DE2438060B2

DE2438060B2 - Niederdruckgiessanlage

Info

Publication number: DE2438060B2
Application number: DE19742438060
Authority: DE
Inventors: Arnold; Patik Jeno; Miskolc Ronaföldi (Ungarn)
Original assignee: Kohaszati, Gyarepitö Vallalat, Budapest
Priority date: 1973-08-10
Filing date: 1974-08-07
Publication date: 1976-11-11
Also published as: DD115054A5; RO65037A; NL7410662A; FR2240064A1; ES429118A1; JPS5072824A; SE7410128L; AU500789B2; IT1019868B; AU7219374A; HU168839B; DE2438060A1; CA1051630A; ATA653874A; GB1474757A; AT342227B; SE407350B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Niederdruckgießanlage für schmelzflüssige Metalle mit einem Schmelzofen und wenigstens einer von dem Ofen mit Flüssigmetall versorgten Gießstation, welche einen Aufnahmebehälter für das Flüssigmetall und eine oberhalb des Behälters angeordnete Gießform enthält, welche mit Hilfe einer in den Behälter eintauchenden elektromagnetischen Förderpumpe mit dem Flüssigmetall füllbar ist.

Eine derartige Niederdruckgießanlage ist durch die DT-AS 23 04 257 bereits mit älterer Priorität vorgeschlagen worden.

Bei einer Niederdruckgießanlage der vorstehend bezeichneten Gattung sind die Probleme noch nicht gelöst, die sich daraus ergeben, daß mehrere Aufnahmebehälter für das Flüssigmetall von einem zentralen Schmelzofen versorgt werden sollen. Zu den aus einer derartigen Anordnung hervorgehenden Problemen gehört insbesondere das noch nicht zufriedenstellend gelöste Problem der zwischen dem Schmelzofen und den Aufnahmebehältern vorgesehenen Verbindungsleitungen. Diese Verbindungsleitungen müssen sicherstellen, daß das schmelzflüssige Material auf seinem Weg vom Schmelzofen in den Aufnahmebehälter nicht zu stark abgekühlt wird, wobei außerdem eine Möglichkeit bestehen muß, um die Verbindungskanäle von Zeit zu Zeit zu reinigen, was jedoch eine Einrichtung voraussetzt,, die ein Entleeren der Reinigungskanäle zuläßt

Aus der DT-OS 21 42 717 ist bereits eine Vorrichtung zum Gießen bekannt, die sich zur Förderung des Gießmaterials nicht einer elektromagnetischen Tauchpumpe bedient, sondern bei der das Füllen der Form mit ίο Hilfe des ferrostatischen Druckes erfolgt

Bei dieser bekannten Vorrichtung ist inmitten eines Vorratsbehälters, welcher von oben her mit schmelzflüssigem Material füllbar ist, ein zylindrischer Ausgleichsbehälter vorgesehen, der dazu dient, die Strömung des schmelzflüssigen Materials zu dämpfen oder so zu beruhigen, d? das Material durch Einrichtungen, wie Ventile oder Schieber in einen ungünstigen Strömungszustand versetzt worden ist
Diese bekannte Vorrichtung ist insofern nachteilig, afs sie nicht nur einen besonders beanspruchbaren und damit kostspieligen Auffangbehälter benötigt, sondern auch Orga/ie, wie Schieber oder Ventile braucht, die gleichfalls aus einem hoch beanspruchbaren Material bestehen müssen, und außerdem geeignete Betätigungsorgane erfordern. Dabei versteht es sich von selbst, daß bewegliche Einrichtungen im Inneren einer Gießanlage stets besonders große technische und wirtschaftliche Probleme aufwerfen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Niederdruckgießanlage der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß die Versorgung der Gießstationen mit Flüssigmetall aus dem Ofen störungsfrei vorgenommen werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst.

daß das untere Ende des Schmelzofens mit dem unteren Ende der einzelnen Behälter durch einen mit einer wärmeisolierenden Auskleidung und einem antimagnetischen Metallmantel versehenen zweiwegigen Kanal verbunden ist, wobei die beiden Kanalzwcige derart von einem Transformator mit Primärwicklung und Eisenkern umschlossen sind, daß sich zwecks Erhitzung des in den Kanalzweigen enthaltenen Materials mit Hilfe von Joule-Wärme ein mittleres Glied des Eisenkerns zwischen die beiden Kanalzweige erstreckt und daß im unteren Ende des Behälters ein mit einem Stopfen verschließbares und mit einer elektrischen Heizeinrichtung versehenes Abflußrohr vorgesehen ist, welche Heizeinrichtung zum Wiedererwärmen von im Abflußrohr erkaltetem Material dient.

Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare Fortschritt ist in erster Linie darin zu sehen, daß das Flüssigmetall in den Doppel-Verbindungskanälen warm gehalten wird, wobei auf technisch interessante Weise eine elektromagnetische Einrichtung benutzt wird, die von dem Gießmetall als Primärwicklung Gebrauch macht. Dabei wird der angestrebte Effekt noch ganz beträchtlich dadurch gesteigert, daß jeder Verbindungskanal zweiwegig ausgebildet ist, und daß jeder dieser Zweigkanäle von dem Eisenkern umschlossen ist, dessen mittleres Glied sich zwischen die beiden Zweigkanäle erstreckt. Bei Stromdurchgang durch die am Eisenkern vorgesehene Sekundärwicklung wird in der Metallschmelze mit Hilfe Joule'scher Verluste die erforderliche Wärme zur Warmhaltung des Materials erzeugt. Auch die auf das verschließbare und erhitzbare Abflußrohr gerichteten Merkmale der Erfindung dienen zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe, da sie der Gefahr vorbeugen, daß die Versorgung der Gießstation mit

Flüssigmetall durch in den Kanälen erkaltetes Material blockiert wird. Mit Hilfe der genannten Heizeinrichtung können erstarrte Reste des Gießmetalls wieder geschmolzen und zum Abfließen gebracht werden, wodurch das Abflußrohr freigehalten wurden kann.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine zwischen dem oberen Ende der elektromagneti- tchen Förderpumpe und dem unteren Ende der Gießform angeordneter Förderkanal für das Flüssigmetall mit einer elektrischen Heizung versehen.

Ferner hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, daß der Eisenkern und die Primärwicklung mit Köhleinrichtungen versehen sind. Außerdem kann voneilhafterwei- $e die elektromagnetische Förderpumpe mit einer antimagneüschen Metallumhüllung versehen sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Niederdruckgießanlage, die an einen Warmhalteo^n anschließbar

Fig. 2 eine Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Anlage,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch die Niedercruekgießanlage gemäß Linie fi-ßm F i g. 2.

Fig.4 einen Horizontalschnui durch , ^- Gießarnage gemäß Linie A -A in F ι g. 1. und

Fig. 5 bis S Darstellungen einer Niederdrücke-erläge mit einer Vielzahl von Gießstationer·.. cie >on einem zentralen Ofen versorgt v, erden.

Wie der Zeichnung zu entnehmen. :st ein Wirmhakeofen 33 mit einer Stagverkleidung 11 \ ersehen. :n welcher eine Wärmeisolierung 12. ein elektrischer Heizkörper 32 und cm Tiege¹ 17 untergebracht sind dessen L.ige durch einen Befesiigungsring 30 gesichert ist. Auf cer Stahlverkleidung 11 ist e;n Arbeitst.sch 3 befestigt, der Füße 4 besitzt. Auf dem Arbeitstisch 3 sind eine Kokille 1 sowie eine Vorrichtung 2 zur Bewegung der Kokillen und Kerne vorgesehen. Mit Hilfe der Vorrichtung 2 wird auch die Entfernung des Werkstukkes aus der Kokille 1 besorgt. Die Kokillen- und Kernbewegungsvorrichtung wird elektropneumatisch betätigt.

An den Werktisch 3 ist eine Metallschmelzpumpe 31 mit Hilfe von Befestigungsbändern 29 befestigt, wobei die Pumpe in die im Tiegel 17 enthaltene Metallschmelze eintaucht Die Metallschmelzpumpe 31 ist mn einer Wicklung 28 versehen, die einphasig oder dreiphasig ausgebildet sein kann. Die Wicklung 28 ist in Nuten eines geblechten Eisenkerns 27 untergebracht und gemeinsam mit diesem Eisenkern mit einer mehrfachen Umhüllung versehen. Die mit einei keramischen Schutzschicht versehene, aus antimagnetischem Stahlblech bestehende Umhüllung 24 dient für das Fernhalten des flüssigen Metalls von der Wicklung 28 und \ on dem Eisenkern 27. Innerhalb der Umhüllung 24 befindet sich eine Wärmeisolierung 23. Die Wärmeisolierung 23 wird von der Wicklung 28 und von dem geblechten Eisenkern 27 durch die luftdicht abgeschlossene, aus antimagnetischem Stahl gefertigte Umhüllung 22 abgesondert Innerhalb der Umhüllung 28. zwischen der Wicklung 28 und dem geblechten Eisenkern 27 strömt das über die Kühlmitteleinführung 5 zugeführte, und über die Kühlmittelabteilung 6 abgeleitete isolierende Kühlmittel.

Die induktive Metallschmelzpumpe 31 wird durch den mehrfach umhüllten, geblechten Eisenkern 27. durch die auf diesem angeordneten Wicklung 28. mit dem. mit piner keramischen Schutzschicht versehenen, antima

r.

gnetischen Distanzhalter 25, mit dem mit einer keramischen Schutzschicht versehenen massiven ferromagnetischen Schlußjoch 20, und mit dem seitlich luftdicht abgedichteten Kanal 21 gebildet
Durch das Eintauchen der Metallschmelzpumpe 31 in die Metallschmelze 19 gerät Metallschmelze nach dem Prinzip der kommunizierenden Gefäße in den Kanal 21. Wird eine Wechselspannung an die Wicklung 28 der Metallschmelzpumpe 31 angelegt, dann entsteht im Kanal 21 ein magnetisches Wechselfeld, welches in der dort befindlichen Metallschmelze eine Spannung induziert Auf die Wirkung der induzierten Spannung bilden sich Wirbelströme in der Metallschmelze im Kanal 21 aus. Durch die Wechselw irkung der Wirbelströme und des durch die Wicklung 28 im Kanal 21 hervorgerufenen Wechselfeides, wird die Metallschmelze in dem Kanat gegen die Wirkung der Schwere (ir: der Längsrichtung des Kanals) zu einer Bewegung gezwungen. Die Größe der die Bewegung erzwingenden Kraft — auf die

2c Wirkung weicher der G:c'"druck ?ⁱjf£ndeko^rT>^rr·· — kann durch die stetige \-'änderung c-er c^r. z.t Wick:_ng angelegter. Spannung ^tuienios \ e'ancert w irden. Die Wicklung 28 ernält c-.t e:e*;t-.s;ne r.ncrg:e a·-; _v- se nematisch cargeste^! .ten Rcgeje.nnc:! 10 j'-.-r das K^DeI Ic. cas Sien über C:·. v.'- ;/::ucr.se 26 an ;.e me"riach umnulite Wicf..ur.g 28 anschhelit. in -escnematisen dargestellter Rege ^.nneit Kann a-e Spe ■-.';-sr-annurit" _nd damit der Giec-J'jck ζ er Metals:"", e.zepurr.pe 31 durch den Spa- ^.-gsreg.-cr geändert we-ccn

>c Die schematised dargestellte Reeelemne.t w. :z \-:~ Netz dur;- aas Kabel 16 ttvpeist.

Auf die V> irKung des Cj".". die S'ttaiischmtizeDi.rr.pe 31 entwickelten Druckt- gerät c_:e Metalls.· melzt Un ^r den an der kanal 21 luitdunt s^cn a-iscniieiiencc-Fo'Ce-kana;: if · cie Koküle 1. Der Förderkanal 8 -.st m.'ttiDar durch c-;n e.ektr.'Schen Heizkörper 9 ne:z-— de" He.?KÖrpt' 9 erha^!; die t einsehe;

E~

von der Rege.e'-heit 10 über das Knot. 7έ - mn Gem Zweck, äcb cue zeitweise .:. dem Kana bevnahene Metallschmelze nicht erstarre.

Das Warmhaiten auf aer \ o-gescnn.erenen Tempera-IU" der Metalischmeize 19 besorgt ae" ' dem Raum: 13 angeordneter, durch den in der Regtiemhtit 10 befindlichen Temperaturregler gesteuerter Heizkörper 4< 32 Der e eKtrische Heizkörper 32 ernält Cie elektrischt En-erge i js cer Regeieinheit 10 durcn cas Ansc.iiuBRabei 14 ciis über die Kabeleinführung 15 an der elektrischen He;zKörper 32 gelangt Der in an Metallschmelze 19 tauchende Temperaturfühler oe: se Temperaturreglers schließ' sich durch das Kabei "5 ai den Temperaturregler an.

F ι g. 5 stellt eine beispielsweise Ajsführjngsiorm de Mehrschachttyps der erfmdungsgemäfre- Niederdruck tie&emrichtung m Vorderansicht dar.
5« F i g. 6 ist eine Obenansicni.
F ι g. 7 ist ein Schnitt »A« und
F i f 8 ist ein Schnitt »B» derselben.
Die dre — \oneina.nder unabhängig programmierte ren — Gießarbeitsplätze 48 werden durch den Schmel? t,_ ofen 42 übe'- die K.antie 52 mit dem· zum Giefie erforoe· :nen flüssigen Metall 65 bedient. Das Ersetze der zum Gießen erforderlichen Metallschmelze 6 erfolgt in dem. mn dem Siahimc-.'e! 63 umia&ten. m Wärmeisolierung 64 versehener, Schmelzofen, 42. Γ>ί ht. Schmelzofen 42 .st zur möglichen VernvMe^ung οί NH ärme\ c'iuste mit der Kappe 61 abgedeckt

Das Erhitzen der Metallschmelze 65 das Warm hg ten. sowie das Ersetzen des zufolge der Gas;

verbrauchten Materials, die Entwicklung der für die Erwärmung und für das Schmelzen der in den Schmelzschacht beschickten Metalle erfolgt in dem Kanal 52. Die Kanäle 52 sind durch wärmeisolierende und elektrisch isolierende Kanalsteine 66 begrenzt. Die Kanalsteine 66 werden von außen durch zwei, voneinander elektrisch isolierten Stahlverkleidungshälften bestehenden Verkleidung 55 umfaßt, die von der Umhüllung 63 des Schmelzofens 42 und von der Stahl verkleidung 56 des Gießarbeitsplatzes 48 zur Vermeidung der Wirbelstromverluste elektrisch zu isolieren sind. Die in dem Kanal sich befindende Metallschmelze 65 bildet mit dem geblechten, geschlossenen Eisenkern 54 und mit der Primärwicklung 49, einen Einphasentransformator, dessen Sekundärwicklung aus einer einzigen Windung, aus der im Kanal 52 befindlichen Metallschmelze besteht. Die Joule-Verluste der Sekundärwicklung erwärmen die Metallschmelze 65. Der geblechte Eisenkern 54 und die Wicklung 49 werden intensiv luftgekühlt. Die unmittelbare Energie-Versorgung der Wicklung 49 erfolgt aus der Verteilungsdose 50, die mit dem in der Zeichnung nicht dargestellten Steuerplatz durch das Kabelbündel 51 verbunden wird.

Der Gießarbeitsplatz 48 ist mit der antimagnetischen Stahlverkleidung 56 versehen, innerhalb welcher die den Gießschacht 57 begrenzende Wärmeisolierung 67 zu finden ist. In die zum Gießen nötige Metallschmelze taucht das mit einer keramischen Schutzschicht versehene massive ferromagnetische Magnetjoch 69, und der Metallschmelzekanal 70, der aus der, aus antimagnetischem Stahl gefertigten, mit einer keramischen Schutzschicht versehenen Kanalumhüllung gebildet wird, wird in der Seitenrichtung luftdicht abgedichtet. Der Gießdruck wird in der bereits geschilderten Art, durch die Metallschmelzepumpe erzeugt die aus der außerhalb der Wärmeisolierung 67 des Arbeitsplatzes 48 angeordneten, in deh Nuten des geblechten Eisenkerns 73, durch die antimagnetische, luftdichte Strahlumhüllung umfaßten Wicklung 74 besteht, sowie durch das in die Metallschmelze eintauchende, mit einer keramischen Schutzschicht versehene Schlußjoch 69, aus der antimagnetischen, mit einer keramischen Schutzschicht versehenen Kanalverkleidung 71 und aus dem Kanal 70 gebildet wird. Die induktive Metallschmelzepumpe wird ebenfalls unmittelbar aus der zentralen Verteilungsdose 50 mit elektrischer Energie versorgt.

Die luftdicht abgeschlossene antimagnetische Stahlverkleidung 72 ist in dem Stützträger 75 befestigt, der wieder an die Verkleidung 56 festgemacht wird. Das isolierende Kühlmittel für die Kühlung des geblechten Eisenkernes 73 und der Wicklung 74 strömt über die Kühlmitteleinführung 58 in den durch die Verkleidung 72 begrenzten Raum und entweicht über die Ktihlmittelableitung 59.

Auf die Wirkung des Gießdruckes, die durch die aus den Teilen 69,70, 71,73,74 bestehenden Metallschmelzepumpe erzeugt wird, gerät die Metallschmelze über den, an den Kanal sich luftdicht anschließenden Zuführungskanal 47 — der mittelbar elektrisch durch den elektrischen Heizkörper 68 heizbar ist, der von der zentralen Verteilungsdose 50 mi' elektrischer Energie versorgt wird — in die auf dem Arbeitstisch 45 befindliche Kokille 43. Der Arbeitstisch 45 wird mit den Füßen 46 an die Verkleidung 56 des Arbeitsplatzes 48 befestigt. Auf dem Arbeitstisch 45 sind die an die Kokille 43 sich anschließenden Kokillen- und Kernbewegungsvorrichtungen 44 zu finden, die auch das Entfernen des Werkstückes aur der Kokille besorgen. Die Betätigung erfolgt elektropneumatisch.

Die Reinigung der Kanäle 52 erfolgt nach dem Anlassen der Metallschmelze 65 über den mit dem Heizkörper 77 elektrisch beheizten (mit Energie aus der Verteilungsdose 50 versorgten) mit dem Pfropfen 78 versehenen Ablaßrohr 79; nach dem Entfernen des Pfropfens und nach dem Abschmelzen des im Ablaßrohr 79 entstandenen Metallpfropfens durch den elektrischen Heizkörper 77, kann der Kanal 76 nach dem Entfernen des Reinigungspfropfens leicht gereinigt werden. Das Ablassen der Metallschmelze und die Reinigung der Kanäle 52 wird nach öffnen der Tür 60 möglich.

Zu dem Mehrfachtyp der erfindungsgemäßen Niederdruck-Gießeinrichtung gehört ein — in der Zeichnung nicht dargestellter, mit der Einrichtung bloß durch das Kabelbündel 51 verbundener — Steuerplatz, der auch entfernt von der Einrichtung angeordnet werden kann. In diesem Steuerplatz sind die durch die Wärmefühler gesteuerten Temperaturregler, die programmierte Änderung des Gießdruckes steuernde Regler, sowie die Apparate der Energieversorgung zu finden.

Im Fall einer vollständigen Automation werden auch die für die Automation nötigen übrigen Regler angeordnet. In diesem Fall gehören zu der Einrichtung auch durch Niveauregler gesteuerte Beschickungs-Transport- und andere Einrichtungen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Niederdruckgießanlage für schmelzflüssige Metalle mit einem Schmelzofen und wenigstens einer von dem Ofen mit Flüssigmetall versorgten Gießstation, welche einen Aufnahmebehälter für das Flüssigmetall und eine oberhalb des Behälters angeordnete Gießform enthält, welche mit Hilfe einer in den Behälter eintauchenden elektromagnetischen Förderpumpe mit dem Flüssigmetall füllbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Schmelzofens (42) mit dem unteren Ende der einzelnen Behälter (57) durch einen mit einer wärmeisolierenden Auskleidung (66) und einem antimagnetischen Metallmantel (55) versehenen zweiwegigen Kanal (52) verbunden ist, wobei die beiden Kanalzweige (52, 52) derart von einem Transformator mit Primärwicklung (49) und Eisenkern (54) umschlossen sind, daß sich zwecks Erhitzung des in den Kanalzweigen enthaltenen Materials mit Hilfe von Joule-Wärme ein mittleres Glied des Eisenkerns zwischen die beiden Kanalzweige erstreckt, und daß im unteren Ende des Behälters ein mit einem Stopfen (78) verschließbares und mit einer elektrischen Heizeinrichtung (77) versehenes Abflußrohr (79) vorgesehen ist, welche Heizeinrichtung zum Wiedererhitzen von im Abflußrohr erkaltetem Material dient.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen dem oberen Ende der elektromagnetischen Förderpumpe und dem unteren Ende der Gießform (43) angeordneter Förderkanal (47) für das Flüssigmetall (65) mit einer elektrischen Heizung (68) versehen ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eis2nkern (54) und die Primärwicklung (49) gekühlt sind.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Förderpumpe mit einer antimagnetischen Metallumhüllung versehen ist.