EP0269660B1

EP0269660B1 - Verfahren zum giessen von metallschmelze

Info

Publication number: EP0269660B1
Application number: EP87903238A
Authority: EP
Inventors: Max Riethmann; Herbert Schilling
Original assignee: Georg Fischer AG; Eisenwerk Bruehl GmbH
Current assignee: Georg Fischer AG; Eisenwerk Bruehl GmbH
Priority date: 1986-06-17
Filing date: 1987-06-09
Publication date: 1990-09-05
Anticipated expiration: 2007-06-09
Also published as: EP0269660A1; CH670058A5; DD257217A5; JPH01500735A; BR8707366A; WO1987007856A1; US4832111A; ES2006506A6; MX171914B; CA1287470C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Metallschmelze, mit der eine Gießform mit in dieser enthaltenem Formstoff und einer im Formstoff ausgebildeten Eingußöffnung aus einem mindestens einen eine Auslaufbohrung aufweisenden Ausgußstein mit einem verschließbaren Bodenausguß aufweisenden Schmelzebehälter gefüllt wird, wobei der Formstoff im Mündungsbereich der Eingußöffnung nachverdichtet wird und der Ausgußstein eine gegenüber dem Schmelzebehälterboden vorstehende Unterseite aufweist, die mit der Gießform beim Gießen in Eingriff steht.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-A-2 811 055 bekannt, bei dem der Schmelzebehälter mit seinem Ausgußstein unter Zwischenschaltung eines Trennkörpers auf die Gießform bzw. den darin enthaltenen Formstoff aufgesetzt wird- .Der Trennkörper kann dabei verschiedenartig, beispielsweise trichterförmig ausgebildet sein und auf dem Formstoff in einer entsprechenden Vertiefung aufliegen, so daß er mit seinem unteren Trichterende in den Eingußkanal der Gießform mündet. Der Trennkörper kann auch topfförmig oder in anderer geeigneter Art ausgebildet sein und in einer entsprechenden Vertiefung angeordnet werden. Der Trennkörper dient hierbei dem Zweck, eine Agglomeration von Formstoffpartikeln an der Unterseite des Ausgußsteins zu vermeiden, die eine Abdichtung beeinträchtigen und zu einem Herausquillen der Metallschmelze führen würden. Andererseits stellt die Verwendung der Trennkörper einen beträchtlichen Aufwand dar.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, daß bei erhöhtem Ausbringen vereinfacht ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Unterseite des Ausgußsteins unter einstellbarer Anpreßkraft mit dem Formstoff im Bereich der Eingußöffnung in Flächenkontakt gebracht und ferner die Gießform mit bis zum Gießzeitende sinkendem Flüssigkeitsniveau der Metallschmelze im Schmelzenbehälter mit dieser gefüllt wird.
Hierbei ist es zweckmäßig, wenn das Verhältnis des Flüssigkeitsniveaus h1 der Metallschmelze zu Beginn des Gießvorgangs zum Flüssigkeitsniveau h2 der Metallschmelze, das sich nach erfolgtem Füllen der Gießform einstellt, in einem Bereich von 1:1 bis 1,8:1 liegt, wobei sich h1 und h2 auf die Formteilung beziehen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Abbildungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine schematische dargestellte Einrichtung zum Gießen in einer Position vor dem Füllen der Gießform.
Fig. 2 zeigt die Einrichtung von Fig. 1 nach beendetem Füllen der Gießform.

Der dargestellte Schmelzebehälter 1 weist am Boden einen Ausgußstein 2 mit einer durch diesen sich hindurcherstreckenden Auslaufbohrung 3 auf, die mit einer durch nicht dargestellte Antriebsmittel auf- und abbewegbaren Stopfenstange 4 einen verschließbaren Bodenausguß 5 bildet. Der Ausgußstein 2 weist an seinem über den Schmelzebehälterboden nach unten vorstehenden Ende eine ebene oder profilierte Unterseite 6 auf.
Um eine zu starke Belastung und eventuelles Abreißen des Formstoffs durch die Anpreßkräfte zwischen Gießform 7 und Bodenausguß 5 in einem nachverdichteten Bereich 12 des Formstoffs 8 um die Eingußöffnung 10 an der Oberseite der Gießform 7 zu vermeiden, kann vorzugs weise die Oberfläche 14 einer im Formstoff 8 im Bereich der Eingußöffnung 10 vorgesehene Senke 13 zur Aufnahme des Ausgußstein 2 profiliert oder leicht nach außen ansteigend ausgeführt werden.
Die Giessform 7 enthält Formstoff 8, in dem ein mit Metallschmelze zu füllender Formhohlraum 9 ausgebildet ist. Die Eingussöffnung 10 an der Oberseite der Giessform steht über den Eingusskanal 11 mit dem Formhohlraum 9 in Verbindung. Der Formstoff 8 ist in einem Bereich 12 rings um die Eingussöffnung 10 stärker verfestigt. Diese stärkere Verfestigung ist vorzugsweise durch erhöhtes Verdichten des Formstoffes herbeigeführt. In diesem höher verdichteten Bereich 12 ist dann eine Senke 13 ausgebildet, die vorzugsweise durch Einfräsen oder Einformen hergestellt wird und die am Boden der Senke eine Oberfläche 14 aufweist, welche beim Giessen mit der Unterseite 6 des Ausgusssteines 2 in Flächenkontakt gebracht wird. Der sauber bearbeitete oder geformte Boden dieser Senke 13 ermöglicht eine einwandfreie Dichtung zwischen der Form 7, 8 und der Bodenfläche 6 des Ausgusssteines 2. Die Senke nimmt nach dem Trennen von Form und Schmelzebehälter die in der Auslaufbohrung 3 nach dem Schliessen des Stopfens 4 zurückbleibende Schmelze auf. Sie dient auch zur Aufnahme des nachlaufenden Eisens. Der Querschnitt der Auslaufbohrung 3 ist grösser als der Querschnitt des Eingusskanales 11, um das Vollaufen des gesamten Querschnittes des Eingusskanales sicherzustellen und um zu gewährleisten, dass ein nicht ganz genaues Anschliessen der Auslaufbohrung 3 an den Eingusskanal 11 mit zueinander fluchtenden Achsen, d.h. eine geringe seitliche Verschiebung, keine nachteilige Wirkung in Bezug auf den Füllvorgang hat.
Die Giessform 7 ist auf einer Unterlagsplatte 15 aufgesetzt, welche auf einer Rollenbahn 16 aufliegt. Für die Bewegung des Schmelzebehälters 1 in vertikaler Richtung dienen in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel, so dass dieser mit einstellbarer Kraft gegen die Giessform 7 gedrückt werden kann. Natürlich kann auch umgekehrt nur die Giessform 7 in vertikaler Richtung beweglich abgestützt sein und mit einem regelbaren Druck gegen den Schmelzebehälter 1 angedrückt werden. Der Kontakt während des Füllvorganges wird mit kontrollierter Kraft aufrechterhalten. Diese Kraft ist so bemessen, dass die resultierende Flächenpressung geringer ist als die Formfestigkeit, damit die Form nicht beschädigt wird. Aufgrund dieser kontrollierten Kraft sind die Unterseite 6 des Ausgusssteines 2 und die Oberfläche 14 der Senke 13 vollkommen dicht gegeneinander gedrückt.
Beim Giessen wird die Giessform mit bis zum Giesszeitende sinkendem Flüssigkeitsdruck der Metallschmelze mit dieser gefüllt. Das bedeutet, dass vor dem Giessen der Schmelzebehälter 1 mit mindestens der für die Giessformfüllung erforderlichen Metallschmelzemenge gefüllt wird und mit dieser die Giessform mit auf Grund des Absenkens des Metallschmelzespiegels sinkendem Druck gefüllt wird. Ein geregeltes Absenken des Metallschmelzespiegels lässt sich mit Hilfe der Stopfenstange 4 herbeiführen. Mittels dieser wird der Bodenausguss 5 mindestens teilweise in einem Zeitpunkt geschlossen, kurz bevor der Formhohlraum 9 ganz gefüllt ist, um dadurch den Druckstoss durch die in Bewegung befindliche Metallschmelze zu vermindern.
Das Volumen der Auslaufbohrung 3 im Ausgussstein 2 ist verhältnismässig gering und das Füllen des Formhohlraumes 9 in der Giessform 7 lässt sich daher durch vollständiges Schliessen des Bodenausgusses 5 derart durchführen, dass der Eingusskanal 11 und die Senke 13, die nach dem Schliessen in der Auslaufbohrung 3 noch vorhandene Metallschmelzemenge aufnehmen und das System wie ein Speiser wirkt, wobei die Metallschmelze aufgrund der eintretenden Schrumpfung nachfliesst. Es lässt sich auf diese Weise erreichen, dass oberhalb des Eingusskanales 11 keine Restmenge an Metallschmelze vorhanden ist, was bedeutet, dass man beim Vergleich mit bisher bekannten Giessverfahren eine z.B. mit Eingusstrichtern geringere Metallschmelzemenge benötigt, was sehr schnell zu grossen Einsparungen führt.

Claims

1. Verfahren zum Gießen von Metallschmelze, mit der eine Gießform (7) mit in dieser enthaltenem Formstoff (8) und einer im Formstoff (8) ausgebildeten Eingußöffnung (10) aus einem mindestens einen eine Auslaufbohrung (3) aufweisenden Ausgußstein (2) mit einem verschließbaren Bodenausguß (5) aufweisenden Schmelzebehälter (1) gefüllt wird, wobei der Formstoff (8) im Mündungsbereich (12) der Eingußöffnung (10) nachverdichtet wird und der Ausgußstein (2) eine gegenüber dem Schmelzebehälterboden vorstehende Unterseite (6) aufweist, die mit der Gießform (7) beim Gießen in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite (6) des Ausgußsteins (2) unter einstellbarer Anpreßkraft mit dem Formstoff (8) im Bereich der Eingußöffnung (10) in Flächenkontakt gebracht und ferner die Gießform (7) mit bis zum Gießzeitende sinkendem Flüssigkeitsniveau der Metallschmelze im Schmelzenbehälter (1) mit dieser gefüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Flüssigkeitsniveaus h1 der Metallschmelze zu Beginn des Gießvorgangs zum Flüssigkeitsniveau h2 der Metallschmelze, das sich nach erfolgtem Füllen der Gießform (7) einstellt, in einem Bereich von 1:1 bis 1,8:1 liegt, wobei sich h1 und h2 auf die Formteilung beziehen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im nachverdichteten Formstoffbereich (8, 12) eine die Eingußöffnung (10) enthaltende Senke (13) ausgebildet wird, mit deren Oberfläche (14) die Unterseite (6) des Ausgußsteins (2) in Flächenkontakt gebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite (6) des Ausgußsteins oder die Oberfläche (14) der Gießform (7) ein Profil aufweisen, um den Anpreßdruck vom nachverdichteten Bereich (12) zu verlagern.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Niveaus im Schmelzebehälter (1) während des Gießvorgangs laufend überwacht und der Bodenausguß (5) geschlossen wird, wenn keine Änderung des Niveaus mehr stattfindet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß kurz vor der vollständigen Füllung des Formhohlraums (9) in der Gießform (7) der Bodenausguß (5) des Schmelzebehälters (1) mindestens teilweise zwecks Verminderung eines durch die in Bewegung befindliche Metallschmelze in der Gießform (7) auftretendem Druckstoß geschlossen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkraft zwischen der Gießform (7) und dem Schmelzebehälter (1) durch Relativbewegung der in vertikaler Richtung relativ zueinander beweglich abgestützten Gießform (7) und des Schmelzebehälters (1) erzeugt wird.