DE2950393A1 - SEPERATOR - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/08—Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
Description
VKI-RHEINHOLD & MAHLA AG, 6800 MannheimVKI-RHEINHOLD & MAHLA AG, 6800 Mannheim
Kr-by-cKr-by-c
13. Dez. 1979Dec 13, 1979
Separatorseparator
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Mittel zur Herstellung eines Separators zum Entfernen von Gasen und festen Verunreinigungen beim Gießen von Metallen in einer Sandbettform.The invention relates to a method and a means for producing a separator for removing gases and solid contaminants when casting metals in a sand bed mold.
Bekannt ist ein Wirbeltrichter aus Schamotte, bei dem drei ringartige Kammerstücke so übereinander angeordnet sind/ daß sie innen eine zylindrische Kammer bilden, die mit einem seitlichen Einlauf, einem seitlichen Auslauf und einem senkrechten Rohr für die Abführung von Gas bzw. ausgeschiedenem Metall versehen ist.A vortex funnel made of fireclay is known, in which three ring-like chamber pieces are arranged one above the other are / that they form inside a cylindrical chamber with a side inlet, a side outlet and a vertical pipe is provided for the discharge of gas or precipitated metal.
Der Nachteil dieses Wirbeltrichters ist, daß hohe Herstellkosten nur den Einsatz bei Mittel- und Großgußstücken erlauben. Die Schamotte-Kammerstücke sind sehr schwer und bruchempfindlich, so daß der Transport und die Lagerung zahlreiche Probleme aufwirft. Auch verbietet der Aufwand bei der Herstellung eine große Typenvielfalt. Weiter führt das hohe Gewicht bei Formsand zu Schwierigkeiten. Darüber hinaus bedingen dieThe disadvantage of this vortex funnel is that high manufacturing costs are only required for medium and large castings allow. The chamotte chamber pieces are very heavy and fragile, so that the transport and storage poses numerous problems. Also forbids the effort involved in manufacturing a large variety of types. The high weight of molding sand continues to trouble. In addition, the
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Schamotte-Wände einen zusätzlichen Einbauraum, der evtl. den Einsatz eines größeren Formkasten erforderlich macht. Die öffnungen müssen bis zum Gießen mit Stopfen geschlossen sein, damit kein Sand während des Einformens in den Wirbeltrichter fällt.Fireclay walls provide an additional installation space, which may be makes the use of a larger molding box necessary. The openings must be closed with stoppers until pouring so that no sand falls into the whirling funnel during molding.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Separator zum Entfernen von Gas und festen Verunreinigungen zu finden, der einen hohen Abscheidegrad aufweist, leicht in jeder Größe herstellbar ist und bei dem die Anschnitte auch nachträglich an gießtechnisch günstiger Stelle eingebaut werden können.The invention is based on the object of finding a separator for removing gas and solid impurities, which has a high degree of separation, can easily be produced in any size and in which the gates also retrofitted at a favorable location in terms of casting technology can be.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein aus vergasbarem.Kunststoff bestehender, langgestreckter geschlossener Körper mit rundem Querschnitt und fest angebrachten Anschnitten für tangentialen Einlauf, unteren Auslauf sowie arretierbaren oberen Ausscheidungsstutzen im ungeteilten Sandbett eingeformt wird.According to the invention, this object is achieved in that an elongate, made of gasifiable plastic closed body with round cross-section and fixed gates for tangential Inlet, lower outlet and lockable upper discharge nozzle is molded into the undivided sand bed.
Durch die Verwendung von Kunststoff, insbesondere Schaumstoff, kann der Körper auch in Einzelstücken in jeder beliebigen Form wirtschaftlich hergestellt werden, so daß die Größe der Zentrifugalkräfte und die Dauer der Ausscheidung optimal über einen bestimmten Weg eingestellt werden kann. Dabei ist es überraschend, daß schon die beim Vergasen des Kunststoffes sich bildende Schicht an den Innenwänden des Separators ausreicht, den erhöhten Beanspruchungen des spiralförmig an der Wand fließenden flüssigen Metalls standzuhalten. Durch die einheitliche Verwendung von Sand in der Gießform liegen sowohl in der Form wie auch im Separator gleiche Wärmeverhältnisse vor, die den Gießprozeß kalkulierbarer machen. Weiter überbrückt die kurze Verzögerung, die bis zur voll-By using plastic, in particular foam, the body can also be made in any desired individual pieces Shape can be manufactured economically, so that the magnitude of the centrifugal forces and the duration of the excretion can be optimally adjusted via a certain path. It is surprising that even the The layer formed on the inner walls of the separator when the plastic is gasified is sufficient, the increased To withstand the stresses of the liquid metal flowing in a spiral on the wall. Through the uniform If sand is used in the casting mold, the same heat conditions exist in the mold as well as in the separator that make the casting process more predictable. The short delay that lasts until the
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ständigen Vergasung des Kunststoffes entsteht, die Öffnungsphase der Gießpfanne, so daß die eigentliche Form gleich mit vollem Gießstrahl angegossen wird, wodurch die Qualität des Gießstückes verbessert wird. Auch verhindert die allseitig geschlossene Oberfläche des Körpers, der innen evtl. Hohlräume aufweisen kann, ein unerwünschtes Eindringen von Sand in den später als Seprator wirkenden Hohlraum, so daß beim Einformen weniger Sorgfalt und Zeit aufgewendet werden muß.constant gasification of the plastic arises, the opening phase of the ladle, so that the actual shape is poured on with a full pouring stream, which improves the quality of the casting. Also prevented the all-round closed surface of the body, which may have cavities inside, an undesired penetration of sand into the cavity, which later acts as a separator, so that during molding less care and less time must be spent.
In einer besonderen Ausgestaltung des Verfahrens wird von außen nach dem Einformen eine Lanze in den Körper aus Kunststoff gestoßen, der vorm dem Gießen durch heiße Luft mindestens teilweise vergast wird.In a special embodiment of the method, after molding, a lance is inserted into the body from the outside made of plastic, which is at least partially gasified by hot air before casting.
Durch heiße Luft von etwa 16O0C können für schnell vergasende Produkte wie Polyetyrol Gasabzugsräume geschaffen werden, die wesentlich zur -Beruhigung des GießVorgangs in der Anfangsphase beitragen.By hot air of about 16O 0 C to as Polyetyrol gas vent spaces are created, which contribute significantly to -Beruhigung the casting process in the initial phase for quickly gasified products.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird in den Randzonen des Separators der mit Bindemitteln versetzte Formsand durch heiße Luft ausgehärtet.In a further embodiment of the method, the one with binders is used in the edge zones of the separator offset molding sand hardened by hot air.
Die Aushärtung der Separatorwand-'vor dem eigentlichen Gießen hat den Vorteil, daß schon von Angang an Auswaschungen an der Separatorwand durch die mit hoher Geschwindigkeit fließende Schmelze vermieden werden.The hardening of the separator wall - 'before the actual Pouring has the advantage that from the outset, washouts on the separator wall are caused by the high Speed flowing melt can be avoided.
Als Mittel zur Herstellung eines Seperators ist der langgestreckte Körper ganz oder teilweise in Auslaufrichtung als Kegelstumpf ausgebildet.As a means of making a separator, the elongated Body designed entirely or partially as a truncated cone in the outlet direction.
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Durch den großen Radius am Anfang werden hohe Zentrifugal kräfte erzeugt, welche einen hohen Abscheidegrad bewirken. Infolge der Einschnürung wird trotz Reibverluste die Geschwindigkeit nahezu beibehalten wodurch die Schmelze an der Wand entlangfließt, so daß die guten Abscheideverhältnisse über den gesamten Weg im Separator erhalten bleiben.Due to the large radius at the beginning, high centrifugal forces are generated, which cause a high degree of separation. As a result of the constriction, the speed is almost maintained despite friction losses, whereby the melt flows along the wall, so that the good separation conditions are maintained over the entire path in the separator.
In einer weiteren Ausführungsform des Mittels besteht der arretierbare obere Ausscheidungsstutzen aus einem vor dem Gießen ziehbaren, festen Dorn, der eine Verlängerung nach unten zur Fixierung des Körpers besitzt.In a further embodiment of the means, the lockable upper excretion nozzle consists of one Fixed mandrel that can be pulled out prior to casting and has a downward extension to hold the body in place.
Durch einen festen Dorn'- z.B. aus Holz - wird einerseits der Körper so fixiert, daß beim Einformen ein Versetzen oder Kippen nicht eintreten kann, und andererseits ein Abzug des Gases beim Angießen durch den infolge des Ziehens des Dorns entstandene Hohlraum erleichtert.By means of a solid mandrel, e.g. made of wood, the body is fixed in such a way that it does not move or tilt during molding, and on the other hand it facilitates the removal of the gas when pouring through the cavity created as a result of the pulling of the mandrel.
In einer besonderen Ausführungsform des Mittels besteht der Körper einschließlich Anschnitts aus Polystyrol.In a particular embodiment of the agent there is the body including the gate made of polystyrene.
Das Polystyrol ist insbesondere geeignet, schnell zu vergasen, wobei der vergaste Kunststoff teilweise auf der Oberfläche des umgebenden Sandbettes kondensiert. Dabei entsteht ein Glanzkohlenstoff, der diese Oberfläche gegen Hitze und Spülwirkung der Schmelze weitgehend unempfindlich macht.The polystyrene is particularly suitable to be gasified quickly, with the gasified plastic partially up condenses on the surface of the surrounding sand bed. This creates a shiny carbon that covers this surface makes largely insensitive to heat and rinsing action of the melt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Mittels werden als Anschnitte Standardteile eingesetzt, die fest mit dem Körper verbindbar sind.In a preferred embodiment of the means, standard parts are used as gates, which are fixed with are connectable to the body.
Durch die Bevorratung von Rundmaterial verschiedener Durchmesser und Standardteilen können Separatoren ent sprechend den durch den Gießvorgang gesetzten, optimalen Bedingungen leicht und schnell hergestellt werden. By stocking of round material of different diameters and standard parts separators may accordingly the limits set by the casting process, optimal conditions easily and quickly produced.
In einer anderen Ausführungsform des Mittels ist eine abriebfeste Beschichtung auf der dem Sand zugewandten Seite des Kunststoffes vorgesehen.In another embodiment of the means, an abrasion-resistant coating is provided on the side of the plastic facing the sand.
Bei sehr harter Beanspruchung durch turbulent fließendes Eisen ist es möglich eine abriebfeste Beschichtung z.B. durch Bekleben, Tauchen, Spritzen oder Spachteln auf dem Kunststoff aufzutragen, die besonders an kritischen Stellen ein Auswaschen der Wand verhindert. Das Fließen der Schmelze durch die glatte Wand wird erleichtert, und das Abwaschen von Sandkörnern, die zu qualitätsmäßig unerwünschten Einschlüssen im Guß führen, wi^rd vermieden. In the case of very heavy use by turbulent flowing iron, it is possible to apply an abrasion-resistant coating to the plastic, for example by gluing, dipping, spraying or filling, which prevents the wall from being washed out, especially at critical points. The flow of the melt through the smooth wall is facilitated, and the washing off of grains of sand, which lead to inclusions in the casting that are undesirable in terms of quality, is avoided.
In einer Ausführungsform des Mittels ist der Körper mit Impfstoffen und/oder Stoffen zur ehoxydation versehen. .y In one embodiment of the agent, the body is provided with vaccines and / or substances for ehoxidation . .y
Auf diese Art und Weise ist es möglich, Impf- oder andere Stoffe gezielt und gleichmäßig der Schmelze zuzuführen. In this way, it is possible to add inoculants or other substances to the melt in a targeted and uniform manner.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below.
Es zeigenShow it
Fig. 1 Schnitt durch zylindrischen Körper mit Anschnitten und DornFig. 1 section through a cylindrical body with gates and mandrel
Fig. 2 Schnitt durch zylindrischen Körper mit konischem Ansatz und AnschnittenFig. 2 Section through a cylindrical body with a conical extension and cuts
Fig. 3 Schnitt durch Kegelstumpf mit AnschnittenFig. 3 section through truncated cone with cuts
In Fig. 1 ist aus Styropor ein Separator 1 in einem Sand- IQ bett 2 vorgeformt, der aus einem senkrecht stehenden, zylindrischen Körper 3 mit einem oberen tangentialen Einlauf 4 sowie einem unteren Auslauf 5 besteht. Von oben ist ein Dorn 6 in den Körper 3 eingeführt, der neben der Arretierung nach dem Ziehen gleichzeitig als AusscheidUngsstutzen 7 dient und oberhalb der Formsand-Oberfläche 8 bzw. dem Gießtümpel 9 von einem Sandwulst 10 umgeben ist.In Fig. 1, a separator 1 is preformed from Styrofoam in a sand IQ bed 2, which consists of a vertical, cylindrical body 3 with an upper tangential inlet 4 and a lower outlet 5. A mandrel 6 is inserted into the body 3 from above, which, in addition to locking after pulling, also serves as a discharge nozzle 7 and is surrounded by a sand bead 10 above the molding sand surface 8 or the pouring pool 9.
In Fig. 2 besteht das Mittel zur Herstellung eines Separators 1 aus einem oberen zylindrischen Körper 3 mit tangentialem Einlauf 4 und einem unteren mit Auslauf versehenen konischen Ansatz 11, der an den Seitenwänden mit Impfstoffen 12 versehen ist. Weiter ist an dem Körper 3 oben ein Ausscheidungsstutzen 7 angebracht.In Fig. 2, the means for producing a separator 1 consists of an upper cylindrical body 3 with tangential inlet 4 and a lower conical extension 11 provided with an outlet, which is attached to the side walls is provided with vaccines 12. Next is on the body 3 a waste pipe 7 is attached at the top.
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In Fig. 3 ist in einem Sandbett 2 ein Kegelstumpf mit oberen tangentialem Einlauf 4 und senkrechtem angeklebtem Auslauf 14 dargestellt. Der Ausscheidungsstutzen 7 ist oben angeordnet. Eine Lanze 15, die an einem nicht dargestellten Heißluftaggregat angeschlossen werden kann, ist durch den Kanal 16 in den oberen Teil des Körpers 13 geführt, der hier schon vergast wurde. Die dadurch freigelegte Wand 17 ist mit Kohlenstoff 18 aus dem vergasten Polystyrol überzogen und im Randbereich 19 ausgehärtet.In Fig. 3 in a sand bed 2 is a truncated cone with an upper tangential inlet 4 and a vertical one glued spout 14 shown. The excretion nozzle 7 is arranged at the top. A lance 15 that at can be connected to a hot air unit, not shown, is through the channel 16 in the upper Part of the body 13 out, which has already been gassed here. The thereby exposed wall 17 is made of carbon 18 coated from the gasified polystyrene and cured in the edge area 19.
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