EP3597329A1 - Method for casting castings - Google Patents
Method for casting castings Download PDFInfo
- Publication number
- EP3597329A1 EP3597329A1 EP19193631.9A EP19193631A EP3597329A1 EP 3597329 A1 EP3597329 A1 EP 3597329A1 EP 19193631 A EP19193631 A EP 19193631A EP 3597329 A1 EP3597329 A1 EP 3597329A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- filling
- casting mold
- filling material
- casting
- binder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 219
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 205
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 121
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 75
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000012778 molding material Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 38
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 87
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 20
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 18
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 18
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 10
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 10
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 10
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 44
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000003570 air Substances 0.000 description 10
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000010943 off-gassing Methods 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- -1 B. quartz sand Chemical compound 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012216 bentonite Nutrition 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000000254 damaging effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
- 238000007528 sand casting Methods 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0068—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
- B22C9/04—Use of lost patterns
- B22C9/046—Use of patterns which are eliminated by the liquid metal in the mould
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
- B22C9/108—Installation of cores
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D29/00—Removing castings from moulds, not restricted to casting processes covered by a single main group; Removing cores; Handling ingots
- B22D29/001—Removing cores
- B22D29/003—Removing cores using heat
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D30/00—Cooling castings, not restricted to casting processes covered by a single main group
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D45/00—Equipment for casting, not otherwise provided for
- B22D45/005—Evacuation of fumes, dust or waste gases during manipulations in the foundry
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C5/00—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
- B22C5/06—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose by sieving or magnetic separating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C5/00—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
- B22C5/08—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose by sprinkling, cooling, or drying
- B22C5/085—Cooling or drying the sand together with the castings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D29/00—Removing castings from moulds, not restricted to casting processes covered by a single main group; Removing cores; Handling ingots
Definitions
- the invention relates to a method for casting castings, in which a molten metal is poured into a casting mold which encloses a cavity which forms the casting to be produced, the casting mold being a lost mold consisting of one or more casting mold parts or cores.
- the casting mold parts or casting cores are formed from a molding material which consists of a core sand, a binder and optionally one or more additives for setting certain properties of the molding material.
- the casting mold depicting the casting is usually first provided, the casting cores and moldings of which have been prefabricated in separate operations.
- the casting mold can be composed of a plurality of casting cores as a so-called “core package”. It is also possible to use casting molds, which are composed, for example, of only two mold halves, each made of molding material, into which the mold cavity forming the casting is molded, whereby mold cores can also be present here in order to depict recesses, cavities, channels and the like in the casting ,
- Typical examples of castings that are produced using a method according to the invention are cylinder crankcases and cylinder heads. For larger and heavily used engines, they are made of cast iron using the sand casting process.
- Quartz sands, mixed with bentonites, shiny carbon formers and water, are usually used as the molding material for the casting mold parts forming the outer end of the casting mold.
- the casting cores which form the internal cavities and channels of the casting are usually formed from commercially available core sands which are coated with an organic or inorganic binder, for. B. are mixed with a synthetic resin or water glass.
- the basic principle in the production of molds formed from molding materials of the aforementioned type is that after the binder has been shaped, it is cured by a suitable thermal or chemical treatment, so that the grains of the core sand stick together and The dimensional stability of the respective molded part or core is guaranteed for a sufficient duration.
- the internal pressure on the casting mold after the molten metal has been poured off can be very high.
- either thick-walled, large-volume molds or supporting structures are used that support the mold on its outside.
- the housing is usually designed in the manner of a jacket, which surrounds the casting mold on its circumferential sides, but has a sufficiently large opening on its top side to allow the melt to be poured into the casting mold.
- the housing is dimensioned such that a filling space remains at least in the sections between the inner surfaces of the housing and the outer surfaces of the casting mold that are decisive for supporting the casting mold. This filling space is filled with a free-flowing filling material, so that a large-area support of the respective surface section on the housing is guaranteed.
- fine-grained, free-flowing filling materials such as sand or steel gravel, are generally used as the filling material, which have a high Possess bulk density. After filling, the contents are additionally compressed.
- the aim here is to produce a filling compound that is as compact as possible and which, in the manner of an incompressible monolith, ensures the direct transfer of the supporting forces from the housing to the casting mold.
- the molten metal is poured into the casting mold at a high temperature, so that the casting mold parts and cores, from which the casting mold is composed, are also heated to a great extent. As a result, the mold begins to radiate heat. If the temperature of the mold exceeds a certain minimum temperature, the binder of the molding material begins to evaporate and burn with the release of further heat. The binder loses its effect. As a result of this decomposition of the binder, the grains of the molding material from which the casting mold parts and cores of the casting mold are made are lost and the casting mold or its parts and cores consisting of molding material disintegrate into individual fragments.
- the comminution of the fragments of molding material falling from the casting mold can be supported in that the sand bed is fluidized by blowing in a hot gas stream.
- the sufficiently shredded fragments of molding material are finally sent to a processing unit in which the core sand is recovered in such a way that it can be used for the production of new mold parts and cores.
- the object of the invention was to provide a method which, with optimized energy efficiency and in a particularly economical manner, enables the castings to be produced by casting.
- the invention has achieved this object by the method specified in claim 1.
- the invention accordingly provides a method for casting castings, in which a molten metal is poured into a casting mold which encloses a cavity which forms the casting to be produced.
- the casting mold is designed as a lost mold, which is composed of one or more casting mold parts or cores. These casting mold parts are each formed from a molding material which consists of a core sand, a binder and optionally one or more additives for setting certain properties of the molding material.
- the filling material filled into the filling space has such a low bulk density that a gas flow can flow through the filling material package formed from the filling material after filling the filling space.
- the filling material in the method according to the invention has a minimum temperature when filling the filling space, based on which the temperature of the filling material is increased by process heat, which is formed by the heat radiated from the casting mold and by the heat released during the combustion of the binder Limit temperature increases from 700 ° C.
- the method according to the invention is therefore based on the idea of using the filling material in the sense of a heat store and of tempering and designing this heat store in such a way that the decomposition of the binder of the molding material from which the mold parts and cores of the mold are made already during the Residence time in the enclosure is largely decomposed by the effect of temperature.
- the cores which form channels or cavities in the interior of the casting, have also decayed, so that the core sand and the molded material fragments of these cores either trickle out of the casting automatically in the housing or in a manner known per se, for example by mechanical methods , such as shaking, or by rinsing with a suitable fluid, can be removed from the casting.
- the filling material filled according to the invention into the filling space formed between the casting and the housing is pourable, so that it completely fills the filling space even if undercuts, hollows and the like are present in the area of the outer surfaces of the casting mold.
- the filling material has a bulk density which is so low that a gas flow can still flow through it even after the filling space has been filled and the filling material filled into the filling space has been compressed.
- the filling material used according to the invention is to be selected such that it is suitable for a Gas flow is permeable, which occurs for example as a result of thermal convection. This results when the casting mold is heated by the molten metal poured into it and the evaporating binder components of the molding material of the casting mold parts and cores evaporate and begin to burn with the release of heat.
- the flowability of the filling material filled into the filling space according to the invention with a gas stream not only creates the possibility that the binder evaporating from the casting mold itself burns in the area of the filling material and thereby further heats up the filling material, but also allows the supply of oxygen which the Burning the binder supports.
- the filling material is heated to a temperature by the process heat supplied via the molten metal and released by the combustion of the binder, so high that the binder parts of the molded parts and cores coming into contact with the filling material burn or are thermally decomposed at least in such a way that they no longer have an environmentally damaging effect or can be removed as exhaust gas from the housing and fed to exhaust gas purification.
- the filling material preheated according to the invention is preferably introduced into the filling space at a short interval before the metal melt is poured in order to minimize temperature losses.
- the combustion starts due to contact with the heated filling material.
- the combustion of the binder emerging from the casting mold continues and the contents are kept at this temperature. This process continues until only small amounts of binder emerge from the casting mold so that there is no longer a flammable atmosphere in the housing.
- the hot filling material now maintains a temperature above the limit temperature at which the binder burns, in the manner of a heat store. Accordingly, the casting mold also remains at least at this temperature, so that binder residues remaining in the casting mold are thermally decomposed.
- molds are particularly suitable whose molded parts and cores consist of molding material which is bound by an organic binder.
- organic binder for example, commercially available solvent-based binders or binders whose effect is triggered by a chemical reaction can be used.
- Corresponding binder systems are used today in the so-called "cold box process”.
- a temperature of 700 ° C is suitable as the limit temperature, especially when processing cast iron. Burn above 700 ° C in particular organic binders for sure. At the same time, other pollutants emerging from the casting mold are oxidized or otherwise rendered harmless at these temperatures. The same applies to the cracking products which appear in the casting mold as a result of the temperature-related disintegration of the binder and which likewise decompose safely at such high temperatures.
- the filling material heats up to a temperature above the limit temperature as a result of the process heat supplied. Practical tests have shown here that the minimum temperature of the filling material when filling the filling space is a temperature of 500 ° C is sufficient.
- the molded parts and cores of the casting mold disintegrate into loose fragments, which can either be disposed of and removed for reprocessing after the housing has been removed or, advantageously, already during the period between Pouring off the molten metal and removing the dwell time can be deducted from the housing.
- the casting mold can be placed on a sieve plate and the fragments of the casting mold trickling through the sieve plate can be collected.
- the openings of the sieve bottom are designed so that the fragments of the casting mold and the filling material trickle through the sieve bottom together, are collected, processed and separated from each other after the preparation. This has the The advantage is that there is no longer any loose filling material in the housing when the housing is removed.
- the housing of the casting mold can be provided by a jacket surrounding the casting mold with a sufficient distance for the formation of the filling space, consisting of a thermally insulating and sufficiently dimensionally stable material, a perforated support plate acting as a sieve plate, on which the casting mold is placed, and also thermally Insulating lid can be formed, which is placed after filling the mold.
- a perforated support plate acting as a sieve plate on which the casting mold is placed
- thermally Insulating lid can be formed, which is placed after filling the mold.
- an exhaust gas opening can additionally be provided.
- the filling material filled into the filling space can be compressed in order to generate a prestress between the casting mold and the housing, by means of which a secure, positionally accurate cohesion of the casting mold is ensured even if the casting mold is composed of a large number of molded parts and Cores composed core package is formed.
- the flowability is ensured with a gas stream even with such a compacted filling material.
- the effectiveness of the destruction of the mold parts and cores of the casting mold achieved according to the invention can be increased further by not only designing the filling material but also the casting mold itself so that it can flow through gas.
- channels can be introduced into the casting mold in a targeted manner, through which the hot exhaust gas forming in the filling space or correspondingly preheated oxygen-containing gas flows. In this way, rapid evaporation, burning and other thermal decomposition of the molding material binder also begins within the casting mold. This further accelerates the disintegration of the mold.
- Channels specifically introduced into the casting mold can also be used to accelerate certain zones on or in the casting or to avoid such accelerated cooling in order to achieve certain properties of the casting in the respective zone.
- the prestress is transmitted after the compaction by the grains of the filling material touching one another.
- the housing on its inner surface assigned to the casting mold can be equipped with a structured surface on which the grains abutting against this surface are supported at least in places in a form-fitting manner ,
- the filling material should at the same time have little suitability for storing heat, so that the filling material heats up quickly and can be kept at a temperature above the limit temperature for as long as possible.
- Filling material which is optimally suitable for the purposes according to the invention thus combines a low bulk density with a low specific heat capacity of the material from which the individual parts which form the filling material are produced.
- granules or other granular bulk goods have proven to be useful as filling material.
- Such bulk goods with bulk densities of max. 4 kg / dm 3 in particular less than 1 kg / dm 3 or even less than 0.5 kg / dm 3 , particularly suitable for the purposes according to the invention.
- thermally resilient bulk goods are suitable as filling goods that meet the above-mentioned conditions and are sufficiently temperature-resistant.
- Non-metallic bulk materials such as granules made of ceramic materials are particularly suitable for this. These can be irregularly shaped, spherical or with cavities be provided in order to achieve good gassing of the filling material filled into the filling space with at the same time a low heat storage property.
- the filling material can also consist of ring-shaped or polygonal elements, which only come into contact with one another when they come into contact with one another, so that there is sufficient space between them to ensure a good flow.
- the gas stream can be heated to a temperature above room temperature before it enters the filling chamber.
- the temperature of the gas stream is optimally at least at the level of the minimum temperature of the filling material.
- the hot exhaust gas that is withdrawn from the housing can be used to heat the gas flow.
- a heat exchanger known per se can be used for this.
- the oxygen-containing gas stream can also be passed through this sieve plate. This not only has the advantage of a large-area introduction, but also has the effect that the supplied gas flow is heated by contact with the hot fragments of molding material that trickle out of the housing and the filling material that is just as hot.
- the oxygen-containing gas flow directed into the filling space consists of 10 - 90 vol .-% of exhaust gas.
- the oxygen-containing gas stream supplied to the filling chamber can be ambient air, for example.
- the oxygen-containing gas stream supplied to the filling chamber can be sucked into the filling chamber as a result of the flow triggered by heat convection within the filling chamber via a suitably designed inlet.
- a suitably designed inlet it is of course also conceivable to introduce the gas flow into the filling space by means of a blower or the like with a certain pressure.
- An optional regulation of the gas flow introduced into the filling space can take place depending on the exhaust gas volume flow emerging from the housing in order to avoid the creation of excess pressure in the atmosphere prevailing in the filling space.
- the respective gas inlet can be equipped with a mechanism that regulates the supply air depending on the flow rate. Suitable for this purpose is, for example, a pendulum flap known per se, which is suspended and loaded in such a way that the flow pressure of the gas flow passing through it regulates the flow speed and thus the combustion air supply automatically as a function of counterweights.
- the emission of pollutants can also be minimized in that the housing is equipped with a catalyst device for decomposing pollutants contained in the combustion products of the binder.
- the cast part exposed after the demolding according to the invention can undergo a heat treatment after the mold has disintegrated, in which it is cooled in a manner known per se in accordance with a specific cooling curve in order to produce a specific state of the cast part.
- a plurality of casting molds can be accommodated together in one housing at the same time and these casting molds can be filled with molten metal in parallel or in close succession.
- the method according to the invention is suitable for any type of metallic casting material, the processing of which produces a sufficiently high level of process heat.
- the method according to the invention is particularly suitable for producing cast parts from iron castings, because the temperatures provided according to the invention for the combustion of the binder can be reached particularly safely due to the high temperature of the cast iron melt.
- Process GJL, GJS and GJV cast iron materials as well as cast steel.
- the casting mold used according to the invention consists of molded parts or cores which are molded from molding material, this naturally includes the possibility of producing individual parts, such as cooling molds, supports and the like, from other materials within such a casting mold ,
- the casting mold contains so much volume of molding material that, in the course of pouring off the respective molten metal, the binder evaporates, which then burns in the filling chamber and heats up the filling material to such an extent that the binder is completely decomposed Molding material sufficient duration maintains a temperature above the limit temperature.
- the exhaust gas stream emerging from the housing provided according to the invention can be cleaned by combusting the combustible substances still present in the exhaust gas in an exhaust air combustion.
- the heat released in this way can in turn be used to preheat the oxygen-containing gas stream conducted into the housing.
- castings are produced in parallel with one another with a plurality of casting molds according to the invention, it may be expedient if the casting molds with the housings assigned to them are together in a tunnel or the like and the exhaust gases that form are discharged via a common exhaust line.
- the method according to the invention is particularly suitable for the casting production of cylinder crankcases and cylinder heads for internal combustion engines.
- the components in question are intended for commercial vehicles, they and the casting mold required for their manufacture each have a comparatively large volume, in which the advantages of the procedure according to the invention have a particularly significant effect.
- the core sand fragments obtained according to the invention when they emerge from the housing, are generally still so hot that they can be comminuted in a conventional grinder without additional heat. If the core sand fragments are present as a mixture with the filling material, the separation takes place after grinding. This is very simple because the grain size of the core sand obtained after grinding is much smaller than the grain size of the filling material.
- the grinder can be designed so that it mechanically pre-conditions the core sand.
- Such preconditioning can consist, for example, in that the surface roughness of the sand grains is increased by the contact of the core sand with the filling material granules and thus the adhesion of the binder to the core sand is improved in the subsequent processing into a molded part or core.
- the regenerated sand obtained after processing can be mixed with new sand in a manner known per se.
- Fig. 1 the circuit is shown as a diagram, which results when the method according to the invention is carried out. It starts with mold parts and cores made of molding material made from new, previously unused core sand, e.g. B. quartz sand, and a conventional binder, for example a commercially available cold box binder, is mixed. In the same way, new filling material, for example ceramic granulate with an average grain size of 1.5 - 25 mm, is used, which for the first use is at the required minimum temperature, e.g. B. 500 ° C, must be heated before it can be used. Furthermore, these starting materials can be reused in the cycle, as explained below.
- a conventional binder for example a commercially available cold box binder
- thermoreactor T shown in various phases of the method according to the invention has a sieve plate 1 on which a casting mold 2 prepared for pouring an iron casting melt is placed.
- the casting mold 2 is intended for the casting production of a casting G, which in the present example is a cylinder crankcase for a commercial vehicle internal combustion engine.
- the casting mold 2 is composed in a conventional manner as a core package from a multiplicity of outer cores or molded parts arranged on the outside and casting cores arranged on the inside.
- the mold 2 can comprise components made of steel or other indestructible materials. These include, for example, cooling molds and the like, which are arranged in the casting mold 2 in order to achieve a directional solidification of the casting G by accelerated solidification of the melt that comes into contact with the cooling mold.
- the casting mold 2 delimits a mold cavity 3 from the surroundings U, into which the molten iron is poured in order to form the casting G.
- the iron melt flows through a gate system into the mold cavity 3, which is not shown here for the sake of clarity.
- the cores and moldings of casting mold 2 are conventionally produced in a cold box process from a conventional molding material, which is a mixture of a commercially available core sand, an equally commercially available organic binder and optionally added additives, for example the better ones Serve the grain of the core sand by the binder.
- the casting cores and molded parts of the casting mold 2 are formed from the molding material.
- the casting cores and moldings obtained are then gassed with a reaction gas in order to harden the binder by a chemical reaction and thereby giving the cores and molded parts the necessary stiffness.
- the sieve plate 1 is supported with its edge on a peripheral edge shoulder 4 of a collecting container 5.
- a sealing element 6 is incorporated into the circumferential contact surface of the edge shoulder 4.
- the housing 7 is designed in the manner of a hood and surrounds the casting mold 2 on its outer circumferential surfaces 8.
- the circumference of the space delimited by the housing 7 has an excess compared to the circumference of the casting mold 2, so that after the housing 7 has been put on the sieve bottom 1 between the outer peripheral surface of the mold 2 and the inner surface 9 of the housing 7, a filling space 10 is formed.
- the housing With its edge assigned to the collecting container 5, the housing sits on the sealing element 6, so that a tight seal of the filling space 10 from the environment U is ensured here.
- the housing consists of a thermally insulating material, which can consist of several layers, one layer of which ensures the necessary dimensional stability of the housing 7 and another layer of thermal insulation.
- the housing 7 delimits a large opening 11 through which the casting mold 2 can be filled with molten iron and the filling space 10 with filling material F ( Fig. 3 ).
- a storage container V is positioned above the opening 11, from which the hot filling material F is then fed into the filling chamber 10 via a distribution system 12 trickles ( Fig. 4 ).
- the pack of filling goods filled in the filling space 10 can be compressed if necessary. Then a lid 13 is placed on the opening 11, which also has an opening 14 through which the molten iron can be filled into the mold 2 ( Fig. 5 ).
- the cast iron melt is then poured into the mold 2 ( Fig. 6 ).
- oxygen-containing ambient air can enter the filling space 10 via a gas inlet 15 formed in the lower edge region of the housing 7.
- ambient air that enters the collecting container 5 via an inlet 16 is drawn through the sieve tray 1 into the filling chamber 10 ( Fig. 7 ).
- the solvent contained in the binder evaporates.
- the one emerging from the mold 2 vaporous solvent in the filling chamber 10 reaches a concentration at which it ignites and burns off automatically.
- the granular filling material F brought to a temperature Tmin of approx. 500 ° C is heated above the limit temperature T limit of 700 ° C until its temperature reaches the maximum temperature Tmax of approximately 900 ° C.
- the filling material heated in this way takes on the function of a heat store, by means of which the temperature of the casting mold 2 and in the filling chamber 10 is above a temperature T limit of 700 ° C. Level is maintained. In this way, the combustion of the binder components and other potential pollutants emerging from the mold 2 continues until no more binder evaporates from the mold 2. The vaporous substances which then possibly still emerge from the casting mold 2 are oxidized by the high temperature prevailing in the filling chamber 10 or rendered harmless in some other way.
- oxygen-containing gas streams S1, S2 formed from ambient air, which flow into the filling space 10 of the housing 7 via the gas inlet 15 and the sieve bottom 1.
- the filling pack in the filling space 10 supports the casting mold 2 on its peripheral surfaces and thus prevents the iron casting melt from breaking through.
- the flow of the gases emerging from the casting mold 2 through the filling material F results in thorough mixing with the supplied gas flow S1, S2, a longer residence time and good reactivity.
- the casting mold 2 is thus heated both by the combustion of the binder system and the heat introduced by the metal poured into the casting mold 2 and by the preheated filling material F.
- the binder system holding the mold parts and cores of the casting mold 2 together is almost completely destroyed.
- the molded parts and cores then disintegrate into fragments B or individual grains of sand.
- the fragments B and the loose sand fall through the sieve tray 1 into the collecting container 5 and are collected there.
- the sieve bottom 1 can be opened so that the filling material F also reaches the collecting container 5 ( Fig. 8 ).
- thermoreactor T For optimal combustion of the gases outgassing from mold 2 and for the regeneration of the core sand, they are already in the housing Temperatures of the filling material F and the gases flowing in the filling chamber 10 optimally in each case well above 700 ° C.
- the conditions in the thermoreactor T are designed so that the regeneration process and exhaust gas treatment run independently of the availability of the system.
- the determining and set variables are the starting temperature of the filler F, the oxygen-containing gas streams S1, S2 flowing in via the gas inlet 15 and the inlet 16 and the casting mold 2 itself.
- the progress of the destruction of the casting mold 2 and the course of solidification of the cast iron melt poured into the casting mold 2 are matched to one another in such a way that the casting G is sufficiently solidified when the decomposition of the casting mold 2 begins.
- the collecting container 5 with the molding material / filling material mixture contained therein is separated from the sieve tray 1 and the housing 7 is also removed from the sieve tray 1.
- the largely sanded casting G is now freely accessible and can be cooled in a controlled manner in a tunnel-like space 17 provided for this purpose ( Fig. 10 ).
- the casting G has a high temperature during removal due to the process, at which the austenite transformation is not yet complete and rapid cooling would lead to residual stresses and thus to cracks. For this reason, the casting G is slowly cooled in a cooling tunnel 17 in accordance with the annealing curves during stress relieving.
- the Cooling air supplied is dimensioned so that the cooling profile is achieved on a product-specific basis.
- a grinder 18 can be, for example, a rotary tube, and mixed with sufficient oxidation air, so that any binder residues that may still be present afterburn.
- the filling material F can also be separated from core sand and both can be fed to separate cooling. Such regeneration ensures that the binder system is completely combusted and additionally prepares the core sand surface by mechanical friction for good adhesion of the binder for reuse as core sand.
- the core sand obtained is cooled down almost to room temperature and, after fraction separation, is reprocessed into casting mold parts or casting cores for a new casting mold 2.
- the filling material F is cooled to the intended starting temperature Tmin and filled into the reservoir V in the circuit for refilling the filling space 10.
- the amount of combustion air conducted into the filling chamber 10 as gas streams S1, S2 is regulated via mechanically adjustable flaps or slides with which the opening cross sections of the gas inlet 15 and of access 16.
- the respective setting can first be determined via the stoichiometrically required amount of air for combustion of the binder system and then can be finely adjusted via measurements of CO, NO x and O2 at the exhaust outlet 19 formed here through the opening 14 of the cover 13, which is molded into the cover 13 and via the exhaust gases arising in the filling chamber 10 are removed from the housing 7.
- Fig. 16 results in the filling chamber 10 immediately after the casting by evaporation of the solvent from the binder system of the casting mold 2 and the other evaporation of the casting mold 2, a high concentration of pollutants is shown, which would burn independently at room temperatures.
- the limit K limit above which a pollutant concentration that is combustible is reached at room temperature, is in Fig. 16 indicated by the dash-dotted line. Because of the high minimum temperature Tmin of 500 ° C, which prevails in the filling chamber 10 due to the hot filling material F introduced there, the combustion of the gases entering the filling chamber 10 from the casting mold 2 begins at a significantly lower concentration (see FIG. Fig. 16 ).
- the granulate heats up and its temperature Tfill material quickly exceeds the limit temperature T limit of 700 ° C., at which organic substances are known to have sufficient oxygen content oxidize independently and thus burn.
- the course of the temperature Tfill is in Fig. 16 shown as a dashed line.
- Phase 1 This phase (Phase 1") of intensive combustion of the binder evaporating from the casting mold 2 continues until the concentration K pollutant of the combustible gases entering the filling space 10 from the casting mold 2, essentially formed by the evaporating binder, decreases so much that at Room temperature no more combustion would take place.
- the time at which the limit temperature is thus determined by the choice of the temperature at which the filling material is filled into the filling space 10 T limit of 700 ° C is exceeded, so that it is reached before the process of combustion in the filling chamber 10 no longer takes place reliably with the necessary intensity due to low pollutant concentrations.
- the then highly heated filling material F then ensures that the decomposition and residual combustion of the gases still evaporating from the casting mold 2 takes place, even if the concentration of combustible gases present in the filling space would be too low for the temperature below the temperature limit.
- the filling material F which is, for example, ceramic filling material
- Another selection criterion is a low heat capacity in Combination with the bulk density of the filling material F in order to get a temperature rise above 700 ° C as quickly as possible from phase 1. Nitrogen oxide formation is largely avoided by oxidation in the bulk material, with an appropriate combustion air supply and a relatively low temperature.
- the gas flows are then rectified and can sufficiently burn in the hottest area of the exhaust gas duct in the combustion chamber between the lid 13 and the filling material F before exiting the exhaust gas outlet 19 above the casting funnel.
- the thermal energy Qa released by the cooling of the melt and the combustion of the binder as well as that for heating the filling material and the heating of the core sand of the casting mold required thermal energy Qb.
- the result of the heat input from the melt and the combustion of the binder emerging from the casting mold is an energy surplus of 47 MJ available for heating the filling material F and for compensating for tolerances and losses.
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Gussteilen, bei dem eine Gießform bereitgestellt wird, die aus einem oder mehreren Gießformteilen oder -kernen besteht, die aus einem aus Kernsand, Binder und optionalen Zusätzen bestehenden Formstoff hergestellt sind. Die Gießform (2) wird in ein Gehäuse unter Ausbildung eines Füllraums (10) zwischen einem Innenflächenabschnitt des Gehäuses und einem zugeordneten Außenflächenabschnitt der Gießform (2) eingehaust. Der Füllraum (10) wird dann mit einem rieselfähigen Füllgut (F) gefüllt und Metallschmelze in die Gießform (2) abgegossen. Diese beginnt einhergehend mit dem Eingießen der Metallschmelze Wärme abzustrahlen. In Folge des Wärmeeintrags durch die Metallschmelze beginnt der Binder des Formstoffs zu verdampfen und zu verbrennen. Er verliert so seine Wirkung und die Gießform (2) zerfällt. Erfindungsgemäß hat das Füllgut (F) eine so geringe Schüttdichte, dass die aus dem Füllgut (F) im Füllraum gebildete Füllgutpackung von einer Gasströmung (S1,S2) durchströmbar ist. Dabei hat das Füllgut (F) beim Befüllen des Füllraums eine Mindesttemperatur , ausgehend von der die Temperatur des Füllguts (F) durch Prozesswärme, die durch die von der Gießform (2) abgestrahlte Wärme und durch die bei der Verbrennung des Binders freiwerdende Wärme gebildet wird, bis über eine Grenztemperatur ansteigt, bei der der ausdampfende Binder zündet und verbrennt.The invention relates to a method for casting castings, in which a casting mold is provided which consists of one or more casting mold parts or cores which are produced from a molding material consisting of core sand, binder and optional additives. The casting mold (2) is housed in a housing with the formation of a filling space (10) between an inner surface section of the housing and an associated outer surface section of the casting mold (2). The filling chamber (10) is then filled with a free-flowing filling material (F) and molten metal is poured into the casting mold (2). This begins to radiate heat along with the pouring of the molten metal. As a result of the heat input from the molten metal, the binder of the molding material begins to evaporate and burn. It loses its effect and the mold (2) disintegrates. According to the invention, the filling material (F) has such a low bulk density that a gas flow (S1, S2) can flow through the filling material package formed from the filling material (F) in the filling space. The filling material (F) has a minimum temperature when filling the filling chamber, based on which the temperature of the filling material (F) is generated by process heat, by the heat radiated by the casting mold (2) and by the heat released during the combustion of the binder , until it rises above a limit temperature at which the evaporating binder ignites and burns.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Gussteilen, bei dem eine Metallschmelze in eine Gießform abgegossen wird, die einen das zu erzeugende Gussteil abbildenden Hohlraum umschließt, wobei die Gießform als verlorene Form aus einem oder mehreren Gießformteilen oder -kernen besteht. Die Gießformteile oder Gießkerne sind dabei aus einem Formstoff geformt, der aus einem Kernsand, einem Binder und optional einem oder mehreren Zusätzen zur Einstellung bestimmter Eigenschaften des Formstoffs besteht.The invention relates to a method for casting castings, in which a molten metal is poured into a casting mold which encloses a cavity which forms the casting to be produced, the casting mold being a lost mold consisting of one or more casting mold parts or cores. The casting mold parts or casting cores are formed from a molding material which consists of a core sand, a binder and optionally one or more additives for setting certain properties of the molding material.
Bei konventionellen Verfahren dieser Art wird üblicherweise zunächst die das Gussteil abbildende Gießform bereitgestellt, deren Gießkerne und -formteile in separaten Arbeitsgängen vorgefertigt worden sind. Die Gießform kann dabei als so genanntes "Kernpaket" aus einer Vielzahl von Gießkernen zusammengesetzt sein. Genauso ist es möglich, Gießformen einzusetzen, die beispielsweise aus nur zwei jeweils aus Formstoff bestehenden Formhälften zusammengesetzt sind, in die der das Gussteil abbildende Formhohlraum eingeformt ist, wobei auch hier Formkerne vorhanden sein können, um im Gussteil Ausnehmungen, Höhlungen, Kanäle und desgleichen abzubilden.In conventional methods of this type, the casting mold depicting the casting is usually first provided, the casting cores and moldings of which have been prefabricated in separate operations. The casting mold can be composed of a plurality of casting cores as a so-called “core package”. It is also possible to use casting molds, which are composed, for example, of only two mold halves, each made of molding material, into which the mold cavity forming the casting is molded, whereby mold cores can also be present here in order to depict recesses, cavities, channels and the like in the casting ,
Typische Beispiele für Gussteile, die mit einem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt werden, sind Zylinderkurbelgehäuse und Zylinderköpfe. Für größere und hochbeanspruchte Motoren werden sie aus Eisenguss im Sandgussverfahren hergestellt.Typical examples of castings that are produced using a method according to the invention are cylinder crankcases and cylinder heads. For larger and heavily used engines, they are made of cast iron using the sand casting process.
Als Formstoff für die den äußeren Abschluss der Gießform bildenden Gießformteile werden im Bereich des Eisengusses üblicherweise Quarzsande, gemischt mit Bentoniten, Glanzkohlenstoffbildnern und Wasser eingesetzt. Die die innenliegenden Höhlungen und Kanäle des Gussteils abbildenden Gießkerne werden dagegen üblicherweise aus handelsüblichen Kernsanden geformt, die mit einem organischen oder anorganischen Binder, z. B. mit einem Kunstharz oder Wasserglas, vermischt sind.Quartz sands, mixed with bentonites, shiny carbon formers and water, are usually used as the molding material for the casting mold parts forming the outer end of the casting mold. In contrast, the casting cores which form the internal cavities and channels of the casting are usually formed from commercially available core sands which are coated with an organic or inorganic binder, for. B. are mixed with a synthetic resin or water glass.
Unabhängig von der Art der Kernsande und Binder besteht das Grundprinzip bei der Herstellung von aus Formstoffen der voranstehend genannten Art geformten Gießformen darin, dass nach der Formgebung der Binder durch eine geeignete thermische oder chemische Behandlung ausgehärtet wird, so dass die Körner des Kernsands miteinander verkleben und über eine ausreichende Dauer die Formfestigkeit des jeweiligen Formteils oder -kerns gewährleistet ist.Regardless of the type of core sand and binder, the basic principle in the production of molds formed from molding materials of the aforementioned type is that after the binder has been shaped, it is cured by a suitable thermal or chemical treatment, so that the grains of the core sand stick together and The dimensional stability of the respective molded part or core is guaranteed for a sufficient duration.
Gerade beim Gießen großvolumiger Gussteile aus Eisenguss kann der auf der Gießform nach dem Abgießen der Metallschmelze lastende Innendruck sehr hoch sein. Um diesen Druck aufzunehmen und ein Bersten der Gießform sicher zu vermeiden, müssen entweder dickwandige, großvolumige Gießformen oder Stützkonstruktionen eingesetzt werden, die die Gießform an ihrer Außenseite abstützen.Especially when casting large-volume castings made of cast iron, the internal pressure on the casting mold after the molten metal has been poured off can be very high. In order to absorb this pressure and to reliably prevent the mold from bursting, either thick-walled, large-volume molds or supporting structures are used that support the mold on its outside.
Eine Möglichkeit einer solchen Stützkonstruktion besteht in einer Einhausung, die über die Gießform gestülpt wird. Die Einhausung ist üblicherweise nach Art eines Mantels ausgebildet, der die Gießform an ihren Umfangsseiten umgibt, jedoch an ihrer Oberseite eine ausreichend große Öffnung aufweist, um das Abgießen der Schmelze in die Gießform zu ermöglichen. Die Einhausung ist dabei so bemessen, dass nach dem Aufsetzen zumindest in den für die Abstützung der Gießform entscheidenden Abschnitten zwischen den Innenflächen der Einhausung und den Außenflächen der Gießform ein Füllraum vorhanden bleibt. Dieser Füllraum wird mit einem rieselfähigen Füllgut gefüllt, so dass eine großflächige Abstützung des jeweiligen Flächenabschnitts an der Einhausung gewährleistet ist. Um hier eine möglichst gleichmäßige Füllung des Füllraums, einen ebenso gleichmäßigen Kontakt der Gießform mit dem Füllmaterial und eine dementsprechend gleichmäßige Abstützung des zerbrechlichen Gießformstoffs zu erzielen, werden als Füllgut in der Regel feinkörnige, rieselfähige Füllmaterialien, wie Sand oder Stahlkies, verwendet, die eine hohe Schüttdichte besitzen. Nach dem Befüllen wird das Füllgut zusätzlich verdichtet. Ziel ist es hier, eine möglichst kompakte Füllmasse zu erzeugen, die nach Art eines inkompressiblen Monolithen die direkte Übertragung der Stützkräfte von der Einhausung auf die Gießform sicherstellt.One possibility for such a support structure is an enclosure that is put over the casting mold. The housing is usually designed in the manner of a jacket, which surrounds the casting mold on its circumferential sides, but has a sufficiently large opening on its top side to allow the melt to be poured into the casting mold. The housing is dimensioned such that a filling space remains at least in the sections between the inner surfaces of the housing and the outer surfaces of the casting mold that are decisive for supporting the casting mold. This filling space is filled with a free-flowing filling material, so that a large-area support of the respective surface section on the housing is guaranteed. In order to achieve a filling of the filling space that is as uniform as possible, an equally uniform contact of the casting mold with the filling material and accordingly a uniform support of the fragile casting molding material, fine-grained, free-flowing filling materials, such as sand or steel gravel, are generally used as the filling material, which have a high Possess bulk density. After filling, the contents are additionally compressed. The aim here is to produce a filling compound that is as compact as possible and which, in the manner of an incompressible monolith, ensures the direct transfer of the supporting forces from the housing to the casting mold.
Die Metallschmelze wird mit hoher Temperatur in die Gießform gegossen, so dass auch die Gießformteile und -kerne, aus denen die Gießform zusammengesetzt ist, stark erwärmt werden. In Folge dessen beginnt die Gießform Wärme abzustrahlen. Übersteigt die Temperatur der Gießform eine bestimmte Mindesttemperatur, so beginnt der Binder des Formstoffs zu verdampfen und unter Freisetzung weiterer Wärme zu verbrennen. Der Binder verliert dadurch seine Wirkung. Durch diese Zersetzung des Binders geht die Bindung der Körner des Formstoffs, aus dem die Gießformteile und -kerne der Gießform hergestellt sind, verloren und die Gießform bzw. ihre aus Formstoff bestehenden Teile und Kerne zerfallen in einzelne Bruchstücke.The molten metal is poured into the casting mold at a high temperature, so that the casting mold parts and cores, from which the casting mold is composed, are also heated to a great extent. As a result, the mold begins to radiate heat. If the temperature of the mold exceeds a certain minimum temperature, the binder of the molding material begins to evaporate and burn with the release of further heat. The binder loses its effect. As a result of this decomposition of the binder, the grains of the molding material from which the casting mold parts and cores of the casting mold are made are lost and the casting mold or its parts and cores consisting of molding material disintegrate into individual fragments.
Es ist aus der Praxis bekannt, dass sich dieser Effekt zum Entformen des Gussteils aus der jeweiligen Gießform nutzen lässt. So sind beispielsweise aus der
Die bekannte Vorgehensweise bei der Entformung und Aufbereitung der für das Gießen von Gussteilen benötigten Gießformen hat sich in der Praxis beim Gießen von Teilen für Verbrennungsmotoren aus Aluminium in großer Stückzahl bewährt. Sie setzt allerdings einen Ofen von beträchtlicher Baulänge und ein Handling der Gießformen und Gussteile voraus, das sich bei großvolumigen Teilen oder Gießformen als aufwändig erweist, die einer zusätzlichen Abstützung durch eine Einhausung der oben beschriebenen Art bedürfen. Dies gilt insbesondere für solche Gussteile, die in kleineren und mittleren Stückzahlen aus Eisenguss hergestellt werden sollen.The known procedure in the demolding and preparation of the casting molds required for the casting of castings has proven itself in practice in the casting of parts for internal combustion engines made of aluminum in large numbers. However, it requires a furnace of considerable length and handling of the casting molds and castings, which proves to be complex in the case of large-volume parts or casting molds which require additional support by a housing of the type described above. This applies in particular to castings that are to be manufactured in small and medium quantities from cast iron.
Vor diesem Hintergrund bestand die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren anzugeben, welches mit optimierter Energieeffiziens und in besonders wirtschaftlicher Weise die gießtechnische Herstellung von Gussteilen ermöglicht.Against this background, the object of the invention was to provide a method which, with optimized energy efficiency and in a particularly economical manner, enables the castings to be produced by casting.
Die Erfindung hat diese Aufgabe durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.The invention has achieved this object by the method specified in
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend wie der allgemeine Erfindungsgedanke im Einzelnen erläutert.Advantageous refinements of the invention are specified in the dependent claims and are explained in detail below, like the general inventive concept.
Die Erfindung stellt demnach ein Verfahren zum Gießen von Gussteilen zur Verfügung, bei dem eine Metallschmelze in eine Gießform abgegossen wird, die einen das zu erzeugende Gussteil abbildenden Hohlraum umschließt. Die Gießform ist als verlorene Form ausgebildet, die aus einem oder mehreren Gießformteilen oder -kernen zusammengesetzt ist. Diese Gießformteile sind jeweils aus einem Formstoff geformt, der aus einem Kernsand, einem Binder und optional einem oder mehreren Zusätzen zur Einstellung bestimmter Eigenschaften des Formstoffs besteht.The invention accordingly provides a method for casting castings, in which a molten metal is poured into a casting mold which encloses a cavity which forms the casting to be produced. The casting mold is designed as a lost mold, which is composed of one or more casting mold parts or cores. These casting mold parts are each formed from a molding material which consists of a core sand, a binder and optionally one or more additives for setting certain properties of the molding material.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei folgende Arbeitsschritte:
- Bereitstellen der Gießform;
- Einhausen der Gießform in ein Gehäuse unter Ausbildung eines Füllraums zwischen mindestens einem Innenflächenabschnitt des Gehäuses und einem zugeordneten Außenflächenabschnitt der Gießform;
- Befüllen des Füllraums mit einem rieselfähigen Füllgut;
- Abgießen der Metallschmelze in die Gießform,
- wobei die Gießform einhergehend mit dem Eingießen der Metallschmelze beginnt, Wärme abzustrahlen, die Folge des durch die heiße Metallschmelze bewirkten Wärmeeintrags ist, und
- wobei in Folge des durch die Metallschmelze bewirkten Wärmeeintrags der Binder des Formstoffs zu verdampfen und zu verbrennen beginnt, so dass er seine Wirkung verliert und die Gießform in Bruchstücke zerfällt.
- Providing the mold;
- Encasing the mold in a housing, forming a filling space between at least one inner surface section of the housing and an associated outer surface section of the mold;
- Filling the filling space with a free-flowing filling material;
- Pouring the molten metal into the mold,
- the casting mold accompanying the pouring of the molten metal begins to radiate heat as a result of the heat input caused by the hot molten metal, and
- whereby as a result of the heat input caused by the molten metal, the binder of the molding material begins to evaporate and burn, so that it loses its effect and the casting mold breaks down into fragments.
Erfindungsgemäß besitzt nun das in den Füllraum gefüllte Füllgut eine so geringe Schüttdichte, dass die nach dem Befüllen des Füllraums dort aus dem Füllgut gebildete Füllgutpackung von einer Gasströmung durchströmbar ist.According to the invention, the filling material filled into the filling space has such a low bulk density that a gas flow can flow through the filling material package formed from the filling material after filling the filling space.
Darüber hinaus weist das Füllgut beim erfindungsgemäßen Verfahren beim Befüllen des Füllraums eine Mindesttemperatur auf, ausgehend von der die Temperatur des Füllguts durch Prozesswärme, die durch die von der Gießform abgestrahlte Wärme und durch die bei der Verbrennung des Binders freiwerdende Wärme gebildet wird, bis über eine Grenztemperatur von 700 °C ansteigt.In addition, the filling material in the method according to the invention has a minimum temperature when filling the filling space, based on which the temperature of the filling material is increased by process heat, which is formed by the heat radiated from the casting mold and by the heat released during the combustion of the binder Limit temperature increases from 700 ° C.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt somit der Gedanke zu Grunde, das Füllgut im Sinne eines Wärmespeichers zu nutzen und diesen Wärmespeicher so zu temperieren und auszubilden, dass die Zersetzung des Binders des Formstoffs, aus dem die Gießformteile und -kerne der Gießform gefertigt sind, schon während der Verweilzeit in der Einhausung durch Temperatureinwirkung weitestgehend zersetzt wird.The method according to the invention is therefore based on the idea of using the filling material in the sense of a heat store and of tempering and designing this heat store in such a way that the decomposition of the binder of the molding material from which the mold parts and cores of the mold are made already during the Residence time in the enclosure is largely decomposed by the effect of temperature.
Auf diese Weise wird erreicht, dass die aus Formstoff bestehenden Teile und Kerne der Gießform so weit in Bruchstücke zerfallen sind, dass diese Bruchstücke vom Gussteil abfallen und das Gussteil nach dem Entfernen der Einhausung zumindest im Bereich seiner äußeren Flächen weitestgehend frei von anhaftenden Formteilen oder -kernen ist.In this way it is achieved that the parts and cores of the casting mold made of molding material are so far in Fragments are disintegrated so that these fragments fall off the cast part and the cast part is largely free of adhering molded parts or cores, at least in the area of its outer surfaces, after the housing has been removed.
Gleichzeitig sind zu diesem Zeitpunkt auch die Kerne zerfallen, die im Inneren des Gussteils Kanäle oder Höhlungen abbilden, so dass der Kernsand und die Formstoffbruchstücke dieser Kerne entweder schon in der Einhausung selbsttätig aus dem Gussteil ausrieseln oder in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch mechanische Methoden, wie Rütteln, oder durch Spülen mit einem geeigneten Fluid, aus dem Gussteil entfernt werden können.At the same time, the cores, which form channels or cavities in the interior of the casting, have also decayed, so that the core sand and the molded material fragments of these cores either trickle out of the casting automatically in the housing or in a manner known per se, for example by mechanical methods , such as shaking, or by rinsing with a suitable fluid, can be removed from the casting.
Das erfindungsgemäß in den zwischen Gussteil und Einhausung ausgebildeten Füllraum gefüllte Füllgut ist rieselfähig, so dass es den Füllraum auch dann vollständig füllt, wenn im Bereich der Außenflächen der Gießform Hinterschneidungen, Höhlungen und desgleichen vorhanden sind.The filling material filled according to the invention into the filling space formed between the casting and the housing is pourable, so that it completely fills the filling space even if undercuts, hollows and the like are present in the area of the outer surfaces of the casting mold.
Entscheidend ist dabei, dass erfindungsgemäß das Füllgut eine Schüttdichte besitzt, die so gering ist, dass es auch nach dem Füllen des Füllraums und einem gegebenenfalls durchgeführten Verdichten des in den Füllraum eingefüllten Füllguts noch von einer Gasströmung durchströmbar ist. Erfindungsgemäß wird also im Gegensatz zum oben genannten Stand der Technik ausdrücklich keine höchstverdichtete Packung im Füllraum erzeugt, die zwar eine optimale Abstützung der Gießform sicherstellt, jedoch weitestgehend gasundurchlässig ist. Vielmehr ist das erfindungsgemäß eingesetzte Füllgut so auszuwählen, dass es für eine Gasströmung durchlässig ist, die sich beispielsweise in Folge von thermischer Konvektion einstellt. Diese ergibt sich, wenn die Gießform durch die in sie eingegossene Metallschmelze erhitzt wird und die verdampfenden Binderbestandteile des Formstoffs der Gießformteile und -kerne zu verdampfen sowie unter Freisetzung von Wärme zu verbrennen beginnen.The decisive factor here is that, according to the invention, the filling material has a bulk density which is so low that a gas flow can still flow through it even after the filling space has been filled and the filling material filled into the filling space has been compressed. According to the invention, in contrast to the prior art mentioned above, no highly compressed packing is expressly produced in the filling space, which ensures optimal support of the casting mold, but is largely impermeable to gas. Rather, the filling material used according to the invention is to be selected such that it is suitable for a Gas flow is permeable, which occurs for example as a result of thermal convection. This results when the casting mold is heated by the molten metal poured into it and the evaporating binder components of the molding material of the casting mold parts and cores evaporate and begin to burn with the release of heat.
Wenn hier von einem verdampfenden und verbrennenden Binder die Rede ist, dann sind damit immer diejenigen Binderbestandteile gemeint, die durch Wärmezufuhr dampfförmig werden und brennbar sind. Dies schließt nicht aus, dass andere Binderbestandteile in fester oder sonstiger Form beispielsweise als Crackprodukte in der Gießform verbleiben und dort optimaler weise ebenfalls durch Wärmeeinfluss zersetzt werden.When we are talking about an evaporating and burning binder, we are always referring to those binder components that become vaporous and combustible when heated. This does not rule out that other binder constituents in solid or other form, for example as crack products, remain in the casting mold and are optimally decomposed there also by the influence of heat.
Die erfindungsgemäß vorzusehende Durchströmbarkeit des in den Füllraum eingefüllten Füllguts mit einem Gasstrom schafft dabei nicht nur die Möglichkeit, dass der aus der Gießform ausdampfende Binder im Bereich des Füllguts selbst verbrennt und dadurch das Füllgut weiter aufheizt, sondern erlaubt zusätzlich die Zufuhr von Sauerstoff, der die Verbrennung des Binders unterstützt. Auf diese Weise wird das Füllgut durch die über die Metallschmelze zugeführte und durch die Verbrennung des Binders freigesetzte Prozesswärme auf eine Temperatur erhitzt, die so hoch ist, dass die mit dem Füllgut in Kontakt kommende, aus der Gießform austretenden Binderanteile der Formteile und -kerne verbrennen oder thermisch zumindest so zersetzt werden, dass sie keine die Umwelt schädigende Wirkung mehr haben oder als Abgas aus der Einhausung abgezogen und einer Abgasreinigung zugeführt werden können.The flowability of the filling material filled into the filling space according to the invention with a gas stream not only creates the possibility that the binder evaporating from the casting mold itself burns in the area of the filling material and thereby further heats up the filling material, but also allows the supply of oxygen which the Burning the binder supports. In this way, the filling material is heated to a temperature by the process heat supplied via the molten metal and released by the combustion of the binder, so high that the binder parts of the molded parts and cores coming into contact with the filling material burn or are thermally decomposed at least in such a way that they no longer have an environmentally damaging effect or can be removed as exhaust gas from the housing and fed to exhaust gas purification.
Das erfindungsgemäß vortemperierte Füllgut wird vorzugsweise in kurzem zeitlichem Abstand vor dem Abguss der Metallschmelze in den Füllraum eingebracht, um Temperaturverluste zu minimieren.The filling material preheated according to the invention is preferably introduced into the filling space at a short interval before the metal melt is poured in order to minimize temperature losses.
Nachdem im Füllraum eine ausreichende Konzentration an brennbaren Ausgasungen des Formstoffs erreicht ist, setzt die Verbrennung durch den Kontakt mit dem aufgeheizten Füllgut ein. Die Verbrennung des aus der Gießform austretenden Binders schreitet fort und das Füllgut wird so lange weiter temperiert. Dieser Vorgang dauert an, bis nur noch so geringe Bindermengen aus der Gießform austreten, dass sich keine brennfähige Atmosphäre mehr in der Einhausung bildet. Das heiße Füllgut hält nun jedoch nach Art eines Wärmespeichers eine Temperatur oberhalb der Grenztemperatur, bei der es zur Verbrennung des Binders kommt. Die Gießform verweilt dementsprechend mindestens ebenfalls bei dieser Temperatur, so dass in der Gießform verbliebene Binderreste thermisch zersetzt werden.After a sufficient concentration of combustible outgassing of the molding material has been reached in the filling chamber, the combustion starts due to contact with the heated filling material. The combustion of the binder emerging from the casting mold continues and the contents are kept at this temperature. This process continues until only small amounts of binder emerge from the casting mold so that there is no longer a flammable atmosphere in the housing. However, the hot filling material now maintains a temperature above the limit temperature at which the binder burns, in the manner of a heat store. Accordingly, the casting mold also remains at least at this temperature, so that binder residues remaining in the casting mold are thermally decomposed.
Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich insbesondere Gießformen, deren Formteile und Kerne aus Formstoff bestehen, der durch einen organischen Binder gebunden ist. Hierfür kommen beispielsweise handelsübliche lösemittelhaltige Binder oder solche Binder in Frage, deren Wirkung durch eine chemische Reaktion ausgelöst wird. Entsprechende Bindersysteme werden heute im so genannten "Cold-Box-Verfahren" eingesetzt.For the process according to the invention, molds are particularly suitable whose molded parts and cores consist of molding material which is bound by an organic binder. For example, commercially available solvent-based binders or binders whose effect is triggered by a chemical reaction can be used. Corresponding binder systems are used today in the so-called "cold box process".
Als Grenztemperatur eignet sich in der Praxis insbesondere bei der Verarbeitung von Eisengussschmelze eine Temperatur von 700 °C. Bei oberhalb von 700 °C verbrennen insbesondere organische Binder sicher. Gleichzeitig werden bei diesen Temperaturen andere Schadstoffe, die aus der Gießform austreten, oxidiert oder in anderer Weise unschädlich gemacht. Gleiches gilt für die sich in der Gießform in Folge des temperaturbedingten Zerfalls des Binders einstellenden Crackprodukte, die sich ebenfalls bei derart hohen Temperaturen sicher zersetzen.In practice, a temperature of 700 ° C is suitable as the limit temperature, especially when processing cast iron. Burn above 700 ° C in particular organic binders for sure. At the same time, other pollutants emerging from the casting mold are oxidized or otherwise rendered harmless at these temperatures. The same applies to the cracking products which appear in the casting mold as a result of the temperature-related disintegration of the binder and which likewise decompose safely at such high temperatures.
Indem erfindungsgemäß das Füllgut auf eine bestimmte Temperatur vorgeheizt in den Füllraum gefüllt wird, wird erreicht, dass sich das Füllgut in Folge der zugeführten Prozesswärme auf eine über der Grenztemperatur liegende Temperatur aufheizt. Praktische Versuche haben hier gezeigt, dass als Mindesttemperatur des Füllguts beim Einfüllen in den Füllraum eine Temperatur von 500 °C ausreichend ist.By filling the filling material preheated to a certain temperature in the filling space according to the invention, it is achieved that the filling material heats up to a temperature above the limit temperature as a result of the process heat supplied. Practical tests have shown here that the minimum temperature of the filling material when filling the filling space is a temperature of 500 ° C is sufficient.
Einhergehend mit dem Austritt, der Verbrennung und der Zersetzung des Binders zerfallen die aus Formstoff geformten Teile und Kerne der Gießform in lose Bruchstücke, die entweder nach dem Entfernen der Einhausung entsorgt und einer Aufbereitung zugeführt werden können oder, vorteilhafter Weise, bereits während der zwischen dem Abgießen der Metallschmelze und dem Entfernen der Einhausung vergehenden Verweildauer aus der Einhausung abgezogen werden können. Zu diesem Zweck kann die Gießform auf einen Siebboden gestellt und die durch den Siebboden rieselnden Bruchstücke der Gießform aufgefangen werden. Praktischer Weise werden die Öffnungen des Siebbodens dabei so ausgelegt, dass die Bruchstücke der Gießform und das Füllgut gemeinsam durch den Siebboden rieseln, aufgefangen, aufbereitet und nach der Aufbereitung voneinander separiert werden. Dies hat den Vorteil, dass kein loses Füllgut mehr in der Einhausung vorhanden ist, wenn die Einhausung abgenommen wird.Along with the leakage, combustion and decomposition of the binder, the molded parts and cores of the casting mold disintegrate into loose fragments, which can either be disposed of and removed for reprocessing after the housing has been removed or, advantageously, already during the period between Pouring off the molten metal and removing the dwell time can be deducted from the housing. For this purpose, the casting mold can be placed on a sieve plate and the fragments of the casting mold trickling through the sieve plate can be collected. In a practical way, the openings of the sieve bottom are designed so that the fragments of the casting mold and the filling material trickle through the sieve bottom together, are collected, processed and separated from each other after the preparation. This has the The advantage is that there is no longer any loose filling material in the housing when the housing is removed.
Die Einhausung der Gießform kann dementsprechend durch einen die Gießform mit einem für die Ausbildung des Füllraums ausreichenden Abstand umgebenden, aus einem thermisch isolierenden und ausreichend formsteifen Material bestehenden Mantel, einer als Siebplatte wirkenden perforierten Trägerplatte, auf der die Gießform gestellt wird, und einem ebenfalls thermisch isolierendem Deckel gebildet sein, der nach dem Befüllen der Gießform aufgesetzt wird. Um ein kontrolliertes Abführen der sich im Füllraum bildenden Abgase zu ermöglichen, kann dabei zusätzlich eine Abgasöffnung vorgesehen sein.Accordingly, the housing of the casting mold can be provided by a jacket surrounding the casting mold with a sufficient distance for the formation of the filling space, consisting of a thermally insulating and sufficiently dimensionally stable material, a perforated support plate acting as a sieve plate, on which the casting mold is placed, and also thermally Insulating lid can be formed, which is placed after filling the mold. In order to enable a controlled discharge of the exhaust gases that form in the filling space, an exhaust gas opening can additionally be provided.
Auch beim erfindungsgemäßen Verfahren kann das in den Füllraum gefüllte Füllgut verdichtet werden, um zwischen der Gießform und der Einhausung eine Vorspannung zu erzeugen, durch die ein sicherer, positionsgenauer Zusammenhalt der Gießform auch dann gewährleistet ist, wenn die Gießform als aus einer Vielzahl von Formteilen und Kernen zusammengesetztes Kernpaket ausgebildet ist. Wie erwähnt, ist jedoch aufgrund der geringen Schüttdichte auch bei einem derart kompaktierten Füllgut die Durchströmbarkeit mit einem Gasstrom gesichert.In the method according to the invention, too, the filling material filled into the filling space can be compressed in order to generate a prestress between the casting mold and the housing, by means of which a secure, positionally accurate cohesion of the casting mold is ensured even if the casting mold is composed of a large number of molded parts and Cores composed core package is formed. As mentioned, however, due to the low bulk density, the flowability is ensured with a gas stream even with such a compacted filling material.
Die Effektivität der erfindungsgemäß erzielten Zerstörung der Formteile und Kerne der Gießform kann noch dadurch gesteigert werden, dass nicht nur das Füllgut, sondern auch die Gießform selbst gasdurchströmbar ausgelegt wird. Hierzu können gezielt Kanäle in die Gießform eingebracht sein, durch die das sich im Füllraum bildende heiße Abgas oder entsprechend vorgewärmte sauerstoffhaltige Gas strömt. Auf diese Weise setzt auch innerhalb der Gießform ein schnelles Ausdampfen, Verbrennen und sonstiges thermisches Zersetzen des Formstoff-Binders ein. Der Zerfall der Gießform wird so zusätzlich beschleunigt.The effectiveness of the destruction of the mold parts and cores of the casting mold achieved according to the invention can be increased further by not only designing the filling material but also the casting mold itself so that it can flow through gas. For this purpose, channels can be introduced into the casting mold in a targeted manner, through which the hot exhaust gas forming in the filling space or correspondingly preheated oxygen-containing gas flows. In this way, rapid evaporation, burning and other thermal decomposition of the molding material binder also begins within the casting mold. This further accelerates the disintegration of the mold.
Gezielt in die Gießform eingebrachte Kanäle können zudem dazu genutzt werden, an oder in dem Gussteil bestimmte Zonen beschleunigt abzukühlen oder eine solche beschleunigte Abkühlung zu vermeiden, um in der jeweiligen Zone bestimmte Eigenschaften des Gussteils zu erzielen.Channels specifically introduced into the casting mold can also be used to accelerate certain zones on or in the casting or to avoid such accelerated cooling in order to achieve certain properties of the casting in the respective zone.
Bei einem erfindungsgemäßen Füllgut wird nach dem Verdichten die Vorspannung durch die einander berührenden Körner des Füllguts übertragen. Um dabei trotz der erfindungsgemäß geforderten Gasdurchlässigkeit des Füllguts zu vermeiden, dass sich die Körner des Füllguts unkontrolliert verschieben, kann die Einhausung an ihrer der Gießform zugeordneten Innenfläche mit einer strukturierten Oberfläche ausgestattet sein, an der die gegen diese Oberfläche stoßenden Körner zumindest stellenweise formschlüssig abgestützt sind.In the case of a filling material according to the invention, the prestress is transmitted after the compaction by the grains of the filling material touching one another. In order to prevent the grains of the filling material from moving in an uncontrolled manner despite the gas permeability of the filling material required according to the invention, the housing on its inner surface assigned to the casting mold can be equipped with a structured surface on which the grains abutting against this surface are supported at least in places in a form-fitting manner ,
Das Füllgut sollte gleichzeitig eine geringe Eignung zur Speicherung von Wärme aufweisen, damit sich das Füllgut schnell aufheizt und über möglichst lange Zeit bei einer über der Grenztemperatur liegenden Temperatur gehalten werden kann.The filling material should at the same time have little suitability for storing heat, so that the filling material heats up quickly and can be kept at a temperature above the limit temperature for as long as possible.
Optimalerweise für die erfindungsgemäßen Zwecke geeignetes Füllgut kombiniert somit eine geringe Schüttdichte mit einer geringen spezifischen Wärmekapazität das Materials, aus dem die Einzelteile, die das Füllgut bilden, hergestellt sind. Praktische Untersuchungen haben hier ergeben, dass Füllgut, bei dem das Produkt P aus Schüttdichte Sd und spezifischer Wärmekapazität cp des Materials, aus dem das Füllgut hergestellt ist, höchstens 1 kJ/dm3K beträgt (P = Sd x cp ≤ 1 kJ/dm3K), wobei sich Füllgut, bei dem das Produkt P = Sd x cp höchstens 0,5 kJ/dm3K beträgt, sich besonders gut eignet.Filling material which is optimally suitable for the purposes according to the invention thus combines a low bulk density with a low specific heat capacity of the material from which the individual parts which form the filling material are produced. Practical investigations have shown here that filling material in which the product P from bulk density Sd and specific heat capacity cp of the material from which the filling material is made is at most 1 kJ / dm 3 K (P = Sd x cp ≤ 1 kJ / dm 3 K), filling material in which the product P = Sd x cp is at most 0.5 kJ / dm 3 K is particularly suitable.
Unabhängig davon, ob eine Verdichtung vorgenommen wird, haben sich als Füllgut Granulate oder sonstiges körniges Schüttgut bewährt. Dabei sind derartige Schüttgüter mit Schüttdichten von max. 4 kg/dm3, insbesondere weniger als 1 kg/dm3 oder sogar weniger als 0,5 kg/dm3, für die erfindungsgemäßen Zwecke besonders geeignet.Regardless of whether compaction is carried out, granules or other granular bulk goods have proven to be useful as filling material. Such bulk goods with bulk densities of max. 4 kg / dm 3 , in particular less than 1 kg / dm 3 or even less than 0.5 kg / dm 3 , particularly suitable for the purposes according to the invention.
Wird ein körniges, schütt- und rieselfähiges Füllgut eingesetzt, so hat es sich in praktischen Versuchen als günstig erwiesen, wenn der mittlere Durchmesser der Körner 1,5 - 100 mm beträgt, wobei optimalerweise Füllgut verwendet wird, dessen Korngrößen im Bereich von 1,5 - 40 mm liegen.If a granular, pourable and pourable filling material is used, it has proven to be advantageous in practical tests if the average diameter of the grains is 1.5-100 mm, filling material whose grain sizes in the range of 1.5 being optimally used - 40 mm.
Dabei zeigt Füllgut, das aus Materialien mit einer spezifischen Wärmekapazität von max. 1 kJ/kgK, idealerweise kleiner als 0,5 kJ/kgK, besteht, ein für die Erfindung optimales Aufheiz- und Wärmespeicherverhalten.It shows contents that are made of materials with a specific heat capacity of max. 1 kJ / kgK, ideally less than 0.5 kJ / kgK, is an optimal heating and heat storage behavior for the invention.
Als Füllgut sind grundsätzlich alle thermisch belastbaren Schüttgüter geeignet, die die voranstehend angegebenen Bedingungen erfüllen und ausreichend temperaturbeständig sind. Hierzu eignen sich insbesondere nichtmetallische Schüttgüter, wie Granulate aus keramischen Materialien. Diese können unregelmäßig geformt, kugelförmig oder mit Hohlräumen versehen sein, um eine gute Durchgasung des in den Füllraum gefüllten Füllguts bei gleichzeitig geringer Wärmespeichereigenschaft zu erzielen. Auch kann das Füllgut aus ringförmigen oder vieleckigen Elementen bestehen, die bei Kontakt miteinander sich jeweils nur punktförmig berühren, so dass zwischen ihnen jeweils ausreichend Raum verbleibt, um eine gute Durchströmung zu gewährleisten.In principle, all thermally resilient bulk goods are suitable as filling goods that meet the above-mentioned conditions and are sufficiently temperature-resistant. Non-metallic bulk materials such as granules made of ceramic materials are particularly suitable for this. These can be irregularly shaped, spherical or with cavities be provided in order to achieve good gassing of the filling material filled into the filling space with at the same time a low heat storage property. The filling material can also consist of ring-shaped or polygonal elements, which only come into contact with one another when they come into contact with one another, so that there is sufficient space between them to ensure a good flow.
Um zu vermeiden, dass es durch den optional über einen Gaseinlass in die Einhausung geleiteten sauerstoffhaltigen Gasstrom zu einer Abkühlung des Füllguts kommt, kann der Gasstrom vor seinem Eintritt in den Füllraum auf eine oberhalb der Raumtemperatur liegende Temperatur erwärmt werden. Optimaler weise liegt dabei die Temperatur des Gasstroms mindestens auf dem Niveau der Mindesttemperatur des Füllguts. Für die Erwärmung des Gasstroms kann beispielsweise das heiße Abgas genutzt werden, das aus der Einhausung abgezogen wird. Dazu kann ein an sich bekannter Wärmetauscher eingesetzt werden. Sofern ein Siebboden vorgesehen ist, über den die Bruchstücke der Gießform ggf. gemeinsam mit dem Füllgut aus der Einhausung hinaus gelangen können, kann der sauerstoffhaltige Gasstrom auch durch diesen Siebboden geführt werden. Das hat nicht nur den Vorteil einer großflächigen Einleitung, sondern bewirkt auch, dass der zugeführte Gasstrom durch den Kontakt mit den heißen, aus der Einhausung ausrieselnden Formstoff-Bruchstücken sowie dem ebenso heißen Füllgut erwärmt wird.In order to prevent the oxygen-containing gas stream, which is optionally passed through a gas inlet into the housing, from cooling the filling material, the gas stream can be heated to a temperature above room temperature before it enters the filling chamber. The temperature of the gas stream is optimally at least at the level of the minimum temperature of the filling material. For example, the hot exhaust gas that is withdrawn from the housing can be used to heat the gas flow. A heat exchanger known per se can be used for this. If a sieve plate is provided, through which the fragments of the casting mold can possibly get out of the housing together with the contents, the oxygen-containing gas stream can also be passed through this sieve plate. This not only has the advantage of a large-area introduction, but also has the effect that the supplied gas flow is heated by contact with the hot fragments of molding material that trickle out of the housing and the filling material that is just as hot.
Alternativ oder ergänzend ist es auch denkbar, einen Teilstrom des Abgasstroms mit dem sauerstoffhaltigen Gasstrom zu vermischen und das so erhaltene heiße Gasgemisch in den Füllraum zurückzuführen. Hierzu kann es sinnvoll sein, dass der in den Füllraum geleitete sauerstoffhaltige Gasstrom zu 10 - 90 Vol.-% aus Abgas besteht.Alternatively or in addition, it is also conceivable to mix a partial flow of the exhaust gas flow with the oxygen-containing gas flow and to return the hot gas mixture thus obtained to the filling space. For this purpose it can make sense that the oxygen-containing gas flow directed into the filling space consists of 10 - 90 vol .-% of exhaust gas.
Bei dem dem Füllraum zugeführten sauerstoffhaltigen Gasstrom kann es sich beispielsweise um Umgebungsluft handeln.The oxygen-containing gas stream supplied to the filling chamber can be ambient air, for example.
Der dem Füllraum zugeführte sauerstoffhaltige Gasstrom kann in Folge der durch Wärmekonvektion innerhalb des Füllraums ausgelösten Strömung über einen geeignet ausgebildeten Einlass in den Füllraum eingesaugt werden. Alternativ ist es selbstverständlich ebenso denkbar, den Gasstrom mittels eines Gebläses oder desgleichen mit einem gewissen Druck in den Füllraum einzubringen.The oxygen-containing gas stream supplied to the filling chamber can be sucked into the filling chamber as a result of the flow triggered by heat convection within the filling chamber via a suitably designed inlet. Alternatively, it is of course also conceivable to introduce the gas flow into the filling space by means of a blower or the like with a certain pressure.
Eine optionale Regelung des in den Füllraum eingeführten Gasstroms kann in Abhängigkeit vom aus der Einhausung austretenden Abgasvolumenstrom erfolgen, um die Entstehung von Überdruck in der im Füllraum herrschenden Atmosphäre zu vermeiden. Hierzu kann der jeweilige Gaseinlass mit einem Mechanismus ausgerüstet sein, der die Zuluft in Abhängigkeit der Strömungsgeschwindigkeit einregelt. Zu diesem Zweck geeignet ist beispielsweise eine an sich bekannte Pendelklappe, die so aufgehängt und belastet ist, dass der Strömungsdruck der sie passierenden Gasströmung in Abhängigkeit von Gegengewichten die Strömungsgeschwindigkeit und somit die Verbrennungsluftzufuhr selbsttätig einregelt.An optional regulation of the gas flow introduced into the filling space can take place depending on the exhaust gas volume flow emerging from the housing in order to avoid the creation of excess pressure in the atmosphere prevailing in the filling space. For this purpose, the respective gas inlet can be equipped with a mechanism that regulates the supply air depending on the flow rate. Suitable for this purpose is, for example, a pendulum flap known per se, which is suspended and loaded in such a way that the flow pressure of the gas flow passing through it regulates the flow speed and thus the combustion air supply automatically as a function of counterweights.
Ebenso ist es denkbar, am Abgasauslass eine Abgasmessung vorzunehmen und den sauerstoffhaltigen Gasstrom in Abhängigkeit vom Ergebnis dieser Messung zu regeln, um eine vollständige Verbrennung des Binders und der sonstigen möglicherweise aus der Gießform austretenden Gase im Füllraum zu gewährleisten.It is also conceivable to carry out an exhaust gas measurement at the exhaust gas outlet and to regulate the oxygen-containing gas flow depending on the result of this measurement in order to completely burn the binder and the others to ensure any gases escaping from the mold in the filling chamber.
Eine Minimierung des Schadstoffausstoßes kann beim erfindungsgemäßen Verfahren auch dadurch erzielt werden, dass die Einhausung mit einer Katalysatoreinrichtung zur Zersetzung von in den Verbrennungsprodukten des Binders enthaltenen Schadstoffen ausgestattet ist.In the method according to the invention, the emission of pollutants can also be minimized in that the housing is equipped with a catalyst device for decomposing pollutants contained in the combustion products of the binder.
Das nach dem erfindungsgemäßen Entformen freigelegte Gussteil kann nach dem Zerfall der Gießform eine Wärmebehandlung durchlaufen, bei der es nach Maßgabe einer bestimmten Abkühlkurve in an sich bekannter Weise kontrolliert abgekühlt wird, um einen bestimmten Zustand des Gussteils herzustellen.The cast part exposed after the demolding according to the invention can undergo a heat treatment after the mold has disintegrated, in which it is cooled in a manner known per se in accordance with a specific cooling curve in order to produce a specific state of the cast part.
Selbstverständlich können bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise gleichzeitig mehrere Gießformen gemeinsam in einer Einhausung untergebracht sein und diese Gießformen parallel oder in zeitlich eng aufeinander folgender Abfolge mit Metallschmelze befüllt werden.Of course, with the procedure according to the invention, a plurality of casting molds can be accommodated together in one housing at the same time and these casting molds can be filled with molten metal in parallel or in close succession.
Grundsätzlich eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren für jede Art von metallischen Gusswerkstoffen, bei deren Verarbeitung eine ausreichend hohe Prozesswärme entsteht. Besonders eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Gussteilen aus Eisenguss, weil aufgrund der hohen Temperatur der Eisengussschmelze die für die Verbrennung des Binders erfindungsgemäß vorgesehenen Temperaturen besonders sicher erreicht werden. Insbesondere lassen sich in erfindungsgemäßer Weise GJL-, GJS- und GJV-Eisengusswerkstoffe sowie Stahlguss verarbeiten.In principle, the method according to the invention is suitable for any type of metallic casting material, the processing of which produces a sufficiently high level of process heat. The method according to the invention is particularly suitable for producing cast parts from iron castings, because the temperatures provided according to the invention for the combustion of the binder can be reached particularly safely due to the high temperature of the cast iron melt. In particular, in accordance with the invention Process GJL, GJS and GJV cast iron materials as well as cast steel.
Wenn hier davon die Rede ist, dass die erfindungsgemäß genutzte Gießform aus Formteilen oder -kernen besteht, die aus Formstoff geformt sind, so schließt dies selbstverständlich die Möglichkeit ein, innerhalb einer solchen Gießform Einzelteile, wie Kühlkokillen, Stützen und desgleichen, aus anderen Materialien herzustellen. Entscheidend ist lediglich, dass die Gießform so viel Formstoffvolumen enthält, dass es im Zuge des Abgießens der jeweiligen Metallschmelze zum Ausdampfen von Binder kommt, der dann im Füllraum verbrennt und das Füllgut soweit aufheizt, dass es über eine für eine weitestgehend vollständige Zersetzung des Binders des Formstoffs ausreichende Dauer eine über der Grenztemperatur liegende Temperatur beibehält.If it is mentioned here that the casting mold used according to the invention consists of molded parts or cores which are molded from molding material, this naturally includes the possibility of producing individual parts, such as cooling molds, supports and the like, from other materials within such a casting mold , The only thing that is decisive is that the casting mold contains so much volume of molding material that, in the course of pouring off the respective molten metal, the binder evaporates, which then burns in the filling chamber and heats up the filling material to such an extent that the binder is completely decomposed Molding material sufficient duration maintains a temperature above the limit temperature.
Die Reinigung des aus der erfindungsgemäß vorgesehenen Einhausung austretenden Abgasstroms kann dadurch erfolgen, dass die im Abgas noch vorhandenen brennbaren Stoffe in einer Abluftverbrennung nachverbrannt werden. Die dabei frei werdende Wärme kann wiederum genutzt werden, um den in die Einhausung geleiteten sauerstoffhaltigen Gasstrom vorzuwärmen.The exhaust gas stream emerging from the housing provided according to the invention can be cleaned by combusting the combustible substances still present in the exhaust gas in an exhaust air combustion. The heat released in this way can in turn be used to preheat the oxygen-containing gas stream conducted into the housing.
Sofern mit mehreren erfindungsgemäßen Gießformen parallel zueinander Gusstücke in erfindungsgemäßer Weise erzeugt werden, so kann es zweckmäßig sein, wenn die Gießformen mit den ihnen zugeordneten Einhausungen gemeinsam in einem Tunnel oder desgleichen stehen und die sich bildenden Abgase über eine gemeinsame Abgasleitung abgeführt werden.If castings are produced in parallel with one another with a plurality of casting molds according to the invention, it may be expedient if the casting molds with the housings assigned to them are together in a tunnel or the like and the exhaust gases that form are discharged via a common exhaust line.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur gießtechnischen Herstellung von Zylinderkurbelgehäusen und Zylinderköpfen für Verbrennungsmotoren. Insbesondere dann, wenn die betreffenden Bauteile für Nutzfahrzeuge bestimmt sind, weisen sie und die für ihre Herstellung jeweils benötigte Gießform ein vergleichbar großes Volumen auf, bei dem sich die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorgehensweise besonders deutlich auswirken.The method according to the invention is particularly suitable for the casting production of cylinder crankcases and cylinder heads for internal combustion engines. In particular, if the components in question are intended for commercial vehicles, they and the casting mold required for their manufacture each have a comparatively large volume, in which the advantages of the procedure according to the invention have a particularly significant effect.
Die erfindungsgemäß erhaltenen Kernsandbruchstücke sind, wenn sie aus der Einhausung austreten, in der Regel noch so heiß, dass sie in einem konventionellen Mahlwerk ohne zusätzliche Wärmezufuhr zerkleinert werden können. Liegen die Kernsandbruchstücke als Mischung mit dem Füllgut vor, so erfolgt nach dem Mahlen die Separierung. Diese ist dann sehr einfach, weil die Korngröße des nach dem Mahlen erhaltenen Kernsands sehr viel kleiner ist als die Korngröße des Füllguts. Das Mahlwerk kann dabei so ausgelegt sein, dass es eine mechanische Vorkonditionierung des Kernsands bewirkt. Eine solche Vorkonditionierung kann beispielsweise darin bestehen, dass durch den Kontakt des Kernsandes mit dem Füllgut-Granulat die Oberflächenrauhigkeit der Sandkörner vergrößert und somit bei der nachfolgenden Verarbeitung zu einem Formteil oder Kern die Adhäsion des Binders am Kernsand verbessert ist.The core sand fragments obtained according to the invention, when they emerge from the housing, are generally still so hot that they can be comminuted in a conventional grinder without additional heat. If the core sand fragments are present as a mixture with the filling material, the separation takes place after grinding. This is very simple because the grain size of the core sand obtained after grinding is much smaller than the grain size of the filling material. The grinder can be designed so that it mechanically pre-conditions the core sand. Such preconditioning can consist, for example, in that the surface roughness of the sand grains is increased by the contact of the core sand with the filling material granules and thus the adhesion of the binder to the core sand is improved in the subsequent processing into a molded part or core.
Der nach der Aufbereitung erhaltene Regenerat-Sand kann in an sich bekannter Weise mit Neusand gemischt werden.The regenerated sand obtained after processing can be mixed with new sand in a manner known per se.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Deren Figuren zeigen jeweils schematisch:
- Fig. 1
- ein Ablaufdiagramm, dass den erfindungsgemäßen Prozess darstellt;
- Fig. 2 - 8
- einen Thermoreaktor in verschiedenen Phasen der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens jeweils in einem Schnitt entlang seiner Längsachse;
- Fig. 9
- den zum Entnehmen des Gussteils geöffneten Thermoreaktor in einer den
Figuren 2 - 8 entsprechenden Ansicht; - Fig. 10
- eine Einrichtung zum Abkühlen eines Gussteils;
- Fig. 11
- das fertige Gussteil;
- Fig. 12
- einen Sammelbehälter des Thermoreaktors in einer den
Figuren 2 - 8 entsprechenden Ansicht; - Fig. 13
- ein Mahlwerk zum Regenieren von Kernsand in einem Schnitt quer zu seiner Längsachse;
- Fig. 14
- eine Gießform zum Gießen eines Gussteils in einer den
Figuren 2 - 8 entsprechenden Ansicht; - Fig. 15
- einen mit Füllgut gefüllten Vorratsbehälter in einer den
Figuren 2 - 8 entsprechenden Ansicht.
- Fig. 1
- a flow diagram illustrating the process of the invention;
- Figs. 2-8
- a thermoreactor in different phases of carrying out the method according to the invention, each in a section along its longitudinal axis;
- Fig. 9
- the thermoreactor opened to remove the casting in a
Figures 2-8 corresponding view; - Fig. 10
- means for cooling a casting;
- Fig. 11
- the finished casting;
- Fig. 12
- a collection container of the thermoreactor in one
Figures 2-8 corresponding view; - Fig. 13
- a grinder for regenerating core sand in a section transverse to its longitudinal axis;
- Fig. 14
- a mold for casting a casting in a
Figures 2-8 corresponding view; - Fig. 15
- a storage container filled with filling material in one of the
Figures 2-8 corresponding view.
In
Der in den
Die Gießform 2 ist in konventioneller Weise als Kernpaket aus einer Vielzahl von außen angeordneten äußeren Kernen oder Formteilen und innen liegend angeordneten Gießkernen zusammengesetzt. Zusätzlich kann die Gießform 2 aus Stahl oder anderen unzerstörbaren Materialien bestehende Bauteile umfassen. Dazu gehören beispielsweise Kühlkokillen und desgleichen, die in der Gießform 2 angeordnet werden, um durch eine beschleunigte Erstarrung der jeweils mit der Kühlkokille in Berührung kommenden Schmelze eine gerichtete Erstarrung des Gussteils G zu erzielen.The casting
Die Gießform 2 grenzt einen Formhohlraum 3 gegenüber der Umgebung U ab, in den die Eisengussschmelze abgegossen wird, um das Gussteil G zu bilden. Die Eisenschmelze strömt dabei über ein Anschnittsystem in den Formhohlraum 3, das hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist.The casting
Die Kerne und Formteile der Gießform 2 sind in konventioneller Weise im Cold-Box-Verfahren aus einem konventionellen Formstoff hergestellt, bei dem es sich um eine Mischung aus einem handelsüblichen Kernsand, einem ebenso handelsüblichen organischen Binder und optional zugegebenen Zusatzstoffen handelt, die beispielsweise der besseren Benetzung der Körner des Kernsands durch den Binder dienen. Aus dem Formstoff werden die Gießkerne und Formteile der Gießform 2 geformt. Anschließend werden die erhaltenen Gießkerne und Formteile mit einem Reaktionsgas begast, um den Binder durch eine chemische Reaktion auszuhärten und dadurch den Kernen und Formteilen die notwendige Formsteifigkeit zu verleihen.The cores and moldings of casting
Die Siebplatte 1 ist mit ihrem Rand auf einem umlaufenden Randabsatz 4 eines Sammelbehälters 5 abgestützt. In die umlaufende Aufstandfläche des Randabsatzes 4 ist ein Dichtelement 6 eingearbeitet.The
Nachdem die Gießform 2 auf der Siebplatte 1 positioniert ist, wird eine ebenfalls zu dem Thermoreaktor T gehörende Einhausung 7 auf den umlaufenden Randabsatz 4 des Sammelbehälters 5 gesetzt. Die Einhausung 7 ist nach Art einer Haube ausgebildet und ummantelt die Gießform 2 an ihren äußeren Umfangsflächen 8. Dabei weist der Umfang des von der Einhausung 7 umgrenzten Raums ein Übermaß gegenüber dem Umfang der Gießform 2 auf, so dass nach dem Aufsetzen der Einhausung 7 auf den Siebboden 1 zwischen der äußeren Umfangsfläche der Gießform 2 und der Innenfläche 9 der Einhausung 7 ein Füllraum 10 gebildet ist. Mit ihrem dem Sammelbehälter 5 zugeordneten Rand sitzt die Einhausung auf dem Dichtelement 6, so dass hier ein dichter Abschluss des Füllraums 10 gegenüber der Umgebung U gewährleistet ist. Die Einhausung besteht aus einem thermisch isolierenden Material, das aus mehreren Schichten bestehen kann, von denen die eine Schicht die notwendige Formstabilität der Einhausung 7 und eine andere Schicht die thermische Isolierung gewährleistet. An ihrer Oberseite umgrenzt die Einhausung 7 eine große Öffnung 11, über die die Gießform 2 mit Eisengussschmelze und der Füllraum 10 mit Füllgut F gefüllt werden kann (
Zum Befüllen des Füllraums 10 mit einem als körniges Granulat ausgebildeten und auf eine Temperatur Tmin von mindestens 500 °C temperiertes Füllgut F wird ein Vorratsbehälter V über der Öffnung 11 positioniert, aus dem man anschließend das heiße Füllgut F über ein Verteilsystem 12 in den Füllraum 10 rieseln lässt (
Wenn der Füllvorgang abgeschlossen ist, kann die in den Füllraum 10 gefüllte Füllgut-Packung erforderlichenfalls verdichtet werden. Anschließend wird ein Deckel 13 auf die Öffnung 11 gesetzt, der ebenfalls eine Öffnung 14 besitzt, über die die Eisengussschmelze in die Gießform 2 gefüllt werden kann (
Anschließend erfolgt der Abguss der Eisengussschmelze in die Gießform 2 (
Über einen im unteren Randbereich der Einhausung 7 eingeformten Gaseinlass 15 kann währenddessen sauerstoffhaltige Umgebungsluft in den Füllraum 10 eintreten. Ebenso wird Umgebungsluft, die über einen Zugang 16 in den Sammelbehälter 5 gelangt, durch den Siebboden 1 in den Füllraum 10 gesogen (
Die mit dem Abguss der Eisengussschmelze einsetzende gewollte Zerstörung der Gießform 2 und die damit einhergehende Entformung des Gussteils G läuft in zwei Phasen ab.The deliberate destruction of the casting
In der ersten Phase verdampft im Binder enthaltenes Lösemittel. Das aus der Gießform 2 austretende dampfförmige Lösemittel erreicht im Füllraum 10 eine Konzentration, bei der es selbsttätig zündet und abbrennt. Durch die dabei frei werdende Wärme wird das körnige, auf eine Temperatur Tmin von ca. 500 °C gebrachte Füllgut F über die Grenztemperatur TGrenz von 700 °C hinaus aufgeheizt, bis seine Temperatur die maximale Temperatur Tmax von annähernd 900 °C erreicht.In the first phase, the solvent contained in the binder evaporates. The one emerging from the
Wenn die Konzentration der aus der Gießform 2 ausdampfenden Binderbestandteile für eine eigenständige Verbrennung nicht mehr ausreicht, übernimmt das derart aufgeheizte Füllgut die Funktion eines Wärmespeichers, durch den die Temperatur der Gießform 2 und im Füllraum 10 auf einem oberhalb einer Temperatur TGrenz von 700 °C liegenden Niveau gehalten wird. Auf diese Weise hält die Verbrennung der aus der Gießform 2 austretenden Binderbestandteile und sonstigen potenziellen Schadstoffe an, bis kein Binder mehr aus der Gießform 2 ausdampft. Die dann möglicherweise immer noch aus der Gießform 2 austretenden dampfförmigen Stoffe werden durch die im Füllraum 10 herrschende hohe Temperatur oxidiert oder in anderer Weise unschädlich gemacht.If the concentration of the binder components evaporating from the casting
Ebenso tragen zur Vollständigkeit der Verbrennung der aus der Gießform 2 tretenden Gase die sauerstoffhaltigen, aus Umgebungsluft gebildeten Gasströme S1,S2 bei, die über den Gaseinlass 15 und den Siebboden 1 in den Füllraum 10 der Einhausung 7 gelangen.Also contributing to the completeness of the combustion of the gases emerging from the casting
Da die Schüttdichte des Füllguts F so niedrig ist, dass auch nach einer Verdichtung eine gute Gasdurchlässigkeit des im Füllraum 10 vorhandenen Füllgut-Pakets gewährleistet ist, ist eine gute Durchmischung der aus der Gießform 2 austretenden Gase mit dem Sauerstoff für seine Verbrennung bereitstellenden Gasströmen S1,S2 gewährleistet. Gleichzeitig stützt die Füllgut-Packung im Füllraum 10 die Gießform 2 an ihren Umfangsflächen und verhindert so ein Durchbrechen der Eisengussschmelze.Since the bulk density of the filling material F is so low that good gas permeability even after compression of the package of contents present in the filling
Das Durchströmen der aus der Gießform 2 austretenden Gase durch das Füllgut F bewirkt eine gute Durchmischung mit der zugeführten Gasströmung S1,S2, eine längere Verweilzeit und eine gute Reaktionsfähigkeit. Die Gießform 2 wird so sowohl durch die Verbrennung des Bindersystems und die durch das in die Gießform 2 gegossene Metall eingetragene Wärme, als auch durch das vorgeheizte Füllgut F aufgeheizt. In Folge dessen wird das die Formteile und Kerne der Gießform 2 zusammenhaltende Bindersystem nahezu vollständig zerstört. Die Formteile und Kerne zerfallen daraufhin in Bruchstücke B oder einzelne Sandkörner.The flow of the gases emerging from the casting
Die Bruchstücke B und der lose Sand fällt durch den Siebboden 1 in den Sammelbehälter 5 und wird dort gesammelt. Abhängig vom Fortschritt der Zerstörung der Gießform 2 kann der Siebboden 1 dabei so geöffnet werden, dass auch Füllgut F in den Sammelbehälter 5 gelangt (
Zur optimalen Verbrennung der aus der Gießform 2 ausgasenden Gase und für die Regenerierung des Kernsandes bereits in der Einhausung liegen die Temperaturen von Füllgut F und der im Füllraum 10 strömenden Gase optimalerweise jeweils deutlich über 700°C. Die Bedingungen im Thermoreaktor T sind dazu so gestaltet, dass der Regenerierprozess und die Abgasbehandlung unabhängig von Anlagenverfügbarkeiten eigenständig ablaufen. Bestimmende und eingestellte Größen sind die Starttemperatur des Füllstoffs F, die über den Gaseinlass 15 und den Zugang 16 zuströmenden sauerstoffhaltigen Gasströme S1,S2 und die Gießform 2 selbst.For optimal combustion of the gases outgassing from
Der Fortschritt der Zerstörung der Gießform 2 und der Erstarrungsverlauf der in die Gießform 2 gegossenen Eisengussschmelze sind so aneinander angepasst, dass das Gussteil G ausreichend erstarrt ist, wenn der Zerfall der Gießform 2 einsetzt.The progress of the destruction of the casting
Nachdem die Gießform 2 im Wesentlichen vollständig zerfallen ist, wird der Sammelbehälter 5 mit dem in ihm enthaltenen Formstoff-Füllgut-Gemisch von dem Siebboden 1 getrennt und die Einhausung 7 ebenfalls vom Siebboden 1 abgenommen. Das weitestgehend entsandete Gussteil G ist nun frei zugänglich und kann in einem hierzu vorgesehenen tunnelartigen Raum 17 kontrolliert abgekühlt werden (
Das im Sammelbehälter 5 enthaltene, nach wie vor heiße Gemisch aus Füllgut F, Kernsand und Bruchstücken B wird in einem Mahlwerk 18, bei dem es sich beispielsweise um ein Drehrohr handeln kann, intensiv vermischt und mit ausreichender Oxidationsluft versetzt, so dass möglicherweise noch vorhandene Binderreste nachverbrennen. In dieser Prozessstufe kann auch das Füllgut F von Kernsand getrennt werden und beides einer separaten Kühlung zugeführt werden. Eine solche Nachregenerierung gewährleistet die sichere Einhaltung einer vollständigen Verbrennung des Bindersystems und bereitet zusätzlich durch mechanische Reibung die Kernsandoberfläche für eine gute Adhäsion des Binders zur Wiederverwendung als Kernsand vor.The mixture of filling material F, core sand and fragments B contained in the collecting
Der erhaltene Kernsand wird nahezu auf Raumtemperatur herunter gekühlt und nach Fraktionstrennung einer erneuten Verarbeitung zu Gießformteilen oder Gießkernen für eine neue Gießform 2 zugeführt.The core sand obtained is cooled down almost to room temperature and, after fraction separation, is reprocessed into casting mold parts or casting cores for a
Das Füllgut F wird dagegen auf die vorgesehene Starttemperatur Tmin gekühlt und im Kreislauf zur erneuten Verfüllung des Füllraums 10 in den Vorratsbehälter V gefüllt.The filling material F, on the other hand, is cooled to the intended starting temperature Tmin and filled into the reservoir V in the circuit for refilling the filling
Die Menge der in den Füllraum 10 als Gasströme S1,S2 geleiteten Verbrennungsluft wird über mechanisch einstellbare Klappen oder Schieber geregelt, mit denen sich die Öffnungsquerschnitte des Gaseintritts 15 und des Zugangs 16 verstellen lassen. Die jeweilige Einstellung kann zunächst über die stöchiometrisch benötigte Luftmenge zur Verbrennung des Bindersystems ermittelt und dann über Messungen von CO, NO x und O2 am hier durch die Öffnung 14 des Deckels 13 gebildeten Abgasauslass 19 feinjustiert werden, der in den Deckel 13 eingeformt ist und über den die im Füllraum 10 entstehenden Abgase aus der Einhausung 7 abgeführt werden.The amount of combustion air conducted into the filling
Wie aus
Durch die Verbrennung innerhalb des Granulates in der Phase 1 heizt sich das Granulat auf und seine Temperatur TFüllgut überschreitet nach kurzer Zeit die Grenztemperatur TGrenz von 700 °C, bei der organische Stoffe bekanntermaßen bei ausreichend Sauerstoffgehalt selbständig oxidieren und somit verbrennen. Der Verlauf der Temperatur TFüllgut ist in
Diese Phase ("Phase 1") intensiver Verbrennung des aus der Gießform 2 ausdampfenden Binders hält an, bis die Konzentration KSchadstoff der in den Füllraum 10 aus der Gießform 2 gelangenden, im Wesentlichen durch den verdampfenden Binder gebildeten brennbaren Gase so stark abnimmt, dass bei Raumtemperatur keine Verbrennung mehr stattfinden würde.This phase ("
Durch die hohe Füllguttemperatur von mehr als 700 ° C wird, wie zuvor beschrieben, diese Oxidation bzw. Verbrennung in der sich anschließenden Phase 2 dennoch fortgesetzt, wobei die dabei frei werdende Wärme ausreicht, die Temperatur des Füllguts 10 weiter zu steigern, bis die Maximaltemperatur Tmax erreicht ist. Bei dieser Temperatur verharrt das Füllgut 10, bis der Zersetzungsprozess der Gießform 2 soweit fortgeschritten ist, dass keine nennenswerten Ausgasungen mehr stattfinden, die Gießform 2 kleinteilig zerfällt und die Formstoffreste in den Behälter 5 fallen. Solange jedoch im Füllraum 10 Verbrennungsprozesse stattfinden, entsteht dabei immer noch so viel Wärme, dass das Füllgut F über eine ausreichend lange Zeitdauer in einem Bereich verbleibt, dessen Obergrenze die Temperatur Tmax und dessen Untergrenze die Temperatur TGrenz ist.Due to the high product temperature of more than 700 ° C., this oxidation or combustion continues in the
Erfindungsgemäß wird somit durch die Wahl der Temperatur, mit der das Füllgut in den Füllraum 10 gefüllt wird, der Zeitpunkt, an dem die Grenztemperatur TGrenz von 700 °C überschritten wird, so festgelegt, dass dieser erreicht ist, bevor durch niedrige Schadstoffkonzentrationen KSchadstoff der Prozess der Verbrennung im Füllraum 10 nicht mehr zuverlässig mit der notwendigen Intensität stattfindet. Anschließend stellt das dann hoch erhitzte Füllgut F sicher, dass die Zersetzung und Restverbrennung der noch aus der Gießform 2 ausdampfenden Gase stattfindet, auch wenn die dazu im Füllraum vorhandene Konzentration an brennbaren Gasen für sich gesehen bei unterhalb der Temperatur TGrenz liegenden Temperaturen zu gering wäre.According to the invention, the time at which the limit temperature is thus determined by the choice of the temperature at which the filling material is filled into the filling space 10 T limit of 700 ° C is exceeded, so that it is reached before the process of combustion in the filling
Es konnte nachgewiesen werden, dass mit den in der Gießform 2 enthaltenen ausdampfenden und brennbaren Stoffen so viel chemische Energie für eine Verbrennung zur Verfügung steht, dass Füllguttemperaturen von weit über 1.000 °C erreicht werden könnten. In diesem Fall würde die Abkühlung des Abgusses aber weit hinausgezögert, so dass lange Verweilzeiten notwendig würden. Auch dies kann durch die Starttemperatur bestimmt werden, mit der das Füllgut F in den Füllraum 10 gefüllt wird. Ebenso kann ein zu starker Temperaturanstieg durch eine Erhöhung der dann als Kühlluft wirkenden Gasströme S1,S2 verhindert werden.It could be demonstrated that with the evaporating and combustible substances contained in the casting
Bei der Wahl des Füllguts F, bei dem es sich beispielsweise um Keramikfüllkörper handelt, wird darauf geachtet, dass die einzelnen Körner des Füllguts F eine hohe Druckfestigkeit besitzen, um die Druckkräfte beim Gießen aufzunehmen und im Umlauf den Abriebverlust so gering wie möglich zu halten. Ein weiteres Auswahlkriterium ist eine geringe Wärmekapazität in Kombination mit der Schüttdichte des Füllguts F, um aus Phase 1 so schnell wie möglich einen Temperaturanstieg über die 700 °C zu bekommen. Durch die Oxidation im Schüttgut, unter angepasster Verbrennungsluftzufuhr und relativ niedriger Temperatur, wird eine Stickoxidbildung weitgehend vermieden.When choosing the filling material F, which is, for example, ceramic filling material, care is taken that the individual grains of the filling material F have a high compressive strength in order to absorb the compressive forces during casting and to keep the abrasion loss as low as possible in circulation. Another selection criterion is a low heat capacity in Combination with the bulk density of the filling material F in order to get a temperature rise above 700 ° C as quickly as possible from
Da die ausscheidenden Abgase erfindungsgemäß im Wesentlichen selbst in der ersten Phase die Füllgutschüttung aufheizen, ergibt sich ein Temperaturprofil innerhalb der Schüttung, welches die saubere Verbrennung sicherstellt. Die Verbrennungsluft folgt aufgrund der im Füllraum 10 entstehenden Wärmekonvektionsströmung einer vertikalen Richtung nach oben und die Ausgasung der Schadstoffe aus der Gießform 2 aufgrund der starken Dampfbildung in der ersten Phase einer horizontalen Richtung in das Füllgut-Paket hinein. Durch die Kreuzung der Gasströme innerhalb des Füllguts F wird eine gute Durchmischung gewährleistet.Since the exiting exhaust gases essentially heat up the filling material even in the first phase, there is a temperature profile within the filling which ensures clean combustion. The combustion air follows a vertical direction upwards due to the heat convection flow occurring in the filling
Im Bereich oberhalb der Gießform 2 sind die Gasströme dann gleichgerichtet und können im heißesten Bereich der Abgasführung im Verbrennungsraum zwischen Deckel 13 und Füllgut F vor dem Austritt aus dem Abgasauslass 19 oberhalb des Gießtrichters ausreichend nachverbrennen.In the area above the casting
In einer Beispielrechnung sind auf Grundlage der in Tabelle 1 angegebenen Parameter und Stoffwerte für einen erfindungsgemäßen Prozess die durch die Abkühlung der Schmelze und die Verbrennung des Binders freigesetzte Wärmeenergie Qa sowie die für die Erwärmung des Füllguts sowie die Erwärmung des Kernsands der Gießform benötigte Wärmenergie Qb bestimmt worden.In an example calculation, based on the parameters and material values given in Table 1 for a process according to the invention, the thermal energy Qa released by the cooling of the melt and the combustion of the binder as well as that for heating the filling material and the heating of the core sand of the casting mold required thermal energy Qb.
Dabei ist davon ausgegangen worden, dass als Schmelze eine Graugussschmelze in eine Gießform abgegossen wird, deren Formteile und -kerne im konventionellen Cold-Box-Verfahren aus Formstoff hergestellt sind, der aus konventionellem Kernsand, d. h. aus Quarzsand, und einem für diese Zwecke ebenso marktüblichen Binder besteht.It has been assumed that a gray cast iron melt is poured into a casting mold as a melt, the molded parts and cores of which are produced in the conventional cold box process from molding material which is made from conventional core sand, ie. H. consists of quartz sand, and a binder that is also commercially available for these purposes.
Vereinfachend ist zudem unterstellt worden, dass das Gussmetall nach dem Gießen seine Wärme an die Gießform und das Füllgut abgibt und dass auch die dem verwendeten Binder innenwohnende chemische Energie in Form von Verbrennungswärme vollständig zum Aufheizen des Füllguts zur Verfügung steht.To simplify matters, it has also been assumed that the cast metal transfers its heat to the casting mold and the filling material after casting, and that the chemical energy inside the binder used, in the form of heat of combustion, is also fully available for heating up the filling material.
Die zum Erstarren der Schmelze abzuführende Schmelzenwärme Hfus errechnet sich dann gemäß der Formel
Die im Zuge ihrer Abkühlung aus der Schmelze frei werdende Wärmeenergie Qa1 errechnet sich dann gemäß der Formel
In entsprechender Rechnung ergibt sich die durch die Verbrennung des im Formstoff enthaltenen Binders freiwerdende Wärmenergie Qa2 nach der Formel
Die Summe der freiwerdenden Wärmeenergie Qa = Qa1 + Qa2 beträgt dann -241MJ.The sum of the released thermal energy Qa = Qa1 + Qa2 is then -241MJ.
Die für die Erwärmung des Kernsands der Gießform von der Temperatur T1 auf die Temperatur T2 benötigte Wärmeenergie Qb1 errechnet sich nach der Formel
Genauso berechnet sich die für die Erwärmung des Kernsands der Gießform von der Temperatur T1 auf die Temperatur T2 benötigte Wärmeenergie Qb2 nach der Formel
Der zum Aufheizen des zu Anfang noch auf Raumtemperatur von 20 °C befindlichen Kernsands der Gießform und des mit der Temperatur T1 von 500 °C eingefüllten Füllguts auf die Endtemperatur T2 von 800 °C benötigte Wärmebedarf Qb = Qb1 + Qb2 beträgt dann insgesamt Qb = 166MJ + 28MJ = 194MJ.The heat requirement Qb = Qb1 + Qb2 then required for heating the core sand of the casting mold, which was initially at room temperature from 20 ° C and the filling material filled with the temperature T1 of 500 ° C to the final temperature T2 of 800 ° C, then amounts to Qb = 166MJ + 28MJ = 194MJ.
Bei den in Tabelle 1 angegebenen Parametern ergibt sich demnach in Folge des Wärmeeintrags durch die Schmelze und die Verbrennung des aus der Gießform austretenden Binders ein zum Aufheizen des Füllguts F und zur Kompensation von Toleranzen und Verlusten zur Verfügung stehender Energieüberschuss von 47 MJ.With the parameters given in Table 1, the result of the heat input from the melt and the combustion of the binder emerging from the casting mold is an energy surplus of 47 MJ available for heating the filling material F and for compensating for tolerances and losses.
Die in Tabelle 1 wiedergegebene Bestimmung einer beim Vergießen einer Grauguss-Eisengussschmelze erzielbare Energiebilanz zeigt, dass bei Verwendung von auf Basis eines konventionellen Bindersystems und unter Verwendung von Quarzsand hergestellten, ebenso konventionellen Formstoffen eine deutliche Überkapazität an Wärmeenergie vorhanden ist. Die zugeführten sauerstoffhaltigen Gasströme S1,S2 werden in dieser Betrachtung vernachlässigt, da ihr Einfluss energetisch sehr gering ist.The determination of an energy balance that can be achieved when casting a gray cast iron cast melt, shown in Table 1, shows that there is a clear overcapacity of thermal energy when using also conventional molding materials based on a conventional binder system and using quartz sand. The supplied oxygen-containing gas streams S1, S2 are neglected in this consideration, since their influence is very small in terms of energy.
In Tabelle 2 sind für verschiedene Schüttgüter, die hinsichtlich ihrer Temperaturbeständigkeit grundsätzlich für die Verwendung als Füllgut in Frage kämen, die Schüttdichten Sd, die spezifischen Wärmekapazitäten cp und das Produkt P = Sd x cp angegeben. Es zeigt sich, dass beispielsweise Stahlkies zwar eine deutlich geringere spezifische Wärmekapazität cp besitzt als ein Keramikgranulat der hier genannten Art, jedoch eine deutlich zu hohe Schüttdichte aufweist, um die erfindungsgemäß vorgeschriebene Gasdurchlässigkeit der im Füllraum um die Gießform vorgesehenen Füllgutpackung zu gewährleisten.In Table 2, the bulk densities Sd, the specific heat capacities cp and the product P = Sd x cp are given for various bulk materials, which could be considered for their use as filling material in terms of their temperature resistance. It is shown that, for example, steel gravel has a significantly lower specific heat capacity cp than a ceramic granulate of the type mentioned here, but has a bulk density that is significantly too high to ensure the gas permeability of the filling pack provided in the filling space around the casting mold.
- 11
- Siebplattesieve plate
- 22
- Gießformmold
- 33
- Formhohlraummold cavity
- 44
- umlaufender Randabsatzall-round margin
- 55
- SammelbehälterClippings
- 66
- Dichtelementsealing element
- 77
- Einhausung (Gehäuse)Enclosure
- 88th
-
Umfangsflächen der Gießform 2Circumferential surfaces of the
mold 2 - 99
-
Innenfläche der Einhausung 7Inner surface of the
housing 7 - 1010
- Füllraumfilling space
- 1111
- Öffnung der EinhausungOpening of the housing
- 1212
- Verteilsystemdistribution system
- 1313
- Deckelcover
- 1414
-
Öffnung des Deckels 13Opening the
lid 13 - 1515
- Gaseinlassgas inlet
- 1616
- ZugangAccess
- 1717
- Abkühltunnelcooling tunnel
- 1818
- Mahlwerkgrinder
- 1919
- Abgasauslassexhaust outlet
- BB
- Bruchstückefragments
- FF
- Füllgutfilling
- GG
- Gussteilscasting
- S1, S2S1, S2
- sauerstoffhaltige Gasströmeoxygen-containing gas flows
- TT
- Thermoreaktorthermoreactor
- UU
- UmgebungSurroundings
- VV
- Vorratsbehälterreservoir
Claims (15)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014110826.4A DE102014110826A1 (en) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | Method for casting castings |
EP15738697.0A EP3119545B1 (en) | 2014-07-30 | 2015-07-20 | Method for casting castings |
PCT/EP2015/066546 WO2016016035A1 (en) | 2014-07-30 | 2015-07-20 | Method for casting castings |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP15738697.0A Division EP3119545B1 (en) | 2014-07-30 | 2015-07-20 | Method for casting castings |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP3597329A1 true EP3597329A1 (en) | 2020-01-22 |
EP3597329C0 EP3597329C0 (en) | 2024-01-03 |
EP3597329B1 EP3597329B1 (en) | 2024-01-03 |
Family
ID=53673104
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP15738697.0A Active EP3119545B1 (en) | 2014-07-30 | 2015-07-20 | Method for casting castings |
EP19193631.9A Active EP3597329B1 (en) | 2014-07-30 | 2015-07-20 | Method for casting castings |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP15738697.0A Active EP3119545B1 (en) | 2014-07-30 | 2015-07-20 | Method for casting castings |
Country Status (20)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9890439B2 (en) |
EP (2) | EP3119545B1 (en) |
JP (1) | JP6275324B2 (en) |
KR (1) | KR101845505B1 (en) |
CN (1) | CN106536083B (en) |
BR (1) | BR112016023696B1 (en) |
CA (1) | CA2948750C (en) |
DE (1) | DE102014110826A1 (en) |
DK (1) | DK3119545T3 (en) |
ES (1) | ES2759264T3 (en) |
HR (1) | HRP20192115T1 (en) |
HU (1) | HUE046428T2 (en) |
MX (1) | MX361595B (en) |
PL (1) | PL3119545T3 (en) |
PT (1) | PT3119545T (en) |
RS (1) | RS59702B1 (en) |
RU (1) | RU2645824C1 (en) |
SI (1) | SI3119545T1 (en) |
WO (1) | WO2016016035A1 (en) |
ZA (1) | ZA201606111B (en) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106077474A (en) * | 2016-07-26 | 2016-11-09 | 柳州金特新型耐磨材料股份有限公司 | A kind of rear axle housing body Technology for Heating Processing |
US10378661B2 (en) * | 2016-11-08 | 2019-08-13 | Mueller International, Llc | Valve body with integral bypass |
US10661332B2 (en) | 2017-04-10 | 2020-05-26 | Mueller International, Llc | Monolithic bypass |
KR20200067485A (en) * | 2018-12-04 | 2020-06-12 | 현대자동차주식회사 | Casting method for a product formed an inside flow passage and the product |
KR20200095200A (en) * | 2019-01-31 | 2020-08-10 | 현대자동차주식회사 | Casting method for a product formed an inside flow passage and the product |
CN110153445A (en) * | 2019-05-31 | 2019-08-23 | 东莞市乔锋机械有限公司 | A kind of sandwich structure of high specific strength specific stiffness Material reinforcement |
DE102021115727A1 (en) | 2021-06-17 | 2022-12-22 | Fritz Winter Eisengiesserei Gmbh & Co. Kg | Process for casting castings |
CN116174660B (en) * | 2023-04-25 | 2023-06-30 | 蓬莱三和铸造有限公司 | High-precision casting device for balance shaft of mine car |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03465A (en) * | 1989-05-26 | 1991-01-07 | Toyota Motor Corp | Method for removing core |
WO2001008836A1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Heat treatment and sand removal for castings |
EP0546210B2 (en) | 1991-05-24 | 2003-07-09 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Method and apparatus for heat treating metal castings |
EP0612276B2 (en) | 1992-08-13 | 2004-11-17 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Heat treatment of metal castings and in-furnace sand reclamation |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1187768B (en) * | 1959-04-13 | 1965-02-25 | Howe Sound Co | Process for the production of foundry mold masks |
DE2044171C2 (en) | 1970-09-05 | 1972-05-31 | Lottermoser, Manfred, Dipl.-Phys., 3201 Barienrode | PROCESS FOR HARDENING FOUNDRY COMPONENTS |
DE2146031A1 (en) * | 1971-09-15 | 1973-03-22 | Eduard Dipl Ing Baur | CASTING FORM AND CUP-SHAPED FUNNELS FOR CASTING FORMS |
DE3107180C2 (en) * | 1981-02-26 | 1984-02-02 | C.T.Z. Plan GmbH Industrieplanung und -beratung, 6361 Niddatal | Process for the production of shell molds and cores bound by cooling for the casting of metals |
CH652428A5 (en) * | 1981-03-24 | 1985-11-15 | Canron Inc Crissier | GRADLE PLANING MACHINE DRIVABLE ON THE TRACK. |
JPS5829566A (en) | 1981-07-22 | 1983-02-21 | Toyota Motor Corp | Full mold casting method |
DE3323697C1 (en) * | 1983-07-01 | 1985-02-28 | Gerhard 5905 Freudenberg Müller-Späth | Process for producing a casting in a casting mold |
US5086019A (en) * | 1986-09-16 | 1992-02-04 | Lanxide Technology Company, Lp | Reservoir feed method of making ceramic composite structures and structures made thereby |
JPH0635047B2 (en) * | 1987-11-06 | 1994-05-11 | トヨタ自動車株式会社 | How to remove the core |
JPH1122658A (en) | 1997-07-04 | 1999-01-26 | Sanden Corp | Scroll compressor |
DE19813847A1 (en) * | 1998-03-27 | 1999-09-30 | Wagner Heinrich Sinto Masch | Casting mold and process for its manufacture |
US6910522B2 (en) * | 1999-07-29 | 2005-06-28 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Methods and apparatus for heat treatment and sand removal for castings |
US6776219B1 (en) * | 1999-09-20 | 2004-08-17 | Metal Matrix Cast Composites, Inc. | Castable refractory investment mold materials and methods of their use in infiltration casting |
BR0212534A (en) | 2001-09-14 | 2004-10-19 | Hydro Aluminium Deutschland | Process for the production of foundry parts, casting sand and its use for process execution |
DE10209183A1 (en) * | 2002-03-04 | 2003-10-02 | Vaw Mandl & Berger Gmbh Linz | Production of cast pieces from a molten metal comprises forming a cast molded part, forming a molded part from the molding material, pouring the molten bath into the casting mold, cooling, removing the fragments of the mold part |
US6766850B2 (en) * | 2001-12-27 | 2004-07-27 | Caterpillar Inc | Pressure casting using a supported shell mold |
US6662854B2 (en) * | 2002-04-05 | 2003-12-16 | Ashland Inc. | Cold-box foundry binder systems having improved shakeout |
CA2543327A1 (en) | 2003-10-28 | 2005-05-19 | Hos Hottinger Systems Gbr | Method for casting moulded parts |
WO2005095022A1 (en) * | 2004-04-01 | 2005-10-13 | Sintokogio, Ltd. | Method and device for pouring molten metal in vacuum molding and casting |
DE102005046027A1 (en) | 2005-09-05 | 2007-03-08 | HOS Hottinger Systems GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Walter Leo Pöhlandt, 68782 Brühl) | Method for casting molded parts |
JP5015841B2 (en) * | 2008-03-31 | 2012-08-29 | トヨタ自動車株式会社 | Mold preheating apparatus and mold preheating method |
US8656983B2 (en) * | 2010-11-22 | 2014-02-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Use of liquid metal filters in forming matrix drill bits |
JP5829566B2 (en) | 2012-03-30 | 2015-12-09 | 株式会社吉野工業所 | Blow molding equipment |
DE102012103884A1 (en) * | 2012-05-03 | 2013-11-07 | Fritz Winter Eisengiesserei Gmbh & Co. Kg | Method for casting a casting provided with at least one passage opening |
-
2014
- 2014-07-30 DE DE102014110826.4A patent/DE102014110826A1/en active Pending
-
2015
- 2015-07-20 KR KR1020177002882A patent/KR101845505B1/en active IP Right Grant
- 2015-07-20 PT PT157386970T patent/PT3119545T/en unknown
- 2015-07-20 CA CA2948750A patent/CA2948750C/en active Active
- 2015-07-20 RU RU2016141603A patent/RU2645824C1/en active
- 2015-07-20 PL PL15738697T patent/PL3119545T3/en unknown
- 2015-07-20 HU HUE15738697A patent/HUE046428T2/en unknown
- 2015-07-20 MX MX2016012496A patent/MX361595B/en active IP Right Grant
- 2015-07-20 EP EP15738697.0A patent/EP3119545B1/en active Active
- 2015-07-20 DK DK15738697T patent/DK3119545T3/en active
- 2015-07-20 EP EP19193631.9A patent/EP3597329B1/en active Active
- 2015-07-20 BR BR112016023696-3A patent/BR112016023696B1/en active IP Right Grant
- 2015-07-20 RS RS20191524A patent/RS59702B1/en unknown
- 2015-07-20 US US15/315,079 patent/US9890439B2/en active Active
- 2015-07-20 WO PCT/EP2015/066546 patent/WO2016016035A1/en active Application Filing
- 2015-07-20 SI SI201531007T patent/SI3119545T1/en unknown
- 2015-07-20 ES ES15738697T patent/ES2759264T3/en active Active
- 2015-07-20 CN CN201580040068.5A patent/CN106536083B/en active Active
- 2015-07-20 JP JP2017505184A patent/JP6275324B2/en active Active
-
2016
- 2016-09-02 ZA ZA2016/06111A patent/ZA201606111B/en unknown
-
2019
- 2019-11-26 HR HRP20192115TT patent/HRP20192115T1/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03465A (en) * | 1989-05-26 | 1991-01-07 | Toyota Motor Corp | Method for removing core |
EP0546210B2 (en) | 1991-05-24 | 2003-07-09 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Method and apparatus for heat treating metal castings |
EP0612276B2 (en) | 1992-08-13 | 2004-11-17 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Heat treatment of metal castings and in-furnace sand reclamation |
WO2001008836A1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Consolidated Engineering Company, Inc. | Heat treatment and sand removal for castings |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HUE046428T2 (en) | 2020-03-30 |
ES2759264T3 (en) | 2020-05-08 |
EP3597329C0 (en) | 2024-01-03 |
KR101845505B1 (en) | 2018-05-18 |
SI3119545T1 (en) | 2020-01-31 |
RS59702B1 (en) | 2020-01-31 |
JP2017525570A (en) | 2017-09-07 |
JP6275324B2 (en) | 2018-02-07 |
CN106536083B (en) | 2018-09-28 |
PL3119545T3 (en) | 2020-03-31 |
DK3119545T3 (en) | 2019-12-02 |
RU2645824C1 (en) | 2018-02-28 |
BR112016023696B1 (en) | 2021-08-31 |
EP3119545B1 (en) | 2019-08-28 |
US9890439B2 (en) | 2018-02-13 |
US20170198366A1 (en) | 2017-07-13 |
HRP20192115T1 (en) | 2020-02-21 |
KR20170028392A (en) | 2017-03-13 |
CN106536083A (en) | 2017-03-22 |
CA2948750A1 (en) | 2016-02-04 |
MX2016012496A (en) | 2017-01-09 |
WO2016016035A1 (en) | 2016-02-04 |
EP3119545A1 (en) | 2017-01-25 |
PT3119545T (en) | 2019-12-09 |
MX361595B (en) | 2018-12-10 |
CA2948750C (en) | 2018-01-02 |
EP3597329B1 (en) | 2024-01-03 |
ZA201606111B (en) | 2017-09-27 |
BR112016023696A2 (en) | 2017-08-22 |
DE102014110826A1 (en) | 2016-02-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3597329B1 (en) | Method for casting castings | |
DE2147897B2 (en) | ||
EP0890400B1 (en) | Casting method for making metallic mouldings | |
DE3525752A1 (en) | METHOD FOR MOLDING POWDERS | |
WO2016042378A1 (en) | Method for producing a molding material for casting cores | |
DE102021115727A1 (en) | Process for casting castings | |
EP3041623B1 (en) | Method for removing a cast part cast from a light metal melt from a casting mould | |
EP3450050A1 (en) | Device for low-pressure casting | |
WO2007028362A1 (en) | Method for casting moulded pieces | |
DE1758544A1 (en) | Process for the production of separate pieces from ferro-alloys | |
DE4010377A1 (en) | Moulding sand recovery improving quality of sand - using thermal treatment and mechanical action to recycle sand with reduced energy consumption | |
DE1583537A1 (en) | Device for precision molding | |
DE4427586C1 (en) | Appts. for treating used foundry sand | |
DE102004013973B4 (en) | Method for casting molded parts | |
DE19651721A1 (en) | Metal-containing waste conglomerate, e.g. mill scale, moulding production | |
DE396867C (en) | Method and apparatus for making refractory hollow bodies, e.g. Furnace feed or crucible | |
DE2506884C1 (en) | Treatment of cast high-explosive molded bodies | |
WO2005044485A2 (en) | Method for casting moulded parts | |
DE1145310B (en) | Process for the production of molds or cores for foundry purposes | |
EP1531021B1 (en) | Casting process for producing a casting piece | |
DE10361535B4 (en) | Method for casting molded parts | |
DE2064205A1 (en) | Process for the production of fire-resistant molded articles | |
DE10209183A1 (en) | Production of cast pieces from a molten metal comprises forming a cast molded part, forming a molded part from the molding material, pouring the molten bath into the casting mold, cooling, removing the fragments of the mold part | |
DE2058842A1 (en) | Method and device for the production of shell castings | |
CH556701A (en) | Foundry moulds - formed of porous iron and a binder contg sand |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED |
|
AC | Divisional application: reference to earlier application |
Ref document number: 3119545 Country of ref document: EP Kind code of ref document: P |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20200722 |
|
RBV | Designated contracting states (corrected) |
Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
GRAP | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED |
|
RIC1 | Information provided on ipc code assigned before grant |
Ipc: B22D 45/00 20060101ALI20230208BHEP Ipc: B22D 30/00 20060101ALI20230208BHEP Ipc: B22C 9/04 20060101ALI20230208BHEP Ipc: C21D 9/00 20060101ALI20230208BHEP Ipc: B22C 9/10 20060101ALI20230208BHEP Ipc: B22C 9/02 20060101ALI20230208BHEP Ipc: B22D 29/00 20060101AFI20230208BHEP |
|
INTG | Intention to grant announced |
Effective date: 20230224 |
|
P01 | Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered |
Effective date: 20230517 |
|
GRAJ | Information related to disapproval of communication of intention to grant by the applicant or resumption of examination proceedings by the epo deleted |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSDIGR1 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE |
|
GRAP | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED |
|
INTC | Intention to grant announced (deleted) | ||
INTG | Intention to grant announced |
Effective date: 20230714 |
|
GRAS | Grant fee paid |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3 |
|
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED |
|
AC | Divisional application: reference to earlier application |
Ref document number: 3119545 Country of ref document: EP Kind code of ref document: P |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: GB Ref legal event code: FG4D Free format text: NOT ENGLISH |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: CH Ref legal event code: EP |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: R096 Ref document number: 502015016725 Country of ref document: DE |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: IE Ref legal event code: FG4D Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN |
|
U01 | Request for unitary effect filed |
Effective date: 20240205 |
|
U07 | Unitary effect registered |
Designated state(s): AT BE BG DE DK EE FI FR IT LT LU LV MT NL PT SE SI Effective date: 20240213 |