EP0269660A1 - Verfahren zum giessen von metallschmelze. - Google Patents

Verfahren zum giessen von metallschmelze.

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EP0269660A1
EP0269660A1 EP87903238A EP87903238A EP0269660A1 EP 0269660 A1 EP0269660 A1 EP 0269660A1 EP 87903238 A EP87903238 A EP 87903238A EP 87903238 A EP87903238 A EP 87903238A EP 0269660 A1 EP0269660 A1 EP 0269660A1
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mold
pouring
casting
molten metal
molding material
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Max Riethmann
Herbert Schilling
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Georg Fischer AG
Eisenwerk Bruehl GmbH
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Georg Fischer AG
Eisenwerk Bruehl GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D35/00—Equipment for conveying molten metal into beds or moulds
    • B22D35/04—Equipment for conveying molten metal into beds or moulds into moulds, e.g. base plates, runners

Definitions

  • the invention relates to a method for casting molten metal, by means of which a casting mold with a molding material contained therein and a pouring opening formed in the molding material is filled from a at least one pouring stone with a closable bottom pouring melt container.
  • the separating body can be designed, for example, in various ways, for example as a funnel-shaped body, which rests on the molding material in a corresponding recess and which opens into the casting channel of the casting mold with its lower funnel end.
  • the separating body can also be cup-shaped or of another suitable type and can be arranged in a corresponding recess.
  • the present invention is based on the task of simplifying this casting process with increased output.
  • Fig. 1 shows a vertical section through the schematically illustrated device for casting in a position before filling the mold
  • FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 in the position after the mold has been filled.
  • the melting container 1 has a pouring stone 2 on the bottom with the outlet bore 3 extending therethrough, which forms the closable bottom spout 5 with the stopper rod 4, which can be moved up and down by drive means not shown in the drawing .
  • the pouring stone 2 has a flat or profiled underside 6 at its end projecting downward above the melt container bottom.
  • the surface (14) of the depression (13) can preferably be profiled or slightly rising towards the outside.
  • the casting mold 7 contains molding material 8, in which a mold cavity 9 to be filled with molten metal is formed.
  • the pouring opening 10 at the top of the mold is connected to the mold cavity 9 via the pouring channel 11.
  • the molding material 8 is more strongly consolidated in an area 12 around the pouring opening 10. This stronger Ver ⁇ is preferably brought about by increased compression of the 'molding material attachment.
  • the vor ⁇ preferably by milling or molding is prepared, and 'having a surface 14 at the bottom of the well, which cast stone during casting to the underside 6 of the Aus ⁇ 2 in Surface contact is brought.
  • the cleanly machined or shaped bottom of this depression 13 enables a perfect seal between the mold 7, 8 and the bottom surface 6 of the pouring stone 2.
  • the depression takes back in the outlet bore 3 after the stopper 4 has been closed permanent melt on. It also serves to take up the trailing iron.
  • the cross section of the outlet bore 3 is larger than the cross section of the pouring channel 11 in order to ensure that the entire cross section of the pouring channel 11 is full and to ensure that the outlet bore 3 is not exactly connected to the pouring channel 11 with axially aligned axes, i.e. one slight lateral displacement, has no adverse effect on the filling process.
  • the casting mold 7 is placed on a base plate 15 which rests on a roller conveyor 16. Means (not shown in the drawing) are used for the movement of the melt container 1 in the vertical direction, so that it can be pressed against the casting mold 7 with an adjustable force. Of course, only the other way round The casting mold 7 must be supported so that it can move in the vertical direction and can be pressed against the melt container 1 with an adjustable pressure. Contact during the filling process is maintained with controlled force. This force is dimensioned such that the resulting surface pressure is less than the dimensional stability so that the shape is not damaged. Because of this controlled force, the underside 6 of the pouring stone 2 and the surface 14 of the depression 13 are completely pressed tightly against one another.
  • the casting mold is filled with the molten metal liquid pressure which decreases until the end of the casting time.
  • a controlled lowering of the molten metal level can be by means bring the plug rod 4.
  • the bottom spout 5 is at least partially closed at a point in time shortly before the mold cavity 9 is completely filled, in order thereby to reduce the pressure surge caused by the molten metal in motion.
  • the volume of the outlet bore 3 in the pouring stone 2 is relatively small and the filling of the mold cavity 9 in the casting mold 7 can therefore be carried out by completely closing the bottom pouring spout 5 in such a way that the pouring channel 11 and the depression 13, which after closing Take up the amount of metal melt still present in the outlet bore 3 and the system acts like a feeder, the metal melt reflowing due to the shrinkage that occurs. It can be done this way achieve that there is no residual amount of molten metal above the pouring channel 11, which means that, when compared with previously known casting methods, a smaller amount of metal melt, for example with pouring funnels, is required, which very quickly leads to large savings.

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Description

Verfahren zum Giessen von Metallschmelze
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Giessen von Metallschmelze, mit der eine Giessform mit in dieser enthaltenem Formstoff und einer im Formstoff ausgebil¬ deten Eingussöffnung aus einem mindestens einen Ausguss¬ stein mit einem verschliessbaren Bodenausguss aufweisenden Schmelzbehälter gefüllt wird.
Um den Aufwand für eine Dosiereinrichtung, die auch eine entsprechende Wartung benötigt, vermeiden zu können, ist es beispielsweise aus der DE-PS 28 11 055 bekannt, den Schmelzebehälter mit seinem Ausgussstein unter Zwischen¬ schaltung eines Trennkörpers unmittelbar auf die Giessform bzw. den darin enthaltenen Formstoff aufzusetzen. Der Trennkörper kann dabei beispielsweise verschiedenartig, z.B. als trichterförmiger Körper ausgebildet sein, der auf dem Formstoff in einer entsprechenden Vertiefung aufliegt und der mit seinem unteren Trichterende in den Eingusskanal der Giessform mündet. Der Trennkörper kann auch topfförmig oder in andere^geeigneter Art ausgebildet und in einer entsprechenden Vertiefung angeordnet sein. Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, dieses Giessverfahren bei erhöhtem Ausbringen zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Lehre gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den abhängi¬ gen Ansprüchen hervor.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Vertϊkalschnitt durch die schematisch dargestellte Einrichtung zum Giessen in einer Position vor dem Füllen der Giessform und
Fig. 2 die Einrichtung gemäss Fig. 1 in der Position nach beendetem Füllen der Giessform.
Gemäss Fig. 1 und 2 weist der Schmelzbehälter 1 am Boden einen Ausgussstein 2 mit der durch diesen sich hindurch¬ erstreckenden Auslaufbohrung 3 auf, die mit der durch in der Zeichnung nicht dargestellte Antriebsmittel auf- und abbewegbaren Stopfenstange 4 den verschliessbaren Boden¬ ausguss 5 bildet. Der Ausgussstein 2 weist an seinem über den Schmelzebehälterbod<en nach unten vorstehenden Ende eine ebene oder profilierte Unterseite 6 auf.
Um eine zu starke Belastung und eventuelles Abreissen des Formstoffes durch die Anpresskräfte zwischen Form und Aus- guss im nachverdichteten Bereich (12) zu vermeiden, kann vorzugsweise die Oberfläche (14) der Senke (13) profiliert oder leicht ansteigend nach aussen hin ausgeführt werden. Die Giessform 7 enthält Formstoff 8, in dem ein mit Metall¬ schmelze zu füllender Formhohlraum 9 ausgebildet ist. Die Eingussöffnung 10 an der Oberseite der Giessform steht über den Eingusskanal 11 mit dem Formhohlraum 9 in Verbindung. Der Formstoff 8 ist in einem Bereich 12 rings um die Ein¬ gussöffnung 10 stärker verfestigt. Diese stärkere Ver¬ festigung ist vorzugsweise durch erhöhtes Verdichten des 'Formstoffes herbeigeführt. In diesem höher verdichteten Bereich 12 ist da-nn eine Senke 13 ausgebildet, die vor¬ zugsweise durch Einfräsen oder Einformen hergestellt wird und 'die am Boden der Senke eine Oberfläche 14 aufweist, welche beim Giessen mit der Unterseite 6 des Aus¬ gusssteines 2 in Flächenkontakt gebracht wird. Der sauber bearbeitete oder geformte Boden dieser Senke 13 ermöglicht eine einwandfreie Dichtung zwischen der Form 7, 8 und der Bodenfläche 6 des Ausgusssteines 2. Die Senke nimmt nach dem Trennen von Form und Schmelzebehälter die in der Auslaufbohrung 3 nach dem Schliessen des Stopfens 4 zurück¬ bleibende Schmelze auf. Sie dient auch zur Aufnahme des nachlaufenden Eisens. Der Querschnitt der Auslaufbohrung 3 ist grösser als der Querschnitt des Eingusskanales 11, um das Vollaufen des gesamten Querschnittes des Eingusskanales sicherzustellen und um zu gewährleisten, dass ein nicht ganz genaues Anschliessen der Auslaufbohrung 3 an den Ein¬ gusskanal 11 mit zueinander fluchtenden Achsen, d.h. eine geringe seitliche Verschiebung, keine nachteilige Wirkung in Bezug auf den Füllvorgang hat.
Die Giessform 7 ist auf einer Unterlagsplatte 15 aufge¬ setzt, welche auf einer Rollenbahn 16 aufliegt. Für die Bewegung des Schmelzebehälters 1 in vertikaler Richtung dienen in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel, so dass dieser mit einstellbarer Kraft gegen die Giessform 7 ge¬ drückt werden kann. Natürlich kann auch umgekehrt nur die Giessform 7 in vertikaler Richtung beweglich abgestützt sein und mit einem regelbaren Druck gegen den Schmelze¬ behälter 1 angedrückt werden. Der Kontakt während des Füllvorganges wird mit kontrollierter Kraft aufrecht¬ erhalten. Diese Kraft ist so bemessen, dass die resultie¬ rende Flächenpressung geringer ist als die Formfestig¬ keit, damit die Form nicht beschädigt wird. Aufgrund dieser kontrollierten Kraft sind die Unterseite 6 des Ausgusssteines 2 und die Oberfläche 14 der Senke 13 voll¬ kommen dicht gegeneinander gedrückt.
Beim Giessen wird die Giessform mit bis zum Giesszeitende sinkendem Flüssigkeitsdruck der Metallschmelze mit dieser gefüllt. Das bedeutet, dass vor dem Giessen der Sch elze- "behälter 1 mit mindestens der für die Giessformfüllung erforderlichen Metallschmelzemenge gefüllt wird und mit dieser die Giessform mit auf Grund des Absenkens des Metallschmelzespiegels sinkendem Druck gefüllt wird. Ein geregeltes Absenken des Metallschmelzespiegels lässt sich mit Hilfe der Stopfenstange 4 herbeiführen. Mittels dieser wird der Bodenausguss 5 mindestens teilweise in einem Zeitpunkt geschlossen, kurz bevor der Formhohlraum 9 ganz gefüllt ist, um dadurch den Druckstoss durch die in Bewegung befindliche Metallschmelze zu vermindern.
Das Volumen der Auslaufbohrung 3 im Ausgussstein 2 ist ver- hältnismässig gering und das Füllen des Formhohlraumes 9 in der Giessform 7 lässt sich daher durch vollständiges Schliessen des Bodenausgusses 5 derart durchführen, dass der Eingusskaπal 11 und die Senke 13, die nach dem Schlies¬ sen in der Auslaufbohrung 3 noch vorhandene Metall¬ schmelzemenge aufnehmen und das System wie ein Speiser wirkt, wobei die Metallschmelze aufgrund der eintretenden Schrumpfung nachfliesst. Es lässt sich auf diese Weise erreichen, dass oberhalb des Eingusskanales 11 keine Restmenge an Metallschmelze vorhanden ist, was bedeutet, dass man beim Vergleich mit bisher bekannten Giessver- fahren eine z.B. mit Eingusstrichtern geringere Metall¬ schmelzemenge benötigt, was sehr schnell zu grossen Einsparungen führt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Giessen von Metallschmelze, mit der eine Giessform mit in dieser enthaltenem Formstoff und einer im Formstoff ausgebildeten Eingussöffnung aus einem mindestens einen Ausgussstein mit einem verschliess- baren Bodenausguss aufweisenden Schmelzbehälter gefüllt wird, wobei der Formstoff im Mündungsbereich der Ein¬ gussöffnung gegenüber dem übrigen Formstoff nachver¬ dichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüber dem Schmelzbehälterboden vorstehende Unterseite (6) des Ausgusssteines (2), durch welchen sich die Auslaufboh¬ rung (3) vom verschliessbaren Bodenausguss (5) hindurch¬ erstreckt, unter einstellbarer Kraft mit dem Formstoff im Bereich der Eingussöffnung (10) in Flächenkontakt ge¬ bracht wird und dass ferner die Giessform (7) mit bis zum Giesszeitende sinkendem Flüssigkeitsniveau der Metallschmelze mit dieser gefüllt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Flüssigkeitsniveaus h1 der Metall¬ schmelze zu Beginn des Giessvorganges zum Flüssigkeits¬ niveau h2 der Metallschmelze, das sich nach erfolgtem Füllen der Form einstellt, in einem Bereich von 1:1 bis 1:1,8 liegt, wobei h1 die Höhe des Metallniveaus über der Formteilung zu Beginn des Giessens, h2 jene die sich am Ende des Giessvorganges einstellt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im nachverdichteten Formstoffbereich (8, 12) eine die Eingussöffnung' ( 10) enthaltende Senke (13) ausgebildet wird, mit deren Oberfläche (14) die Unterseite (6) des Ausgusssteins (2) in Flächenkontakt gebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (6) des Ausgusssteins oder die Ober¬ fläche (14) der Form ein Profil aufweisen, um den An¬ pressdruck vom nachverdichteten Bereich (12) zu ver¬ lagern.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-4 dadurch gekennzeichnet, dass die Aenderung des Niveaus im Schmelzbehälter während des Giessvorganges laufend überwacht wird und dass der Bodenausguss geschlossen wird, wenn keine Aenderung des Niveaus mehr statt¬ findet.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-5 dadurch gekennzeichnet, dass kurz vor der vollständi¬ gen Füllung des Formhohlraumes (9) in der Giessform (7) der Bodenausguss (5) des Schmelzebehälters (1) minde¬ stens teilweise zwecks Verminderung eines durch die in Bewegung befindliche Metallschmelze in der Form auf¬ tretendem Druckstosses geschlossen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-6 dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresskraft zwischen der Giessform (7) und dem Schmelzebehälter (1) durch Relativbewegung der in vertikaler Richtung relativ zueinander beweglich abgestützten Giessform (7) und des Schmelzebehälters (1) erzeugt wird.
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