EP0546210B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Gussstücken - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Gussstücken Download PDF

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EP0546210B1 EP19910121229 EP91121229A EP0546210B1 EP 0546210 B1 EP0546210 B1 EP 0546210B1 EP 19910121229 EP19910121229 EP 19910121229 EP 91121229 A EP91121229 A EP 91121229A EP 0546210 B1 EP0546210 B1 EP 0546210B1
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    • B22D31/002—Cleaning, working on castings

Claims (32)

  1. Vorrichtung (10, 110) zur Wärmebehandlung eines Metallgußstücks mit einem Sandkern und zur Regeneration bzw. Wiedergewinnung von Sand aus dem Sandkern, wobei der Sandkern aus mit einem Bindemittel gebundenem Sand besteht, der Sandkern im Inneren des Gußstücks einen Hohlraum definiert, und die Vorrichtung folgendes umfaßt:
    einen Ofen (11, 111) mit einer Arbeitskammer (15), in der das Gußstück aufgenommen wird;
    eine Heizvorrichtung (18) zum Aufheizen der Arbeitskammer (15, 130) auf eine Temperatur, die zur Wärmebehandlung des Gußstücks und zur Verbrennung des im Sandkern enthaltenen Bindemittels ausreicht, wodurch Teile des Sandkerns aus dem Sandkern gelöst werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Vorrichtung des weiteren umfaßt:
    eine Rückhaltevorrichtung (52) zum Zurückhalten von Teilen des Sandkerns, die sich vom Gußstück lösen, ehe das in ihnen enthaltene Bindemittel verbrannt ist, wobei die Rückhaltevorrichtung (52) in Wärme- und Gasverbindung zu dem Ofen (11, 111) steht, und ein weiteres Ausbrennen der Teile des Sandkerns, die sich vom Gußstück lösen, ehe das in ihnen enthaltene Bindemittel verbrannt ist, wesentlich fördert.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, des weiteren umfassend zumindest eine Vorrichtung zum Freigeben (52) von zuvor zurückgehaltenen Teilen des Sandkerns, wenn das in diesen enthaltene Bindemittel in ausreichendem Maße verbrannt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die freigegebenen Teile auf eine Größe von weniger als 0,63 cm (1/4 Inch) verringert sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Rückhaltevorrichtung zumindest ein Sieb (52) umfaßt.
  5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, des weiteren umfassend eine Ablenkvorrichtung (53), die unterhalb der Rückhaltevorrichtung (52) angeordnet ist, so daß die aus der Rückhaltevorrichtung (52) freigegebenen Teile des Sandkerns auf die Ablenkvorrichtung (53) fallen und aufprallen.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Ablenkvorrichtung (53) zumindest ein umgekehrt V-förmiges Ablenkelement umfaßt.
  7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, des weiteren umfassend eine multidirektionale Luftstromvorrichtung (44), um aus einer Vielzahl von Richtungen einen Luftstrom auf das Gußstück zu leiten, während sich dieses im Ofen (11, 111) befindet, um Sand aus dem Gußstück zu lösen.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 7, des weiteren umfassend eine Vorrichtung (44, 46) zum Leiten eines Luftstroms über die zurückgehaltenen Teile des Sandkerns, um das Verbrennen des in diesen enthaltenen Bindemittels zu fördern.
  9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, des weiteren umfassend eine Lagervorrichtung (34), auf der das Gußstück im Inneren des Ofens (11) gelagert ist.
  10. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 9 oder Ansprüchen 4 und 9, wobei die Rückhaltevorrichtung (52) unterhalb der Lagervorrichtung (34) angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagervorrichtung (34) zumindest eine Vorrichtung zum Befördern (36) des Gußstücks durch den Ofen (11) umfaßt.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, des weiteren umfassend eine Vorrichtung (46) zum sequentiellen Ändern der Richtung, in der der Luftstrom auf das Gußstück geleitet wird, wenn dieses den Ofen (11) durchläuft.
  13. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, des weiteren umfassend eine Vorrichtung (23) zum Regeln des Sauerstoffgehalts im Inneren des Ofens (11, 111) zur Optimierung der Verbrennung des Bindemittels.
  14. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Ofen (11) in eine Vielzahl von Zonen (16A-H) unterteilt ist, die räumlich zueinander versetzt sind.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 13 und 14, wobei die Vorrichtung (23) zum Regeln des Sauerstoffgehalts im Inneren des Ofens (11, 111) 13 -17 % Sauerstoff in den Zonen (16B, 16C) bereitstellt, in denen die Verbrennung des Bindemittels größtenteils stattfindet, und 10 - 13 % Sauerstoff in den Zonen (16A, 16D-H) bereitstellt, in denen die Verbrennung des Bindemittels nicht größtenteils stattfindet.
  16. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, des weiteren umfassend eine Vorrichtung zum Auffangen (50) der Teile des Sandkerns, die sich vom Gußstück gelöst haben, nachdem das in diesen enthaltene Bindemittel im wesentlichen verbrannt ist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, des weiteren umfassend eine Fördervorrichtung (58) zum Wegbefördern der aufgefangenen Teile des Sandkerns vom Ofen (11).
  18. Vorrichtung nach Anspruch 11 und 17, wobei die Fördervorrichtung (58) das Gußstück entlang einer Strecke durch die Vielzahl von Zonen (16A-H) hindurch befördert.
  19. Verfahren zur Wärmebehandlung eines Metallgußstücks mit einem Sandkern und zur Wiedergewinnung von Sand aus dem Sandkern, wobei der Sandkern Sandteilchen umfaßt, die durch ein Bindemittel zusammengehalten werden, wobei der Sandkern einen Hohlraum im Inneren des Gußstücks bildet, und das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:
    Einführen eines den Sandkern zumindest noch teilweise enthaltenden Gußstücks in eine Ofenanlage (11, 111), wobei die Ofenanlage (11, 111) einen Bereich zur Wärmebehandlung umfaßt,
    Wärmebehandeln des Gußstücks mit einer zur Verbrennung von Bindemittel im Sandkern ausreichenden Temperatur, während sich das Gußstück im Bereich der Wärmebehandlung (15, 130) befindet,
    wodurch Teile des Sandkerns gelöst werden,
    gekennzeichnet durch
    folgende Verfahrensschritte:
    Wiedergewinnung von zumindest einer gewissen Menge Sandes aus Teilen der abgelösten Sandkernstücke mittels einer Rückhaltevorrichtung (52) im Inneren der Ofenanlage (11, 111), wobei die Rückhaltevorrichtung (52) in Wärme- sowie Gasverbindung mit dem Bereich (15, 130) zur Wärmebehandlung steht, wobei die Wiedergewinnung durch zusätzliche Verbrennung von Bindemittel in zumindest Teilen der abgelösten Sandkernstücke erfolgt.
  20. Verfahren nach Anspruch 19,
    wobei der Ofen (11) in eine Vielzahl von Zonen (16A-H) unterteilt ist, die räumlich zueinander versetzt sind, und
    wobei das Verfahren des weiteren einen Verfahrensschritt des Beförderns des Gußstücks entlang einer Strecke durch die Vielzahl von Zonen (16A-H) hindurch umfaßt.
  21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei der Verfahrensschritt der Wiedergewinnung den Verfahrensschritt des Zurückhaltens von Teilen des Sandkerns umfaßt, die aus dem Gußstück heraus- bzw. von diesem abfallen, ehe das darin enthaltene Bindemittel verbrannt ist, so daß das in den zurückgehaltenen Teilen des Sandkerns noch enthaltene Bindemittel verbrannt wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Verfahrensschritt des Zurückhaltens im Inneren des Ofens (11, 111) erfolgt.
  23. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Verfahrensschritt des Zurückhaltens des weiteren einen Verfahrensschritt des Leitens eines Luftstroms auf die zurückgehaltenen Teile des Sandkerns umfaßt, um eine Verbrennung des Bindemittels zu fördern.
  24. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Verfahrensschritt des Einführens des Gußstücks in den Ofen (11, 111) vor jedwedem mechanischen Rütteln erfolgt, welches dazu dienen soll, größere Teile des Sandkerns aus dem Gußstück zu entfernen, wodurch ein mechanisches Rütteln zum Entfernen des Sandkerns vermieden wird.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, wobei der Verfahrensschritt der Wiedergewinnung den Verfahrensschritt der Bereitstellung einer mit Sauerstoff versetzten Atmosphäre umfaßt, wobei dieser Verfahrensschritt wiederum die Verfahrensschritte des Einbringens einer größeren Sauerstoffmenge in die Zonen (16B,C) der Vielzahl an geheizten Zonen (16), die das Gußstück früher durchläuft, sowie des Einbringens einer kleineren Sauerstoffmenge in die Zonen (16D-H) der Vielzahl an geheizten Zonen (16), die das Gußstück später durchläuft, umfaßt.
  26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Verfahrensschritt des Einbringens einer größeren Sauerstoffmenge einen Verfahrensschritt des Regelns des Sauerstoffgehalts im Inneren des Ofens (11) umfaßt, um 13 - 17 % Sauerstoff in den Zonen (16B,C) der Vielzahl an geheizten Zonen (16) bereitzustellen, die das Gußstück früher durchläuft, und wobei der Verfahrensschritt des Einbringens einer geringeren Sauerstoffmenge einen Verfahrensschritt des Regelns des Sauerstoffgehalts im Inneren des Ofens umfaßt, um 10 - 13 % Sauerstoff in den Zonen (16D-H) der Vielzahl an geheizten Zonen (16) bereitzustellen, die das Gußstück später durchläuft.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26, wobei der Rückhalteschritt des weiteren die Verfahrensschritte der Bereitstellung eines unterhalb des Gußstücks angeordneten Siebs (52) im Inneren des Ofens (11, 111) umfaßt, wobei das Sieb (52) mit Öffnungen versehen ist, die einerseits nicht groß genug sind, um Teile des Sandkerns durchzulassen, die eine erste Größe übersteigen, und diese Öffnungen andererseits groß genug sind, um Teile des Sandkerns durchzulassen, die die erste Größe haben,
    Auffangen von Teilen des Sandkerns, die größer als die erste Größe sind, auf dem Sieb (52), um eine weitere Verbrennung von in diesen noch enthaltenem Bindemittel zu ermöglichen, und
    Freigeben der aufgefangenen Teile des Sandkerns, nachdem diese in diesen enthaltene Menge an Bindemittel verbrannt wurde, so daß die aufgefangenen Teile klein genug sind, um das Sieb (52) zu passieren.
  28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Sieb (52) ein 0,63 cm (1/4 Inch) Sieb ist, wobei die erste Größe 0,63 cm (1/4 Inch) beträgt.
  29. Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Teile des Sandkerns, die das Sieb (52) passiert haben, in einen im Inneren des Ofens (11, 111) vorgesehenen Trichter (50) fallen.
  30. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 29, wobei das Verfahren einen Verfahrensschritt des Leitens der mit Sauerstoff versetzten Atmosphäre aus einer Vielzahl von Richtungen auf das Gußstück umfaßt, während sich das Gußstück im Ofen (11, 111) befindet, um Teile des Sandkerns vom Gußstück zu lösen.
  31. Verfahren nach Anspruch 30, wobei der Verfahrensschritt des Leitens die Verfahrensschritte des Leitens eines Luftstroms in einer ersten Richtung in einer ersten Zone der Vielzahl von Zonen (16) sowie des Leitens eines Luftstroms in einer zweiten Richtung in einer zweiten Zone der Vielzahl von Zonen (16) umfaßt, und
    wobei der Verfahrensschritt des Beförderns den Verfahrensschritt des Beförderns des Gußstücks der Reihe nach durch die erste und die zweite Zone umfaßt.
  32. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 31, wobei der Verfahrensschritt der Wiedergewinnung vor jeglicher Maßnahme zur wesentlichen Kühlung des losgelösten Sandkernteils erfolgt.
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