DE2928715C3 - Anlage zur Sphärolithisierung von Gußeisen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine metallurgische Anlage zur Sphärolithisierung von Gußeisen durch ein Verfahren zur Einführung von Magnesium in Form von Stäben durch eine sich in dem Unterteil eines dicht abgeschlossenen Behälters befindliche Öffnung in eine Metallschmelze.

Eine aus der PL-PS 71 622 bekannte Anlage zur Sphärolithisierung von Gußeisen weist einen trommeiförmigen, dicht mit einem Deckel verschließbaren Behälter auf, in welchen durch ein Kohlenstofformstück eines Stabzuführungsstutzens mittels eines hydraulisch angetriebenen Zubringers Magnesiumstäbe eingeführt werden. Im Ergebnis der waagerechten Anordnung des Trommelbehälters ist jedoch die unmittelbare Einwirkung der Magnesiumdämpfe auf den Mittelteil des Behälters beschränkt, wo die Dampfströme nach oben strömen und zwar innerhalb eines in seiner Form einer parabolischen Sphäroide angenäherten Raums, der mit seinem Scheitel am Punkt der Verdampfung des Stabs anschließt Die Sphärolithisierung des gessmten Metallvolumens verläuft in der Folge der Innendurchiiüsse von

ίο den Seitenräumen der Metallschmelze. Magnesium reagiert während der Zeit der Durchströmung der Dampfblasen durch die Metallschmelze, weshalb dessen Ausnutzung, die von der Tiefe des Metallbades abhängig ist, im Vergleich zum Fassungsvermögen der Trommelte pfannen bei den bekannten Anlagen gering ist Überdies verringert sich in der Folge der Absetzung von Schlacke im oberen einer Reinigung unzugänglichen Behälterteil das beim Betrieb nutzbare Fassungsvermögen von Trommelpfannen rasch. In der bekannten Anlage wird das Trennen des Zubringers vom Stabzuführungsstutzen von Hand verrichtet was im Hinblick auf die hohen Temperaturen des Mantels eine schmerzhafte und gefährliche Handhabung ist
Der Sphärolithisierungsprozeß in einer dicht verschlossenen Pfanne wird durch die in der polnischen Erfindungsbeschreibung P-201 915 angeführten Anlage bezüglich der Leistungen gesteigert, welche die Mechanisierung von Operationen der Übertragung, des Schließens und des öffnens des Behälterdeckels betreffen. Diese Anlage enthält zwei Säulen, die waagerecht verschwenkbare Ausleger aufweisen, an denen eine die Einlaßöffnung des Behälters mit einem Deckel verschließende Einrichtung angehängt ist Der Deckel wird mit zwei entgegengesetzt wirkenden Kniehebelsystemen angedrückt, deren Mittelgelenke mit einem Hydraulikzylinder verbunden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Sphärolithisierung von Gußeisen anzugeben, die es ermöglicht, die Effektiv.? des Prozesses durch unmittelbare Einwirkung der Magnesiumdämpfe mit einem größtmöglichen Metallvolumen zu steigern, die Dauer der betrieblichen Einsatzzeit des Behälters zu verlängern und die Sicherheit der Bedienung zu erhöhen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Metallbehälter als ein vertikal ausgedehnter Schwenkkörper ausgelegt, dessen Abmessungen eine größere Schmelztiefe bestimmen als der Durchmesser des Hauptteiles des Behälters' aufweist. Um die der unmittelbaren Einwirkung von Magnesium nicht ausgesetzten Volumenanteile der Schmelze bis auf ein Minimum zu reduzieren, weist der Behälterboden die Form einer Sphäroide oder eines Stumpfkegels auf, die angenähert tangential zum Scheitelteil des Durchflußraumes der Dampfströme gestaltet sind, Die Einflußöffnung ist gegenüber der Behälterachse in Richtung der Behälterschwenkrichtung in die Tangentiallage bezüglich des Hauptteils versetzt angeordnet. Die Anlage ist mit einer Kupplungseinrichtung zur Ankupplung des senkrecht zur Schwenkachse angeordneten Stabzubringers versehen. Die Kupplungseinrichtung besteht aus einem mit Führungen versehenen Ständer und einem mit einem hydraulischen Zylinder verstellbaren Wagen, auf welchem der Stabzubringer befestigt ist. Die koaxiale Lage des Stabzubringers gegenüber dem Kohlenstofformstück in Stabzuführungsstutzen wird mit Zentrierelementen fixiert. Ein mit dem Wagen verbundener Nocken steuert den Schieber des Stabzuführungsstut-

zens. Auf der Seite, zu der die Schwenkung des Behälters erfolgt, befindet sich eine fahrbare Bedienungsplattforrn, von der die Operationen der Anordnung der Dichtung, der Probenentnahme und des Abziehens der Schlacke in einen mit der Plattform verbundenen Behälter verrichtet werden.

Die dargestellte Anlage mechanisiert vollständig die Operationen des Prozesses, der somit auf eine isolierte Weise, ohne Bedrohung der Umgebung mit pyrotechnischen Erscheinungen und ohne Vergiftung der Hallenatmosphäre mit Abgasen der verlaufenden Reaktionen geführt wird. Die Formgebung des Behälters steigert beträchtlich die Ausnutzung von Magnesium und gestattet die Tätigkeiten, weiche die Betriebsdauer der Anlage bestimmen, und zwar die Reinigung und die Überwachung der gesamten Fiäche der Behälterauskleidung durchzuführen.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezug auf Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Anlage mit ihren Einrichtungen im Querschnitt nach Linie I-I der Γ i g. 4 in Betriebsanordnung der Einrichtungen beim Einführen von Stäben,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Anlage in Ausgangsstellung der Einrichtungen,

Fig.3 eine Vorderansicht der Anlage ohne Kupplungseinrichtung und Zubringer,

F i g. 4 eine Draufsicht auf die Anlage.

Der Hauptteil einer Anlage ist der transportierbare Behälter A (Fig.2) für Gußeisen, der mittels Aufhängungen 9 (Fig.3) über eine Traverse an einen. Kranhaken angehängt ist Der Stahlmantel 1 des Behälters ist mit Rücksicht auf die Ausführung mit einer feuerbeständigen Auskleidung 2 aus zwei flanschverbundenen Teilen hergestellt Er bildet eine um eine horizontale Achse schwenkbare, in der Vertikalachse sich längserstreckende Pfanne mit derartigen Abmessungen, daß die Tiefe des Bades größer ist als der Durchmesser des Hauptteils. Der Behälterboden 3 (F i g. 1) ist in Form eines Kegelstumpfes ausgeführt. Im oberen Teil befindet sich eine Einflußöffnung 4, die gegenüber der Zentralachse in die Richtung, in die der Behälter geschwenkt wird, in eine Tangentiallage bezüglich des Hauptteils versetzt ist. Auf den Rand der Einflußöffnung 4 wird eine Asbestdichtung 5 aufgelegt. Unterhalb des Randes befindet sich ein am Mantel 1 befestigter Aufhängungsflansch 6 für Arme 32 einer Verschlußeinrichtung C Im unteren Teil, zu beiden Seiten des Mantels f sind Aufsetzzapfen 7 und so Ausschnitte 8 angeordnet, mit denen der Behälter A in Arme 20 eines Schwenktriebwerks B eingesetzt wird. Unmittelbar über dem Boden 3, senkrecht zur Schwenkachse, befindet sich ein StabzufUhrungsstutzen 10 (Fig.3). In der in den Mantel 1 eingeschweißten Stahlnabe 11 ist ein aus Edelkohle ausgeführtes äußeres Formstück 12 eingesetzt, das mit seinem Flanschverschluß in die feuerbeständige Auskleidung 2 eingebaut ist. In das Außenformstück 12 ist ein Ir.nenformstück 13 eingeschoben, durch dessen Axialöffnung 14 Magnesiumstäbe eingeführt werden. Das Innenfofmstück 13 ist durch einen Stellring IS fixiert, der in eine Nut des Formstücks 13 auf dem nach außen vorspringenden Teil eingeführt ist und mit einem Deckel 16 gesichert wird. Der Deckel 16 weist einen verschiebbar an der Front befestigten Schieber 17 auf. Unterhalb der Öffnung 14 sind zwei Zentrierhülsep. 18 fixiert.

Ein als Schweißkonstruktion aus Stahlprofilen ausge

führtes Gestell 19 verbindet folgende Arbeitseinrichtungen: das Schwenkwerk B, eine Säule 24 mit einem Ausleger 25, die Verschlußeinrichtung C und die Kupplungseinrichtung PdesStabsubringers E

Das Schwenkwerk B weist zwei gekuppelte und den Behälter A umfassende Arme 20 auf, welche drehbar in auf Stützen 21 angeordneten und die Schwenkachse bestimmenden Lagern 22 gelagert sind. Auf den Armen 20 befinden sich Zapfen und Ausschnitte, welche mit entsprechenden Ausschnitten 8 und Zapfen 7 des Behälters A zusammenwirken. Die Schwenkbewegung erfolgt durch einen Hydraulikzylinder 23.

Mit dem Gestell 19 ist die Säule 24 verbunden, an deren Ende sich ein Zapfen befindet, auf dem der Ausleger 25 waagerecht schwenkbar gelagert ist Der Ausleger 25 ist um 90° durch einen Hydraulikzylinder 26 schwenkbar, wobei sich in einer Endlage die Achse des Auslegers 25 mit der Achse der Einflußöffnung 4 deckt Am Ende des Auslegers 25 ist mittels Bolzen 28 (F i g. 2) und Hakenlagern 27 die Verschlußeinrichtung C aufgehängt Sie ist mit einem fackel 29 versehen, welcher mittels zweier entgegengerichieter Kniehebelsysteme 30 andrückbar ist, deren Mittelgelenke mit einem Hydraulikzylinder 31 verbunden sind. Zwei nach unten gerichtete Arme 32 der Verschlußeinrichtung C endei. in Abstützfußen 33, welche mit dem Aufhängungsflansch 6 des behälters A zusammenwirken.

An der der Schwenkeinrichtung des Behälters A gegenüberliegenden Seite und senkrecht zur Schwenkachse befindet sich die Kupplungseinrichtung D mit dem Stabzubringer C Am Gestell 19 der Anlage ist ein mit Führungen 35 versehener Ständer 34 (Fig. 1) befestigt In den Führungen 35 befindet sich ein auf Rädern 37 angeordneter mittels eines Hydraulikzylinders 38 verstellbarer Wagen 36, der auf seiner Frontfläche zwei Zentrierbolzen 39 aufweist, welche mit den Zentrierhülsen 18 des Stabzuführungsstutzens 10 zusammenarbeiten. Am oberen Teil des Wagens 36 ist der Stabzubringer E montiert In der Endpnase der Zustellung des Wagens 36 an den Behälter A heran übernehmen die Zentrierbolzen 39 und die mit ihnen zusammenwirkenden Zentrierhülsen 18 die Führungsar^; beit, wodurch die koaxiale Lage der Öffnung 14 mit der öffnung des Zubringers E garantiert wird. Der Stabzubringer E ist mit einem Fa'lmagazin 40 für Magnesiumstäbe versehen, welche nacheinanderfolgend in den Behälter A durch einen in zwei Richtungen arbeitenden Hydraulikzylinder 41 eingepreßt werden. Am Gehäuse des Stabzubringers E ist ein Nocken 42 befestigt, der auf den Schieber 17 des Stabstutzens 10 einwirkt. Bei ein?r Zustellung des Stabzubringers E durch den Hydraulikzylinder 38 wird der Schieber 17 in die Lage zur Freigabe der Staböffnung 14 verstellt, mit de, Rückschiebung des Stabzubringers E ist auch die Verstellung des Schiebers 17 in die Verschlußlage der öffnung 14 verbunden.

An der Seite des Behälters A, in die die Schwenkung erfolgt, befindet sich eine fahrbare Bedienungsplattform F (Fig.2). Die Bewegung der Plattform auf den Behälter A zu und von ihm weg, wird durch einen Hydraulikzylinder 43 über einen Hebelstöße! 44 bewirkt Die Plattform Fbewegt sich über Laufräder 46 auf Schienen 45 (Fig.4). In dem dem Behälter A nächsten Teil besitzt die Plattform einen mit einem Deckel abdeckbann Schlackenbehälter 47.

Die Energiequelle für die Anlage bildet eine Hydraulikstation 48 (F i g. 3) und ein Hydraulikakkumulatorsatz, welcher im Falle eines Stromausfalls eine

störungsfreie Beendigung des Prozesses gestattet. Die Betätigung einzelner Operationen wird von einem Steuerpult 49 vorgenommen.

Die Sphärolithisierung des Gußeisens mittels der beschriebenen Anlage wird mittels eines Krans mit der Aufstellung des mit Gußeisen gefüllten Behälters A auf den Armen 20 des Schwenkwerks B begonnen. Nach Zustellen der Plattform Fund Auflegen der Asbestdichtung 5 auf den Rand der Einflußöffnung 4 erfolgt das Verschließen des Behälters A in der Folge der Umsteuerung des Hydraulikzylinders 26 und Betätigung der den Deckel 29 schließenden Einrichtung C. Danach wird mittels der Kupplungseinrichtung Dder Zubringer /.' ,in den Stabzuführungsstutzen 10 angeschlossen und die im Magazin 40 befindlichen Magnesiumstäbe werden nacheinanderfolgend in die Metallschmelze eingepreßt. Der letzte ist ein die öffnung 14 verschließender Stahlstab. Nach Beruhigung des Prozesses wird der Deckel 29 geöffnet und die Kupplungseinrichtung D entfernt. Von der Plattform Faus entfernt ■-, der Bedienende der Anlage die Schlacke von der Metalloberfläche in den Behälter 47 und entnimmt Proben.

Nach Verstellung der Bedienungsplattform F unter den Auslaß (Einflußöffnung) des Behälters A wird eine

ίο Gießpfanne mit auf dem Boden aufgeschüttetem Modifizierungsmitteln aufgestellt, welche mit dem Inhalt des Behälters A mittels des Schwenkwerks B aufgefüllt wird. Nach Entleerung des Behälters A wird der Arbeitsprozeß mit der Reinigung des Behälterinne·

ι-, ren von Schlackenresten und gegebenenfalls mit dem Auswechseln des Innenformstücks 1.3 beendet.

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Claims (7)

Patentansprüche;

1. Anlage zur Sphärolithisierung von Gußeisen durch Einführen von Magnesiumstäben in die Metallschmelze, welche ein Gestell mit die Lage des tragbaren Behälters fixierenden Elementen, eine Säule mit einem waagerecht schwenkbaren Ausleger, an welchem eine Einrichtung zum Verschließen der Einflußöffnung des Behälters mit einem Deckel, und einen in der Nähe des Bodens, an einem Stabzuführungsstutzen befestigten Stabzubringer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (A) einen vertikal ausgedehnten Schwenkkörper bildet, dessen Abmessungen eine bezüglich des Durchmessers des Hauptteils des Behälters (A) größere Tiefe bestimmen, wobei der Behälter einen kegelstumpfförmigen oder sphärischen Boden (3) aufweist und mit einer gegenüber der ZentrsJachse in Schwenkrichtung des Behälters in eine zuni Hauptteil tangentiale Lage versetzten Einflußöffnung versehen ist, und daß die Anlage mit einer vertikal zur Schwenkachse des Behälters (A) angeordneten zur Kupplung des Stabzubringers (E) mit dem Behälter (A) dienende Kupplungseinrichtung (D)ausgestattet ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung (D)aus einem mit Führungen (35) versehenen Ständer (34) und einem mit einem Hydraulikzylinder (38) verstellbaren Wagen (36) besteht, auf dem der Stabzubringer (E) montiert ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die koaxiale Detriebslage des Stabzubringers (^gegenüber dem Stabz iuhrungsstutzen (10) durch Zentrierelemente (18,39) fixiert wird.

4. Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Wagen (36) ein einen Schieber (17) des Stabzuführungsstutzens (10) steuernder Nocken (42) verbunden ist.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Behälters M gegenüber dem Gestell (19) fixierende Elemente (7, 8) am Behälter (A) und in Armen (20) des Schwenkwerks f£J angeordnet sind.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der Seite, zu der die Schwenkung des Behälters (A) erfolgt, eine fahrbare Bedienungsplattform (F) angeordnet ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienungsplattform (F) mit einem Schlackenbehälter (47) ausgestattet ist.