VERFAHREN ZUM GIESSEN VON METALLSCHMELZE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Metallschmelze, mit der eine Gießform mit in dieser enthaltenem Formstoff und einer im Formstoff ausgebildeten Eingußöffnung aus einem mindestens einen eine Auslaufbohrung aufweisenden Ausgußstein mit einem verschließbaren Bodenausguß aufweisenden Schmelzebehälter gefüllt wird, wobei der Formstoff im Mündungsbereich der Eingußöffnung nachverdichtet wird und der Ausgußstein eine gegenüber dem Schmelzebehälterboden vorstehende Unterseite aufweist, die mit der Gießform beim Gießen in Eingriff steht.

[0002] Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-A-2 811 055 bekannt, bei dem der Schmelzebehälter mit seinem Ausgußstein unter Zwischenschaltung eines Trennkörpers auf die Gießform bzw. den darin enthaltenen Formstoff aufgesetzt wird- .Der Trennkörper kann dabei verschiedenartig, beispielsweise trichterförmig ausgebildet sein und auf dem Formstoff in einer entsprechenden Vertiefung aufliegen, so daß er mit seinem unteren Trichterende in den Eingußkanal der Gießform mündet. Der Trennkörper kann auch topfförmig oder in anderer geeigneter Art ausgebildet sein und in einer entsprechenden Vertiefung angeordnet werden. Der Trennkörper dient hierbei dem Zweck, eine Agglomeration von Formstoffpartikeln an der Unterseite des Ausgußsteins zu vermeiden, die eine Abdichtung beeinträchtigen und zu einem Herausquillen der Metallschmelze führen würden. Andererseits stellt die Verwendung der Trennkörper einen beträchtlichen Aufwand dar.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, daß bei erhöhtem Ausbringen vereinfacht ist.

[0004] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Unterseite des Ausgußsteins unter einstellbarer Anpreßkraft mit dem Formstoff im Bereich der Eingußöffnung in Flächenkontakt gebracht und ferner die Gießform mit bis zum Gießzeitende sinkendem Flüssigkeitsniveau der Metallschmelze im Schmelzenbehälter mit dieser gefüllt wird.

[0005] Hierbei ist es zweckmäßig, wenn das Verhältnis des Flüssigkeitsniveaus h1 der Metallschmelze zu Beginn des Gießvorgangs zum Flüssigkeitsniveau h2 der Metallschmelze, das sich nach erfolgtem Füllen der Gießform einstellt, in einem Bereich von 1:1 bis 1,8:1 liegt, wobei sich h1 und h2 auf die Formteilung beziehen.

[0006] Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Abbildungen näher erläutert.

[0007] 

Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine schematische dargestellte Einrichtung zum Gießen in einer Position vor dem Füllen der Gießform.

Fig. 2 zeigt die Einrichtung von Fig. 1 nach beendetem Füllen der Gießform.

[0008] Der dargestellte Schmelzebehälter 1 weist am Boden einen Ausgußstein 2 mit einer durch diesen sich hindurcherstreckenden Auslaufbohrung 3 auf, die mit einer durch nicht dargestellte Antriebsmittel auf- und abbewegbaren Stopfenstange 4 einen verschließbaren Bodenausguß 5 bildet. Der Ausgußstein 2 weist an seinem über den Schmelzebehälterboden nach unten vorstehenden Ende eine ebene oder profilierte Unterseite 6 auf.

[0009] Um eine zu starke Belastung und eventuelles Abreißen des Formstoffs durch die Anpreßkräfte zwischen Gießform 7 und Bodenausguß 5 in einem nachverdichteten Bereich 12 des Formstoffs 8 um die Eingußöffnung 10 an der Oberseite der Gießform 7 zu vermeiden, kann vorzugs weise die Oberfläche 14 einer im Formstoff 8 im Bereich der Eingußöffnung 10 vorgesehene Senke 13 zur Aufnahme des Ausgußstein 2 profiliert oder leicht nach außen ansteigend ausgeführt werden.

[0010] Die Giessform 7 enthält Formstoff 8, in dem ein mit Metallschmelze 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 Eingussöffnung 10 stärker verfestigt. Diese stärkere Verfestigung ist vorzugsweise durch erhöhtes Verdichten des Formstoffes herbeigeführt. In diesem höher verdichteten Bereich 12 ist dann eine Senke 13 ausgebildet, die vorzugsweise durch Einfräsen oder Einformen hergestellt wird und die am Boden der Senke eine Oberfläche 14 aufweist, welche beim Giessen mit der Unterseite 6 des Ausgusssteines 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 zurückbleibende 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 Eingusskanal 11 mit zueinander fluchtenden Achsen, d.h. eine geringe seitliche Verschiebung, keine nachteilige Wirkung in Bezug auf den Füllvorgang hat.

[0011] Die Giessform 7 ist auf einer Unterlagsplatte 15 aufgesetzt, 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 gedrückt werden kann. Natürlich kann auch umgekehrt nur die Giessform 7 in vertikaler Richtung beweglich abgestützt sein und mit einem regelbaren Druck gegen den Schmelzebehälter 1 angedrückt werden. Der Kontakt während des Füllvorganges wird mit kontrollierter Kraft aufrechterhalten. Diese Kraft ist so bemessen, dass die resultierende Flächenpressung geringer ist als die Formfestigkeit, damit die Form nicht beschädigt wird. Aufgrund dieser kontrollierten Kraft sind die Unterseite 6 des Ausgusssteines 2 und die Oberfläche 14 der Senke 13 vollkommen dicht gegeneinander gedrückt.

[0012] Beim Giessen wird die Giessform mit bis zum Giesszeitende sinkendem Flüssigkeitsdruck der Metallschmelze mit dieser gefüllt. Das bedeutet, dass vor dem Giessen der Schmelzebehälter 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.

[0013] Das Volumen der Auslaufbohrung 3 im Ausgussstein 2 ist verhältnismässig gering und das Füllen des Formhohlraumes 9 in der Giessform 7 lässt sich daher durch vollständiges Schliessen des Bodenausgusses 5 derart durchführen, dass der Eingusskanal 11 und die Senke 13, die nach dem Schliessen in der Auslaufbohrung 3 noch vorhandene Metallschmelzemenge 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 Giessverfahren eine z.B. mit Eingusstrichtern geringere Metallschmelzemenge benötigt, was sehr schnell zu grossen Einsparungen führt.

Ansprüche

1. Verfahren zum Gießen von Metallschmelze, mit der eine Gießform (7) mit in dieser enthaltenem Formstoff (8) und einer im Formstoff (8) ausgebildeten Eingußöffnung (10) aus einem mindestens einen eine Auslaufbohrung (3) aufweisenden Ausgußstein (2) mit einem verschließbaren Bodenausguß (5) aufweisenden Schmelzebehälter (1) gefüllt wird, wobei der Formstoff (8) im Mündungsbereich (12) der Eingußöffnung (10) nachverdichtet wird und der Ausgußstein (2) eine gegenüber dem Schmelzebehälterboden vorstehende Unterseite (6) aufweist, die mit der Gießform (7) beim Gießen in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite (6) des Ausgußsteins (2) unter einstellbarer Anpreßkraft mit dem Formstoff (8) im Bereich der Eingußöffnung (10) in Flächenkontakt gebracht und ferner die Gießform (7) mit bis zum Gießzeitende sinkendem Flüssigkeitsniveau der Metallschmelze im Schmelzenbehälter (1) mit dieser gefüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Flüssigkeitsniveaus h1 der Metallschmelze zu Beginn des Gießvorgangs zum Flüssigkeitsniveau h2 der Metallschmelze, das sich nach erfolgtem Füllen der Gießform (7) einstellt, in einem Bereich von 1:1 bis 1,8:1 liegt, wobei sich h1 und h2 auf die Formteilung beziehen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 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 einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite (6) des Ausgußsteins oder die Oberfläche (14) der Gießform (7) ein Profil aufweisen, um den Anpreßdruck vom nachverdichteten Bereich (12) zu verlagern.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Niveaus im Schmelzebehälter (1) während des Gießvorgangs laufend überwacht und der Bodenausguß (5) geschlossen wird, wenn keine Änderung des Niveaus mehr stattfindet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß kurz vor der vollständigen Füllung des Formhohlraums (9) in der Gießform (7) der Bodenausguß (5) des Schmelzebehälters (1) mindestens teilweise zwecks Verminderung eines durch die in Bewegung befindliche Metallschmelze in der Gießform (7) auftretendem Druckstoß geschlossen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 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.

Revendications

1. Procédé pour couler un métal en fusion qui doit remplir un moule (7) comportant un semi- produit moulé (8) contenu dans ledit moule et un orifice d'introduction (10) pratiqué dans le semi- produit (8), à partir d'une poche de coulée comportant une buse de coulée (2), présentant un canal d'évacuation (3) comportant un orifice (5) pouvant être obturé, le semi-produit (8) étant recompacté dans la zone de l'orifice d'introduction (10) et la buse de coulée (2) présentant une partie inférieure (6) en saillie par rapport au fond de la poche de coulée, cette partie inférieure (6) venant en contact avec le moule (7) lors de la coulée, caractérisé en ce que la partie inférieure (6) de la buse de coulée (2) est amenée en contact avec le semiproduit (8), au voisinage de l'orifice d'introduction (10), sous une pression réglable et que, en outre, le moule (7) se remplit de métal en fusion à mesure que s'abaisse le niveau liquide de celui-ci dans la poche de coulée.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport entre le niveau de liquide h1du métal en fusion au début de l'opération de coulée et le niveau de liquide h2 du métal en fusion s'établissant après le remplissage du moule (7) se situe entre 1:1 et 1,8:1, h1 et h2 se rapportant au joint de séparation du moule.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans la zone recompactée du semi-produit (8,12) est pratiqué un évidement (13) dans lequel débouche l'orifice d'insertion (10) et dont la surface (14) est amenée en contact superficiel avec la face inférieure (6) de la buse de coulée (2).

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la face inférieure (6) de la buse de coulée ou la surface (14) du moule (7) présente un profil conçu pour écarter la pression d'application de la zone recompactée (12).

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le changement du niveau à l'intérieur de la poche de coulée (1) est surveillé de manière continue pendant toute l'opération de coulée et l'obturation de l'orifice de sortie (5) est effectuée dès que ce niveau ne change plus.

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que peu de temps avant le remplissage complet de l'espace creux (9) à l'intérieur du moule (7), l'orifice de sortie (5) de la poche de coulée (1) est obturé au moins partiellement afin de diminuer l'impact de coups de bélier pouvant survenir à l'intérieur du moule (7) et causés par le métal en fusion en mouvement.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la force d'application exercée entre le moule (7) et la poche de coulée (1) est générée par un déplacement mutuel du moule (7) et de la poche de coulée (1) qui sont montés de manière à pouvoir se déplacer dans le sens vertical l'un en direction de l'autre.

Claims

1. A method of pouring metal melt with which a mould (7) containing moulding material (8) formed with an ingate (10) is filled from a melt container (1) having at least one spout (2) formed with an outlet bore (3) and having a closable bottom outlet (5), the moulding material (8) being further compressed in the inlet zone (12) of the ingate (10), the spout having an underside (6) which projects from the base of the melt container and which during pouring is in engagement with the mould (7), characterised in that the underside (6) of the spout (2) is placed in surface contact at an adjustable pressure with the moulding material (8) near the ingate (10) and the mould (7) is filled with the metal melt in the melt container (1), the liquid level of such melt decreasing towards the end of pouring.

2. A method according to claim 1, characterised in that the ratio of the liquid level h1 of the metal melt at the start of pouring to the liquid level h2 of the metal melt after filling of the mould (7) is in a range from 1:1 to 1.8 : 1, h1 and h2 relating to the mould division.

3. A method according to claim 1 or 2, characterised in that a sink (13) in which the ingate (10) is present is formed in the further compressed mould material zone (8, 12) and the underside (6) of the spout (2) is brought into surface contact with the surface (14) of the sink (13).

4. A method according to any of claims 1-3, characterised in that the underside (6) of the spout or the surface (14) of the mould (7) have a cross-section such as to displace the pressure of engagement away from the further compressed zone (12).

5. A method according to any of claims 1-4, characterised in that the alteration of the level in the container (1) during pouring is supervised continuously and when such level ceases to alter the bottom outlet (5) is closed.

6. A method according to any of claims 1-5, characterised in that shortly before complete filling of the cavity (9) in the mould (7) the bottom outlet (5) of the melt container (1) is closed at least to some extent in order to reduce a pressure surge caused by the moving metal melt in the mould (7).

7. A method according to any of claims 1-6, characterised in that the engagement pressure between the mould (7) and the melt container (1) is produced by relative movement of the mould (7) and container (1), the same being borne so as to be movable relatively to one another vertically.

Zeichnung