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Verfahren und Vorrichtung zur Absaugung der In geschmolzenem Stahl oder anderen Metallen bzw. Legierungen enthaltenen Base.
Es ist bereits bekannt geworden, die in geschmolzenem Stahl oder anderen Metallen bzw. Metallegierungen enthaltenen und zu Blasenbildung usw. führenden Gase dadurch zu entfernen, dass die Metalle in flüssigem Zustande der Einwirkung eines möglichst hohen Vakuums ausgesetzt und die Gase dadurch abgesaugt werden. Infolge der begrenzten Leistungsfähigkeit der verwendeten Absaugeapparate und der durch die hohe Temperatur der abgesaugten Gase herbeigeführten Gefährdung des Ganges dieser Apparate sind völlig befriedigende, einwandfreie Ergebnisse jedoch bis heute noch nicht erzielt worden.
Nach der vorliegenden Erfindung wird nun ein nahezu absolutes Vakuum erzeugt, welches einer Quecksilberhöhe von etwa 1 mm entspricht und unter dessen Einwirkung die Gase noch während des vollen Flusses der Metalle abgesaugt werden.
Dies wird dadurch erreicht, dass die Vakuumkammer zunächst der Einwirlung möglichst leistungsfähiger Pumpen, hierauf zur weiteren Herabsetzung des bereits erreichten minderen Druckes der Einwirkung von Wasser-, Dampf-oder Luftejektoren oder dgl. ausgesetzt wird, während gleichzeitig eine energische Abkühlung der abgesaugten Gase herbeigeführt wird.
In der nachstehenden Beschreibung sei dies eingehender beleuchtet :
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der Luftleere. die durch entsprechende Apparate, wie z. B. Luftpumpen, Wasser-. Dampf-oder Luftejektoren oder andere Apparate erzeugt wird, besteht in erster Linie dann, dass die abgesaugten
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Diese energische Abkühlung der abgesaugten Gase, bevor sie in die Absaugeeinrichtung kommen, kann durch beliebige geeignete Mittel, beispielsweise durch feine Verteilung von Dampf oder von kaltem Wasser, oder durch die Zirkulation der extrahierten Gase in anfeuchtenden Apparaten, die den Gaswäschern analog gebaut sind, oder durch ihren Durchgang durch Röhrenbündel, um die entsprechende Windströme oder kalte Flüssigkeiten zirkulieren, oder schliesslich durch Luft, Gas oder kalten Dampf bewirkt werden.
Es ist wesentlich, auf die besondere Rolle hinzuweisen, welche die Abkühlung der Gase spielt, weil sich hieraus ergibt, dass diese abgekühlten (aspe alsdann ein äusserst verringertes Volumen haben. und weil infolgedessen die Extraktionapparate natürlicherweise eine viel grössere Leistungsfähigkeit besitzen, d. h. von den abgekühlten Gaaen viel grössere Mengen bewältigen können, als ohne Abkühlung.
Man kann je nach Umständen die Montage und den Aufbau der Pumpen entsprechend verändern, man kann sie in Serie oder parallel schalten, sie mit Ejektoren usw. kombinieren oder dgl.
Eine Kombination, welche die besten Ergebnisse zu liefern scheint, besteht in der Anwendung von Pumpen, welche zuerst den Druck bis zu einem Wert erniedrigen, der dem besten Nutzeffekt dieser Pumpen entspricht ; da aber diese Pumpen keine theoretische Luftleere liefern können und es zweckmässig ist, sich dieser soviel als möglich zu nähern, werden sie, nachdem sie ihren maximalen Nutzeffekt erreicht haben, durch Luftpumpen ersetzt, welche durch Wasser oder besser durch Dampf oder komprimierte Luft wirken, und deren Aktion darin besteht, schliesslich das absolute Vakuum oberhalb des Metalls herzustellen, d. h. den Atmosphärendruck. der sich über der Metalloberfläche befindet, bis zu 1 mm Quecksilbersäule herabzusetzen.
Wenn die Luftleere hergestellt werden kann, indem man gewisse-Konstruktionen anwendet,
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viel teichter MtMufahren, (da in einem BeMemer-Konverter saurer oder baBiacher Art, ohne dass es in diesem letzteren Falle unmöglich wäre. In einem Martinofen ist es dagegen praktisch un- möglich, das Vakuum herzustellen. i , f,' Die gegenwärtige Erfindung gibt Mittel, welche die Entfernung der in den Metallen usw. enthaltenen Gase unter dem Einfluss der Luftleere erlauben, indem die mit Metall gefüllten Gefässe in einer luftleeren Kammer plaziert werden, welche dem Atmosphärendruck widerstehen kann und wobei für die Aufrechterhaltung des Vakuums gesorgt ist.
Die Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Ausfilhmngsform eines Apparates, der geeignet ist, die Gase des in den Giesspfannen enthaltenen Metalls usw. zu entfernen.
Fig. 1 zeigt einen Aufriss der Vakuumkammer, Fig. 2 eine Draufsicht, Fig. 3 einen Querschnitt und die Fig. 4 bis 7 Details.
Der Rezipient A, der das Metall, die Legierung oder den Stahl, die von den Gasen befreit werden sollen, in flüssigem Zustande enthält, kann die Form eines Schachtes oder einer Giesspfanne haben und wird durch einen Wagen B auf eine Plattform 0 gebracht, die an die Vakuumkammer D anstösst. Diese Kammer ist aus Eisenplatten hergestellt und die einzelnen Platten sind durch autogene Schweissung miteinander verbunden. In ihrem Innern befindet sich eine Bahn C', auf deren Schienen man den die Giesspfanne tragenden Wagen heranfährt. Vom oberen Teil dieser Kammer geht ein Zug E ab, der zur Abführung der Luft und der heissen Gase dient und unter der Einwirkung der Absaugeeinrichtung steht.
Dieser Zug E stösst an die Abkühlungseinrichtung, welche aus einem zylindrischen Körper F, der ein Bündel von Rohren enthält, die in Kammern H und H'endigen, besteht. An die Kammer H stösst ein Rohr I, durch welches eine zur Kühlung dienende Salzlösung eingeführt wird, und von der Kammer H'geht ein Rohr J aus für die abzuleitende, warm gewordene Salzlösung. Diese Salzlösung bewirkt die Abkühlung
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zirkulieren. Die so abgekühlten Gase gewinnen durch das Rohr K die Absaugapparate.
Oberhalb des Ausgangsrohres E für die warmen Gase aus der Vakuumkammer ist ein perforierter Röhrenzug 1\1 angeordnet, durch welchen man kalte Luft leitet, welche bei ihrem Austritt aus den Löchern, die an den inneren Teilen der Rohre angebracht sind, auf den Rohrzug E trifft und verhindert, dass er sich durch die Wärme verändert, und welche gleichzeitig die warmen Gase teilweise abkühlt. Von vorn ist die Vakuumkammer durch eine Verschlussscheibe N aus Gusseisen oder Stahl verschlossen, welche eine kreisförmige Auskehlung a (siehe Fig. 4) zeigt, in die eine aus weichem, elastischem, für das Gas undurchdringlichem Material bestehende Garnitur 11 passt, die beispielsweise aus natürlichem Kautschuk oder Faktis bestehen kann und die den Stahlzylinder D abdichtet.
Damit diese Garnitur leicht nachgesehen und ersetzt werden kann, und damit man ihr eine gewisse notwendige Ausdehnung geben kann, ist die kreisförmige Auskehlung a von innen in einen metallischen Körper C von konischem Querschnitt eingebettet, der den Zusammenhalt mit der luftdichten Garnitur herstellt, und der durch Bodenschrauben d, die man mehr oder minder stark in das Metall der Platte A'einschrauben kann, gehalten wird. Diese Platte N kann in vertikaler Richtung bewegt werden, da sie nicht gegen die Vakuumkammer verschraubt ist, die durch Flügel e, welche sich zwischen den Eisenbobrungen U und 0 bewegen können, geführt ist.
Damit man die Platte gegen die äussere Vakuumkammer verschrauben kann, wenn die genannte Platte herabgelassen ist, haben die inneren Seiten der Eisen bei U und 0 Ausschnitte für den Durchtritt der Ohren oder F] ügel e. Man gleicht das Gewicht der Verschlussplatte N durch Gegengewichte P aus, die an einer Kette j aufgehängt sind, die über Rollen y, die auf einer oberen Schiene h liegen, laufen. Man bewirkt die Verschraubung der Platte N, welche die Luftdichtigkeit sichern soll, durch die Schraube k, die ein Handrad m trägt. Diese Schraube geht durch eine Mutter n, die zwischen zwei Doppel-T-Eisen o gehalten wird, und diese beiden Doppel-T-Eisen bilden eine Traverse, welche in p drehbar gelagert ist.
Diese Traverse ist im Eingriff mit einem Support q, der symmetrisch angeordnet ist, wie sich aus Fig. 2 ergibt, und der durch einen Keil r festgelegt wird.
Wenn so die Traverse in die Lage gebracht ist, welche man in Fig. 2 sieht, genügen einige Umdrehungen am Handrade der Schraube, um die Platte gegen die Öffnung der Vakuumkammer zu schrauben und so einen vollkommenen Luftabschluss herbeizuführen.
Um die Öffnung der Vakuumkammer und folglich die Entfernung der Verschlussplatte zu erleichtern, welche soeben beschrieben worden ist, ist die Schraube vorzugsweise ao ausgeführt, wie es die Detailfiguren in grösserem Massstabe zeigen. Es ist Fig. 5 eine Ansicht, Fig. 6 ein Vertikalschnitt und Fig. 7 ein Horizontalschnitt. Die Schraube k endigt in einer Kugel a, welche sich in den kugelförmigen Ausschnitt des Teiles t hineinlegt, der aus der Platte N herausspringt. Dieser Vorsprung t zeigt an seinem unteren Teile einen winkelförmigen Ausschnitt M, welcher der Verschlussplatte N erlaubt, auf und ab zu steigen, je nachdem dies notwendig ist, und ohne dass die Schraube k entfernt werden muss.
Wenn die Platte nach unten geht, um ihre Verschlussstellung einzunehmen, umfassen die Seiten der winkelförmigen Aussparung u die Schraube k,
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deren ein Tragkorb, der die das ftüssige Material enthaltenden Gefässe aufnehmen kann, herabgelassen würde. Die Durchführung dieses Verfahrens ist leicht verständlich.
Eine beispielsweise lb < Metall enthaltende Gussform wird in die Vakuumkammer eingeführt und durch die Verschlusseinrichtung befestigt ; gleichzeitig werden die Pumpen 1D Tätigkeit gesetzt. Die hiedurch ausgeübte Zugwirkung trägt dazu bei. die vollkommene Verbindung des Verschlusses gegen den Rand der Kammer zu unterstützen und der auf den Verschluss ausgeübte Druck wächst um so starker, je grösser die Luftleere im Innern wird.
Nach einigen Momenten erreicht die Lufttemperatur einen Wert, den sie nicht überschreiten kann, weil die äussere Kühlung durch das Rohr M entgegenwirkt, und weil die schlechte Leitfähigkeit der Gase und der Luft dem entgegenstehen. Ein Teil, der in den Metallen enthaltenen Gase werden gleichzeitig mit der warmen Luft der Vakuumkammer abgesaugt. Diese Absaugung
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so entfernten warmen Gase durchlaufen den Abkühlungsapparat, bevor sie in die zur Erzeugung des Vakuums dienenden Apparate, wie Pumpen, Gebläse und dgl., kommen. Die Abkühlungseinrichtungen sollen so angeordnet werden, dass eine energische Abkühlung der Gase stattfindet.
Infolge dieser Abkühlung vermindert sich das Volumen der abgesaugten Gase gleichmässig im Verhältnis des Temperatursturzes zwischen ihrer eigenen Anfangstemperatur und derjenigen, welche sie im Abkühtungsapparat erhalten. Die Pumpen haben bei gleichen Massen ein viel geringeres Gasvolumen zu bewältigen, als wie wenn die warmen Gase in sie gelangen könnten ; die Absaugung kann deshalb viel rascher vor sich gehen.'
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nicht allein wegen der Verminderung des Volumens des abgesaugten Gases, sondern auch wegen der Reduktion des entsprechenden Druckes m der Vakuumkammer. Dadurch wird die Absaugung der in dem Metall enthaltenen Gase erhebhch erleichtert.
Es ist bereits dargelegt, dass zuerst die Vakuumpumpen in Tätigkeit gesetzt werden. Nachdem das Manometer anzeigt, dass in der Kammer D die Luftleere erreicht ist. die von den Pumpen herbeigeführt werden kann, setzt man die Ejektoren in Tätigkeit, bis man das Maximalvakuum erreicht hat und dieses wird einige Sekunden aufrecht erhalten. Man hat dann den behandelten
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Schnelligkeit der Operation hängt nur von der Kraft und der Geschwindigkeit der verwendeten
Entlüftungsanlage ab.
Nachdem die Auspumpung beendet ist, werden die Pumpen angehalten und man lässt all- mählich die Luft in die Vakuumkammer eintreten, bis dort der atmosphärische Druck herrscht.
Man löst dann die Verschlussplatte N, indem man die Schraube k herauszieht, entfernt die ge- nannte Verschlussplatte, um das Innere der Vakuumkammer b freizulegen. Man kann alsdann die
Giesspfanne herausziehen und sie zu den Formen, welche das geschmolzene Metall aufnehmen sollen, bringen. Das von den in ihm enthalten gewesenen Gasen befreite Metall lässt sich ruhig und ohne Aufwallen giessen und bildet keine Gussblasen und Taschen. Man erhält so Barren und Güsse mit sehr schönen Köpfen, und das Metall erhält eine Kompaktheit und Homogenität und I Zähigkeit, die viel grosser ist als von solchem Metall, welches der soeben erörterten Behandlung nicht unterworfen wurde.
Man spart ausserdem eine erhebliche Menge Fallhöhe, weil es keine Gussblasen mehr gibt und weil geringfügige Fehlstellen regelmässig nur an der Oberfläche und nicht in der Tiefe liegen und geringe Ausdehnung haben.
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