DE2433060C2 - Verfahren zum Vergießen vorbestimmter Mengen schmelzflüssigen Metalls und Einrichtung zur Durchführung ' dieses Verfahrens - Google Patents

Description

kommen müßten. Die Aufgabe geht außerdem dahin, eine Einrichtung zur Durchführung des vervollkommneten Verfahrens bereitzustellen.

Der verfahrensmäßige Teil der Aufgabe wird gemäß der Erfindung zum einen dadurch gelöst, daß das Behälterinnere am Ende eines jeden Gießvorganges durch kurzzeitiges öffnen eines Entlüftungs-Ventils entlüftet wird, wobei der Öffnungsvorgang durch ein vom Gießzeit-Zeitschaltwerk nach Ablauf der jeweiligen Gießzeit abgegebenes Signal und der Schließvorgang nach einem an einem Entlüftungs-Zeitschaltwerk einstellbaren Zeitraum automatisch bewirkt werden, und daß die wei'^re Zufuhr von Druckgas ins Behälterinnere zur Erhöhung des Vordruckes während jedes Gießvorganges sowie zur Aufrechterhaltung de^c Vordruckes zwischen der Entlüftung und dem Begiiiti des nachfolgenden Gießvorganges über ein Vordruck-Zeitschaltwerk automatisch bewirkt wird, welches die Einstellung eines zugehörigen Gaszufuhr-Ventils ändert

Indem im Rahmen dieser Lösung für die Entlüftung und für die während des Vergießens sowie zwischen den einzelnen Gießvorgängen vorzunehmende Vordruckerhöhung lediglich zwei mit einem einstellbaren Entlüftungsventil bzw. einem einstellbaren Gaszufuhr-Ventil zusammenwirkende Zeitschaltwerke in Form eines Entlüftungs-Zeitschaltwerkes und eines Vordruck-Zeitschaltwerkes erforderlich sind, zeichnet sich diese Lösung in besonderer Weise durch geringen apparativen Aufwand und entsprechende Betriebssicherheit aus.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe hinsichtlich ihres verfahrensmäßigen Teils aber auch dadurch gelöst, daß das Behälterinnere am Ende eines jeden Gießvorganges durch kurzzeitiges öffnen eines Entlüftungs-Ventils entlüftet wird, wobei der Öffnungsvorgang durch ein vom Gießzeit-Zeitschaltwerk nach Ablauf der jeweiligen Gießzeit abgegebenes Signal und der Schließvorgang nach einem an einem Entlüftungs-Zeitschaltwerk einstellbaren Zeitraum automatisch bewirkt werden, und daß die weitere Zufuhr von Druckgas ins Behälterinnere zur Erhöhung des Vordruckes während jedes Gießvorganges sowie zur Aufrechterhaltung des Vordruckes zwischen Entlüftung und dem Beginn des nachfolgenden Gießvorganges unter Einschaltung einer das Gewicht der im Behälterinneren vorhandenen Metallmenge ermittelnden Waage automatisch bewirkt wird, welche die Einstellung eines zugehörigen Gaszufuhr-Ventils steuert.

Gegenüber der erstgenannten Lösung ist hier an Stelle eines Vordruck-Zeitschaltwerkes eine das Gewicht der im Behälterinneren vorhandenen Metallmenge ermittelnden Waage verwendet. Hierdurch ist zwar der apparative Aufwand vergrößert Andererseits ist das Auffüllen des Gießbehälters mit schmelzflüssigem Metall während des Vergießens in diesem Fall leichter vorzunehmen.

Es stimmen außerdem beide Lösungen darin überein, daß sie sehr kurze Gießtakte ermöglichen, wobei die vorbestimmten Gießmengen bei jedem einzelnen Gießvorgang dennoch genau eingehalten werden. Und zwar sind die Totzeiten zwischen den einzelnen Gießvorgängen vor allem auch deshalb kurz und die abgegossenen Metallmengen deshalb genau vorzubestimmen, weil Pendelbewegungen des Badspiegels im Ausgußkanal um dessen Einstellpunkte vollständig oder nahezu vollständig ausgeschlossen sind. Da die Entlüftung und die Vordruckerhöhung bei beiden erfindungsgemäßen Verfahren automatisch bewirk! werden, sind die Gießarbeiten zudem von der Konzentrationsfähigkeit und Geschicklichkeit des Gießers weitgehend unabhängig; die Dosierung der Gießmengen ist auch insoweit optimal.

Wird zur Vordruckerhöhung gemäß der zweitgenannten Lösung eine Waage verwendet, ist es vorteilhaft, das Entlüftungs-Ventil nach einem dem durch die Waage ermittelten Gewicht der im Behälterinneren befindlichen Metallmenge entsprechenden Zeitraum zu schließen. Dabei ist es außerdem zweckmäßig, daß dem Gaszufuhr-Ventil ein dem von der Waage ermittelten Gewicht entsprechendes elektrisches Signal zugeleitet wird.

Mit Bezug auf den gegenständlichen Teil der Aufgabe kennzeichnet sich eine bevorzugte Lösung, insoweit gemäß dem erstgenannten erfindungsgemäßen Verfahren sowohl ein Entlüftungs-Zeitschaltwerk als auch ein Vordruck-Zeitschaltwerk benutzt ist, dadurch, daß das einstellbare Vordruck-Zeitschaltwerk mit dem Gaszufuhr-Ventil elektropneumatisch und das einstellbare Entlüftungs-Zeitschaltwerk mit dem Entlüftungs-Ventil elektropneumatisch sowie dem Gießzeit-Zeitschaltwert elektrisch verbunden sind.

Im Rahmen des anderen, mit einer Waage an Stelle eines Vordruck-Zeitschaltwerkes arbeitenden Verfahrens ist eine vorteilhafte Lösung des gegenständlichen Teils der Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß die die Gaszufuhr steuernde Einrichtung ein Steuerorgan aufweist, welches mit der das Gewicht der im Behälterinneren befindlichen Metallmenge ermittelnden Waage und dem Gießzeit-Zeitschaltwerk elektrisch sowie dem Gaszufuhr-Ventii und dem Entlüftungsventil elektropneumatisch verbunden ist In diesem Fall ist es nach der Erfindung vorteilhaft, das Steuerorgan über das Entlüftungs-Zeitschaltwerk mit dem Entlüftungs-Ventil elektropneumatisch zu verbinden. Außerdem ist es zweckmäßig, der Waage Mittel zuzuordnen, die das ermittelte Gewicht in proportionale elektrische Signale umsetzen und diese dem Steuerorgan zuführen

Die erfindungsgemäßen Einrichtungen zeichnen sich dadurch aus, daß sie ohne komplizierte, störanfällige und kostspielige Meß- und Steuereinrichtunger auskommen und dennoch zuverlässig arbeiten. Es gibi insbesondere keine mit dem Metallbad in Berührung stehenden Meß- und Steuereinrichtungen, an dener häufige Instandsetzungsarbeiten, z. B. infolge vor Oxydation, notwendig wären.

Im nachfolgenden ibt die Erfindung an Hand vor zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen, bei denen die der abgegebenen Metallmengc entsprechende Erhöhung des Vordruckes während je den Gieß Vorganges erfolgt, näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 im Schema eine Gießeinrichtung mit Vor druck-Zeitschaltwerk und

F i g. 2 im Schema eine Gießeinrichtung mit Waage.

In F i g. 1 ist der das schmelzflüssige Metall 1 aufneh mende Behälter mit 2 bezeichnet. Der Behälter 2 be sitzt einen Eingußkanal 3 und einen Ausgußkanal 4 Der Ausgußkanal 4 beginnt im Bodenbereich des Bc hälters 2. während der die Gießöffnung 5 enthaltende Endabschnitt aus dem Behälter 2 so weit herausgcführ ist, daß sich die Gießöffnung 5 oberhalb des maximaler Füllslandes des Behälters 2 befindet. Die Gießöffnung ! ist trichterförmig ausgebildet und mit einer nach unter gerichteten Düse 6 ausgestattet. Das Innere des Behäl ters 2 ist durch die Dcckelhaubc 7 im wesentlichen gas

dichl abgeschlossen. Die Deckelhaubc 7 enthalt den l-jntriltsstutzcn 8 für das Druckgas, der über das Gaszufuhr-Ventil 9 und das handbetätigte Absperrventil 10 an die Druckgasquelle 11 angeschlossen ist. Das Gaszufuhr-Ventil 9, ein sogenannter »Volumcnverstäi ker«, isl ein pneumatisch gesteuertes Regelventil ohne festgelegte Schaltstellungen mit umsteuerbarer Strömungsrichtung; es regell die Druckgasmenge, welche von der Quelle 11 in das Innere des Behälters 2 einströmt.

An die Leitung zwischen dem Volumenverstärker 9 und dem Gaseintrittsstutzen 8 sind ein .Sicherheitsventil 12 — ein Ventil ohne festgelegte Schaltstellungen — und ein Entlüftungsventil 13 angeschlossen, über die das in das Behälterinnere eingeströmte Druckgas ins Freie abgelassen und damit der im Behälterinnern eingestellte Überdruck abgebaut weiden kann. Das Entlüftungsventil 13 wird über ein Magnetventil 14 — ein elektromagnetisch betätigtes V2-Wegeventil — gesteuert. Die elektromagnetische Betätigung des Magnetventils 14 erfolgt über ein Entlüftungs-Zcitschaltwerk 15, an welchem die Entlüftungszeil eingestellt wird.

Der Volumenverstärker 9 wird unter Zwischenschaltung eines Magnetventils 16, welches als elektromagnetisch betätigtes ^J/2-Wegeventil ausgebildet ist, pneumatisch durch den Signaldruck am Ausgang eines VoIu inenverstärkerrelais 17 gesteuert. Das Volumenverstärkcrrelais 17 ist ein Regelventil ohne festgelegte Schaltstellungen mit umsteuerbarer Strömungsrichtung; es ist zum einen mit dem Druckgas der Quelle 11 und zum anderen über ein Magnetventil 18 — ein elektromagnetisch betätigtes '/^-Wegeventil — bei dessen Durchlaßstellung mit dem Signaldruck eines Gießdruck-Reglers ^beaufschlagt.

Das Volumenverstärkerrelais 17 wird über einen elektrisch betriebenen Stellmotor 20 gesteuert, der selbst an ein Vordruck-Zeitschallwerk 21 angeschlossen werden kann. Wird der Stellmotor 20 über das Vordruck-Zeitschaltwerk 21 in seiner Stellung verändert, ändert sich auch die Stellung des Volumenverstärkerrelais 17, was eine Änderung des Signaldruckes am Ausgang des Volumenverstärkerrelais 17 zur Folge hat.

Bei Sperrstellung des Magnetventils 18 bewirkt die Einstellung des Volumenverstärkerrelais 17 über das Magnetventil 16 sowie den Volumenverstärker 9 bei öffnung des Absperrventils 10 sowie Schließung dos Entlüftungsventils 13 einen bestimmten Vordruck p. im Innern des Behälters 2. Bei dieser Stellung des Magnetventils 18 liegt am Ausgang des Volumenverstärkerrelais 17 also der Vordruck-Signaldruck. Wird der Vordruck-Signaldruck am Ausgang des Volumenverstärkerrelais 17 durch Veränderung der Einstellung des Stellmotors 20 über das Vordruck-Zeitschaltwerk 21 stufenweise mit der Zeit vergrößert, wird ebenfalls der Vordruck ρ ν im Innern des Behälters 2 mit der Zeit vergrößert. Die zeitliche Änderung des Vordruckes p. im Δρν/Δι.

Der Gießdruck-Rcgler 19 ist ein mit Hand gegen Rückstellfeder betätigter Regler ohne festgelegte Schaltstellungen. An ihm wird die Größe des Gießdrukkes pe. der in der Zeit des Vergießens dem Vordruck p. überlagert wird, eingestellt. In Durchflußstellung des Magnetventils 18 addiert sich der Gicßdruek-Signaldruck am Ausgang des Gießdruck-Rcglers 19 dem bei Sperrstcllung des Magnetventils 18 bereits am Ausgang des Volumenvcrstärkerrelais 17 anliegenden Vordruck Signaldruck.

Das Magnetventil 18 wird über ein Gießzcit-Zeitsehaltwcrk 22 betätigt, wobei die Zeil, in welcher sich das Magnetventil 18 in Durchlaßstellung befindet, die Gieß/eil darstellt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird mit Hilfe einer als Signalgeber ausgebildeten, dem Ausgußkanal 4 zugeordneten Tastelektrode 23 der Badspiegel im Ausgußkanal 4 zu Beginn einer Gießstrie auf das vorbestimmte Vorniveau eingestellt. Die Tastelektrode 23 bildet den Kndabschnitt einer in der Vertikalen bewegliehen Kolbenstange eines doppelt wirkenden pneumalischen Zylinders und kann innerhalb der Gießöffnung 5 über ein an die Druckgasquelle U angeschlossenes, elektromagnetisch betätigtes V2-Wegeventil 24 sowie zwei Drosselventile 25, 25a, welche in der einen Rich-Hing einen Durchlaß und in der anderen Richtung eine verstellbare Drossel haben, auf das Vorniveau abgesenkt und nach Einstellung des Vorniveaus wieder aus der Gießöffnung 5 herausgefahren werden.

Der Auslösekontakt der Tastelektrode 23 ist elektrisch mit dem Stellmotor 20 des Volumenverstärkerrelais 17 sowie dem Elektromagneten des Magnetventils 24 verbunden, so daß der Stellmotor 20 und das Magnetventil 24 bei Ansprechen der Tastelektrode 23 von dieser ein Signal erhalten. Auch ist das Gießzeit-Zeitschallwerk 22 mit dem Entlüftungs-Zeitschaltwerk 15 sowie das Entlüftungs-Zeitschaltwerk 15 mit dem Magnetventil 16 elektrisch verbunden, so daß das Gießzeit-Zeitschaltwerk 22 nach Ablauf einer jeden Gießzeil dem Entlüftungs-Zeitschaltwerk 15 und das Entlüflungs-Zeitschaltwerk 15 dem Magnetventil 16 zu Beginn und zum Ende der Entlüftung einen Impuls geben. Die in F i g. 2 dargestellte Gießeinrichtung unterscheidet sich von der der F i g. 1 vornehmlich dadurch, daß die Tastelektrode 23 einschließlich der dieser zugeordneten beiden Drosselventile 25, 25a und des Wegeventils 24 einerseits und das Vordruck-Zeitschaltwerk 21 andererseits durch eine elektrische Waage 26 mit Kraftmeßdosen 27, 27a, 276, auf welche der Behälter 2 aufgesetzt ist, sowie ein Steuerorgan 28 ersetzt sind.

Die Einrichtung nach F i g. 1 arbeitet wie folgt: Sollen z. B. innerhalb einer Gießserie bei zwei oder mehreren aufeinanderfolgenden Gießvorgängen aus dem mit schmelzflüssigem Metall angefüllten Behälter 2 jeweils dieselben Metallmengen vergossen werden, werden zunächst am Gießdruck-Regler 19 der Gießdruck p_f, am Gießzeit-Zeitschaltwerk 22 die Gießz°it, am Vordruck-Zeitschaltwerk 21 die zeitliche Änderung des Vordrukkes pi während jedes Gießvorganges, Δρ>/Δί, und am Enllüflungs-Zeitschaltwerk 15 die Entlüftungszeit eingestellt. Die Werte von Gießdruck, Gießzeit und der zeitlichen Änderung des Vordruckes während eines Gießvorganges bestimmen bei vorgegebener Gießöffnung 5 mit Düse 6 die während eines Gießvorganges abgegebene Metallmenge. Die Entlüftungszeit wird so gewählt, daß der Badspiegel im Ausgußkanal 4 lediglich auf das vorbestimmte Vorniveau absinkt. Für eine vorbestimmte Gießmenge stehen die Werte von Gießdruck. Gießzeit und zeitlicher Änderung des Vordrukkes während eines Gießvorganges in gegenseitiger Abhängigkeit. Bei wiederholtem Abgießen derselben Melallmcngc können die eingestellten Werte von Gießdruck, Gießzeit und der zeitlichen Änderung des Vordruckes während eines Gießvorganges unverändert beibehalten werden.

Im Anschluß an diese Einstellung wird vor Beginn der eigentlichen Gießvorgänge im Ausgußkanal 4 des Behälters 2 der Badspiegcl auf das vorbcstimmte Vor-

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niveau angehoben. Zu diesem Zweck wird zunächst das Über das Entlüftungs-Ventil 13 wird Druckgas aus dem Absperrventil 10 durch Hand geöffnet und dann durch Behälterinnern ins Freie abgelassen, so daß der auf die ein einzelnes elektrisches Signal sowohl das Magnet- Oberfläche des Metallbades im Behälterinnern wirkenventil 24 betätigt, das die Tastelektrode 23 auf ihre Bc- eic Gasdruck plötzlich vermindert wird. Dies führt zur triebshöhe gesenkt wird, als auch das Magnetventil 14 5 Beendigung des Vergießens. Am Ende des Entlüftungsso angeregt, daß das Entlüftungs-Ventil 13 geschlossen Vorganges befindet sich der Badspiegel im Ausgußkawird. Ferner wird durch das Signal das Magnetventil 16 nal 4 wieder auf dem vorbestimmten Vorniveau,
in Durchlaßstellung gebracht und das Volumenver- Nach der Entlüftung unter Einstellen des Vorniveaus Stärkerrelais 17 durch Betätigen des Stellmotors 20 so im Ausgußkanal 4 wird das Vorniveau trotz Gasaustritt gesteuert, daß der Signaldruck am Ausgang des Relais io infolge von Gasundichtigkeiten des Behälters 2, insbe 17 aus der Druckgasquelle Il über das Absperrventil 10 sondere im Bereich der Auflagefläche seiner Deckel und den Volumenverstärker 9 Druckgas in das Behäl- haube 7, dadurch erhalten, daß entsprechend dem Austerinnere einströmen läßt. Mit dem Eintriti: des Druck- maß der Gasundichtig!veiten stets neues Druckgas ins gases in das Behälterinnere steigt der Badspiegel im Behälterinnere eingeführt wird.

Ausgußkanal 4 an. Erreicht der Badspiegel das vorbe- 15 Es kann zu jeder Zeit ein neuer Gießvorgang begin-

stimmte Vorniveau unterhalb der Gießöffnung 5 des nen, der nun lediglich ein einzelnes elektrisches Signal

Ausgußkanals, aber oberhalb des maximalen Füllstan- erfordert.

des des Behälters 2, berührt die Metallschmelze ^;ni Sollen in aufeinanderfolgenden Gießvorgängen aus

Ausgußkanal 4 die T; stelektrode 23. Die Tastelektrode dem Behälter 2 jeweils unterschiedliche Metallmengen

23 spricht an und bewirkt zum einen über ihre elektri- 20 vergossen werden, müssen die Werte des Gießdruckes,

sehe Verbindung mit dem Stellmotor 20 des Volumen- der Gießzeii und der zeitlichen Änderung des Vordruk-

verstärkerrelais 17, daß der Gasdruck im Behälterin- kes während eines Gießvorganges vor jedem Gießvor-

nern nicht weiter erhöht wird, zum anderen über ihre gang entsprechend der gewünschten Gießmenge neu

; elektrische Verbindung mit dem Magnetventil 24, daß eingestellt werden.

. dieses die Elektrode 23 aus der Gießöffnung hei ausfah- 25 Soll das Behälterinnere innerhalb einer Gießserie, sei

ren läßt. es während eines Gießvorganges, sei es zwischen zwei

Damit ist das vorbestimmte Vorniveau des Badspie- GieUvorgängen, mit schmelzflüssigem Metall nachge-

gels im Ausgußkanal 4 eingestellt. füllt werden, wird der Vordruck in der Zeit des Nach-

Jeder einzelne Gießvorgang wird durch Anhebendes füllens entsprechend der nachgefüllten Metallmenge

Badspiegels im Ausgußkanal 4 auf die Höhe der Gieß- 30 über den Stellmotor 20 vermindert.

Öffnung, das Gießniveau, eingeleitet. Hierzu wird durch Bei der Gießeinrichtung nach F i g. 2 erfolgen das

ein zweites elektrisches Signal das Gießzeit-Zeitschalt- Einstellen des Vorniveaus vor jedem Gießvorgang, die

werk 22 sowie das Vordruck-Zeitschaltwerk 21 in Erhaltung des Vorniveaus und die zeitliche Zunahme

Gang gesetzt. Das Gießzeil-Zeilschaltwerk 22 bringt des Vordruckes p. im Behälterinnern während eines

das Magnetventil 18 in Durchlaßstellung, womit der 35 jeden Gießvoryanges durch die elektrische Waage 26

Gießdruck-Signaldruck am Ausgang des zuvor einge- und dem dieser zugeordneten Steuerorgan 28.

stellten Gießdruck-Reglers 19 am Ausgang des VoIu- Um die Abgabe einer vorbestimmten Gießmenge zu

: menverstärkerrelais 17 dem hier bereits vorhandenen erreichen, werden vor Beginn des Gießvorganges die

Vordruck-Signaldruck addiert wird und ebenfalls über entsprechenden Werte von Gießdruck p_g und Gießzeit

das Magnetventil 16 zum Volumenverstärker 9 gelangt. 40 ,,. am Gießdruck-Regler 19 bzw. am Gießzeit-Zeit-

Der Volumenverstärker 9 läßt weiteres Gas aus der schaltwerk 22 sowie am Entlüftungs-Zeitschaltwerk 15

Druckgasquelle 11 über das Absperrventil 10 in das In- die Entlüftungszeit eingestellt.

nere des Behälters 2 einströmen, in welchem der Gas- Bei dieser Einrichtung erfolgt die nachfolgende Andruck um den Gießdruck pg erhöht wird und das hebung des Badspiegels im Ausgußkanal 4 des Behälschmelzflüssige Metall aus der Düse 6 der Gießöffnung 45 ters 2 auf das Vorniveau dadurch, daß die Waage 26 5 austreten kann. Durch die mit der Stellungsänderung zunächst das Gewicht der im Behälterinnern befindlides Magnetventils 18 einhergehende Auslösung des chen Metallmenge ermittelt und dann dem Steuerorgan Vordruck-Zeitschaltwerks 21 wird in der Zeit des Ver- 28 ein dem ermittelten Gewicht entsprechendes elekgießens, welche ein Absinken des Badspiegels im Be- trisches Signal zuleitet. Über die Änderung der Einstelhälterinnern und damit eine Erhöhung des statischen 50 |_üng des elektrisch betätigten Stellmotors 20 des VoIu-Dnickes der im Ausgußkanal 4 stehenden Säule flüssi- menverstärkerrelais 17 wird anschließend bei Sperrgen Metalls zur Folge hat, der Stellmotor 20 des VoIu- stellung des Magnetventils 18 und Durchlaßstellung des menverstärkerrelak 17 so betätigt, daß der Vordruck Magnetventils 16 nach Weisung des Steuerorgans 28 - pv im Behälterinnern mit der Zeit erhöht und so die durch Veränderung des Volumenverstärkerrelais 17 an f Zunahme des statischen Druckes dieser Flüssigkeits- 55 dessen Ausgang ein dem ermittelten Gewicht entspresäule gerade ausgeglichen wird. chender Vordruck-Signaldruck erzeugt. Dieser Vor-Am Ende der Gießzeit bringt das Gießzeit-Zeit- druck-Signaldruck wird über das Magnetventil 16 dem schaltwerk 22 das Magnetventil 18 wieder in Sperrstel- Volumenverstärker 9 zugeleitet, welcher über den Gashing. Das Gießzeit-Zeitschaltwerk 22 löst gleichzeitig eintrittsstutzen 8 so lange Druckgas aus der Druckgasmit dieser Umstellung des Magnetventils 18 über seine 60 quelle 11 in das Innere des Behälters 2 einströmen läßt, elektrische Verbindung mit dem Entlüftungs-Zeitschalt- bis der das vorbestimmte Vorniveau des Badspiegels im werk 15 dieses Zeitschaltwerk 15 aus. Das Entlüftungs- Ausgußkanal 4 einstellende Vordruck aufgebaut ist.
Zeitschaltwerk 15 bringt das Magnetventil 14 für die Nach dieser Einstellung des Vorniveaus im Ausguß-Entlüftungszeit in Durchlaßstellung, wodurch das Ent- kanal 4 wird das eigentliche Abgießen, wie bei der lüftungs-Ventil 13 für diese Zeit geöffnet wird. Weiter- 65 Gießeinrichtung nach Fi g. I₁ durch Anheben des Badhin wird das Magnetventil 16 für die Entlüftungszeit spiegeis im Ausgußkanal 4 auf das Gießniveau eingeleiüber seine elektrische Verbindung mit dem Entlüf- _tet, was die Auslösung des Gießzeit-Zeitschaltwerkes tungs-Zeitschaltwerk 15 in Sperrstellung gebracht. 22 durch ein elektrisches Signal verlangt Das Gießzeit-

Zeitschaltwcrk 22 bringt nach seiner Auslösung das Magnetventil 18 in Durchlaßstellung, so daß der am Ausgang des Gießdruck-Reglers 19 eingestellte Gießdruek-Signaldruck sich am Ausgang des Volumenverstärkerrelais 17 dem zuvor eingestellten Vordruck-Signaldruck addiert. Dadurch wird über den Volumenverstärker 9 weiteres Druckgas aus der Druckgasquelle 11 in das Bchälterinnere eingeleitet und der im Behälterinnern vorhandene Vordruck p· um den Gießdruck ρ? erhöht, womit das Vergießen aus der Düse 9 der Gieß öflnung 5 beginnt.

Während des Vergießens wird die mit dem Absinken des Badspiegels im Behälterinrern verbundene Zunahme des statischen Druckes der im Ausgußkanal 4 /wischen der Gießöffnung und dem Badspiegel im Behältcrinncrn befindlichen Schmelze dadurch ausgeglichen, daß die Waage 26 das Gewicht des im Behälterinnern befindlichen Metalls ermittelt, das Steuerorgan 28 den Vordruck-Signaldruck am Ausgang des Volumenverstärkerrelais 17 über die Betätigung des Stellmotors 20 entsprechend der Gewichtsabnahme erhöht und damit weiteres Druckgas in das Behälterinnere einströmt.

Nach Ablauf der Gießzeit bringt das Gießzeit-Zeitschaltwerk 22 das Magnetventil 18, wie bei der Einrichtung nach Fig. 1, wieder in Sperrsteilung. Das Gießzeit-Zeitschaltwerk 22 gibt gleichzeitig mit der Verstellung des Magnetventils 18 ein elektrisches Signal sowohl an das Entlüftungs-Zeitschaltwerk 15, welches sodann die Öffnung des Entlüftungs-Ventils 13 über das diesem zugeordnete Magnetventil 14 bewirkt, als auch an das Magnetventil 16. welches in Sperrstellung gebracht wird. Mit dem öffnen des Entlüftungs-Ventils 13 sinkt die Oberfläche des Metallbadcs im Behälterinnern ab. womit der Gießvorgang beendet wird.

Nach Ablauf der Entlüftungs/eit wird das Entlüflungs-Ventil 13 in Schließstellung und das Magnetventil 16 in Durchlaßstellung gebracht.

ίο Auch bei dieser Gießeinrichtung wird das nach jedem Gießvorgang durch Entlüftung eingestellte Vorniveau trotz Gasaustritt infolge von Gasundichtigkeiten dadurch aufrechterhalten, daß entsprechend dem Ausmaß der Undichtigkeiten bis zum Beginn des nachfolgenden Gießvorganges stets neues Druckgas ins Behälterinnere eingeführt wird.

Sollen bei den einzelnen Gießvorgängen jeweils unterschiedliche Mengen Metall abgegossen werden, müssen die Werte von Gießdruck und Gieß/eit am Gießdruckregler 19 bzw. am Gießzeil-Zeitschaltwerk 22 entsprechend der gewünschten Gießmenge jeweils neu eingestellt werden.

Beim Nachfüllen des Behälters mit schmelzflüssigem Metall während eines Gießvorganges oder zwischen zwei Gießvorgängen wird der Vordruck im Behälterinnern durch die Waage 26 und das Steuerorgan 28 entsprechend der Gewichtszunahme der Schmelze 1 vermindert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Vergießen vorbestimmter Mengen schmelzflüssigen Metalls aus einem Behälter mit einem im Bodenbereich beginnenden, außerhalb des Behälters oberhalb des maximalen Füllstandes endenden, geneigten Ausgußkanal durch gesteuerte Zufuhr von Druckgas in das durch eine Deckelhaube im wesentlichen gasdicht abgeschlossene Behälterinnere in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Gießvorgängen, wobei das Druckgas im Behälterinneren oberhalb des in ihm anstehenden Badspiegels abgelassen wird, der Badspiegel im Ausgußkanal vor jedem Gießvorgang durch einen Vordruck im Behälterinneren auf dasselbe Vorniveau unterhalb der Gießöffnung, aber oberhalb des maximalen Füllstandes eingestellt wird; der Gasdruck im Behälterinnere:n zu Beginn jedes Gießvorganges um den Gießdruck auf den Förderdruck erhöht wird, die mit dein Vergießen verbundene Zunahme des statischen Druckes der im Ausgußkanal zwischen der Gießöffnung und dem Badspiegel im Behälterinneren befindlichen Schmelze während jedes Gießvorganges durch eine der abgegebenen Metallmenge entsprechende Erhöhung des Vordruckes unter weiterer Zufuhr von Druckgas ins Behälterinnere ausgeglichen wird, das Behälterinnere nach Ablauf der an einem Gießzeit-Zeitschaltwerk eingestellten Gießzeit so lange entlüftet wird, bis der Badspiegel im Ausgußkanal auf das Vorniveau abgesunken ist, und der nach der Entlüftung vorhandene Vordruck bis zum Beginn des nachfolgenden Gießvorganges aufrechterhalten wird, gegebenenfalls unter weiterer Zufuhr von Druckgas ins Behälterinnere, dadurch gekennzeichnet, daß das Behälterinnere am Ende eines jeden Gießvorganges durch kurzzeitiges öffnen eines Entlüftungsventils (13) entlüftet wird, wobei der öffnwngsvorgang durch ein vom Gießzeit-Zeitschaltwerk (22) nach Ablauf der jeweiligen Gießzeit abgegebenes Signal und der Schließvorgang nach einem an einem Entlüftungs-Zeitschaltwerk (15) einsteilbaren Zeitraum automatisch bewirkt werden, und daß die weitere Zufuhr von Druckgas ins Behälterinnere zur Erhöhung des Vordruckes während jedes Gießvorganges sowie zur Aufrechterhaltung de« Vordruckes zwischen der Entlüftung und dem Beginn des nachfolgenden Gießvorganges über ein Vordruck-Zeitschaltwerk (21) automatisch bewirkt wird, welches die Einstellung eines zugehörigen Gaszufuhr-Ventils (9) ändert.

2. Verfahren zum Vergießen vorbestimmter Mengen schmelzfüssigen Metalls aus einem Behälter mit einem im Bodenbereich beginnenden, außerhalb des Behälters oberhalb des maximalen Füllstandes endenden, geneigten Ausgußkanal durch gesteuerte Zufuhr von Druckgas in das durch eine Deckelhaube im wesentlichen gasdicht abgeschlossene Behälterinnere in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Gießvorgängen, wobei dos Druckgas im Behälterinneren oberhalb des in ihm anstehenden Badspiegels abgelassen wird, der Badspiegel im Ausgußkanal voi jedem Gießvorgang durch einen Vordruck irn Behälterinneren auf dasselbe Vornivea.u unterhalb der Gießöffnung, aber oberhalb des maximalen Füllstandes eingestellt wird, der Gasdruck im Behälterinneren zu Beginn jedes Gießvorganges um den Gießdruck auf den Förderdruck erhöht wird, die mit dem Vergießen verbundene Zunahme des statischen Druckes der im Ausgußkanal zwischen der Gießöffnung und dem Badspiegel im Behälterinneren befindlichen Schmelze während jedes Gießvorganges durch eine der abgegebenen Metallmenge entsprechende Erhöhung des Vordruckes unter weiterer Zufuhr von Druckgas ins Behälterinnere ausgeglichen wird, das Behälterinnere nach

ίο Ablauf der an einem Gießzeit-Zeitschaltwerk eingestellten Gießzeit so lange entlüftet wird, bis der Badspiegel im Ausgußkanal auf das Vorniveau abgesunken ist, und der nach der Entlüftung vorhandene Vordruck bis zum Beginn des nachfolgenden Gieß Vorganges aufrechterhalten wird, gegebenenfalls unter weiterer Zufuhr von Druckgas ins Behälterinnere, dadurch gekennzeichnet, daß das Behälterinnere am Ende eines jeden Gießvorganges durch kurzzeitiges öffnen eines Entlüftungsventils (13) entlüftet wird, wobei der Öffnungsvorgang durch ein vom Gießzeit-Zeitschaltwerk (22) nach Ablauf der jeweiligen Gießzeit abgegebene? Signal und der Schließvorgang nach einem an einem Entlüftungs-Zeitschaltwerk (15) einstellbaren Zeitraum automatisch bewirkt werden, und daß die weitere Zufuhr von Druckgas ins Behälterinnere zur Erhöhung des Vordruckes während jedes Gießvorganges sowie zur Aufrechterhaltung des Vordruckes zwischen Entlüftung und dem Beginn des nachfolgenden Gießvorganges unter Einschaltung einer das Gewicht der im Behälterinneren vorhpndenen Metallmenge ermittelnden Waage (26) automatisch bewirkt wird, welche die Einstellung eines zugehörigen Gaszufuhr-Ventils (9) steuert

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungs-Ventil (13) nach einem dem durch die Waage (26) ermittelten Gewicht der im Behälterinneren befindlichen Metallmenge entsprechenden Zeitraum geschlossen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gaszufuhr-Ventil (9) ein dem von der Waage (26) ermittelten Gewicht entsprechendes elektrisches Signal zugeleitet wird.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einstellbare Vordruck-Zeitschaltwerk (21) mit dem Gaszufuhr-Ventil (9) elektropneumatisch und das einstellbare Entlüftungs-Zeitschaltwerk (15) mit dem Entlüftungs-Ventil (13) elektropneumatisch sowie dem Gießzeit Zeitschaltwerk (22) elektrisch verbunden sind.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Gaszufuhr steuernde Einrichtung ein Steuerorgan (28) aufweist, welches mit der das Gewicht der im Behälterinneren befindlichen Metallmenge ermittelnden Waage (26) und dem Gießzeit-Zeitschaltwerk (22) elektrisch sowie dem Gaszufuhr-Ventil (9) und dem Entlüftungs-Ventil (13) elektropneumatisch verbunden ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (28) über das Entlüftungs-Zeitschaltwerk (15) mit dem Entlüftungs-Ventil (13) elektropneumatisch verbunden ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Waage (26) Mittel zugeordnet sind, die das ermittelte Gewicht in

proportionale elektrische Signale umsetzen und diese dem Steuerorgan (28) zuführen.

Die Erfindung bezieht sich einerseits auf ein Verfahren zum Vergießen vorbesthnmter Mengen schmelzflüssigen Metalls aus einem Behälter mit einem im Bodenbercieh beginnenden, außerhalb des Behälters oberhalb des maximalen Füllstandes endenden, geneigten Ausgußkanal durchgesteuerte Zufuhr von Druckgas, in das durch eine Deckelhaube im wesentlichen gasdicht abgeschlossene Behälterinnere in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Gießvorgängen, wobei das Druckgas im Behälterinneren oberhalb des in ihm anstehenden Badspiegels abgelassen wird, der Badspiegel im Ausgußkanal vor jedem Gießvorgang durch einen Vordruck im Behälterinneren auf dasselbe Vorniveau unterhalb der Gießöffnung, aber oberhalb des maximalen Füllstandes eingestellt wird, der Gasdruck im Behälterinneren zu Beginn jedes Gießvorganges um den Gießdruck auf den Förderdruck erhöht wird, die mit dem Vergießen verbundene Zunahme des statischen Druckes der im Ausgußkanal zwischen der Gießöffnung und dem Badspiegel im Behälterinneren befindlichen Schmelze während jedes Gießvorganges durch eine der abgegebenen Metallmenge entsprechende Erhöhung des Vordruckes unter weiterer Zufuhr von Druckgas ins Behälterinners ausgeglichen wird, das Behälterinnere nach Ablauf der an einem Gießzeit-Zeitschaltwerk eingestellten Gießzeit so lange entlüftet wird, bis der Badspiegel im Ausgußkanal auf das Vorniveau abgesunken ist, und der nach der Entlüftung vorhandene Vordruck bis zum Beginn des nachfolgenden Gießvorganges aufrechterhalten wird, gegebenenfalls unter weiterer Zufuhr von Druckgas ins Behälterinnere, und andererseits auf eine Einrichtung zu dessen Durchführung.

Beim Vergießen von schmelzflüssigem Metall aus einem Behälter, der z. B. eine Gießpfanne oder ein Warmhalteofen sein kann, mittels Druckgas, bevorzugt Druckluft, wird verlangt, daß bei jedem Gießvorgang eine genau vorbestimmte Metalimenge abgegossen wird. Insoweit ergibt sich ein besonderes Problem aus dem Absinken des Metallspiegels im Behälterinneren während jedes Gießvorganges und der damit einhergehenden Zunahme des statischen Druckes der im Ausgußkanal des Behälters zwischen der Gießöffnung und dem Badspiegel im Behälterinneren befindlichen Metallmenge. Soll innerhalb einer Gießserie z. B. stets dieselbe Metallmenge abgegossen werden, genügt es nicht, bei jedem der aufeinanderfolgenden Gießvorgänge dieselben Werte für den während des Vergießens auf die Oberfläche des Metallbades im Inneren des Behälters wirkenden Gasdruck, den sogenannten »Förderdruck pm, sowie fjr die sogenannte »Gießzeit tg«, d. h., die Zeit der Aufrechterhaltung des Förderdruckes pu einzustellen. Vielmehr nimmt bei gleichbleibenden Werten von p_f und tg während einer Gießserie die abgegossene Metallmenge von Gießvorgang zu Gießvorgang ab.

Es hat sich gezeigt, daü die Einhaltung vorbestimmter Gießmengen in aufeinanderfolgenden Gießvorgängen voraussetzt, daß der Badspiegel im Ausgußkanal vor jedem Gießvorgang durch das Einbringen von Druckgas in das Behälterinnere auf dasselbe Niveau unterhalb der Gießöffnung des Ausgußkanals, aber oberhalb des maximalen Füllstandes des Behälters, das sogenannte »Vorniveau«, gedrückt werden muß. Der Gasdruck, welcher zur Einstellung dieses Vorniveaus notwendig ist, wird mit »Vordruck /m< bezeichnet Der Vordruck p_v wächst innerhalb einer Gießserie mit der Abnahme der im Behälter befindlichen Metallmenge von Gießvorgang zu Gießvorgang an. Nach der Einstellung des Vorniveaus wird das Austreten des Metalls aus der Gießöffnung des Ausgußkanals bewirkt,

ίο indem der Gasdruck im Behälterinneren vergrößert wird, wodurch der Badspiegel im Ausgußkanal bis auf das Gießniveau ansteigt Hierzu ist der Gasdruck im Behälterinneren vom Vordruck p_y auf den Förderdruck p_f, der den Vordruck p_y um den sogenannten »Gießdruck pgv. übersteigt, zu erhöhen. Damit gilt zu Beginn jedes Gießvorganges pt = p_y + p_g.

Diese Verfahrensmerkmale sind in Verbindung mit den übrigen Merkmalen der eingangs genannten Verfahrensgattung bei den Gießeinrichtungen gemäß der US-PS 30 58 180 und US-PS 34 65 916 verwirklicht. Die Gießeinrichtungen dieser Vorveröffentlichungen haben jedoch den Nachteil, daß die Einstellung des Badspiegels im Ausgußkanal auf das Vorniveau vor jedem Gießvorgang, die Erhöhung des im Behälterinneren herrschenden Gasdruckes zu Beginn jedes Gießvorganges um den Gießdruck auf den Förderdruck und ebenfalls das Absenken des Badspiegels im Ausgußkanal auf das Vorniveau am Ende eines jeden Gießvorganges sowie das Aufrechterhalten des Vorniveaus zwischen aufeinanderfolgenden Gießvorgängen unter Anwendung eines innerhalb des Ausgußkanals als Niveaugeber angeordneten Schwimmers bewirkt werden, der während der gesamten Betriebszeit mit dem im Ausgußkanal anstehenden flüssigen Metall in unmittelbarer Berührung steht. Bei Verwendung eines solchen Schwimmers lassen sich nämlich die bei den einzelnen Gießvorgängen abgegebenen Metallmengen nur mit einer geringen Genauigkeit einstellen. Außerdem beeinträchtigt der Schwimmer in großem Maße die Betriebssicherheit der Vergießeinrichtung, und er verlangt auch einen erheblichen zusätzlichen apparativen Aufwand zu seiner Bedienung.

Bei den Gießeinrichtungen gemäß diesen US-Patentschriften steht einer genauen Dosierung der jeweils gewünschten Gießmengen zum einen entgegen, daß sich am Schwimmer Oxyde u. dgl. ansetzen, die zu einer Veränderung der äußeren Gestalt des Schwimmers führen. Andererseits ist die Genauigkeit der Gießmengen dadurch vermindert, daß die Umformung der Stellung des Schwimmers innerhalb des Ausgußkanals in ein der Stellung entsprechendes Signal mit Fehlern behaftet ist. Der Mangel geringer Betriebssicherheit im Zusammenhang mit dem Schwimmer ergibt sich insbesondere daraus, daß dieser aufgrund seiner ständigen Berührung mit dem heißen Metallbad einem großen Verschleiß unterworfen ist, dies vor allem im Falle des Vergießens hochschmelzender Metalle.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren gemäß der eingangs genannten Gattung so weiterzubilden, daß es mit geringem Aufwand und ohne komplizierte Meß- und Steuereinrichtungen in zuverlässiger Weise das Vergießen genau vorbestimmter MetaiiiTiengen erlaubt, und zwar mit nur sehr kurzen Totzeiten zwischen den einzelnen Gießvorgängen, mit der Möglichkeit, den Behälter ohne Unterbrechung des Gießbetriebes auch während des Vergießens nachzufüllen, und ohne daß Teile von Meß- und Steuereinrichtungen mit dem schmelzflüssieen Metall in Berührune