DE3317474A1 - LOW-PRESSURE CASTING METHOD AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION - Google Patents
LOW-PRESSURE CASTING METHOD AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATIONInfo
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- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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- B22D18/08—Controlling, supervising, e.g. for safety reasons
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Description
R 464-HeR 464-He
Garmisch-Partenkirchen, 11, Mai 1983 He/EGarmisch-Partenkirchen, May 11, 1983 He / E
RUSS-Elektroofen Produktionsgesellschaft D)IdH & Co.KG Bonner Straße 530 5000 Köln 51RUSS electric furnace Production company D) IdH & Co.KG Bonner Strasse 530 5000 Cologne 51
Niederdruckgießverfahren und Vorrichtung zu seinerLow pressure casting process and device for his
Pur c hf uhr ungPur c h uhr ung ^^^^^^,^^^^^^,
Die Erfindung betrifft ein Niederdruckgießverfahren, bei dem der Guß durch Druckerhöhung in der Chargierkammer des Ofens erfolgt.The invention relates to a low-pressure casting process in which the casting is carried out by increasing the pressure in the charging chamber of the furnace takes place.
Bei einem solchen Ofen ist es bekannt, den Druck über einen Signalgeber und einen Volumenverstärker direkt dem Ofen zuzuführen. Der Signalumformer bekommt nach jedem Abguß einen fest vorgeschriebenen Wert zur Druckerhöhung, so daß bei abnehmender Metallmenge im Ofen mit einem immer höheren Druck gearbeitet wird. Beim Start des Gießzyklus läuft ein Zähler an, der nach einer festgelegten Zahl von Abgüssen den Ofen zum Nachfüllen drucklos macht. Ist bei Gußbeginn der Ofen nicht vorschriftsmäßig gefüllt, dann stimmt die Abgußzahl nicht mehr, bzw. die vorgegebene Druckerhöhung reicht nicht aus, um die Kokillen vorschriftsmäßigIn such a furnace, it is known to monitor the pressure via a signal transmitter and a volume booster to be fed directly to the oven. The signal converter receives a fixed value for pressure increase after each pour, so that at As the amount of metal in the furnace decreases, the pressure used is always higher. At the start of the casting cycle a counter starts up which, after a set number of casts, the furnace for refilling depressurizes. If the furnace is not filled according to regulations when casting begins, the number of casts is correct no longer, or the specified pressure increase is not sufficient to properly open the molds
_ 2^_ Co. _ 2 ^ _ Co.
zu füllen. Ist der Ofen dagegen etwas zu hoch gefüllt, dann kann es passieren, daß Metall aus dem Ofen herausspritzt.to fill. If, on the other hand, the furnace is filled a little too high, it can happen that metal comes out spurts out of the oven.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und unabhängig vom Füllungsgrad im Ofen hinsichtlich des Badspiegels in der Metallauslaufkammer immer die gleiche Ausgangssituation zu haben, d.h. den Badspiegel zwischen den Gießvorgängen auf eine bestimmte Höhe zu bringen. Darüberhinaus strebt die Erfindung an, die Fließgeschwindigkeit des Metalles während des Gusses sehr genau zu steuern, um möglichst geringe Badbewegungen sowohl im Ofen als auch in der Metallauslaufkammer zu erzeugen, wodurch die Schlackenbildung stark verringert werden kann.The invention is based on the object of avoiding these disadvantages and regardless of the The degree of filling in the furnace with regard to the bath level in the metal outlet chamber is always the same initial situation to have, i.e. the bath level between the pouring processes at a certain height bring to. In addition, the invention seeks to reduce the flow rate of the metal during the Casting to be controlled very precisely in order to minimize the movement of the bath both in the furnace and in the To generate metal discharge chamber, whereby the slag formation can be greatly reduced.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß in der Metallauslaufkammer des Ofens die Höhe des Badspiegels von einer Sonde gemessen wird, deren elektrische Signale einem elektronisehen Rechner zugeleitet werden, in dem auch der Gießdruckverlauf gespeichert ist und der bei Absinken des Badspiegels unter einen Sollwert den Druck in der Chargierkammer erhöht, bis die Rückmeldung der Sonde das Erreichen des vorgegebenen Badspiegels anzeigt, wobei der hierfür jeweils erforderliche Druck als Ausgangsdruck im Rechner gespeichert und die programmierte Druckerhöhung für den Guß im Rechner zu diesem Ausgangsdruck addiert wird, während die Einleitung des Gieß-Vorgangs und die Gießdauer von einer mit dem Rechner verbundenen Elektroniksteuerung aus erfolgt. To solve this problem, the invention provides that in the metal outlet chamber of the furnace the height of the bath level is measured by a probe whose electrical signals can be seen electronically Computer, in which the casting pressure profile is also stored and the one in the event of a drop If the bath level falls below a setpoint, the pressure in the charging chamber increases until the feedback of the probe indicates that the specified bath level has been reached, with the respective required pressure is saved as output pressure in the computer and the programmed pressure increase for the casting in the computer is added to this output pressure while the casting process is being initiated and the casting time is carried out by an electronic control connected to the computer.
Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung näher erläutert, wobei elektrische Leitungen gestrichelt, pneumatische Steuer- und Regelleitungen strichpunktiert und pneumatische Arbeitsdruckleitungen voll ausgezogen dargestellt sind.The invention is explained in more detail below with reference to the schematic drawing, electrical lines with dashed lines, pneumatic control and regulation lines with dash-dotted lines and pneumatic working pressure lines are shown fully extended.
In der Zeichnung ist bei 1 der Ofen angedeu-= tet, der eine Chargierkammer 2 und eine Metallaus= laufkammer 3, die ,als Steigrohr ausgebildet sein kann, aufweist und von einem Deckel 4 verschlossen ist.In the drawing, the furnace is indicated at 1 = tet, which has a charging chamber 2 and a metal outlet chamber 3, which can be designed as a riser pipe can, has and is closed by a cover 4.
In der Metallauslaufkammer 3 ist eine Sonde 5 vorgesehen mit zwei Schaltpunkten S1 und S2, wobei der untere Schaltpunkt S1 der Arbeitsschaltpunkt ist, während der obere Schaltpunkt S2 als Sicherheitsschaltpunkt dient.A probe 5 with two switching points S1 and S2 is provided in the metal outlet chamber 3, where the lower switching point S1 is the working switching point, while the upper switching point S2 is Safety switching point is used.
Von der Sonde 5 führt eine elektrische Leitung 6 zu einer Elektroniksteuerung 7, die wiederum über eine elektrische Leitung 8 mit einem elektronisehen Rechner 9 verbunden ist.An electrical line 6 leads from the probe 5 to an electronic control 7, which in turn via an electrical line 8 with an electronic Computer 9 is connected.
Das den Überdruck im Ofen, der sowohl für die Höhe des Badspiegels in der Metallauslaufkammer 3 als auch für den Guß selbst erforderlich ist, erzeugende Druckgas, beispielsweise ein innertes Schutzgas, wird von einer nicht dargestellten Quelle kommend über eine Pneumatikleitung 10 einem Druckregler 11 zugeführt und mit dem durch den Regler 11 gesteuerten Druck der Chargierkamroer 2 über eine pneumatische Arbeitsdruckleitung 12 zugeführt. Eine pneumatische Steuerleitung 13 führt von der Chargierkammer 2 zurück in den Druckregler 11 und dient der Rückmeldung des Istdruckes in der Chargierkammer 2. This is the overpressure in the furnace, both for the height of the bath level in the metal discharge chamber 3 as well as for the casting itself is required, generating compressed gas, for example an inert one Protective gas is coming from a source (not shown) via a pneumatic line 10 Pressure regulator 11 supplied and with the by the Regulator 11 controlled pressure of the charging cam 2 supplied via a pneumatic working pressure line 12. A pneumatic control line 13 leads from the charging chamber 2 back into the pressure regulator 11 and is used to report back the actual pressure in the charging chamber 2.
Zwei voneinander unabhängige !Druckmeßumformer 14 und 15 sind über pneumatische Meßleitungen 16 und 17 mit der Leitung 12 verbunden urü geben den in dieser Leitung, also auch in der Chargierkammer 2, herrschenden Druck als analoge Signale über elektrische Leitungen 18 und 19 an den Rechner 9 weiter, wo sie zunächst miteinander verglichen werden, wobei nur das höhere weiterverarbeitet wird. Überschreitet dabei der Meßwertunterschied einen bestimmten Betrag, wird eine Störung des entsprechenden Druckmeßumformers angezeigt.Two independent pressure transducers 14 and 15 are connected to the line 12 via pneumatic measuring lines 16 and 17 give the pressure prevailing in this line, i.e. also in the charging chamber 2, as analog signals via electrical lines 18 and 19 to the computer 9, where they are first compared with each other only the higher is processed. If the measured value difference exceeds a certain amount, a malfunction of the corresponding pressure transducer is indicated.
Der weiterverarbeitete höhere Wert wird im Rechner mit dem Sollwert verglichen, der sich aus den Signalen der Sonde 5 und gegebenenfalls der im Rechner gespeicherten Gießdruckerhöhung ergibt, wobei erforderliche Druckänderungen über eine elektrische Leitung 20 einem Signalumformer 21 zugeführt werden, der von der Pneumatikleitung 10 aus über eine Pneumatikleitung 22 gespeist wird und das elektrische Signal in ein pneumatisches umformt, das über eine pneumatische Steuerleitung 23 dem Druckregler 11 zugeführt wird und eine entsprechende Änderung des Druckes in der Leitung 12 und somit der Chargierkammer 2 bewirkt.The further processed higher value is compared in the computer with the target value, which is made up of the signals of the probe 5 and, if applicable, the increase in the casting pressure stored in the computer, where necessary changes in pressure are fed to a signal converter 21 via an electrical line 20 be fed from the pneumatic line 10 via a pneumatic line 22 and the electrical The signal is converted into a pneumatic one, which is sent to the pressure regulator via a pneumatic control line 23 11 is supplied and a corresponding change in the pressure in line 12 and thus the charging chamber 2 causes.
Die Verfahrensweise ist dabei folgende: Wenn bei zunächst drucklosem Ofen 1 der dabei in der Chargierkammer 2 und der Metallauslaufkammer 3 gleich hohe Badspiegel unterhalb des Schaltpunktes S1 der Sonde 5 liegt, wird über die Elektroniksteuerung 7 dem Rechner 9 das Signal "Druckaufbau" gegeben, wobei im Rechner die Druckaufbaukurve vorprogrammiert ist. Der dieser Kurve entsprechendeThe procedure is as follows: If, with the furnace 1 initially depressurized, the in the charging chamber 2 and the metal discharge chamber 3 have the same bath level below the switching point S1 of the probe 5 is, the signal "pressure build-up" is sent to the computer 9 via the electronic control 7 given, whereby the pressure build-up curve is preprogrammed in the computer. The one corresponding to this curve
Solldruck wird als analoges elektrisches Signal über die Leitung 20 dem Signalumformer zugeleitet, in dem es in ein pneumatisches Signal umgeformt und über die pneumatische Steuerleitung 23 an den Druckregler 11 weitergeleitet wird. Dadurch steht dem Druckregler ständig ein Sollwert zur Verfügung, der mit dem Istdruck im Ofen, der dem Druckregler über die pneumatische Steuerleitung 13 zugeführt wird, verglichen und über die pneumatische Arbeitsdruckleitung 12 so lange korrigiert wird, bis Soll- und Istdruck übereinstimmen.The target pressure is fed to the signal converter as an analog electrical signal via line 20, in which it is converted into a pneumatic signal and sent via the pneumatic control line 23 to the Pressure regulator 11 is passed on. This means that a setpoint is always available to the pressure regulator, that with the actual pressure in the furnace, which is fed to the pressure regulator via the pneumatic control line 13 is compared and corrected via the pneumatic working pressure line 12 until Target and actual pressure match.
Der vom Druckregler in der Leitung 12 und in der Chargierkammer 2 gesteuerte Druck wird ständig durch die Druckmeßumformer 14 und 15 überwacht "und als elektrisches Signal über die Leitungen 18 und 19 in den Rechner 9 eingegeben und dort mit dem programmierten Solldruck verglichen. Überschreitet die Differenz dabei einen bestimmten Wert oder folgt der Istdruck nicht auf eine Solldruckänderung, wird die gesamte Anlage drucklos gemacht.The pressure regulator in line 12 and The pressure controlled in the charging chamber 2 is constantly monitored by the pressure transducers 14 and 15 "and as an electrical signal via lines 18 and 19 entered into the computer 9 and compared there with the programmed setpoint pressure. Exceeds the difference is a certain value or the actual pressure does not follow a change in the setpoint pressure, the entire system is depressurized.
Der gleiche Vorgang erfolgt, wenn während des Druckaufbaus nur der Sicherheitsschaltptmkt S2, nicht aber der Arbeitsschaltpunkt S1 anspricht» Auch in diesem Falle wird ein Störsignal ausgelöst und die Anlage drucklos gemacht.The same process takes place if only the safety switch is activated during pressure build-up S2, but not the operating switching point S1 responds »In this case, too, an interference signal is triggered and depressurized the system.
Der Druckaufbau in der Chargierkammer 2 wird so lange fortgesetzt, bis der untere Schaltpunkt S1 der Sonde 5 überschritten wird, worauf über die Elektroniksteuerung 7 das Druckaufbau~ signal im Rechner 9 gelöscht wird. Der nunmehr in der Chargierkammer 2 herrschende Druck wird im Rechner als Istdruck gespeichert und steht konstantThe pressure build-up in the charging chamber 2 is continued until the lower switching point S1 of the probe 5 is exceeded, whereupon the pressure build-up ~ via the electronic control 7 signal in the computer 9 is deleted. The pressure now prevailing in the charging chamber 2 is in the Computer saved as actual pressure and remains constant
am Ausgang des Rechners als Solldruck an, worauf der Ofen gießdruckbereit ist. Gleichzeitig wird dieser Druck über die pneumatische Steuerleitung 13 im Druckregler konstant gehalten.at the output of the computer as the target pressure, after which the furnace is ready for casting. At the same time will this pressure is kept constant in the pressure regulator via the pneumatic control line 13.
Der Gießvorgang wird über die Elektroniksteuerung 7 eingeleitet. Bei seinem Beginn steht die Chargierkammer des Ofens unter dem vorerwähnten für die Erhaltung des Badspiegels oberhalb des Schaltpunktes S1 erforderlichen Wert und dieser bildet den Ausgangswert für die Berechnung des Gießdruckes in Abhängigkeit von der im Rechner gespeicherten Gießdruckerhöhungskurve, wobei die Druckerhöhung in der für den Druckaufbau beschriebenen Veise über die elektrische Leitung 12, den Signalumformer 21 und die pneumatische Steuerleitung 23 an den Druckregler 11 weitergegeben wird. Die für den Gießformvorgang erforderliche vom im Rechner gespeicherten Gießdruckverlauf abhängige Gießzeit wird von der Elektroniksteuerung 7 überwacht, die nach Beendigung des Gießvorganges über den Rechner 9 den Signalumformer 21 und den Regler 11 den Druck abbaut bis der Schaltpunkt S1 unterschritten wird. Danach erfolgt erneut ein Druckaufbau bis zum Erreichen des für die Gießbereitschaft erforderliehen immer gleich hohen Badspiegels in der Metallauslaufkammer 3.The casting process is initiated via the electronic control 7. At its beginning stands the charging chamber of the furnace below the aforementioned for maintaining the bath level above the Switching point S1 and this forms the starting value for the calculation of the casting pressure depending on the casting pressure increase curve stored in the computer, with the pressure increase in the manner described for the pressure build-up via the electrical line 12, the signal converter 21 and the pneumatic control line 23 is passed on to the pressure regulator 11. The for The casting time required for the casting process is dependent on the casting pressure profile stored in the computer is monitored by the electronic control 7, which after completion of the casting process via the computer 9 the signal converter 21 and the controller 11 reduces the pressure until the switch point S1 is not reached will. The pressure is then built up again until the level required for readiness to be poured has been reached Always the same high bath level in the metal outlet chamber 3.
Vorzugsweise ist der Rechner dabei so programmiert, daß sowohl beim Druckaufbau als auch beim Gießen der Druck langsam gesteigert und auch langsam wieder abgebaut wird, um sowohl in der Chargierkammer als auch vor allem in der Metallauslaufkammer nur eine geringe MetallbewegungThe computer is preferably programmed in such a way that both the pressure build-up and when pouring the pressure is slowly increased and also slowly decreased again, both in the Charging chamber and especially in the metal discharge chamber, only a slight metal movement
hervorzurufen und dadurch die Schlackenbildung stark zu verringern.cause and thereby greatly reduce the formation of slag.
Der für die Wiederherstellung des Badspiegels in der Metallauslaufkammer 3 erforderliche Druck in der Ohargierkammer 2 ist nach dem Guß höher als vorher, wird erneut im Rechner gespeichert und dient als neue Ausgangsgröße für die Druckerhöhung während des nächsten Gießvorganges. The required for the restoration of the bath level in the metal outlet chamber 3 the pressure in Ohargierkammer 2 is after casting higher than before, is again stored in the computer and is used as a new output value for the pressure increase during the next casting operation.
Die unabhängig vom Püllgrad des Ofens immer gleiche Ausgangssituation vor jedem Guß ermöglicht eine hohe Gießgenauigkeit.Always regardless of the degree of flushing of the oven The same initial situation before each casting enables a high level of casting accuracy.
1 Ofen1 oven
2 Chargierkammer2 charging chamber
3 Metallauslaufkammer3 metal discharge chamber
4 Deckel von 24 lids of 2
5 Sonde in 35 probe in 3
51 unterer Schaltpunkt von 5 CArbeitsschaltpunkt)51 lower switching point of 5 C working switching point)
52 oberer Schaltpunkt von 5 (Sicherheitsschaltpunkt)52 upper switching point of 5 (safety switching point)
6 elektrische Leitung zwischen 5 und 76 electrical line between 5 and 7
7 Elektroniksteuerung7 Electronic control
8 elektrische Leitung zwischen 7 und 98 electrical line between 7 and 9
9 elektronischer Rechner9 electronic calculator
10 Pneumatikleitung zu 1110 pneumatic line to 11
11 Druckregler11 pressure regulator
12 pneumatische Arbeitsdruckleitung zwischen 11 und 212 pneumatic working pressure line between 11 and 2
13 pneumatische Steuerleitung zur Rückmeldung des Istdruckes in 213 pneumatic control line for feedback of the actual pressure in 2
14 Druckmeßumformer14 Pressure transmitter
15 Druckmeßumformer *15 pressure transmitter *
16 pneumatische Meßleitung zwischen 12 und16 pneumatic measuring line between 12 and
17 pneumatische Meßleitung zwischen 12 und17 pneumatic measuring line between 12 and
18 eletrische Leitung zwischen 14 und 918 electric line between 14 and 9
19 eletrische Leitung zwischen 15 und 919 electric line between 15 and 9
20 elektrische Leitung zwischen 9 und 2120 electrical line between 9 and 21
21 Signalumformer21 Signal converter
22 Pneumatikleitung zwischen 21 und 1022 Pneumatic line between 21 and 10
23 pneumatische Steuerleitung zwischen 21 und23 pneumatic control line between 21 and
Claims (10)
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DE3317474A1 true DE3317474A1 (en) | 1984-11-15 |
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Legal Events
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |