EP1077098B1 - Verfarhen und Vorrichtung zur Herstellung von vorzugsweise einteiligen Legierungskörpern aus Flüssigmetall - Google Patents

Verfarhen und Vorrichtung zur Herstellung von vorzugsweise einteiligen Legierungskörpern aus Flüssigmetall Download PDF

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EP1077098B1
EP1077098B1 EP99116270A EP99116270A EP1077098B1 EP 1077098 B1 EP1077098 B1 EP 1077098B1 EP 99116270 A EP99116270 A EP 99116270A EP 99116270 A EP99116270 A EP 99116270A EP 1077098 B1 EP1077098 B1 EP 1077098B1
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EP
European Patent Office
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liquid metal
casting
bodies
speed
conveyor
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EP99116270A
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EP1077098A1 (de
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D. C.O. Sug Schmelz-U. Giessanl.Gmbh Schmidt
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SUG Schmelz- und Giessanlagen GmbH
Original Assignee
SUG Schmelz- und Giessanlagen GmbH
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Priority to EP99116270A priority patent/EP1077098B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D3/00—Pig or like casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D46/00—Controlling, supervising, not restricted to casting covered by a single main group, e.g. for safety reasons

Definitions

  • JP-A-032608842 has become known.
  • a process for the production of preferably is known one-piece alloy bodies from WO 95/13153 A1.
  • liquid metal comes in from a casting trough Mold molds moved below the pouring trough.
  • peg size is only the speed of the conveyor belt checked. Like this in happenss to individuals, but remains open.
  • the finally interesting FR-A-1 499 513 deals also with a manufacturing process for Alloy body. In this case, too, there is no information that like these alloy bodies in terms of size and / or weight can be changed.
  • alloys or Alloy body made of liquid metal are numerous manufacturing processes for alloys or Alloy body made of liquid metal known from practice. Such alloy bodies are regularly produced to melted again during subsequent processing and to be brought into the desired (casting) shape. To the mostly cuboidal alloy bodies are transported, z. B. ingots weighing from 4 to 25 kg, assembled into stackable blocks of fixed lot sizes and usually strapped. There are stacking machines for this required, which are designed relatively complex and do not always work trouble-free. Most of this can be done to those due in the course of the solidification of the liquid metal high temperatures. Incidentally, are such stacking machines built complex and consequently expensive.
  • liquid metal heat-insulating container directly on for example Deliver foundries. Such procedures are however, it can only be carried out profitably with large quantities of liquid metal. In addition, stockpiling is difficult. - Here the invention seeks to remedy the situation as a whole.
  • the invention is based on the technical problem Process and an apparatus for the production of preferably to specify one-piece alloy bodies made of liquid metal, with the help of such bodies simple and can be manufactured and transported inexpensively, with the possibility of the size and / or that To be able to vary the weight of the alloy body.
  • a generic method is used to solve this problem characterized in that the Outflow rate and / or the outflow rate of the Controlled liquid metal from the or the outlet openings or is regulated, depending on the Speed of mold shapes and / or size or the weight of the alloy bodies to be produced. With in other words, the size and / or weight the alloy body with the help of the outflow rate, the outflow rate and the speed of the mold control or regulate.
  • a high speed of mold forms predetermined outflow rate and outflow rate, d. H. Amount of liquid metal per unit of time, i. d. R. to small and light alloy bodies.
  • Their size and / or weight can be recorded or calculated by measurement and can be increased by either the Speed of mold shapes reduced or - what is better - the outflow rate and / or outflow rate is increased.
  • the outflow rate can The simplest case is by opening further outflow openings be increased while the outflow rate preferably by varying the liquid level in the pouring trough and thus the hydrostatic Pressure in the area of the respective outlet opening on the bottom is changed. Of course, additional or alternatively the size of the respective outflow opening be adjusted.
  • the level of the liquid metal determine in the pouring trough, mostly without contact using laser beams.
  • the fill level of the liquid metal in the respective mold form are, namely also contactless by means of laser beams be scanned.
  • the degree of filling of the transport container is usually measured without contact, namely according to a preferred embodiment also by means of laser beams. Depending on this degree of filling, a Successor container provided.
  • the molds are usually part of one Casting belt and are in connection with this casting belt moves.
  • the casting belt has at least two link chains on the longitudinal edge to which the Molds are connected.
  • These molds are usually in permanent molds in the Essentially laid out in scales with an overlap are. Molded-in are found in these mold carrier bodies Troughs as said mold shapes.
  • cooling devices can be provided with whose help the solidification speeds of the Target liquid metal in the molds leaves. This also makes the temperature of the entire device kept at a certain value so that Effects due to temperature drift or inadmissible heating cannot occur.
  • the invention also relates to one in claim 6 Described device for the production of preferably one-piece alloy bodies according to the pretreated process.
  • Advantageous embodiments of this device are the subject of claims 7 to 9.
  • the alloy body 8 molded from liquid metal, at which it is a according to the embodiment Quality alloy made of aluminum.
  • This Liquid metal is fed via a connected supply line 1 filled or fed into a casting trough 2.
  • This Pouring trough 2 has outlet openings 3 at the bottom
  • These outflow openings are ceramic Pouring nozzles 3, which are interchangeable according to the embodiment are designed.
  • outflow rate and the outflow rate of the liquid metal from the casting trough 2 can be varied.
  • the number of ceramic pouring nozzles 3 increases accordingly vary.
  • this will be from the outflow openings or pouring nozzles 3 leaking liquid metal subsequently in below the Casting trough 2 moving molds or troughs 4 in Mold support bodies 5 delivered.
  • the casting takes place under the effect of Gravity into the permanent metal molds, the molds or troughs 4. Due to the high thermal conductivity of the Mold 4 is accelerated cooling of the solidifying molten metal. In the course of this cooling the filled liquid aluminum experiences a Volume shrinkage of approx. 5 to 8%. Forms at the same time a fine-grained, dense alloy structure with excellent Surface quality.
  • an esp. given a clean and oxide-free cast because of the liquid metal below its surface at the bottom of the trough 2 through the ceramic pouring nozzles 3 into the mold 4 is emitted, so that with the ambient atmosphere in Connected liquid surface relevant for the casting is reduced to a minimum. Because unwanted Oxides float on the surface of the liquid metal in the trough 2 and are removed if necessary, consequently disturb the cast on the bottom into the depressions 4 Not.
  • the molds or troughs 4 are - as mentioned - a component of mold support bodies 5 into which the troughs 4 are molded.
  • the aforementioned mold support bodies 5 are put together like scales with overlap and each along the longitudinal edge via link chains 6 there connected.
  • As a result of this scale-like abutting is achieved that from the pouring nozzles or outflow openings 3 dispensed liquid metal continuously into the relevant molds 4 is filled, as is the enlarged section in Fig. 1 makes clear.
  • a roof-like Connecting web 7 is provided, which ensures that a Jet S of liquid metal even when hitting one Gap between the molds 4 perfectly in the associated troughs 4 is directed.
  • the respective transport container 9 is part of a Feeding device 10, with the help of which it is ensured that continuously filled transport container 9 and successor container 9 are provided.
  • This loading device 10 is in the embodiment as a turntable 10 executed with drive 11 and the end of Casting belt 5, 6 arranged. Of course you can too this loading device 10 also conveyor belts, grippers or the like for the transport container 9 belong.
  • cooling device 12 To accelerate the solidification of the alloy body 8 and / or the entire system, in particular the casting belt 5, 6 To cool, there is also a cooling device 12 above the casting belt 5, 6 realized. With the help of this cooling device 12, which in the present case is designed as a cooling fan 12 is consequently the rate of solidification influence the alloy body 8. This also will ensures the cooling of the entire system.
  • a measuring device 13 above the trough 2 provided to the level of liquid metal there to capture This measuring device 13 works without contact and is according to the embodiment as a laser measuring device 13 executed.
  • the level in the Molds or troughs 4 are made with the help of another Measuring device 14, in the present case a level measuring device 14 recorded.
  • This level measuring device 14 is arranged above the casting belt 5, 6 and is used for Determination of the level of the mold 4 with Liquid metal.
  • a weighing device and / or scanning device 15 in the area of Feeder 10 realized to fill the or to determine the transport container 9.
  • a scanning device 15 in the present case a non-contact laser measuring device 15, realized. All The aforementioned measuring devices 13, 14, 15 are also like the loading device 10 or its drive 11, the Casting belt 5, 6 or its drive 16 and the cooling device 12 to a control device 17 connected. This control device 17 controls the entire sequence of procedures.
  • the feed speed of liquid metal via the feed line 1 varies what by appropriate sliders or the like Shut-off devices can be made in the feed line 1. ever according to the liquid metal feed rate, the liquid level sensed by means of the measuring device 13 in the pouring trough 2. From this fluid level in the Pouring trough 2 and the size and number of outflow openings or pouring nozzles 3 depend outflow rate and Outflow rate of the liquid metal from the trough 2 from.
  • a corresponding Control takes place via the fill level measuring device 14, their measured values (together with the level values in the Casting trough 2) as a reference variable for the control serve the outflow rate or outflow rate. This also applies to the speed of the casting belt 5, 6 (the However, it is regularly and constantly preset).
  • the Solidification rate of the alloy body 8 and the Cooling of the entire system can be made.
  • the loading device 10 with the aid of the control device 17 driven so that a full transport container 9 precisely through a corresponding successor container 9 is replaced.
  • a weighing device be a transport container to be filled 9th weighs empty first (tare) and then based on the gross weight the net weight of the alloy body 8 from the Difference gross weight minus tare determined.
  • the control device 17 the working speed of the loading device 10 or control the drive 11 there or depending on the speed of the casting belt 5, 6 and the number of regulate alloy body 8 to be filled.
  • alloy bodies 8 are made fully automatically Liquid metal, according to the embodiment from a (Aluminum) cast alloy.
  • This alloy body can have a piece weight in the range between 100 g and have up to 1.5 kg. Due to the large surface (with the same weight) compared to a (heavy) Cuboid alloy bodies melt the inventive Alloy body quickly.
  • the continuous casting performance is included at least 5000 kg per hour. This is an oven-friendly Melting down with simplified dosing and uncomplicated handling achieved.
  • the investment costs are low because the casting belt 5, 6 shown is simple and is inexpensive.
  • a stacking machine - like the state of the art considers it indispensable omitted.
  • the casting process runs fully automatically.
  • the Transport costs are reduced because the Alloy body 8 in easy to handle and too transporting transport containers 9 are moved.
  • the alloy bodies produced by the described method 8 are not only available in (aluminum) mold foundries as an alternative to the usual cuboid alloy bodies or aluminum pig body, but can also be used as additives for a molten steel Find consideration. Because the shape of the alloy body 8 can be chosen practically freely and ranges from ball or Teardrop shapes up to pyramids or Truncated pyramids (see FIG. 3).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von vorzugsweise einteiligen Legierungskörpern aus Flüssigmetall, insbesondere von einteiligen Qualitätslegierungskörpern aus (Aluminium-)Gusslegierungen, mit folgenden Verfahrensschritten:
  • a) zunächst wird das Flüssigmetall in eine Gießmulde mit zumindest einer bodenseitigen Ausflussöffnung eingefüllt;
  • b) das aus der Ausflussöffnung austretende Flüssigmetall wird darauffolgend in unterhalb der Gießmulde fortbewegte Kokillenformen abgegeben;
  • c) die im Zuge der Fortbewegung der Kokillenformen erstarrenden Legierungskörper werden abschließend im Transportbehälter eingefüllt.
    • Ein Verfahren der vorgenannten Schrittabfolge ist durch die JP-A-032608842 bekannt geworden. Die Größe und/oder das Gewicht der Legierungskörper wird jedoch fest eingestellt, lässt sich also nicht variieren.
    Daneben kennt man ein Verfahren zur Herstellung von vorzugsweise einteiligen Legierungskörpern aus der WO 95/13153 A1. Auch hier gelangt Flüssigmetall aus einer Gießmulde in unterhalb der Gießmulde fortbewegte Kokillenformen. Um die Masselgröße konstant zu halten, wird lediglich die Geschwindigkeit des Transportbandes kontrolliert. Wie dies im Einzelnen geschieht, bleibt jedoch offen.
    Die schließlich noch interessante FR-A-1 499 513 beschäftigt sich ebenfalls mit einem Herstellungsverfahren für Legierungskörper. Auch in diesem Fall fehlen Angaben dahingehend, wie diese Legierungskörper hinsichtlich Größe und/oder Gewicht verändert werden können.
    Als (Aluminium-)Gusslegierungen mögen solche nach DIN 172552 eingesetzt werden. Unter Qualitätslegierungskörpern sind im Rahmen der Erfindung solche Legierungskörper zu verstehen, deren Legierungskomponenten gewichtsmäßig (nach DIN) definiert (und reproduzierbar) eingestellt sind. Dies wird üblicherweise in einem vorgeschalteten Schmelzofen vorgenommen.
    Neben dem angeführten druckschriftlichen Stand der Technik sind zahlreiche Herstellungsverfahren für Legierungen bzw. Legierungskörper aus Flüssigmetall aus der Praxis bekannt. Derartige Legierungskörper werden regelmäßig produziert, um bei der anschließenden Verarbeitung wieder aufgeschmolzen und in die gewünschte (Gieß-)Form gebracht zu werden. Zum Transport werden die zumeist quaderförmigen Legierungskörper, z. B. Masseln mit einem Gewicht von 4 bis zu 25 kg, in stapelbare Blöcke fester Losgrößen konfektioniert und üblicherweise umreift. Hierfür sind Stapelmaschinen erforderlich, die relativ aufwendig gestaltet sind und nicht immer störungsfrei arbeiten. Dies lässt sich größtenteils auf die im Zuge der Erstarrung des Flüssigmetalls anstehenden hohen Temperaturen zurückführen. Im Übrigen sind derartige Stapelmaschinen aufwendig gebaut und demzufolge kostenintensiv.
    Unabhängig davon ist es bekannt, Flüssigmetall mittels wärmeisolierender Behälter direkt an beispielsweise Gießereien zu liefern. Derartige Vorgehensweisen sind jedoch nur bei großen Flüssigmetallmengen rentabel durchführbar. Im Übrigen ist eine Bevorratung schwierig. - Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
    Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von vorzugsweise einteiligen Legierungskörpern aus Flüssigmetall anzugeben, mit deren Hilfe derartige Körper einfach und preisgünstig hergestellt und transportiert werden können, wobei die Möglichkeit bestehen soll, die Größe und/oder das Gewicht der Legierungskörper variieren zu können.
    Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein gattungsgemäßes Verfahren im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Ausflussgeschwindigkeit und/oder die Ausflussrate des Flüssigmetalls aus der oder den Ausflussöffnungen gesteuert oder geregelt wird, und zwar in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Kokillenformen und/oder der Größe bzw. des Gewichts der herzustellenden Legierungskörpern. Mit anderen Worten lässt sich die Größe und/oder das Gewicht der Legierungskörper mit Hilfe der Ausflussgeschwindigkeit, der Ausflussrate sowie der Geschwindigkeit der Kokillenformen steuern oder regeln.
    So führt eine große Geschwindigkeit der Kokillenformen bei vorgegebener Ausflussgeschwindigkeit und Ausflussrate, d. h. Flüssigmetallmenge pro Zeiteinheit, i. d. R. zu kleinen und leichten Legierungskörpern. Deren Größe und/oder Gewicht kann messtechnisch erfasst oder berechnet werden und lässt sich steigern, indem entweder die Geschwindigkeit der Kokillenformen reduziert oder - was besser ist - die Ausflussrate und/oder Ausflussgeschwindigkeit erhöht wird. Die Ausflussrate kann im einfachsten Fall durch das Öffnen weiterer Ausflussöffnungen vergrößert werden, während die Ausflussgeschwindigkeit am besten durch Variation des Flüssigkeitsstandes in der Gießmulde und damit des hydrostatischen Druckes im Bereich der jeweiligen bodenseitigen Ausflussöffnung verändert wird. Selbstverständlich kann zusätzlich oder alternativ die Größe der jeweiligen Ausflussöffnung angepasst werden.
    Im einfachsten Fall kann dies so geschehen, dass die Ausflussöffnungen als austauschbare Düsen ausgeführt sind. Fraglos sind an dieser Stelle auch Düsen mit einstellbarem Querschnitt denkbar. Die Ausflussrate des Flüssigmetalls also die Masse bzw. das Gewicht pro Zeiteinheit, kann dann variiert werden, indem die Ausflussöffnung entsprechend geöffnet oder geschlossen wird und ggf. die Ausflussgeschwindigkeit erhöht wird. Dies lässt sich in der beschriebenen Art und Weise dadurch erreichen, dass der Stand des Flüssigmetalls in der Gießmulde variiert wird und sich demzufolge der hydrostatische Druck im Bereich der Ausflussöffnungen und damit die Ausflussgeschwindigkeit entsprechend verändert.
    Zu diesem Zweck lässt sich der Füllstand des Flüssigmetalls in der Gießmulde ermitteln, und zwar zumeist berührungslos mittels Laserstrahlen. In gleicher Weise kann der Füllstand des Flüssigmetalls in der jeweiligen Kokillenform erfasst werden, nämlich ebenfalls berührungslos mittels Laserstrahlen abgetastet werden. Auch der Füllgrad des Transportbehälters wird üblicherweise berührungslos gemessen, und zwar nach bevorzugter Ausgestaltung ebenfalls mittels Laserstrahlen. In Abhängigkeit von diesem Füllgrad wird ein Nachfolgebehälter bereitgestellt.
    Die Kokillenformen sind in der Regel Bestandteile eines Gießbandes und werden in Verbindung mit diesem Gießband fortbewegt. Zu diesem Zweck weist das Gießband zumindest zwei längsrandseitige Gliederketten auf, an welche die Kokillenformen angeschlossen sind. Diese Kokillenformen befinden sich in der Regel in Kokillentragkörpern, die im Wesentlichen schuppenartig mit Überlapp aneinandergelegt sind. In diesen Kokillenträgerkörpern finden sich eingeformte Mulden als besagte Kokillenformen.
    Zusätzlich können Kühlvorrichtungen vorgesehen sein, mit deren Hilfe sich die Erstarrungsgeschwindigkeiten des Flüssigmetalls in den Kokillenformen gezielt einstellen lässt. Auch wird hierdurch die Temperatur der gesamten Vorrichtung auf einem bestimmten Wert gehalten, so dass Effekte aufgrund Temperaturdrift oder unzulässiger Erwärmung nicht auftreten (können).
    Gegenstand der Erfindung ist auch eine im Patentanspruch 6 beschriebene Vorrichtung zur Herstellung von vorzugsweise einteiligen Legierungskörpern gemäß dem vorbehandelten Verfahren. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche 7 bis 9.
    Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
    Fig. 1
    eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenansicht,
    Fig. 2
    eine Aufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 1 und
    Fig. 3
    verschiedene Ausgestaltungen der mit der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 hergestellten Legierungskörper.
    In den Figuren ist eine Vorrichtung zur Herstellung von einteiligen Legierungskörpern 8 dargestellt. Dabei werden die Legierungskörper 8 aus Flüssigmetall geformt, bei welchem es sich nach dem Ausführungsbeispiel um eine Qualitätslegierung aus Aluminium handelt. Dieses Flüssigmetall wird über eine angeschlossene Zufuhrleitung 1 in eine Gießmulde 2 eingefüllt bzw. zugeführt. Diese Gießmulde 2 besitzt bodenseitige Ausflußöffnungen 3. Bei diesen Ausflußöffnungen handelt es sich um keramische Gießdüsen 3, die nach dem Ausführungsbeispiel auswechselbar gestaltet sind. Folglich können Ausflußgeschwindigkeit sowie Ausflußrate des Flüssigmetalls aus der Gießmulde 2 variiert werden. Selbstverständlich ist es auch denkbar, die Anzahl der keramischen Gießdüsen 3 entsprechend zu variieren.
    Jedenfalls wird das aus den Ausflußöffnungen bzw. Gießdüsen 3 austretende Flüssigmetall darauffolgend in unterhalb der Gießmulde 2 fortbewegte Kokillenformen bzw. Mulden 4 in Kokillentragkörpern 5 abgegeben.
    Dementsprechend erfolgt das Gießen unter Wirkung der Schwerkraft in die metallischen Dauerformen, die Kokillenformen bzw. Mulden 4. Durch die hohe Wärmeleitfähigkeit der Kokillenformen 4 erfolgt eine beschleunigte Abkühlung der erstarrenden Flüssigmetallschmelze. Im Zuge dieser Abkühlung erfährt das eingefüllte Flüssigaluminium eine Volumenschrumpfung von ca. 5 bis 8 %. Gleichzeitig bildet sich ein feinkörniges, dichtes Legierungsgefüge mit ausgezeichneter Oberflächengüte. Darüber hinaus ist ein insbes. sauberer und oxidfreier Abguß gegeben, weil das Flüssigmetall unterhalb seiner Oberfläche am Boden der Gießmulde 2 durch die keramischen Gießdüsen 3 in die Kokillenformen 4 abgegeben wird, so daß die mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung tretende, für den Abguß relevante, Flüssigkeitsoberfläche auf ein Minimum reduziert ist. Denn unerwünschte Oxide schwimmen auf der Oberfläche des Flüssigmetalls in der Gießmulde 2 auf und werden ggf. abgezogen, stören folglich den bodenseitigen Abguß in die Mulden 4 nicht.
    Die Kokillenformen bzw. Mulden 4 sind - wie gesagt - Bestandteil von Kokillentragkörpern 5, in welche die Mulden 4 eingeformt sind. Die vorgenannten Kokillentragkörper 5 sind schuppenartig mit Überlapp aneinandergelegt und jeweils längsrandseitig über dortige Gliederketten 6 miteinander verbunden. Infolge dieses schuppenartigen Aneinanderliegens wird erreicht, daß das aus den Gießdüsen bzw. Ausflußöffnungen 3 abgegebene Flüssigmetall kontinuierlich in die betreffenden Kokillenformen 4 eingefüllt wird, wie dies der vergrößerte Ausschnitt in Fig. 1 deutlich macht. Zu diesem Zweck ist zwischen den Kokillenformen 4 ein dachartiger Verbindungssteg 7 vorgesehen, welcher dafür sorgt, daß ein Strahl S aus Flüssigmetall selbst beim Auftreffen auf einen Zwischenraum zwischen den Kokillenformen 4 einwandfrei in die zugehörigen Mulden 4 geleitet wird.
    Im Zuge der Fortbewegung der Kokillenformen 4 erstarren die sich bildenden Legierungskörper 8, was mit der bereits angedeuteten Volumenabnahme verbunden ist. Die erstarrten Legierungskörper 8 werden endseitig eines aus den Gliederketten 6 und den Kokillentragkörpern 5 gebildeten Gießbandes 5, 6 in Transportbehälter 9 eingefüllt. Dies geschieht dergestalt, daß die Kokillentragkörper 5 am Ende des Gießbandes 5, 6 eine gleichsam schlagartige Richtungsumkehr erfahren und hierbei auf Anschläge auftreffen, so daß sich die Legierungskörper 8 aus den Mulden bzw. Kokillenformen 4 selbsttätig lösen und infolge der Schwerkraft in den Transportbehälter 9 fallen. Dies ist in Fig. 1 gestrichelt angedeutet.
    Der jeweilige Transportbehälter 9 ist Bestandteil einer Beschickeinrichtung 10, mit deren Hilfe dafür gesorgt wird, daß kontinuierlich Transportbehälter 9 befüllt und Nachfolgebehälter 9 bereitgestellt werden. Diese Beschickeinrichtung 10 ist nach dem Ausführungsbeispiel als Drehscheibe 10 mit Antrieb 11 ausgeführt und endseitig des Gießbandes 5, 6 angeordnet. Selbstverständlich können zu dieser Beschickeinrichtung 10 auch Transportbänder, Greifer oder dergleichen für die Transportbehälter 9 gehören.
    Um das Erstarren der Legierungskörper 8 zu beschleunigen und/oder die gesamte Anlage, insbesondere das Gießband 5, 6 zu kühlen, ist zusätzlich eine Kühlvorrichtung 12 oberhalb des Gießbandes 5, 6 realisiert. Mit Hilfe dieser Kühlvorrichtung 12, die vorliegend als Kühlventilator 12 ausgeführt ist, läßt sich folglich die Erstarrungsgeschwindigkeit der Legierungskörper 8 beeinflussen. Auch wird hierdurch die Kühlung der gesamten Anlage gewährleistet.
    Um einen vollautomatischen Betrieb zur Herstellung der Legierungskörper 8 zu gewährleisten, ist zusätzlich zunächst einmal eine Meßeinrichtung 13 oberhalb der Gießmulde 2 vorgesehen, um den dortigen Füllstand an Flüssigmetall zu erfassen. Diese Meßeinrichtung 13 arbeitet berührungslos und ist nach dem Ausführungsbeispiel als Lasermeßeinrichtung 13 ausgeführt. Der Füllstand in den Kokillenformen bzw. Mulden 4 wird mit Hilfe einer weiteren Meßeinrichtung 14, vorliegend einer Füllstandsmeßeinrichtung 14 erfaßt. Diese Füllstandsmeßeinrichtung 14 ist oberhalb des Gießbandes 5, 6 angeordnet und dient zur Ermittlung des Füllstandes der Kokillenformen 4 mit Flüssigmetall. Schließlich ist noch eine Wägevorrichtung und/oder Abtasteinrichtung 15 im Bereich der Beschickeinrichtung 10 verwirklicht, um den Füllgrad des oder der Transportbehälter 9 zu ermitteln.
    Nach dem Ausführungsbeispiel ist im Bereich der Beschickeinrichtung 10 eine Abtasteinrichtung 15, vorliegend eine berührungslose Lasermeßeinrichtung 15, verwirklicht. Sämtliche vorerwähnten Meßeinrichtungen 13, 14, 15 sind ebenso wie die Beschickeinrichtung 10 bzw. deren Antrieb 11, das Gießband 5, 6 bzw. dessen Antrieb 16 und die Kühlvorrichtung 12 an eine Steuer-/Regelvorrichtung 17 angeschlossen. Diese Steuer-/Regelvorrichtung 17 steuert die gesamte Verfahrensabfolge.
    Im einzelnen wird zunächst einmal die Zufuhrgeschwindigkeit an Flüssigmetall über die Zufuhrleitung 1 variiert, was durch entsprechende Schieber oder dergleichen Absperrorgane in der Zufuhrleitung 1 erfolgen kann. Je nach Zufuhrgeschwindigkeit an Flüssigmetall stellt sich der mittels der Meßeinrichtung 13 abgetastete Flüssigkeitsstand in der Gießmulde 2 ein. Von diesem Flüssigkeitsstand in der Gießmulde 2 und der Größe sowie Anzahl der Ausflußöffnungen bzw. Gießdüsen 3 hängen Ausflußgeschwindigkeit und Ausflußrate des Flüssigmetalls aus der Gießmulde 2 ab.
    In Abhängigkeit von diesen Parametern wird die Bandgeschwindigkeit des Gießbandes 5, 6 mit Hilfe des dortigen Antriebes 16 eingestellt, um Legierungskörper 8 gewünschter Größe bzw. vorgegebenen Gewichtes in den Mulden bzw. Kokillenformen 4 darstellen zu können. Eine entsprechende Kontrolle erfolgt über die Füllstandsmeßeinrichtung 14, deren Meßwerte (zusammen mit den Füllstandswerten in der Gießmulde 2) gleichsam als Führungsgröße für die Regelung der Ausflußgeschwindigkeit bzw. Ausflußrate dienen. Dies gilt auch für die Geschwindigkeit des Gießbandes 5, 6 (die jedoch regelmäßig konstant voreingestellt wird).
    Mit Hilfe der Kühlvorrichtung 12 kann anschließend die Erstarrungsgeschwindigkeit der Legierungskörper 8 und die Kühlung der gesamten Anlage vorgenommen werden. Um die Erstarrungsgeschwindigkeit der Legierungskörper 8 gezielt einstellen zu können, läßt sich deren Temperatur im Verlaufe des Gießbandes 5, 6 (ebenfalls berührungslos) ermitteln, was jedoch im einzelnen nicht dargestellt ist. Jedenfalls sind die entsprechenden und nur angedeuteten Temperatursensoren 18 ebenfalls an die Steuer-/Regelvorrichtung 17 angeschlossen.
    Schließlich wird je nach Füllgrad des Transportbehälters 9 die Beschickeinrichtung 10 mit Hilfe der Steuer-/Regelvorrichtung 17 angesteuert, so daß ein voller Transportbehälter 9 punktgenau durch einen entsprechenden Nachfolgebehälter 9 ersetzt wird. Anstelle der dortigen Abtasteinrichtung 15 kann natürlich auch eine Wägevorrichtung vorgesehen werden, die einen zu befüllenden Transportbehälter 9 zunächst leer wiegt (Tara) und dann anhand des Bruttogewichtes das Nettogewicht der Legierungsköper 8 aus der Differenz Bruttogewicht minus Tara ermittelt. Jedenfalls läßt sich mit Hilfe der Steuer-/Regelvorrichtung 17 auch die Arbeitsgeschwindigkeit der Beschickeinrichtung 10 bzw. des dortigen Antriebs 11 steuern oder in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Gießbandes 5, 6 und der Anzahl der einzufüllenden Legierungskörper 8 regeln.
    Im Ergebnis werden vollautomatisch Legierungskörper 8 aus Flüssigmetall, nach dem Ausführungsbeispiel aus einer (Aluminium-)Gußlegierung, hergestellt. Diese Legierungskörper können ein Stückgewicht im Bereich zwischen 100 g und bis zu 1,5 kg aufweisen. Durch die große Oberfläche (bei gleichem Gewicht) im Vergleich zu einem (schweren) Quaderlegierungskörper schmelzen die erfindungsgemäßen Legierungskörper schnell. Die Dauergießleistung liegt bei mindestens 5000 kg pro Stunde. Dabei wird ein ofenschonendes Einschmelzen bei vereinfachter Dosierung und unkomplizierter Handhabung erreicht. Die Investitionskosten sind gering, weil das dargestellte Gießband 5, 6 einfach und preisgünstig aufgebaut ist. Eine Stapelmaschine - wie sie der Stand der Technik für unabdingbar ansieht - kann entfallen. Der Gießvorgang läuft vollautomatisch ab. Die Transportkosten sind insofern verringert, weil die Legierungskörper 8 in einfach handhabbaren und zu transportierenden Transportbehältern 9 fortbewegt werden.
    Die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Legierungskörper 8 bieten sich nicht nur in (Aluminium-)Kokillengießereien als Alternative für die üblichen Quaderlegierungskörper bzw. Aluminium-Masselkörper an, sondern können auch als Zusätze für eine Stahlschmelze Berücksichtigung finden. Denn die Form der Legierungskörper 8 läßt sich praktisch frei wählen und reicht von Kugeloder Tropfenformen bis hin zu Pyramiden oder Pyramidenstümpfen (vgl. Fig. 3).

    Claims (9)

    1. Verfahren zur Herstellung von vorzugsweise einteiligen Legierungskörpern (8) aus Flüssigmetall, insbesondere von einteiligen Qualitätslegierungskörpern (8) aus (Aluminium-)Gusslegierungen, mit folgenden Verfahrensschritten:
      a) zunächst wird das Flüssigmetall in eine Gießmulde (2) mit zumindest einer bodenseitigen Ausflussöffnung (3) eingefüllt;
      b) das aus der Ausflussöffnung (3) austretende Flüssigmetall wird darauffolgend in unterhalb der Gießmulde (2) fortbewegte Kokillenformen (4) abgegeben;
      c) die im Zuge der Fortbewegung der Kokillenformen (4) erstarrenden Legierungskörper (8) werden abschließend in Transportbehälter (9) eingefüllt,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Ausflussgeschwindigkeit und/oder die Ausflussrate des Flüssigmetalls aus der oder den Ausflussöffnungen (3) gesteuert oder geregelt wird, und zwar in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Kokillenformen (4) und/oder der Größe bzw. des Gewichts der herzustellenden Legierungskörper (8).
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstand des Flüssigmetalls in der jeweiligen Kokillenform (4) ermittelt wird, z. B. berührungslos mittels Laserstrahlen abgetastet wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokillenformen (4) mittels eines Gießbandes (5, 6) als Bestandteile desselben fortbewegt werden.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstarrungsgeschwindigkeit des Flüssigmetalls in den Kokillenformen (4) gezielt mittels z. B. zusätzlicher Kühlvorrichtungen (12) eingestellt wird.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllgrad des Transportbehälters (9) erfasst und in Abhängigkeit hiervon ein Nachfolgebehälter (9) bereitgestellt wird.
    6. Vorrichtung zur Herstellung von vorzugsweise einteiligen Legierungskörpern (8) entsprechend dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit
      a) zumindest einer Gießmulde (2) mit angeschlossener Zufuhrleitung (1) oberhalb eines Gießbandes (5, 6) mit Kokillenformen (4);
      b) wenigstens einer bodenseitigen Ausflussöffnung (3) in der Gießmulde (2);
      c) einer Beschickeinrichtung (10) für ein oder mehrere Transportbehälter (9) endseitig des Gießbandes (5, 6);
      d) ggf. einer Kühlvorrichtung (12) zur Einstellung der Erstarrungsgeschwindigkeit der Legierungskörper (8) und/oder Kühlung der gesamten Vorrichtung, insbesondere des Gießbandes (5, 6) und mit
      e) einer Steuer-/Regelvorrichtung (17) zumindest zur Einstellung der Zufuhrgeschwindigkeit bzw. Zufuhrrate an Flüssigmetall, der Bandgeschwindigkeit des Gießbandes (5, 6) und der Arbeitsgeschwindigkeit der Beschickeinrichtung (10).
    7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Füllstandmesseinrichtung (14) oberhalb des Gießbandes (5, 6) zur Ermittlung des Füllstandes der Kokillenformen (4) mit Flüssigmetall angeordnet ist.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wägevorrichtung und/oder Abtasteinrichtung (15) im Bereich der Beschickeinrichtung (10) verwirklicht ist, um den Füllgrad des oder der Transportbehälter (9) zu ermitteln.
    9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießband (5, 6) im Wesentlichen aus schuppenartig mit Überlapp aneinandergelegten Kokillentragkörpern (5) mit eingeformten Mulden (4) als Kokillenformen (4) sowie die Kokillentragkörper (5) jeweils längsrandseitig miteinander verbindenden Gliederketten (6) aufgebaut ist.
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