DE2316045B2

DE2316045B2 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Erzeugung von legierten Zinkgußblöcken

Info

Publication number: DE2316045B2
Application number: DE2316045A
Authority: DE
Inventors: Tokiziro Kuroda; Mamoru Mori; Katsumi Takebara Hiroshima Shimizu; Mitsunori Yoshida
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1972-04-01
Filing date: 1973-03-30
Publication date: 1978-06-29
Also published as: JPS5120293B2; ES413243A1; DE2316045A1; JPS48100316A; NO142563C; US3862839A; DE2316045C3; BE797635A; NO142563B; NL7304406A; IT980731B; FI56778B; FI56778C; CA997154A; ZM5673A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von legierten Zinkgußblökken, bei dem das flüssige Metall in Formen gegossen wird, die sich in einer um eine senkrechte Achse umlaufenden Gießvorrichtung befinden, aus denen die erstarrten Massen mechanisch entfernt werden. Die Erfindung betrifft auch die zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtungen.

Aus der österreichischen Patentschrift 1 84 678 ist eine um eine senkrechte Achse umlaufende Gießvorrichtung für flüssiges Metall bekannt, die grundsätzlich auch für Zinkguß geeignet sein könnte. Dabei wird das flüssige Metall den Formen mit Hilfe einer kippbaren Gießrinne zugeführt. Die erkalteten Massen werden mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch von dem ais Rondell ausgebildeten Gießtisch abgehoben.

Aus der deutschen Patentschrift 9 02 430 ist eine gemeinsame Schmelz-, Gieß- und Dosiervorrichtung für Zinkguß bekannt, die jedoch nicht zur Herstellung von Zinklegierungen geeignet ist, da sie keinerlei Mischvorrichtung aufweist.

In der amerikanischen Patentschrift 34 67 167 ist zwar ein Verfahren zum Gießen von Eisen, Stahl, Kupfer, Messing, Nickel und dergleichen beschrieben, bei dem zur Desoxydation dem Material beim Guß desoxydierende Mittel, wie Aluminium, Calcium oder Magnesium, zugesetzt werden sollen. Daraus konnte jedoch der Fachmann keine Lehre zur Herstellung legierter Zinkgußblöcke entnehmen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und hierzu geeignete Vorrichtungen zur Herstellung großen legierter Zinkgußblöcke zu schaffen, bei dem alle Schritte von der Herstellung der Legierungsschmelze unter Einschmelzen des Rohmaterials bis zum Gießen und Entnehmen des fertigen Gußblocks aus der Form kontinuierlich in maschineller Weise durchgeführt werden. Dementsprechend besteht die Lösung dieser Aufgabe in der Kombination der im folgenden angegebenen Verfahrensschritte sowie der hierzu konstruierten Vorrichtungen. Die Erfindung ermöglicht eine voll kontinuierliche Betriebsweise.

Das Verfahren der Erfindung zur Herstellung legierter Zinkgußblöcke, bei dem das flüssige Metall in Formen gegossen wird, die sich auf einem um eine senkrechte Achse umlaufenden Gießtisch befinden, aus denen die erstarrten Blöcke mechanisch entfernt werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß das geschmol-

/one Metall in bestimmten Zeitabständen gleichzeitig mit einer bestimmten Menge eines Legierungsmetalls aus einem Schmelzofen in den Aufgabeschachl eines mit einer Rührvorrichtung ausgestatteten Mischofens geschöpft, hier unter Rühren mit den erforderlichen Legierungsbestandteilen vermischt und nach Durchlaufen eines weiteren Muffelofens anschließend in die auf einer sich langsam drehenden Scheibe angeordneten Form abgegossen wird, aus denen der erkaltete Gußblock durch Umdrehen der Form entnommen wird, wobei die dein Mischofen laufend zugeführte Menge des geschmolzenen Metalls und die daraus entnommene Menge der legierten Schmelze etwa im Gleichgewicht gehalten werden.

Die Vorrichtung zur Durchführung dieses neuen Verfahrens weist einen Schmelzraum, einen Gießraum und eine Dosiervorrichtung auf. Sie ist gekennzeichnet durch die Kombination eines Schmelzofens, aus dem kontinuierlich geschmolzenes Zink mit Hilfe einer Schöpfvorrichtung entnommen wird, und eines mit einer Mischvorrichtung ausgestatteten Mischofens, an den sich ein Muffelofen anschließt, aus dem die Schmelzlegierung laufend durch eine Vorrichtung entnommen und über eine schwenkbare Traufe der Gießform zugeleitet wird, sowie eine Vorrichtung zum Umdrehen der erkalteten Gußform zwecks Entnahme des fertigen Gußblocks.

Der Schmelzofen weist vorzugsweise seitlich einen Entnahmeschacht auf, über dem die Schöpfvorrichtung angeordnet ist.

Die Schöpfkelle für das geschmolzene Metall wt vorteilhaft an einem senkrechten Hebel befestigt, der durch die Drehung eines Nockenrades auf und nieder geschoben wird. Dieses Nockenrad kann durch einen Motor mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben werden. Die Schöpfkelle entleert bei jedesmaligem Schöpfen ihren Inhalt laufend in eine Traufe.

Die Mischvorrichtung ist vorzugsweise mit einem drehbar gelagerten Wassermantel versehen.

Zur Abdichtung der Rührvorrichtung ist eine mit schmelzflüssigem Metall niedrigen Schmelzpunktes gefüllte Rinne vorgesehen, in die ein an der Riihrwelle befestigtes Abdichtungsblech eingreift.

Über den zu füllenden Gießformen ist vorzugsweise eine Niveauregelungsanordnung vorgesehen, welche aus einer Kohleelektrode besteht, die bei Berührung mit der Oberfläche des geschmolzenen Legierungsmetalls einen Öldruckzylinder steuert, der die Gießrinne anhebt und gleichzeitig die Schöpfpumpe ausschaltet.

Mit den Gießformen ist vorzugsweise eine Drehvorrichtung kuppelbar, wobei unterhalb der Formen eine heb- und senkbare Vorrichtung zur Aufnahme und Weiterbeförderung des aus der Form herausgefallenen Gußblocks vorgesehen ist.

Unterhalb der Formen sind vorzugsweise Anschläge vorgesehen, gegen welche die Formen beim Drehen mit ihren Anschlägen anstoßen.

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

d) Aulomatisches Abgießen einer
vorbestimmten Menge der sich
ergebenden
Zinklegierungsschmelze

e) Selbsttätiges Herausnehmen des
Zinklegierungsblockes

4. Schritt

5. Schritt

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

b) Kontinuierliches Einschöpfen und
Zufügen einer bestimmten Menge
geschmolzenen Zinkes 2. Schnitt

c) Kontinuierliche Herstellung

einer Zinklegierungsschmelze 3. Schritt

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

Fig. 1 ein Fließbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,

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

F i g. 3 und 4 eine Seiten- und eine Vorderansicht der in F i g. 2 dargestellten Vorrichtung,

Fig.5 einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausl'ührungsform des Legierungsofens, der zur Durchführung des dritten Schrittes eingesetzt wird,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch den Legierungsofen gemäß Fig. 5,

Fig. 7 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß F i g. 5 entlang der Schnittlinie A-A

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

Fig.9 einen Schnitt durch die Rührvorrichtung, die für die Verwendung innerhalb des Legierungsofens gemäß F i g. 5 geeignet ist,

jo Fig. 10 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 i> der Menge der aufgegebenen Zinkschmelze und der Zeit, die erforderlich ist, um den Aluminiuniblock zu schmelzen, zeigt,

Fig. 11 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung, wie sie im vierten erfindungsgemäßen Schritt Verwendung findet,

Fig. 12 die Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. II,

F i g. 13 ein Fließbild, das eine beispielhafte Betriebsweise des vierten erfindungsgemäßen Schrittes erläutert,

Fig. 14 die Draufsicht auf eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des fünften erfindungsgemäßen Schrittes,

Fig. 15 einen Längsschnitt, der den Querschnitt der in F i g. 14 dargestellten Form erläutert,

Fig. 16 einen Querschnitt durch den in Fig. 14 dargestellten Formteil,

Fig. 17,18,19 und 20 Querschnitte der Kupplung zum Überrollen der Form.

Zunächst soll nun an Hand des in F i g. 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.

^W> I.Schritt

Erzeugung des Rohmaterials (geschmolzenes Zink)

Gen:äß der Erfindung ist es vorgesehen, daß auch bei der Verwendung eines Zinkschmelzofens verhältnismäb-5 ßig kleiner Kapazität der Durchsatz durch den Ofen erhöht wird. Dabei wird auch eine Zinklegierungsschmelze, die der Entnahmemenge eines herkömmlichen Ofens von großer Kapazität entspricht, kontinuier-

lieh erzeugt. Das Zinkrohmctall, das die Hauptkomponente der Zinklegierung ausmacht, ist entsprechend auf die Verwendung in geschmolzenem Zustand beschränkt. Aus diesem Grunde wird das Zinkrohmaterial, das man von einer Zinkraffinerie erhält, wie z. B. ^r> Destillationszink, elektrolytisches Zink, Rückfluß/ink usw., in den elcktrolytischen Zinkschmelzofcn oder Destillationszinkschmelzofen, wie in Fig. I oben dargestellt, aufgegeben, in diesem geschmolzen und in dem gewünschten Temperaturbereich in diesem ge- κι schmolzenen Zustand gehalten. Man kann auch das Zink von der Raffinerie in einem geschmolzenen Zustand abnehmen, wobei statt des obenerwähnten Schmelzofens ein Ofen zur Aufnahme des geschmolzenen Metalles verwendet wird, in den das Zinkrohmaterial ι j zeitweilig aufgegeben und in welchem es bis zur Aufnahme 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 Zinkrohmaterialicn verwendet werden können, die miteinander vermischt werden. Die Fig. 1 beschreibt einen Fall, bei welchem zwei verschiedene Zinkrohmaterialien eingesetzt werden. Für den Fall, das nur eine 2 > Art von Rohmaterial verwendet wird, ist natürlich ein einziger Zinkrohmaterialschmelzofen hinreichend. Entsprechend können beim Einsatz von drei verschiedenen Arten auch entsprechend drei Schmelzofen vorgesehen sein. Was die öfen zum Schmelzen dieses Zinkrohmate- in rials 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. r>

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 dritten Schrittes dem Zinklegierungsherstellungsofen (Legierungsofen) zugeführt wird. Zur Durchführung dieses Schrittes ist jede Vorrichtung geeignet, die es ermöglicht, eine bestimmte Menge des geschmolzenen Zinkes dem Legierungsofen zuzuführen. Vorzugsweise findet jedoch die Vorrichtung, wie sie im w folgenden beschrieben ist, Verwendung.

Hierbei ist zumindest an einem Schmelzofen oder Lagcrofen für das rohe Zinkmaterial ein Schach! vorgesehen, während eine Pumpe das Niveau des geschmolzenen Zinkmctalles innerhalb des Schachtes, v, die in dessen Nähe angeordnet ist, konstant hält und ein Überströmen der Zinkschmelze bewirkt, indem die Zinkschmclzc ständig aus dem Ofen dem Schacht zugeführt wird. Vorzugsweise wird hierfür eine Schöpfvorrichtung eingesetzt, die jeweils cine vorbc- mi stimmte Menge der Zinkschmclzc aus dem Schmclzodcr Lagerofen dem Schacht zuführt, worauf sie aus diesem Schacht in den l.egierungsofcn übergeht.

Eine solche Vorrichtung, wie sie nach der Erfindung /um Ausschöpfen und Überführen einer vorbestimmten w, Menge an Zinkschmel/.c verwendet wird, soll nachfolgend an Hand der Figuren 2, 3 und 4 näher erläutert werden.

Ein Maschinenrahmen 3 befindet sich oberhalb de: Schachtes 2, der an einer Seitenwand des Schmelzofen 1 für das Zinkrohmaterial angeordnet ist. An den Rahmen 3 ist ein Motor 4 sowie ein Untcrsctzungsgc triebe 5 befestigt. Der Motor 4 (Bayer-Motor mi einstellbarer Geschwindigkeit) kann seine Geschwin digkcit in dem Bereich von 6,1 bis 24,4 UpM verändern wobei sich durch die Zahnräder 6 und 7 eini Rotationsgeschwindigkeit der Nockenwelle 8 im Bc reich von 2,2 bis 8,8 UpM einstellen läßt.

Auf der Welle 8 ist ein Nockenrad 9 befestigi während ein Hebel 11 mit einem Ring 10 in Verbindunj steht, der in einer Nut des Nockenrades 10 gleitet. Eu Hebel 15 zum Anheben einer Schöpfvorrichtung l; wird von dem Hebel 11 getragen. Mittels diesel Vorrichtung wird die Schöpfvorrichtung 12 zun Ausschöpfen der Metallschmelze schwenkbar gehalter Die Schöpfvorrichtung ist in einer Halterung 13 at einem Ende gelagert, während eine Traufe 14 zu Überführung des geschmolzenen Metalls neben de Seitenwand des Schachtes vorgesehen ist. Der Hebel 1: wird durch die Rotation des Nockenrades 9 nach ober und unten bewegt, wodurch die Schöpfvorrichtung Ii um die Halterung 13 als Drehpunkt geschwenkt wird Dementsprechend wird, wenn das Niveau der Zink schmelze in dem Schacht 2 immer konstant gehaltet wird, eine vorbestimmte Menge an Zinkschmclz« innerhalb einer bestimmten Zeit ausgeschöpft und, wi< durch den Pfeil in F i g. 3 dargestellt ist, durch die Trauf< 14 abgegeben. Vorzugsweise wird die Auf- unc Abwärtsbewegung der Schöpfanordnung so bewirkt daß der Hebel 11 an der Stange 15 angreift, die an einci Halterung 16 als Drehpunkt angelenkt ist. Um di< Bewegung zur erleichtern, bringt man vorzugsweise ar dem einen Ende der Stange 15 ein Gegengewicht 17 an wie F i g. 7 zeigt.

Die mittels der oben beschriebenen Schöpfvorrich tung überführbare Menge ist einstellbar, d. h. wenn mar annimmt, daß bei einem Schöpfvorgang 70 kj ausgeschöpft werden, so kann durch die Veränderung der Rotationsgeschwindigkeit der Nockenwelle das prc Stunde ausgeschöpfte flüssige Metall zwischen 9200 kj bis 37 000 kg liegen. So wird beispielsweise in der Unterlagen der offiziellen japanischen Patentveröffent lichung Nr. 6064/63 (Anmelder: Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.) eine Pumpe einer Metallschmelze Beschickungsvorrichtung oder eine Schmelzc-Schöpf vorrichtung beschrieben, die derjenigen ähnlich ist, die in dem nachfolgend näher beschriebenen vierten Schritt Verwendung findet. Das geschmolzene Metall strömi fortlaufend von dem Zinkrohmaterialschmclzofen 1 über den Schacht 2 und wird durch die Beschickung de; geschmolzenen Metalls in den Schmelzofen zurückgeführt, wobei die während eines Arbeitsganges dci Schöpfvorrichtung übergeführte Menge an geschmolzenem Metall konstant eingestellt wird, indem da; Oberflächenniveau der Zinkschmclzc 18 konstani gehalten wird. Dabei wird die Rotalionsgcschwindigkcii der Nockenwelle 8 auf einen vorbestimmten Wen eingestellt, wodurch die ausgeschöpfte Menge ar Metallschmelze pro Zeiteinheit reguliert werden kann Als Beschickungsvorrichtung zur Überführung dci geschmolzenen Rohmaterials aus dem Schmelzofen 1 ir den Schacht 2 ist eine Vorrichtung mit einer großer Kapazität, verglichen mit der auszuschöpfenden Menge pm Zeiteinheit, erforderlich. Beim Einsatz einet derartigen Vorrichtung wird das geschmolzene Zink ir 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 Taufe 14 führt das ausgeschöpfte, geschmolzene Zink kontinuierlich in den Mischbereich des Legierungsofens in einer vorbestimmten Menge pro Zeiteinheit über, indem man den Auslaufbereich 19 (Fig. 2) der Traufe 14 oberhalb des Schachtes zur Zuführung des Zinkrohmaterials in den Mischofen, wie in Fig. 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 Zeileinheit festgelegt werden kann, indem man lediglich die Bayer-Skala auf einen bestimmten Wert einstellt.

Die in den F i g. 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 kontinuierlichen Weise das geschmolzene Zink aus dem Schmelzofen dem Schacht zuzuführen, jo (II) einem Maschinenrahmen oberhalb des Schachtes, (III) einem auf dem Maschinenrahmen befestigten Motor mit veränderlicher Geschwindigkeit,
(IV) einem sich durch die Drehung des Nockenrades in

vertikaler Richtung bewegenden Hebel, der an dem mit der Motorwelle in Verbindung stehenden Nockenrad befestigt ist,

(V) einer Traufe zur Weiterleitung des geschmolzenen Zinkes und

(Vl) einer mit dem Hebel in Verbindung stehenden Schöpfkelle, die in der Weise gehalten wird, daß bei der unteren Grenzstellung des Hebels ein Ende in die Zinkschmelze eintaucht, während bei der oberen Grenzstellung des Hebels das andere Ende der Schöpfkelle nach unten geneigt ist, um die geschöpfte Zinkschmelze abzugeben; dabei führt die Schöpfkelle eine Kippbewegung mit einer vorbestimmten Frequenz aus, die durch die Rotationsgeschwindigkeit des Motors bestimmt wird.

3. Schritt
Kontinuierliche Herstellung der Zinklegierung

55

Bei diesem Schritt wird eine bestimmte Menge mindestens eines Legierungsmetalls einer vorbestimmten Menge der Zinkschmelzc hinzugefügt. Diese ist während des zweiten Schrittes aus dem das Zinkrohmaterial enthaltenden Schacht in den Legierungsofen _w, überführt worden. Dabei wird das Legierungsmetall geschmolzen, worauf die sich ergebende Legicrungsschmelzc dem vierten Schritt, nämlich dem Gießen einer vorbestimmten Menge der Legierungssehmclzc, kontinuierlich zugeführt wird. h5

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

Im oberen Bereich dieser Zwischenwand befindet sich ein Überstränkanal. 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 Teilwand und fließt in den Muffelofen hinein. In dem Deckel des Mischofens befindet sich vorzugsweise mindestens eine Aussparung, durch welche eine Rührvorrichtung 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 herkömmlichen Legierungsofen eine dem Mischofen entsprechende Kammer einbaut.

Der dritte erfindungsgemäße Schritt ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zinklegierungsschmelze mit der gewünschten Zusammensetzung 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 Gießen der Blöcke gar nicht unterbrochen zu werden. Mit anderen Worten liegt ein Merkmal der Erfindung darin, daß die Rohmaterialbeschickung sowie der Misch- und Schmelzvorgang wiederholt in dem Mischofen durchgeführt werden, wodurch sich das Volumen der Zinklegierungsschmelze in dem Mischofen erhöht, so daß die Schmelze mit der gewünschten Zusammensetzung nachfolgend nur dem Muffelofen zugeführt wird.

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

Die Fig.5 zeigt einen Grundriß einer Ausführungsform des erfindungsgemäß verwendeten Legierungsofens,, während die Fig.6 einen Längsschnitt dieses Ofens und die Fig. 7 und 8 jeweils einen Querschnitt entlang den Schnittlinien A-A und B-B der Fig.5 darstellen.

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

Wie bereits ausgeführt, kann die Zugabe des Aluminiumblocks durchgeführt werden, wie in Fig. I gezeigt ist, indem man mittels einer entsprechenden Aufgabevorrichtung den Aluminiumblock zur gewünschten Zeit mit einem Mal beigibt. Mit der Bezugsziffer 55 ist eine öffnung zur Einführung einer Rührvorrichtung bezeichnet, mittels welcher die ZinksehiTielüc umgerührt wird, um das Schmelzen des Legierungsmetalls 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 F i g. 8 zeigt, mit einem Überlaufkanal 38 in der Mitte der Oberkante versehen ist, um das Überströmen des geschmolzenen Zinkes zu beschleunigen. Der Teil der Zinklegierungsschmelze, dessen Volumen sich um die neuerliche Rohmaterialaufgabe erhöht hat, durchfließt den Überströmkanal 38 und tritt in den Muffelofen 32 ein. Mit den Bezugsziffern 39, 40 und 41 sind öffnungen für Heizbrenner bezeichnet, so daß eine Verfestigung der Zinklegierungsschmclze 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 Temperatur so eingestellt wird, daß sich die Zinklegierung als Block gießen läßt, indem man die Verbindungsgase von den öffnungen 39, 40 und 41 entlang der Ofenwand 49 strömen läßt, wie die F i g. 6 und 7 zeigen.

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 einem Schacht 50 vorgesehen ist, abgezogen und darauf wird eine entsprechende Menge der Zinklegierungsschmelze aus dem Schacht 50 in eine Form zum Gießen des Gußblockes gegossen. In der Seitenwand des Ofens sind öffnungen 42, 43, 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 Legierungs ofens sind mit hitzebeständigen Ziegeln ausgekleidet, die der Metallschmelze zu widerstehen vermöger, während die äußere Wand verstärkt sein kann, was vorzugsweise durch eine Eisenoder Stahlumhüllung geschieht, die den Ofen teilweise oder ganz umschließt. Außerdem können zur Steuerung der Temperatur der Metallschmelze innerhalb des Legierungsofens Meßölfnungen 51 und 52 zur Bestimmung der Abgastemperatur und Meßöffnungjen 54 und 55 zur Bestimmung der Schmelzbadtemperatur vorgesehen sein, um die erforderliche Menge an zugeführtem Verbrennungsgas einzus teilen.

Nebenbei bemerkt ist oberhalb der Abzugr>öffnung36 für das Verbrennungsgas aus dem Mischofen 31 ein Schornstein angeordnet.

Nach 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 Rührvorrichtung verwendet, wie sie in Fig. 9 dargestellt ist, wobei eine Rührstange aus hitzebtiständigem Material, wie beispielsweise Siliciumcarbid, an deren Spitze Rührbleche angeordnet sind, in die Schmelze eingesenkt und mit Hilfe eines Motors gedreht wird.

Die Fig.9 zeigt einen Längsschnitt durch die Rührvorrichtung, wobei an einem Ende 63 der einen Impeller 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

to werden oder kann auch aus einem hitzebeständigen Stahlmaterial bestehen. Als Kupplung 64 zur Verbindung des Impellers 61 mit der Welle 65 wird ein in F i g. 9 dargestellter Flansch bevorzugt.
Um einen Wassermantel 66 drehbar um die Welle 65

ι¹; 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 70 in einer festen Lage gehalten, während an beiden Endteilen öldichtungen 71 und 72 vorgesehen sind. Auch das Radiallager 68 wird ähnlich wie das Rollenlager 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 77, durch welchen

jo das Wasser strömt, wobei das Kühlwasser durch eine Zuführung 78 im äußeren Mantel eingeleitet und durch eine Abzugsöffnung 79 entzogen wird. Durch das Anbringen von Deckeln 80 und 81 auf die öffnungen an beiden Enden des Wassermantels wird der Drehmecha-

S5 nismus geschützt. An dem oberen Ende der Welle 65 ist zur Drehung des Impellers eine Keilriemenscheibe 82 angeordnet. Eine Metallhalterung 84 ermöglicht die Befestigung der Rührvorrichtung mit Hilfe des Wassermantels 66 an dem Maschinenrahmen, um einerseits

•ίο eine Vibration der Welle 65 zu verhindern und andererseits von der Ofenabdeckung, die aus den feuerfesten Ziegeln 83 besteht, das Gewicht der Rührvorrichtung abzunehmen.

Unterhalb des Kupplungsgliedes 64 für den Impeller 61 ist ein rohrförmiges Blech 85 zur Abdichtung angeordnet, das in einen Kanal 87 eingreift, der an einem Ring 86 ausgebildet ist, der als Dichtung an den die Abdeckung des Ofens bildenden feuerbeständigen Ziegeln befestigt ist. In den Kanal wird ein Metall mit

■so einem niedrigen Schmelzpunkt, wie beispielsweise Blei, eingefüllt. Bei einer derartigen Abdichtungsvorrichtung wird der für die Dichtung vorgesehene Ring 86 durch die Strahlungswärme von der Metallschmelze erhitzt, wo das in den Kanal 87 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 crfin-

M) dungsgemiißen 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

b5 ist, während zur gleichen Zeit der Schmelzvorgang des Legierungsmetalls, 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 Form 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.

Die F i g. 10 stellt ein Diagramm dar, wobei die Kurve 1 die Beziehung zwischen der aufgegebenen Zinkrohmaterialmenge und der aufgegebenen Menge an Aluminium, für den Fall der Herstellung einer Zinklegierungsschmelze mit einem Aluminiumgehalt von 0,23 Gew.-%, in dem Mischofen zeigt, während die Kurve 2 die Beziehung zwischen der erforderlichen Zeit in Minuten für eine 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

Tabelle I

Stunde gemäß Kurve 1 geschmolzen. Die so gebildete Zinklegierungsschmelze muß dem Legierungsofen zugeführt werden. Wenn mn annimmt, daß der Aluminiumgußblock als 5-kg-Klumpen beigegeben wird, was einer handelsüblichen Form 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 mit der Zuführungsgeschwindigkeit

ίο des obenerwähnten, 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.

r, In diesem Fall werden etwa 2,2 t Zinklegierungsschmelze im Laufe von 11 Minuten erzeugt.

Wenn die Zinklegierungsschmelze einer bestimmten 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 Schmelzen erforderliche Zeit. Es ist eine Untersuchung durchgeführt worden, um zu bestimmen, wie sich die erforderliche Schmelzdauer für einen 5-kg-AluminiumbIock mit einer Temperaturänderung verändert. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt.

Gußblock

Temperatur des geschmolzenen Metalls (⁰C)
462 473 480 502 520

Erforderliche Zeit in Minuten bis zum
50%igen Schmelzen
Erforderliche Zeit in Minuten bis zum
100%igen Schmelzen

Die Ergebnisse der Tabelle I wurden erhalten, indem man drei Aluminiumgußblöcke mit je einem Gewicht von 5 kg etwa 6,5 t geschmolzenem Zink hinzugab. Das geschmolzene Zink wurde mittels einer Stahlstange von Hand gerührt, und es wurde eine Zinklegierungsschmelze mit einem Gehalt von 0,23% 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 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 31 zugeführt wird, vorzugsweise bei mindestens etwa 500⁰C gehalten, wobei unter einer derartigen Temperaturkontrolle eine Zinklegierungsschmelzc von 30 bis 50 t pro Stunde erzeugt werden kann. Die Zinklegierungsschmclze, die in dem Mischofen 3! hergestellt worden ist, indem zunächst die Rohmaterialien aufgegeben wurden, vermag einen gewünschten Zusammensetzungsbereich in bezug auf den Zinklcgierungsgußblock einzuhalten, wobei nämlich der spezifizierte Bereich des Bestandteilgehaltes der Zusammensetzung genau eingehalten werden kann, indem lediglich die Zinkiegierungsschmelze entsprc-

11,5 9,5 8,5

15,5 13,0 12,0

7,5 6,5
11,0 9,0

chend der quantitativ erhöhten Menge, die durch die zweite Aufgabe von Rohmaterialien bewirkt wird, in dem 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 Zinkiegierungsschmelze, die der Menge an Zinkiegierungsschmelze entspricht, die für den normalen Gießvorgang ausgeschöpft wird, oder eine noch größere Menge an Zinkiegierungsschmelze 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

w) diese Vorgänge unterbrochen werden müssen.

Der dritte erfindungsgemäße Schritt wurde an Hand des Aluminiumgußblockcs als Legierungsmetall oben beschrieben. Es braucht jedoch nicht erwähnt zu werden, daß neben Aluminium auch die verschiedensten

fi5 anderen Materialien, wie eine Zinklegierung, die Aluminium, Magnesium, Kupfer usw. enthält, oder auch verschiedene andere Legierungskomponenten, die von den Abnehmern verlangt werden, in der

legiert werden können, indem sie in ähnlicher Weise behandelt werden, wie dieses bei dem Aluminiumgußblock der Fall war. Diese Legierungsmetalle können auch mit mechanischen Hilfsmitteln in der vorgegebenen Menge in den Miscnofen 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 Zinklegierungs- i·-, schmelze beträchtlich groß wird. Dabei kann der Legicrungsofen selbst eine verhältnismäßig geringe Kapazität aufweisen.

Während dieses dritten Schrittes ist die Zuführung von Roh-Zinkmaterial in geschmolzenem Zustand eine notwendige Bedingung, 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.

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 das Zinkrohmaterial in geschmolzenem Zustand abnehmen. In einem solchen Fall kann man dieses y, Zinkrohmaterial in diesem Zustand entsprechend der Erfindung einsetzen, und die Heizkosten für den Schmelzvorgang 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 50 (F i g. 5) zur Einstellung der Heiztemperatur und der Gießtemperatur der Zinklegierungsschmelze vorgesehen ist.

4. Schritt
Automatisches Gießen einer vorbestimmten Menge

an Zinklegierungsschmelze _r

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 v> wurde. Für die Durchführung dieses vierten Schrittes wird eine Vorrichtung zum Gießen einer vorbestimmten Menge der Legierungsschmelze verwendet, die an dem Schacht 50 des für die Durchführung des dritten Schrittes eingesetzten Legierungsofens angeordnet ist. w)

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 Ausschöp- μ fen und Gießen einer vorbestimmten Menge an Schmelze aus dem Legierungsofen in die Form, wobei die Fig. 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 voi der Gießvorrichtung eingehalten wird. Der Betrieb wird durch die Tätigkeit des Gerätes zur Ermittlung des Niveaus unterbrochen, wobei elektromagnetische Schalter und Grenzschalter in jedem Betriebsabschnitl der Vorrichtung vorgesehen sind. Dabei ist jeder Betriebsabschnitt so ausgebildet, daß er in Abhängigkeit von der Regelanordnung eine zeitabhängige Funktion erfüllt.

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

Die Fig. 11 ist eine Seitenansicht der Gießvorrichtung, die an dem Schacht 50 des Legierungsofens angeordnet ist, während die Fi g. 12 eine Draufsicht auf die in F i g. 11 gezeigte Vorrichtung darstellt.

In der Zeichnung sind die Niveauermittlungsanordnung 91 und die Schöpfvorrichtung 92 nahezu hintereinander angeordnet. Die Form 93, die sich auf der Formhalterung % befindet, wird direkt unter die Registriervorrichtung geführt und durch Winkeleisen 97 gehalten, die mit der Formtransportvorrichtung in Verbindung stehen. Diese in der Zeichnung nicht dargestellte Vorrichtung läuft auf den Rädern 94 und 95 und führt die Form an eine Stelle, in welcher sie nahezu parallel zu dem Schacht 50 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, 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 eine Antriebsvorrichtung vorgesehen. Mehrere, d. h. zehn oder mehr, abgewinkelte Haltearme 97 sind zur Halterung der Formen vorgesehen, wobei die Transportvorrichtung die Form schrittweise um 360° 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 Nähe der vorbestimmten Lage in Kontakt gebracht wird. Gleichzeitig mit dem Einhalten der Formtransportvorrichtung beginnt die Gießvorrichtung ihre Tätigkeit. Dabei wird eine Kohlenelektrode 98 des Registriergerätes 91 bis zu einer vorbestimmten Lage mit Hilfe eines Zylinders 99 (Druckluftkolbenzylinderanordnung) zum Anheben oder Absenken der Kohlenelektrode abgesenkt. Gleichzeitig wird die Gießöffnung 101 einer Traufe 100 einer Schöpfvorrichtung 92 zum Ausschöpfen der Legierungsschmelze aus dem Schacht 50 bis in eine vorbestimmte Lage mit Hilfe einer Zylinderanordnung 102 (Öldruckzylinder) zum Anheben der Gießöffnung 101 abgesenkt. In der unteren vorbestimmten Grenzlage der Gießöffnung 101 der Traufe 100 und der Kolbenelektrode 98 nimmt die Pumpe 103 zum Ausschöpfen der Legierungsschmelze ihren Betrieb auf. Diese Schöpfpumpe 103 besteht aus einem Luftmotor 104 zum Antrieb der Pumpe sowie einer Druckluftleitung 105 und einer Leitung 106 für das Pumpen des geschmolzenen Metalls. 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 Schachtes 50 des Legierungsofens bis zu der Abgabeöffnung 109 drücken. Die Legierungsschmelze fließt von der Abgabeöffnung Ϊ09 in die Form 93, indem die Traufe 100 abgesenkt, wird, wobei das Niveau der übergeführten Legierungsschmelze in der Form ansteigt. Wenn die Oberfläche der Legierungsschmelze mit der Kohlenelektrode 98 des Registriergerätes 91 in Kontakt kommt, werden die beiden Endklemmen eines Elektromagneten 110, der im oberen Teil der Elektrode angeordnet ist, kurzgeschlossen, so daß der Elektromagnet aktiviert wird.

Eine Schalteranordnung ist so aufgebaut, daß die Aktivierung des Elektromagneten 110 des Registriergerätes 91 bewirkt wird, indem eine Klemme des Elektromagneten mit der Elektrode 98 und die andere Klemme mit einem entsprechenden Teil 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 und von der Oberfläche der Metallschmelze getrennt.

Wie die F i g. 11 zeigt, werden der Elektromagnet 110 und die Kohlenelektrode 98 gemeinsam über die Form 93 angehoben, indem der Arm des Zylinders 99 zurückgezogen wird. Gleichzeitig mit der oben beschriebenen Betätigung des Elektromagneten 110 setzt der Betrieb der Schöpfpumpe 103 aus und der Arm des Zylinders 102 zum Anheben der Gießöffnung 101 wird zurückgezogen. Die in der Traufe 100 zurückbleibende Legierungsschmelze und die Schmelze, die durch den Leerlauf des Luftmotors 100 zum Antrieb der Pumpe 103 gefördert wird, werden in den Schacht 50 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 100 über eine Zeiteinstellvorrichtung steuert. Die Traufe 100 vollzieht infolge der Wirkungsweise des Anhebe- und Absenkzylinders für die Gießöffnung eine Schwenkbewegung, wobei die Halterung 112 an der Wand des Schachtes 50 als Drehpunkt dient.

Die Fig. 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 Überleiten von elektrischem Strom auf die anderen Geräteteile zu verhindern, da die Schaltvorrichtung durch den Kontakt der Kohlenelektrode 98 mit der Oberfläche des Legierungsmetalls, wie oben erwähnt, betätigt wird.

Bei der oben beschriebenen Gießvorrichtung ist es auch möglich, die Traufe in zwei Teile 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 104 nach dem Abschalten gefördert wird, wieder in den Schacht 50 zurückgegeben werden. Wenn jedoch, wie in Fig. 11 gezeigt wird, nur eine Traufe 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 1000-kg-Zinklegierungsblückes ein Schwankungsbereich des Gußblokkes von +40 kg eingehalten werden kann. Daneben liegt der Grund für ein sofortiges Anheben und Trennen der Elektrode 98 von der Legierungsschmelzenoberfläche, sobald die Elektrode die Oberfläche der Schmelze

ίο 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

r> 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
Zinklegierungsschmelze

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 Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, mittels welcher sich das Verfahren in einer sehr geeigneten Weise durchführen läßt. In der Zeichnung ist als Formtransportvorrichtung ein runder, drehbarer Tisch dargestellt, der in fünf Zonen aufgeteilt werden kann, nämlich eine Gießzone zum Abgießen einer vorbestimmten Menge Zinklegierungsschmelze entsprechend dem vierten Schritt, eine Schlackensammeizone, eine Druckwasserkühlzone für die Form und den Gußblock, eine automatische Entleerungszone für den Gußblock entsprechend dem fünften Schritt sowie eine Formvorwärmzone, wobei in jeder Zone die entsprechende Funktion gleichzeitig durchgeführt wird. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die einzelnen Anordnungen und Vorrichtungen des vierten und fünften Schrittes beschränkt, wie die F i g. I zeigt.

So ist es beispielsweise möglich, eine Transportvorrichtung vorzusehen, die sich in Längsrichtung erstreckt und parallel an dem Schacht für das Ausschöpfen der Zinklegierungsschmelze des Legierungsofens vorbeigeführt wird. So kann beispielsweise die Transportvorrichtung parallel zur Traufe der Gießvorrichtung gemäß F i g. 1 verlaufen, wobei die Form von einem Transportband oder einer Transportschiene bis zur Mündung der Traufe transportiert wird, wie in der Zeichnung dargestellt ist, so daß der fünfte Schritt in jeder Richtung durchgeführt werden kann. Wenn auf der gegossenen Zinklegierungsschmelze während des vierten Schrittes Schlacke gebildet wird, wird diese vorzugsweise vor der Verfestigung der Zinklegierungsschmelze abgeschöpft, wobei die Form vor dem Gießen vorteilhaft auf etwa

w) 160° C vorerhitzt wird, um das Einsammeln der Schlacke zu erleichtern. Darüber hinaus wird die während des vierten Schrittes gegossene Zinklegierungsschmelze vorzugsweise schnell gekühlt und verfestigt, wie die Fig. 1 zeigt, was durch eine Wasserkühlung auf der

h5 Transportvorrichtung geschehen kann. Eine Luftkühlung durch ein Gebläse oder ein Abkühlen an der Lufl kann jedoch auch genügen.
Die Gießvorrichtung, die zur Durchführung 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 Eingriffsefement, 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 herbewegt werden, um das F.ingriftselement mii dem Haltearm zum Eingriff zu bringen oder auszurükken.

(III) Eine Anschlagschiene, die so angeordnet ist, daß die Oberkante der Seitenwand mit dieser zum Eingriff kommt, wenn die Form um 180° gedreht ist.

(IV) Eine direkt unterhalb der Form angeordnete Gußblockaufnahmeschiene.

Nach der erfindungsgemäßen verwendeten Maschine wird, nachdem eine vorbesiimmte 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 150° 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 Tatsache bewirkt, daß die Form mit dem Gußblock gedreht wird, wobei auf den Gußblock eint Rotationsenergie 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 obenerwähnten 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. 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 Aufnahmestelle übernommen worden ist, wird er beispielsweise mit Hilfe eines Förderbandes, wie in Fig. 1 dargestellt wird, aus der Formvorrichtung herausbefördert. Diese Fördereinrichtung kann die Aufnahmestelle hin- und herbewegen, während gleichzeitig direkt unterhalb des Aufnahmestandes eine Hebevorrichtung angeordnet ist. Nach dem Heben des Blockes auf die Aufnahmestelle wird diese zurückgezogen. Wenn nun die Anordnung so ausgebildet ist, daß der Block in der unteren Grenzstellung der Hebevorrichtung auf den Rollenförderer 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.

Als nächstes soll der fünfte Schritt an Hand eines -, Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.

Die Fig. 14 zeigt die Draufsicht auf die Formvorrichtung, während die Fig. 15 einen vertikalen Teilschnitt durch die Formvorrichtung darstellt. In der Fig. 16 sind

ίο 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 Zinklegierungsschmelze 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 120 an den Schienen 112 und 113 befestigt.

Die Schienen 112 und 113 sind mit Rädern versehen, die mit den Gleitschienen 121 und 122 an deren unterem Ende in Berührung stehen. Die Form 93 kann zusammen

jo mit den Schienen 112 und 113 fortbewegt werden, indem man das Winkeleisen 123 hin- oder herschiebt. Am Ende der Formhaltewelle 118 ist ein stationärer Kupplungsteil 124 mit einem Aufbau, wie er in den Fig. 7 und 18 dargestellt ist, befestigt, während ein Antriebskupp-

1-) lungsteil 126 mit dem in den Fig. 19 und 20 gezeigten Aufbau an der Antriebswelle 125 der Überrollvorrichtung 114 befestigt ist.

Wenn die Überrollvorrichtung 114 mit Hilfe des Zylinders 127 vorgeschoben wird, wie dieses in der F i g. 15 gezeigt ist, greift der Antriebskupplungsteil 126 in den stationären Kupplungsteil 124 ein, so wird, wenn die Überrollvorrichtung 114 betätigt wird, die Form 93 umgedreht, wie dieses aus den Fig. 15 und 16 deutlich wird. Bei dem Drehvorgang der Form 93 nimmt diese

v> durch eine Verschiebung des Schwerpunktes eine solche Lage ein, aus welcher sie sich auch dann weiterdreht, wenn sie dem Eingriff der äußeren Kraft entzogen worden ist. Die Drehvorrichtung wird dann zurückgezogen, und die Form 93 schlägt mit einem Stoß auf die

■so Anschläge 128 und 129 der Anschlagschiene 115. Dementsprechend ist es vorteilhaft, auf der Seitenwand der Form 93 verstärkte Anschläge 130 und 131 vorzusehen, die gleichzeitig auf die Anschläge 128 und 129 aufschlagen.

Durch das Umdrehen der Form fällt der gegossene Block auf die gabelförmige Blockaufnahmeschiene 132, 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, 135, 136 der Hebeanordnung 133 abgesenkt werden, wodurch der Block auf einen Rollenförderer aufgelegt wird, der den Block hinausbefördert. Das Anheben und Absenken der Hebevorrichtung während des Auflegens des Blockes auf den Rollenförderer 138 wird durch den Öldruckzylinder 139 bewerkstelligt.

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

a) Die Form 93, 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 Form dreht sich nun selbsttätig herum, wobei die Anschläge 130 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 Gußblockaufnahmeschiene 132 wird zurückgezogen.

g) Die Blockhebevorrichtung 133 wird abgesenkt (der Block wird auf den Rollenförderer 138 aufgelegt und aus der Vorrichtung herausbefördert).

h) Der Antriebskupplungsteil 126 der Drehvorrichtung wird mit dem stationären Kupplungsteil Ϊ24 der Form 93 zum Eingriff gebracht, wodurch nach einer weiteren Drehung die Form ihre ursprüngliche Lage einnimmt.

Die Vorrichtung, die dem fünften Schritt der Erfindung entsprechend die oben zusammengestellten Funktionen durchführt, besitzt einen Grenzschalter in der Haltestellung der Form 93 zur Durchführung des Vorganges a). Bei Betätigung dieses Schalters werden die Funktionen b) und c) aufeinanderfolgend oder gleichzeitig durchgeführt. Nach Beendigung des Vorganges c) schließt sich automatisch sofort durch die Anordnung des Grenzschalters die Funktion d) an. Der nächste Vorgang e) kann möglicherweise durch die Anordnung eines Ultraschall-Registrierinstrumentes oder eines Infrarot-Registrierintrumentes 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 e) 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 obenerwähnten 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 das Herausnehmen der Blöcke aus den Formen

ι» erforderlich ist, erheblich vermindert.

Wenn vor dem fünften erfindungsgemäßen Schritt die Schlacke von der Oberfläche der gegossenen Zinklegierungsschmelze abgeschöpft werden soü, kann entweder die Schlackenabschöpfvorrichtung gemäß der japanisehen Patentveröffentlichung Nr. 31067/70 (Anmelder: Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.) oder die Schlackenabschöpfvorrichtung, die in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 19436/71 (Anmelder: Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.) beschrieben ist, verwendet

2n werden. Es ist auch möglich, vor dem fünften Schritt eine Vorrichtung einzusetzen, die so ausgebildet ist, daß zwei Schlackenabschöpfbleche 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 dreieckförmigen Schöpfbleches verschließt, gesammelt. In Fig. 1 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

r, Transport der Form beim Durchlauf durch die Kühlzone, die in Fig. 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 500-kg-Gußblock bis 100-kg-Gußblock innerhalb etwa 20 Minuten von einem geschmolzenen Zustand bis in einen Temperaturbereich von 200 bis 260°C (Oberflächentemperatur des Blockes) abgekühlt werden, bei welchem er leicht aus der Form herausgenommen werden kann. Um das Einsammeln der obenerwähnten 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

ίο Luft-Brennstoff-Gemisch gespeist wird, auf die innere Oberfläche der vier Seitenwände der Form von oben nach unten gerichtet wird. Nach diesem Vorheizverfahren ist es möglich, die schmiedbare Gußeisenform von etwa 2O⁰C bis in den Bereich von 160 bis 170⁰C in 7 bis 8 Minuten vorzuheizen. Während dieses Vorheizens wird vorzugsweise ein Vorheizgasbrenner verwendet, der aus einer nahezu geraden Luftzuführungsleitung mit einem Lufteinlaß besteht, während außerdem eine Gaszuführungsleitung vorgesehen ist, die den oberen

to Teil der Luftleitung dicht umschließt. Dabei durchdringt eine innere Leitung als Düse die äußere Wandung des Luftzuführungsrohres von der äußeren Wandung des Breniiotoffzuführungsrohres, wodurch ein Zwischenraum zwischen dem inneren Rohr und der äußeren Wand des vorspringenden Teils 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 Luftzufuhnine^rohrps vprhimHpn

block-

und 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 obenerwähnte Vorheizschritt, das Entfer- ^r> nen der Schlacke und die intensive Kühlung zusammen mit den erfindungsgemäßen Schritten, wie in F i g. 1 dargestellt, zum Einsatz kommen, und wenn alle Schritte, beginnend mit der Aufgabe des rohen Zinkmaterials im ersten Schritt biis zum Herauslösen der io Gußblöcke im fünften Schritt einschließlich ihrer mechanischen Beförderung durch ein elekrisches 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 20 eine elektrische Schaltung gesteuert werden.

Beispiel

Die jeweiligen Vorrichtungen wurden, wie in F i g. 1

dargestellt ist, angeordnet, wobei ein Legierungsofen 25 zum Schmelzen der Zinklegierung verwendet wurde, wie er in den Fig.5 bis 8 dargestellt ist. 6 Gew.-Teile elektrolytischer Zinkschmelze (Qualität Cd-Spuren, Pb-Spuren, Fe-Spuren und Rest Zink) im Verhältnis zu

10 Gew.-Teilen Destillationszinks:chmelze (Qualität Cd 30 0,04%, Pb 0,20%, Fe 0,015% und Rest Zink) wurden in den Schacht 33 des Mischofens 31 eingebracht. Die jeweilige Zinkschmelze wurde kontinuierlich dem Schacht 33 von dem Schmelzofen zugeführt, und zwar

jeweils unter Verwendung einer Schöpfkelle mit einer j-, I

Kapazität von 75 kg und 24 kg bei jedem Schöpfvor- 2

gang. Ein Aluminiumgußblock (5 kg/Stück) wurde durch 3

den Schacht 3 der Zinkschmelze (Temperatur 520⁰C) 4

beigegeben, deren Gesamtgewicht etwa 2,2 t betrug, so 5

daß es dann 0,23 Gew.-% Aluminium enthielt. Dieser 40 6

Vorgang wurde wiederholt, d. h. es wurde kontinuierlich 7

eine bestimmte Menge an Zinkschmelze mittels der 8

Schöpfkelle zugeführt, das Umrühren wurde fortgesetzt 9

und alle 11 Minuten wurde ein Aluminiumgußblock (.5 10

kg/Stück) selbsttätig durch eine Zeitsteuervorrichtung 4-, 11

eingeschmolzen. Außerdem wurde metallisches Blei (0,15 12

kg/Std.) zugegeben und eingeschmolzen, um einen 13

Gehalt von 0,2 Gew.-% Blei in der Zinkschmelze zu 14

erhalten. Die sich ergebende Zinklegierungsschmelzi; 15

ließ man in bestimmten Zeitabständen in den Muffel- w 16

ofen überströmen. 17

Gleichzeitig mit dem Herstellungsvorgang de- 18

Zinklegierungsschmelze wurde die Schmelze aus dem 19

Schacht 50 des Muffelofens 32 mit Hilfe der in den 20

Fig. 11 bis 13 dargestellten Gießvorrichtung mit eine- y, 21

Geschwindigkeit von etwa 11 t/Std. ausgeschöpft, und 22

der eckige Gußblock, dessen Durchschnittsgewicht pro 23

Stück 0,92 t betrug, wurde gegossen. 24

Die Form bestand aus schmiedbarem Gußeisen mit 25

einem etwas konischen Querschnitt und einer rcchtecki- mi 26

gen Form von etwa 1,6 m Länge. 12 Formen wurden 27

drehbar auf einer Transportvorrichtung in Form eines 28

runden Tisches, wie in F i g. 1 dargestellt ist. angeordnet 29

(die in F i g. I nicht dargestellte Stützvorrichtung wurde 30

weiter oben im einzelnen beschrieben). Die Zinklcgic· μ 31

riingsschmcl/.c wurde in die Formen eingegossen, die bis 32

/u einer Durchschniltstemperatur von 160"C auf de· 33

Innenseile in der in Fig. 1 dargestellten Vorwärm/.ono 34

vorerhitzt waren. Nach dem Abschöpfen der Schlackt von der Oberfläche der Zinkschmelze im Anschluß ai den Gießvorgang wurden die Formen und di< Gußblöcke in der in Fig. 1 dargestellten Kühlzon< abgekühlt. Daraufhin wurde jeder Gußblock automa tisch mit Hilfe der in den Fig. 14 bis 20 dargestellte! Vorrichtung aus der Form entfernt. Nach einen vierstündigen Gießvorgang wurden insgesamt 41 Gußblöcke hergestellt.

Bei dem Vorgang wurde festgestellt, daß nahezu cim bestimmte Menge an Zinkmetallschmelze bei jede Zuführung des Rohmaterials durch den Überströmkana in der Zwischenwand zwischen dem Mischofen und den Muffelofen überströmte. Um zu untersuchen, ob dii Zinkmetallschmelze jeweils in dem geforderten Zusam mensetzungsbereich in den Muffelofen überführt wurde wurde eine analytische Probe von jedem der 41 Gußblöcke entnommen. Sie wurden mit Hilfe de Atomabsorptionsanalysicrverfahrens analysiert und dii Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle Il zusammen gefaßt.

Wie die Ergebnisse der Tabelle Il deutlich zeiger wird bestätigt, daß die nach der Erfindung hergestellte! Gußblöcke die gewünschte Zusammensetzung nahczi kontinuierlich erreichten, und zwar unter einem hohci Produktionswirkungsgrad mit einer Schwankung voi etwa ±0,014% in bezug auf den Aluminiumgehalt (0,23)

Tabelle Il

Analysierter t3estandteil (in %)
Al Pb Cd

Fc

0,238	0,201	0,023
0,233	0,202	0,023
0,238	0,203	0,023
0,238	0,202	0,023
0,238	0,202	0,023
0,235	0,201	0,023
0,238	0,208	0,023
0,238	0.202	0,023
0,240	0,205	0,023
0,241	0,204	0,023
0,237	0,201	0,023
0,239	0,200	0,023
0,240	0,203	0,024
0,240	0,203	0,026
0,240	0,205	0,026
0,242	0,205	0,026
0,244	0,205	0,026
0,240	0,208	0,025
0,245	0,205	0,026
0,245	0,206	0,026
0,242	0,204	0,026
0,240	0,205	0,026
0,245	0,201	0,025
0,240	0,202	0,026
0,240	0,203	0,026
0,244	0,205	0,026
0,244	0,203	0,026
0,237	0,201	0,026
0,241	0,203	0,026
0,236	0,202	0,025
0,237	0,202	0,025
0,237	0,201	0,025
0,236	0,202	0,025
0,232	0,203	0,025

0,0113

0,0110

0,0115

0,0109

0,0112

0,0116

lorlsel/iing	Analysierter licMani	I'b	lloil (in ¹Hi)	lc
Gull-		0,200		0,0105
block-	ΛΙ	0,203	Cd
Nr	0,232	0,203	0,025
35	0,230	0,206	0,025
36	0,232	0,201	0,025
37	0,236	0,200	0,026	0,0112
38	0,231	0,202	0,025
39	0,235	0,200	0,026
40	0,220	0,202	0,025
41	0,221	0,201	0,024
42	0,236	0,201	0,025	0,0118
43	0,217	0,206	0,025
44	0,224	0,209	0,024
45	0,226	0,206	0,025	0,0116
46	0,225		0,025
47	0,225	0,026
48

Arithmelischcs Mittel der analysierten Bestandteile: Al 0,235%, Pb 0,203%, Cd 0,035%, Fe 0,0113%.

Hierzu 13 Bliiit Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von legierten Zinkgußblöcken, bei dem das flüssige -; Metall in Formen gegossen wird, die sich in einer um eine senkrechte Achse umlaufenden Gießvorrichtung befinden, aus denen die erstarrten Massen mechanisch entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Metall in bestimmten Zeitabständen gleichzeitig mit einer bestimmten Menge eines Legierungsmetalls aus einem Schmelzofen in den Aufgabeschacht eines mit einer Rührvorrichtung ausgestatteten Mischofens geschöpft, hier unter Rühren mit den erforderlichen r. Legierungsbestandteilen vermischt und nach Durchlaufen eines weiteren Muffelofens anschließend in die auf einer sich langsam drehenden Scheibe angeordneten Formen abgegossen wird, aus denen der erkaltete Gußblock durch Umdrehen der Form entnommen wird, wobei die dem Mischofen laufend zugeführte Menge des geschmolzenen Metalls und die daraus entnommene Menge der legierten Schmelze etwa im Gleichgewicht gehalten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 2> zeichnet, daß die aus dem Muffelofen entnommene Legierungsschmelze in abgemessenen Mengen in die Gießformen eingelullt wird, wobei das Niveau der Schmelze in der Gießform mit Hilfe eines Kontaktfühlers selbsttätig elektromagnetisch ge- jo steuert wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen I und 2, die einen Schmelzraum, einen Gießraum und eine Dosiervorrichtung Magnesium, aufweist, gekennzeichnet durch die r, Kombination eines Schmelzofens (1), aus dem kontinuierlich geschmolzenes Zink mit Hilfe einer Schöpfvorrichtung (12) entnommen wird, und eines mit einer Mischvorrichtung (G2) ausgestatteten Mischofens (31), an den sich ein Muffelofen (32) κι anschließt, au.? dem die Schmelzlegierung laufend durch eine Vorrichtung (92) entnommen und über eine schwenkbare Traufe (100) der Gießform (93) zugeleitet wird, sowie einer Vorrichtung (125, 126) zum Umdrehen der erkalteten Gußformen zwecks 4^r> Entnahme des fertigen Gußblocks.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzofen (1) seitlich einen Entnahmeschacht (2) aufweist, über dem die Schöpfvorrichtung (12) angeordnet ist. y>

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Motor (4) mit veränderlicher Geschwindigkeit, der durch Drehung eines Nockenrades (9) einen senkrechten Hebel (11) auf- und niederschiebt, an dem die Schöpfkelle (12) für das geschmolzene v, Metall befestigt ist, welche ihren Inhalt laufend in eine Traufe (14) entleert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischvorrichtung (62) mit einem drehbar gelagerten Wassermantel (66) versehen ist. ho

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung der Rührvorrichtung (61) eine mit schmelzflüssigem Metall niedrigen Schmelzpunkts gefüllte Rinne (86) vorgesehen ist, in die ein an der Rührwelle befestigtes Abdichtungs- μ blech (87) eingreift.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Niveauregelungsanordnung (91) über den zu füllenden Gießformen (93), welche aus einer Kohleelektrode (98) besteht, die bei Berührung mit der Oberfläche des geschmolzenen Legierungsmetalls einen Öldruckzylinder (S02) steuert, der die Gießrinne (100) anhebt und gleichzeitig die Schöpfpumpe (103) ausschaltet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Drehvorrichtung (114), die mit den Gießformen (93) kuppelbar ist, wobei unterhalb der Formen eine heb- und senkbare Vorrichtung (133) zur Aufnahme und Weiterförderung des aus der Form herausgefallenen Gußblocks vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Formen (93) Anschläge (128, 129) vorgesehen sind, gegen welche die Formen beim Drehen mit ihren Anschlägen (130, 131) anstoßen.