DE2509372B2 - Einrichtung zum dosierten abgeben schmelzfluessigen inhalts aus einem vorratsgefaess - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine druckgasbetriebenc Einrichtung zum dosierten Abgeben schmelzfiüssigen Inhalts aus einem dichten und beheizten Vorratsgefäß mit einem Überlaufrohr.

Bekannt sind verschiedene Einrichtungen, mit denen nach dem Prinzip der Druckgasförderung dosierte Mengen flüssigen Metalls abgegeben werden können. Dabei wird vorzugsweise das Prinzip von kommunizierenden Gefäßen benützt.

Es ist - gemäß der US-PS 30 58 180 - eine Einrich tung bekannt, mit der dosierte Mengen einer Schmelze abgegossen werden können. Die Dosierung wird dadurch erreicht, daß mittels zunehmendem Gasdruck das Schmelzniveau in einem Vorratsgefäß pro Gießtakt um eine konstante Höhe abgesenkt wird. Zur Steuerung der dabei benötigten Gasmengen werden beispielsweise Pyrometer als Sonden in die Einfüllöffnungcn gebracht, oder es wird die Gewichtszunahme der Form während dem Eingießen gemessen. Mit dieser Einrichtung ist ein Dichthalten des Vorratsgefäßes nur beschränkt möglich, weil sie nach dem Prinzip von kommunizierenden Gefäßen aufgebaut ist und somit unten mit den nicht verschließbaren Einguß- und Auslauföffnungen verbunden ist. Zudem zeigt diese Einrichtung den Nachteil, daß infolge Schaukelbewegungen von großen Metallmengen, wie sie bei Gasdruckschwankungen oder Beschleunigen bzw. Verzögern derselben vorkommen, keine genaue Dosierung möglich ist. Ein weiterer Nachteil zeigt sich bei relativ großflächigen Gsfäßen. indem das Abgeben kleiner Mengen nur ein minimales Absenken des Flüssigkeitsspiegels im Vorratsgefäß bedingt, was wiederum mit den zur Verfügung stehenden Meßeinrichtungen nur ungenau gemessen werden kann.

Es ist des weiteren — gemäß der GB-PS 11 00 475 — eine Einrichtung bekannt, bei der von einem dichten und beheizten Vorratsgefäß flüssiges Metall mittels Gasdruck durch ein Überlaufrohr in ein offenes Gefäß befördert wird, aus dem es entweder für die kontinuierliche Speisung von Stranggießeinrichtungen oder intermittierend zum Füllen von Formen abgegeben wird. Die gesteuerte Abgabe wird dadurch erreicht, daß mil einem Stopfen eine sich am Boden befindende Auygußöffnung geöffnet und geschlossen wird. Hiermit lassen sich dosierte Mengen flüssigen Metalls nur mit beschränkter Genauigkeit abgießen, und außerdem ist die Schmelze im offenen Stopfengefäß den Einflüssen der Atmosphäre ausgesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, schmelzflüssigen Inhalt, insbesondere eine Metallschmelze oder z. B. flüssige Schlacke od. dgl., aus einem Vorratsgefäß, das vorzugsweise als Warmhaltegefäß ausgebildet ist, in kleinen dosierten Mengen und in rascher Folge abzugeben.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Überiaufrohr vom Vorratsgefäß in ein dichtes Zwischengefäß mündet, welches mit einer Meßeinrichtung für die im Zwischengefäß befindliche Füllmenge versehen ist und aus dem ein ansteigendes Ausgußrohr führt, wobei beide Gefäße mit einzelnen steuerbaren Gasdrucklcitungcn und Druckablaßeinrichtungen verbunden sind.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Dosiereinrichtung im Längsschnitt,

F i g. 2 das Diagramm eines möglichen zeitlichen Verlaufs der vergossenen Schmelzenmenge.

F i g. 1 zeigt ein Vorratsgefäß 1, z. B. für eine Gußeisenschmelze. aus welchem ein Überlaufrohr 2 vom Boden ausgeht und in ein Zwischengefäß 3 mündet. Als Füllstands- bzw. Mengenmeßeinrichtung ist am Zwischengefäß 3 seitlich außerhalb in senkrechter Anordnung ein Kondensator 4 mit um 180° gegenüberliegenden Platten eingebaut. Der Kondensator 4 könnte beispielsweise auch durch zwei (nicht dargestellte) Ringspülen für induktive Füllstandsmessung ersetzt werden, die außerhalb am Zwischengefäß auf der Höhe des oberen und unteren Schmelzniveaus angebracht würden. Am Boden des Zwischengefäßes .3 beginnt ein Ausgußrohr 5 und endet etwas über der Höhe des maximalen Füllniveaus 11 im Zwischengefäß 3.

Das Vorratsgefäß 1 ist mit einer Abdeckung 6, in die eine Druckgassteuerleitung 7 führt, luftdicht verschließ-

bar. Die Abdeckung 6 weist eine Einfüllöffnung 8 auf. clie mit einem Deckel 9 luftdicht verschlossen werden kann. Das Vorratsgefäß 1 ist mit einer Anzahl, in vorzugsweise senkrechten Bohrungen der Gefäßwand stehenden und den Gefäßinhalt gleichmäßig umgebenden elektrischen Heizstäben 10 beheizbar. Zur Schmelzniveau-Messung im Vorratsgefäß können verschiedene Meßmethoden angewandt werden, wobei sich diejenige mit radioaktiven Strahlenquellen und entsprechenden Empfängern besonders bewährt hat.

Das Zwischengefäß 3 ist mit einem wegnehmbaren Deckel 13 luftdicht verschließbar. In das innere des Gefäßes 3 münden außer dem Überlaufrohr 2 eine Druckgassteuerleitung 14 und beispielsweise eine lmpfmittclzuführleitung 15. Eine Einrichtung zur Impfmittelzuteilung besteht beispielsweise aus einem Vorratsbehälter 16. aus dem das Impfmittel, beispielsweise Ferrosiliziiim. über eine Dosierrinne !7 mit Vibrationsantrieb in die Zuführleitung 15 gebracht wird. Die Leitung 15 besitzt ein Ventil 18, um das Zwischengefäß 3 jeweils nach der Zugabe des Impfmiltels gasdicht verschließen /u können. Die zugeführte Impfmilteimenge ist proportional zur jeweiligen Einschaltdauer der Dosierrinne 17. Das Zwischengefäß 3 ist mit einer Anzahl Hcizstäben 19 beheizbar, die vorzugsweise in Bohrungen angtbracht sind, welche senkrecht zur gezeigten Schnittfläche, unterhalb des Zwischengefäßes 3 und auf der der Ausgußöffnung gegenüberliegenden Seite liegen. Das Ausgußrohr 5 ist ebenfalls mit Heizstäben 20 beheizbar, clie vorzugsweise in Bohrungen angebracht sind, welche parallel zur Ausgußachse und im Umfang verteilt sind. In der Druckgassteuerleilung 14 ist vorzugsweise eine Drossel 21 und ein Speicher 22 eingebaut, zur Steuerung der zeitlich zu vergießenden Menge schmelzflüssigen Metalls.

Das Vorratsgefäß 1 mit dem Überlaufrohr 2 sowie das Zwischengefäß 3 mit dem Ausgußrohr 5 sind mit feuerfestem Material ausgekleidet.

Nachstehend wird die Funktion der Einrichtung zum dosierten Abgeben schmelzflüssigen Inhalts beschrieben.

Fine größere Menge Schmelze kann nach Bedarf durch die Einfüllöffnung 8 in das Vorratsgefäß 1 gcschütiet werden. Ist die gewünschte Füllhöhe erreicht. so wird das Vorratsgefäß mit dem Deckel 9 luftdicht verschlossen. Durch Öffnen des Ventils 24 und Schließen des Druckablaßventils 12 in der Steuerleitung 7 wird dem Vorratsgefäß 1 Druckgas zugeführt, wodurch über das Rohr 2 Schmelze in das kleinere Zwischengefäß 3 geführt wird. Dabei bleibt im Zwischengefäß 3 (\cr Gasdruck über das geöffnete Druckablaßventil 26 auf Atmosphärendruck reduziert. Ist im Zwischengefäß 1 der Niveaustand entsprechend Hern vorbestimmten Gießgewicht für eine Gießform 25 erreicht, so beendet ein mit dem Kondensator 4 gesteuertes Gerät durch Schließen des Ventils 24 die Druckpaszul'uhr zum Vor ratspefäß und hält den erzensten Druck konstant, wodurch die Schmel/e/ufuhr ins /wisrhenpeläß gestnniv wird.

Fine allfällige Impfrnittelzugabr· in du* Zwischenmv <·° fäß 3 über die Leitung 15 erfolgt ieweils vor der Benannten Überleitung aus dem Vorratsjrefäß I. dnmil durch den Füllvorgang ein gutes Durchmischen von Schmelze und Impfmittel erreicht wird.

Um die im Zwischengefäß 3 bereitgestellte Schmelze in die Gießform 25 abzugeben, werden die Ventile 18 und 26 geschlossen und Ventil 23 geöffnet, worauf Druckgas über die Leitung 14 in das Zwischengefäß 3 einströmt und die Schmelze dur^h das Rohr 5 hinausdrückt. Dabei wird die Schmelze im Überlaufrohr 2 nur leicht zurückgedrängt, weil der Druck im Vorratsgefäß 1 gehalten wird. Ist das Zwischengefäß 3 bis zu einer vorbestimmten .Spiegelhöhe 1Γ entleert, so registriert das der Kondensator 4 und löst die Schließung des Ventils 23 aus. Damit ist der Dosiervorgang beendet, und das Druckgas kann durch Öffnen des Ventils 26 aus dem Zwischengefäß 3 ins Freie abströmen oder in einen (nicht dargestellten) Hauptspeicher zurückfließen.

Herrschi im Zwischengefäß 3 wieder Atmosphärendruck, so kann ein neuer Takt beginnen, indem eine zum dosierten Abgeben bestimmte Menge vom Vorratägefäß 1 mittels weiterer Gasdruckerhöhung in das Zwischengefäß 3 gebracht wird.

F i g. 2 zeigt einen für das Abgießen von Formen 25 bevorzugten zeitlichen Verlauf der vergossenen Eisenmenge, wobei die Abszisse X die Zeit und die Ordinate V die Durchflußmenge darstellt. Die schraffierte Fläche entspricht der jeweils im Zwischengefäß 3 dosiert bereitgestellten, pro Takt abgegossenen Gesamtmenge. Der gezeigte variable Verlauf der Durchflußmenge wird durch entsprechende Steuerung des Druckgases in der Leitung 14 erreicht: Nach öffnen des Steuerventils 23 wird durch plötzliches Abgeben des in einem Speicher 22 gespeicherten Gases unter gleichzeitigem Nachfließen einer durch eine Drossel 21 zusätzlichen steuerbaren Gasmenge der Druck im Zwischengefäß 3 erhöht. Wie das Diagramm des resultierenden Kurvenverlaufs (F i g. 2) zeigt, wird anfänglich eine größere Durchflußmenge zum raschen Füllen des Eingußsystems der Form 25 vergossen, während anschließend lediglich der Gießtümpel (Trichter) der Form voll gehalten werden soll, bis der Formhohlraum gefüllt ist. Als Druckgas kann entweder Druckluft oder ein Inertgas, ζ. B. Stickstoff oder Argon, zur Vermeidung der Oxydation an der Oberfläche der Schmelze verwendet werden.

Die mit dieser Einrichtung erreichten Vorteile können wie folgt umschrieben werden:

Durch das Abgeben von schmelzflüssigem Inhalt aus einem kleineren Zwischengefäß 3 kann die Genauigkeit der Dosierung und die Abgabegeschwindigkeit bzw. Taktfolge stark erhöht und die Dynamik des Gießvorganges verbessert werden, da nur kleine Mengen zu beschleunigen sind.

Da die Einrichtung als eine durchgehend geschlossene Einheit mit optimalen Beheizungsmöglichkeiten auspelegt ist, können beispielsweise auch magnesiumbehandclte Gußeisensorten für Ktigelgraphil-Ausscheidung bei minimalem Magnesiumabbrand und Temperattirverlnsi während langer Zeit gehalten werden.

Mit der Möglichkeit, Impfmittel kurz vor dem Vergießen beigeben zu können, kann der sogenannte Impfabklinkeffekt möglichst klein gehalten, d.h. eine gute und gleichbleibende Impfwirkung, erzielt werden.

\ D!■■.'.'. Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Druckgasbetriebene Einrichtung zum dosierten Abgeben schmelzfiüssigen Inhalts aus einem dichten und beheizten Vorratsgefäß mit Überlaufrohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlaufrohr (2) in ein dichtes Zwischengefäß (3) mündet, welches mit einer Meßeinrichtung (4) für die im Zwischengefäß befindliche Fiülmenge versehen ist und aus dem ein ansteigendes Ausgußrohr (5) führt, wobei beide Gefäße (1, 3) mit einzeln steuerbaren Gasdruckleitungen (7, 14) und Druckablaßeinrichtungen (24, 26) verbunden sind

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in das Zwischengefäß (3) führende Gasdruckleitung (14) Steuermittel zur Beeinflussung des zeitlichen Verlaus der Metall-Abgabe über das Ausgußrohr (20) enthält.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuermittel eine Drossel (21) in der Druckleitung (14) eingebaut ist. die mit einem Speicher (22) verbunden ist und von welchem die Druckleitung (14) über ein Ventil (23) zum Zwischengefäß (3) führt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßeinrichtung für die Füllmenge im Zwischengefäß (3) ein Kondensator (4) dient, der in den Seitenwänden eingebaut ist.

5. Einrichtung nach Anspiuch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßeinrichtung für die Füllmenge Ringspulen im Mantel oder außerhalb des Zwischengefäßes (3) angebracht sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgußrohr (5) vom Boden des Zwischengefäßes (3) ausgehl und bis über die Höhe des maximalen Füllniveaus (11) in demselben reicht.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengefäß (3) mit einer Dosiervorrichtung zur Zugabe eines Impfmittels versehen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung aus einem Vorratsbehälter (16) und einer anschließenden Dosierrinne (17) besteht.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlaufrohr (2) und/oder das Zwischengefäß (3) und/oder das Ausgußrohr (5) beheizbar, insbesondere elektrisch beheizbar, sind.

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