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Vorrichtung zum Aufgeben fester, pulverförmiger Stoffe in flüssiges
Eisen Es gibt bereits zahlreiche Vorschläge zur Verbesserung der Werkstoffeigenschaften
von Gußkörpern, bei denen dem flüssigen Werkstoff vor dem Erstarren feste, Pulverförmige
Stoffe zugesetzt werden. So war es z. B. bekannt, Schleudergießformen mit fein gepulverten
Stoffen, z. B. gepulvertem Ferrosilicium, auszupudern, wobei man sich zum Aufbringen
des Puders auf die Innenfläche der Form umständlicher Streu- und Blasvorrichtungen
bediente. Beim Gießen unter Verwendung einer Rinne war es notwendig, diese Vorrichtungen
am Auslaufende der Rinne anzuordnen, um den Puder unmittelbar vor dem Gießgut auf
die Formwand ablagern zu können. Der Puder mußte durch besondere Fördereinrichtungen
längs der Rinne der eigentlichen Streuvorrichtung zugeleitet werden. Ganz abgesehen
davon, daß diese Fördereinrichtungen erheblichem Verschleiß unterworfen waren, konnten
sie vor allem beim Schleudern enger Rohre keine Verwendung finden.
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Daneben hat man für die Herstellung von kurzen Schleudergußkörpern
auch schon vorgeschlagen, dem aus dem Gießgefäß in die Form frei ausfließenden Metallstrom
bei Beginn des Gießvorganges Zusatzstoffe, z. B. gepulverte härtende Metalle, zuzusetzen,
um in der Schleudergießform eine harte Außenschicht des Schleudergußkörpers zu erzeugen.
Diese Zusatzstoffe verwendete man nur zur Ausfüllung des. ganzen Außenraumes der
Form in der gewünschten Stärke, während der Kern des Schleudergußkörpers ohne Zusatzstoff
mit weichem Metall gefüllt wurde. Es mußten mit der Gießpfanne umständliche Zusatzeinrichtungen
mitgeführt werden; außerdem
wirkten die in Schmelze eingeführten
Gase oder Luft teilweise nachteilig. Diese Verfahren konnten sich ebenfalls nicht
für die-Herstellung von Schleudergußkörp.ern eignen, bei denen während des Gießvorganges
die Form und Gießrinne in axialer Richtung zueinander bewegt werden; so schlug man
hierzu bereits vor, diese Zusatzstoffe einem in einem Nebenkanal der Gießrinne abgezweigten
Teilstrom des zu vergießenden Grundmetalls üblicher Gattierung zuzusetzen und diesen
Teilstrom vor dem Hauptstrom zum Ausfließen in die Schleudergießform zu bringen.
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Es war auch bereits bekannt, die zu vergießende Schmelze als Fördermittel
für den Puder zu benutzen, nämlich so, daß der Puder auf die Schmelze gestreut und
diese derart in die Form entleert wird, daß die Schmelze nur auf solche Stellen
der Formwand gelangt, auf die sie vorher Puder abgeworfen hat. Hierbei kann ein
Teil der Pudermenge an den Gießrinnenwänden haftenbleiben und so für eine Wirkung
verlorengehen.
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Für Ausflußrinnen von Hochöfen oder Metallschmelzöfen wurden für den
vorliegenden Zweck ebenfalls bereits Rinnen entwikkelt, welche bei geschlossener
Ausführung mit einer Umkehrvorrichtung versehen waren, die jedoch zu ganz erheblichen
Stauungen und Abkühlungen der Schmelze führte, wodurch die Verbindungskanäle sich
sehr leicht verstopften. Daneben gab es auch geschlossene Rinnen, welche neben elektrischen
Heizeinrichtungen von oben nach unten in das Innere der Rinne führende Kanäle besaßen,
die zur Einführung von Luft oder Gasen im Bedarfsfalle unter gleichzeitigem Zusatz
pulverförmiger Stoffe dienten. Diese Rinne war mit einer Ummantelung zur Verteilung
des Windes versehen, und die Windformen mündeten etwas unterhalb des Schmelzspiegels;
so daß neben den nachteiligen Erscheinungen durch die Windeinführung auch keine
durchgreifende Vermengung der pulverförmigen Zusatzstoffe mit der Schmelze erreicht
werden konnte.
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Alle diese Übelstände bekannter Einrichtungen werden gemäß vorliegender
Erfindung durch eine Fördereinrichtung vermieden, welche die Zusatzstoffe am Grunde
der waagerecht oder schräg liegenden Rinne zwangsläufig einführt, wobei das eigentliche
Fördern mittels einer z.B. motorisch angetriebenen und gegebenenfalls steuerbaren
Förderschnecke durchgeführt wird. Eine Sonderausführung der Gießrinne ist hierbei
nicht erforderlich, und durch die Einführung der Pulverstoffe allein ist die mitunter
nachteilig Wirkung von Luft oder Gasen auf die Schmelze vermieden. Besondere Nebenkanäle
für die Schmelze kommen hierbei in Wegfall, und es ergibt sich eine äußerst gleichmäßige
Zuführung der Zusatz- bzw. der Reaktionsstoffe in das flüssige Eisen, wobei ein
Schwimmen dar im allgemeinen leichteren Zusatzstoffe auf dem spezifisch schweren
flüssigen Metall vermieden ist, weil die Zusätze im allgemeinen vor dem Aufsteigen
auf die Oberfläche reagieren. Die Wirkung des Puders ist nicht eine augenblickliche,
sondern erstreckt sich über eine längere Reaktionszeit, wobei von dieser Reaktion
nicht nur die Außenzonen eines Gußkörpers, sondern auch seine Innenzonen erfaßt
werden.
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In dieser Beziehung erweist sich die Zuführung der Zusatzstoffe, z.
B. Calciumsilicium- oder Ferrosiliciumpuders, am Grund der Rinne, z. B. bei Schleudergußrohren,
als äußerst zweckmäßig. Die Fördervorrichtung befindet sich bei Schleudergießmaschinen
in Nähe der Befestigungsstelle der Gießrinne, so daß sie auch bei kleinsten Rohrdurchmessern
nicht störend wirkt. Daneben wird auch die Rinne selbst durch die am Grund eingeführten
Zusatzstoffe geschont.
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Bei Verwendung der neuartigen Vorrichtung sowohl zum Schleudergießen
als auch für andere Gießverfahren wird durch die Zusätze zur Schmelze eine hohe
Zahl von Kristallisationskeimen bzw. Ausgangspunkten für nachfolgende chemische
Reaktionen geschaffen, die zur Verbesserung der Werkstoffeigenschaften des erstarrenden
Werkstoffes beitragen.
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Die Vorrichtung nach vorliegender Erfindung läßt sich auch zur Herstellung
von hochwertigem Grauguß verwenden, indem man z. B. die Einrichtung für die Zuführung
der Zusatzstoffe an die Abstichrinne eines Kupolofens oder an die Gießrinne zwischen
einer Gießpfanne und einer Form ansetzt. Man kann hierbei eine weiß erstarrende
Schmelze verwenden und erzeugt dann erst durch die geeigneten Zusätze eine Graphitbildung
im Eisen. Die verschiedenartigsten Ver-' wendungsmöglichkeiten je nach .der Eisenzusammensetzung
in Verbindung mit den jeweils geeigneten Zusätzen sind im Rahmen der Erfindung denkbar.
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Neben den bereits erwähnten Vorteilen ergibt sich durch die Art der
Zuführung der Zusatzstoffe von unten in den Gießstrom gemäß der Erfindung noch der
Vorteil einer guten Vermischung mit dem fließenden Werkstoff, so daß eine genau
abgestimmte Einführung der Reaktionsstoffe möglich ist und Verluste durch überschußzugaben
vermieden sind, während ein guter Einblick in den zeitlichen Verlauf dieser Reaktionen
gegeben ist.
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Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes,
und
zwar eine Seitenansicht mit einem teilweisen Schnitt einer Gießrinne mit der neuen
Zuführungseinrichtung der Reaktionsstoffe.
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Die Gießrinne ist mit t bezeichnet, in welche von einem Gießkübel,
vom Kup.ol:)fen o. dgl. das Gießmetall zugeführt wird. Die Gießrinne kann an sich
beliebig beschaffen sein. Es ist nur am Boden der Rinne an einer geeigneten Stelle
eine Öffnung für die Einführung der Reaktionsstoffe vorzusehen. Die Fördervorrichtung
für diese Stoffe kann _z. B. aus einem in die Gießrinne i eingesetzten Zuführungsrohr
z bestehen, in welchem beispielsweise eine Förderspirale 3 drehbar gelagßrt ist.
Diese Förderspirale 3 versetzt man 'mit einem Motar oder in sonstiger beliebiger
Weise in Umdrehung, wobei die vornehmlich in Puderform in den Behälter 5 eingefüllten
Zusatzstofie durch die Spirale 3 zwangsläufig am Grund der Gießrinne in den Gießstrom
.eingeführt werden.
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Die Förderspirale ist, im Bedarfsfalle auch abhebbar, mit einem auf
Kugellagern 7 und über Zahnräder 8 von der Welle 9 aus angetriebenen Achsstumpf
io verbunden.
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Eine Verstopfung der Austrittsöffnung 6 ist nicht zu befürchten, da
der Zusatzstoff unter ständigem Druck nachgeführt wird. Während der Förderung der
Zusatzstoffe nimmt das fließende Eisen oder Metall aus dem Boden der Gießrinne die
Zusätze gleichmäßig in sich auf, so daß sich die Vercdlungsst-)ffe beim Austritt
des Gußmetalls aus der Rinne gleichmäßig verteilt haben.
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Den Motor der Förderspirale bringt man zweckmäßig mit einer Steuereinrichtung,
z. B. bei Schleudergießmaschinen mit einem Fußhebel an der Bedienungsstelle der
Maschine, in Verbindung, so daß der Gießer die Dauer der Zufuhr von Veredlungsstoffen
genauüberwachen kann.
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Für Schleudergußrohre hat sich die Verwendung von Calciumsilicium
mit einer Korngröße bis zu etwa 0,3 mm als zweckmäßig erwiesen.