14.4.2 Principlösningar för avståndsstyrda och automatiska avgjutningsanordningar

Avståndsstyrda och automatiska avgjutningsanordningar kan vara utförda enligt följande huvudprinciper:

  • Mekaniskt tippad skänk (figur a i bilden nedan)
  • Bottentömmande ugn (figur b)
  • Tryckgjutugn (figur c)

Avståndsstyrda och automatiska avgjutningsanordningar.

 

Följande tabell redovisar för- och nackdelar med de olika avgjutningsprinciperna vid avståndsstyrda och automatiska avgjutningsanordningar.

Tabell: För- och nackdelar med de olika avgjutningsprinciperna vid avståndsstyrda och automatiska avgjutningsanordningar.

Princip för avgjutningsanordning

Fördelar

Nackdelar

1.  Mekaniskt tippad skänk

Byte av smälta kan lätt ske

Hög driftssäkerhet

Enkelt underhåll

Låg driftskostnad

Relativt låg investering

Ingen möjlighet till varmhållning

Temperaturvariationer

Ej garanterad slaggfri avgjutning

2.  Bottentömmande ugn

Varmhållning medges

Garanterad slaggfri avgjutning

Hög doseringsnoggrannhet är möjlig

Kort gjuttid och små godsvikter

Svårt att byta smälta

Risk för läckage vid stoppare

Kräver ofta plats på båda sidor om formtransportören

Gjutskålen kan skymmas

3.  Tryckgjutugn

Varmhållning medges

Slaggfri avgjutning (normalt)

Kan förses med olika tappningsmöjligheter

Segjärn kan varmhållas och avgjutas

Hög doseringsnoggrannhet vid system med stoppare

Mycket svårt att byta smälta

Passar ej för små godsvikter och korta takttider (gäller ej system med stoppare)

Kan kräva fundament  i golvet

Regelbunden rensning av sifonen krävs, speciellt vid segjärnsgjutning

Kräver stort tonnage för att vara lönsam.

 

Ett exempel på avgjutningsutrustning vid avståndsstyrd avgjutning baserad på principen mekaniserad tippning av skänken visas i följande bild. Här styr operatören avgjutningen manuellt från en avskild arbetsplats med servostyrda rörelser.

Avståndsstyrd avgjutning

Vid automatisk avgjutning har operatören endast en övervakande funktion. Principen för en automatisk avgjutningsutrustning visas i illustrationen nedan. Utrustningen är utformad som en ugn varigenom varmhållningsmöjlighet föreligger. En vanlig benämning på denna typ av utrustning är tryckgjutugn. Smältan trycks ut ur ugnen med hjälp av torkad luft eller någon inert gas, till exempel kvävgas (vid segjärnsavgjutning). Ofta kan tryckgjutugn vara ett alternativ till varmhållningsugn. Avgjutningsugnar med varmhållning finns där avgjutningen styrs via tippning av hela ugnen med hydraulik.

Avgjutningsugn av typ tryckgjutugn med stoppare.

Tryckgjutugnar har vanligen en vanna – det vill säga en eldfast infodrad behållare – försedd med induktor och två utanpåliggande sifoner. Vannan är täckt med ett tättslutande lock. Hela ugnen är utformad med speciella tätningslister vid lock, induktor- och sifonanslutningar samt labyrinttätningar i infodringen. Induktorn är placerad i vannans botten eller på dess sida. Det finns tryckgjutugnar med varmhållningskapacitet från några få ton upp till 20 ton.

I princip kan tryckgjutugnar förses med tre olika typer av avgjutningssystem:

  • Gjutning över läpp

  • Gjutning via tärning i snyt

  • Avgjutningssystem med tärning och stoppare. I detta fall hålls smältans nivå i snyten konstant med ett automatiskt tryckregleringssystem.

De flesta tryckgjutugnar arbetar idag med det sistnämnda systemet beroende på överlägsen gjutnoggrannhet och slaggavskiljning. Även små gjutvikter är möjliga att gjuta med detta system.

De båda sifonerna utnyttjas för påfyllning av smälta respektive avgjutning. De är vanligtvis placerade mitt för varandra på ugnen. Påfyllningssifonen är normalt något högre än avgjutningssifonen och avslutas upptill med en utvidgning för att styra ner smältan som tappas från en överföringsskänk.

När badytan i ugnen sätts under tryck genom tillförsel av tryckmedium, stiger nivån i de båda sifonerna under det att nivån i vannan pressas ned av trycket. Tryckmediet är oftast luft men även kväve och argon förekommer – speciellt om ugnen används för segjärn. Vid den utrustning som visas i illustrationen är avgjutningssifonen försedd med en snyt med gjuttärning och stoppare. När avgjutningen skall ske höjs gastrycket så att smältan stiger upp i avgjutningssifonen och vidare upp i snyten till en förutbestämd tryckhöjd. Stopparen är i detta läge stängd. Nivån i snyten regleras med hjälp av laser eller är en flottör eller elektroder som styr tillförseln av tryckmedium. Därefter öppnas stopparen och gjutningen startas. Flödet är en funktion av tärningens diameter och tryckhöjden i snyten. För små vikter regleras gjutning via tidsinställning. För större vikter regleras flödet genom att stopparens läge varieras med hjälp av laser eller bildanalys av nivån i gjutskålen.

Följande illustration visar användning av tryckgjutugn vid gjutning av aluminiumlegeringar. Här fylls formhåligheten underifrån varigenom turbulensen blir ringa och oxidbildningen i smältan minskas samtidigt som risken för gasinneslutningar reduceras. Formfyllningsförloppet kan styras med stor noggrannhet. Detta sker genom styrning av trycket i ugnen. Snabbare formfyllning än vid konventionell gjutning kan uppnås. Detta innebär att lägre gjuttemperatur kan användas, vilket ger en mer enhetlig kristallstruktur och en bättre ytjämnhet hos gjutgodset. Tekniken är lämplig för tunnväggigt gjutgods då godstjocklekar mindre än tre millimeter kan gjutas.

Användning av tryckgjutugn vid gjutning av aluminium där formhåligheten fylls underifrån (DISA)

1    Transportsystem
2    Hanteringsutrustning som för formen till en position där stigarröret kommer mitt för ingjutssystemets öppning nedåt.
3    Cylinder för tippning av formen.
4    Tryckgjutugn
5    Stigarrör

 Ett annat exempel på tryckgjutugn visas nedan. Denna ugn är avsedd för gjutning av aluminiumlegeringar i sandform eller i kokill. Vid avgjutning höjs trycket i luften ovanför smältan. Avgjutningen styrs med stor doseringsnoggrannhet och konstant smältatemperatur. Varmhållning av smältan sker elektriskt.

Avgjutningsugn för aluminiumlegeringar (Striko Westofen).

 

2689