EP1501647B1 - Verfahren und vorrichtung zum gewichtskontrollierbaren befüllen von kokillen an nicht-eisen-giessmaschinen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum gewichtskontrollierbaren befüllen von kokillen an nicht-eisen-giessmaschinen Download PDF

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EP1501647B1
EP1501647B1 EP03708217A EP03708217A EP1501647B1 EP 1501647 B1 EP1501647 B1 EP 1501647B1 EP 03708217 A EP03708217 A EP 03708217A EP 03708217 A EP03708217 A EP 03708217A EP 1501647 B1 EP1501647 B1 EP 1501647B1
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EP
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trough
casting
weight
metering
filling
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EP03708217A
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Erich Willems
Adolf-Gustav Zajber
Heinz-Josef Leuwer
Ronald Wilmes
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SMS Siemag AG
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SMS Demag AG
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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
    • B22D37/00—Controlling or regulating the pouring of molten metal from a casting melt-holding vessel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D39/00—Equipment for supplying molten metal in rations
    • B22D39/04—Equipment for supplying molten metal in rations having means for controlling the amount of molten metal by weight
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D5/00—Machines or plants for pig or like casting
    • B22D5/02—Machines or plants for pig or like casting with rotary casting tables

Definitions

  • the invention relates to a method for accurate weight filling of molds of a non-iron casting machine, for example.
  • a copper anode casting machine or zinc anode casting machine which are designed for production in fully mechanical casting operation as casting wheels and equipped with the molds, wherein in a first step, liquid metal in a controlled mass flow under determination of the continuously dynamic weight gain introduced into a trough and fed in a second step by tilting the intermediate trough liquid metal alternately to one side in each existing Dosiermulde and after filling the first Dosiermulde the intermediate trough in Direction of the second Dosiermulde tilted and at the same time the mass of an anode from the first filled Dosiermulde is shed by a controlled tilting movement in one of the casting wheel arranged on the molds.
  • the invention also relates to a device for carrying out the method.
  • anodes are produced from non-ferrous metals with relatively high quantities in fully mechanical casting operation using multiple molds made of cast iron, copper or steel. Characteristic features of the aspired quality of the anodes are considered to be the exact piece weight as well as the exact pianplexity of their surfaces.
  • Constant compliance with these parameters is achieved particularly advantageously in the use of pouring machines equipped with casting wheels.
  • one or two casting molds equipped with molds are provided in a tiltable arrangement, which are alternately filled with cast metal under continuous molds and then dumped into a respective mold at their standstill.
  • the known production method finds its natural limits with the difference in speed between the standing casting troughs and the casting troughs under the casting mold.
  • the speed difference enforces the maximum attainable output of anode casting by unit weight, quantity and piece quality, in particular depending on the required service life of the casting wheel and the movement times including the times for accelerations and decelerations.
  • German Patent Application 2 011 698 For accurate casting of copper anode plates in the respective molds of a casting wheel is known from German Patent Application 2 011 698, that target weight of the anode plates prior to entering the casting metal into a mold, regardless of the actual weight of a cast previously anode plate by weighing a to determine the absolutely adjustable subset of a total of two to three times the subset amount.
  • the document JP 55 08 42 68 describes a method for increasing the efficiency of a casting machine with a casting wheel by using 2 pouring points.
  • the casting machine is under a spout an intermediate trough, which is provided with transverse outlets to their horizontal. Tilted axis.
  • Dosing troughs for weighing the metal are arranged under each outlet and tiltable about the axis. Under the spout of Dosiermulden a mold is arranged in each case.
  • Document DE 1 956 076 A1 discloses a method and apparatus for producing a higher number of copper anode plates.
  • metered quantities of melt are dispensed alternately from a single removal point into at least two casting wheels at short intervals, so that one casting wheel is further rotated as long as the casting process is carried out at the other or at another.
  • the inflow to the dosage is controlled by weighing the dosage underlying the total amount and the existing amount of melt, from which the subset is to be separated, is kept constant.
  • the present invention seeks to provide an improved operating method and an improved design for non-iron casting machines in order to increase the product quality and to achieve a weight-accurate Kokillenbe colllung.
  • the aforementioned object is achieved by a method referred to in the preamble of claim 1, characterized in that the mass flow during casting is divided into preferably three phases.
  • the pouring edge of the dosing trough is designed such that the kinetic energy of the pouring stream is reduced as far as possible during tipping and the melt enters the die as vertically as possible, as shown in FIG.
  • the casting machine for carrying out casting operations for the production of anodes of non-ferrous metal, such as copper or zinc anodes, according to the preamble of claim 6 is characterized in that at the front outlet of each Dosiermirlde a pouring edge is provided with step-shaped design.
  • An embodiment of the method provides that alternately only one Dosiermulde is filled from the intermediate trough, while, with the other Dosiermulde the exact weight Feinbe colllung a mold
  • Dosiermulden on two casting wheels takes place after completion of the filling of a Dosiermulde the positioning of the next empty mold under each currently filled Dosiermulde.
  • a particularly advantageous development of the invention is that the period between the positioning of two molds from service life of a casting wheel and movement times for positive or negative acceleration, for example, for filling, inspection or removal, calculated as so-called cycle time, with a superposition of the movement times and in particular the Filling is considered.
  • means such as hydraulic cylinder for tilting each intermediate recess about its longitudinal axis and means, such as hydraulic cylinders for tilting each Dosiermulde provided about its transverse axis, and that means, for. B. load cells for the current detection of the weight content of the intermediate recesses and means, for. B. load cells are provided for the current detection of the weight content of Dosiermulden.
  • FIG. 1 The plan view of Fig. 1 shows the essential functional elements of a metal casting machine 9, 9 'in functional V-connection of Dosiermulden 5, 5' with an intermediate trough 4. This is by means of a tilting bearing axis xx tilted on both sides and empties it Molten metal through the outlets 6, 6 'in the Dosiermulden 5, 5'.
  • a means for tilting preferably position adjustable hydraulic cylinders 12, 12 'are arranged on one side of a Dosiermulde.
  • the intermediate recess 4 is pivotally mounted at two points on a frame 16 about its longitudinal axis x-x, wherein the third attachment point is a hydraulic cylinder 11 is used.
  • the frame 16 is also mounted on load cells 13 at at least three points. The load cells are arranged within the overall system so that no lateral forces act on the load cells and thus no incorrect measurements occur.
  • the Dosiermulden 5, 5 ' are tiltably mounted by means of their transverse axes y-y from the horizontal position to a discharge position tilted forward. After tilting the intermediate recess in the longitudinal axis x-x, melt is filled into the associated dosing trough 5, 5 'after one side in each case via one of the outlets 6, 6' (FIGS. 3 and 5)
  • Weight-controlled melt is discharged from these dosing troughs into a respective mold 10, 10 'which is rotatably provided on the periphery of each casting wheel 9, 9'.
  • an anode is off the first filled Dosiermulde 5, 5 'by the described controlled tilting movement in one of the casting edge 9,9' arranged molds 10, 10 'potted.
  • the positioning of the next empty dies 10 takes place only after the previous filling of the two Dosiermulden 10, 10 ', and on the other hand the positioning of the next mold is carried out under the currently filled dosing trough.
  • the cycle times between the positioning of two molds are calculated from the service life of the casting wheel 9, 9 ', e.g. for filling, inspection and removal and the movement times such as positive or negative acceleration, with a superimposition of the movement times and the times for the filling takes place.
  • Dosiermulden 5, 5 ' In each case a mold 10 of the casting wheel 9 by lifting the rear portion of a Dosiermulde 5 by hydraulic cylinders 12, 12' means (not shown) position control.
  • the troughs 5, 5 ' are tilted over the axes y-y in an emptying inclined position.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gewichtsgenauen Befüllen von Kokillen einer Nicht-Eisen-Gießmaschine, bspw. einer Kupfer-Anoden-Gießmaschine oder Zink-Anoden-Gießmaschine, die zur Produktion in vollmechanischem Gießbetrieb als Gießräder ausgebildet und mit den Kokillen bestückt sind, wobei in einem ersten Schritt flüssiges Metall in einem geregelten Massenstrom unter Ermittlung der kontinuierlich dynamischen Gewichtszunahme in eine Zwischenmulde eingeleitet und in einem zweiten Schritt durch Kippen der Zwischenmulde flüssiges Metall abwechselnd nach jeweils einer Seite in eine dort vorhandene Dosiermulde aufgegeben und nach Befüllen der ersten Dosiermulde die Zwischenmulde in Richtung der zweiten Dosiermulde gekippt und gleichzeitig die Masse einer Anode aus der zuerst befüllten Dosiermulde durch eine kontrollierte Kippbewegung in eine der am Gießrad angeordneten Kokillen vergossen wird.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Im Unterschied zur Herstellung einzelner Gussstücke, bspw. solche in relativ geringen Stückzahlen aus Sandformen, werden Anoden aus NE-Metallen mit vergleichsweise hohen Stückzahlen im vollmechanischen Gießbetrieb unter Verwendung von vielfach einsetzbaren Kokillen aus Gusseisen, Kupfer bzw. Stahl produziert. Als kennzeichnende Merkmale für die erstrebte Qualität der Anoden wird das exakte Stückgewicht sowie die genaue Pianpärattetität von deren Oberflächen betrachtet.
  • Die konstante Einhaltung dieser Parameter wird besonders vorteilhaft bei der Verwendung von mit Gießrädern ausgestatteten Gießmaschinen erreicht. Dabei sind im peripheren Bereich beispielsweise eines oder zweier mit Kokillen bestückter Gießräder ortsfest gegenüberliegende Gießmulden in kippbarer Anordnung vorgesehen, die abwechselnd bei darunter durchlaufenden Kokillen mit Gießmetall gefüllt und danach in jeweils eine Kokille bei deren Stillstand ausgekippt werden.
  • Das bekannte Produktionsverfahren findet seineiriatürlichen Grenzen mit der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den stehenden Gießmulden und den diese Gießmulden mit dem Gießrad unterlaufenden Kokillen. Die Geschwindigkeitsdifferenz erzwingt das maximal erreichbare Ausbringen von Anodenguß nach Stückgewicht, Stückmenge und Stückqualität, insbesondere in Abhängigkeit von der erforderlichen Standzeit des Gießrades sowie den Bewegungszeiten einschließlich der Zeiten für Beschleunigungen und Verzögerungen.
  • Hierbei errechnet sich die Taktzeit, d. h. der Zeitraum zwischen dem Positionieren beispielsweise zweier Kokillen, aus der Standzeit des Gießrades zwecks Befüllung, Inspektion und Entnahme, und den. Bewegungszeiten, Beschleunigen bzw. Verzögerungen, wobei eine Überlagerung der Bewegungszeiten sowie der Befüllung erfolgt.
  • Aus dem Dokument DE 1 956 076 A1 ist ein Verfahren und eine Anlage zum Erzeugen einer höheren Anzahl von Kupfer-Anodenplatten bekannt. Hierzu werden Gießräder eingesetzt, deren Gießformen nacheinander an einer Umfangstelle mit Kupferschmelze gefüllt und dann um einen Gießformabstand weitergedreht werden. In kürzeren Abständen werden dosierte Schmelzenmengen aus einer einzigen Entnahmestelle in mindestens zwei Gießräder abwechselnd eingegeben, so dass das eine Gießrad weitergedreht wird, solange an dem anderen Gießrad der Abgießvorgang läuft.
  • Zum gewichtsgenauen Gießen von Kupfer-Anodenplatten in den jeweiligen Gießformen eines Gießrades ist aus der deutschen Auslegeschrift 2 011 698 bekannt, dass Soll-Gewicht der Anodenplatten vor dem Eingeben des Gießmetalles in eine Gießform, unabhängig vom Ist-Gewicht einer vorgehend gegossenen Anodenplatte durch Abwägen einer absolut einstellbaren Teilmenge von einer das zweibis dreifache der Teilmenge betragenden Gesamtmenge zu bestimmen.
  • Das Dokument JP 55 08 42 68 beschreibt ein Verfahren zur Effizienzsteigerung einer Gießmaschine mit einem Gießrad durch Verwendung von 2 Eingießstellen. Bei der Gießmaschine ist unter einem Ausguss eine Zwischenmulde, die mit quergerichteten Auslässen versehen ist, um ihre horizontale. Achse kippbar angeordnet. Unter jedem Auslass sind Dosiermulden zum Abwiegen des Metalls angeordnet und um die Achse kippbar. Unter dem Ausguss der Dosiermulden ist jeweils eine Kokille angeordnet.
  • Das Dokument DE 1 956 076 A1 offenbart ein Verfahren und eine Anlage zum Erzeugen einer höheren Anzahl von Kupfer-Anodenplatten. Hierzu werden in kurzen Abständen dosierte Schmelzenmengen aus einer einzigen Entnahmestelle in mindestens zwei Gießräder abwechselnd abgegeben, so dass das eine Gießrad weitergedreht wird, solange an dem anderen oder an einem anderen der Abgießvorgang läuft.
    Dabei wird der Zufluss zur Dosierung durch Wiegen der der Dosierung zugrunde liegende Gesamtmenge gesteuert und die vorhandene Schmelzenmenge, von der die Teilmenge abzutrennen ist, wird konstant gehalten.
  • Ausgehend vom vorbeschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Betriebsverfahren sowie eine verbesserte Bauart für Nicht-Eisen-Gießmaschinen anzugeben, um die Produktqualität zu erhöhen sowie eine gewichtsgenaue Kokillenbefüllung zu erzielen.
  • Die vorgenannte Aufgabe wird bei einem Verfahren der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art dadurch gelöst, dass der Massenstrom beim Vergießen in bevorzugt drei Phasen eingeteilt wird.
  • In einer ersten Phase wird das flüssige Metall zunächst mit relativ geringem Mas-sestrom in eine Kokille gegossen, um dadurch Spritzen bzw. Überschwappen zu vermeiden. In einer anschließenden Phase erfolgt nach Erreichen eines vorgegebenen Zwischengewichtes ein gleichmäßiges Befüllen der Kokillen 10, 10' mit einem höheren Massestrom. Nachdem in einer abschließenden Phase erneut ein vorgebbares Metall-Gußgewicht erreicht ist, erfolgt zuletzt eine gewichtsgenaue Feinbefüllung in der dritten Phase. Hierfür ist der Abreißpunkt des Metallflusses so gewählt, dass die vorgegebene Gewichtstoleranz eingehalten wird. Hierfür maßgebende Parameter sind:
    • Anodengewichte
    • unterschiedliche Ausgangsmengen von Schmelze in einer Dosiermulde
    • Geometrie der Dosiermulde
  • Dabei ist bei der Gießmaschine zur Durchführung dieser Gießvorgänge die Ausgießkante der Dosiermulde derart ausgebildet, dass die kinetische Energie des Gießstrahls beim Kippen möglichst weitgehend reduziert wird und die Schmelze möglichst senkrecht in die Kokille einläuft wie dies in Fig. 5 dargestellt ist.
  • Die Gießmaschine zur Durchführung von Gießvorgängen zwecks Erzeugung von Anoden aus Nicht-Eisen-Metall, wie Kupfer- oder Zinkanoden, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 6 ist hierfür dadurch gekennzeichnet, dass am vorderen Auslass jeder Dosiermirlde eine Ausgießkante mit treppenförmiger Ausbildung vorgesehen ist.
  • Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens kann ein vollmechanischer Gießbetrieb mit vergleichsweise hohen Stückzahlen unter Verwendung von vielfach wieder einsetzbaren Kokillen aus Gusseisen, Kupfer bzw. Stahl gewährleistet werden, wobei die gegossenen Anoden ein exaktes Stückgewicht sowie eine möglichst genaue Einhaltung der Planparallelität von deren Begrenzungsflächen erhalten, also diejenigen Merkmale, die die erstrebte Qualität der gegossenen Anoden kennzeichnen.
  • Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass wechselweise nur jeweils die eine Dosiermulde aus der Zwischenmulde befüllt wird, währenddessen, mit der anderen Dosiermulde die gewichtsgenaue Feinbefüllung einer Kokille erfolgt
  • Bei dreieck-förmiger Anordnung der Dosiermulden an einem Gießrad erfolgt erst nach Befüllen beider Dosiermulden das Positionieren der nächsten beiden leeren Kokillen.
  • Bei Y-förmig angeordneten Dosiermulden an zwei Gießrädern erfolgt bereits nach Abschluß des Befüllvorganges einer Dosiermulde das Positionieren der nächsten leeren Kokille unter der jeweils aktuell befüllten Dosiermulde.
  • Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Zeitraum zwischen dem Positionieren zweier Kokillen aus Standzeiten eines Gießrades und Bewegungszeiten für positive oder negative Beschleunigung beispielsweise für Befüllen, Inspektion oder Entnahme, als sogenannte Taktzeit errechnet wird, wobei eine Überlagerung der Bewegungszeiten und insbesondere der Befüllung berücksichtigt wird. Hierdurch wird insbesondere ein Überschwappen der Schmelze über die Toleranzen der Schaukel- bzw. Schwappränder der Kokillen vermieden und es können planparallele Anodenflächen gewährleistet werden.
  • Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen.
  • In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung der Gießmaschine wird vorgeschlagen, dass Mittel wie Hydraulikzylinder zum Ankippen jeder Zwischenmulde um ihre Längsachse sowie Mittel, beispielsweise Hydraulikzylinder zum Ankippen jeder Dosiermulde um ihre Querachse vorgesehen, und dass Mittel, z. B. Wägezellen zum aktuellen Erfassen des Gewichtsinhaltes der Zwischenmulden sowie Mittel, z. B. Wägezellen zum aktuellen Erfassen des Gewichtsinhaltes der Dosiermulden vorgesehen sind.
  • Nachfolgend wird die Erfindung in schematischen Zeichnungen einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt, wobei aus den Zeichnungen weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung entnehmbar sind.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    in Draufsicht die Eingießvorrichtung einer Metall-Gießmaschine mit zwei Gießrädern in V-förmiger Anordnung der Dosiermulden;
    Fig. 2
    die Eingießvorrichtung mit einem Gießrad bei einer Delta-förmigen Anordnung von einem Paar Dosiermulden, ebenfalls in Draufsicht;
    Fig. 3
    eine Dosiermulde in Rückansicht;
    Fg. 4
    die Dosiermulde in Horizontalposition einer Seitenansicht;
    Fig. 5
    die Seitenansicht einer Dosiermulde in Entleerungs-Kippposition;
    Fig. 6
    eine vergrößerte Schnittdarstellung vom vorderen Ausguss einer Dosiermulde;
    Fig. 7
    eine Seitenansicht einer Zwischenmulde mit Schwenklagerung;
    Fig. 8
    die Zwischenmulde mit Schwenklagerung und Schwenkantrieb in Rückansicht;
    Fig. 9
    eine perspektivische Darstellung der Eingießvorrichtung.
  • Die Draufsicht der Fig. 1 zeigt die wesentlichen Funktionselemente einer Metall-Gießmaschine 9, 9' in funktioneller V-Verbindung der Dosiermulden 5, 5' mit einer Zwischenmulde 4. Diese ist mit Hilfe einer Kipplagerung ihrer Achse x-x nach beiden Seiten kippbar und entleert dabei Metallschmelze über die Auslässe 6, 6' in die Dosiermulden 5, 5'. Als Mittel zum Kippen sind an einer Seite einer Dosiermulde vorzugsweise positionsregelbare Hydraulikzylinder 12, 12' angeordnet. Die Zwischenmulde 4 ist an zwei Punkten auf einem Rahmen 16 um ihre Längsachse x-x schwenkbar gelagert, wobei als dritter Befestigungspunkt ein Hydraulikzylinder 11 verwendet ist. Der Rahmen 16 ist ebenfalls auf wenigstens drei Punkten auf Wägezellen 13 gelagert. Dabei sind die Wägezellen innerhalb des Gesamtsystems so angeordnet, dass keine Querkräfte auf die Wägezellen einwirken und somit keine Fehlmessungen auftreten.
  • Die Dosiermulden 5, 5' sind mittels ihrer Querachsen y-y kippbar aus der Horizontalposition in eine Entleerungsposition nach vorne neigbar gelagert. Nach Kippen der Zwischenmulde in der Längsachse x-x wird Schmelze nach jeweils einer Seite über einen der Auslässe 6, 6' in die zugeordnete Dosiermulde 5, 5' abgefüllt (Fig. 3 und Fig. 5)
  • Aus diesen Dosiermulden wird gewichtsgeregelt Schmelze in jeweils eine Kokille 10, 10' abgegeben, die an der Peripherie jeden Gießrades 9. 9' an diesem drehbar vorgesehen ist. Dabei wird eine Menge flüssigen Metalls mit exaktem Gewicht durch Kippen der Zwischenmulde 4, 4' abwechselnd nach jeweils einer Seite mittels der Hubzylinder 11 aufgegeben. Gleichzeitig wird eine Anode aus der zuerst befüllten Dosiermulde 5, 5' durch die beschriebene kontrollierte Kippbewegung in eine der am Gießrand 9,9' angeordneten Kokillen 10, 10' vergossen.
  • Im Wechsel wird dabei jeweils eine Dosiermulde 5, 5' aus der Zwischenmulde 4 gefüllt, während mittels der anderen Dosiermulde die gewichtsgenaue Feinbefüllung der ersten Kokille 10, 10' erfolgt.
  • Hierbei erfolgt das Positionieren der nächsten leeren Kokillen 10 erst nach dem vorhergehenden Befüllen der beiden Dosiermulden 10, 10', und andererseits erfolgt das Positionieren der nächsten Kokille unter der jeweils aktuell befüllten Dosiermulde.
  • Für das Positionieren ist zu beachten, dass bei gegebenen positiven und negativen Beschleunigungszuständen des Gießrades 9, 9' die Schaukelränder der Anoden in zulässigen Toleranzen gehalten sind, und das Erzeugen planparalleler Anodenflächen gewährleistet ist.
  • Die Taktzeiten zwischen dem Positionieren zweier Kokillen errechnen sich aus der Standzeit des Gießrades 9, 9', z.B. für Befüllung, Inspektion sowie Entnahme und den Bewegungszeiten wie positive bzw. negative Beschleunigung, wobei eine Überlagerung der Bewegungszeiten und der Zeiten für die Befüllung erfolgt.
  • Ergänzend zur vorstehenden Beschreibung bleibt nachzutragen, dass oberhalb der eigentlichen Eingießvorrichtung 1, ein beliebig ausgebildeter Container 3' für Metallschmelze 3 vorgesehen ist, der einen beim neigen desselben gebündelten Strahl von flüssigem Metall in eine Zulaufrinne 20 austreten läßt, der die Zwischenmulde 4, 4' befüllt wie Fig. 3 zeigt. Eine aktuelle Gewichtskontrolle erfolgt dabei durch Lagerung der bzw. des Tragrahmen(s) 15 bzw. 15 und 16 auf den drei Wägezellen 13. Fig. 4 zeigt eine auf dem Schwenklager y-y gelagerte und mit dem Kippzylinder 12 in Kippneigung gem. Fig. 5 anstellbare Dosiermulde 5, 5' mit einer vorderen Ausgusstülle 7 in einer vergrößerten Darstellung gem. Fig. 6. Die Fig. 7 und Fig. 8 zeigen aus unterschiedlicher Blickrichtung die seitenkippbare Zwischenmulde 4, 4', wobei für die Zeichnungen gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen verwendet werden.
  • Im Folgenden wird das Betriebsverfahren für die zuvor beschriebene Gießmaschine erläutert. Es umfaßt folgende Verfahrensschritte:
    • a) eine Menge flüssigen Metalls wird mit vorbestimmbarem Gewicht aus einem Anodenofen in eine Zwischenmulde 4, 4' einer Eingießvorrichtung geleitet, wobei der Massenstrom des flüssigen Metalls über die einstellbare Öffnung einer Ofenklappe geregelt wird. Als Regelgröße dient dabei das kontinuierlich ermittelte Gewicht der dynamisch zunehmenden Masse der Schmelze in die Zwischenmulde 4, 4'.
    • b) durch Kippen der Zwischenmulde 4, 4' um ihre Längsachse, abwechselnd nach beiden Seiten mittels z.B. der Kippzylinder 11 wird flüssiges Metall jeweils in ein Paar Dosiermulden 5, 5' eingeleitet, wobei nach Befüllen der ersten Dosiermulde 5 nach Gewichtsprogramm die Zwischenmulde 4' in Richtung der zweiten Dosiermulde 5' gekippt und das vorgegebene Gewicht einer zu gießenden Anode in die Dosiermulde 5' vergossen wird, wobei durch Wägemittel 13 die Masse des flüssigen Metalls in der Zwischenmulde 4' ebenso wie in den Dosiermulden streng kontrolliert und damit die Befüllung der Mulden geregelt wird.
  • Das Entleeren der Dosiermulden 5, 5' in jeweils eine Kokille 10 des Gießrades 9 erfolgt durch Anheben des hinteren Bereichs einer Dosiermulde 5 durch Hydraulikzylinder 12, 12' mittels (nicht angezeigter) Positionsregelung. Dabei werden die Mulden 5, 5' über die Achsen y-y in eine Entleerungs- Schräglage angekippt.
  • Der Befüllvorgang der Kokille aus einer Dosiermulde wird in drei Phasen durchgeführt:
    • Phase 1)
    flüssiges Metall wird zunächst relativ langsam, d.h. mit geringem Massenstrom in jeweils eine Kokille 10 vergossen. Dadurch wird bei kurzzeitiger Durchsatzreduzierung Spritzen bzw. Überschwappen des Metalls vermieden, sowie Auswaschungen an den Kokillen unter Standzeitverlängerung reduziert.
    Phase 2)
    nach Erreichen eines vorgegebenen Gewichts von flüssigem Metall in eine zuordenbare Kokille 10 erfolgt nunmehr ein gleichmäßiges Befüllen mit einem höheren Massestrom.
    Phase 3)
    nach erneutem Erreichen eines vorbestimmten Gewichts an flüssigem Metall in der zuordenbaren Kokille 10 erfolgt eine gewichtsexakte Rest-Feinbefüllung der zugeordneten Kokille 10.
    Hierfür wird der Abreißpunkt der Schmelzenströmung so gewählt, dass die Gewichtstoleranz eingehalten wird. Abhängige Verfahrensparameter hierfür sind:
    • Anodengewichte
    • unterschiedliche Ausgangsmengen von Schmelze in einer Dosiermulde 5
    • Geometrie der Dosiermulde
    • dabei ist die Ausgießkante 8, 8' der Dosiermulde 5, 5' so gestaltet, dass die kinetische Energie beim Kippvorgang reduziert wird und die Schmelze möglichst senkrecht in die Kokille einfließt.
  • Im Wechselspiel wird nun jeweils eine Dosiermulde 5 bzw. 5' aus der Zwischenmulde 4, 4' befüllt, währenddessen mit der anderen Dosiermulde 5' die gewichtsgenaue Feinbefüllung einer Kokille erfolgt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1.
    Eingießvorrichtung
    3.
    Container/Metallschmelze
    4.
    Zwischenmulde
    5.
    Dosiermulde
    6.
    Auslass
    7.
    vorderer Auslass
    8.
    Auslasskanten
    9.
    Gießräder
    10.
    Kokillen
    11.
    Mittel zum Kippen der Zwischenmulde
    12.
    Mittel zum Kippen der Dosiermulden
    13.
    Mittel zum Wägen Inhalt Zwischenmulden
    14.
    Mittel zum Wägen Inhalt Dosiermulden
    15.
    Tragrahmen-Unterteil
    16.
    Tragrahmen-Oberteil
    17.
    Gestell
    18.
    Schwenklager
    19.
    Lagerstützen
    20.
    Zulaufrinne

Claims (7)

  1. Verfahren zum gewichtsgenauen Befüllen von Kokillen einer Nicht-Eisen-Gießmaschine, beispielsweise einer Kupferanoden-Gießmaschine oder einer Zinkanoden-Gießmaschine, die zur Produktion im vollmechanischen Gießbetrieb mit wenigstens einem Gießrad ausgebildet und mit Kokillen bestückt sind, wobei
    in einem ersten Schritt flüssiges Metall in einem geregelten Massenstrom unter Ermittlung der kontinuierlichen dynamischen Gewichtszunahme in eine Zwischenmulde (4,4') eingeleitet und in einem zweiten Schritt durch Kippen der Zwischenmulde (4) flüssiges Metall abwechseln nach jeweils einer Seite in eine dort vorhandene Doslerrnulde (5, 5') aufgegeben und nach Befüllen der ersten Dosiermulde (5) die Zwischenmulde (4) in Richtung der zweiten Dosiermulde (5') gekippt und gleichzeitig die Masse einer Anode aus der zuerst befüllten Dosiermulde durch eine kontrollierte Kippbewegung In eine der am Gießrad (9, 9') angeordneten Kokillen (10, 10') vergossen wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Massenstrom beim Vergießen in drei Phasen eingeteilt wird, wonach in einer ersten Phase das Gießmaterial zunächst mit einem relativ geringen Massenstrom in eine Kokille gegossen wird und in einer zweiten Phase nach Erreichen einer vorbestimmten Metallmasse oder Metallgewichtes ein gleichmäßiges Füllen der Kokille (10) mit einem relativ höheren Massestrom vorgenommen wird und in einer dritten Phase nach erneutem Enreichen eines vorbestimmten Gewichts an Metallschmelze eine gewichtsgenaue Feinbefüllung mit reduziertem Massestrom erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wechselweise nur jeweils die eine Dastermulde (5) aus der Zwischenmulde (4) befüllt wird, währenddessen mit der anderen Dosiermulde (5') die gewichtsgenaue Feinbefüllung einer Kokille (10) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass bei dreieck-förmiger Anordnung der Dosiermulden (5, 5') an einem Gießrad (9,9') erst nach Befüllen beider Dosiermulden das Positionieren der nächsten beiden leeren Kokillen (10, 10') erfolgt.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass bei Y-förmiger Anordnung der Dosiermulden (5, 5') an zwei Gießrädern (9, 9') bereits während des Befüllvorganges einer Dosiermulde (5) das Positionieren der nächsten leeren Kokillen (10, 10') unter der jeweils aktuell befüllten Dosiermulde (5) erfolgt.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass derZeitraum zwischen dem Positionen zweier Kokillen (10, 10') aus Standzeiten eines Gießrades (9, 9') und Bewegungszeiten für positive oder negative Beschleunigungen z. B. für Befüllen, Inspektion oder Entnahme, als sogenannte Taktzeit errechnet wird, wobei eine Überlagerung der Bewegungszeiten und insbesondere der Befüllung berücksichtigt wird.
  6. Gießmaschine zur Durchführung von Gießvorgängen zur Erzeugung von Anoden aus Nicht-Eisen-Metall, wie Kupfer- oder Zinkanoden gemäß den vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 5, bei welcher unter einem Ausguss eines Metallschmelzofens zur begrenzbaren Aufnahme von Metallschmelze (3) wenigstens eine Zwischenmulde (4, 4') mit nach beiden Seiten quergerichteten Auslässen (6, 6') vorgesehen ist, die In ortsfester Anordnung um ihre horizontale Längsachse (x-x) kippbar ist ferner je eine im Abstand einer vertikalen Projektion unter jedem Auslass (6, 6') um eine Querachse (y-y) ankippbar angeordnete Dosiermulde sowie je eine im Abstand einer vertikalen Projektion unter jeder Ausgießkante (8, 8') einer Dosiermulde (5, 5') an wenigstens einem Gießrad (9, 9') angeordnete Kokille (10, 10') aus Gusseisen, Kupfer oder Stahl,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass am vorderen Auslass (7, 7') jeder Dosiermulde (5) eine Ausgießkante (8, 8') mit treppenförmiger Ausbildung vorgesehen ist.
  7. Gießmaschine nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass Mittel, z. B. Hydraulikzylinder (11, 11') zum Ankippen jeder Zwischenmulde (4, 4') um ihre Längsachse (x-x) sowie Mittel, beispielsweise Hydraulikzylinder (12.12') zum Ankippen jeder Dosiermulde (5, 5') um ihre Querachse (y-y) vorgesehen sind und dass Mittel, z. B. Wägezellen (13, 13' und 13") zum aktuellen Erfassen des Gewichtsinhalts der Zwischenmulden (4, 4') sowie Mittel, z. B. Wägezellen (14,14' und 14") zum aktuellen Erfassen des Gewichtsinhalts der Dosiermulden (5, 5') vorgesehen sind.
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