DE1583641A1

DE1583641A1 - Vorrichtung und Verfahren zur elektrischen Beheizung von Metallguss-Speisern und Blockkoepfen durch Aufstrahlen von Waerme

Info

Publication number: DE1583641A1
Application number: DE1967H0063922
Authority: DE
Inventors: Heide Dr-Ing Otto
Original assignee: HEIDE DR ING OTTO
Current assignee: HEIDE DR ING OTTO
Priority date: 1967-09-19
Filing date: 1967-09-19
Publication date: 1970-08-20
Also published as: US3502847A; DE1583641B2; CH497932A; GB1195327A; BE721028A; FR1580048A

Description

Dr.-Ing. Otto Heide

5829 Ennepetal-Verneis

Hagener Strasse 132c 1583641

Patentanmeldung

Vorrichtung und Verfahren zur elektrischen Beheizung von Metallguß-Speisern und Blockköpfen durch Aufstrahlen von Wärme

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Verkleinerung der Speiser oder Blockköpfe metallischer Abgüsse durch elektrische Beheizung mittels aufgestrahlter Wärme.

Die ersten Schutzrechte zum elektrischen Beheizen von Blockköpfen oder Speisern metallischer Abgüsse, zwecks Verminderung des Blockkopfgewichtes, wurden in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts erteilt. Seitdem sind viele Methoden dieser Art vorgeschlagen worden, ohne daß, aufgezeigt bei Stahlformguss, eine nennenswerte Anwendung oder Verbreitung heute zum Stand der Technik zählte.

Die vorliegende Erfindung verdankt ihre technische und wirtschaftliche Anwendungsmöglichkeit unter anderem der Abstimmung zwischen der Art der auf die metallischen Speiser aufgebrachten Wärme und dem Material der Speiserwand.

In einer in Abbildung I dargestellten Ausbildungsart besteht das Beheizungssystem aus einem mit Ausnahme des unteren Endes längsgeschlitzten Graphit-Heizwiderstand 1 in Gestalt einer Haarnadel, der durch eine wassergekühlte stromzu- und -abführende Passung 2 gehalten ist.

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Diese Passung 2 ist an einem Schwenkarm 3 befestigt, der auch die Strom- und Wasserzuleitung trägt und um den Drehpunkt 3a geschwenkt werden kann·

Der Graphitstab 1 ragt nach unten durch eine besondere keramische Heizhaube 4, welche oben eine öffnung 5 zum Einführen des Graphitstabes aufweist und sich nach unten konisch oder sonstwie erweitert.Die untere Öffnung 6 der Heizhaube 4 kommt oberhalb des Heizspeisers 7 zu stehen.

Der Heizspeiser 7 befindet sich auf dem Form-Hohlraum 8 der Sandform 12. Dieser Porm_Hohlraum 8 weist die Kontur des eigentlichen Gußstückes auf und wird beim Abgießen mit flüssigem Metall, ebenso wie danach der Heizspeiser 7, gefüllt. Der Heizspeiser 7 besteht aus einem z.B. zylindrischen Hohlraum 9, welcher sich beim Abgießen mit flüssigem Metall ganz oder teilweise füllt, und der Speiser-Wand 10 sowie der dahinter liegenden Schicht 11.

Die Speiser-Wand 10 besteht im wesentlichen aus einem gebrannten keramischen Material, z.B. aus Korund (Al₂O₃), wie auch als Tiegelbaustoff für Stahlschmelzöfen üblich. Der Schmelzpunkt der Speiser-Wand 10 liegt weit über dem des Stahles.

Hinter der Speiser-Wand 10 befindet sich eine Schicht exothermer standfester Mischung 11, z.B. bestehend aus feinkörnigem Korund als keramischem Grundstoff und Eisenoxyd und Aluminium, alles in Pulverform, als verbrennender Mischung bzw. Wärmebringer.

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übliche Zusätze zu dieser exothermen standfesten Mischung, Wie ζ*β· KCLO, oder KNO., zwecks Zünderleichterung, sowie sonstige Zündhilfen sind denkbar.

Die derart sich zusammensetzende exotherme standfeste Mischung ist durch Binder, z.B. Kunstharze, zu einem Formling gebunden·

Das AbgieAen der Sandform 12 geschieht durch den Eingußtrichter 13, wobei das flüssige Metall zunächst den Formhohlraum 8 und

anschliessend den Speiser-Hohlraum 9 füllt. Hierbei oder bald danach, gegebenenfalls Ober Zündhilfen bzw· ZUndplättchen, entzündet sich die hinter der Speiser-Wand 10 stehende exotherme standfest· Schicht 11 und führt von den Seiten Wärme an das im Speiser-Hohlraum 9 stehende Metall heran. Ebenso bringt jetzt und ganz oder annähernd über die Zeit der Erstarrung des Gußstückes hinweg der vor, bei oder nach dem Abgießen eingeschaltete Graphitstab Strahlungswärme auf den Metallspiegel im Speiser auf· Die chemisch gegenüber dem Stahl weitgehend inerte Speiser-Wand 10 bleibt Über den Ablauf der Erstarrung hinweg ein nicht schmelzendes Aufbewahrungs-Gefäß für den flüssigen Speiser-Inhalt. Als Schutz des Metalls vor Beeinflussung von oben,z. B. vor Aufkohlung, ist die Aufgabe von flüssige Schlacke bildenden, anorganischen oder sonstigen Stoffen auf die Metalloberfläche möglich, ebenso die Auf- oder Einleitung von Schutzgas.

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Der so erzeugte metallische Abguß weist einen Speiser oder Blockkopf relativ geringen Gewichtes auf.

Bei Verwendung tieferschmelzender Keramik für die Speiser-Wand 10 kann das Beheizen so durchgeführt werden, daß im Laufe des Beheizens diese Keramik schmilzt und als Schlacke das flüssige Metall im Speiser abdeckt· Ein Verzicht auf eine besondere, vor der exothermen standfesten Mischung 11 stehende Speiser-Wand 10 ist möglich. Der damit verbundene direkte Kontakt des flüssigen Metalls im Speiser mit der dann die Speiser-Wand ausbildenden standfesten exothermen Masse gestattet jedoch die Auflegierung des flüssigen Metalls mit den nach exothermer Reaktion freien Bestandteilen der exothermen standfesten Mischung« Dieses gilt insbesondere" dann, wenn die Mischung durch die aufgestrahlte Wärme schmilzt.

Das Prinzip des Heranführens von Wärme nicht nur von oben, sondern zusätzlich von der Seite her an das im Speiser stehende flüssige Metall kann auch durch in der Speiserwand befindliche, zur Heizhaube hin offene und unter das Niveau des Metalls im Speiser abwärts führende Aussparungen gewahrt bleiben.

Bei jeder der vorstehend geschilderten Vorrichtungen der Erfindung ist es möglich, an Stelle des die Strahlungswärme erzeugenden graphitischen Heizwiderstandes einen Plasma-Brenner

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als Wärmequelle einzusetzen· In diesem Falle, und im Falle des haarnadelformxgen Graphitheizstabes wassergekühlter Fassung oder starrarmiger Stromzuführung, ist auch der Einsatz einer keramischen Speiserwand nichtexothermen Charakters und ohne besondere Hinterfüllung zur Erfindung gehörend.

Claims

Patentansprüche;

1) Vorrichtung zum Beheizen der Speiser metallischer Abgüsse durch Aufstrahlen von Wärme mittels oberhalb der Speiser angeordneter elektrischer Heizwiderstände aus Graphit, Kohle oder sonstigem, oder mittels oberhalb der Speiser angeordneter Plasma-Brenner,

dadurch gekennzeichnet,

daß die seitliche Einfassung des Speisers, also des zum Ausgleich der Erstarrungs-Schrumpfung des Metallabgusses dienenden flüssigen Metalls oberhalb des eigentlichen Guß Stückes, ganz oder teilweise aus einer Wand feuerfester und durch die Aufstraiiung im wesentlichen nicht schmelzender Keramik besteht, welche von exothermer standfester Heizmasse, die sich beim oder nach dem Abgiessen entzündet, umgeben ist.

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BAD ORIGINAL

2) Vorrichtung gleichen Zweckes, wie bei Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die seitliche Einfassung des Speisers ganz oder teilweise aus einer Wand im wesentlichen anorganischer Zusammensetzung besteht, die von exothermer standfester Heizmasse umgeben ist und durch die Strahlungswärme oder die Temperatur des Metalles ganz oder teilweise zum Schmelzen und damit zum Abdecken des Metallspiegels gebracht wird·

3) Vorrichtung gleichen Zweckes, wie bei Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die seitliche Einfassung des Speisers ganz oder teilweise aus hochschmelzender exothermer Heizmasse besteht, die im Laufe des Beheizens weder durch die von oben aufgestrahlte Wärme noch durch die Temperatur des Metalles, noch sonstwie zum Schmelzen gebracht wirdo

4) Vorrichtung gleichen Zweckes, wie bei Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die seitliche Einfassung des Speisers ganz oder teilweise aus relativ niedrigschmelzender exothermer Heizmasse _} besteht, die im Laufe des Beheizens zum Schmelzen und damit zum Abdecken des Metallspiegels gebracht wird.

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5) Vorrichtung gleichen Zweckes, wie bei Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Speiserwand aus einem von dem Material der Metallform unterschiedlichen, besonderen keramischen Einsatz besteht, der neben der den metallischen Speiserinhalt umschliessenden keramischen Speiserwand nach oben und zum Heizhauben-Inneren hin offene besondere Aussparungen aufweist, in die Strahlungswärme von oben her eintreten kann.

Torrichtung nach Anspruch 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Wärme durch einen die Form einer Haarnadel, mit einseitiger Stromzufuhr und Stromabfuhr, aufweisenden Heiswiderstand erzeugt wird, der senkrecht oder annähernd senkrecht in einer keramisch ausgekleideten und die Strah lung nach unten werfenden besonderen Heizhaube steht·

7) Vorrichtung gleichen Zweckes, wie bei Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Wärme durch einen Plasmabrenner erzeugt wird, dessen Strahlung in einer besonderen, über dem Speiser stehenden, keramisch ausgekleideten Heizhaube entwickelt wird, so, daß die inneren Wände der Heizhaube aufgenommene Strahlungswärme nach unten, zum Metall hin, abstrahlen«

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8) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Heizwiderstände während des Beheizens ' in besonderen, keramisch ausgekleideten Heizhauben zu stehen ' kommen, die unabhängig vom betriebsfähig und einschaltbereit in wassergekühlten Kontakten steckenden elektrischen Heizwiderstand bewegt werden können und zeitlich vor diesem auf die Metallform aufgesetzt oder in sie eingebaut werden.

9) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 und 8,

wobei die elektrischen Heizwiderstände die Form einer Haarnadel und wassergekühlte Stromzuführungs-Kontakte haben,

dadurch gekennzeichnet, daß Heizwiderstar.d und Stromzuführungs-Kontakt ausserhalb der Heizhaube miteinander durch Anpreßdruck verbunden und danach als Einheit von oben in die Heizhaube gesteckt werden«

10) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die stromführende Passung des Heizwiderstandes oder der Plasmabrenner von einem starren Arm gehalten werden, der die Stromleitungen trägt oder bewegt und zwei- oder dreidimensional geschwenkt oder bewegt werden kann·

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11) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, daß der die stromzuführende Passung des Heizwiderstandes oder den Plasmabrenner tragende Arm aus einer oder mehreren, gegebenenfalls wassergekühlten, den elektrischen Strom leitenden Stromschienen besteht.

12) Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Speiserwand aus einem von dem Material der Metallform unterschiedlichen, besonderen keramischen Einsatz besteht·

13) Verfahren zum Beheizen der Speiser metallischer Abgüsse nach Anspruch 1 bis 12,

dadurch gekennzeichnet, daß beim oder nach dem Abgießen auf die Oberfläche des im Speiser stehenden Metalles anorganische Materialien aufgebracht werden, die danach flüssig werden.

14) Verfahren nach Anspruch 1 bis 13,

dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung der Wärmequelle automatisch im Laufe des Beheizens vermindert wird. 009834/0273

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