Formstoff-Forum 2018 in Aachen

Kurzfassung des Vortrages von Herrn Ernst:

Der Kühler als bestimmendes Organ für die Sandqualität an der Formanlage – ein neues Dosierverfahren für Durchlaufkühler

Dipl.-Ing. Wolfgang Ernst, datec Dosier- und Automationstechnik GmbH, Braunschweig
Olaf Winter, Hawle Guss GmbH, Fürstenwalde

Zusammenfassung
Mit jedem Abgussdurchlauf in der Formanlage treten durch Abbrand und Kernsandzulauf im Altsand Verluste auf, die unbedingt abgefangen werden müssen. Da bis heute keine online Messverfahren existieren, um zum Beispiel im Dosierstrom den Auffrischungsbedarf zu ermitteln, haben immer noch die Berechnungsverfahren aus der Formstoffbilanz ihre große Bedeutung in der Gießerei. Häufig werden die Rezepturen händisch im Tagesrhythmus bestimmt. Ideal sind automatische Bestimmungssysteme, die zu jedem Modellwechsel die Rezeptur anpassen sowie kleine kompakte Dosiereinheiten, die hinter dem Kühler kontinuierlich Bindemittel und Neusand angepasst zum Auffrischungsbedarf dosieren und im Sandstrom unterrühren.

Erfahrungen
Für den dünnwandigen Guss hat sich der bentonitgebundene Formstoffsand noch nicht ausreichend bewährt. Als Kreislaufsand treten immer wieder Ausreißer auf, die letztendlich beim Guss zum Ausschuss führen. Eine Ursache ist die nicht ausreichende Homogenisierung und die fehlende verzögerungsfreie online Messtechnik im Aufbereitungsprozess, um bei erkannten Abweichungen sofort gegensteuern zu können.

Zur Jahrtausendwende wurden zwei verfahrenstechnische Systeme erfolgreich gekoppelt. Die Formstoffbilanz mit ihren Verschleissfaktoren erlaubt eine gussbezogene Kompensation der Verluste im Formsand. Mit dem Chargenkühler lässt sich diese Bindemittelbedarfsmethode nicht nur vorbeugend für den Mischer einsetzen sondern auch reaktiv (rückwirkend), indem bei dem gerade ausgepackten Sand unter Berücksichtigung der Modelldaten (vergossene Eisenmenge und rückgelaufene Kernsandmenge) die Verluste der Bindemittelmenge ausgeglichen werden. Die Erfolge des Chargenkühlers sind immer noch unübertroffen, da er ein gutes Kühlverhalten aufweist und eine reproduzierbare Genauigkeit für den Aktivtongehalt sicherstellt.

Die Sandqualität hinter dem Mischer beginnt beim Kühler
Mehrfache Untersuchungen haben immer wieder aufgezeigt, dass die Gleichmäßigkeit der Austrittsfeuchte aus dem Kühler durch die Wasserzugabe von hoher Bedeutung für die Gleichmäßigkeit der Festigkeitswerte hinter dem Mischer ist. Zwei Maßnahmen wurden als weitere Qualitätsverbesserung ergriffen:
• Eine Verbesserung in Richtung Gleichmäßigkeit der Kühlerausgangsfeuchte und
• Eine Verdichtbarkeitssteuerung durch Formsandprüfung am Mischer

2 Gießereien, die mit dem Chargenkühler ausgestattet sind, haben dieses Verbesserungskonzept mit Erfolg umgesetzt. Sie erreichen für die Verdichtbarkeit Werte in der Standardabweichung um die 1,2 % Verdichtbarkeit und besser.

Kostengünstiger apparativer Aufbau zur Dosierung und Vermischung der Zugabestoffe im kontinuierlichen Sandstrom
Der Chargenkühler ist apparativ als Anlage recht aufwendig. Eine Nachrüstung in eine bestehende Anlage ist aus Platzgründen selten möglich; auch sind die Kosten beachtlich. Ein neues zum Patent angemeldetes Konzept – Form_Reg_reaktiv füllt genau diese Lücke aus. Die bekannten Kühler mit Rührwerk besitzen den großen Vorteil, dass sie unterrühren könnten, wenn nicht die recht große Abluft wäre. Sie saugt im Nu die zudosierten Bindemittel aus dem Sand und der gewollte Nutzen kommt nicht zum Tragen. Der Chargenkühler hat nach der Kühlphase eine Mischphase, indem die Luft abgeschaltet wird. Die in der Mischphase zudosierten Bindemittel werden abgesogen. Bei dem neuen Konzept Form_Reg_reaktiv wird hinter dem Kühler auf dem Abzugsband ein Aufbandrührwerk installiert, das nur kleine Aufmaße aufweist. Zusätzlich können von oben durch Entnahmeverwiegung kontinuierlich mengenproportional zum gekühlten Altsand und reaktiv auf die ausgepackten Gussstücke die Verlustmengen der Bindemittel zudosiert werden.