WO2003092928A1 - Verfahren und vorrichtung zum gewichtskontrollierbaren befüllen von kokillen an nicht-eisen-giessmaschinen - Google Patents

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WO2003092928A1
WO2003092928A1 PCT/EP2003/002522 EP0302522W WO03092928A1 WO 2003092928 A1 WO2003092928 A1 WO 2003092928A1 EP 0302522 W EP0302522 W EP 0302522W WO 03092928 A1 WO03092928 A1 WO 03092928A1
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dosiermulde
filling
trough
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Erich Willems
Adolf-Gustav Zajber
Heinz-Josef Leuwer
Ronald Wilmes
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D37/00—Controlling or regulating the pouring of molten metal from a casting melt-holding vessel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D39/00—Equipment for supplying molten metal in rations
    • B22D39/04—Equipment for supplying molten metal in rations having means for controlling the amount of molten metal by weight
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D5/00—Machines or plants for pig or like casting
    • B22D5/02—Machines or plants for pig or like casting with rotary casting tables

Definitions

  • the invention relates to a method for accurate filling of molds of a non-iron casting machine, for example a copper anode casting machine or a zinc anode casting machine, which are designed for production in fully mechanical casting operation as casting wheels and are equipped with the molds.
  • the invention also relates to a device for carrying out the method.
  • anodes are produced from non-ferrous metals with relatively high numbers in fully mechanical casting operation using multiple molds made of cast iron, copper or steel.
  • the exact piece weight as well as the exact plane parallelism of their surfaces is considered.
  • Constant compliance with these parameters is achieved particularly advantageously in the use of pouring machines equipped with casting wheels.
  • one or two casting wheels equipped with molds are provided in a tiltable arrangement with oppositely disposed casting troughs, which are alternately filled with cast metal in molds passing underneath and then tipped into one mold at a time when it is stationary.
  • the known production process finds its natural limits with the difference in speed between the standing casting troughs and the mold troughs undercutting these casting troughs.
  • the speed difference enforces the maximum achievable output of anode casting according to unit weight, quantity and quality of piece, in particular depending the required service life of the casting wheel as well as the travel times including the acceleration and deceleration times.
  • German Patent Application 2 011 698 For accurate casting of copper anode plates in the respective molds of a casting wheel is known from German Patent Application 2 011 698 that target weight of the anode plates before entering the G manme- talles in a mold regardless of the actual weight of a previously cast anode plate by weighing an absolutely adjustable subset to determine a total amount of two to three times the subset.
  • the present invention seeks to provide an improved operating method and an improved design for non-iron casting machines in order to increase the product quality and to achieve a weight-accurate Kokillenbe colllung.
  • the above object is achieved by a method referred to in the preamble of claim 1 by the characterizing features of claim 1, wherein in a first step liquid metal is introduced in a controlled mass flow to determine the continuous, dynamic weight gain in a Swissmulde and in a second step by tilting the intermediate trough liquid metal alternately placed on one side in a Dosiermulde existing there and tipped the intermediate trough in the direction of the second Dosiermulde after filling the first Dosiermulde and at the same time the mass of an anode from the first filled Dosiermulde by a controlled tilting movement in a the casting mold arranged on the casting mold is cast.
  • the casting of the liquid metal is divided into preferably three phases, after which the liquid metal is first poured in a first phase with a relatively low mass flow in a mold and in a second phase after reaching a predetermined metal mass or Metal weight uniform filling of the mold is made with a relatively higher mass flow, and in a third phase after re-reaching a predetermined weight of molten metal, the weight-accurate fine filling with reduced mass flow.
  • Dosiermulden on two casting wheels takes place after completion of the filling of a Dosiermulde the positioning of the next empty mold under each currently filled Dosiermulde.
  • a particularly advantageous development of the invention is that the period between the positioning of two molds from service life of a casting wheel and movement times for positive or negative acceleration, for example for Befullen, inspection or removal, calculated as so-called cycle time, with a superposition of the movement times and in particular the Filling is considered.
  • a casting machine having the features mentioned in the preamble of claim 7 that under each spout of a metal melting furnace intermediate recesses with transverse outlets are provided for the limited absorption of molten metal, which in a stationary arrangement their horizontal longitudinal axis can be tilted to both sides, as well as a dosing trough disposed at a distance of a vertical projection under each outlet opening about a transverse axis, and also a mold made of cast iron, copper or steel arranged at a distance of a vertical projection below each pouring edge of a dosing trough on a casting wheel.
  • a step-shaped pouring edge is formed at the front outlet of each dosing trough.
  • hydraulic cylinders are arranged for tilting each intermediate recess about its longitudinal axis and for tilting each dosing recess about its transverse axis.
  • load cells are used for the current detection of the weight content of the intermediate troughs and for the current detection of the weight content of Dosiermulden.
  • Figure 1 is a plan view of the pouring device of a metal casting machine with two casting wheels in a V-shaped arrangement of Dosiermulden.
  • 5 shows the side view of a Dosiermulde in emptying-tilting position.
  • FIG. 6 is an enlarged sectional view of the front spout of a Dosiermulde. 7 shows a side view of an intermediate recess with a pivot bearing;
  • FIG. 9 is a perspective view of the pouring device.
  • FIG. 1 The plan view of Fig. 1 shows the essential functional elements of a metal casting machine 9, 9 'in functional V-connection of Dosiermulden 5, 5' with an intermediate trough 4. This is by means of a tilting bearing axis xx tilted to both sides and empties it Molten metal through the outlets 6, 6 'in the Dosiermulden 5, 5'.
  • a means for tilting preferably position adjustable hydraulic cylinders 12, 12 'are arranged on one side of a Dosiermulde.
  • the intermediate recess 4 is pivotally mounted at two points on a frame 16 about its longitudinal axis x-x, wherein the third attachment point is a hydraulic cylinder 11 is used.
  • the frame 16 is also mounted on load cells 13 at at least three points. The load cells are arranged within the overall system so that no lateral forces act on the load cells and thus no incorrect measurements occur.
  • the Dosiermulden 5, 5 ' are tiltably mounted by means of their transverse axes y-y from the horizontal position to a discharge position tilted forward. After tilting the intermediate recess in the longitudinal axis x-x, melt is filled into the associated dosing trough 5, 5 'after one side in each case via one of the outlets 6, 6' (FIGS. 3 and 5)
  • Weight-controlled melt is discharged from these dosing troughs into a respective mold 10, 10 'which is rotatably provided on the periphery of each casting wheel 9, 9'.
  • an anode is off the first filled Dosiermulde 5, 5 'by a controlled tilting movement in one of the casting edge 9,9' arranged molds 10, 10 'shed.
  • the liquid metal is first poured into a mold with a relatively low mass flow in order to avoid splashes or over-swirling.
  • a subsequent phase after reaching a predetermined intermediate weight, a uniform filling of the molds 10, 10 'takes place with a higher mass flow.
  • a final weight-accurate fine filling in the third phase takes place last.
  • the tear-off point of the metal flow is chosen so that the predetermined weight tolerance is maintained.
  • the pouring edge 8, 8 'of the dosing trough 5, 5' is advantageously designed such that the kinetic energy of the pouring stream is reduced as far as possible during tipping and the melt enters the die as vertically as possible, as shown in FIG. 5.
  • a metering well 5, 5 ' is filled from the intermediate trough 4, while by means of the other metering trough the exact weighting of the first mold 10, 10' takes place.
  • the positioning of the next empty dies 10 takes place only after the previous Befullen the two Dosiermulden 10, 10 ', and on the other hand the positioning of the next mold is carried out under the currently filled dosing trough.
  • the cycle times between the positioning of two molds are calculated from the service life of the casting wheel 9, 9 ", for example for filling, inspection and removal and the movement times such as positive or negative acceleration, wherein a superimposition of the movement times and the times for the filling takes place ,
  • an amount of liquid metal is made with predeterminable weight from an anode furnace in an intermediate trough 4, 4 'of a pouring device directed, wherein the mass flow of the liquid metal is regulated via the adjustable opening of a furnace flap.
  • the controlled variable used here is the continuously determined weight of the dynamically increasing mass of the melt in the intermediate trough 4, 4 '.
  • Dosiermulden 5, 5 ' In each case a mold 10 of the casting wheel 9 by lifting the rear portion of a Dosiermulde 5 by hydraulic cylinders 12, 12' means (not shown) position control.
  • the troughs 5, 5 ' are tilted over the axes y-y in an emptying inclined position.
  • the filling process of the mold from a Dosiermulde is carried out in three phases:
  • Phase 2) after reaching a predetermined weight of liquid metal in a attributable mold 10 is now a uniform Befullen with a higher mass flow.
  • Phase 3 after again reaching a predetermined weight of liquid metal in the assignable mold 10, a weight-exact residual fine filling of the associated mold 10 takes place.
  • the tear-off point of the melt flow is chosen so that the weight tolerance is maintained.
  • Dependent process parameters for this are: Anode weights different initial amounts of melt in a Dosiermulde 5 geometry of Dosiermulde while the pouring edge 8, 8 'of Dosiermulde 5, 5' designed so that the kinetic energy is reduced during tilting and the melt as perpendicular as possible in the mold flows.
  • I i Means for tilting the intermediate trough 12.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gewichtsgenauen Befüllen von Kokillen einer Nicht-Eisen-Giessmaschine, beispielsweise einer Kupferanoden-Giessmaschine oder einer Zinkanoden-Giessmaschine, die zur Produktion im vollmechanischen Giessbetrieb als Giessräder ausgebildet sind und mit den Kokillen bestückt sind. Um die erstrebte Qualität der gegossenen Anoden hinsichtlich ihres exakten Stückgewichtes sowie hinsichtlich der genauen Planparallelität ihrer Begrenzungsflächen zu erzielen wird folgendes vorgeschlagen: In einem ersten Schritt wird flüssiges Metall in einem geregeltem Massenstrom unter Ermittlung der kontinuierlichen dynamischen Gewichtszunahme in eine Zwischenmulde (4, 4') eingeleitet. In einem zweiten Schritt wird durch Kippen der Zwischenmulde (4, 4') flüssiges Metall abwechselnd nach jeweils einer Seite in eine dort vorhandene Dosiermulde (5, 5') aufgegeben. Nach Befüllen der ersten Dosiermulde (5) wird die Zwischenmulde (4) in Richtung der zweiten Dosiermulde (5') gekippt und gleichzeitig wird die Masse einer Anode aus der zuerst befüllten Dosiermulde durch eine kontrollierte Kippbewegung in eine der am Giessrad (9, 9') angeordneten Kokillen (10, 10') vergossen. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum gewichtskontrollierbaren Befullen von Kokillen an Nicht-Eisen-Gießmaschinen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gewichtsgenauen Befullen von Kokillen einer Nicht-Eisen-Gießmaschine, beispielsweise einer Kupferanoden-Gießmaschine oder einer Zinkanoden-Gießmaschine, die zur Produktion im vollmechanischen Gießbetrieb als Gießräder ausgebildet sind und mit den Kokillen bestückt sind. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Im Unterschied zu der Herstellung einzelner Gussstücke beispielsweise solcher in relativ geringer Stückzahl aus Sandformen, werden Anoden aus NE-Metallen mit vergleichsweise hohen Stückzahlen im vollmechanischen Gießbetrieb unter Verwendung von vielfach einsetzbaren Kokillen aus Gusseisen, Kupfer bzw. Stahl produziert. Als kennzeichnende Merkmale für die erstrebte Qualität der Anoden wird das exakte Stückgewicht sowie die genaue Planparallelität von deren Oberflächen betrachtet.
Die konstante Einhaltung dieser Parameter wird besonders vorteilhaft bei der Verwendung von mit Gießrädern ausgestatteten Gießmaschinen erreicht. Dabei sind im peripheren Bereich beispielsweise eines oder zweier mit Kokillen bestückter Gießräder ortsfest gegenüberliegende Gießmulden in kippbarer Anordnung vorgesehen, die abwechselnd bei darunter durchlaufenden Kokillen mit Gießmetall gefüllt und danach in jeweils eine Kokille bei deren Stillstand ausge- kippt werden.
Das bekannte Produktionsverfahren findet seine natürlichen Grenzen mit der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den stehenden Gießmulden und den diese Gießmulden mit dem Gießrad unterlaufenden Kokillen. Die Geschwindigkeits- differenz erzwingt das maximal erreichbare Ausbringen von Anodenguß nach Stückgewicht, Stückmenge und Stückqualität, insbesondere in Abhängigkeit von der erforderlichen Standzeit des Gießrades sowie den Bewegungszeiten einschließlich der Zeiten für Beschleunigungen und Verzögerungen.
Hierbei errechnet sich die Taktzeit, d. h. der Zeitraum zwischen dem Positionieren beispielsweise zweier Kokillen, aus der Standzeit des Gießrades zwecks Befüllung, Inspektion und Entnahme, und den Bewegungszeiten, Beschleunigen bzw. Verzögerungen, wobei eine Überlagerung der Bewegungszeiten sowie der Befüllung erfolgt.
Aus dem Dokument DE 1 956 076 A1 ist ein Verfahren und eine Anlage zum Erzeugen einer höheren Anzahl von Kupfer-Anodenplatten bekannt. Hierzu werden Gießräder eingesetzt, deren Gießformen nacheinander an einer Um- fangsstelle mit Kupferschmelze gefüllt und dann um einen Gießformabstand weitergedreht werden. In kurzen Abständen werden dosierte Schmelzenmengen aus einer einzigen Entnahmestelle in mindestens zwei Gießräder abwech- selnd gegeben, so dass das eine Gießrad weitergedreht wird solange an dem anderen Gießrad der Abgießvorgang läuft.
Zum gewichtsgenauen Gießen von Kupfer-Anodenplatten in den jeweiligen Gießformen eines Gießrades ist aus der deutschen Auslegeschrift 2 011 698 bekannt, dass Sollgewicht der Anodenplatten vor dem Eingeben des Gießme- talles in eine Gießform unabhängig vom Istgewicht einer vorhergehend gegossenen Anodenplatte durch Abwägen einer absolut einstellbaren Teilmenge von einer das Zwei- bis Dreifache der Teilmenge betragenden Gesamtmenge zu bestimmen.
Ausgehend vom vorbeschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Betriebsverfahren sowie eine verbesserte Bauart für Nicht-Eisen-Gießmaschinen anzugeben, um die Produktqualität zu erhöhen sowie eine gewichtsgenaue Kokillenbefüllung zu erzielen. Die vorgenannte Aufgabe wird bei einem Verfahren der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, wonach in einem ersten Schritt flüssiges Metall in einem geregelten Massenstrom unter Ermittlung der kontinuierlichen, dynamischen Gewichtszunahme in eine Zwischenmulde eingeleitet wird und in einem zweiten Schritt durch Kippen der Zwischenmulde flüssiges Metall abwechselnd nach jeweils einer Seite in eine dort vorhandene Dosiermulde aufgegeben und nach Befullen der ersten Dosiermulde die Zwischenmulde in Richtung der zweiten Dosiermulde gekippt und gleichzeitig die Masse einer Anode aus der zuerst befüllten Dosiermulde durch eine kontrollierte Kippbewegung in eine der am Gießrad ange- ordneten Kokille vergossen wird.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens kann ein vollmechanischer Gießbetrieb mit vergleichsweise hohen Stückzahlen unter Verwendung von vielfach wieder einsetzbaren Kokillen aus Gusseisen, Kupfer bzw. Stahl ge- währleistet werden, wobei die gegossenen Anoden ein exaktes Stückgewicht sowie eine möglichst genaue Einhaltung der Planparallelität von deren Begrenzungsflächen erhalten, also diejenigen Merkmale, die die erstrebte Qualität der gegossenen Anoden kennzeichnen.
In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Vergießen des flüssigen Metalls in bevorzugt drei Phasen eingeteilt wird, wonach in einer ersten Phase das flüssige Metall zunächst mit einem relativ geringen Massenstrom in eine Kokille gegossen wird und in einer zweiten Phase nach Erreichen einer vorbestimmten Metallmasse oder Metallgewichtes ein gleichmäßiges Be- füllen der Kokille mit einem relativ höheren Massestrom vorgenommen wird, und in einer dritten Phase nach erneutem Erreichen eines vorbestimmten Gewichts an Metallschmelze die gewichtsgenaue Feinbefüllung mit reduziertem Massestrom erfolgt. Infolge der erfindungsgemäßen Einteilung des Vergießens des flüssigen Metalls in drei Phasen wird ein Spritzen und Überschwappen des Metalls vermieden sowie Auswaschungen an den Kokillen reduziert. In Fortbildung der Erfindung ist vorgesehen, das wechselweise nur jeweils die eine Dosiermulde aus der Zwischenmulde befüllt wird, währenddessen mit der anderen Dosiermulde die gewichtsgenaue Feinbefüllung einer Kokille erfolgt. Bei dreieck-förmiger Anordnung der Dosiermulden an einem Gießrad erfolgt erst nach Befullen beider Dosiermulden das Positionieren der nächsten beiden leeren Kokillen.
Bei Y-förmig angeordneten Dosiermulden an zwei Gießrädern erfolgt bereits nach Abschluß des Befüllvorganges einer Dosiermulde das Positionieren der nächsten leeren Kokille unter der jeweils aktuell befüllten Dosiermulde.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Zeitraum zwischen dem Positionieren zweier Kokillen aus Standzeiten eines Gießrades und Bewegungszeiten für positive oder negative Beschleunigung beispielsweise für Befullen, Inspektion oder Entnahme, als sogenannte Taktzeit errechnet wird, wobei eine Überlagerung der Bewegungszeiten und insbesondere der Befüllung berücksichtigt wird. Hierdurch wird insbesondere ein Überschwappen der Schmelze über die Toleranzen der Schaukel- bzw. Schwappränder der Kokillen vermieden und es können planparallele Anodenflächen gewährleistet werden.
Zur Durchführung des Betriebsverfahrens wird bei einer Gießmaschine mit den im Oberbegriff von Anspruch 7 genannten Merkmale vorgeschlagen, dass diese die folgenden Komponenten umfaßt: Unter jedem Ausguß eines Metallschmelzofens sind zur begrenzbaren Aufnah- me von Metallschmelze Zwischenmulden mit quergerichteten Auslässen vorgesehen, die in ortsfester Anordnung um ihre horizontale Längsachse nach beiden Seiten kippbar sind sowie eine im Abstand einer vertikalen Projektion unter jeder Auslassöffnung um eine Querachse ankippbar angeordnete Dosiermulde, ferner je eine im Abstand einer vertikalen Projektion unter jeder Ausgießkante einer Dosiermulde an einem Gießrad angeordnete Kokille aus Gusseisen, Kupfer oder Stahl. In Ausgestaltung der Gießmaschine ist vorgesehen, dass am vorderen Auslass jeder Dosiermulde eine treppenförmige Ausgießkante ausgebildet ist.
In weiterer er indungsgemäßer Ausgestaltung der Gießmaschine wird vorgeschlagen, dass Hydraulikzylinder angeordnet sind zum Ankippen jeder Zwi- schenmulde um ihre Längsachse sowie zum Ankippen jeder Dosiermulde um ihre Querachse. Zum gewichtsgenauen Befullen der Kokillen eines Gießrades werden Wägezellen eingesetzt zum aktuellen Erfassen des Gewichtsinhalts der Zwischenmulden sowie zum aktuellen Erfassen des Gewichtsinhalts der Dosiermulden.
Nachfolgend wird die Erfindung in schematischen Zeichnungen einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt, wobei aus den Zeichnungen weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung entnehmbar sind.
Es zeigen:
Fig. 1 in Draufsicht die Eingießvorrichtung einer Metall-Gießmaschine mit zwei Gießrädern in V-förmiger Anordnung der Dosiermulden;
Fig. 2 die Eingießvorrichtung mit einem Gießrad bei einer Delta-förmigen
Anordnung von einem Paar Dosiermulden, ebenfalls in Draufsicht;
Fig. 3 eine Dosiermulde in Rückansicht;
Fig. 4 die Dosiermulde in Horizontalposition einer Seitenansicht;
Fig. 5 die Seitenansicht einer Dosiermulde in Entleerungs-Kippposition;
Fig. 6 eine vergrößerte Schnittdarstellung vom vorderen Ausguss einer Dosiermulde; Fig. 7 eine Seitenansicht einer Zwischenmulde mit Schwenklagerung;
Fig. 8 die Zwischenmulde mit Schwenklagerung und Schwenkantrieb in
Rückansicht;
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung der Eingießvorrichtung.
Die Draufsicht der Fig. 1 zeigt die wesentlichen Funktionselemente einer Metall- Gießmaschine 9, 9' in funktioneller V-Verbindung der Dosiermulden 5, 5' mit einer Zwischenmulde 4. Diese ist mit Hilfe einer Kipplagerung ihrer Achse x-x nach beiden Seiten kippbar und entleert dabei Metallschmelze über die Auslässe 6, 6' in die Dosiermulden 5, 5'. Als Mittel zum Kippen sind an einer Seite einer Dosiermulde vorzugsweise positionsregelbare Hydraulikzylinder 12, 12' angeordnet. Die Zwischenmulde 4 ist an zwei Punkten auf einem Rahmen 16 um ihre Längsachse x-x schwenkbar gelagert, wobei als dritter Befestigungspunkt ein Hydraulikzylinder 11 verwendet ist. Der Rahmen 16 ist ebenfalls auf wenigstens drei Punkten auf Wägezellen 13 gelagert. Dabei sind die Wägezellen innerhalb des Gesamtsystems so angeordnet, dass keine Querkräfte auf die Wägezellen einwirken und somit keine Fehlmessungen auftreten.
Die Dosiermulden 5, 5' sind mittels ihrer Querachsen y-y kippbar aus der Horizontalposition in eine Entleerungsposition nach vorne neigbar gelagert. Nach Kippen der Zwischenmulde in der Längsachse x-x wird Schmelze nach jeweils einer Seite über einen der Auslässe 6, 6' in die zugeordnete Dosiermulde 5, 5' abgefüllt (Fig. 3 und Fig. 5)
Aus diesen Dosiermulden wird gewichtsgeregelt Schmelze in jeweils eine Kokille 10, 10' abgegeben, die an der Peripherie jeden Gießrades 9. 9' an diesem drehbar vorgesehen ist. Dabei wird eine Menge flüssigen Metalls mit exaktem Gewicht durch Kippen der Zwischenmulde 4, 4' abwechselnd nach jeweils einer Seite mittels der Hubzylinder 11 aufgegeben. Gleichzeitig wird eine Anode aus der zuerst befüllten Dosiermulde 5, 5' durch eine kontrollierte Kippbewegung in eine der am Gießrand 9,9' angeordneten Kokillen 10, 10' vergossen.
In dieser ersten Phase wird das flüssige Metall zunächst mit relativ geringem Mas-sestrom in eine Kokille gegossen, um dadurch Spritzen bzw. Überschwap- pen zu vermeiden. In einer anschließenden Phase erfolgt nach Erreichen eines vorgegebenen Zwischengewichtes ein gleichmäßiges Befullen der Kokillen 10, 10' mit einem höheren Massestrom. Nachdem in einer abschließenden Phase erneut ein vorgebbares Metall-Gußgewicht erreicht ist, erfolgt zuletzt eine gewichtsgenaue Feinbefüllung in der dritten Phase. Hierfür ist der Abreißpunkt des Metallflusses so gewählt, dass die vorgegebene Gewichtstoleranz eingehalten wird. Hierfür maßgebende Parameter sind: Anodengewichte unterschiedliche Ausgangsmengen von Schmelze in einer Dosiermulde 5 - Geometrie der Dosiermulde dabei ist die Ausgießkante 8, 8' der Dosiermulde 5, 5' so gestaltet, dass die kinetische Energie beim Kippvorgang reduziert wird und die Schmelze möglichst senkrecht in die Kokille einfließt.
Dabei ist mit Vorteil die Ausgießkante 8, 8' der Dosiermulde 5, 5' derart ausgebildet, dass die kinetische Energie des Gießstrahls beim Kippen möglichst weitgehend reduziert wird und die Schmelze möglichst senkrecht in die Kokille einläuft wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Im Wechsel wird dabei jeweils eine Do- siermulde 5, 5' aus der Zwischenmulde 4 gefüllt, während mittels der anderen Dosiermulde die gewichtsgenaue Feinbefüllung der ersten Kokille 10, 10' erfolgt.
Hierbei erfolgt das Positionieren der nächsten leeren Kokillen 10 erst nach dem vorhergehenden Befullen der beiden Dosiermulden 10, 10', und andererseits erfolgt das Positionieren der nächsten Kokille unter der jeweils aktuell befüllten Dosiermulde.
Für das Positionieren ist zu beachten, dass bei gegebenen positiven und negativen Beschleunigungszuständen des Gießrades 9, 9' die Schaukelränder der Anoden in zulässigen Toleranzen gehalten sind, und das Erzeugen planparalleler Anodenflächen gewährleistet ist.
Die Taktzeiten zwischen dem Positionieren zweier Kokillen errechnen sich aus der Standzeit des Gießrades 9, 9", z.B. für Befüllung, Inspektion sowie Entnah- me und den Bewegungszeiten wie positive bzw. negative Beschleunigung, wobei eine Überlagerung der Bewegungszeiten und der Zeiten für die Befüllung erfolgt.
Ergänzend zur vorstehenden Beschreibung bleibt nachzutragen, dass oberhalb der eigentlichen Eingießvorrichtung 1 , ein beliebig ausgebildeter Container 3' für Metallschmelze 3 vorgesehen ist, der einen beim neigen desselben gebündelten Strahl von flüssigem Metall in eine Zulaufrinne 20 austreten läßt, der die Zwischenmulde 4, 4' befüllt wie Fig. 3 zeigt. Eine aktuelle Gewichtskontrolle erfolgt dabei durch Lagerung der bzw. des Tragrahmen(s) 15 bzw. 15 und 16 auf den drei Wägezellen 13. Fig. 4 zeigt eine auf dem Schwenklager y-y gelagerte und mit dem Kippzylinder 12 in Kippneigung gem. Fig. 5 anstellbare Dosiermulde 5, 5' mit einer vorderen Ausgusstülle 7 in einer vergrößerten Darstellung gem. Fig. 6. Die Fig. 7 und Fig. 8 zeigen aus unterschiedlicher Blickrichtung die seitenkippbare Zwischenmulde 4, 4', wobei für die Zeichnungen glei- ehe Bauteile mit gleichen Bezugszeichen verwendet werden.
Im Folgenden wird das Betriebsverfahren für die zuvor beschriebene Gießmaschine erläutert. Es umfaßt folgende Verfahrensschritte:
a) eine Menge flüssigen Metalls wird mit vorbestimmbarem Gewicht aus einem Anodenofen in eine Zwischenmulde 4, 4' einer Eingießvorrichtung geleitet, wobei der Massenstrom des flüssigen Metalls über die einstellbare Öffnung einer Ofenklappe geregelt wird. Als Regelgröße dient dabei das kontinuierlich ermittelte Gewicht der dynamisch zunehmenden Masse der Schmelze in die Zwischenmulde 4, 4'.
b) durch Kippen der Zwischenmulde 4, 4' um ihre Längsachse, abwechselnd nach beiden Seiten mittels z.B. der Kippzylinder 11 wird flüssiges Metall jeweils in ein Paar Dosiermulden 5, 5' eingeleitet, wobei nach Befullen der ersten Dosiermulde 5 nach Gewichtsprogramm die Zwischenmulde 4' in Richtung der zweiten Dosiermulde 5' gekippt und das vorge- gebene Gewicht einer zu gießenden Anode in die Dosiermulde 5' vergossen wird, wobei durch Wägemittel 13 die Masse des flüssigen Metalls in der Zwischenmulde 4' ebenso wie in den Dosiermulden streng kontrolliert und damit die Befüllung der Mulden geregelt wird.
Das Entleeren der Dosiermulden 5, 5' in jeweils eine Kokille 10 des Gießrades 9 erfolgt durch Anheben des hinteren Bereichs einer Dosiermulde 5 durch Hydraulikzylinder 12, 12' mittels (nicht angezeigter) Positionsregelung. Dabei werden die Mulden 5, 5' über die Achsen y-y in eine Entleerungs- Schräglage angekippt.
Der Befüllvorgang der Kokille aus einer Dosiermulde wird in drei Phasen durchgeführt:
Phase 1) flüssiges Metall wird zunächst relativ langsam, d.h. mit geringem Massenstrom in jeweils eine Kokille 10 vergossen. Dadurch wird bei kurzzeitiger Durchsatzreduzierung Spritzen bzw. Überschwappen des Metalls vermieden, sowie Auswaschungen an den Kokillen unter Standzeitverlängerung reduziert. Phase 2) nach Erreichen eines vorgegebenen Gewichts von flüssigem Metall in eine zuordenbare Kokille 10 erfolgt nunmehr ein gleichmäßiges Befullen mit einem höheren Massestrom.
Phase 3) nach erneutem Erreichen eines vorbestimmten Gewichts an flüs- sigem Metall in der zuordenbaren Kokille 10 erfolgt eine gewichtsexakte Rest-Feinbefüllung der zugeordneten Kokille 10.
Hierfür wird der Abreißpunkt der Schmelzenströmung so gewählt, dass die Gewichtstoleranz eingehalten wird. Abhängige Verfahrensparameter hierfür sind: Anodengewichte unterschiedliche Ausgangsmengen von Schmelze in einer Dosiermulde 5 Geometrie der Dosiermulde dabei ist die Ausgießkante 8, 8' der Dosiermulde 5, 5' so gestaltet, dass die kinetische Energie beim Kippvorgang reduziert wird und die Schmelze möglichst senkrecht in die Kokille einfließt.
Im Wechselspiel wird nun jeweils eine Dosiermulde 5 bzw. 5' aus der Zwischenmulde 4, 4' befüllt, währenddessen mit der anderen Dosiermulde 5' die gewichtsgenaue Feinbefüllung einer Kokille erfolgt.
Bezugszeichenliste
I . Eingießvorrichtung
3. Container/Metallschmelze
4. Zwischenmulde
5. Dosiermulde
6. Auslass
7. vorderer Auslass 8. Auslasskanten
9. Gießräder
10. Kokillen
I I . Mittel zum Kippen der Zwischenmulde 12. Mittel zum Kippen der Dosiermulden 13. Mittel zum Wägen Inhalt Zwischenmulden
14. Mittel zum Wägen Inhalt Dosiermulden
15. Tragrahmen-Unterteil
16. Tragrahmen-Oberteil
17. Gestell 18. Schwenklager
19. Lagerstützen
20. Zulaufrinne

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum gewichtsgenauen Befullen von Kokillen einer Nicht¬
Eisen-Gießmaschine, beispielsweise einer Kupferanoden- Gießmaschine oder einer Zinkanoden-Gießmaschine, die zur Produktion im vollmechanischen Gießbetrieb als Gießräder ausgebildet sind und mit Kokillen bestückt sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt flüssiges Metall in einem geregelten Mas- senstrom unter Ermittlung der kontinuierlichen dynamischen Gewichtszunahme in eine Zwischenmulde (4,4') eingeleitet wird und in einem zweiten Schritt durch Kippen der Zwischenmulde (4) flüssiges Metall abwechseln nach jeweils einer Seite in eine dort vorhandene Dosiermulde (5, 5') aufgegeben wird und nach Befullen der ersten Dosiermul- de (5) die Zwischenmulde (4) in Richtung der zweiten Dosiermulde (5') gekippt und gleichzeitig die Masse einer Anode aus der zuerst befüllten Dosiermulde durch eine kontrollierte Kippbewegung in eine der am Gießrad (9, 9') angeordneten Kokillen (10, 10') vergossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Massenstrom beim Vergießen in bevorzugt drei Phasen eingeteilt wird, wonach in der ersten Phase das Gießmaterial zunächst mit einem relativ geringen Massenstrom in eine Kokille gegossen wird und in einer zweiten Phase nach Erreichen einer vorbestimmbaren Metallmasse oder Metallgewichtes ein gleichmäßiges Füllen der Kokille (10) mit einem relativ höheren Massestrom vorgenommen wird und in einer dritten Phase nach erneutem Erreichen eines vorbestimmten Gewichts an Metallschmelze die gewichtsgenaue Feinbefüllung mit reduziertem Massestrom erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wechselweise nur jeweils die eine Dosiermulde (5) aus der Zwischenmulde (4) befüllt wird, währenddessen mit der anderen Dosiermulde (5') die gewichtsgenaue Feinbefüllung einer Kokille (10) erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei dreieck-förmiger Anordnung der Dosiermulden an einem Gießrad erst nach Befullen beider Dosiermulden das Positionieren der näch- sten beiden leeren Kokillen erfolgt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Y-förmiger Anordnung der Dosiermulden an zwei Gießrädern bereits während des Befüllvorganges einer Dosiermulde (5) das Positionieren der nächsten leeren Kokillen unter der jeweils aktuell befüllten Dosiermulde (5) erfolgt.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitraum zwischen dem Positionen zweier Kokillen (10, 10') aus Standzeiten eines Gießrades (9, 9') und Bewegungszeiten für positive oder negative Beschleunigungen z. B. für Befullen, Inspektion oder Entnahme, als sogenannte Taktzeit errechnet wird, wobei eine Überlagerung der Bewegungszeiten und insbesondere der Befüllung berücksichtigt wird.
7. Gießmaschine zur Durchführung von Gießvorgängen zur Erzeugung von Anoden aus Nicht-Eisen-Metall, wie Kupfer- oder Zinkanoden ge- maß den vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass unter einem Ausguss eines Metallschmelzofens zur begrenzbaren
Aufnahme von Metallschmelze (3) wenigstens eine Zwischenmulde (4, 4') mit nach beiden Seiten quergerichteten Auslässen (6, 6') vorgesehen ist, die in ortsfester Anordnung um ihre horizontale Längsachse (x- x) kippbar ist ferner je eine im Abstand einer vertikalen Projektion unter jedem Auslass (6, 6') um eine Querachse (y-y) ankippbar angeordnete
Dosiermulde sowie je eine im Abstand einer vertikalen Projektion unter jeder Ausgießkante (8, 8') einer Dosiermulde (5, 5') an einem Gießrad (9, 9') angeordnete Kokille (10, 10') aus Gusseisen, Kupfer oder Stahl.
8. Gießmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine am vorderen Auslass (7, 7') jeder Dosiermulde (5) ausgebildete, treppenförmige Ausgießkante (8, 8') vorgesehen ist.
9. Gießmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel, z. B. Hydraulikzylinder (11, 11') zum Ankippen jeder Zwischenmulde (4, 4') um ihre Längsachse (x-x) sowie Mittel, beispielsweise Hydraulikzylinder (12, 12') zum Ankippen jeder Dosiermulde (5, 5') um ihre Querachse (y-y) vorgesehen sind.
10. Gießmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel, z. B. Wägezellen (13, 13' und 13") zum aktuellen Erfassen des Gewichtsinhalts der Zwischenmulden (4, 4') sowie Mittel, z. B. Wägezellen (14, 14' und 14") zum aktuellen Erfassen des Gewichtsinhalts der Dosiermulden (5, 5') vorgesehen sind.
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