Return to search

Aspects of gating system improvement in a cast iron foundry

The gating system transfers the iron melt from the ladle to the void in the casting mould. The gating systems dimensions and designs are crucial for the success of a casting and a poor gating system is a leading cause of scraps. The main goal of this thesis is to improve the pouring basins and sprues at Norrlandsgjuteriet, an iron foundry located in northern Sweden. The step in the offset step basin and other variables that affect the gating system is explained, investigated and simulated in MAGMASOFT. Furthermore, put to practice at Norrlandsgjuteriet. Adding a step in the offset basin fills a very important function in the system, fending off air bubbles that might enter the mould and reduce the horizontal velocity of the melt. The basin’s height and the sprue’s cross-section control the casting time and simulations conducted in this thesis show that a step can create a beneficial rounding to the flow over the step, creating a laminar flow of the melt, down the sprue contributing to a lower casting time. A narrower sprue is better, in which the melt’s surface tension is maintained, creating an oxide pipe-layer that protects the flowing melt entering the mould and from entrainment defects. The results show that replacing the offset basins used today with offset step basins, which are 30% smaller in volume, together with a tighter sprue will not only reduce the annual material consumption by 1% or 13 000 kg but more importantly increase the quality of the casting. This due to lower melt velocity, a more homogenous temperature, better flow in the basin with less air entering the mould. / Ingjutsystemet   transporterar   det   smälta   järnet   från   skänken   till   gjutformens   hålrum. Ingjutsystemets dimensioner och utformning är avgörande för en lyckad gjutning och ett dåligt utformat ingjutsystem är den främsta orsaken till kassationer. Syftet med denna rapport är att förbättra  gjutskålarna  samt nedlopp  som  Norrlandsgjuteriet,  ett  järngjuteri  i  norra  Sverige, använder. Steget i den förskjutna gjutskålen och andra variabler som påverkar ingjutsystemet förklaras, undersöks och simuleras i MAGMASOFT. Utöver detta testas det även praktiskt hos Norrlandsgjuteriet.  Att  lägga  till  ett  steg  i gjutskålen  fyller  en  väldigt  viktig  funktion  i ingjutssystemet i och med att luftbubblor avvärjs från att följa med in i formen samt minskar även  smältans horisontella  hastighet.  Gjutskålens  höjd  och  nedloppets  tvärsnittsarea  avgör gjuttiden  och  simulationer  som  genomfördes  visade  också  att  stegets rundning  i  gjutskålen skapar ett fördelaktigt flöde över steget vilket skapar ett laminärt flöde ner i nedloppet vilket samtidigt bidrar till en minskad gjuttid. Ju smalare nedlopp desto bättre upprätthålls smältans ytspänning vilket skapar ett oxidskikt som skyddar den flytande smältan, som ska fylla formen, från inblandning  av  luft  och  oxider.  Resultaten  visar  att  genom  att  byta  ut  de förskjutna gjutskålarna som används idag med förskjutna steggjutskålar, som är 30% mindre i volym, tillsammans med en smalare nedlopp så kommer inte bara den årliga materialförbrukningen att minska med 1% eller 13 000 kg men ännu viktigare att höja kvaliteten på de gjutna detaljerna. Detta på grund av lägre smälthastighet, en mer homogen temperatur, bättre flöde i gjutskålen samt mindre luft som tränger in i formen.

Identiferoai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-298424
Date January 2021
CreatorsGreen, Fahami Annan, Göttfert, Felix
PublisherKTH, Materialvetenskap
Source SetsDiVA Archive at Upsalla University
LanguageEnglish
Detected LanguageSwedish
TypeStudent thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text
Formatapplication/pdf
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
RelationTRITA-ITM-EX ; 2021:290

Page generated in 0.0022 seconds