Vergießvorrichtung für kastengebundene und kastenlose Formanlagen arbeitet automatisiert mit diskontinuierlich geregeltem Stopfenflusssystem

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1 Vergießvorrichtung für kastengebundene und kastenlose Formanlagen arbeitet automatisiert mit diskontinuierlich geregeltem Stopfenflusssystem (Gießereierfahrungsaustausch Februar 2000) Mit weiteren drei Anlagen zum automatisierten Gießen von Bronzegußlegierungen setzt die Fa. MARX GMBH & CO KG, Iserlohn, den Vertriebserfolg der letzten Monate fort. Herzstück dieser Anlagen ist ein zum patent angemeldeter Gieß- Ofentyp, der kostenaufwendige Verfahren für druckbeaufschlagte Gießvorgänge ersetzt, und temperaturgenaues Abgießen +/- 5 C im Gegensatz zu handvergossenem Pfannenguß ermöglicht. Der bei diesem Verfahren gleichbleibende statische Druck zum zeitkonstanten Abgießen gleicher Mengen, wird durch Gasdruck auf die Oberfläche der Schmelze erzeugt und über die Überlaufrinne zum Gießkopf des Ofens geleitet. Die Nachteile dieses Verfahrens (lange Überlaufrinne) sind allgemein bekannt. Der in Bild 1 abgebildete Vergießofen dient dem automatischen Vergießen von Bauteilen aus Rotguß für Heizungsarmaturen, kann aber auch für andere Legierungen bzw. Werkstoffe eingesetzt werden. PC gesteuertes und visualisiertes Verfahren bei höchster Abgußtemperatur-Genauigkeit. Das zu vergießende Material wird im Ofenbehälter bevorratet. Der breite Ofenraumteil ist gegenüber dem schmalen Stopfenraumteil durch eine Barriere aus Feuerfestmaterial getrennt. Der Eingießtrichter für die Materialzufuhr in den Ofenraumteil mit angeflanschtem Heizinduktor und die Ausflußöffnung mit gesteuertem Stopfen im schmalen Stopfenraumteil bilden eine vorteilhafte Anordnung für günstige Temperaturbedingungen beim Gießen. Bild 1: Vergießofen zum automatischen Vergießen von Metalllegierungen.

2 In die Behälterdecke sind drei Deckel integriert: die Materialzufuhr auf der Breitseite Bedienung Beobachtung in der Nähe des Stopfens. Bild 2: Steuerungsschrank für Vergießofen, Sämtliche Arbeitsschritte sind visualisiert. Zum Ausgleich der Temperaturverluste und eventuell notwendiger Überhitzung dient ein am Boden des Ofenraumteils abgeflanschter Rinneninduktor. Sowohl der Rinneninduktor, wie auch der Oberofen sind wassergekühlt. Der gesamte Ofen - Ofengehäuse mit Induktor- ist in einem Kippgestell mittels Positionierungssensoren und Wägeeinrichtung mit einem Rechner gekoppelt. Bei diesem Verfahren wird im Rahmen eines vollautomatisierten, prozeßgesteuerten und prozeßvisualisierten Abgußvorgangs die jeweilige Gußmenge durch Zeitsteuerung geregelt und grammgenau gefüllt (Bild 2).

3 Bild 3: Vergießanlage an einer Banss-Kastenformanlage Die Anlage eignet sich für vertikalen und horizontalen Sandguß, wobei es keine Rolle spielt, ob es sich um kastenlose oder formkastengebundene Formanlagen handelt. In Bild 3 ist eine Vergießanlage an einer Banss-Kastenformanlage dargestellt, so wie diese beim Schweizer Gußspezialisten Nussbaum AG, Olten, steht. Bild 4: Ansicht auf die komplette Schmelzanlage im Hause Nussbaum AG, CH-Olten

4 Bild 5: Teilansicht der Steuerzentrale für den prozeßgesteuerten und visualisierten Betrieb Hier wurde durch das Haus Marx eine komplette Schmelzanlage gebaut, die prozeßgesteuert und visualisiert ist und eine moderne Vergießtechnik besitzt (Bild 4 + 5). Die Gesamtproduktion des Hauses läuft über eine Marx-Rinnen-Schmelz-Ofenanlagen mit automatisierter Zuführung zum Marx-Vergießofen. Die Nussbaum AG, die stets mit hohen Umweltbewußtsein arbeitet, hat mit dieser Einrichtung neben der Produktionssteigerung und Qaulitätsverbesserung in hohem Maße zur Sauberkeit und zum umweltfreundlichen Betrieb selbst beigetragen. Die nunmehr seit Monaten ermittelten Betriebsergebnisse zeigen eine deutliche Kostenreduzierung in der Schmelz- und Vergießtechnik, die nochmals durch die wesentlich geringeren einzusetzenden Nachbehandlungsaufwendungen gesteigert wird. Sollte die neue Vergießeinrichtung bei DISAMATIC-Anlagen zum Einsatz kommen, so liegen auch hierzu einschlägige Erfahrungen vor, wie dies ein Ausführungsbeispiel (Bild 6) zeigt.

5 Bild 6: Einsatz der neuen Vergießanlage an einer DISAMATIC-Formanlage Stopfenhubregelungen steuern Schluck- und Eingußbedürfnisse. Die Eingießgeschwindigkeiten lassen sich über formgesteuerte Stopfenhubregelungen (Bild 7) diskontinuierlich verstellen und dem benötigten Schluck- und Eingußbedürfnissen anpassen. Die Automatisierung des Abgußverfahrens ermöglicht bei den derzeit ausgelieferten Ofentypen Abgußleistungen von bis zu 50 t pro Tag bei 3-Schicht-Betrieb. Die Abgußgeschwindigkeiten werden im wesentliche durch Taktzeit der Formanlagen bestimmt. Für Gußgewichte von ca 10kg wird eine Abgußzeit von 2,5-3,6 Sekunden benötigt. Das patentierte Gießverfahren ermöglicht die Reduzierung von Recyclingmaterial von bis zu 30% gegenüber herkömmlichen Gießverfahren.

6 Bild 7: Eingießgeschwindigkeiten lassen sich über formgesteuerte Stopfenhubregelungen diskontinuierlich verändern Die Gußproduktion zeichnet sich aus durch hohe Oberflächenqualität und geringste Speiserreste und erspart auf diese Weise erhebliche Personalkostenaufwendungen für wegfallende Putzarbeiten. Die temperaturgenaue Führung des Vergießofens wird durch angeflanschte, strömungsorientierte Rinneninduktoren erreicht, die über statische Umrichtertechnik stufenlos automatisiert geregelt werden und so den notwendigen Energiebedarf zur genauen Temperatursteuerung einleiten. Die Vergießautomatik ist mit der Bandgeschwindigkeit der Formanlagen und dem zugehörigen strömungsorientierten Marx-Rinnen-Induktionsofen verknüpft, der die notwendige Metallmenge zur Befüllung der Vergießeinrichtung in Abstimmung mit der Produktionsmenge erschmilzt und in der Regel mittels Pfannentransport vom Schmelzofen zur Vergießofen abruft. Durch die Verknüpfung von Schmelz- und Vergießeinrichtung über prozeßautomatisierte Wiegetechniken können Schmelzprozesse energiebewußt und sparend gesteuert werden und die Befüllung des Ofens just in time sichergestellt bleiben. Die Vergießautomatisierung erfolgt gemäß abgelegter Gießkurven, die es ermöglichen jede unterschiedliche Gußform in Vorwahlverfahren zu bestimmen und prozeßgesteuert in gewählter Menge abzugießen. Bei unterschiedlichsten Gußprodukten wählt die Anlage die Eingußpositionierung voll automatisch und fährt im Betriebsstörungszustabd automatisiert von der Vergießanlgae zurück. Ein exaktes Protokollsystem speichert sämtliche Veränderungsvorgänge im ganzjährigen Rhythmus und trägt durch automatische Meldung zur absoluten Betriebssicherheit bei. Es können visualisierte Datenerfassungen ebenso wie Störmeldungen oder Verschleissveränderungensmerkmale angezeigt, protokolliert und Daten transferiert werden.