DE2509372C3 - Einrichtung zum dosierten Abgeben schmelzflüssigen Inhalts aus einem Vorratsgefäß - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine druckgasbetricbcnc Einrichtung zum dosierten Abgeben schmelzflüssigen 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 Einrichtung bekannt, mit der dosierte Mengen einer Schmelze abgegossen werden können. Die Dosierung wird da- *5 durch erreicht, daß mittels zunehmendem Gasdruck das Schmelzniveau in einem Vorratsgefäß pro Gießtakt um eine konstante Höhe abgesenkt wird. Zur Steuerung

372 der dabei benötigten Gasmengen werden beispielsweise Pyrometer als Sonden in die Einfüllöffnungen 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 Auslauföfrnungen 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 Gefäßen, indem das Abgeben kleiner Mengen nur ein minimales Absenken des Flüssigkeitsspiegels im Vorratsgefäß bedingt, was wiederum mit den zur Verfügung stehendtn 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 mit ei ieiT. Stopfen eine sich am Boden befindende Ausgußöffnung 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 Überlaufrohr vom Vorratsgefäß in ein dichtes Zv/ischer.gefäß 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 Gasdruckleitungen und Druckablaße!nrichtungen verbunden sind.

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

F i g. I 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) Ringspulen 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. die 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 Schmelzni veau-Messung im Vorratsg-fäß können verschiedene Meßmethoden angewandt werden, wobei sich diejenige mit radioaktiven Strahlenquellen und entsprechenden Empfängern besonders bewährt hat.

Das Zwischengefäß 3 ist mit einem wegnehmbarcn Deckel 13 luftdicht verschließbar. In das innere des Gefäßes 3 münden außer dem Überlaufrohr 2 eine Druckgassteuerleitung 14 und beispielsweise eine Impfmittelzuführleitung 15. Eine Einrichtung zur Impfmiticlziiieilung besteht beispielsweise aus einem Vorratsbehälter 16, aus dem das Impfmittel, beispielsweise Ferrosiliziuni, über eine Dosierrinne 17 mit Vibrationsantrieb in die Zuführleitung 15 gebracht wird. Die Leitung 15 besitzt ein Ventil 18, um das Zw'schengefa'ß 3 jeweils nach der Zugabe des Impfmittels gasdicht verschließen zu können. Die zugeführte Impfmittelmenge ist proportional zur jeweiligen Einschaltdauer der Dosierrinne 17. Das Zwischengefäß 3 ist mit einer Anzahl Hei/sWiben 19 beheizbar, die vorzugsweise in Bohrungen augebracht 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, die vorzugsweise in Bohrungen angebracht sind. welche parallel zur Ausgußachsc und im I Imfang verteilt sind. In der Druckgassteuerleitung 14 ist vorzugsweise eine Drossel 21 und ein Speicher 22 eingebaut, zur Steuerung der zeitlich zu vergießenden Menge schmelzflüssigcn 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.

Eine größere Menge Schmelze kann nach Bedarf durch die Einfüllöffnung 8 in das Vorratsgefäß 1 geschüttet 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 der Gasdruck über das geöffnete Druckablaßvenlil 26 auf Atmosphärendruck reduziert. Ist im Zwischengefäß 3 der Niveaustand entsprechend den, vorbestimmten Gießgewicht für eine Gießform 25 erreicht, so beendet ein mit dem Kondensator 4 gesteuertes Gerät durch Schließen des Ventils 24 die Druckgaszufuhr zum Vorratsgefäß und hält den erzeugten Druck konstant, wodurch die Schmelzezufuhr ins Zwischengefäß gestoppt wird.

Eine allfällige Impfmitlelzugabe in das Zwischengefaß 3 über die Leitung 15 erfolgt jeweils vor der genannten Überleitung aus dem Vorratsgefäß 1. damit 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 Zwisthcngefäß 3 einströmt und die Schmelze durch das Rohr 5 hinausdrückt. Dabei wird die Schmelze im Überlaufrohr 2 nur leicht zurückgedrängt, weil der Druck im Vorratsgefäß I gehalten wird. Ist das Zw'schengefäß 3 bis zu einer vorbestimmten Spiegelhöhe W 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.

Herrscht im Zwischengefäß 3 wieder Atmosphärendruck, so kann ein neuer Takt beginnen, indem eine zum dosierten Abgeben bestimmte Menge vom Vorratsgefäß 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 Eiscrv menge. wobei die Abszisse X die Zeit und die Ordinate Vdie Durchflußmenge darstellt. Die schraffierte Flache einspricht 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 zusatzlichen 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 Fornihohlraum 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 schmelzflüssigcm 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 ausgelegt ist, können beispielsweise auch magnesiumbehandelte Gußeisensorten für Kugelgraphit-Ausscheidung bei minimalem Magnesiumabbrand und Tcmpcraturverlust während langer Zeit gehalten werden.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche: 25

1. Druckgasbetriebene Einrichtung /um dosierten Abgeben schmelzflüssigen 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 Füllmenge versehen ist und aus dem ein ansteigendes Ausgußrohr (5) führt, wobei beide Gefäße (I, 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) /um 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 Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßeinrichtung für die Füllmenge Ringspulen im Mantel oder außerhalb des Zwischengefäßes (3) angebracht sind.

b. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgußrohr (5) vom Boden des Zwischengefäßes (3) ausgeht und bis über die Höhe des maximalen Fiillniveaus(ll) in demselben reicht.

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