DE3604036A1

DE3604036A1 - Verfahren und einrichtung zum giessen von magnesiumbehandeltem eisen

Info

Publication number: DE3604036A1
Application number: DE19863604036
Authority: DE
Inventors: Stefan 5650 Solingen Dersch; Max Ermatingen Riethmann; Rolf 4020 Mettmann Rietzscher
Original assignee: Georg Fischer AG
Current assignee: Georg Fischer AG
Priority date: 1985-02-18
Filing date: 1986-02-08
Publication date: 1986-08-28
Also published as: FR2577453A1; GB2171724A; FI860712A0; CN86100386A; IN164993B; FI79661C; BE904234A; SE8600693L; US4711290A; DE3604036C2; AU5345586A; FR2577453B1; NO860584L; KR900006928B1; KR860006553A; DD245601A5; NO165283B; CN1006987B; ES552077A0; IT1188380B

Description

Verfahren und Einrichtung zum Giessen
von magnesiumbehandeltem Eisen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Giessen von magnesiumbehandeltem Eisen, wie es im Oberbegriff von Anspruch 1 gekennzeichnet ist sowie eine dafür erforderliche Einrichtung gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 5.
Druckgasbetätigte Giesseinrichtungen zum Giessen von Grauguss und Temperguss sind allgemein bekannt und bereits in grosser Zahl im Einsatz. In weit geringerem Umfang werden solche Giesseinrichtungen auch für das Vergiessen von magnesiumbehandeltem Eisen eingesetzt. In vielen Fällen arbeiten diese Giesseinrichtungen im Mischbetrieb, d.h.
es wird nebst magnesiumbehandeltem Eisen zeitweise auch Grauguss oder Temperguss vergossen.
Das Giessen mit derartigen druckgasbetätigten Giesseinrichtungen erfordert eine feine Steuerung des Ofendruckes, d.h.
Druckerhöhung und Druckminderung erfolgen über Steuerorgane mit geringen Querschnitten. Es ist bekannt, dass, insbesondere bei grösseren Anteilen des Magnesiumbehandelten am ge- samten Volumen des vergossenen Eisens, in Rohrleitungen des Steuer- bzw. Regelsystems und insbesondere an Verengungen wie z.B. Ventilen, Blenden usw. Magnesium aus dem aus dem Ofen zurückströmenden, rasch abkühlenden inerten Gas auskondensiert und abgelagert wird. Bei den periodisch notwendigen Reinigungs- und Wartungsarbeiten stellen diese Ablagerungen wegen ihrer leichten Entzündlichkeit und ihrer Neigung zu Verpuffung ein Sicherheitsrisiko für das Wartungspersonal dar. Diese Gefahr besteht insbesondere, wenn Teile von abgelagertem Magnesium während der Wartungs-und Reinigungsarbeiten losbrechen. Besonders stärkere Ablagerungen führen zu Explosionen. Diese stärkeren Ablagerungen dürfen sich garnicht erst bilden. Eine dicke Ablagerung kann nur auf ihrer äusseren Hülle oxydiert werden.
Wenn sich die Hülle löst, führt das zu einer Explosion.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine dafür erforderliche Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem auch während dem Giessen eine risikolose Reinigung des mit Magnesium verunreinigten Leitungs- und Ventilsystems gewährleistet ist.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrensanspruches 1 und die kennzeichnenden Merkmale des Einrichtungsanspruches 5 gelöst.
Besonders vorteilhafte Lösungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Durch das Verfahren gemäss Anspruch 1 ist es möglich, die mit Magnesium verunreinigten Leitungsteile problemlos durch Oxydation zu reinigen, wobei diese Reinigung periodisch manuell oder automatisch ausgelöst werden kann und auch während des Giessvorganges möglich ist.
Gemäss den Merkmalen des Einrichtungsanspruches 5 kann das verunreinigte Gas nicht in die mit den Ventilen der Niveau-Steuer-Einrichtung versehenen Leitungsteil gelangen, wodurch der Reinigungsvorgang wesentlich vereinfacht wird. Der Einbau der empfindlichen Niveau-Steuer-Einrichtung in geschlossene Behälter mit Inertgas entfällt, deren Wartung wird wesentlich vereinfacht und ist ohne Gefahr für das Personal.
Erst durch den Bau von Ventilen, die eine Nachverbrennung bei sehr hohen Temperaturen ermöglichen, wurde der Bau der vorgeschlagenen Einrichtung möglich. Denn trotz Nachverbrennung der Magnesium-Ablagerungen muss das Ventil anschliessend noch abdichten.
Die Erfindung ist in einer beiliegenden Schema-Zeichnung beispielsweise dargestellt und nachfolgend beschrieben.
Die einzige Figur zeigt eine druckgasbetätigte Giesseinrichtung, bei welcher das Abgiessen in die Formen vorzugsweise durch Oeffnen und Schliessen eines gesteuerten Stopfens in einem Giessofen 25 erfolgt.
Zur Steuerung des Niveaus der Schmelze im Giessofen 25 wird diese über eine Zufuhrleitung 1 mit einem inerten Gas wie z.B. Stickstoff beaufschlagt. Die Niveau-Steuer-Einrichtung 2 weist einen Niveau-Geber 3, ein mit einem Stellglied 5 -z.B. ein Stellmotor - versehenes Druckeinstell-Ventil 4 und ein mit diesem wirkverbundenes Volumenverstärker-Ventil 6 auf. Das Volumenverstärker-Ventil 6 ist mit einem vorgeschalteten Druckbegrenzungsventil 7 und einem Absperrventil 8 direkt in der Zufuhrleitung 1 angeordnet, wobei das Druckeinstell-Ventil 4 parallel dazu zwischen den Ventilen 6 und 7 geschaltet ist. Durch elektrische Steuerleitungen 9 ist eine Wirkverbindung zwischen dem Niveau-Geber 3, dem Stellglied 5 hergestellt. Das Absperrventil 8 hat nur die Funktion bei Stromausfall oder Not-Aus die Leitung 1 abzusperren.
Vor dem Anschluss der Zufuhrleitung 1 mit dem Giessofen 20 ist ein Rückschlagventil 10 angeordnet, welches ein Zurückströmen von im Giessofen durch Magnesium verunreinigtes inertes Gas in die Zufuhrleitung 1 mit den Apparaten 6, 4, 5, 7 und 8 verhindert. Zwischen dem Rückschlagventil 10 und dem Giessofen 25 zweigt von der Zufuhrleitung 1 eine Ablassleitung 11 ab, in welcher zwei servogesteuerte Absperrventile 20 und 21 angeordnet sind.
Am freien Auslass der Ablassleitung 11 ist ein verschiebbarer Auslassteil 12 angeordnet, welcher ein durch eine Blende 13 gedrosselten Durchgang und einen freien Durchgang 14 aufweist. Der Auslassteil 12 ist mittels einer Verstelleinrichtung 15 derart verschiebbar, dass jeweils entweder die Blende 13 oder der freie Durchgang 14 vor dem Ende der Ablassleitung 11 angeordnet sind.
Die Verstelleinrichtung 15 ist ein mittels eines Magnet-Ventiles 16 steuerbarer pneumatisch beaufschlagbarer Hubkolben. Zwischen den beiden Absperrventilen 20 und 21 ist die Ablassleitung 11 mit einer Leitung 17 zur Zufuhr eines oxydierenden Gases, vorzugsweise für Druckluft, verbunden.
Ein Rückschlagventil 18 verhindert, dass inertes Gas in die Leitung 17 eindringen kann. Mittels eines Ventiles 19 - vorzugsweise ein elektrisch schaltbares Magnetventil -wird die Zufuhr der Druckluft in die Ablassleitung 11 gesteuert.
Mit der Leitung 17 sind noch die Absperrventile 20 und 21 über die Servoventile 20a und 21a sowie die Verstelleinrichtung 15 über das Magnetventil 16 wirkverbunden, so dass die Druckluft für die Oxydation des Magnesiums gleichzeitig als Steuermedium für die genannten Schaltelemente verwendet wird.
Eine von der Leitung 17 abzweigende Leitung 17a ist mit dem verschiebbaren Auslassteil 12 verbunden und dient zur Reinigung der Blende 13. Das Servoventil 20a des Ablassventils 20, das Steuerventil 19 und das Magnetventil 16 der Verstelleinrichtung 15 sind mit einer elektrischen Steuerung 22 wirkverbunden, wobei diese einen manuell oder durch z.B. ein Zeitrelais automatisch schaltbaren Auslöse-Schalter 23 aufweist. Ueber elektrische Verriegelungen 24 ist die Steuerung 22 mit den Ventilen 20, 20a, 19 und 15 wirkverbunden Für die Druckminderung in der Giesseinrichtung dient die über die Absperrventile 20 und 21 und die Blende 13 führende Ablassleitung 11. Die Blende 13 dient einem kontrollierten Druckabbau im Giessofen, sobald das Absperrventil 21 durch die Niveau-Steuer-Einrichtung 2 geöffnet wird. Dabei wird gleichzeitig das Druck-Einstell-Ventil 4 etwas nachlaufend auf einen tieferen Druck gesteuert.
Während des Druckablassens wird Magnesium in der Ablassleitung 11 und vor allem an der Blende 13 abgelagert. Für die Reinigung der Leitung wird dazu periodisch durch manuelle oder automatische Auslösung mittels Schalter 23 das Absperrventil 20 -geschlossen und die Blende 13 durch die Verstelleinrichtung 15 durch Verschieben zur Leitung 17a in Spülposition gebracht und anschliessend durch Oeffnen des Steuer-Ventiles 19 Druckluft oder ein anderes oxydierendes Gas in die Ablassleitung 11 und, über die Leitung 17a, in die Blende 13 eingeblasen. Dadurch wird das abgelagerte Magnesium oxydiert (verbrannt), wobei durch die Stellung des freien Durchganges 14 und der Blende 13 und deren entsprechende Ausbildung und Anordnung am Ende der Ablassleitung 11 durch das mit einer Stichflamme verbrennende Magnesium kein Schaden angerichtet werden kann.
Durch die elektrische Verriegelung 24 ist sichergestellt, dass der Spülvorgang nur bei geschlossenem Absperrventil 20 eingeleitet werden kann.
Das hier beschriebene Verfahren und die Einrichtung sind auch dann anwendbar, wenn die Giesseinrichtung keinen Stopfenverschluss aufweist, sondern das Abgiessen in Formen anderweitig gesteuert wird, wie z.B. durch teilweises Entlüften des Ofengefässes nach dem Abguss, d.h.
Anheben des flüssigen Metalls über bzw. Absenken unter die Ausgussöffnung.
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Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Giessen von magnesiumbehandeltem Eisen mittels einer druckgasbetätigten Giesseinrichtung, wobei das aus dem Giessofen zeitweise zurückströmende inerte Gas mit Magnesium angereichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zurückströmende inerte Gas nur durch einen begrenzten Teil des Leitung systemes geleitet wird und dass das in diesem Leitungssystem auskondensierte Magnesium ohne Unterbrechung des Giessvorganges periodisch oxydiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösung des Oxydationsvorganges automatisch erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die.Auslösung des Oxydationsvorganges manuell erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxydation durch ein in diesen Teil des Leitungssystemes eingeleitetes oxydierendes Gas, vorzugsweise durch Luft erfolgt, wobei während der Einleitung der Innenraum des Giessofens gegenüber dem Teil des Leitungssystemes abgesperrt ist.
5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Zufuhrleitung (1) für inertes Gas zum Giessofen, mit einer Niveau-Steuerung (2) mittels Veränderung des Gasdruckes und einer Ablassleitung (11), dadurch gekennzeichnet, dass in der Zufuhrleitung (1) ein Rückschlagventil (10) angeordnet ist und dass die Ablassleitung (11) mit einer Leitung (17) für ein oxydierendes Gas verbunden ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (17) mit der Ablassleitung (11) an der Ausgangsseite eines ersten Absperrventils (20) nahe am Giessofen (25) über ein Steuer-Ventil (19) und ein Rückschlagventil (18) verbunden ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass am freien Auslass der Ablassleitung (11) jeweils eine Blende (13) oder eine freie Durchgangsöffnung (14) mittels einer Verstelleinrichtung (15) anbringbar ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (13) durch Verschiebung mittels der Verstelleinrichtung (15) direkt mit der Leitung (17, 17a) für oxydierendes Gas wirkverbindbar ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abflussleitung (11) in dem mit oxydierendem Gas beaufschlagbaren Teil ein zweites Absperrventil (21) angeordnet ist, welches mit der Niveau-Steuer-Einrichtung (2) wirkverbunden ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Absperrventil (20) in der Abflussleitung (11), das Steuerventil (19) in der Leitung (17) und die Verstelleinrichtung (15) mit einer manuell oder automatisch einschaltbaren elektrischen Steuerung (22) wirkverbunden sind.