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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Giessen von Fäden aus einer
Schmelze aus Metall oder einer solchen Metallverbindung oder anorganischen Verbindung, deren
Eigenschaften im Bereich ihrer Schmelzpunkte denen einer Metallschmelze entsprechen, bestehend aus einem heizbaren Schmelzenbehälter, in den ein rotierender Körper ragt, der in die Schmelze eintaucht und von dem die daran erstarrte Schmelze in Fadenform ablösbar ist.
Verfahren zur Herstellung von fadenförmigem festem Material direkt aus einer Schmelze sind bekannt.
Dabei wird eine rotierende Scheibe von oben in die Schmelze eingetaucht, wobei an dem die Schmelze berührenden Rand der Scheibe Schmelze anfriert und einen fadenartigen Strang bildet. Die Rotation der
Scheibe sowie thermische Spannungen zwischen Strang und Scheibe führen zu einem Ablösen des Strangs.
Beim Betrieb einer solchen Vorrichtung in Luft, wie dies in der Regel der Fall ist, kann es insbesondere bei vergleichsweise grossen Umfangsgeschwindigkeiten von mindestens etwa 0, 9 m/s dazu kommen, dass eine Schicht der Umgebungsluft zwischen den mit der Schmelze in Kontakt kommenden Rand der umlaufenden Scheibe und die Schmelze hineingezogen wird. Da Luft ein Oxydationsmittel gegenüber der Schmelze darstellt, kann es zu einer Reaktion der Luft mit der Schmelze im Bereich der formgebenden Fläche der Scheibe und zur Bildung von Oxyden an dieser Stelle kommen. Man hat beobachtet, dass offensichtlich im Zusammenhang mit dieser Oxydbildung eine Tendenz des sich an sich spontan nach der Bildung von der rotierenden Scheibe ablösenden Fadens besteht, an der Scheibe haften zu bleiben.
Tritt dieser Umstand ein, so kann die Notwendigkeit einer Unterbrechung des Herstellungsvorganges gegeben sein, um die Scheibe von Ablagerungen zu säubern, da diese die Bildung eines Fadens beeinträchtigen können.
Anderseits besteht bei mit Kerben am äusseren Umfang zur Herstellung von Fadenabschnitten versehenen Scheiben gegenüber glatten Scheiben sogar eine etwas gesteigerte Tendenz zum Haftenbleiben der Fadenabschnitte.
Bei Giessmaschinen für Bänder und Bleche, bei denen eine relativ langsam umlaufende Walze in ein Schmelzenbad eintaucht, ist es grundsätzlich bekannt, dieses mit einem Deckel abzudecken, der eine Öffnung für den rotierenden Körper aufweist. Es ergibt sich hiedurch ein gewisser Schutz der Schmelze vor der Atmosphäre. Der Zutritt von Luftsauerstoff wird jedoch keineswegs unterbunden, so dass er mit der Schmelzenoberfläche durchaus reagieren kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der auf relativ einfache Weise eine Oxydreaktion im Bereich der jeweils formgebenden Fläche der rotierenden Scheibe trotz des unvermeidlichen Zutritts von Luftsauerstoff praktisch verhindert wird, um so ein Haften der erzeugten Fäden an der Scheibe weitgehend auszuschalten.
Diese Aufgabe ist gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass ein an sich bekannter Deckel mit einer Öffnung für den rotierenden Körper zumindest teilweise aus festem Kohlenstoff, z. B. Graphit, besteht, wodurch die eintretende Umgebungsluft bei den während des Produktionsvorganges herrschenden Temperaturen mit im Deckel vorhandenem Kohlenstoff unter Bildung von nicht oxydierenden Gasen reagiert.
Die erfindungsgemässe Ausbildung gewährleistet eine von Umgebungsluft im wesentlichen freie Atmosphäre oberhalb des Schmelzenspiegels. Die Toleranzen des Deckels bezüglich des Schmelzenbehälters können kostengünstig gehalten werden, da der Sauerstoff der durch verbleibende Schlitze und kleinere Öffnungen eintretenden Umgebungsluft bei den während des Produktionsvorganges vorliegenden Temperaturen mit dem im Deckel vorhandenen Kohlenstoff Kohlenoxyd oder Kohlendioxyd bildet, welche Gase nichtoxydierend sind. Im Hinblick auf eine möglichst preisgünstige Fertigung des Deckels kann dieser in Form einer Platte oder Scheibe ausgebildet werden.
Erfindungsgemäss ist schliesslich vorgesehen, dass der Deckel zusätzlich zur Erwärmung durch die Strahlungsenergie der Schmelze durch Kopplung an ein zum Aufheizen der Schmelze benutztes Induktions-Heizsystem erhitzbar ist. Bei dieser Ausbildung kommt es zuverlässig zu einer Oxydation von zutretendem Sauerstoff zu Kohlenmonoxyd bzw. Kohlendioxyd.
Des weiteren bietet die Erfindung den Vorteil, dass die Oxyd- und Schlackenbildung an der gesamten Oberfläche der Schmelze gering gehalten wird. Die Wahrscheinlichkeit, dass es zu einer Unterbrechung der Fadenbildung auf Grund von Verunreinigungen der Schmelzenoberfläche kommt, wird hiedurch weiter verringert.
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Die Erfindung ist an Hand der folgenden Beschreibung eines in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der Zeichnung ist im wesentlichen eine Vorrichtung zum Stranggiessen von Drähten oder Fäden nach dem Stand der Technik gezeigt. Eine rotierende wärmeableitende Scheibe --30-- mit mindestens einer peripheren Vorwölbung--31--am Umfang wird hiebei mit dem Badspiegel --11-- einer Schmelze --10-- in
Berührung gebracht. Eine schmale Kante --32-- der Vorwölbung --31-- berührt den Badspiegel --11--.
Die Scheibe --30-- kann in relativ hohe Rotationsgeschwindigkeiten versetzt werden, um einen faden- förmigen Strang --20-- zu bilden.
Die Schmelze --10-- ist in einem Schmelzenbehälter --40-- angeordnet, der durch einen Deckel --22-- abgedeckt ist. Er weist eine Ausnehmung für die umlaufende Scheibe --30-- sowie den austretenden,
Faden auf und liegt im wesentlichen auf dem Behälter --40-- auf.
Der Deckel --22-- besteht zumindest teilweise aus festem Kohlenstoff z. B. Graphit, der, wenn er erhitzt wird, mit dem Sauerstoff der Atmosphäre im Bereich der Abdeckung reagiert, so dass dann das
Gas in dem Bereich zwischen dem Badspiegel --11-- und dem Deckel --22-- nicht mehr oxydierend ist. Die von dem Badspiegel abgestrahlte Wärme wird zur Temperaturerhöhung des Deckels --22-- bis zu einem solchen Wert ausgenutzt, bei dem die Luft bei Berührung mit dem Deckel infolge der Reaktion des vorhandenen Sauerstoffs mit dem Kohlenstoff unter Bildung von Kohlenmonoxyd oder Kohlendioxyd oder einer Mischung derselben, bei der der Rest im wesentlichen nichtoxydierendes Stickstoffgas ist, in ein nichtoxydierendes Gas umgewandelt wird.
Graphit als Deckelmaterial besitzt den weiteren Vorteil, dass er mit einem Induktions-Heizsystem - -25--, das zur Aufheizung der Schmelze --10-- verwendet wird, gekoppelt werden kann, so dass seine Aufheizung nicht vollständig von der Abstrahlung der Schmelzenoberfläche --11-- abhängig ist. Ausserdem ist Graphit leicht bearbeitbar, z. B. schleifbar. Es kann daher eine Abdeckung mit relativ dichter Auflage hergestellt werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung eignet sich zur Herstellung von Fäden oder Fadenabschnitten aus schmelzflüssigen Materialien, die in der Nähe des Schmelzpunktes, d. h. innerhalb einer Abweichung von maximal 25% von der in K gemessenen, unter Gleichgewichtsbedingungen gültigen Schmelztemperatur, folgende Eigenschaften aufweisen :
Oberflächenspannung im Bereich zwischen 10 und 2500. 10-5N/cm ; Viskosität im Bereich von 10-3 bis 1 Poise ; angemessener diskreter Schmelzpunkt (d. h. eine diskontinuierliche Viskosität gegenüber der Temperaturkurve).
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Giessen von Fäden aus einer Schmelze aus Metall oder einer solchen Metallverbindung oder anorganischen Verbindung, deren Eigenschaften im Bereich ihrer Schmelzpunkte denen einer Metallschmelze entsprechen, bestehend aus einem heizbaren Schmelzenbehälter, in den ein rotierender Körper ragt, der in die Schmelze eintaucht und von dem die daran erstarrte Schmelze in Fadenform ablösbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein an sich bekannter Deckel mit einer Öffnung für den rotierenden Körper zumindest teilweise aus festem Kohlenstoff, z. B. Graphit, besteht, wodurch die eintretende Umgebungsluft bei den während des Produktionsvorganges herrschenden Temperaturen mit im Deckel vorhandenem Kohlenstoff unter Bildung von nicht oxydierenden Gasen reagiert.