich steigt die Saughöhe zur Ausgußöffnung 5 entsprechend der Verringerung. Der Strom /der 6-Phase zum Heraufsaugen des geschmolzenen Metalls 2 auf das Niveau der Ausgußöffnung 5 ist um ΔΙ2 größer als der Strom /1, der der Saughöhe des ersten Gießvorganges entspricht. Der Zuwachs Δh wird automatisch durch das Steuersignal kompensiert, das durch den Gießbereitschaftsignaigenerator 18 erzeugt wird, so daß das Niveau des geschmolzenen Metalls auf der Höhe der Ausgußöffnung 5 gehalten wird. Aus diesem Grunde ist die Gießzeit n für das Abgießen der Form 6 durch den Stromzuwachs ΔΙ\ zum Gießen, wie es durch den Gießsignalgenerator 19 abgegeben wird, der Gießzeit des ersten Gießvorganges ziemlich gleich.

Wie oben beschrieben wurde, kompensiert der Gießbereitschaftsignalgenerator 18 sogar bei dem zweiten und weiteren Gießvorgängen immer automatisch die verringerten Komponenten durch die Steuersignale für die Änderungen der Saughöhe auf Grund der Verringerung der Menge des geschmolzenen Metalls im Gießtümpel. und das Niveau des geschmolzenen Metalls wird in die Lage der Gießöffnung 5 geschoben. Daher wird die Gießzeit durch das Abnehmen der Menge des geschmolzenen Metalls überhaupt nicht beeinflußt, und die Gießzeiten sind bei den entsprechenden Gießvorgängen immer konstant.

Obwohl bei der obigen Erläuterung der Arbeitsweise das Gießsignal des Gießsignalgenerators immer so beschrieben wurde, daß es einen festen Wert hat, kann die Qualität eines Erzeugnisses auch bemerkenswert durch die Verwendung eines Gießsignals gesteigert werden, wie es beispielsweise mit gestrichelten Linien in F i g. 6 gezeigt ist. das das optimale Muster für die Form 6 verwenden muß. Wenn die Verbindungen zwischen

Λ 10

dem Verstärker 24 und dem Gießbereitschaftsignalgenerator 18 und dem Verstärker 24 und dem normal geschlossenen Schalter 14, wie sie in F i g. I gezeigt sind, darüber hinaus getrennt werden, wird das Steuersignal des Gießbereitschaftsignalgenerators auf einem Wert der Saughöhe des vorhergehenden Gießvorganges gehalten. Folglich kann die Saugzeit M beim folgenden Gießvorgang verkürzt werden, wie in F i g. 7 dargestellt ist. Außerdem ist das Steuersignal des Gießbereitschaftsignalgenerators 18 nicht auf das linear steigende Signal beschränkt, sondern kann irgendein Signal sein, das einförmig mit einer Geschwindigkeit anwächst, welche ein Nachfolgen des geschmolzenen Metalls erlaubt.

F i g. 8 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Gießanlage. In der Figur bezeichnen die gleichen Bezugszahlen wie in F i g. 1 die gleichen Vorrichtungen oder Bestandteile. Mit der Bezugszahl 26 ist eine Halteschaltung bezeichnet, die dazu dient, den mittels des Transformators 11 und des Gleichrichters 12 erfaßten Wert des Stromes der b- Phase zu halten. Die Bezugszahlen 27 und 28 bezeichnen normal geschlossene Schalter, und die Bezugszahl 29 bezeichnet einen Umschalter. Obwohl die Arbeitsweise dieser Schaltung im wesentlichen die gleiche wie die der F i g. 1 ist, ist folgendes zu bemerken. Bis der Detektor 21 für das geschmolzene Metall das Ausfließen des geschmolzenen Metalls erfaßt, wird das Steuersignal des Gießbereitschaftsignalgenerators 18 der Phasensteuervorrichtung 9 über den Umschalter 29 zugeführt. Nach Betätigung des Detektors 21 für das geschmolzene Metall wird der normal geschlossene Schalter 27 geöffnet, die Halteschaltung 26 hält den Gleichstromwert entsprechend dem zu dieser Zeit vorhandenen Strom der ZvPhase, und der Stromwert wird der Addierschaltung 15 über den normal geschlossenen Schalter 28 zugeführt. Gleichzeitig damit schaltet der Umschalter 29 auf die Seite der Addierschaltung 15 um. Folglich wird das Steuersignal zum Heraufsaugen des Niveaus des geschmolzenen Metalls danach von der Halteschaltung 26 zur Addierschaltung 15 geleitet. Es wird darin zum Gießsignal des Gießsignalgenerators 19 addiert. Das Summensignal wird der Phasensteuervorrichtung 9 zugeführt, um das Gießen in die Form 6 zu bewirken.

Hieizu 4 Blatt Zeichnungen

1606

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Steuern des Gießens von geschmolzenem Metall aus einem Gießtümpel in eine Form unter Verwendung eines wandernden magnetischen Feldes einer an einen Dreiphasenwechselstrom angeschlossenen Magnetspule, wobei die Gießzeiten des geschmolzenen Metalls in die Formen beim Gießen konstant gehalten werden, da- durch gekennzeichnet, daß der Eingangsstrom einer Phase des Dreiphasenwechselstromes einförmig mit einer Geschwindigkeit gesteigert wird, der ein FIuS des geschmolzenen Metalls ausreichend folgen kann, wobei die Magnetspule eine zu einem Eisenkern dieser einen Phase symmetrische Wicklung aufweist, daß das geschmolzene Metall durch eine elektromagnetische Kraft des wandernden Magnetfeldes auf ein zum Gießen notwendiges Niveau gesogen wird und ein zur symmetri- sehen Wicklung geleiteter Stromwert fixiert wird, wenn das geschmolzene Metall eine Ausgußöffnung erreicht, daß der Wert des Stromes der symmetrischen Wicklung in Übereinstimmung mit einem erforderlichen Muster auf eine größere Höhe als der fixierte Wert gesteigert wird, um das geschmolzene Metall anzuheben und es aus der Ausgußöffnung zu vergießen, und daß der Strom der symmetrischen Wicklung auf Null gestellt wird, um das Gießen zu beenden, nachdem festgestellt ist. daß die Form mit dem geschmolzenen Metall gefüllt ist.

2. Verfahren zum Steuern des Gießens von geschmolzenem Metall aus einem Gießtümpel in eine Form unter Verwendung eines wandernden Magnetfeldes einer an einen Dreiphasenwechselstrom angeschlossenen Magnetspule, wobei die Gießzeiten des geschmolzenen Metalls in die Form beim Gießen konstant gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingangsstrom einer Phase des Dreiphasenwechselstromes einförmig mit einer Geschwindigkeit gesteigert wird, der ein Fluß des ge schmolzenen Metalls ausreichend nachfolgen kann, wobei die Magnetspule eine zu einem Eisenkern der einen Phase symmetrische Wicklung aufweist, daß das geschmolzene Metall durch eine elektromagnetische Kraft des wandernden Magnetfeldes auf ein Niveau gesogen wird, das zum Gießen notwendig ist und als erster Wert ein Wert des Stromes bei einem ersten Gießvorgang fixiert wird, welcher der symmetrischen Wicklung zugeführt wird, wenn das geschmolzene Metall eine Ausgußöffnung erreicht, daß der Wert des Stromes der symmetrischen Wicklung in Übereinstimmung mit einem erforderli chen Muster über die Höhe des fixierten Wertes erhöht wird, um das geschmolzene Metall anzuheben und aus der Ausgußöffnung zu vergießen, daß der Wert des Stromes der symmetrischen Wicklung auf den fixierten Wert beim ersten Gießvorgang abgesenkt wird, um diesen zu beenden, nachdem fest gestellt ist, daß die Form mit dem geschmolzenen Metall gefüllt ist, daß der Strom der symmetrischen Wicklung während eines Zeitraumes auf dem fixierten Wert gehalten wird, in welchem die Form nach Beendigung des Gießvorganges entfernt und die Form für den nächsten Gießvorgang zur Ausguß- &5 öffnung bewegt wird, daß der Eingangsstrom der symmetrischen Wicklung für den nächsten Gießvorgang, beginnend von dem fixierten Wert, einförmig gesteigert wird, daß das geschmolzene Metall wieder durch die elektromagnetische Kraft des wandernden Magnetfeldes nach oben gesogen wird und der Wert des Stroms auf einem höheren Wert als dem fixierten Wert beim ersten Gießvot gang fixiert wird, wenn das geschmolzene Metall die Ausgußöffnung erreicht hat daß der Wert des Stroms der symmetrischen Wicklung für den zweiten Gießvorgang in Übereinstimmung mit einem erforderlichen Muster über die Höhe drs fixierten Wertes beim zweiten Gießvorgang gehoben wird, und daß der Strom der symmetrischen Wicklung auf den fixierten Wert beim zweiten Gießvorgang abgesenkt wird, um auf den folgenden Gießvorgang vorzubereiten, wodurch ein fortlaufendes Gießverfahren durch Wiederholen der oben beschriebenen Schritte ermöglicht wird.

3. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine geschmolzenes Metall (2) aufnehmende Kammer mit einem sich horizontal erstreckenden Verbindungsdurchgang (la) zum Verbinden des Gießtümpels (1) und einer Ausgußöffnung (5) vorgesehen ist. daß die Phase einer Wicklung der Magnetspule (3) zum Treiben des geschmolzenen Metalls symmetrisch zu einem Eisenkern (4) einer Spule verläuft, und zwei Wicklungen asymmetrisch zu demselben angebracht sind, die mit einer Dreiphasei.eneigiequelle verwunden ist, und die mit einem Paar parallel angeschlossener Kondensatoren (25) zur Leistungsfaktorkompensation versehen ist. wobei die Wicklungen so angeordnet sind, daß sie den Verbindungsdurchgang (la) umgeben, daß eine Phasensteuervorrichtung (9) zur Steuerung eines zur symmetrischen Wicklung der Magnetspule geleite ten Stroms vorgesehen ist. daß die Phasensteuer vorrichtung (9) in Reihe mit der symmetrischen Wicklung und der Dreiphasenwechselstromenergiequelle geschaltet ist, daß ein Detektor (21) für geschmolzenes Metall in der Nähe der Ausgußöffnung (5) vorgesehen ist, der den Beginn des Gießens des geschmolzenen Metalls erfaßt, daß ein Abschlußdetcktor (23) vorgesehen ist. der die beendete Füllung der Form mit geschmolzenem Metall erfaßt, daß eine Addierschaltung (15) an die Phasensteuervorrichtung (9) angeschlossen ist, welche eine Addition zwischen einem Steuersignal und einem Gießsignal ausführt, daß eine Steuerschaltung (10. 13, 14) zwischen der Phasensteuervorrichtung (9) und der Ad dierschaltung (15) angeordnet ist. die die Abweichung zwischen einem Steuerzielsignal und einem Ausgangssignal steuert und herausnimmt, daß ein Gießbereitschaftsignalgenerator (18) mit der Addierschaltung (15) verbunden ist, der das einförmig mit dem Ablauf der Zeit ansteigende Steuersignal auf der Grundlage eines Startsignals erzeugt und den Steuersignalwert beim Abtasten durch den Detektor (21) für das geschmolzene Metall als festen Wert auf der Basis eines Signals vom Detektor für geschmolzenes Metall halten kann, und daß ein Gießsignalgenerator (19) zusammen mit dem Gießbereitschaftsignalgenerator (18) parallel zur Addierschaltung (15) angeschlossen ist, welcher auf der Basis des Signals des Detektors (21) für geschmolzenes Metall das Gießsignal erzeugt, dis das Gießen nach einem geforderten Muster realisiert.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis einen Transformator (11)

enthält, der den Wert des durch die symmetrische »Wicklung fließenden Stromes mißt daß ein Gleichrichter (t2) vorgesehen ist. der einen Ausgang des Transformators in ein Gleichstromsteuersignal umwandelt, und daß ein Signalkomparator (13) vorgesehen ist, der die Abweichung zwischen dem Steuerzielsignal und dem Signal des Ausgangs des Transformators herausnimmt bzw. ermittelt.

5. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Addierschaltung (15) das Signal vom Gießsignalgenerator (19) und das Signal vom Gießbereitschaftsignalgeneraior (18) addiert und das Summensignal weiterleitet und daß bei der Aufnahme des Signals vom Detektor (21) für geschmolzenes Metall das Signal vom Gießsignalgenerator (19) in die Addier schaltung (15) geleitet wird.

6. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umschalter (29) in der Steuerschaltung vorgesehen ist. über den das Signal des Gießbereitschaf tsignalgenerators (18) zur Phasensteuervorrichtung (9) zuführbar ist. und daO! dt: Gleichrichter (!2) eine Halteschaltung (26) umfaßt, welche der Addierschaltung (15) einen Gleichstromwert, entsprechend dem Strom der symmetrischen Wicklung, zuführt.