DE2010337B1

DE2010337B1 - Exothermic riser for castings

Info

Publication number: DE2010337B1
Application number: DE19702010337
Authority: DE
Inventors: Manfred Scherer
Original assignee: GL Rexroth GmbH
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1970-03-05
Filing date: 1970-03-05
Publication date: 1971-11-25

Description

Die Erfindung betrifft einen exothermen Speiser für Gußstücke, insbesondere aus Gußeisen. The invention relates to an exothermic feeder for castings, in particular made of cast iron.

Die Verwendung von exothermen Speisern hat den Vorteil, daß das Speiservolumen verhältnismäßig klein zu halten ist. Die Ermittlung der Speisergröße erfolgt ebenso wie bei unbeheizten Speisern mit Hilfe der bekannten Modulmethode in Verbindung mit dem lunkergeometrischen Verfahren. Der Modulmethode liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Gußstücke mit gleichem Verhältnis aus ihrem Volumen und ihrer Oberfläche annähernd gleiche Erstarrungszeiten aufweisen. Wenn demnach nach Beendigung des Nachsaugens von flüssigem Gußeisen aus dem Speiser, der verbleibende Speiserrest den gleichen Modul aufweist wie das Guß stück, findet auch die Erstarrung von Speiserrest und Guß stück zum gleichen Zeitpunkt statt. Damit ist ein lunkerfreies Guß stück gewährleistet. Bei dem Einsatz von exothermen Speisern hat sich ferner gezeigt, daß ab einer bestimmten Wandstärke desselben der flüssige Stahl mit waagerechtem Spiegel im Speiser absinkt und sich damit ein hohlzylindrischer Lunker ergibt, im Gegensatz zu einem trichterförmigen Lunker bei einem unbeheizten Speiser. Auf Grund dieser lunkergeometrischen Gesetzmäßigkit ist nachzuweisen, daß bei exothermen Speisern bis 67 nun des ursprünglichen Speiservolumens auszunutzen sind, während bei unbeheizten Speisern nur maximal 14 0/o des ursprünglichen Speiservolumens für die Nachsaugung zur Verfügung stehen. Das speisbare Gußstückvolumen ist deshalb bei Anwendung beheizter Speiser 6,7mal größer als bei einem unbeheizten Speiser gleicher Größe. The use of exothermic feeders has the advantage that the feeder volume is to be kept relatively small. The riser size is also determined as in the case of unheated feeders in conjunction with the known module method with the cavity geometry method. The module method is based on the knowledge that castings with the same ratio of their volume and their surface area approximately have the same solidification times. If accordingly after the end of suction of molten cast iron from the feeder, the remaining feeder remains the same The module has the same as the casting, also the solidification of feeder residue and Casting takes place at the same time. This guarantees a void-free casting. When using exothermic feeders it has also been shown that from a certain Wall thickness of the same, the liquid steel sinks with a horizontal level in the feeder This results in a hollow cylindrical blowhole, in contrast to a funnel-shaped one Blowholes in an unheated feeder. On the basis of this cavity-geometrical regularity kit it must be proven that with exothermic risers up to 67 now the original riser volume are to be used, while with unheated feeders only a maximum of 14 0 / o of the original Feeder volume are available for suction. The edible casting volume is therefore 6.7 times larger when using heated feeders than when using an unheated feeder Feeder of the same size.

Für die Bestimmung einer wirtschaftlichen Größe des exothermen Speisers ist deshalb zunächst von einer Wandstärke desselben auszugehen, die einen hohlzylindrischen Lunker gewährleistet. Ferner soll der Speiser nur so groß gewählt werden, daß sich nach dem Nachsaugen durch das Gußstück ein Speiserrest von 33 eln des ursprünglichen Speiservolumens einstellt. Weiter muß gewährleistet sein, daß der Modul des Speiserrestes wenigstens dem Modul des Guß stückes entspricht. Hierbei ist weiter zu beachten, daß die Wandstärke des Speisers eine Modulvergrößerung des Restspeisers bewirkt. Für die Praxis sind diese gegenseitigen Abhängigkeiten in Tabellen und Schaubildern erfaßt, und zwar für die genormten Speisergrößen und -formen mit den verschiedenen Wandstärken, so daß ohne umfangreiche Rechenarbeit jeweils für ein bestimmtes Gußstück mit einem bestimmten Modul und Nachsaugevolumen der günstigste Speiser ermittelbar ist. Da die Auswahl an Normspeisern naturgemäß beengt ist, läßt sich für den jeweiligen Einsatzfall die günstigste Speisergröße in der Regel nur näherungsweise erreichen. Es läßt sich deshalb nicht vermeiden, daß bei Unterschreiten der für zulässig erachteten Lunkertiefe von 67 °/o des ursprünglichen Restvolumens der nächstgrößere Speiser verwendet werden muß. For determining an economic size of the exothermic feeder it is therefore first of all to assume a wall thickness of the same, which is a hollow cylindrical one Blowholes guaranteed. Furthermore, the feeder should only be chosen so large that after suction through the casting, a feeder residue of 33 eln of the original Adjusts the feeder volume. It must also be ensured that the module of the feeder remainder at least corresponds to the module of the casting. It should also be noted that that the wall thickness of the feeder causes a module enlargement of the remaining feeder. In practice, these mutual dependencies are shown in tables and graphs recorded, for the standardized riser sizes and shapes with the various Wall thicknesses, so that without extensive calculation work in each case for a specific casting With a certain module and suction volume, the cheapest feeder can be determined is. Since the selection of standard feeders is naturally limited, can be for the respective In the case of application, the most favorable riser size can usually only be approximated. It can therefore not be avoided that if the value falls below that which is considered permissible Void depth of 67% of the original remaining volume, the next larger riser must be used.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in einer weiteren Verminderung des Speiservolumens von aus exothermen Heizmassen hergestellten Speisern sowie in einer vereinfachten Ermittlung der Speisergröße. The object of the invention consists in a further reduction the riser volume of risers made from exothermic heating masses and in a simplified determination of the riser size.

Nach der Erfindung wird dies mit einem dem Nachsaugevolumen des Guß stückes entsprechenden Speiservolumen mit einem -SJche-rheitszuschlag von maximal 30 O/o erreicht, wobei ein Heizmassenvolumen zugrunde gelegt ist, dessen abgegebene Wärme- menge in an sich bekannter Weise ein Flüssighalten des im Speiser befindlichen Gießgutes bis zur Beendigung des Nachsaugens von Gießgut durch das Gußstück gewährleistet. According to the invention, this is done with a suction volume of the cast piece corresponding riser volume with a security surcharge of maximum 30 O / o is reached, based on a heating mass volume, the Warmth- amount in a manner known per se to keep the liquid in the feeder Cast material guaranteed until the end of the suction of cast material through the casting.

Die Dimensionierung des Speisers ausschließlich auf das Nachsaugevolumen des Gußstückes abzustellen, hat den Vorteil, daß das Speiservolumen ein nicht weiter herabzusetzendes Kleinstmaß erhält und damit auch das Flüssighalten des im Speiser befindlichen Gießgutes bis zur Beendigung des Nachsaugens durch das Guß stück mit geringstem Heizmassenvolumen erzielbar ist. Der Sicherheitsfaktor des Speiservolumens kann bei idealen Gießbedingungen ganz in Wegfall kommen, wie umfangreiche Versuche gezeigt haben. The dimensioning of the feeder exclusively on the suction volume To turn off the casting has the advantage that the feeder volume is no longer The smallest size that needs to be reduced is retained and thus also keeping the fluid in the feeder The cast material located until the end of the suction through the cast piece with lowest heating mass volume can be achieved. The safety factor of the riser volume can be omitted completely under ideal casting conditions, such as extensive tests have shown.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine Modulbestimmung des Gußstückes und des Speisers entfällt und damit keine aufwendigen Berechnungen mehr erforderlich sind. Another advantage of the invention is that a module determination of the casting and the feeder are omitted and therefore no time-consuming calculations more are required.

In weiterer Ausbildung der Erfindung beträgt die Höhenerstreckung des Speiservolumens mindestens das eineinhalbfache des Durchmessers einer auf die Grundfläche des Speiservolumens bezogenen Kreisfläche. Dadurch wird im Gegensatz zu den bekannten Speisern ein möglichst kleines Verhältnis des Speiservolumens zu dessen Oberfläche angestrebt. Dies hat den Vorteil eines intensiven Wärmeaustausches zwischen Heizmasse und im Speiser befindlichem Gießgut. Durch diesen günstigen Wärmeaustausch wird gleichzeitig der Bedarf an exothermer Heizmasse für die Speiser gesenkt. Der Bedarf an Heizmasse kann noch weiter vermindert werden, wenn in vorteilhafter Weise die exotherme Heizmasse der Speiser mit einer wärmeisolierenden Schicht umgeben ist. In a further embodiment of the invention, the height extension is of the feeder volume at least one and a half times the diameter of one on the Base area of the feeder volume related circular area. This is in contrast the smallest possible ratio of the riser volume to the known risers aimed at its surface. This has the advantage of an intensive heat exchange between the heating mass and the cast material in the feeder. Thanks to this favorable heat exchange the need for exothermic heating mass for the feeder is reduced at the same time. Of the The need for heating mass can be further reduced, if in an advantageous manner surround the exothermic heating mass of the feeder with a heat-insulating layer is.

Zweckmäßigerweise wird der Speiser zur völligen Abschirmung des Gießgutes wie an sich bekannt haubenförmig ausgebildet. The feeder is expediently used to completely shield the cast material as known per se, hood-shaped.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung im Schnitt dargestellt. An embodiment of the invention is shown in section in the drawing shown.

In der Figur ist mit 1 das in eine Sandform 2 eingeformte Guß stück bezeichnet. Auf der Sandform 2 ist der haubenförmige aus exothermer Heizmasse 3 hergestellte Speiser aufgesetzt, der mit einem wärmeisolierenden Asbestpapier 4 nach außen abgeschirmt ist. Das Speiservolumen ist als langgestreckter Zylinder mit der Grundfläche (6a) ausgebildet und entspricht dem Nachsaugebedarf des Guß stückes 1 zusätzlich eines geringen den Restsp eis er 7 bildenden Sicherheitsbetrages. Die Wandstärke der exothermen Heizmasse 3 ist so gewählt, daß die frei werdende Wärmemenge das das Speiservolumen 6 bildende Gießgut bis zur Beendigung der Nachsaugung durch das Guß stück 1 flüssig hält. Während des Nachsaugevorganges sinkt der Gießgutspiegel entsprechend dem Nachsaugebedarf des Guß stückes 2 ab, bis er schließlich nach beendetem Nachsaugevorgang die gezeigte Lage 7 a erreicht Durch das Kleinerwerden des Speiservolumens 6 verringert sich naturgemäß auch der Wärmebedarf zum Flüssighalten desselben. In the figure, 1 is the molded piece in a sand mold 2 casting designated. The hood-shaped, exothermic heating mass 3 is on the sand mold 2 Manufactured feeder put on, which is covered with a heat-insulating asbestos paper 4 is shielded from the outside. The feeder volume is an elongated cylinder formed with the base (6a) and corresponds to the suction requirement of the cast piece 1 in addition to a small security amount forming the remaining portion 7. The wall thickness of the exothermic heating mass 3 is chosen so that the released Amount of heat the casting material forming the feeder volume 6 until the end of the suction through the casting piece 1 keeps liquid. During the suction process, the level of the cast material sinks according to the suction requirement of the cast piece 2 until it is finally finished The suction process reaches the shown position 7a by reducing the volume of the feeder 6, of course, the heat requirement to keep it liquid is also reduced.

Claims

Claims: 1. Feeder made from exothermic heating mass for castings, in particular made of cast iron to reduce the feeder volume, wherein the heating mass the casting material located in the feeder until the end of the suction of cast material through the cast to be fed keeps the area fluid, d a d u r e h e k e n n -z e i c h n e t. that the feeder volume of the size of the Make-up volume plus a maximum safety amount of 30% of the make-up volume is equivalent to.

2. Feeder according to claim 1, characterized in that the height extension of the feeder volume (6) at least one and a half times the diameter of a the base area (6a) of the feeder volume is related to the circular area.

3. Feeder according to claims 1 or 2, characterized in that that the exothermic heating mass (3) of the feeder (4) with a heat insulating layer (5) is surrounded.

4. Feeder according to one or more of claims 1 to 3, characterized characterized in that the feeder (4) is hood-shaped.