DE2316045A1 - Verfahren zur herstellung grosser gussbloecke einer zinklegierung - Google Patents

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DR. KARL TH. HEGEL · DIPL.-ING. KLAX JS DTCKBL

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Ihr Zeichen: Unser Zeichen: Datum

Di/Bo - H 2116 29. März 1973

MITSUI MINING & SMELTING CO., LTD. No. 1-1, 2-ehome, Nihonbaslii-Muromachi, Ch.uo-ku,

Tokyo/Japan

Verfahren zur Herstellung großer Gußblöcke einer Zinklegierung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung großer Gußblöcke (die man auch als zugeschnittene Zinkblöcke bezeichnet), die in ein Plattierungsbad eingeschmolzen werden, wenn ein galvanisiertes Blech hergestellt wird.

Bislang wurden die großen zugeschnittenen Zinkblöcke gemäß dem Auftrag des Abnehmers hergestellt, wobei die Größe oder das Gewicht zwischen etwa 5oo kg und etwa loookg lag und die eine im Querschnitt etwa rechteckige Form besaßen. Derartige Blöcke haben entsprechend dem Auftrag des Abnehmers eine Größe, die veränderlich ist oder in einem vorbestimmten Bereich liegt, während jedoch der Gehalt an Legierungskomponenten einer genauen Spezifizierung unterliegt. Auch waren bei der Herstellung eines Blockes eine große Anzahl an Arbeitern

I»ontHc;he;«;kkonto: Hnmliurg 201220 · Bank: Dresdner Bank AG. Kto.-Nr. 3813897

bei gedem Verfahrenssehritt erforderlich, und am Zinkschmelz» ofen wurden das Sink und die entsprechenden Legierungsmetalle als Eonmaterialien aufgegeben und eingeschmolzen, um eine Zinklegierung mit einer vorbestimmten Zusammensetzung herzustellexu, worauf die sich ergebende geschmolzene Zinklegierung in einer abgemessenen Menge in eine Form bestimmter Größe gegossen-wurde, deren Querschnitt nahezu konkav und rechteckig ausgebildet war, worauf der fertige Block aus der Form herausgezogen wurde» Bei der in letzter Zeit steigenden Herstellung von galvanisiertem Blech hat sich jedoch auch der Bedarf an Zinklegierungsblöcken erhöht, weshalb die Herstellungsverfahren, bei welchen jeder Schritt auf dem Einsatz menschlicher Kraft beruht» wie an dem

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obigen Herstellungsverfahren für zugeschnittene Zinkblöcke beschrieben wurde, den Bedarf nicht mehr decken. Dementsprechend besteht ein starkes Bedürfnis zur Entwicklung eines Herstellungssystems, das imstande ist, zugeschnittene Zinkblöcke in großem Rahmen herzustellen.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung großer zugeschnittener Zinkblöcke zu schaffen, das für die Massenproduktion geeignet ist, um die oben erwähnten Bedürfnisse zu befriedigen_?und das ermöglicht, alle Schritte-,von der Herstellung der Legierungsschmelze unter Einschmelzen des Rohmaterials bis zum Gießen und Herausziehen des Blockes aus der Form,kontinuierlich und in maschineller Weise durchzuführen<>

Nach der Erfindung werden die Nachteile der herkömmlichen Legierungsöfen zur Herstellung von Zinklegierungen,wie nachfolgend beschrieben wird, behoben, wobei ein Legierungsofen geschaffen

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wird, der in der Lage ist, auf eine kontinuierliche Weise eine Zinklegierung herzustellen.

Ein Zinklegierungsblock für die Herstellung von galvanisierten Eisenblechen kann entsprechend dem Auftrag des Abnehmers seine Zusammensetzung betreffend gewissen Schwankungen unterworfen sein, wobei jedoch die Spezifikationen für die einzelne Zusammensetzung besonders strikt sind. Unter diesen Umständen wurde die Herstellung der Zinklegierungsschmelze bei den herkömmlichen Verfahren zur Fertigung von Zinklegierungsblöcken in einzelnen Chargen vollzogen, bei welchen die Einstellung der Legierungszusammensetzung am leichtesten möglich ist. Dabei wird das gesamte oder nahezu das gesamte geschmolzene Metall innerhalb des Legierungsofens, in welchen zuvor die zu mischenden Rohmaterialien eingebracht wurden, verwendet, um den Block herzustellen, worauf dann die nächsten Rohmaterialien beschickt, vermischt und anschließend geschmolzen werden, wobei sich dieser Torgang wiederholt. Bei dieser Art der herkömmlichen Herstellung von Zinklegierungsschmelzen wurde jeweils chargenweise gearbitet, weshalb verhältnismäßig große Legierungsöfen erforderlich sind, wobei darüber hinaus während des Schmelzens der Zinklegierung durch Aufgabe der Rohmaterialien der Gießvorgang und während des Gießvorganges der Einschmelzvorgang der Zinklegierung unterbrochen werden muss.

ffach der Erfindung wurde ein Legierungsofen zum Schmelzen der Zinklegierung entwickelt, der eine kontinuierliche Betriebsweise des Ofens ermöglicht, ohne daß der der Gießvorgang unterbrochen

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Die Erfindung bezieht sich auf den Einsatz des erwähnten verbesserten Legierungsofens wie auch auf einen oder mehrere Schritte zur Verbesserung dieses Legierungsofens» .- ■ "

Die Erfindung ist auch auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von großen Zinklegierungsblöcken gerichtet^ wobei ein Legierungsofen Verwendung findet₉ der einen Mischofenabschnitt mit mindestens einem Beschickungsschacht an einer Seitenwand des Beschickungsofens und mindestens einerEührvorrichtung an der Abdeckung des Mischofens besitzt, i-jährend mit dem Mischofen ein Muffelofen in Verbindung steht, der an einer Seitenwand mindestens einen Abgabeschacht aufweist, xfobei zwischen den beiden öfen eine am Boden befestigte Seilwandung mit einem Überströmkanal vorgesehen ist«, Dabei wird- eine bestimmte Menge geschmolzenen Zinkes und mindestens ein Legierungsmetallblock in die Beschickungsöffnung hineingegeben«, während das zugeführte Zink gerührt wird. .Die Zuführung des geschmolzenen Zinkes und des Legierungsmetallblockes wird nach einem vorbestimmten Zeitintervall wiederholtj wodurch in einer kontinuierlichen Weise eine Zinklegierungsschmelze gebildet xirird_s die in unterbrochenen Zeitabschnitten über die Teilw.andung aus dem Mischofen in den Muffelofen überströmt. Im Anschluss daran wird eine bestimmte Menge der sich ergebenden Legierungsschmelze als großer Block Block abgegossen, indem die Schmelze in eine Form geschöpft wird. Dabei wird die zugeführte Menge an geschmolzenem Zink und Legierungsmetall pro Zeiteinheit derart eingestellt, daß die dem Mischofen zugeführte Bohmaterialmenge und die den Muffelofen verlassende Menge an geschmolzener Legierung in etwa im Gleichtgewicht bleiben.

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Man kann das erfindungsgemäße Verfahren grob in die folgenden "bevorzugten Schritte aufteilen, wobei der Legierungsofen dem dritten Schritt zugeordnet ist :

a) Erzeugung des Rohmaterials (geschmolzenes Zink) ........

1. Schritt

b) Kontinuierliches Einschöpfen und Zufügen einer bestimmten Menge geschmolzenen Zinkes

2. Schritt

c) Kontinuierliche Herstellung einer Zinklegierungsschmelze

3. Schritt

d) Automatisches Abgießen einer vorbestimmten

Menge der sich ergebenden Zinklegierungsschmelze

4. Schritt

e) Selbsttätiges Herausnehmen des Zinklegierungsblockes ...

5. Schritt

Die Erfindung soll im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt bzw. zeigen im einzelnen :

Figur 1 ein Fließbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 2 die Draufsicht auf eine Ausführungsform der Vorrichtung, die zur Durchführung des zweiten erfindungsgemäßen Schrittes dient,

Figuren 3

4· eine Seiten- und eine Vorderansicht der in Figur 2 dargestellten Vorrichtung,

Figur 5 einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des Legierungsofens, der zur Durchführung des dritten Schrittes eingesetzt wird,

Figur 6 einen Längsschnitt durch den Legierungsofen gemäß ^Fisur5' 309840/0493

Figur 7 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Figur 5 entlang der Schnittlinie A-A,

Figur 8 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Figur 5 entlang der Schnittlinie B-B,

Figur 9 einen Schnitt durch die Rührvorrichtung, die für ,die Verwendung innerhalb des Legierungsofens gemäß Figur 5 geeignet ist,

FiguriO eine graphische Darstellung, die die Beziehung der Menge der Mischungsrohmaterialien für den Fall, der beispielsweise die nach der Erfindung zu schmelzende Zinklegierung in verschiedenen Mischungsmengen erläutert, und das Verhältnis zwischen der Menge der aufgegebenen Zinkschmelze und der Zeit_s die erforderlich ist, um den Aluminiumblock zu schmelzen, zeigt,

Figur11 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung, wie sie im vierten erfindungsgemäßen Schritt Verwendung findet,

Figur12 die Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Figur" 11,

Figur13 ein Fließbild, das eine beispielhafte Betriebsweise des vierten erfindungsgemäßen Schrittes erläutert,

Figur14- die Draufsicht auf eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des fünften erfindungsgemäßen Schrittes,

Figur15 einen Längsschnitt, der den Querschnitt der in Figur 14- dargestellten Form erläutert,

Figur16 einen Querschnitt durch den in Figur 14- dargestellten Formteil,

Figuren

17,18,19

und20 Querschnitte der Kupplung zum Überrollen der Form.

Zunächst soll nun anhand des in Figur 1 dargestellten Fließbildes, in welchem die oben angeführten fünf Hauptschritte und die dabei verwendeten Vorrichtungen in schematischer Weise aufgezeichnet sind, die Erfindung näher erläutert werden.

1. Schritt i Erzeugung; des Rohmaterials (geschmolzenes Zink) Gemäß der Erfindung ist es vorgesehen, daß auch bei der Verwendung eines Zinkschmelzofens verhältnismäßig kleiner Kapazität der Durchsatz durch den Ofen erhöht wird. Dabei wird auch eine Zinklegierungsschmelze, die der Entnahmemenge eines herkömmlichen Ofens von großer Kapazität entspricht, kontinuierlich erzeugt. Das Zinkrohmetall, das die Hauptkomponente der Zinklegierung ausmacht, ist entsprechend auf dia Verwendung in geschmolzenem Zustand beschränkt. Aus diesem Grunde wird das Zinkrohmaterial, das man von einer Zinkraffinerie erhält, wie z.B. Destillationszink, elektrolytisches Zink, Rückflusszink usw., in den elektrolytischen Zinkschmelzofen oder Destillationszinkschmelzofen, wie in Figur 1 oben dargestellt, aufgegeben, in diesem geschmolzen und in dem gewünschten Temperaturbereich in diesem geschmolzenen Zustand gehalten. Man kann auch das Zink von der Raffinerie in einem geschmolzenen Zustand abnehmen, wobei statt des oben erwähnten Schmelzofens ein Ofen zur Aufnahme des geschmolzenen Hetalles verwendet wird, in den das Zinkrohmaterial zeitweilig aufgegeben und in welchem es bis zur Abnahme gelagert wird. Die Zinkrohmaterialien können verschiedene Verunreinigungsbestandteile entsprechend ihrem Raffinierverfahren enthalten, so daß,um den geforderten Bereich der Zusammensetzungen zu erhalten, eine oder mehr als zwei Arten von Zinkrohmaterialien verwendet werden können, die miteinander vermacht werden. Die Figur 1 beschreibt einen Fall, bei welchem

3 0 9 8 A Π / 0 A 9 3 · * ·^/8

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zwei verschiedene Zinkrohmäterialien eingesetzt werden. Für den Pail, das nur eine Art von Rohmaterial verwendet wird, ist natürlich ein einziger Zinkrohmaterialschmelzofen hinreichend. Entsprechend können beim Einsatz von drei verschiedenen Arten auch entsprechend drei Schmelzöfen vorgesehen sein. Was die Öfen zum Schmelzen dieses Zinkrohmaterials angeht, so können diese einen herkömmlichen Aufbau besitzen, wobei es jedoch erforderlich ist, daß sie an einer entsprechenden Seitenwand einen Schacht aufweisen, der das Ausschöpfen des geschmolzenen Materials ermöglicht.

2. Schritt: Kontinuierliches Ausschöpfen und Aufgeben einer bestimmten Menge geschmolzenen Zinks

Dieser zweite Schritt umfasst das Herausschöpfen des geschmolzenen Zinks, das, wie oben beschrieben, innerhalb des ersten Schrittes aus dem Rohmaterial erzeugt wurde, in einer bestimmten Menge, die dann während des drittes Schrittes dem Zinklegierungshersteliungsofen (Legierungsofen) zugeführt wird. Zur Durchführung dieses Schrittes ist jedeVorrichtung geeignet,die es ermöglicht, eine bestimmte Menge des geschmolzenen Zinkes dem Legierungsofen zuzuführen. Vorzugsweise findet jedoch die Vorrichtung, wie sie im folgenden beschrieben ist, Verwendung.

Hierbei ist zumindest an einem Schmelzofen oder Lagerofen für das rohe Zinkmaterial ein Schacht vorgesehen, während eine Pumpe das Niveau des geschmolzenen Zinkmetalles innerhalb des Schachtes, die in dessen Nähe angeordnet ist, konstant hält und ein Überströmen der Zinkschmelze bewirkt, indem die Zinkschmelze ständig aus dem Ofen dem Schacht zugeführt wird. .Vorzugsweise

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wird hierfür eine Schöpfvorrichtung eingesetzt, die jeweils eine vorbestimate Menge der Zinkschmelze aus dem Schmelz-oder Lagerofen dem Schacht zuführt, worauf sie aus diesem Schacht in den Legierungsofen übergeht.

Eine solche Vorrichtung, wie sie nach der Erfindung zum Ausschöpfen und Überführen einer vorbestimmten Menge an Zinkschmelze verwendet wird, soll nachfolgend anhand der Figuren 2, 3 und 4 näher erläutert werden.

Ein Maschinenrahmen 3 befindet sich oberhalb des Schachtes 2, der an einer Seitenwand des Schmelzofens 1 für das Zihkrohmaterial angeordnet ist. An dem Eahmen 3 ist ein Motor 4 sowie ein Untersetzungsgetriebe 5 befestigt. Der Motor 4 (Bayer-Motor mit einstellbarer Geschwindigkeit) kann seine Geschwindigkeit in dem Bereich von 6,1 bis 24,4 UpM verändern, wobei sich durch die Zahnräder 6 und 7 eine Rotationsgeschwindigkeit der Nockenwelle 8 im Bereich von 2,2 bis 8,8 UpM einstellen lässt.

Auf der Welle 8 ist ein Hockenrad 9 befestigt, während ein Hebel 11 mit einem Ring 1o in Verbindung steht, der in einer Nut des Nockenrades 1o gleitet. Ein Hebel 15 zum Anheben einer Schöpfvorrichtung 12 wird von dem Hebel 11 getragen. Mittels dieser Vorrichtung wird die Schöpfvorrichtung 12 zum Ausschöpfen der Metallschmelze schwenkbar gehalten. Die Schöpfvorrichtung ist in einer Halterung 13 an einem Ende gelagert, während eine Traufe 14 zur Überführung des geschmolzenen Metalls neben der Seitenwand des Schachtes vorgesehen ist. Der Hebel 11 wird durch die Rotation des Nockenrades 9 nach oben und unten bewegt, wodurch die Schöpfvorrichtung 12 um die Halterung 13 als Dreh-

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punkt geschwenkt wird. Dementsprechend wird, wenn das Niveau der Zinkschmelze in dem Schacht-2 immer konstant gehalten wird, eine vorbestimmte Menge an Zinkschmelze innerhalb einer bestimmten Zeit ausgeschöpft und, wie durch den Pfeil in Figur 3 dargestellt ist, durch die Traufe 14- abgegeben. Vorzugsweise wird die Auf- und Abwärtsbewegung der Schöpf anordnung so bewirkt, daß der Hebel 11 an der Stange 15 angreift, die an einer Halterung 16 als Drehpunkt, angelenkt ist. Um die Bewegung zu erleichtern, bringt man vorzugsweise an dem einen Ende der Stange 15 em Gegengewicht 17 an, wie Figur 3 zeigt.

Die mittels der oben beschriebenen Schöpfvorrichtung überführbare Menge ist einstellbar, d.h. wenn man annimmt, daß bei einem Schöpfvorgang 7<> kg ausgeschöpft werden,so kann durch die Veränderung der ßotationsgeschwindigkeit der Nockenwelle das pro Std. ausgeschöpfte flüssige Metall zwischen 92oo kg bis 37 ooo kg liegen. So wird beispielsweise in den Unterlagen der offiziellen japanischen Patentveröffentlichung 1fr. 6o64/63 (Anmelder: Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.) eine Pumpe einer Metallschmelze-Beschickungsvorrichtung oder eine Schmelze-Schöpf vorrichtung beschrieben, die derjenigen ähnlich ist, die in dem nachfolgend näher beschriebenen vierten Schritt Verwendung findet. Das geschmolzenäletall strömt fortlaufend von dem Zinkrohmaterialschmelzofen 1 über den Schacht 2 und wird durch die Beschickung des geschmolzenen Metalls in den Schmelzofen zurückgeführt, wobei die während eines Arbeitsganges der Schöpfvorrichtung übergeführte Menge an geschmolzenem Metall konstant eingestellt wird, indem das Qberflächenniveau der Zinkschmelze18 konstant gehalten -wird.-Datoei wird die Eotationsgeschwindigkeit der Nockenwelle 8 auf einen vorbestimmten Wert eingestellt, wo-

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durch die ausgeschöpfte Menge an Metallschmelze pro Zeiteinheit reguliert werden kann. Als Beschickungsvorrichtung zur Überführung des geschmolzenen Rohmaterials aus dem Schmelzofen 1 in den Schacht 2 ist eine Vorrichtung mit einer großen Kapazität, verglichen mit der auszuschöpfenden Menge pro Zeiteinheit, erforderlich. Beim Einsatz einer derartigen Vorrichtung wird das geschmolzene Zink in den Schacht 2 übergeführt, worauf die Schmelze aus dem Schacht in den Ofen überfließt, wodurch ein konstantes Niveau der Zinkschmelze innerhalb des Schachtes 2 aufrechterhalten werden kann.

Eine !raufe 14- führt das ausgeschöpfte, geschmolzene Zink kontinuierlich in den Mischbereich des Legierungsofens in einer vorbestimmten Menge pro Zeiteinheit über, indem man den Auslaufbereich 19 (Figur 2) der !raufe 14- oberhalb des Schachtes zur Zuführung des Zinkrohmaterials in den Mischofen, wie in Figur 1 dargestellt ist, anordnet. Ein besonderer Vorteil liegt in der Verwendung des Bayer-Motors 4- mit veränderlicher Geschwindigkeit, wobei die ausgeschöpfte Menge an Zinkschmelze durch den Schöpfer 12 pro Zeiteinheit festgelegt werden kann, indem man lediglich die Bayer-Skala auf einen bestimmten Wert einstellt.

Die in den Figuren 2 bis 4- dargestellte Vorrichtung ist für die Durchführung des zweiten erfindungsgemäßen Schrittes sehr geeignet. Ihr Aufbau soll nachfolgend kurz zusammengefasst werden. Dementsprechend besteht die Schöpfvorrichtung für. eine vorbestimmte Menge geschmolzenen Zinks aus den folgenden Teilen : (I) einer Beschickungsvorrichtung für geschmolzenes Metall innerhalb eines Zinkschmelzofens, der mindestens einen Schacht aufweist, wobei die Beschickungsvorrichtung eine hinreichende Kapazität besitzt, um das Oberflächenniveau

■ der Zinkschmelze konstant zu halten und in einer kontinu-

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ierlicheii Weise das geschmolzene Zink aus dem Schmelzofen dem Schacht zuzuführen,

(II) einem Maschinenrahmen oberhalb des Schachtes₉

(III) einem auf dem Maschinenrahmen "befestigten Motor mit veränderlicher Geschwindigkeitj

(IV) einem sich durch die Drehung des BFockenrades in vertikaler Richtung "bewegenden Hebel„ der an dem mit der Motorxfelle in Verbindung stehenden lOckenrad befestigt ist,

(V) einer Traufe zur Weiterleitung des geschmolzenen Zinkes und

(VI) einer mit dem Hebel in Verbindung stehenden Schöpfkelle, die in der Weise gehalten i'jird₂ daß Tb©i der unteren Grenzstellung des Hebels ein Ende in die Platescbmelze eintaucht, während bei der oberen Grenzstellung des Hebels das andere Ende der Schöpfkelle nach unten geneigt ist,- um die geschöpfte Zinkschmelze abzugebenj dabei führt die Schöpfkelle eine Kippbewegung mit einer vorbestimmten Frequenz aus, die durch die fiotationsgeschwindigkeit des'Motors bestimmt wird.

5. Schritt ; Kontinuierliche Herstellung der Zinklegierung

Bei diesem Schritt wird eine bestimmte Menge mindestens eines Legierungsmetalles einer vorbestimmten Menge der Zinkschmelze hinzugefügt. Diese ist während des zweiten Schrittes aus dem das Zinkrohmaterial enthaltenden Schacht in den Legierungsofen überführt worden. Dabei wird das Legierungsmetall geschmolzen, worauf die sich ergebende Legierungsschmelze dem vierten Schritt, nämlich dem Gießen einer vorbestimmten Menge der Legierungsschmelze, kontinuierlich zugeführt wird»

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Bei diesem dritten erfindungsgemäßen Schritt wird, wie bereits oben beschrieben, ein Legierungsofen verwendet, der einen Mischbereich mit mindestens einer öffnung zur Zuführung des Rohmaterials aufweist, der als Besohickungsschacht bezeichnet wird, und mit einem Muffelofen in Verbindung steht. Letzterer wird durch die Verbrennung eines gasförmigen oder flüssigen Brennstoffes beheizt. An dem Verbindungsabschnitt ist eine Seilwand vorgesehen.

Im oberen Bereich dieser Zwischenwand befindet sich ein Überströmkanal. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen im Bereich der Ofenwandung liegenden Zwischenraum oder eine Verbindungsöffnung handeln, durch welche die Metallschmelze, wenn deren Niveau eine entsprechende Höhe aufweist, überzuströmen vermag. Wenn also die Zinklegierungsschmelze in dem Mischbereich des Ofens ein bestimmtes Niveau überschreitet, überströmt die Schmelze die !eilwand und fließt in den Muffelofen hinein. In dem Deckel des Mischofens befindet sich vorzugsweise mindestens eine Aussparung, durch welche eine Hubvorrichtung zum Umrühren der Schmelze eingesetzt werden kann.

Der im Laufe des dritten erfindungsgemäßen Verfahrensschrittes verwendete Legierungsofen kann entweder den oben beschriebenen Aufbau besitzen oder aber auch so ausgebildet sein, daß man in einer einfachen Weise einen Mischofen mit dem beschriebenen Aufbau an einen herkömmlichen Legierungsofen anschließt oder indem man in einen herkömmli chen Legierungsofen eine dem Mischofen entsprechende Kammer einbaut.

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Der dritte erfindungsgemäße Schritt ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Zinklegierungsschmelze mit der gewünschten Zusammenset~ zung in dem Mischofen, der durch eine Abteilung des Legierungsofens gebildet wird, hergestellt wird, worauf die sich ergebende Zinklegierungsschmelze anschließend in den Muffelofen- übergeführt wird. Dementsprechend braucht das G-iaßen der Blöcke gar nicht unterbrochen zu werden. Mit anderen Horten liegt ein Merkmal der Erfindung darin, daß die Eohmaterialbesehiekraig sowie der Misch- und Schmelzvorgang wiederholt in dem Bischof en durchgeführt werden, wodurch sich das Volumen der Zinklegierungssehmelze in dem Mischofen erhöht f°daß die Schmelze axt der gewünschten' Zusammen-' Setzung nachfolgend nur dem Muffelofen ausgeführt wird.

Der dritte erfindungsgemäße Schritt soll im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch im einzelnen näher erläutert werden.

Die Figur 5 zeigt einen Grundriss einer Ausführungsform des erfindungsgemäß verwendeten Legierungsofens_s während die Figur 6 einen Längsschnitt dieses Ofens und die Figuren 7 und 8 jeweils einen Querschnitt entlang den Schnittlinien A-A und B-B der Figur 5 darstellen.

In den Zeichnungen ist der Mischofen jeweils mit 31 und der Muffelofen mit 32 bezeichnet. Eine vorbestimm^e Menge an Zinkschmelze wird dem Schacht 33, der am Boden mit dem Mischofen in Verbindung steht, zugeführt, worauf anschließend eine vorbestimmte Menge eines Legierungsmetalles,beispielsweise ein Aluminiumblock, in den Schacht hineingegeben wird.

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Wie "bereits ausgeführt, kann die Zugabe des Aluminiumblocks durchgeführt werden,wie in Figur 1 gezeigt ist, indem man mittels einer entsprechenden Aufgabevorrichtung den Aluminiumblock zur gewünschten Zeit mit einem Mal "beigibt. Mit der Bezugsziffer 35 ist eine Öffnung zur Einführung einer Rührvorrichtung bezeichnet, mittels welcher die Zinkschmelze umgerührt wird, um das Schmelzen des Legierungsmetalles zu beschleunigen. In ähnlicher Weise ist der Schacht 33 mit einer Halterung 34 für die Rührvorrichtung versehen, durch welche in dieser Lage der Schmelz- und Legierungsvorgang beschleunigt werden kann. Mit 37 ist eine Zwischenwand bezeichnet, die, wie die Figur 8 zeigt, mit einem Überlaufkanal 38 in der Mitte der Oberkante versehen ist, um das Überströmen des geschmolzenen Zinkes zu 'beschleunigen» Der !eil der Zinklegierungsschmelze, dessen Volumen sich um die neuerliche Rohmaterialaufgabe erhöht]^ durchfließt den Überströmkanal 38 und tritt in den Muffelofen 32 ein. Mit den Bezugsziffern 39» 4o und 41 sind Öffnungen für Heizbrenner bezeichnet, so daß eine Verfestigung der Zinklegierungsschmelze während des Mischens der Zinkschmelze und des Legierungsmaterials durch direkte Beheizung mit dem Verbrennungsgas der Brenner verhindert und außerdem die Fließfähigkeit verbessert werden kann.

Die Metallschmelze, die durch die gewünschte Zusammensetzung legiert worden ist, wird durch den Schmelzeneinlass 48 dem Muffelofen 32 zugeführt, während ihre !emperatur so eingestellt wird, daß sich die Zinklegierung als Block gießen lässt, indem man die Verbrennungsgase von den Öffnung en 39» 4o und 4Ί entlang der Ofenwand 49 strömen lässt, wie die Figuren 6 und 7 zeigen.

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Die Verbrennungsgase werden durch den Mischofen 31 einer Abzugsöffnung 36 zugeführt und aus dieser nach oben abgezogen. Die Zinklegierungsschmelze innerhalb des Muffelofens 32 wird durch die Schmelzenabzugsöffnung 47, die am Boden zwischen dem Ofen und Hinem Schacht 5o vorgesehen ist, abgezogen und darauf wird eine entsprechende Menge der Zinklegierungschmelze aus dem Schacht 5o in eine Jona zum Gießen des Gußblockes gegossen. In der Seitenwand des Ofens sind Öffnungen 42,4-3, 44, 45 und 46 zur Entfernung der Schlacke vorgesehen, wobei nach der Erfindung vorzugsweise mindestens eine solche öffnung zur Entfernung der Schlacke vorgesehen ist»

Die Ofenwand, die Zwischenwand wie auch der Schacht des Legierungsofens sind mit hitzebeständigen Ziegeln ausgekleidet_s die der Metallschmelze zu widerstehen vermögen_s während die äußere Wand verstärkt sein kann, was Vorzugspreise durch eine Eisenoder Stahlumhüllung geschieht, die den Ofen, teilweise oder ganz umschließt. Außerdem können zur Steuerung der Temperatur der Metallschmelze innerhalb des Legierungsofens Messöffnungen 51 und 52 zur Bestimmung der Abgastemperatur und Messöffnungen 54 und 55 zur Bestimmung der Schmelzbadtemperatur vorgesehen sein, um die erforderliche Menge an zugeführtem Verbrennungsgas einzustellen.

Nebenbei bemerkt ist oberhalb der Abzugsöffnung 36 für das Verbrennungsgas aus dem Mischofen 31 ein Schornstein angeordnet.

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Hach der Erfindung kann das Umrühren der Schmelze in dem Mischofen 31 und dem Schacht 33 unter Verwendung einer Eisen- oder Stahlstange durchgeführt werden. Um jedoch eine Verschmutzung der Zinklegierungsschmelze möglichst zu vermeiden, wird vorzugsweise beispielsweise eine Eührvorrichtung verwendet, wie sie in Figur 9 dargestellt ist, wobei eine Rührstange aus hitzebeständigem Material, wie beispielsweise Siliciumcarbid, an deren Spitze fiührbleche angeordnet sind, in die Schmelze eingesenkt und mit Hilfe eines Motors gedreht wird.

Die Figur 9 zeigt einen Längsschnitt durch die Rührvorrichtung, wobei an einem Ende 63 der einen ImpäLer 61 tragenden Welle eine Kupplung 64 vorgesehen ist, während sich am unteren Ende Rührbleche 62 befinden, die sich als Einheit drehen. Der Impeller 61 kann hergestellt werden, indem man einen entsprechenden Binder mit Siliciumcarbid mischt und,nachdem man ihn in die gewünschte Form gebracht hat, einer Sinterung unterwirft. Der Impeller 61 kann auch durch Sintern oder Schmelzen und Gießen von anderen hitzebeständigen Materialien, wie beispielsweise Zirkonium, Aluminium, Silicium und Magnesium, hergestellt werden oder kann auch aus einem hitzebeständigen Stahlmaterial bestehen. Als Kupplung 64 zur Verbindung des Impellers 61 mit der Welle 65 wird ein in Figur 9 dargestellter Flansch bevorzugt.

Um einen Wassermantel 66 drehbar um die Welle 65 anzubringen, ist ein Rollenlager 67 und ein Radiallager 68 an beiden Enden der Welle angebracht. Das Rollenlager wird mit Hilfe einer Scheibe 69 und einer Mutter 7o in einer festen Lage gehalten,

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At

während an. beiden Endteilen Öldichtungen 71 und 72 vorgesehen sind. Auch das Eadiallager 63 wird ähnlich wie das Bollenlager" 67 mit Hilfe der Scheibe 73 und der Mutter 74 in einer festen Lage gehalten und an beiden Enden mit Hilfe von Öldichtungen 75 und 76 abgedichtet.

Der Wassermantel 66 soll verhindern, daß sich die Welle 65 und die Lagerungen infolge der Leitungs- und Strahlungshitze der Metallschmelze zu stark erhitzen und außerdem einen ruhigen Lauf bewirken. Der Wassermantel 66 besteht aus einem doppelwandigen Zylinder mit einem Zwischenraum JY_r durch welchen das Wasser strömt, wobei das Kühlwasser durch eine Zuführung 78 im äußeren Mantel eingeleitet und durch eine Äbzugsöffnung 79 entzogen wird. Durch das Anbringen von Deckeln 8o und 81 auf die öffnungen an beiden Enden des Wassermantels wird der Drehmechanismus geschützt. An dem oberen Ende der Welle 65 ist zur Drehung des Impellers eine Keilriemenscheibe 82 angeordnet. Eine Metallhalterung 84 ermöglicht die Befestigung der Bohrvorrichtung mit Hilfe des Wassermantels 66 an dem Maschinenrahmen, um einerseits eine Vibration der Welle 65 zu verhindern und andererseits von der Ofenabdeckung, die aus den feuerfesten Ziegeln 83 besteht, das Gewicht der Bührvorrichtung abzunehmen.

Unterhalb des Kupplungsgliedes 64 für den Impeller 61 ist ein rohrförmiges Blech 85 zur Abdichtung angeordnet, das in einen Kanal 87 eingreift j der an einem Sing 86 ausgebildet ist, der als Dichtung an den die Abdeckung des O'fens bildenden feuerbeständigen Ziegeln befestigt ist„ In den Kanal wird ein Metall mit einem niedrigen Schmelzpunkt, wie beispielsweise Blei, eingefüllt. Bei einer derartigen Abdichtungsvorrichtung wird der

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für die Dichtung vorgesehene Hing 86 durch die Strahlungswärme von der Metallschmelze erhitzt, wo das in den Kanal eingefüllte Metall schmilzt, so daß das Eindringen atmosphärischer luft während des Betriebes der Rührvorrichtung verhindert wird, während außerdem die Drehung des Impellers 61 ausgeglichen wird.

Der Grund dafür, daß während des dritten erfindungsgemäßen Schrittes das Zink in einer geschmolzenen Form dem Schacht 33 zugeführt wird, liegt darin, den Mischvorgang der Zinklegierungsschmelze zu vervollständigen, die im Hinblick auf ihre Zusammensetzung in dem Schacht und in der Mischzone gleichmäßig ist, während zur gleichen Zeit der Schmelzvorgang des Legierungsmetalles,beispielsweise eines Aluminiumgußblockes, vervollständigt werden soll. Um dem Legierungsofen die Zinklegierungsschmelze in einer Menge zuzuführen, die nahezu der Menge der Zinklegierungsschmelze entspricht, die aus dem Legierungsofen abgezogen oder zum Zwecke des Gießens zu einer vorbestimmten Zeit herausgeschöpft wird, ist es am wirkungsvollsten, das Zink, das den Hauptbestandteil der Gußblockzusammensetzung ausmacht, in einer geschmolzenen lorm zuzuführen. Außerdem wird während des dritten erfindungsgemäßen Schrittes,um das Legierungsmaterial in dem geschmolzenen Zink in einer vorbestimmten,begrenzten Zeit schmelzen zu können, die Rührvorrichtung innerhalb des Mischofens, wie oben beschrieben, betätigt, wodurch der Legierungsvorgang beschleunigt wird.

.../2o 309840/0493

Die S¹XgUr 1o stellt ein Diagramm dar, wobei die Kurve 1 die Beziehung zwischen der aufgegebenen Zinkrohmaterialmenge und der aufgegebenen Menge an Aluminium, für den EaIl der Herstellung einer Zinklegierungsschmelze mit einem Aluminiumgehalt von o,23 Gew.-%,in dem Mischofen zeigt, währ end die Kurve 2 die Beziehung zwischen der erforderlichen Zeit in Minuten für ein vollständiges Schmelzen der Aluminiumbeigabe in dem aufgegebenen Zinkrohmaterial, wie es in Kurve 1 dargestellt ist, und-der zugeführten Zinkmenge zeigt. Wenn die Zinklegierungsschmelze aus dem Legierungsofen mit einer Geschwindigkeit von etwa 6 t/Std. abgezogen wird, wird im Verhältnis zu 6 t geschmolzenen Zinkrohmaterials Aluminiumguß in einer Menge von 13,8 kg pro Stunde gemäß Kurve 1 geschmolzen. Die so gebildete Zinklegierungsschmelze muss dem Legierungsofen zugeführt werden. Wenn man annimmt, daß der Aluminiumgußblock als 5-kg-Klumpen beigegeben wird, was einer handelsüblichen EOrm entspricht, nimmt die Zeit, die für ein vollständiges Schmelzen erforderlich ist, einen Wert ein, den man erhält, wenn man die Zeit in Minuten bestimmt, in welcher der 5-kg-Block in Übereinstimmung Äit der Zuführungsgeschwindigkeit des oben erwähnten, geschmolzenen Zinks geschmolzen wird.Dementsprechend ist es für den Fall, daß eine Zinklegierungsschmelze mit einer Geschwindigkeit von 12 t/Std. hergestellt werden soll, erforderlich, etwa alle 11 Minuten einen 5-kg-Aluminiumgußblock aufzugeben. In diesem Pail werden etwa 2,2 t Zinklegierungs schmelze im Laufe von 11 Minuten erzeugt.

Wenn die Zinklegierungsschmelze einerjbestimmten Zusammensetzung in einer gewünschten Menge innerhalb einer begrenzten Zeit, wie oben ausgeführt worden ist, dem Muffelofen zugeführt wird, beeinflusst die Temperatur der Zinkschmelze zu der Zeit, wenn der Aluminiumblock zugeführt wird, in starkem Maße die für das Schmel-

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-aterforderliche Zeit. Es ist eine Untersuchung durchgeführt worden, um zu bestimmen, wie sich die erforderliche Schmelzdauer für einen 5-kg-Aluminiumblock mit einer Temperaturänderung verändert. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt.

Tabelle I

Temperatur des geschmolzenen	462	4-73	48o	5o2	52o
Metalles (°c)	11,5	9,5	8,5	7,5	6,5
Gußblock
Erforderliche Zeit in
Minuten bis zum 5o%igen	15,5	13,ο	12,ο	11,ο	9,ο
Schmelzen
Erforderliche Zeit in
Minuten bis zum 1oo%igen
Schmelzen

Die Ergebnisse der Tabelle I wurden erhalten, indem man drei Aluminiumgußblöcke mit je einem Gewicht von 5 ^g etwa 6,5 t geschmolzenem Zink hinzugabJDas geschmolzene Zink wurde mittels einer Stahlstange von Hand gerührt,und es wurde eine Zinklegierungsschmelze mit einem Gehalt von o,23 % Aluminium hergestellt. Es wurde nebenbei bestätigt, daß man Ergebnisse erhielt, die den in der Tabelle I angegebenen ähnlich sind, wenn das Gewicht der Aluminiumgußblöcke jeweils etwa 2, etwa 3 "und etwa 4 kg beträgt.

Während des dritten erfindungsgemäßen Schrittes wird, obwohl die Temperatur des geschmolzenen Zinks sich entsprechend der

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abgezogenen Menge an Zinklegierungsschmelze-pro Zeiteinheit aus dem Legierungsofen während des nachfolgend näher beschriebenen vierten Schrittes verändert, die Temperatur des geschmolzenen Zinkes, das dem Schacht 33 des Mischofens y\ zugeführt wird, vorzugsweise bei mindestens etwa 5oo°G gehalten, wobei unter einer derartigen Temperaturkontrolle eine Zinklegierungsschmelze von 30 bis 5o t pro Stunde erzeugt werden kann. Die Zinklegierungsschmelze, die in dem Mischofen 31 hergestellt worden ist, indem zunächst die Eohmaterialien aufgegeben wurden, vermag einen gewünschten Zusammensetzungsbereich in Bezug auf den Zinklegierungsgußblock einzuhalten, wobei nämlich der spezifizierte Bereich des Bestandteilgehaltes der Zusammensetzung genau eingehalten werden kann, indem lediglich die Zinklegierungsschmelze entsprechend der quantitativ erhöhten Menge, die durch die zweite Aufgabe von Eohmaterialien bewirkt wird, in den Muffelofen 32 eingeführt wird. Außerdem kann, wie oben beschrieben wurde, ein Vorgang einem unterbrochenen Ausquetschen ähnlich durchgeführt werden, wodurch es ermöglicht wird, die geschmolzene Legierung von dem Mischofen dem Muffelofen zuzuführen, indem man sie in der Menge der geschmolzenen Legierung anpasst, die aus dem Muffelofen pro Zeiteinheit ausgeschöpft wird,und indem man in entsprechender Weise die Wiederholungszeit des unterbrochenen Auspressvorganges einstellt. Demgemäß kann die Zinklegierungsschmelze, die der Menge an Zinklegierungsschmelze entspricht, die für den normalen Gießvorgang ausgeschöpft wird, oder eine noch größere Menge an Zinklegierungsschmelze in dem Muffelofen des Legierungsofens zurückgehalten werden, weshalb das Gießen der geschmolzenen Legierung und das Einschmelzen der Rohmaterialien nahezu kontinuierlich durchgeführt werden können, ohne daß diese Vorgänge unterbrochen werden müssen.

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Der dritte erfindungsgemäße Schritt wurde anhand des Aluminiumgußblockes als Legierungsmetall oben "beschrieben. Es braucht jedoch nicht erwähnt zu werden, daß neben Aluminium auch die verschiedensten anderen Materialien, wie eine Zinklegierung, die Aluminium, Magnesium, Kupfer usw. enthält, oder auch -verschiedene andere Legierungskomponenten, die von den Abnehmern verlangt werden, in der Zinkschmelze legiert werden können, indem sie in ähnlicher Weise behandelt werden, wie dieses bei dem Aluminiumgußblock der lall war. Diese Legierungsmetalle können auch mit mechanischen Hilfsmitteln in der vorgegebenen Menge in den Mischofen hineingegeben werden. Wenn die vorgegebene Beschickungsmenge an Legierungsmetall mit der Beschickungsmenge an geschmolzenem Zink, das nahezu der Menge an Zinklegierungsschmelze entspricht, die aus dem Legierungsofen abgezogen ist, synchronisiert wird, kann der dritte Schritt leicht mit einer geringen Zahl von Arbeitern durchgeführt werden. Darüber hinaus kann während des dritten Schrittes die Zinklegierungsschmelze nahezu kontinuierlich hergestellt werden, auch wenn die pro Zeiteinheit durchgesetzte Menge an Zinklegierungsschmelze beträchtlich groß wird. Dabei kann der Legierungsofen selbst eine verhältnismäßig geringe Kapazität aufweisen.

Während dieses dritten Schrittes ist die Zuführung von Eoh-Zinkmaterial in geschmolzenem Zustand eine notwendige Bedingung _χ und aus diesem Grunde ist es erforderlich, einen Schmelzofen für das Zinkmaterial oder einen Lagerungsofen für das geschmolzene Material vorzusehen, wie bei dem ersten Schritt beschrieben wurde.

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Doch auch wenn man die verschiedenen Arten von Zinkrohmaterialien verwendet, deren Gehalt an Blei, Eisen und/oder Kadmium usw. verschieden ist, liegt ein Vorteil darin, daß der Gehalt dieser Bestandteile, die in dem geschmolzenen Zink vorhanden sind, leicht eingestellt werden kann, indem man die Mischung der Zinkrohmaterialien in dem Mischofen entsprechend ändert. Darüber hinaus kann man in dem Zinkraffinierwerk&_as Zinkrohmaterial in geschmolzenem Zustand abnehmen. In einem solchen Fall kann man dieses Zinkrohmaterial in diesem Zustand entsprechend der Erfindung einsetzen, und die Heizkosten für den Schmelz Vorgang können eingespart werden.

Um - nebenbei bemerkt - die Temperatur der Zinklegierungsschmelze in einem entsprechenden Bereich zu halten, wird vorzugsweise die Temperatur der Zinklegierungsschmelze in dem Muffelofen 32 gemessen, wozu eine Temperaturmessöffnung in der Nähe des Schachtes 5o (Figur 5) zvir Einstellung der Heiztemperatur und der Gießtemperatur der Zinklegierungsschmelze vorgesehen ist.

4. Schritt : Automatisches Gießen einer vorbestimmten Menge an Zinklegierungssohmelze

Dieser vierte Schritt befasst sich mit dem nachfolgenden automatischen Gießen einer vorbestimmten Menge an Zinkmetallschmelze in eine Form, wobei die Schmelze im Laufe des dritten Schrittes hergestellt und auf die gewünschte Zusammensetzung eingestellt wurde. Für die Durchführung dieses vierten Schrittes wird eine Vorrichtung zum Gießen einer vorbestimmten Menge der Legierungsschmelze verwendet, die an dem Schacht 5o des für die Durchführung des dritten Schrittes eingesetzten Legierungsofens angeordnet ist. . - .".-...

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Wenn man die Hauptteile der Gießvorrichtung grob einteilt, so besteht das Gerät aus einer Anordnung zur Ermittlung der Niveauhöhe der Legierungsschmelze an einer bestimmten Stelle, wenn die Schmelze in die Form gegossen wird, und einem Schöpfgerät zum Ausschöpfen und Gießen einer vorbestimmten Menge an Schmelze aus dem Legierungsofen in die Form, wobei die Figur 1 die Stelle angibt, an welcher sich die Vorrichtung befindet. Die Gießvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie zu arbeiten beginnt, wenn die Zuführung der Gießform in einer Lage unmittelbar vor der Gießvorrichtung eingehalten wird. Der Betrieb wird durch die üiätigkeit des Gerätes zur Ermittlung des Niveaus unterbrochen, wobei elektromagnetische Schalter und Grenzschalter in jedem Betriebsabschnitt der Vorrichtung vorgesehen sind. Dabei ist jeder Betriebsabschnitt so ausgebildet, daß er in Abhängigkeit von der Regelanordnung eine Zeit-abhängige Funktion erfüllt.

Der vierte Schritt soll nachfolgend im einzelnen anhand einer Ausführungsform der Gießvorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden.

Die Figur 11 ist eine Seitenansicht der Gießvorrichtung, die an dem Schacht5O des Legierungsofens angeordnet ist, während die Figur 12 eine Draufsicht auf die in Figur 11 gezeigte Vorrichtung darstellt.

In der Zeichnung sind die Mveauermittlungsanordnung 91 und die Schöpfvorrichtung 92 nahezu hintereinander angeordnet. Die Form 93j die sich auf der Formhalterung 96 befindet, wird direkt unter die Registriervorrichtung geführt und durch Winkeleisen 97 gehalten, die mit der Formtransportvorrichtung in Ver-

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bindung stehen. Diese in der Zeichnung nicht dargestellte Vorrichtung läuft auf den fiädern 94- und 95 und führt die Form an eine Stelle, in welcher sie nahezu parallel zu dem Schacht 5o steht. Der Haltearm für die Form 93 ist exzentrisch ausgebildet und ist in einer labilen Gleichgewichtslage arretiert. Er ist so gestaltet, daß der Gußblock nach Beendigung des Gießvorganges leicht herausgenommen werden kann_s indem die Form an einer von der Gießvorrichtung entfernten Stelle umgedreht wird. Der Vorgang des Umdrehens des Gußblockes und des Herausziehens wird im Zusammenhang mit dem sich anschließenden fünften Schritt erläutert» Vorzugsweise ist die Haltevorrichtung 96 für die Form als runder, drehbarer Tisch ausgebildet <> Dabei ist in der Mitte oder am äußeren Umfang ein©£mtriebsvorrichtung vorgesehen. Mehrere, doll., zehn oder mehr₉ abgex-jinkelte Haltearme 97 sind zur Halterung der formen vorgesehen, wobei die Transportvorrichtung die Form schrittweise um 36o° drehen kann« Das Einhalten der Form 93 in einer bestimmten Lage kann beispielsweise durch das Signal eines Grenzschalters erfolgen, der mit der Form 93 in der liähe der vorbestimmten Lage in Kontakt gebracht wird. Gleichzeitig mit dem Einhalten der Formtransportvorrichtung beginnt die Gießvorrichtung ihre Sätigkeit«, Dabei wird eine Kohlenelektrode 98 des !Registriergerätes 91 bis zu einer vorbestimmten Lage mit Hilfe eines Zylinders 99 (Druckluftkalbenzylinderanordnung) zum Anheben oder Absenken der Kohlenelektrode abgesenkt. Gleichzeitig wird die Gießöffnung 1o1 einer Traufe 1oo einer Schöpfvorrichtung 92 zum Ausschöpfen der Legierungsschmelze aus dem Schacht 5o bis in eine vorbestimmte Lage mit Hilfe einer Zylinderanordnung 1o2 (Öldruckzylinder)zum Anheben der Gießöffnung io1 abgesenkt«, In der unteren vorbestimmten Grenzlage der Gießöffnung ί©1 d@r Traufe 1oo und der Kohlenelektrode 98 nimmt die Pumpe 1o3 zum Ausschöpfen der Legierungsschmelze ihren Betrieb auf ° Diese Schöpfpumpe 1o3 besteht aus

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einem Luftmotor 1o4- zum Antrieb der Pumpe sowie einer Druckluftleitung 1o5 und einer Leitung 1o6 für das Pumpen des geschmolzenen Metalles. Die unteren Enden der Luftdruckleitung und der Pumpleitung sind so angeordnet, daß sie die Legierungsschmelze mit Hilfe des Luftdruckes von dem Ende des Förderrohres am Boden des Schaehtes 5o des Legierungsofens bis zu der Abgabeöffnung 1o9 drücken. Die Legierungsschmelze fließt von der Abgabeöffnung 1o9 in die "Form 93» indem die Traufe 1oo abgesenkt wird, wobei das Niveau der übergeführten Legierungs schmelze in der Form ansteigt. Wenn die Oberfläche der Legierungsschmelze mit der Kohlenelektrode 98 des Eegistriergerätes 91 in Eontakt kommt, werden die beiden Endklemmen eines Elektromagneten 11o, der im oberen £eil der Elektrode angeordnet ist, kurzgeschlossen, so daß der Elektromagnet aktiviert wird.

Eine Schalteranordnung ist so aufgebaut, daß die Aktivierung des Elektromagneten 11o des Registriergerätes 91 bewirkt wird, indem eine Klemme des Elektromagneten mit der Elektrode 98 und die andere Klemme mit einem entsprechenden ieil der Form in Verbindung tritt, wodurch eine Energiequelle infolge des Kontaktes der Oberfläche der Legierungsschmelze mit der Elektrode eingeschaltet wird. Wenn dieser Schalter eingeschaltet ist, wird die Kohlenelektrode mit Hilfe des Elektromagneten betätigt^ von der Oberfläche der Metallschmelze getrennt.

Wie die Figur 11 zeigt, werden der Elektromagnet 11o und die Kohlenelektrode 98 gemeinsam über die Form 93 angehoben, indem der Arm des Zylinders 99 zurückgezogen wird. Gleichzeitig mit

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der oben beschriebenen Betätigung des Elektromagnet en. 11 ο setzt der₍ Betrieb der Schöpf pumpe I03 aus "und der Arm des Zylinders 1o2 zum Anheben der Gießöffnung Ιοί wird zurückgezogen. Die in der Traufe I00 zurückbleibende Legierungsschmelze und die Schmelze, die durch den Leerlauf des Luftmotors I00 zum Antrieb der Pumpe 1o3 gefördert wird_ä werden in den Schacht 5° zurückgegeben» Es ist jedoch auch möglich, die gesamte in der Traufe verbleibende Legierungsschmelze in die Form zu überführen, indem man den Betrieb des Zylinders zum Anheben der Traufe I00 über eine Zeiteinstell-vorrichtung steuert. Die Traufe I00 vollzieht infolge der Wirkungsweise des Anhebe- und Absenkzylinders für die Gießöffnung eineSchwenkbewegung, wobei die Halterung 112 an der .Wand des Schachtes als Drehpunkt dient.

Die Figur 13 zeigt eine schematische Darstellung die die einzelnen Arbeitsvorgänge des oben beschriebenen Systems erläutert. Dabei wird die gesamte Betriebsweise von dem Einhalten der Form 93 bis zur Vervollständigung des Gießvorganges automatisch durchgeführt, indem durch vier Grenzschalter und vier Elektromagneten die entsprechenden elektrischen Verbindungen hergestellt werden. Nebenbei bemerkt ist es erstrebenswert, eine gute Erdung über einen die Form 93 berührenden leitenden Teil vorzusehen, um das "Oberleiten von elektrischem Strom auf die anderen Geräteteile au verhindern, da die Schaltvorrichtung durch den Kontakt der Kohlenelektrode 98 mit der Oberfläche des Legierungsmetalles, wie oben erwähnt, betätigt wird.

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Bei der oben bescliriebenen Gießvorrichtung ist es auch, möglich, die !raufe in zwei !eile aufzuteilen, wobei nur die Traufe in der Nähe der Pumpe für die Legierungsschmelze schwenkbar ist. Bei einer solchen .Anordnung kann die Legierungsschmelze, die infolge der Drehenergie des Luftmotors 1o4- nach dem Abschalten gefördert wird, wieder in den Schacht 5o zurückgegeben werden. Wenn jedoch, wie in Figur 11 gezeigt wird, nur eine !raufe vorgesehen ist, kann die infolge der Drehenergie des Luftmotors nach seinem Abschalten geförderte Legierungsschmelze in den Schacht zurückgeführt werden, bevor sie in die Form eintritt, wobei bei der Herstellung eines looo-kg-Zinklegierungsblockes ein Schwankungsbereich des Gußblockes von ί 4o kg eingehalten werden¹^ Daneben liegt der Grund für ein sofortiges Anheben und Trennen der Elektrode 98 voD. der Legierungsschmelzenoberfläche, sobald die Elektrode die Oberfläche der Schmelze berührt, darin, daß bei einem längeren Kontakt der Elektrode mit der Schmelze die Abnutzung sehr hoch sein würde und daß die !Registrierung des Schmelzenniveaus ungenau werden würde, wenn die geschmolzene Legierung an der Spitze der Elektrode anhaftet. Wenn für die Gießvorrichtung ein Elektromagnet mit langem Arbeitsweg verfügbar ist, ist die Kolbenzylinderanordnung zum Anheben der Kohlenelektrode nicht erforderlich.

5» Schritt : Gießen einer vorbestimmten Menge Zinklegierunprsschmelze

Dieser fünfte Schritt ist auf das automatische Herausnehmen des Gußblockes aus der Form gerichtet, nachdem eine bestimmte Menge Zinklegierungsschmelze während des vierten Schrittes in die Form hineingegossen ist und sich dort verfestigt hat.

In Figur 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, mittels welcher sich das Verfahren in einer sehr

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geeigneten Weise durchführen lässt» In der Zeichnung ist als Formtransportvorrichtung ein runder, drehbarer lisch dargestellt, der in fünf Zonen aufgeteilt werden kaan₉ nämlich eine Gießzone zum Abgießen einer vorbestimmten Menge Zinklegierungsschmelze entsprechend dem vierten Schritt, eine Schlaekensammelzone, eine Druckwasserkühlzone für die form und den Gußblock, eine automatische Entleerungszone für den Gußbloek entsprechend dem fünften Schritt sowie eine Formvorwärra2on.e_s wobei in Jeder Zone die entsprechende Funktion gleichzeitig durcligeführt wirdo Die Erfindung ist jedoch nicht auf die einzelnen Anordnungen und Vorrichtungen des vierten und fünften Schrittes beschränkt, wie die !Figur ^Λ zeigt. So ist es beispielsweise möglich,, eine !Bransportvorrichtung vorzusehen, die sieh in Längsrichtung erstreckt und parallel an dem Schacht für das Ausschöpfen der Zinklegierungsschmelze des Legierungsofens vorbeigeführt wird» So kann beispielsweise die !transportvorrichtung parallel sur Eraufe der Gießvorrichtung gemäß Figur 1 verlaufen,, wobei die Form von einem Sransportband oder einer !Dransportsehiene bis zur Mündung der !raufe transportiert wird,wi& in der Zeichnung dargestellt ist_s so daß der fünfte Schritt in jeder Biohtung durchgeführt werden kann. Wenn auf der gegossenen Zinklegierungsschmölze während des vierten ' Schrittes Schlacke gebildet wird₃ wird diese vorzugsweise vor der Verfestigung der Zinklegierungsschmelze abgeschöpft, wobei die Form vor dem Gießen vorteilhaft auf etwa 16o°G vorerhitzt wird, um das Einsammeln der Schlacke au erleichtern.» Darüber hinaus wird die während des vierten Schrittes gegossene Zinklegierungsschmelze vorzugsweise schnell gekühlt und verfestigt, wie die Figur 1 zeigte was durch eine Wasserkühlung auf der !Transportvorrichtung geschehen kanu« Eine Luftkühlung durch ein Gebläse oder ein Abkühlen aa der Luft kann jedoch auch genügen.

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Die Gießvorrichtung, die zur ]>urchführung des fünften erfindungsgemäßen Schrittes Verwendung findet, "besitzt die folgenden Merkmale :

(I) Eine im Querschnitt im wesentlichen rechteckige, metallische Form, die von zwei Haltearmen getragen wird, wobei die Haltearme exzentrisch gebogen sind und außen an den Seitenwänden der Form angreifen. Dabei ist die Form leicht konisch ausgebildet, während die beiden Haltearme drehbar gelagert sind. (II)Eine Drehvorrichtung mit einem Eingriffselement, das ausrückbar mit einem Endteil eines der Haltearme zum Eingriff bringbar ist, mittels welcher der Haltearm zusammen mit der Form gedreht werden kann. Dabei ist die Drehvorrichtung am Ende der !form angeordnet und kann über eine Kolbenzylinderanordnung hin und her bewegt werden, um das Eingriffs element mit dem Haltearm zum Eingriff zu bringen oder auszurücken. (m)Eine .Ans chi ag schiene, die so angeordnet ist, daß die Oberkante der Seitenwand mit dieser zum Eingriff kommt, wenn die Form um 18o° gedreht ist.

(IV)Eine direkt unterhalb der Form angeordnete Gußblockaufnahmeschiene.

Nach der erfindungsgemäßen verwendeten Maschine wird, nachdem eine vorbestimmte Menge der Zinklegierungsschmelze gegossen, abgekühlt und verfestigt ist, die Kolbenzylinderanordnung betätigt, um die Drehvorrichtung vorzuschieben. Dabei kommt das Eingriffselement mit dem Ende der Formhalteschiene zum Eingriff, und die Form wird um mehr als etwa 15o° gedreht. Dann wird die Antriebsvorrichtung zurückgeführt, nachdem das Eingriffselement aus dem Endteil der Formhalteschiene ausgerückt ist. Das Entfernen des Gußblockes aus der Form wird durch die !Eatsache bewirkt,

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daß die Form mit dem Gußblock gedreht wird, wobei auf den Gußblock eine Eotationsenergie übertragen wird» Dabei wird die obere Kante der Seitenwand der Form heftig auf die Anschlagschiene gestoßen, worauf infolge dieses Stoßes der Gußblock aus der Form heraus und auf eine Aufnahmestelle oder -schiene fällt.

Bei der Formvorrichtung, die zur Durchführung des oben erwähnten fünften erfindungsgemäßen Schrittes verwendet wird, geschieht das Lösen des Blockes durch den bei einem einmaligen Überrollen bewirkten Stoß. Der ÜberrollVorgang kann jedoch wiederholt ausgeführt werden, nachdem die-!form in ihre ursprüngliche Stellung zurückgekehrt ist β Dadurch kann auch für den Fall, daß der Block fest an der Form haftet, dieser ohne den Einsatz von Menschenkraft aus der Form herausgelöst werden, indem lediglich der ÜberrollVorgang zwei-oder dreimal wiederholt wird. Nachdem der Gußblock die Form verlassen hat und von der Aufnahme st eile übernommen worden ist, wird er beispielsweise mit Hilfe eines Förderbandes, wie in Figur1 dargestellt wird, aus der Formvorrichtung herausbefördert. Diese Fördereinrichtung kann die Aufnahmestelle hin und her bewegen, während gleichzeitig direkt unterhalb des AufnahmeStandes eine Hebevorrichtung angeordnet ist. Nachdem Heben des Blockes auf die Aufnahme st el Ie wird diese zurückgezogen. Wenn nun die Anordnung so ausgebildet ist, daß der Block in der unteren Grenzstellung der Hebevorrichtung auf den Soll enf or der er aufgegeben werden kann, können auch Gußblöcke, deren Gewicht mehr als 1 t beträgt, aus der Formvorrichtung heraustransportiert werden, ohne daß auf die Transportvorrichtung für den Gußblock ein Stoß übertragen wird.

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AIs nächstes soll der fünfte Schritt anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.

Die Figur 14 zeigt die Draufsicht auf die Formvorrichtung,während die Figur 15 einen vertikalen Seilschn.itt durch die Formvorrichtung darstellt. In der Figur 16 sind eine Seitenansicht und der Querschnitt der Form abgebildet.

Wie aus den Zeichnungen deutlich wird, ist die Form 93 an einer Schiene 112, die dem Weitertransport der Form dient, befestigt, wobei beide zusammen in die vorbestimmte Lage gebracht werden. Hierauf wird eine bestimmte Menge Zinkl egi erung sschmelze von der Gießvorrichtung gemäß Schritt 4 in die Form gegossen. Die Form wird dann dort eingehalten, wo sich die Drehvorrichtung 114 und die Anschlagschiene 115 befinden. Die Form 93 wird mit Hilfe einer waagerechten Halteschiene 116 in einer horizontalen Lage gehalten, während die Haltewellen 117 und 118 der Form konzentrisch angeordnet sind. Die Radialkugellager sind einerseits an diesen Haltewellen 117 und 118 und andererseits über die Halterungen 119 und 12o an den Schienen 112 und 113 befestigt.

Die Schienen 112 und 113 sind mit Hadern versehen, die mit den Gleitschienen 121 und 122 an deren unterem Ende in Berührung stehen. Die Form 93 kann zusammen mit den Schienen 112und 113 fortbewegt werden, indem man das Winkel eisen 123 hin oder her schiebt. Am Ende der Formhaltewelle 118 ist ein¹ stationärer Kupplungsteil 124 mit einem Aufbau, wie er in den Figuren 17 und 18 dargestellt ist, befestigt,während ein Antriebskupplungsteil 126 mit dem in den Figuren 19 und 2o gezeigten Aufbau an der Antriebswelle 125 der Überrollvorrichtung 114 befestigt ist.

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Wenn die Überrollvorrichtung 114 mit Hilfe des Zylinders 127 vorgeschoben wird, wie dieses in der Figur 15 gezeigt ist, greift der Antriebskupplungsteil 126 in den stationären Kupplungsteil 124- ein, so wird, wenn die t3berrollvorrichtung 114 betätigt wird, die Form 93 umgedreht, wie dieses aus den Figuren 15 und 16 deutlich wird. Bei dem Drehvorgang der Form 93 nimmt diese durch eine Verschiebung des Schwerpunktes eine solche Lage ein, aus welcher sie sich auch dann x^eiterdreht, wenn sie dem Eingriff der äußeren Kraft entzogen worden ist. Die Drehvorrichtung wird dann zurückgezogen, und die IOrm 93 schlägt mit einem Stoß auf die Anschläge 128 und 129 der Anschlagschiene 115· Dementsprechend ist es vorteilhaft_s auf der Seitenwand der Form 93 verstärkte Anschläge 130 und I31 vorzusehen, die gleichzeitig auf die Anschläge 128 .und 129 aufschlagen*

Durch das Umdrehen der Form fällt der gegossene Block auf die gabelförmige Blockaufnahmeschiene 132_S worauf der Block von vier Stäben 134, 135$ 136 der Hebevorrichtung 133_? die sich direkt unter der Schiene 132 befindet,durch eine Aufwärtsbewegung der Stäbe übernommen wird«. Daraufhin wird die Blockaufnahmeschiene 132 durch die Wirkung eines Zylinders 137 zurückgezogen, während die Stäbe 134_S 1359 136 der Hebeanordnung 133 abgesenkt werden, wodtasil der Block auf einen EoIl enf order er aufgelegt wird, der den Block hinausbeförderte Das Anheben und Absenken der Hebevorrichtung während des Auflegens des Blockes auf den EoIl enf order er I38 wird durch den Öldruokzylinder 139 bewerkstelligt.

Die Betriebsweise der in dem fünften erfindungsgemäßea. Schritt verwendeten Vorrichtung soll nun in aufeinanderfolgenden Schritten aufgezählt werden»

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a) Die Form 93 j in welche die inzwischen verfestigte Zinklegierungsschmelze hineingegossen ist, wird in einer vorbestimmten Position eingehalten (dort wo sie genau auf die Drehvorrichtung 114 ausgerichtet ist).

b) Die Gußaufnahmeschiene 132 wird vorgeschoben (Vorbereitung zur Aufnahme des Gusses).

c) Die Antriebsseite der Kupplung 126 der Drehvorrichtung 114 greift in die stationäre Kupplungsseite 124· der Form 93 ein.

d) im Laufe des durch den Betrieb der Drehvorrichtung 114 bewirkten Drehvorganges wird die Antriebsmaschine zurückgezogen (die iOrm dreht sich nun selbsttätig herum, wobei die Anschläge 13o und 131 auf die Anschläge 128 und 129 aufschlagen und der Gußblock auf die Blockaufnahmeschiene fällt).

e) Die Blockanhebevorrichtung 133 wird nach oben bewegt (die Blockanhebevorrichtung nimmt ihre obere Grenzstellung ein).

f) Die Gußblockaufnahme schiene 132 wird zurückgezogen.

g) Die Blockhebevorrichtung 133 wird abgesenkt (der Block wird auf den EoIl enf order er 138 aufgelegt und aus der Vorrichtung herausbefördert).

h) Der Antriebskupplungsteil 126 der Drehvorrichtung wird mit dem stationären Kupplungsteil 124 der Form 93 zum Eingriff gebracht, wodurch nach einer weiteren Drehimg die Form ihre ursprüngliche Lage einnimmt.

Die Vorrichtung, die dta fünften Schritt der Erfindung entsprechend die oben zusammengestellten Funktionen durchführt, besitzt einen Grenzschalter in der Haltestellung der iOrm 93 zur Durchführung des Vorganges a). Bei Betätigung dieses Schalters werden die Funktionen b) und c) aufeinanderfolgend oder

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gleichzeitig durchgeführt, liach Beendigung des Tor gang es c) schließt sich automatisch sofort durch die Anordnung des Grenzschalters die Funktion d) an. Der nächste Vorgang e) kann möglicherweise durch die Anordnung eines TJltraschall-Registrierinstrumentes oder eines Infrarot-Eegistrierinstrumentes durchgeführt werden, das sich in einer Lage befindet, in welcher der Gußblock gesehen werden kann, um festzustellen, daß der Block auf die Aufnahmeschiene gefallen ist. In der oberen Grenzstellung der Hebevorrichtung bei dem Vorgang β ) ist ein Grenzschalter vorgesehen, der die Funktionen f) und g) auslöst, während in der unteren Grenzstellung der Hebevorrichtung die Funktion h) durchgeführt werden kann, die dem oben erwähnten Vorgang ähnlich ist.

Jeder dieser Vorgänge kann leicht mit Hilfe einer elektrischen Verbindung von dem jeweiligen Grenzschalter und Registrierinstrument zu der entsprechenden Vorrichtung hergestellt werden. Es können auch mehrere Formen im gleichen Abstand voneinander und parallel zueinander auf geradlinig verlaufenden Schienen oder radial auf kreisförmigen Schienen angeordnet sein, wobei das Vorheizen der Formen,das Gießen der Zinklegierungsschmelze sowie das Abkühlen und ähnliches aufeinanderfolgend durchgeführt werden können. Die erfindungsgemäße Formanordnung kann sich an die Kühlzone anschließen, wobei die Gußblöcke nahezu kontinuierlich aus den Formen herausgenommen werden.

Die oben beschriebene Vorrichtung hat nicht nur den Vorteil, daß Arbeitskräfte bei dem Herausnehmen der großen Zinklegierungsblöcke aus der Form eingespart werden, sondern selbst im besonderen auch für die massenweise Herstellung der Gußblöcke ist sie geeignet. Darüber hinaus wird auch der Raumbedarf, der für

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das Herausnehmen der Blöcke aus den Formen erforderlich ist, erheblich vermindert.

Wenn vor dem fünften erfindungsgemäßen Schritt die Schlacke von der Oberfläche der gegossenen Zinklegierungsschmelze abgeschöpft werden soll, kann entweder die Schlackenabschöpfvorrichtung gemäß der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 31067/70 (Anmelder: Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.) oder die Schlackenabschöpfvorrichtung, die in der japanischen Patentveröffentlichung Kr. 194-36/71 (Anmelder: Mitsui Mining & Smelting Co. ,Ltd.) beschrieben ist, verwendet werden. Es ist auch möglich, vor dem fünften Schritt eine Vorrichtung einzusetzen, die so ausgebildet ist, daß zwei Schlackenabschöpf bleche in Längsrichtung von den beiden Enden der Form zur Mitte hin bewegt werden. Dabei ist ein Abschöpfblech vorgesehen, das die Form eines Dreiecks aufweist. Die Schlacke wird abgeschöpft und außerhalb der Form mit Hilfe des Schöpfbleches und eines Bleches, das beide Enden des Dreieck-förmigen Schöpfbleches verschließt, gesammelt. In Figur Λ ist die Stelle erläutert, an welcher die Anordnung zur Entnahme der Schlacke vorgesehen ist. Wenn der Gußblock nach dem Abnehmen der Schlacke schnell gekühlt werden soll, sind an dem Maschinenrahmen oberhalb und unterhalb der Form und/oder an den Seiten Wasserzuführungsrohre so befestigt, daß der Transport der Form beim Durchlauf durch die Kühlzone, die in Figur 1 angedeutet ist, nicht gestört wird. Wenn für eine Wasserkühlung durch den Austritt des Wassers aus einer Vielzahl von in den Leitungen vorgesehenen Löchern gesorgt wird, kann ein 5oo-kg-Gußblock bis 1oo-kg-Gußblock innerhalb etwa 2o Minuten von einem geschmolzenen Zustand bis in einen Temperaturbereich von 2oo bis 26o°C (Oberflächentemperatur des Blockes) abgekühlt

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•ie

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werden, bei welchem er leicht aus der Form herausgenommen werden kann. Um das Einsammeln der oben erwähnten Schlacke zu erleichtern und für den Fall, daß die Form vor der Durchführung des vierten Schrittes erhitzt wird, ist es wünschenswert, ein Vorheizverfahren einzusetzen, bei welchem mindestens eine Flamme, die durch ein Luft-Brennstoff-Gemisch gespeist wird, auf die innere Oberfläche der vier Seitenwände der Form von oben nach unten gerichtet wird, !fach diesem Vorheizverfahren ist es möglich, die schmiedbare Guß eisenform von etwa 2o°C bis in den Bereich von 16o bis 170⁰C in 7 bis 8 Minuten vorzuheizen. Während dieses Vorheizens wird vorzugsweise ein Vorheizgasbrenner verwendet, der aus einer nahezu geraden Luft zuführungsleitung mit einem Lufteinlass besteht, während außerdem eine Gaszuführungsleitung vorgesehen ist, die den oberen Teil der Luftleitung dicht umschließt. Dabei durchdringt eine innere Leitung als Düse die äußere Wandung des Luftzuführungsrohres von der äußeren Wandung des Brennstoffzuführungsr,ohres_s wodurch ein Zwischenraum zwischen dem inneren Rohr und der äußeren Wand des vorspringendai Teiles des inneren Rohres gebildet wird, auf das ein besonderes äußeres Rohr für eine Düse passt. Ein Ende des äußeren Rohres ist mit der äußeren Wandung des Luftzuführungsrohres verbunden^, bildet eine Düse. Dabei wird an der Längsseite des rechtwinkligen Luftzuführungsrohres mindestens eine solche Düse gebildet, und vorzugsweise sind an allen vier Seiten mehrere solcher Düsen vorgesehen.

Wenn der oben erwähnte Vorheiz schritt, das Entfernen der Schlacke und die intensive Kühlung zusammen mit den erfindungsgemäßen Schritten, wie in Figur 1 dargestellt, zum Einsatz kommen, und wenn alle Schritte, beginnend mit der Aufgabe des rohen Zink-

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material^)tu ersten Schritt "bis zum Herauslösen der Gußblöcke im fünften Schritt einschließlich ihrer mechanischen Beförderung durch ein elektrisches Schaltsystem, koordiniert und gesteuert werden, lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren mit einer extrem geringen Anzahl von Arbeitern unter Steuerung von einem zentralen Kontrollraum aus durch alle oben beschriebenen erfindungsgemäßen Schritte hindurch durchführen. Ohne daß dieses einer besonderen Ausführung bedarf, kann natürlich das Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Gußblöcken durch eine elektrische Schaltung gesteuert werden.

Beispiel

Die jeweiligen Vorrichtungen wurden, wie in Figur 1 dargestellt ist, angeordnet, wobei ein Legierungsofen zum Schmelzen der Zinklegierung verwendet wurde, wie er in den Figuren 5 bis 8 dargestellt ist. 6 Gew.-Teile elektrolytischer Zinkschmelze (Qualität Gd-Spuren, Pb-Spuren, Fe-Spuren und Sest Zink) im Verhältnis zu 1o Gew.-Teilen Destillationszinkschmelze (Qualität Od o,o4%, Pb o,2o %, Fe o,o15% und Rest Zink) wurden in den Schacht 33 des Misehofens 31 eingebracht. Die jeweilige Zinkschaelze wurde kontinuierlich dem Schacht 33 von dem Schmelzofen zugeführt, und zwar jeweils unter Verwendung einer Schöpfkelle mit einer Kapazität von 75 kg und 24 kg bei jedem Schöpf Vorgang. Ein Aluminiumgußblock (5 kg/Stück) wurde durch den Schacht 33 der Zinkschmelze (Temperatur 52o°0) beigegeben, deren Gesamtgewicht etwa 2,2 t betrug, so daß es dann o,23 Gew.-% Aluminium enthielt. Dieser Vorgang wurde wiederholt, d.h. es wurde kontinuierlich eine bestimmte Menge an Zinkschmelze mittels der Schöpfkelle zugeführt, das Umrühren wurde fortgesetzt und alle 11 Minuten wurde ein Aluminiumgußblock (5 kg/Stück) selbsttätig durch eine Zeitsteuervorrichtung eingeschmolzen. Außerdem wurde metallisches

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Blei (0,8 kg/Std.) zugegeben und eingeschmolzen, um einen Gehalt von o,2 Gew.-% Blei in der Zinkschmelze zu erhalten. Die sich ergebende Zinklegierungsschmelze ließ man in "bestimmten Zeitabständen in den Muffelofen überströmen.

Gleichzeitig mit dem Herstellungsvorgang der Zinklegierungsschmelze wurde die Schmelze aus dem Schacht 5o des Muffelofens 32 mit Hilfe der in den Figuren 11 bis 13 dargestellten Gießvorrichtung mit einer Geschwindigkeit von etwa 11 t/Std. ausgeschöpft, und der eckige Gußblock, dessen Durchschnittsgewicht pro Stück o,92 t betrug, wurde gegossen.

Die Form bestand aus schmiedbarem Gußeisen mit einem etwas konischen Querschnitt und einer rechteckigen Form von etwa 1,6 m Länge. 12 Formen wurden drehbar auf einer Transportvorrichtung in Form eines runden Tisches, wie in Figur-1 dargestellt ist, angeordnet (die in Figur 1 nicht dargestellte Stützvorrichtung wurde weiter oben im einzelnen beschrieben). Die Zinklegierungsschmelze wurde in die Formen eingegossen, die bis zu einer Durchschnitt stemperatur von 16o°C auf der Innenseite in der in Figur 1 dargestellten Yorwärmzone vorerhitzt waren. Bach dem Abschöpfen der Schlacke von der Oberfläche der Zinkschmelze im Anschluss an den Gießvorgang wurden die Formen und die Gußblöcke in der in Figur 1 dargestellten Kühlzone abgekühlt. Daraufhin wurde jeder Gußblock automatisch mit Hilfe der in den Figuren 14 bis 2o dargestellten Vorrichtung aus der Form entfernt. Nach einem 4-stündigen Gießvorgang wurden insgesamt 48 Gußblöcke hergestellt.

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Bei dem Vorgang wurde festgestellt, daß nahezu eine bestimmte Henge an Zinkmetallschmelze bei jeder Zuführung des Rohmaterials durch den "Überströmkanal in der Zwischenwand zwischen dem Mischofen und dem Muffelofen überströmte. IJm zu untersuchen, ob die Zinkmetallschmelze jeweils in dem geforderten Zusammensetzungsbereich in den Muffelofen überführt wurde, wurde eine analytische Probe von jedem der 48 Gußblöcke entnommen. Sie wurden mit Hilfe des Atomabsorptionsanalysierverfahren analysiert und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II zusammengefasst.

Wie die Ergebnisse der Tabelle II deutlich zeigen, wird bestätigt, daß die nach der Erfindung hergestellten Gußblöcke die gewünschte Zusammensetzung nahezu kontinuierlich erreichten,und zwar unter einem hohen Produktionswirkungsgrad mit einer Schwankung von etwa ί o,o14% in Bezug auf den Aluminiumgehalt(o,23)·

.. ./42 309840/0493

Mi ; -4«-

Sabellell

It	o23
Il
It
It	ο 24
It	o26
Il
It
ti
ti
IJL
o,
o,

Guß- Analysierter Bestandteil (in %)

block-

Nr. Al Pb Cd Fe

1 o,238 o,2o1 o,o23 o,o113

2 o,233 o,2o2

3 o,238 o,2o3

4 " o,2o2

C Il " «I

6 o,235 o,2o1

7 o,238 o,2o8

8 " o,2o2'

9 o,24o o,2o5

10 o,241 o,2o4 o,o23 o,o11ο

11 o,237 o,2o1

12 o,239 · o_s2oo

13 o,24o o,2o3

14 o,24o "

15 " o,2o5 " o,o115

16 0,242 " '-'

17 o,244 " »

18 o,24o Q,2o8 o,o25

19 0,245 ,o,2o5 o,o26

20 " o,2o6 " o,o1o9

21 o.,242 o,'2o4 η

22 o,24o o,2o5 "

23 0,245 o,2o1

24 o,24o o,2o2

25 o,24o o_?2o3

26 0,244 O₈2o5

27 " o>2o3

28 a,237 o_t2ö1

29 σ, 241 ο

30 0,236 ο

31 0,237

0	so25	0	»0112
O	9,o 26
O	so26
It
Il
It		0	,0II6
Il
O	,025		./43
κ

_ 23160A5

(Fortsetzung Iabelle II von Seite 42)

35 " o,2oo " o,o1o5

4o o,235 o,2oo o,o26 o,o112

45 o,224 " o,o24 o,o118

48 " o,2o6 o,o26 o,o116

AritnmetischesMittel der analysierten Bestandteile : Al o,235%, Pb o,2o3%, Gd o,o35%, ^e o,o113%

0,237	ο,2ο1	ο,ο25
ο, 236	ο,2ο2
ο,232	ο,2ο3 ■
	ο,2οο
ο,23ο	ο,2ο3
ο,232		H
ο,236	ο,2ο6	ο,ο26
ο,231	ο,2ο1	ο,ο25
ο, 235	ο,2οο	ο,ο26
ο, 22ο	ο,2ο2	ο,ο25
ο,221	ο,2οο	ο,ο24
ο,236	ο,2ο2	ο,ο25
ο, 217	ο,2ο1
ο,224		ο,ο24
ο,226	ο,2ο6	ο,ο25
ο,225	ο,2ο9
	ο,2ο6	ο,ο26

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Claims (1)

1. Pat ent ansprüche

   1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung großer Zinklegierungsgußblöcke, gekennzeichjotet durch die Verwendung eines Legierungsofens, der einen Misch- · ofen umfasst, der mit mindestens einem Zugabe schacht an der Seitenwand des Mischofens Vorsehen ist,, während mindestens eine Bohrvorrichtung ah der Abdeckung des Mischofens vorgesehen ist, wobei mit· dem Mischofen ein Muffelofen in Verbindung steht, an dessen Seitenwandung mindestens ein Entna^hmeschacht vorgesehen ist, während zwischen den beiden Öfen am Boden eine mit einem Überströmkanal versehene. Zwischenwand angeordnet ist,·wobei eine bestimmte Menge Zinkschmelze und mindestens ein Legierungsmetallblock unter Umrühren der zugeführten Zinkschmelze in den Aufgabeschacht gegeben wird, worauf die Zuführung der Zinkschmelze und des Legierungsmetällblοckes in vorbestimmten Zeitintervallen wiederholt wird, wobei sich kontinuierlich eine Zinklegierungsschmelze bildet, die stoßweise über die Zwischenwand von dem Mischofen in den Muffelofen einströmt, während bei dem nächfolgenden Gießen eine bestimmte Menge der sich ergebenden Legierung zu einem großen Gußblock gegossen wird, indem die Legierungsschmelze aus dem Entnahme schacht geschöpft und- mindestens einer jform zugeführt wird, wobei die Menge d$r zugeführten Zinkschmelze und des Legierungsmetalles pro Zeiteinheit so eingestellt wird, daß die zugeführte Menge anx ί ^ä|fhjaaterialien in den Mischofen und ,die aus dem_s Muffelöfen entnommene Menge an Legierungsschmelze ejjwa im Gleichgewicht stehen. ,

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   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinkschmelze von mindestens einem Schmelzofen in den Aufgabeschacht eingeführt wird, indem man mindestens einenSchmelzof en mit einem Uberströmschacht an seiner Seitenwand dem Legierungsofen zuordnet, wo"bei eine vorbestimmte Menge Zinkschmelze von dem Schmelzofen in den Zugabeschacht geschöpft wird.

   3- Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, 'dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der Zinkschmelze von dem Schmelzofen in den Zugabeschacht in der Weise ausgeführt wird, daß das Niveau der Zinkschmelze konstant gehalten wird, indem eine solche Menge Zinkschmelze zugeführt wird, daß der Entnahmeschacht des Schmelzofens überfließt, während durch eine Schwenkbewegung einer Schöpfkelle,die bis zu einer vorbestimmten (Tiefe in den Entnahmeschacht des Schmelzofens eingetaucht wird, aus diesem eine vorbestimmte Menge an Zinkschmelze ausgeschöpft und über eine Traufe dem Zugabeschacht des Hischofens zugeführt wird.

   4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausschöpfen und Gießen der Zinklegierungsschmelze mit Hilfe einer Metallschmelze-Ausschöpfvorrichtung durchgeführt wird, die in dem Legierungsofen angeordnet ist, wobei ein Pumprohr in den Entnahme schacht des Legierungsofens eingetaucht wird, däe eine Auslassöffnung außerhalb

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   des Entnahme schacht es besitzt, während eine Vorrichtung zum selbsttätigen Abgießen einer Torbestimmten Menge an dem Legierungsofen angeordnet ist, die eine Traufe besitzt, deren eines End:e lösbar mit der Auslassöffnung in Verbindung steht, während ihr anderes Ende zur Gießform für-die Legierungssehmelze führt, wobei eineKolbenzylinderanordnung zum Anheben und Absenken der Gießöffnung, der Traufe vorgesehen ist, während oberhalb der Form zur Registrierung des Uiveaus der Schmelze innerhalb der 3Porm eine an ihrem oberen Ende mit einem Elektromagneten versehene Elektrode, die mittels, einer Kolbenzylinder anordnung anhebbar ,und absenkbar ist, angeordnet ist* wobei der Gießvorgang durch die Betätigung der beiden Zylinder und der Schöpf Vorgang durch das Einhalten der Form in einer vorbestimmten Lage eingeleitet werden, während die Aktivierung des Elektromagneten durch den Kontakt der Elektrodenspitze mit der Metallschmelze bewirkt und der vollständige Gießvorgang während jedes Schrittes mit Hilfe einer elektrischen Schaltung durchgeführt wird.

   5· Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der große legierungsblock hergestellt wird, indem (1.) eine Formtransportvorrichtung zur schrittweisen Fortbewegung der Formen in eine vorbestimmte Lage und (2.) eine Gußblockdreh- und -ausleervorrichtung vorgesehen ist, bestehend aus (2a) einer rechteckigen Metallform mit leicht konischem Querschnitt zur Aufnehme ^i:Q±&eT vorbestimmten Menge an Zinklegierungsschmelze, die drehbar gehalten wird, (2b) einer Drehvorrichtung 309840/0493 .../47

   mit einem Eingriffselement, das mit der Stützwelle der Form ausrückbar zum Eingriff bringbar ist, wobei die Drehvorrichtung die Welle zusammen mit der Form zu drehen vermag, (2c) einer Anschlagschiene, mit welcher die Oberkante der Seitenwand der Form nach einer Drehung um 18o° zum Eingriff bringbar ist, und (2d) einer Gußblockaufnahmeeinheit unterhalb der Form, wobei in aufeinanderfolgenden Schritten der innerhalb der Form verfestigte Gußblock selbsttätig durch das Umdrehen der Form mittels der Drehvorrichtung herausgenommen wird.

   Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rührvorrichtung innerhalb des Mischofens verwendet wird, die einen hitze- und korrosionsbeständigen Impeller besitzt, an dessem oberen Ende eine Welle befestigt ist, die sich innerhalb eines die Welle umgebenden Wassermantels zu drehen vermag, während außerdem eine Abdichtung vorgesehen ist, die aus einem an der Welle befestigten, rohrförmigen leil besteht, der in einen ringförmigen, mit einem bei niedriger Temperatur schmelzenden Metall gefüllten Kanal eingreift, während zur Drehung der Welle eine Antriebsvorrichtung vorgesehen ist·

   Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Gießvorgang eine Kühlung anschließt, bei welcher die Oberfläche der in die Form gegossenen vorbestimmten Menge an Zinklegierungsschmelze durch Besprühen mit feinverteiltem Wasser verfestigt wird, wobei sowohl die 309840/0493 .,./48

   Oberfläche der Schmelze als auch die Seitenwände und der Boden der Form mit Wasser begossen oder besprüht werden.

   8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zuführung der Zinkschmelze von dem Schmelzofen in den Aufgabeschacht des Mischofens eine Schöpfvorrichtung verwendet wird, die die folgenden Merkmale .aufweist : (I) eine Metallschmelze-Beschickungsvorrichtung für den Entnahmeschacht des SchmelZofens mit einer Kapazität, die ein ständiges Überfließen des Entnahmeschachtes gewährleistet, (II) einen am Maschinenrahmen befestigten Motor mit einstellbarer Geschwindigkeit, (III) einen Hebel, der mit einem auf der Motorwelle angeordneten Hbekenrad in Verbindung steht und infolge der Drehung dea Hockenrades eine vertikale translatorische Bewegung ausführt, (IY) eine an dem Entnahme schacht angeordnete Traufe zur Überführung der Zinkschmelze, (Tf) eine Verbindung zwischen dem an dem Bbckenrad befestigten Hebel und einer Schöpfkelle zur Überführung der Zinkschmelze, die so angeordnet ist, daß in der unteren G-renzstellung des Hebels die Schöpfkelle in den Schacht eingetaucht ist, während in der oberen G-renzstellung des Hebels das Auslaufende der Schöpfkelle nach unten geneigt ist, wobei die Schöpfkelle mit einer bestimmten Frequenz, die der Eotationsgeschwindigkeit des Motors entspricht, eine Schwenkbewegung durchführt.