DE2805751A1 - Verfahren und vorrichtung zum schmelzen von gusswerkstoffen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum schmelzen von gusswerkstoffen

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DE2805751A1
DE2805751A1 DE19782805751 DE2805751A DE2805751A1 DE 2805751 A1 DE2805751 A1 DE 2805751A1 DE 19782805751 DE19782805751 DE 19782805751 DE 2805751 A DE2805751 A DE 2805751A DE 2805751 A1 DE2805751 A1 DE 2805751A1
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melting
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melt
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DE19782805751
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Ulrich Buescher
Tilo Damgaard
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PROTHERM OFENBAU GmbH
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PROTHERM OFENBAU GmbH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D18/00Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/04Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzen von Gußwerk-
  • stoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zum Schmelzen von Gußwerkstoffen.
  • Insbesondere betrifft die Erfindung ein Niederdruckgießverfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Durch die DE-AS 2 041 588 ist bereits ein Schmelzverfahren sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens bekannt geworden.
  • Nachteilig ist bei diesem Verfahren, daß nur eine bestimmte Rohmaterialabmessung zum Aufschmelzen gebracht werden kann. Das bei jedem Gießprozeß zu einem gewissen Prozentsatz anfallende Kreislaufmaterial aus Trichtern, Steigern und Anschnitten muß erst in die bestimmte Rohmaterialabmessung gegossen werden, um bei dem bekannten Verfahren zum Einsatz kommen zu können.
  • Ein weiterer wesentlicher Nachteil des bekannten Schmelzverfahrens und der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht darin, daß eine exakte Temperaturregelung der Metallschmelze nicht möglich ist, weil das aufzuschmelzende Rohmaterial in die Schmelze eintaucht.
  • Auch wird hier die Qualität der Schmelze und damit das herzustellende Gußstück nachteilig beeinflußt, weil durch das Eintauehen des Chargierkörpers in die Schmelze die am Chargierkörper anhaftenden Oxide mit in die Schmelze gelangen und über das Steigrohr in die Gießform gedrückt werden.
  • Um bei dem bekannten Verfahren die Chargierkammer gegen die Atmosphäre abdichten zu können, muß zwischen der Kammerwandung und dem aus der Kammer herausragenden Chargierkörper eine aufwendige Dichtung angebracht sein, was wegen der rauhen Oberfläche des Chargierkörpers und der hohen Temperaturen zu erheblichen Schwierigkeiten führt. Auf Grund der guten Leitfähigkeit eines In die Schmelze eintauchenden Chargierkörpers, der über die Dichtung nach außen ragt, treten außerdem um so größere Wärmeverluste auflje länger der Chargierkörper ist. Das würde bedeuten, daß viele relativ kurze Chargierkörper angefertigt werden müßten, die über besondere Isolierkörper miteinander verbunden sind, um dadurch den Wärmeverlust möglichst klein zu halten, was jedoch vielfach nicht tragbaren Arbeitsaufwand darstellt.
  • Bei einem unvorbereiteten Produktionsabbruch, z.B. durch einen totalen Energieausfall oder infolge Arbeitsunterbrechung, ist die bekannte Schmelzeinrichtung nicht gegen ein Einfrieren des Metalles geschützt. Denn es ist nicht ersichtlich, wie die Schmelzeinrichtung rasch und auf einfache Weise entleert werden kann.
  • Schließlich läßt sich die Reinigung der Schmelze bei der bekannten Schmelzeinrichtung nicht problemlos durch Einbringen eines drahtförmigen Schmelzbehandlungsmittels in den abgedichteten Schmelzraum durchführen, weil nahezu alle Schmelzbehandlungsmittel in der Schmelze Gase freisetzen, die in dem druckdichten Schmelzraum den Druck derart erhöhen können, daß es zu einem ungewollten Füllen der Gießform kommt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es somit1 ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem die Schwierigkeiten bei dem bekannten Verfahren weitgehend wrmieden werderi können. Das heißt, es soll eine exakte Temperaturregelung der Metallschmelze möglich sein. Dabei sollen in dem Schmelzgefäß alle Arten von Rohmaterialienßalso auch Kreislaufmaterial, verarbeitet werden können. Die an dem Rohmaterial anhaftenden Oxide sollen beim Aufschmelzen nicht in die Schmelze gelangen.
  • Die Schmelze soll sich leicht reinigen lassen, ohne daß es dabei zu einem ungewollten Füllen der Gießform kommen kann. Bei einem unvorbereiteten Produktionsabbruch sowie bei jeder normalen Stillegung des Betriebes soll die Metallschmelze aus dem Schmelzgefäß leicht entfernt werden können, ohne daß es zu einem Einfrieren des Metalles in dem Schmelzgefäß kommt. Außerdem soll das Aufschmelzen des Rohmaterials besonders rasch mit minimalem Energieaufwand möglich sein, ohne daß dabei die Metallschmelze verunreinigt wird. Schließlich sollen aufwendige Dichtungen und Isolierungen weitgehend entbehrlich sein.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Verfahrensansprüche im Anschluß an den Anspruch 1.
  • Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens folgt aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 7. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können zusätzlich den Unteransprüchen entnommen werden, die dem Anspruch 7 folgen.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorteilhafterweise jede Art von Rohmaterial verarbeitet werden. Wegen der thermischen Trennung zwischen dem aufzuschmelzenden Rohmaterial und der Metallschmelze ist erfindungsgemäß eine exakte Temperaturregelung der Metallschmelze möglich. In der überhitzten Schmelzzone erfolgt das Aufschmelzen des Rohmaterials bei minimalem Energieeinsatz besonders rasch ohne daß dabei die Metallschmelze von an den Rohmaterialien anhaftenden Oxiden verunreinigt wird. Die Metallschmelze läßt sich zu ihrer Reinigung nach einem Gießvorgang ohne Schwierigkeiten mit einem Inertgas durchspülen.
  • Metallreste lassen sich außerdem erfindungsgemäß besonders leicht aus dem Schmelzgefäß entfernen. Besonders aufwendige Dichtungen und Isolierungen werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vermieden.
  • I)ie Erfindung wiru nachfolgend otlrlt- jede Deschränkung anhand eines bevorzugten c; Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert, das ir, neiner anliegenden weitgehend schematisierten Zeichnung im Schnitt dargestellt ist.
  • Der erfindungsgemäße Ofen 1 besteht aus einem langgestreckten zylinfrischen Tiegel 2, dessen Läiigsachse zur Horizontalen um einen bestinmten Winkel α geneigt verläuft. Das obere Ende des Tiegels 2 ist durch eine bewegliche Klappe 4 gasdicht verschließbar. An eine nach oben austretende hoffnung am unteren Ende des Tiegels 2 ist ein auswechselbares Steigrohr 5 im rechten Winkel flüssigkeitsdicht angesetzt, das über ein Anschlußrohr 6 außerhalb des Ofens 1 atl,lie Bodenöffrlung einer üblichen Gießform 7 flüssigkeitsdicht angeschlossen ist.
  • Der Tiegel 2 wird vorzugsweise elektrisch mittels Widerstandsheizungen erhitzt. Im oberen Bereich des Tiegels 2 befindet sich eine erste elektrische Widerstandsheizung 8 und im unteren Bereich des Tiegels 2 ist eine zweite, von der Widerstandsheizung 8 getrennt ansteuerbare Widerstandsheizung 9 vorgesehen. Durch die erste Widerstandsheizung 8 wird ein oberer Abschnitt 2a des Tiegels im Betrieb des Ofens 1 auf eine bisher nicht übliche, erhöhte Schmelztemperatur gebracht, während durch die zweite Widerstandsheizung 9 ein unterer Abschnitt 2b des Tiegels 2 nur auf eine niedrigere Warmhaltetemperatur gehalten wird, durch die lediglich die erforderliche Gießtemperatur der Schmelze aufrechterhalten wird.
  • Innerhalb ein und desselben Tiegels 2 werden somit im Betrieb zwei verschiedene Temperaturzonen eingestellt und zwar eine Schmelzzone "S", in der das eingebrachte Rohmaterial unter erhöhter Temperatur aufgeschmolzen wird und eine von der Schmelzzone im wesentlichen getrennte Warmhaltezone t'W", in der nur die erforderliche Schmelztemperatur aufrechterhalten wird.
  • Das Steigrohr 5 zweigt am unteren Ende der Warmhaltezone "W" von dem Tiegel 2 ab, während die Klappe 4 am Tiegel 2 die Schmelzzone nach oben begrenzt.
  • Del Tiegel 2 mit den t-,e beiden elektrischen Widerstandsheizungen ist von einem Ofengehäuse 10 umschlossen, aus dem das obere Ende des Steigrohres 5 herausragt. Der Tiegel 2 ist in dem Ofengehäuse auf nicht näher dargestellte Weise auswechselbar angeordnet. Es ist dem Fachmann ohne weiteres klar, daß sich ihm für eine auswechselbare Anordnung des Tiegels in dem Ofengehäuse eine Vielzahl von Lösungen ohne weiteres anbieten, die hier nicht näher beschrieben werden brauchen.
  • Ari eine zentrale öffnung 11 im Deckel 4 ist eine Leitung 12 angeschlossen, über die zum Gießen im Betrieb Druckgas einstellbarer' Höhe in den Tiegel 2 gedrückt wird. In die Leitung 12 ist ein Dreiwegehahn 13 eingeschaltet. In seiner einen Stellung ist die Leitung 12 an eine Gasdruckquelle 14 angeschlossen und von der Atmosphäre abgesperrt. In der anderen Stellung des Dreiwegehahns 13 ist die Leitung 12 von der Gasdruckquelle 14 abgesperrt und an die Atmosphäre angeschlossen, wodurch der Tiegel 2 entlüftet wird.
  • Das Steigrohr 5 kann von herkömmlicher Art, z.B. aus Stahl, Grauguß oder Keramik sein. Es kann aber vorteilhafterweise auch einen gasdurchlässigen Zwischenwandbereich smäß der älteren Patentanmeldung P 27 03 657.3 aufweisen. Vorzugsweise ist an diesen Zwischenwandbereich eine Inertgasdruckleitung 16 angeschlossen. Zur Druckbeaufschlagung des Steigrohres 5 mit Inertgas aus den nachstehend genannten Gründen, befindet sich in der hierzu vorgesehenen Gasdruck leitung 16 ein Ventil 17, über 18 das die Gasdruckleitung 16 an eine Inertgasquelle anschließbar ist. An die Inertgasdruckleitung 16 ist außerdem ein Druckmeßgerät 19 angeschlossen.
  • Der Ofen 1 ist um seine zentrale Achse 3 drehbar bzw. schwenkbar angeordnet. Hierzu it die Verbindung zwischen dem Steigrohr 5 mit dem Anschlußrohr 6 lösbar ausgebildet. Bei einer Drehung des Ofens 1 aus seiner in der Zeichnung dargestellten Arbeitsstellung um 180° in seine Entleerungsstellung ragt das Steigrohr 5 nach unterl, so daß Reste der Schmelze aus dem Tiegel 2 in eine offene Form 2O abgelassen werden können. Die drehbare Lagerung des Uler~s 1 ist in der Zeichnung nur durch Lagerböcke 21 und 21 s'hrnatisch angedeutet. Da entsprechende drehbare Lagerungen als solche zum Stand der Technik gehören, erübrigt sich eine iris eirjzelne gehende Beschreibung hierzu. Gegenüber der Tiegelklappe II ist eine Chargiervorrichtung 15 angeordnet, über die aufzuschmeizendes Rohmetall 22 in Blöcken beliebiger Gestalt und Form ir, den Tiegel eingeführt werden kann. Die Chargiervorrichtung 15 ist irFer Zeichnung nur grobschematisch dargestellt und kann für die automatische Beschickung des Tiegels nach der öffnung der Tiegelklappe in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, was für den Fachmann selbstverständlich ist, so daß sich eine weitere Beschreibung einer solchen Chargiervorrichtung erübrigt, die in einer Programmsteuerung mit der Schließvorrichtung für die Klappe 4 zusammenarbeiten kann.
  • Der erfindungsgemäße Ofen arbeitet wie folgt: Der Tiegel 2 wird vor seiner Inbetriebnahme mit metallischem Rohmaterial 22 beschickt, das innerhalb der Schmelzzone "S" abgelegt wird. Hierbei kann es sich um Barren oder Stangen in beliebigen, auf dem Markt erhältlichen Abmessungen handeln, es kann sich aber auch zusätzlich oder allein um bei jedem Gießprozeß anfallendes, sogenanntes Kreislaufmaterial (Trichter, Steiger, Anschnitte) und um Rücklaufmaterial (Metallreste aus Ofenentleerungen) handeln, das allein oder zusammen mit Barren oder Stangen in den Tiegel eingeführt wird.
  • Der Neigungswinkel α des Tiegels kann derart gewählt werden, daß das Rohmaterial 22 im Festzustand durch Reibung auf dem geneigten Boden des Tiegels innerhalb der Schmelzzone flsfl liegen bleibt, das heißt, daß das Rohmaterial im Festzustand nicht auf den Boden des Tiegels in die Warmhaltezone "W" abwärtsrutscht.
  • Nach der Beschickung des Tiegels 2 wird die Klappe 4 geschlossen und die elektrischen Widerstandsheizungen 8 und 9 werden eingeschaltet. In der Schmelzzone wird das Rohmaterial 22 erfindungsgemäß einer bisher nicht dagewesenen überhöhten Ofentemperatur von beispielsweise 12000C bei Al-Legierungen ausgesetzt. Das Rohmaterial erreicht dabei sehr schnell seine Schmelztemperatur und schmilzt dann von seiner eigenen Oxidhaut vor einer weiteren Oxidation geschützt auf. Das Schmelzgut läuft durch die eigene Schwerkraft turbulenzfrei auf den geneigten Tiegelboden aus der überhitzten Schmelzzone "S" in die Warmhaltezone "W" abwärts und sammelt sich dort zu einer Schmelze 23 bis zu einem gewünschten Niveau. Die Widerstandsheizung 9 ist auf eine entsprechend niedrigere Ofentemperatur von beispielsweise 700 bis 8000C eingestellt, bei der die Schmelze die erforderliche Gießtemperatur besitzt bzw. beibehält.
  • Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß durch das ruhige Ablaufen des aufgeschmolzenen Rohmaterials aus der Schmelzzone in die Warmhaltezone des Tiegels 2 das Rohmaterial die oberflächliche Oxidhaut der Schmelze 23 unterkriecht, so daß in der Schmelze keine Verwirbelung entsteht, durch die die Oxidhaut mit in die Schmelze eingeschlagen werden könnte. Vielmehr bleibt die Oxidhaut als Ganzes an der Schmelzoberfläche erhalten.
  • In dem erfindungsgemäßen Ofen 1 ist also das aufzuschmelzende Rohmaterial 22 von der Schmelze 23 thermisch vollkommen getrennt, denn das aufgeschmolzene Rohmaterial 22 fließt erst dann in die Schmelze 23, wenn es geschmolzen ist, das heißt, wenn es die Badtemperatur nicht mehr negativ beeinflußt. Das noch feste Rohmaterial kommt zu keiner Zeit mit der Schmelze in Kontakt.
  • Dadurch, daß das Rohmaterial 22 erfindungsgemäß getrennt von der Schmelze aufgeschmolzen wird, ist es möglich, das Rohmaterial ohne Gefahr einer Überhitzung der Schmelze wesentlich schneller als bisher aufzuschmelzen, denn das in der überhitzten Zone zur Aufschmelzung gebrachte Gut fließt vor seiner Oberhitzung auf dem geneigten Boden des Tiegels in die Warmhaltezone nach unten.
  • Rechtzeitig vor Arbeits- oder Schichtbeginn kann eine nicht dargestellte Schaltuhr den vorher beschickten Ofen in Betrieb setzen, so daß das eingeführte Rohmaterial bereits kurz vor Schichtbeginn in der Warmhaltezone als geßbereite Schmelze vorliegt.
  • Zur Ausführung eines Gießvorganges mit dem erfindungsgemäßen Ofen ist die Klappe 4 geschlossen. Der Dreiwegehahn 13 wird in seine eine Stellung gebracht, in der die Druckgasquelle 114 an die Leitung 12 angeschlossen ist. Hierdurch gelangt das Gas unter einem bestimmten Arbeitsdruck in den geschlossenen Tiegel. Durch den Gasdruck wird ein Teil der Schmelze über das Steigrohr 5 und das Anschlußrohr 6 in die Gießform 7 gedrückt. Dabei befindet sich das Ventil 17 in seiner einen Stellung, in der der Zwischenwandbereich des Steigrohres 5 von der Inertgasquelle getrennt ist. Die Höhe des in den Tiegel eingesteuerten Gasdruckes richtet sich nach den Gegebenheiten der Gießform. Nach Ablauf eine) bestimmten Druckzeit wird der Dreiwegehahn 13 wieder umgeschaltet, so daß Gas aus dem Tiegel über den Hahn zur Atmosphäre entweichen kann. Hierbei trennt sich die flüssige Schmelze unterhalb der Gießform 7 von dem bereits erstarrten Metall in der Gießform und der Metallspiegel beginnt im Steigrohr abzusinken. Gleichzeitig mit dem Umschalten des Dreiwegehahnes 13 in die Entlüftungsstellung wird das Ventil 17 in seine Stellung geschaltet, in der das Steigrohr im vorstehend beschriebenen Maße mit einem Inertgas beaufschlagt wird. Der Überdruck des Inertgase verhindert das Ansaugen von Luft durch die absinkende Metallsäule im Steigrohr 5, so daß die Oberflächenoxidation des flüssigen Metalls im Steigrohr 5 weitgehend vermindert wird.
  • Das durch den gasdurchlässigen Zwischenraum des Steigrohres in das Steigrohrinnere eindringende Inertgas drückt dabei den Metallspiegel im Steigrohr 5 nach unten. Dabei erhöht sich der Druck am Druckmeßger&t 19 so lange, bis das Inertgas durch das Schmelzgut in den Tiegel entweichen und über den geöffneten Dreiwegehahn 15 zur Atmosphäre abströmen kann. Das Druckmaximum am Druckmeßgerät 19 ist dabei erfindungsgemäß als eine Aussage über den Füllstand des Schmelzgutes zu verwenden.
  • Durch das aus dem Steigrohr 5 in den Tiegel 2 austretende Inertgas wird die Schmelze in bekannter Weise von Oxiden gereinigt. Meldet das Druckmeßgerät 19 eine ausreichende Höhe der Schmelze, so bleibt die bewegliche Klappe 4 geschlossen und das überschüssige Inertgas entweicht durch die Leitung 12 zur Atmosphäre.
  • In einem solchen Falle wiederholt sich der Arbeitstakt für einen weiteren Gießvorgang, in dem der Dreiwegehahn 13 und das Ventil X umgeschaltet werden, so daß die Leitung 12 wieder an die Druckgasquelle 14 angeschlossen ist und die Leitung 16 von der Inertgasquelle getrennt ist.
  • Unabhängig von den aufeinanderfolgenden Gießvorgängen wird das Blockmaterial 22 getrennt vom Schmelzgut ständig aufgeschmolzen.
  • Vor Schicht- oder Arbeitsende kann das Schmelzgut auf ein minimales Niveau der Schmelze heruntergefahren werden. Die Entleerung des restlichen Materials aus dem Tiegel 2 kann dann auf einfache Weise durch Drehen des Ofens 1 um seine Mittelachse 3 erfolgen, wobei das Steigrohr 5 nach unten über der offenen Gießform 20 zu liegen kommt, so daß das restliche flüssige Metall aus dem Tiegel über das Steigrohr 5 abfließen kann.
  • Anschließend kann das Steigrohr 5 und der Tiegel 2 einer optischen Kontrolle unterzogen und gegebenenfalls gereinigt werden.
  • Es ist klar, daß die beiden elektrischen Widerstandsheizungen Teile von elektrischen Regel- bzw. Steuerkreisen sind, mit denen in kürzestmöglicher Zeit mit minimalem Energieaufwand metallisches Rohmaterial aufgeschmolzen und unabhängig hiervon die Temperatur der Schmelze geregelt werden kann.
  • Es ist weiterhin klar, daß die Erfindung nicht auf die Verwendung von elektrischen Widerstandsheizungen beschränkt ist, sondern das grundsätzlich jede Art von Heizung zum Aufschmelzen von Metallen und Warmhalten von Schmelzen verwendet werden kann.
  • Schließlich ist die Erfindung nicht auf ein Schmelz- und Niederdruckgießverfahren und einen Ofen zur Durchführung dieses Verfahrens beschränkt. So kann es sich unter anderem auch um ein Schmelzverfahren im Zusammenhang mit einer Metallschmelzdosiervorrichtung handeln.
  • Nach jedem Gießvorgang kann die im Tiegel 2 verbleibende flüssige Schmelzmenge gemessen und beim Erreichen eines minimalen Schmelzspiegels der Deckel bzw. die Klappe 4 des Tiegels aufgesteuert und die Chargiervorrichtung eingeschaltet werden, die dann Chargiergut in die Schmelzzone des Tiegels ablegt. Anschließend wird dann die Klappe 4 des Tiegels wie-der geschlossen und das Chargiergut in der vorstehend beschriebenen Weise unter erhöhter Temperatur in kürzest möglicher Zeit zum Aufschmelzen gebracht.
  • Die Steuereinrichtung der Klappe 4 und die vor der Klappe auRerhalb des Tiegels angeordneten Chargiervorrichtung ist nicht näher dargestellt und beschrieben. Dem Fachmann bieten sich hierfür aus der bekannten Steuerungstechnik verschiedene Möglichkeiten ohne weiteres an, die zum Verständnis der Erfindung keiner näheren Erläuterung bedürfen.
  • Erfindungsgemäß wird die Steuereinrichtung der Klappe 4 in Verbindung mit der Chargiervorrichtung von der Höhe des flüssigen Metallspiegels in der Warmhaltezone !,W1! des Tiegels gesteuert.
  • Die Messung des Metallspiegels erfolgt dabei nach jedem Gießvorgang erfindungsgemäß im Zusammenhang mit dem Druckmeßgerät 19.
  • Wird nach einem Gießvorgang der Dreiwegehahn 15 in seine Entlüftungsstellung gesteuert und gleichzeitig das Ventil 17 zum Anschluß der Inertgasquelle 18 an das Steigrohr aufgesteuert, dann wird erfindungsgemäß der Inertgasdruck so weit erhöht, bis das Inertgas durch die Schmelze in den Tiegel 2 hindurchgedrückt wird, von wo es über das Dreiwegeventil 13 zur Atmosphäre abströmen kann.
  • Es ist klar, daß der Inertgasdruck zum Durchspülen der Schmelze mit Inertgas nach dem Gießvorgang abhängig ist von der Höhe des Schmelzspiegels in der Warmhaltezone des Tiegels.
  • Erreicht der an dem Druckmeßgerät ablesbare Inertgasdruck einen vorgegebenen minimalen Wert, dann wird die Steuereinrichtung zur Öffnung der Klappe 4 und zum Einschalten der Chargiervorrichtung in der vorstehend beschriebenen Weise eingeschaltet.
  • Die erfindungsgemäße Beaufschlagung der Schmelze mit Inertgas nach Abschluß eines Gießvorganges erfüllt gleichzeitig mehrere wichtige Aufgaben: 1. Luftsauerstoff kommt nach dem Gießvorgang mit der Schmelze nicht in Berührung.
  • 2. Die Reinigung des flüssigen Metalls in Tiegel und Steigrohr 3. kann in Abhängigkeit von dem gemessenen Inertgasdruck zum Durchspülen der Schmelze mit Inertgas in der vorstehend beschriebenen Weise die Steuereinrichtung zur Betätigung der Klappe 4 und der Chargiervorrichtung eingeschaltet werden.
  • Es ist klar, daß in einer vereinfachten Vorrichtung nach der Erfindung bei Erreichen eines minimalen Inertgasdruckes zum Durchspülen der Schmelze mit Inertgas lediglich eine akustische und/ oder optische Anzeige ausgelöst werden kann, auf Grund der von einer Bedienungsperson im halbautomatischen Betrieb der Klappe 4 geöffnet und die Schmelzzone des Tiegels mit Chargiergut beschickt werden kann.
  • Leerseite

Claims (14)

  1. P a t e n t a n 5 p r ü c h e Verfahren zum Schmelzen von Gußwerkstoffen in Schmelzgefäßen, insbesondere Niederdruckgießverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß der Gußwerkstoff in einer Schmelzzone des Schmelzgefäßes bei einer die Sctlmelztenlpetatur des Gußwerkstoffes wesentlich übersteigenden Temperatur zum Schmelzen gebracht und das geschmolzene Gut in eier von der Schmelzzone vollkommen getrennten Warmhaltezone des Schmelzgefäßes auf einer niedrigeren zum Gießen ausreichenden Temperatur gehalten wird, wobei das von dem Gußwerkstoff in der Schmelzzone abgeschmolzene Gut vor einer Überhitzung vermittels eigener Schwerkraft aus der Schmelz zone in die Warmhaltezone turbulenzfrei abläuft und dabei die oberflächliche Oxidhaut der Schmelze in der Warmhaltezone unterkriecht.
  2. 2. Verfahren insbesondere nach Anspruch 1, wobei das Schmelzgefäß über ein Steigrohr an eine Gießform angeschlossen ist und flüssiges Metall durch die Einwirkung eines Gasdruckes auf die Schmelze über das Steigrohr in die Gießform gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Gießvorgang eine Inertgasquelle an das mehrschalige Steigrohr angeschlossen wird, über das Inertgas in das Schmelzgefäß gedrückt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze in dem Schmelzgefäß nach dem Gießvorgang von dem über das Steigrohr zugeleiteten Inertgas durchspült wird.
  4. 1. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Chargiervorrichtung zum Nachführen von festem Schmelzgut in die Schrnelzzone des Schmelzgefäßes in Abhängigkeit von dem gemessenen Inertgasdruck zum Durchspülen der Schmelze nach dem Schmelzvorgang mit Inertgas gesteuert wird.
  5. ,. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine flüssige Schmelze enthaltene Schmelzgefäß zum Gießen mit Druckgas beaufschlagt wird, wobei flüssiges Metall über das mehrschalige Steigrohr in eine Gießform aufsteigt und daß nach dLflI Gießvorgang das Schmelzgefäß von der Druckgasquelle abgeschaltet und die Inetgasquelle an das mehrschalige Steigrohr angeschlossen wird.
  6. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzzone des Schnelzgefäßes oberhalb der Warmhaltezone liegt und daß ein geiieigter Boden zwischen der Schmelzzone und der tiefer liegenden Warmhaltezone zum Ablaufen des zur Aufschmelzung gebrachten Schmelzgutes in die Warmhaltezone vorhanden ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Heizung zum Einstellen der Temperatur in der Schmelzzone und eine zweite Heizung zum Einstellen der Temperatur in der Warmhaltezone vorgesehen ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizungen elektrische Widerstandsheizungen sind.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzgefäß aus einem geneigten Rohrkörper mit einem oberen Bereich für die Schmelzzone und einem unteren Bereich für die Warmhaltezone besteht, wobei der Neigungswinkel derart gewählt ist, daß das nicht aufgeschmolzene Schmelzgut in der Schmelzzone auf dem geneigten Boden des Schmelzgefäßes rutschfest liegt aber das zur Aufschmelzung gebrachte Schmelzgut entlang dem geneigten Boden selbsttätig in die tiefer liegende Warmhaltezone des Schmelzgefäßes abfließt.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Schmelzgefäß an seinem oberen Ende einen druckdicht verschließbaren Deckel zum Einführen von Chargiergut in die obere Schmelzzone und an seinem unteren Ende eine Öffnung zum flüssigkeitsdichten Anschluß an ein Steigrohr auSweist, das an eine Gießform anschließbar ist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Schmelzgefäß mit dem Steigrohr zum Entleeren des Gefäßes über das Steigrohr um die Längsachse des Gefäßes drehbar gelagert ist.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel zum gasdichten Abschluß des Schmelzgefäßes über ein Ventil an eine Druckgasquelle angeschlossen ist.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12> dadurch gekennzedichnet, daß gegenüber dem Deckel außerhalb des Schmelzgefäßes eine Chargiervorrichtung zum Beschicken der Schmelzzone des Schmelzgefäßes mit Chargiergut bei geöffnetem Deckel angeordnet ist.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der Höhe des Schmelzspiegels im Schmelzgefäß den Deckel des Schmelzgefäßes nach einem Gießvorgang aufsteigt, die Chargiervorrichtung mr Beschickung der Schmelzzone mit Chargiergut einschaltet bnd anschließend den Deckel wieder zusteuert.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2534167A1 (fr) * 1982-10-11 1984-04-13 Pont A Mousson Procede de fabrication en fonderie de pieces moulees en alliages metalliques oxydables
EP0161051A1 (de) * 1984-03-28 1985-11-13 A/S Kongsberg Väpenfabrikk Kontinuierliche oder halbkontinuierliche Versorgung einer Giessdüse oer Form mit geschmolzener Magnesium-Legierung behandelt um einen Kornfeinungseffekt zu erzielen
CN117983794A (zh) * 2024-04-07 2024-05-07 泰州市双宇汽车零部件有限公司 一种天窗窗口加强件的铸造装置

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