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Verfahren und Vorrichtung zum Gießen von Metall
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Gießen von Metall,
insbesondere Stahl und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei diesem Verfahren wird das Druckgießen - ein bereits bekanntes Verfahren -verwendet,
um Gießformen von unten durch einen Einlaßkanal zu füllen.
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Aus dem schwedischen Patent 208 785 ist das sogenannte Amsted-Verfahren
bekannt, bei dem Blöcke in Graphitformen gegossen werden und nachdem die Form mit
Metall gefüllt worden ist, wird der Mitallfluß durch eine Scheibe unterbundes
worauf
das Gießmetall in der Form erstarrt und der Block aus der Form entfernt wird,die
geöffnet werden kann. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, aaß die Vorrichtung
zur Unterbrechung des MebZlflusses in die Form eingebaut ist und daß daher für jeden
gegossenen Block eine Trennscheibe verbraucht wird. Abgesehen von den Kosten für
die Trennscheiben für jeden Block, sind mit dem Einrichten der Trennvorrichtung
in jeder Form und mit der Ausbau dieser Vorrichtung nach Jedem Guß, um neue Trennscheiben
einzuführen, erhebliche Kosten verbunden. Mit dem Amsted-Verfahren sind Anstrengungen
unternommen worden, um die Oberflächendefekte an den Blöcken zu vermindern, so d
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die folgende Formgebung beispielsweise durch Walzen der Blöcke erleichtert
wird. Aber dies hat sich nicht als sei;r erfolgreich erwiesen und das Verfahren
ist nur in geringem Umfang verwendet worden, um große Blöcke, die zu Walzgut gewalzt
werden, zu gießen und in den Vereinigten Staaten zum Gießen von Eisenbahnrädern.
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Aus der schwedischen Offenlegungsschrift 7216776-2 ist weiter bekannt,
daß durch Gießen von Blöcken in Normen, wobei die dicken Baden nach oben gerichtet
sind, die Formen nach dem Füllen am Boden mittels einer festen Verschlußscheibe
in Verbindung mit dem Transport zur Seite geschlossen werden und daß die Verschlußscheibe
gekühlt ist.
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Dieses Vorgehen enthält offensichtlich dadurch große Risiken, daß
das geschmolzene Metall zwischen dem Bodenende der Form und der festen Verschlußscheibe
während des Transports der Gießformen ausfließt, da das Verschließen am Boden nicht
erfolgt, bevor die Gießformenzur Seite transportiert werden. Ein anderer Nachteil
besteht darin, daß die feste Verschlußscheibe beschädigt wird, wenn die Formen auf
den Scheiben bewegt werden und dies kann auch dazu beitragen, daß geschmolzenes
Metall ausfließt, was nicht zugelassen werden kann.
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Aus der Dv-OS 2 225 489 ist weiter bekannt, daß bei Beendigung des
Steiggusses der Metallfluß durch bewegliche Scheiben unterbrochen wird. Wie bei
dem Amsted-Prozeß (SW-PS 208 785) wird auch bei diesem Verfahren eine Scheibe für
jeden Block zum Trennen benötigt und dies ist ein beträchtlicher Nachteil. WeiterE.
n bleibt geschmolzenes Metall in den horizontalen Kanälen während der Zeitlwährend
der gefüllte Gießformen gegen leere Gießformen ausgetauscht werden und dies kann
zur Folge haben, daß das Metall in diesen Kanälen erstarrt, was nicht zugelassen
werden kann. Dieses Verfahren vermeidet daner nicht die Kosten und die schlechten
Bedingungen, die mit dem Hubtisch verbunden sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren und
Vorrichtungen
zum Gießen von Metall anzugeben, mit denen ein Gießen ohne Jeweils neTrenn- oder
Verschlußscheiben möglich ist.
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Dies wird erreicht durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Merkmale.
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Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daB,wenn die
Gießformen gefüllt sind, der Metallfluß durch den Einlaßkanal durch einen beweglichen
Gleitschlitten unterbrochen wird, der durch seine Ausgestaltung oder durch Kühlen
während der Verschlußzeit ein schnelles Erstarren des Metalls in dem Einlaßkanal
und in dem Boden der Gießform gewährleistet, worauf die Gießform mit dem geschmolzenen
Metall fortgehoben wird.Da wird nach der bewegliche Schlitten zum erneuten Durchfluß
von Metall zur Füllung von Gießformen die nach und nach aufgesetzt werden und die
in einer festen Gießstellung durch Druckgießen gefüllt werden, geöffnet.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird der große Vorteil erreicht, daß
das Metall im Einlaßkanal und am Boden der Porm erstarrt ist, bevor die Formen abgehoben
werden und auf diese Weise wird der Formenwechsel in sicherer Weise bewerkstelligt.
Ein anderer wesentlicher Vorteil besteht
darin, daß nur ein beweglicher
Schlitten verwendet wird, um soviele Blöcke zu gießen, wie für den Metallinhalt
im Gießgefäß (der GießfUllung) benötigt werden.
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Ein Vorteil im Vergleich zum üblichen Stepgießen, wie auch zum Verfahren
nach der DT-OS 2 225 489 besteht darin, daß das Gießen im sogenannten geschlossenen
System durch geführt wird, d.h. das Metall wird nicht oxidiert, was gute Oberflächen
der Blöcke zur Folge hat. Dieser Vorteil wird verstärkt, insbesondere am Fuß des
Formbodens, da die sogenannte Äufsteiggeschwindigkeit des Metalls in gewünschtem
MaBe geregelt werden kann, was beim üblichen steigen den Gießen nicht möglich ist,
bei dem die höchste !Geschwindigkeit am Anfang des Füllens der Form besteht, wahrend
es entgegengesetzt sein sollte, um gute Oberflächen auf den Blöcken und kurze Füllzeiten
zu erhalten. Das oben erwähnte Risiko der Erstarrung von Metall in den horizontalen
Kanälen während des ormenwechsels existiert nicht, da das Metall in dem Steigrohr
- das in das Gießgefäß eingeführt ist - in das Gießgefäß zwischen den Füllungen
der Form zurückkehrt. Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zur
iurchfiuirwig dieses Terfahrens und diese Vorrichtung enthält eine Anzahl von Gießformen,
die von unten gefüllt werden können, und die nacheinander in Gießstellung auf einem
Gießtisch angeordnet werden. Bei dieser Vorrichtung ist auch eine bestimmte
Schlittenverschlußdüse
vorgesehen, die unter dem Gießtisch angeordnet ist, um den Metallfluß zu unterbrechen
und das im Einlaßkanal und am Boden der Gießformen befindliche Metall erstarren
zu lassen, sowie eine Dflckeinrichtung, die das Metall durch das aufsteig,en läßt
Steigroh , das mit seinem oberen Ende mit der Verschlußschlittendüse verbunden ist.
Dieser Verschlußschlitten hat zwei feste und eine bewegliche Platte, wodurch eine
feste Verbindung mit dem Steigrohr sowie dem Einlaßkanal durch den Gießtisch erreicht
wird. Mit einer solchen Einrichtung können Blöcke mit hoher Qualität rationeller
erzeugt werden als durch übliche Verfahren zum steigenden mit Gießen und bei weitem
besser; Arbeitsbedingungen. Das Ve fahren und die Vorrichtung vermeiden also den
großen Nachteil, den das Amsted-Verfahren besitzt, da dieses Verfahren für Jeden
Block eine Trennscheibe mit den entsprechenden Kosten zui Ein- und Ausbau der Scheibenanordnung
erfordert.
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Die>Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 und 2 die
Anordnung an der Gießstation und Fig. 3 eine Gesamtansicht einer Anlage nach der
Erfindung.
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In Fig. 1 ist eine Gießform 1 auf einem GieXisch 2 aufgesetzt, der
durch eine Verschlußschlittendüse 3 und einen ESnlaßkanal 4 mit dem Steigrohr 5
in Verbindung steht, das sich bis nahe an dem Boden des Gießgefäßes 6 erstreckt,
das in einem Kessel 7 angeordnet ist. In den Kessel wird Druckgas z.3. Argon eingeleitet,
um das geschmolzene Metall in die Gießform einzufüllen.
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Die Verschlußschlittendüse 3 besitzt zwei feste Platten 8 und eine
Platte 9, die mittels einer Vorrichtung 10 in zwei Richtungen verschieblich ist.
Der eine Teil der beweglichen Platte ist aus keramischem Material hergestellt, das
sich für den Durchfluß flüssigen Metalls eignet, während der Teil der beweglichen
Platte, der den Metallfluß unterbricht und das Metall im Einlaßkanal und im Boden
der Gießform erstarren läßt, aus Kupfer oder einem anderen Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit
hergestellt ist, wobei.dieser Teil auch mit Innenkühlkanälen versehen ist, durch
die Kühlwasser durch bewegliche Rohrleitungen 11 und abgeführt wird.
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Fig. 2 zeigt eine andere Ausbildung der beweglichen Platte der Verschlußschlittendüse,bei
der anstelle einer Kühlung des Schließteils der Platte,dieser Teil oder seine der
oberen festen Platte 8 zugewandten Seite aus einem Material
mit
einer hohen Wärmeabsorp tionsfähigkeit hergestellt bzw. bedeckt ist.
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Fig. 3 ist eine Gesamtansicht einer Anlage mit einer großen Anzahl
von Gießformen (1, 12, 13 ....>; wie oben erwahnt werden gefüllte Gießformen
eine nach der anderen gegen leere Gießformen'in die der Reihe nach gegossen wird,
ausgetauscht. Das Austauschen der Gießformen erfolgt durch eine Hubvorrichtung,
wie sien Fig. 3 zu sehen ist. Es kann natürlich auch eine beliebige andere Vorrichtung
für diesen Zweck verwendet werden. Es kann manchmal zur Verhinderung eines Ausfließens
von Metall zwischen dem Fußende der Gießformen 1 und dem Gießtisch 2 vorteilhaft
sein, daß eine wärmebeständige Packung zwischen Gießformen und Gießtisch vorgesehen
wird.
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Nachdem eine Gießform 1 auf dem Gießtisch 2 oberhalb des Einlaßkanals
4 angeordnet ist, wird die Form durch Erhöhung des Druckes in dem Kessel 7 gefüllt,
wobei die bewegliche Platte 9 in der für den Durchgang des Metalls offenen Stellung
gehalten wird. Wenn die Gießform gefüllt wird, wird die Vorrichtung 10 zum Schließen
der beweglichen Platte der Verschlußschlittendüse 3 betätigt und gleichzeitig wird
der Druck ii Kessel 7 gesenkt, wenn das
geschmolzene Metall in
dem Steigrohr 5 in das Gießgefäß 6 zurückfließt. Gleichzeitig wird Kühlwasser durch
die flexiblen Rohrleitungen 11 zirund abgeführt, wenn die bewegliche Platte 9, wie
inFig. 1 ausgebildet ist, wobei das geschmolzene Metall in dem Einlaßkanal 4 und
im Boden der Form schnell erstarrt und einen Pfropfen bildet, so daß die Form anschließend
mit ihrer im übrigen noch schmelzflüssigen Füllung gehoben werden kann. Das Füllen
des Metalls in die Form wird dementsprechend ohne Luft zuführung durchgeführt, was
beim Gießen von Stahl gewährleistet, daß das geschmolzene Metall nicht oxidiert
wird und da die Anstiegsgeschwindigkeit in der Form entsprechend eingestellt werden
kann, ist die Oberfläche des schließlich e.-haltenen Blockes gut. Auf diese Weise
gegossene Blöcke haben bei der Stahlherstellung gute Oberflächen und sind ohne die
sogenannten Pfeifen, die beim sogenannten fallenden Guß auftreten und die Kosten
sind niedriger als beim steigenden Guß oder Druckguß nach dem Amsted-Verfahren und
ein anderer wesentlicher Vorteil sind die guten Arbeitsbedingungen.