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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für das Gießen von
Metall. Sie bezieht sich insbesondere auf Verfahren und Vorrichtungssysteme
für das
automatische Gießen
von Metallen, insbesondere von Nichteisenmetallen, wie Zink, Aluminium,
Zinn, Blei und Legierungen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung
auf Verfahren und eine Vorrichtung für das Gießen von Metallbarren, insbesondere
von großen
Barren (Jumbo-Barren).
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Bei
der Metallraffination ist es oft notwendig, Rohmaterial von Ort
zu Ort zu transportieren, so dass es zu einer Anlage geliefert werden
kann, bei der es zum endgültigen
Produkt weiterverarbeitet werden kann. Eine einfache Transportform
ist ein gegossener Barren. Somit ist es für den Versand und den Transport
zu den Endverbrauchern gebräuchlich, Metall
zu gegossenen Barren zu formen. Solche Endverbraucher können die
gegossenen Barren als Rohmaterial für eine weitere Behandlung verwenden.
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Es
ist aus dem Stand der Technik, beispielsweise der CA 2, 240,332,
ein System für
das automatische Gießen
von Metallen, insbesondere Zink, bekannt, das ein sich intermittierend
bewegendes Vierstationen-Karussell für die intermittierende Bewegung
von Gussformen einschließt.
Die Stationen sind eine Gussstation, wo Metall mittels einer Abstichrinnen
gegossen wird, eine Abschöpfstation,
wo ein automatischer, durch einen Roboter gesteuerter Abschöpfer Schlacke
entfernt, eine Transferstation, von der Gussformen, die das geschmolzene
Metall enthalten, durch einen Laufkatzenkran entfernt werden, um
in einem Kühltank
platziert zu werden, und gekühlte
Gussformen, die die fest gewordenen Barren enthalten, vom Kran auf
die Transferstation des Karussells zurück gebracht werden, und eine
Abgabestation, wo die gegossenen Barren aus den Gussformen durch
einen anderen Laufkatzenkran entfernt werden. Die leeren Gussformen
werden zur Gussstation zurück
geführt.
Diese Systemgestaltung und der Weg des Produkts sind ziemlich kompliziert.
Die gekühlte
Gussform mit dem fest gewordenen Barren wird vom Kühltank zum
Gusskarussell zurück
gebracht. Somit wird die Gussform zwei Mal in einem Arbeitszyklus
in der Transferstation platziert, bevor der fest gewordene Barren
entfernt wird. Der Barren wird an der Abgabestation des sich intermittierend bewegenden
Karussells entfernt. Die Abgabestation und die Gussstation liegen
ziemlich dicht beieinander. Dies kann für das Bedienpersonal gefährlich sein.
Weiterhin ist der Produktfluss der gegossenen großen Barren
komplex. Darüber
hinaus können
die schnellen Bewegungen des Laufkatzenkrans, wenn dieser die Gussform
mit dem geschmolzenen Metall bewegt, zu einer verminderten Qualität der Barrenoberfläche führen.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren
und eine Vorrichtung für das
Gießen
von Metallbarren zu verwirklichen, mittels denen die Nachteile des
Stands der Technik vermieden werden. Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht
darin, ein Gussverfahren und eine Vorrichtung, die effektiver als
die des Stands der Technik sind, zu erreichen. Ebenso besteht eine
Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu
verwirklichen, die für
das Gießen
von großen
Barren besser geeignet sind als die Anordnungen des Stands der Technik.
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Die
Erfindung ist durch das gekennzeichnet, was in den angefügten Ansprüchen ausgeführt ist. Das
Verfahren der Erfindung ist unter anderem dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren für
das Gießen
von Metallen folgende Schritte umfasst: Intermittierendes Bewegen
einer Gussform in Serie auf einem Rotationskarussell zu einer Gießstation,
einer Abschöpfstation
und einer Gussformtransferstation; Gießen von geschmolzenem Metall
in die Gussform an der Gießstation;
Abschöpfen
von Schlacke vom geschmolzenen Metall an der Abschöpfstation; Transportieren
der Gussform, die das geschmolzene Metall enthält, von der Gussformtransferstation
zu einem Kühlabschnitt
und Ersetzen von ihr an der Gussformtransferstation durch eine leere
Gussform; Transportieren einer gekühlten Gussform, die einen verfestigten
Metallbarren enthält,
vom Kühlabschnitt zu
einer Entformungsstation entfernt vom Rotationskarussell; Entfernen
des verfestigten Barrens aus der Gussform; Entfernen der Stift-
oder Hakenelemente aus dem Barren; Zurückführen der Stift- oder Hakenelemente
in die leere Gussform; Zurückführen der leeren
Gussform in die Gussformtransferstation; und Transportieren des
Barrens zur weiteren Verarbeitung.
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Eine
Ausführungsform
des Verfahrens gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Gussform durch ein Transportfahrzeug
und/oder eine Hebevorrichtung von der Gussformtransferstation zum
Kühlabschnitt
transportiert wird. Eine Ausführungsform
des Verfahrens gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, dass die leere Gussform zur Gussformtransferstation
durch ein Transportfahrzeug zurück
geführt
wird. Die Gussform mit dem geschmolzenen Metall wird vom Transportfahrzeug
zu einer Kühlkammer
des Kühlabschnitts
durch eine Hebevorrichtung transportiert. Der Barren wird ferner von
der Entformungsstation zu einer Stift- und/oder Hakenentfernungsstation
transportiert. Die Stiftelemente werden durch das Schieben der Stiftelemente vom
Barren entfernt. Der Kühlabschnitt
ist zwischen dem Karussell und der Entformungsstation angeordnet.
Das Transportfahrzeug wird auf einer Schiene zwischen dem Karussell
und der Entformungsstation bewegt. Die gekühlte Form, die den Barren enthält, wird
von der Kühlkammer
zur Entformungsstation durch die Hebevorrichtung, insbesondere durch
eine Kranvorrichtung, transportiert.
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Die
Vorrichtung für
das Gießen
von Metallbarren gemäß der Erfindung
umfasst: eine Zufuhrsystem für
das Liefern von geschmolzenem Metall, das gegossen werden soll;
ein intermittierend sich bewegendes Karussell am Ende des Zufuhrsystems für das intermittierende
Bewegen von Gussformen, die auf ihm vorgesehen sind, umfassend:
eine
Gießstation
für das
Gießen
von geschmolzenem Metall in eine Gussform;
eine Abschöpfstation
für das
Abschöpfen
von Schlacke von der Oberfläche
des geschmolzenen Metalls;
eine Gussformtransferstation für das Transportieren der
Gussform mit geschmolzenem Metall vom sich intermittierend bewegenden
Karussell und das Ersetzen von ihr durch eine leere Gussform; und
eine
Antriebsvorrichtung für
die Drehung des Karussells;
eine Transportvorrichtung für das Transportieren
der Gussform mit dem geschmolzenen Metall von der Gussformtransferstation
des Karussells zu einem Kühlabschnitt
und das Zurückführen der
leeren Gussform zur Gussformtransferstation des Karussells; einen
Kühlabschnitt,
der eine Vielzahl von Kühlkammern
umfasst; eine Entformungsstation entfernt vom Rotationskarussell
für das
Entfernen eines fest gewordenen Barrens aus der Gussform; und Vorrichtungen
für den
Transport des Barrens zur weiteren Verarbeitung.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Vorrichtung gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung ein Transportfahrzeug
und eine Kranvorrichtung umfasst. Die Vorrichtung umfasst ferner
eine Stift- und/oder Hakenelemententfernungsstation, die an oder
nach der Entformungsstation angeordnet ist. Die Gießstation umfasst
eine Vorrichtung für
das Bewegen der Form in vertikaler Richtung. Die Abschöpfstation
ist mit einer Vorrichtung für
das automatische Abschöpfen von
Schlacke vom geschmolzenen Metall, das in der Form enthalten ist,
versehen. Das sich intermittierend bewegende Karussell ist mit Gestellen
versehen, um Gussformen zu halten. Das Zufuhrsystem umfasst eine
Gießwanne
für das
Liefern des geschmolzenen Metalls zu einer Gussform an der Gießstation
und einen Stopfenverschluss für
das Öffnen und
Schließen
einer Gießöffnung der
Gießwanne. Der
Stopfenverschluss umfasst eine Steuervorrichtung und eine Messvorrichtung
des Niveaus des Metalls in der Gussform und/oder eine Messvorrichtung des
Gießwannenniveaus.
Ein Pendelwagen ist vorgesehen, um die leere Gussform zwischen der
Entformungsstation und der Stift- und/oder Hakenentfernungsstation
zu transportieren.
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Das
Gießverfahren
und die Vorrichtung gemäß der Erfindung
weisen mehrere bemerkenswerte Vorteile auf. Die Entformungs- und
Barrenabgabezone ist gut entfernt von der eigentlichen Gießstation des
geschmolzenen Metalls, was einen besseren Fluss der Barren aus dem
System fördert
und für
das Bedienpersonal weniger gefährlich
ist. Die Ausgestaltung des Systems gemäß der Erfindung ist für eine vorgegebene
Produktionsrate kürzer
als bei einem System des Stands der Technik. Darüber hinaus ermöglicht das
System gemäß der Erfindung
langsamere Bewegungen des Laufkatzenkrans für die Gussform mit dem geschmolzenen
Metall, was eine glattere Oberfläche
des Barrens fördert.
Weiterhin reduziert das Dreipositionen-Karussell den Platz, der um
die Gießzone
und den Ofen erforderlich ist, und es reduziert die manuelle Bedienung
in diesem Gebiet. Zusätzlich
ermöglicht
das Dreistationen-Karussell die Fortsetzung des Gießvorgangs,
wenn der Entformungsvorgang aus irgend einem Grund stoppt.
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Die
Erfindung wird unten anhand von Beispielen unter Bezug auf die angefügten Zeichnungen detaillierter
beschrieben.
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1 zeigt
eine allgemeine Aufsicht auf das Gusssystem gemäß der Erfindung.
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2 zeigt eine Seitenansicht des Gusssystems
der 1.
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3 zeigt
eine Vorderansicht des Kühlabschnitts
und der Kranvorrichtung.
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4 zeigt
eine Seitenansicht der Hebevorrichtung der Gießstation.
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5 zeigt
eine Aufsicht auf das Karussell des Gusssystems.
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6 zeigt
eine Seitenansicht der Gussformtransferstation des Karussells und
das Transportfahrzeug.
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7 zeigt
eine Seitenansicht des Transportfahrzeugs.
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8 zeigt
eine Seitenansicht der Entformungs- und Stiftentfernungsstationen.
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9 zeigt
eine Seitenansicht der Entformungs- und der Hakenentfernungsstation.
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Wendet
man sich 1 zu, so ist dort ein Barrengusssystem
ganz allgemein gezeigt. Das System ist gestaltet, um geschmolzenes
Metall M, beispielsweise Zink, von einem Pump- und Abstichsystem für geschmolzenes Metall in einer
Gießwanne 1 aufzunehmen,
die dann ein Gusskarussell 2 mit drei Positionen versorgt.
Nachdem eine Gussform 3 in der Gießstation 2.1 des Karussells
gefüllt
wurde, rückt
das Karussell um einen Takt vor, um der Gießstation 2.1 eine
neue Gussform unter der Gießwanne 1 zu
liefern. An der Gießstation 2.1 ist
eine Ausrüstung
vorgesehen, um die Menge der Schlacke und der Oberflächenkrätze zu reduzieren
und um das Niveau des Metalls in der Gussform automatisch zu steuern.
An der zweiten Position des Karussells, der Abschöpfstation 2.2,
werden Schlacke und Oberflächenkrätze von
der geschmolzenen Metalloberfläche in
der Gussform 3 abgeschöpft.
An der dritten Position des Karussells 2, einer Gussformtransferstation 2.3,
wird die Gussform, die geschmolzenes Metall enthält, durch eine Transportvorrichtung, wie
ein Transportfahrzeug 4, weggenommen zu einem Kühlabschnitt 5,
entfernt von der Gussformtransferstation 2.3 und durch
eine leere Gussform ersetzt.
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Am
Kühlabschnitt 5 hebt
eine Hebevorrichtung, typischerweise eine Kranvorrichtung 6,
die Gussform 3, die geschmolzenes Metall enthält, vom Transportfahrzeug 4 in
eine Kühlkammer 5.1.
Nachdem der vorbestimmte Kühlzyklus
vollendet ist, transportiert der Kran 6 die gekühlte Gussform,
die den fest gewordenen Barren 10 enthält, zur Entformungsstation 7.
An der Entformungsstation 7 wird der fest gewordene Barren 10 aus
der Form 3 entfernt. Nach der Entformungsstation wird der
Barren 10 zu einer Stift- und/oder Hakenentfernungsstation 8 transportiert.
An der Stiftentfernungsstation 8 werden die Kernstifte 11 aus
dem Barren 10 entfernt und die Kernstifte 11 werden
in der Gussform 3 ersetzt. Die leere Gussform 3 mit
den ersetzten Kernstiften 11 in den passenden Positionen
wird durch das Transportfahrzeug 4 aufgenommen und zur
Gussformtransferstation 2.3 auf dem Karussell 2 zurück gebracht.
Der Barren 10 wird von der Stiftentfernungsstation 8 auf
einer Fördereinrichtung
zu weiteren Verarbeitungsphasen, wie einer zweiten Barrenkühlung 9,
einem Wiegen, Markieren, Stapeln 12 und Versenden 13 transportiert.
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Die
Gussform 3, die mit dem System verwendet wird, wird allgemein
aus einem konventionellen Metall, wie Stahl oder Gusseisen, geformt.
Die Seiten 3.1 der Gussform 3 sind vorzugsweise
zur Vertikalen leicht gewinkelt, um einen keilförmigen, gegossenen Barren zu
schaffen, der leicht aus ihr entfernt werden kann. Der Boden der
Gussform umfasst eine Vielzahl von Vertiefungen 3.3 und
erhabenen Teilen 3.4, die einen Zugang für Gabelstaplerzinken
ermöglichen. Wo
die Gussform für
das Gießen
eines Metalls, wie Zink, gestaltet ist, kann sie typischerweise
eine Kapazität
aufweisen, um einen großen
Zinkbarren, wie eine Jumbo-Barren hand zu haben.
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Die
erhabene Teile 3.4 in der Gussform liefern auch eine Basis,
um zwei Stifte 11 abzustellen, die schließlich verwendet
werden, um die Handhabung des gegossenen Barrens 10 zu
unterstützen, wenn
das Metall fest geworden ist. Die Stifte 11 umfassen typischerweise
einen vergrößerten Kopf 11.1 und
einen zugespitzten Körper 11.2 (in 8 gezeigt).
Die zugespitzten Stifte weisen ihren breiteren Teil unterhalb des
schmäleren Teils
auf. Eine ringförmige
Vertiefung, die zwischen dem Kopf und dem zugespitzten Körper ausgebildet
ist, liefert einen Ankerpunkt für
Haken, die verwendet werden, um den gegossenen Barren aus der Gussform
zu heben.
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Das
Gusssystem arbeitet typischerweise folgendermaßen: Geschmolzenes Metall M,
wie Zink, wird durch ein Pump- und Abstichsystem in die Gießwanne 1 der
Gussmaschine geliefert. Die Gießwanne 1 ist
mit einem Laserniveaumesssystem ausgerüstet, das das Niveau des Metalls
in der Gießwanne steuert.
Das Entladen in die Gussform wird durch ein Öffnungs-1.1-Stopfenverschlusssystem
gesteuert. Der Stopfenverschluss (der als solches bekannt ist) wird
entweder durch das Niveau des Metalls in der Gussform oder das Gießwannenniveau
gesteuert, wie das unten erklärt
wird. Das Gießwannenniveausteuersystem
arbeitet folgendermaßen:
Während
eine Gussform gefüllt
wird, wird der Stopfenverschluss an eine feste Position gesetzt,
um die gewünschte
Menge des Metalls in die Gussform zu Tiefem. Das Gießwannenmetallniveau
wird an seinem normalen Arbeitseinstellpunkt durch das Variieren
der Lieferpumpe für
das geschmolzene Metall gesteuert. Diese Steuerung wird unter Verwendung
des Niveaus, das vom Laserniveausystem gemessen wird, erzielt. Wenn
die Gussform gefüllt
wird, wird das Niveau des geschmolzenen Metalls in der Gussform,
vorteilhafterweise ständig,
mit einem Laser überwacht.
Wenn das geschmolzene Metall in der Gussform das gewünschte Metallniveau
erreicht, so schließt
der Stopfenverschluss, um den Fluss des Metalls in die Gussform
zu stoppen, während
die Gussform zum Karussell abgesenkt wird und die nächste Gussform
in die Position gebracht wird. Während
der Stopfenverschluss geschlossen ist, sammelt die Gießwanne den
kontinuierlichen Fluss des Metalls aus dem Abstichsystem mit der
Betriebsgeschwindigkeit. Während
dieser Zeitdauer steuert das Laserniveau nicht die Geschwindigkeit
der Pumpe für
das geschmolzene Metall. Wenn die neue Gussform in die Gießstation
eintritt, wird sie durch das Gussformhebesystem in die obere Position
angehoben. Wenn sich die Gussform in Position befindet, öffnet der
Stopfenverschluss, um das Metall, das während des Taktzyklus angesammelt
wurde, in die Gussform abzugeben. Diese Stopfenverschlussposition
gibt das Metall mit einer weit höheren
Geschwindigkeit als der normalen Betriebsgeschwindigkeit ab. Dies
bewirkt, dass das Metallniveau in der Gießpfanne schnell zum normalen
Betriebsniveau zurück
kehrt. Wenn dieses Niveau erreicht wird, nimmt das Laserniveausystem
die Steuerung der Zufuhrpumpe wieder auf, und der Stopfenverschluss
kehrt zur festen Position zurück, um
den Fluss des geschmolzenen Metalls in die Gussform auf die normale
Betriebsgeschwindigkeit zu reduzieren.
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Die
Form 3 wird durch ein Einfüllen unter die Oberfläche des
Metalls in der Gussform gefüllt.
Dies gewährleistet,
dass keine Schlacke durch eine Luftzufuhr ausgebildet wird, wenn
das geschmolzene Metall in die Gussform eintritt. Das Gussformhebesystem
arbeitet folgendermaßen:
Jedes Mal, wenn eine neue Gussform intermittierend in die Gießstation 2.1 durch
das Karussell 2 gebracht wird, wird sie durch ein Gussformhebesystem 2.11 (4)
angehoben. Die Gussform wird angehoben, bis die Einfüllschnauze 1.1 sich
nahe dem Boden der Gussform 3 befindet. Der Fluss des geschmolzenen
Metalls wird dann begonnen, wenn der Stopfenverschluss öffnet. Der
Fluss des geschmolzenen Metalls in die Gussform taucht das Ende
der Einfüllschnauze
schnell unter und das Gleichgewicht der Gussformfüllung findet statt
mit untergetauchter Einfüllschnauze,
um die Ausbildung von Schlacke zu verhindern. Wenn die Gussform
gefüllt
wird, so wird das Niveau des geschmolzenen Metalls ständig gemessen.
Diese Information wird verwendet, um den Gussformhebetisch 2.12 mit
einer solchen Geschwindigkeit abzusenken, dass die Einfüllschnauze
in einer konstanten Entfernung unter der Oberfläche des geschmolzenen Metalls
bleibt, während
sie die Gussform füllt.
Wenn die gewünschte
(Barren) Höhe
erreicht wurde, schließt der
Stopfenverschluss, um den Fluss des geschmolzenen Metalls in die
Gussform zu unterbrechen, und der Gussformhebetisch 2.12 senkt
sich, um die Gussform auf dem Karussell zu ersetzen. Das Karussell
bewegt sich intermittierend, und der Gussformhebe-, füll- und
Absenkzyklus wiederholt sich bei jeder nachfolgenden Gussform. Der
Gussformhebetisch wird mit einer Betätigungsvorrichtung 2.13,
wie einer Hebevorrichtung, bewegt.
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Die
zweite Position 2.2 auf dem Gusskarussell ermöglicht einen
Zugang für
das Abschöpfen
des geschmolzenen Metalls in der Gussform. Das Abschöpfen kann
manuell oder automatisch durchgeführt werden. Ein Roboter-Abschöpfsystem
kann an dieser Position installiert werden. Das Roboter-Abschöpfsystem
umfasst typischerweise: einen Mehrachsen-Industrieroboter, ein kundenspezifisch
gestaltetes Ende eines Armwerkzeuges, um die Oberfläche der
Gussform abzuschöpfen,
ein Abschöpfabgabe-
und Armendewerkzeugreinigungssystem und zwei austauschbare, Schlacke
aufnehmende Behälter.
Das automatische Abschöpfsystem
wird programmiert, um automatisch die gesamte Oberfläche des
geschmolzenen Metalls in der Gussform abzuschöpfen, zu der Schlackenabgabereinigungsstation zu
verfahren und zur Ausgangsposition zurück zu kehren, um die nächste Gussform
abzuschöpfen, wenn
diese präsentiert
wird.
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Wenn
die abgeschöpfte
Gussform 3, die mit geschmolzenem Metall gefüllt ist,
zur dritten Position 2.3 auf dem Karussell 2 intermittierend
weitergeht, wird sie durch das Transportfahrzeug 4 zum
Kühlabschnitt
weggenommen. Das Transportfahrzeug 4 hat die doppelte Funktion
des Wegnehmens einer vollen Gussform 3 vom Karussell 2 und
das Platzieren einer leeren Gussform (Kernstifte an ihrem Platz)
auf dem Karussell. Das Transportfahrzeug 4 umfasst einen selbst
angetriebenen Wagon 4.1 mit niedrigem Profil, der mit einem
Hebe/Absenktisch 4.2 ausgerüstet ist. Der Hebe/Absenktisch
wird durch eine Betätigungsvorrichtung 4.3,
wie ein Hebezeug, bewegt. Das Transportfahrzeug bewegt sich auf
einer Spur, typischerweise auf Schienen 4.4, zwischen zwei
Bänken von
Kühlkästen 5.1 vom
Gusskarussell 2 zur Entformungsstation 7 und zurück. Das
Transportfahrzeug 4 geht unter der dritten Position (der
Gussformwegnahmestation 2.3) des Karussells hindurch, und
der Hebetisch 4.2 hebt sich an, um die Gussform 3,
die das geschmolzene Metall enthält,
weg vom Karussell 2 zu heben. Das Transportfahrzeug 4 bewegt
sich dann weg vom Karussell und trägt die Gussform in die nächste geordnete
Kühlposition,
wo es stoppt. Die Hebevorrichtung, typischerweise ein Laufkatzenkran 6,
entfernt die Gussform vom Transportfahrzeug 4 und platziert
sie in einer leeren Kühlkammer 5.1. Das
leere Transportfahrzeug geht dann zur Entformungsstation 7 weiter,
wo es eine leere Gussform aufnimmt, aus der der Barren 10 entfernt
und in der die Stifte 11 ersetzt wurden, und bringt sie
zum Karussell 2 zurück.
Das Transportfahrzeug 4 nimmt die leere Gussform durch
das Hinunterfahren unter den Gussformpendelwagen 14 an
der Entformungsstation 7 und ihr Anheben in ähnlicher
Weise wie beim Karussell auf.
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Die
Vorgänge,
die vom Laufkatzenkran 6 ausgeführt werden, sind mit solchen
des Transportfahrzeugs 4 und des Stiftentfernungssystems
integriert. Es gibt Sensorvorrichtungen und Steuersysteme, wie automatische
Sensoren und ein Logikprogramm, die verwendet werden, um die Abfolge
des gesamten Systems zu steuern.
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Normalerweise
wird, wenn das Transportfahrzeug 4, das eine Gussform 3 voll
mit geschmolzenem Metall trägt,
an der nächsten
Reihenposition ankommt, der Kran 6 über den Schienen des Transportfahrzeugs
warten, bereit, die Gussform aufzunehmen. Die Gussform mit dem geschmolzenen
Metall wird vom Transportfahrzeug durch den Kran abgehoben und in
einer leeren Kühlkammer
platziert. Sofort nachdem das Transportfahrzeug von seiner Last
befreit wurde, bewegt es sich weiter, um eine leere Gussform zu
holen und bringt diese zur Gussformwegnahmestation des Karussells
zurück.
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Nachdem
der Kran die Gussform abgesetzt hat, geht er zur nächsten Folgeposition
und entfernt eine erstarrte Gussform, die ihren Kühlungszyklus vollendet
hat. Der Kran trägt
die erstarrte Gussform zum Stiftentfernungssystem und setzt sie
auf dem leeren Gussformpendelwagen ab. Der Kran geht dann zur nächsten leeren
Kühlkammer
des Kühlabschnitts 5 in
der Reihenfolge weiter, wo er auf das Liefern einer Gussform mit
geschmolzenem Metall vom Transportfahrzeug wartet.
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Das
Kühlsystem
besteht aus einer Reihe einzelner Kühlkammern 5.1, in
welche Gussformen mit geschmolzenem Metall durch den Laufkatzenkran 6 platziert
werden. Das Kühlwasserliefersystem
ist gestaltet, um den Wasserfluss auf die Gussformoberfläche zu lenken,
um hohe Wärmeübertragungsraten
zu fördern
und den Barren zu kühlen.
Es sind einstellbare Wehre vorgesehen, um das Überfließniveau des Kühlwassers
auf die gewünschten
Höhe für unterschiedliche
Größen der
Barren zu steuern.
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Jede
neu gefüllte
Gussform wird jeweils in der zuletzt frei gewordene Kühlkammer 5.1 platziert. Wenn
sich die Gussform in Position befindet, wird ein Deckel 5.2 der
Kammer geschlossen, und der Kühlwasserfluss
wird initiiert. Vorteilhafterweise sind Heizelemente im Kühlkammerdeckel 5.2 vorhanden,
die dazu dienen, die Geschwindigkeit der Oberflächenkühlung zu steuern und Unregelmäßigkeiten
in der Oberfläche
des sich verfestigenden Barrens zu reduzieren. Wenn der vorbestimmte
Kühlzyklus
vollendet ist, wird der Deckel geöffnet, um dem Kran einen Zugang
zu ermöglichen,
um die Gussform mit dem erstarten Barren zu entfernen und sie zur
Entformungsstation zu transportieren. Die Kühlkammerdeckel werden durch
eine Betätigungsvorrichtung,
wie eine pneumatische Zylinder-Kolben-Kombination, automatisch geöffnet und
geschlossen. Jede Kühlkammer ist
vorteilhafterweise mit mehreren Wassereinlässen, Überläufen und Abflüssen ausgerüstet, um Barren
verschiedener Größe aufzunehmen
und unterschiedliche Betriebsvorgänge zu ermöglichen.
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Die
Entformungsstation 7 und die Stiftentfernungsstation 8 führen automatisch
drei Funktionen aus: Der erstarrte Barren 10 wird aus der
Gussform 3 entfernt, die Stifte 11 werden aus
dem Barren 10 entfernt, und die Stifte 11 werden
zur leeren Gussform zurück
gebracht, die durch das Transportfahrzeug 4 aufgenommen
wird für
eine Rückführung zum
Gusskarussell 2.
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Die
Gussform mit dem erstarrten Barren wird auf dem Gussformpendelwagen 14 platziert
und in die Entformungsstation 7 weiter gefahren. Der Barren 10 wird
aus der Gussform mittel Greifvorrichtungen 7.1, die typischerweise
auf vertikalen Zylinder-Kolben-Kombinationen 7.2 montiert
sind, entfernt. Die Greifvorrichtungen 7.1 greifen in die
eingegossenen Stifte 11 ein und heben den Barren 10 aus der
Gussform 3. Gleichzeitig mit dieser Hebebewegung wird ein
Abwärtsdruck
auf die Gussform 3 ausgeübt, um zu gewährleisten,
dass der Barren 10 nicht in der Gussform steckt, was verursacht,
dass sie sich mit dem Barren hebt.
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Der
Barren 10 wird in eine Position über die Höhe des Schwenkbalkens 15 durch
die Zylinder-Kolben-Kombinationen 7.2 der Entformungsstation 7 gehoben.
Während
der Barren 10 in dieser Position gehalten wird, geht der
Schwenkbalken 15 unter den Barren 10 und bewegt
sich, um den Barren zu stützen.
Die Greifvorrichtungen 7.1 geben die Stifte 11 frei,
und der Barren 10 wird durch den Schwenkbalken 15 in
die Stiftentfernungsstation 8 weiter geführt.
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An
der Stiftentfernungsstation werden ein Paar Stiftaufnahmezylinder 8.1 ausgefahren,
um die Stifte 11 vom Boden zu stützen, wenn die Stiftdruckvorrichtung 8.2 einen
Abwärtsdruck
oben auf die Stifte 11 ausübt, um sie vom Barren 10 zu
drücken.
Die Stiftaufnahmezylinder 8.1 verhindern, dass die Stifte 11 mit
großer
Kraft ausgestoßen
werden und senken sie in ein Paar Stifthaltebehälter 14.1, die auf
dem Gussformpendelwagen 11, der zwischen der Entformungsstation 7 und
der Stiftentfernungsstation 8 bewegbar ist, montiert sind.
Nachdem die Stifte 11 von den Stifthaltebehältern 14.1 aufgenommen
wurden, bewegt sich der Gussformpendelwagen 14, um die Stifthaltebehälter unter
der Entfernungsstation 7 zu platzieren. Die Entfernungszylinder 7.2 senken
sich, und die Greifvorrichtungen 7.1 greifen die zwei Stifte 11.
Die Stifte werden von den Stifthaltebehältern 14.1 abgehoben,
und der Gussformpendelwagen 14 bewegt die Gussform 3 zurück zur Entformungsstation 7.
Die Stifte 11 werden in ihre passende Position in der Gussform 3 abgesenkt
und von den Greifvorrichtungen 7.1 frei gegeben. Die Entformungszylinder 7.2 ziehen
sich zurück,
und der Gussformpendelwagen 14 bewegt die Gussform zur
Einlaufstation. Das Transportfahrzeug 4 nimmt die Gussform 3 auf
und führt
sie zur Gussformtransferstation 2.3 des Karussells 2 zurück. Der
leere Gussformpendelwagen 14 wartet in dieser Position
auf eine neue Gussform, die einen erstarrten Barren 10 enthält, auf
dass sie vom Kran 6 platziert wird.
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Die
fertiggestellten Barren 10 werden von der Stiftentfernungsstation 8 durch
die Transportvorrichtung, wie den Schwenkbalken 15, zu
einer Aufnahmestation 13 für Gabelstapler 16 intermittierend weiter
bewegt.
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Es
ist möglich,
ein System für
Barren, die Haken 20 statt Stifte aufweisen, vorzusehen
(9). Dieses System wird auf einem gemeinsamen Trägerrahmen 7.6 mit
dem Stiftentfernungs- und Entformungssystem montiert. Der Trägerrahmen 7.6 wird durch
einen Satz von Rädern,
die auf Schienen 7.5 rechtwinklig zur Gusslinie laufen,
getragen. Die Trägerrahmen
und Schienen sind so gestaltet, dass entweder die Systeme für das Entformen
und die Entfernung der Haken 20 oder das System für das Entformen
und die Entfernung der Stifte 11 sich in Position über der
Entformungsstation 7 befindet. Das ausgewählte System
wird durch eine Betätigungsvorrichtung,
wie einen Hydraulikzylinder, in die Position bewegt. Das System
für das
Entformen und die Entfernung der Haken arbeitet folgendermaßen: Der
Barren 10 wird aus der Gussform 3 entfernt, die
Haken 20 werden aus dem Barren 10 entfernt, und
die Haken werden wieder in ihrer passenden Position in der leeren
Gussform 3 platziert.
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Eine
Gussform 3 mit einem erstarrten Barren wird in die Entfernungsstation 7 durch
den Pendelwagen 14 gebracht. Der Barren 10 wird
aus der Gussform 3 durch ein Paar Greifvorrichtungen 7.3,
die vorteilhafterweise auf einer vertikalen Zyklinder-Kolben-Kombination 7.7 montiert
sind, entfernt. Die Greifvorrichtungen 7.3 greifen die
Haken 20 und heben den erstarrten Barren 10 aus
der Gussform 3. Gleichzeitig mit dieser Hebebewegung wird
ein Abwärtsdruck
auf den Gussformrand 3.5 ausgeübt, um zu gewährleisten,
dass der Barren 10 nicht in der Gussform stecken bleibt.
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Der
Barren wird in eine Position über
der Höhe
des Schwenkbalkens 15 durch die Entformungszylinder gehoben.
Während
der Barren in dieser Position gehalten wird, erstreckt sich der Schwenkbalken 15 unter
den Barren 10 und hebt sich an, um den Barren zu stützen. Wenn
der Barren gestützt
wird, so werden ein Paar Hakenentfernungsvorrichtung 7.4 betätigt, um
die Haken 20 seitlich zu drücken, um sie vom Barren 10 zu
lösen.
Die Entformungszylinder und die Greifvorrichtungen sind gestaltet,
um sich seitlich in einer Distanz zu bewegen, die ausreicht, dass
die Haken sich von den Vertiefungen im Barren lösen. Wenn die Haken 20 sich
vom Barren 10 gelöst
haben, bewegt sich der Schwenkbalken 15, um den Barren 10 zur
Abgabeseite des Systems zu bewegen. Während dieses Vorgangs behalten
die Hakengreifvorrichtungen ihren Griff um die Haken bei.
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Wenn
der Barren 10 von der Entformungsstation weg gebracht wurde,
bewegen sich die Entformungszylinder seitlich zurück in ihre
normale Position und senken die Haken 20 in die leere Gussform 3.
Wenn die Haken passend positioniert sind, geben die Greifvorrichtungen
die Haken frei, und die Zylinder heben sich, um den nächsten Barren
zu erwarten.
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Der
Gussformpendelwagen 14 bewegt dann die leere Gussform mit
den Haken an ihrem Platz zur Transportfahrzeugstation weiter, wo
sie vom Transportfahrzeug 4 aufgenommen und zur Gussformtransferstation 2.3 auf
dem Karussell 2 zurück
gebracht wird.
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In
den 1 und 2 ist ein zweites
Kühlsystem 9 gezeigt,
das vorteilhafterweise Kühlsprühvorrichtungen
verwendet, um jeden Barren 10 zu kühlen. Wenn jeder Barren von
der Stiftentfernungsstation (oder Hakenentfernungsstation) empfangen
wird, tritt er in das zweite Kühlsystem
ein. Das System kann auch mit einem automatischen Wiegesystem, das vorteilhafterweise
auf der letzten Station des Schwenkbalkens 15 installiert
ist, versehen sein. Der Wiegevorgang wird ausgeführt, während der Barren 10 auf
der Fördervorrichtung 10 stationär ist. Dieses System
kann auch mit einer Barrenmarkierungsstation versehen sein. Typischerweise
ist hier eine automatische Tintenstrahldruckeinrichtung vorgesehen, um
diese Funktion auszuführen.
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In 2 ist ein Barrenstauförderer 12 gezeigt.
Das Barrenansammlungssystem empfängt
jeden Barren 10, wenn er produziert wird, aus früheren Phasen
des Produktionssystems. Das Barrenansammlungssystem besteht aus
einer Transportvorrichtung 12, einem doppelsträngigen Kettenförderer, mit
einer ausreichenden Länge
und einem zweiten Transportfahrzeug 17, das sich zwischen
den Ketten der Transportvorrichtung bewegt. Das System arbeitet
als ein Pufferspeicher- und Abrufsystem. Die Transportvorrichtung 12 speichert
die Barren, und das zweite Transportfahrzeug 17 holt die
gespeicherten Barren von der Transportvorrichtung und liefert sie
zur Gabelstapleraufnahmestelle 13, die an der Abgabeseite
der Transportvorrichtung 12 angeordnet ist. Die Transportvorrichtung
wird typischerweise Schritt für
Schritt bewegt. Dies bewegt alle Barren auf der Transportvorrichtung
einen Schritt auf die Austrittsseite der Transportvorrichtung zu
und schafft einen leeren Platz am Einlassende der Transportvorrichtung.
Das System umfasst typischerweise Vorrichtungen für das Erkennen
des Vorhandenseins und/oder der Position eines Barrens auf der Transportvorrichtung.
Das zweite Transportfahrzeug 17 wird von der Kühlkammerausgabe
zur Gabelstapleraufnahmestelle bewegt. Bei normalem Betrieb nimmt das
zweite Transportfahrzeug den Barren, der sich am dichtesten an der
Austrittsseite der Transportvorrichtung befindet, und platziert
ihn auf der Gabelstapleraufnahmestelle. Das zweite Transportfahrzeug kehrt
dann zurück
zum nächsten
verfügbaren
Barren auf der Transportvorrichtung, nimmt diesen auf und geht zur
Position direkt vor der Aufnahmestelle vor.