Konische Filter schwimmen sauber auf

Mehr Prozesssicherheit im Direkteingussverfahren

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Das Direkteingussverfahren ist eines des am häufigsten eingesetzten und effizientesten Verfahren, das den Gießereien zur Verfügung steht. Durch den Einsatz von Filtern, meist eingelegt in einen auch gleichzeitig als Speiser genutzten Einguss (Bild 1), wurde das bekannte Problem zu starker Turbulenzen gelöst. In der praktischen Anwendung zeigt sich, dass es bei manchen eingesetzten Filter-Speiser-Kombinationen zu Problemen beim Aufschwimmen der Filter kommt. Der Filter kann sich im Filtersitz verkanten, wird durch den auf ihm lastenden Druck beim Gießen in das Speisermaterial hineingedrückt (dies kommt häufiger bei „weichem“ Speisermaterial vor) oder ist durch weitere Umstände am Aufschwimmen gehindert. Zur Abhilfe des Problems bieten Lieferanten Auftriebshilfen in Ringform speziell für Neck-Down-Speiser an, welche zusätzlich durch die Verwendung alkalisch gebundener Leichtstoffe (Glasballons / Spheres) einen höheren Dichteunterschied zum Metall aufweisen, um so das Aufschwimmen zu erleichtern. Diese Auftriebshilfen lösen zwar das Problem des Nicht-Aufschwimmens, jedoch bringt ihre Verwendung andere Risiken mit sich. Wird der Druck des Gießstrahls nicht gleichmäßig gehalten, kann es schon während der Formfüllung zum unbeabsichtigten Aufschwimmen und „ Kentern“ des Filters kommen. Dies hat zur Folge, dass die bis dahin gefilterten Verunreinigungen aus dem Filter wieder ausgeschwemmt werden und sich gleichmäßig im Gussteil verteilen. Am Rand des Filters entsteht außerdem durch die zusätzliche Auflage zwischen Filter und Speiserhals eine Turbulenzzone, die zu Auswaschungen und Oxideinschlüssen führen kann. Daneben kann die Schmelze auch den Bypass über die Filteraußenfläche nehmen. (Bild 2) Zusätzlich kann noch eine weitere, auf den ersten Blick wenig sichtbare Schwierigkeit hinzukommen: Die hohe Alkalität des Binders in der Auftriebshilfe sorgt für nachfolgende Probleme bei säurehärtenden Bindersystemen (Furan-/Phenol-No-Bake) in der Sandregenerierung. Bei mengenmäßig größerem Einsatz in Verbindung mit kleineren Formen und niedrigen Umlaufvolumina des Altsandsystems kommt es zu einer pH-Wert-Verschiebung von üblicherweise 3,0 zu 4,0. Hierdurch verlängern sich teils deutlich die Aushärtungszeiten, was einen höheren Säureverbrauch erfordert - mit den bekannten negativen Begleiterscheinungen wie z.B. Aufschwefelung oder Erhöhung von organischen Anteilen im Altsand. Um diese negativen Einflüsse zu vermeiden und ein einwandfreies Aufschwimmen der Filter zu ermöglichen, wird von ASK Chemicals speziell bei Nutzung von konischen Eingussspeisern (auch als Neck-Down-Speiser bezeichnet) der Einsatz von UDICELL-Filtern mit umlaufender Konizität empfohlen (Bild 3). Dieser spezielle Filtertyp wird von ASK Chemicals in variablen Ausführungen für unterschiedlichste Anwendungsfälle hergestellt, aber auch in enger Zusammenarbeit mit den Anwendern speziell angepasst. Mittlerweile existieren bereits zahlreiche Varianten dieses Filtertyps. Der Anwender kann unter verschiedenen Außenflächen wählen, verfügbar sind geschlossene umlaufende Außenflächen ebenso wie eine Faserbandabdichtung oder als Standard die offene Struktur. Zu erwähnen sind auch der Kantenschutz durch eine Fase am Filter, der wirkungsvoll das Beschädigen und damit das Abröckeln der Kanten beim Einbau verhindert. Diese Filter sind ideal an die schrägen, innenliegenden Flächen der genannten Speiser angepasst und zeichnen sich daneben durch folgende Vorteile aus: - Freie Anpassbarkeit der Schrägen an den jeweiligen Speiser - Exakte Abstimmung des Durchmessers des Filters an den Speiser (Bild 4) - Keine Verkantung möglich beim Aufschwimmen (Bild 5) - Keine Turbulenzen erzeugende Zone am Filterrand - Größtmögliche nutzbare Filterfläche, kein Durchflussverlust durch Filterauflage - Erhöhung der Filterkapazität mit gemindertem Filterbruchrisiko - Verringerung des Druckes auf den Filtersitz, gerade bei „weichen“ Speisermaterialien - Die umlaufende Filterfläche kann abgedichtet oder verschlossen werden (Bild 3) - Die Notwendigkeit der Aufschwimmhilfen entfällt, Prozesssicherheit nimmt zu und Prozesskosten werden gesenkt Namhafte Gießereien setzen die konischen UDICELL Filter mit sehr gutem Erfolg ein, so ASK Chemicals. Dabei ist der Filter mit unterschiedlichen konischen Speisern, verschiedenster Hersteller einsetzbar. Die Anwender sind insbesondere von der maximalen Nutzung der Filterkapazität überzeugt, und der gewonnen Prozesssicherheit überzeugt, teilt das Hildener Unternehmen mit. Das Problem der Verkantung des Filters während des Aufschwimmens wird durch die Verwendung von konischen UDICELL Filtern behoben, so dass ein fehlerfreier Abguss sichergestellt wird. Nicht zuletzt erhöht sich die Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems durch Wegfall eines zusätzlichen kostenverursachenden Hilfsmittels. www.ask-chemicals.com