DE2241832A1

DE2241832A1 - Verfahren und anlage zum vergiessen von metallschmelzen zu plattenfoermigen metallteilen, insbes. zu kupferanodenplatten

Info

Publication number: DE2241832A1
Application number: DE2241832A
Authority: DE
Inventors: Stefan Raab
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1972-08-25
Filing date: 1972-08-25
Publication date: 1974-03-21
Also published as: DE2241832B2; FR2196867A1; ES418179A1; BE803674A; GB1439857A; DE2241832C3; CA999719A; FR2196867B1; US3976120A

Description

DEMAG Aktiengesellschaft l6. 8* 1972

M- Duisburg Kai/vB - 5^93 Wolfgang-Reuter-Platz

Verfahren und Anlage zum Vergießen von Metallschmelzen zu plattenförmigen Metallteilen, insbesondere zu Kupferanodenplatten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Gießen plattenförmiger Metallteile, insbesondere zum Gießen von Kupferanodenplatten in offenen Formen, die horizontal bewegt werden.

Insbesondere für die rationelle Herstellung von Kupferanodenplatten ist es bekannt, die Gießformen auf einem großen Drehtisch, einem sogenannten Gießrad, anzuordnen, an einer Umfangsstelle dieses Tisches mit einer dosierten Kupferschmelzmenge zu füllen und dann den Drehtisch um seine vertikale Drehachse um einen Gießformabstand weiterzudrehen. Während des Abgießens darf der Drehtisch nicht bewegt werden, weil die Anodenplatten möglichst gleichmäßig dick sein müssen. Aus dem gleichen Grund müssen auch die Beschleunigung und Verzögerung relativ sehr klein gewählt werden, weil sonst die Metallschmelze in ihrer Gießform schaukeln würde. Die Taktzeit ist infolgedessen verhältnismäßig sehr lang.

Um einen höheren Ausstoß zu erlangen, ist vorgeschlagen worden, neben einem Schmelzofen zwei solcher Drehtische vorzusehen und diese abwechselnd im Takt zu bewegen, so daß in eine Form de»

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einen Drehtisches abgegossen werden kann, während der andere Drehtisch "weitergedreht wird. Bei diesem verbesserten Herstellungsverfahren können die Drehtische trotz größerer Gesamtleistung etwas kleinere Durchmesser haben als ein einzelner Drehtisch, so daß die zu beschleunigenden und wieder zu verzögernden Massen erheblich kleiner als bisher sind.

Wie bereits erwähnt, müssen Kupferanocienplatten möglichst gleichmäßig sein, vor allem nüssen sio die-gleiche Dicke aufweisen, weil die Standzeit aller in einem Bad hängenden Platten durch die sich bei der Elektrolyse zuerst auflösende Platte - also die dünnste - bestimmt wird. Die Elektrolyse mu3 unterbrochen werden, bevor durch die Auflösung der Platte ungleichmä21ge Plattenabstände entstehen. Dünnere Anodenplatten führen somit zu erheblichen Verlusten, weil dann die übrigen Anodenplatten des Bades nur noch als RUckkupfer zu verwenden sind. Die in die einzelnen Formen abzugJe Senden Mengen müssen darum sehrgsnau dosiert werden. Dieses Erfordernis ist auch dafür bestimmend gewesen, die bisherigen bewährten Herstellungsverfahren beizubehalten, obwohl sie bei beschränkter Kapazität einen relativ hohen Kostenaufwand und Raumbedarf erfordern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Vergießen von Metallschmelzen zu plattenförmigen Metallteilen, insbesondere zu Kupferanodenplatten, zu finden, mit dem Platten

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sehr gleichmäßiger Dicke bei genauer Einhaltung eines vorbestimmten Gewichtes mit einer Anlage gegossen werden können, die bei möglichst geringen Investitions- und Betriebskosten eine höhere Kapazität als bekannte Anlagen besitzen soll»

Zur Lösung dieser Aufgabe wird für ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, auf einem horizontal angeordneten knickbaren Gießband hintereinandergereihte offene Formen, deren auszugießende Ausnehmungen durch eine Trennkante voneinander getrennt sind, mit gleichförmiger Geschwindigkeit zu bewegen, wobei die Ausnehmungen zu Beginn des Durchlaufs im Obertrum mit Schlichte ausgekleidet und dann kontinuierlich mit Metallschmelze gefüllt werden, die beim Weiterlauf im Obertrum geküRlt wird, und .daß die erstarrten Gußstücke am Ende des Obertrums durch die Umlenkung des Gießbandes automatisch aus ihrer Form geschoben werden.

Damit ist ein Verfahren gefunden, mit dem das Gießen von gleich*- starken Platten, vorzugsweise Kupferanodenplatten, in praktisch ausreichend gleichmäßiger Stärke ohne zeltraubendes Anhalten und

ist Wiederanfahren der Gießanlage möglich. Die Gleichmäßigkeit der Dicke aller Platten ist durch die genaue Höhengleichheit aller Trennkanten in hohem Grade gewährleistet. Somit braucht nur die pro Zeiteinheit zu vergießende Schmelzmenge abhängig von der Laufgeschwindigkeit des Kettenbandes genau eingestellt zu werden. Es entfällt deshalb auch das genaue Dosieren der Schmelzmenge für jede einzelne Platte.

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Das VergleBen der '(Metallschmelze erfolgt zweckmäßig in «Inen fallenden flachen Strahl, dessen Breite der Länge der Trennkante entspricht oder nur wenig schmaler 1st, wobei die Länge der Trennkante gleioh der kleinsten Plattenbreite gewählt 1st. Damit wird selbst bei relativ hoher Umlaufgeschwindigkeit des Oiefibandes erreloht, daB die Sohmelze in der Form sehr rasota einen vollkommen ebenen Oberflächenspiegel bildet, wodnroh eine sehr hohe Oleichföriiigkeit der Platte gewährleistetest. Vorzugsweise erhält der fallende Strahl eine der Vorsohubrlchtung der Formen entgegengesetzt gerichtete Komponente, was sehr ein·» fach dadurch erzielt wird, daß die Auslaufschnauze der QIeB-mulde dem Vorschub der Formen entgegengerichtet 1st.

Die Umlaufgeschwindigkeit des OieQbandes kann sehr einfach in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des Gleßstrahls geregelt werden, indem an der Gießmulde ein Schwimmer oder dgl. angeordnet ist, der den Oießbandantrieb in dem Sinne beeinflußt, dafi das Gießband z.B. bei niedrigerem FUllungsgrad der Oießmulde langsamer läuft.

Das neue Gießverfahren hat neben dem Vorzug, daß mit ihm mit relativ geringem Betriebekostenanteil sehr genau dimensionierte Platten, insbesondere auch Kupferanodenplatten automatisch herge·

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stellt werden können, noch den Vorteil, daß es mit einer Anlage durchführbar 1st, die im Verhältnis zur Kapazität mit wenig Investitionskosten erstellt werden kann. Eine solche An~ lage besteht im wesentlichen aus einem Über zwei Turasse urnlenkbaren endlosen Qießband mit zwei Lasohenketten, die pro Kettengliederpaar eine offene Gießform tragen, welche nur durch je eine schmale Trennkante von der jeweils vorgespannten und der nachfolgenden Gießform getrennt ist. Zweckmäßig 1st auf den Oelenkbolzen jedes Kettengliedes eine Laufrolle gelagert. Mittels dieser Laufrollen stützt sich das Kettenband auf Leitschienen ab, so daß ein erschütterungsfreier und präziser Vor» schub der Formen gewährleistet werden'kann.

Die Stoßfuge der Formen liegt in einer senkrecht durch die Kettengelenke gehenden Ebene, wobei die Länge der Formen im Verhältnis zum Aohsabstand der Laufrollen derart bemessen ist, daß bei Durchlauf der Formen im Obertrum die Stoßfugen durch Klemmkräfte geschlossen sind, die aus dem Gewicht der beiden Formen resultieren. - - .

In vielen Fällen mag es zweokmäßig sein, die Kante am vorderen oder hinteren Ende der Formen vorzusehen, weil dann jede Form die Aussparung für eine vollständige Platte enthält. Die Platt· j. muß dann aber durch eine besondere Aushebevorrichtung, z.B. einen Stößel, zumindest an der vorderen Seite aus der Form gehoben werde)

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In Weiterentwicklung der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, die auszugießenden Aussparungen der Formen zu deren Stoifugen in solcher Welse zu versetzen, daß bei der Umlenkung einer Form der vordere Teil der in der nachfolgenden Form liegenden Platte freigelegt wird. Damit wird die Abnahmevorrichtung ganz erheblich vereinfacht, die nunmehr z.B. nur noch aus einem Abstreifer besteht, an den sloh eine mit Rollen besetzte geneigte Ebene an- sohlleflt.

Nachdem die Aussparungen der Formen mit Schmelze gefüllt sind, durchlaufen sie einen Kühlraum, in dem sie und die gegossenen Platten von oben und die Formen ausserdem von unten nilt Kühlwasser bestrahlt werden.

SohlleAlich wird ftlr eine Anlage besonders hoher Kapazität noch vorgeschlagen, auf dem Gießband zwei oder mehr Formen nebeneinander anzuordnen, wobei Jeder Foraenreihe eine gesonderte Ausgußschnauze einer allen'Formenreihen gemeinsamen Gießmulde vorgesehen ist oder Jede Ausgußschnauze einer gesonderten Gießmulde zugehört. Damit kann die Kapazität einer Anlage z.B. verdoppelt werden, ohne daß sich der Platzbedarf, die Anlagekoaten und auch die Betriebskosten im glelohen Maße erhöhen.

Weitere Merkmale der Erfindung sind nachstehend beschrieben und in der Zeichnung erkennbar, die ein Ausführungebeispiel darstellt, und zwar zeigt

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Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht der Anlage zum Qießen von Kupferanodenplatten und

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil des Obertrums der Anlage nach Fig; I.

Fig. 3 zeigt in größerem Maßstab eine Draufsicht auf einen Teil des Obertrums einer Anlage« bei welcher die die Ausnehmungen begrenzenden Trennkanten zu den Stoßfugen der Formen versetzt sind.

Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. J und

Fig. 5 ein Längsschnitt durch den Abnahmeteil der Gießanlage.

Die Gießanlage besteht im w©o©ntXI®h@n aus ©inem endlosen Gießband das von ty·* zwei Laschenketten 2 gebildet- wipö„ die miteinander durch offene Hämatit- bzw. Kupferformtn j5 verbunden Bind mia über horizontal gelagerte Turasse 4 und 5 w&gelimkt werden. Die Laschen ketten 1, 2 sind mit mitlaufenden Bollen 6 versehen, die auf den Kettengelenkbolzen 7 gelagert sind und auf Führungsschienen 8, 9 laufen» von denen zumindest die oberen Schienen 8 genau waagrecht ausgerichtet sind. Damit auch der Geradlauf des Gießbandes sichergestellt ist, sind die Laufrollen der Kette 1 mit Spurkränzen versehen. Die Formen 3 weisen Ausnehmungen 10 auf, die der Form und Größe der zu gießenden Kupferanodenplatten 11, entsprechen. Die Stoßfugen 12 dieser Formen 3 liegen in der durch die Laschenge-

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lenkachse gehenden, zur oberen Laufschiene 8 lotrechten Ebene 13· Damit die Stoßfugen 12 in Gießeteilung der Formen 3 durch die aus ihrem Gewicht resultierenden Klemmkräfte dicht geschlossen sind, dUrfen die Formen nicht kurzer sein als. der Aohsabstand der Laufrollen 6 unter Berücksichtigung der Kettendehnung.

In Fig. 2 sind die Ausnehmungen 10 so angeordnet, daß die Ausnehmungen 10' fUr die Anodenohren und die die Länge der Ausnehmungen 10 begrenzende Trennkante 14 unmittelbar neben der Stoßfuge 12 liegen.

Eine vorteilhafte Abwandlung hiervon zeigen Flg. 3 und 4, in denen die Trennkante 15 - im Bewegungssinne des Oießbandes gesehen -ungefähr am Ende des zweiten Drittele der Form 3 vorgesehen ist und somit die Stoßfuge 12 nun durch die Ausnehmung 16 hindurchgeht Das hat zunächst den Vorteil, daß die Trennkante 15 nun eine von der Geraden abweichende Form erhalten kann und somit die Ausnehmungen l6 fUr die der Aufhängung dienenden Anodenpiattenohren so geformt werden können, daß der ausserhalb des Elektrolysebades befindliche Anteil der Anodenplatte sehr klein 1st und somit sehr wenig RUckkupfer anfällt, also Material gespart wird. Der wesentliche Vorteil der zur Stoßfuge 12 versetzten Trennkante 15 besteht jedoch darin, daß der vordere Teil II¹ der erstarrten Anodenplatte 11 freigelegt wird, sobald die Form 3 *uf dem Turas 5 nach unten umgelenkt wird. Die Anodenplatte 11 kann nun mittels eines sehr einfach ausgebildeten und darum störungsfrei arbeitende Abstreifers 17 automatisch am überstehenden Teil II¹ erfaßt und aus

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der Form 3 gehoben werden. Hierauf gleitet die Platte 11 über eine geneigte Rollenbahn ΪΘ auf eine endlose Abnehmerkette 19. Diese Kette 19 ist mit Abnehmern 20 bestückt undAäuft kontinuierlich mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Gießband um. Die die Anodenplatten 11 haltenden Abnehmer 20 setzen diese in einem KUhI-bade 21 auf ein endloses doppeltes Kettenband 22 ab, das mit einer Zahnung 23 versehen ist. Die Teilung dieser Zahnung 23 ist gleich dem erforderlichen Mittenabstand der Anodenplatten im Elektrolysebad gewählt.

Während das doppelte Kettenband 22 im Takt bewegt und mittels um die Achse 24 drehbarer loser Scheiben 25 umgelenkt wird, läuft die Abnehmerkette 19 kontinuierlich über ein« ebenfalle um die Aehse 24 drehbare Trommel 26 und über Umlenkrollen 27.

Zum kontinuierlichen Gießen der Kupferanodenplatten werden zunächst die in Pfeilrichtung wandernden metallischen Formen 3 mittels einer Sprühdüse 28 mit Schlichte bestreut. Dann laufen sie durch den genau dosierten flachen Strahl, der aus der brüten Auslaufsohnauze 29 einer Oießmulde 30 in der Gießbandbewegung entgegengesetzter Richtung austritt. Damit wird erreicht, daß auch die ausserhalb der Strahlbreite liegenden Ausnehmungen 10 bzw. 16 für die Anodenohren mit Sicherheit im gewünschten Maße gefüllt werden.

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Während des Weitertransportes des Qießbandes glättet sich die Oberfläche den vergossenen Schmelze zu einem ebenen Spiegel. Die Menge der kontinuierlich In die Ausnehmungen IO bzw. l6 fließenden Metallschmelze 1st abhängig von der Gießbandgeschwindigkeit so reguliert« daß der Spiegel der vergossenen Schmelze nahe dem Scheitel der Trennkanten 14 bzw. 15 liegt.

Die Formen 3 durchlaufen anschließend einen Kühlraum 31» In dem oberhalb und unterhalb des Im Obertrum laufenden Oießbandes Brausen 32 und DUsen 33 für Kühlwasser angeordnet sind. Mit 34 let ein Dampf«heavier angedeutet.

Bein Verlassen des KUhlraumes 31 sind die Anodenplatten 11 vollkommen erstarrt, so daß sie sich In der bereite beschriebenen Welse beim Knicken des Oießbandes aus den Formen 3 automatisch lösen und während Ihres Durchlaufs durch das Bad 21 auskühlen.

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Claims

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1. Verfahren zum Vergießen von Metallschmelzen zu plattenförmigen Metallteilen, insbesondere zum Gießen von Kupferanodenplatten in offenen, horizontal bewegbaren Formen, dadurch gekennzeichnet,

daß auf einem um eine horizontale Achse knickbaren Gießband ( 2 ) hinterelnandergereihte offene Formen.$ 3 ) mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt werden, deren auezugießende Aussparungen ( 10;16) durch eine Trennkante ( l4; 15 ) voneinander getrennt: sind und zu Beginn des Durchlaufs im Obertrum mit Schlichte ausgekleidet und dann kontinuierlich mit Metallschmelze gefüllt werden,, die beim Welterlauf im Ob&vtnm gekühlt wird^ und daß die. erstarrten Gußstücke ( 11 ) am Enö© des öb®rtrums bei der Umlenkung des Gießbandes automatisch aus Ihrer Form ( 3 ) geschoben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

.daß das Vergießen der Metallschmelze in einem fallenden flachen Strahl erfolgt, dessen Breite der Länge der Tsonnk&nte ( 14;15 ) entspricht oder nur wenig schmaler ist, wobei die Länge der Trennkante gleich der kleinsten

Plattenbreite gewählt ist..

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3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der fallende Strahl eine der Vorschubrichtung der Formen ( 3 ) entgegengesetzt gerichtete Komponente erhält.

4. Anlage zur Durchführung dee Verfahrene nach den Ansprüchen 1 bis 3*

gekennzeichnet durch ein über evel Turasse ( 4,5 ) knickbares, endloses Gießband mit zwei Laschenketten ( 2 ), die pro Oliederpaar eine offene Gießform ( 3 ) tragen, deren Ausnehmung ( 10; 16 ) für eine Platte ( 11 ) von der vorlaufenden und der nachfolgenden Ausnehmung durch zumindest Je eine schmale Trennkante ( 14;15 ) ge« trennt ist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekannzeichnet,

daß auf den Gelenkbolzen ( 7) jedes Kettengliedes eine Laufrolle ( 6 ) gelagert 1st, mittels denen eich das Gießband auf Leitschlenen ( 8;9 ) abstützt.

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6. Anlage nach den Ansprüchen 4 und 5* dadurch gekennzeichnet,

daß die Stoßfuge ( 12 ) der Formen (. 3 ) in einer senkrecht durch die Kettengelenkachse ( 7 ) gehenden Ebene ( 13 ) liegt.

7. Anlage nach den Ansprüchen 4 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, ^

daß die Trennkanten ( 14 ) am vorderen oder hinteren Ende der Formen ( 3 ) vorgesehen sind.

8. Anlage nach den Ansprüchen 4 bis 6, gekennzeichnet durch eine zur Stoßfuge ( 12 ) versetzte Anordnung der auszugießenden Aussparung ( 16 ) und der Trennkante ( 15 ) in solcher Weise, daß bei der Umlenkung einer Form ( 3 ) der vordere Teil ( II¹ ) der in der nachfolgenden Form liegenden Platte ( 11 ) freigelegt wird.

9. Anlage nach den Ansprüchen 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daß im Bereich des Obertrums eine Kühlkammer ( 31 ) vorgesehen ist, in der die mit Schmelze gefüllten Formen ( 3 ) von oben und unten mit Kühlwasser bestrahlt werden.

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10. Anlage nach den Ansprüchen 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß auf dem Gießband zwei oder mehr Formen nebeneinander angeordnet sind, wobei für Jede Formenreihe eine gesonderte Ausgußschnauze ( 29 ) einer allen Formenreihen gemeinsamen Gieflmhlde ( 30 ) vorgesehen ist oder jede Ausgußschnauze einer gesonderten Gießmulde zugehört.

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