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La présente invention se rapporte à un procédé pour
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le cea,zae sous viae de métaux fondus, en particulier d'acier.
Le dégazage sous vioe de métaux est déjà connu aepuis très lorsterc!1;. 1 'Litre d'exemple, il a ete propose c.utrafais de couler cans une forage les métaux fondus par l'intex':WCl7.cilx'e. d'unr- chaijbre éii:J18 laquelle on et l'ait le vide. l ais C procède plus ancien eil'tl' .1LE' j'une part Ç;.U(:'lLll1LJS tiiodifications t'O'1:...a.^.'rltleS¯CIe)TW'. la 0.t::)erJ.H:' e ,à t.1'vi...il. 'cecl1nolùw"lqL1e et laBiise eri liGne d' lllV03T.1.f:..r '!I,entt; de capitaux mutiles et de(,:1Sl1rëaant ér' i izâ x . ,ùn outre, le;; métaux liquides étaient i,i<: li i ;ge
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sous viue plti, cl1aU.J..Tèle inauctif aussi lon.:;;t.:3mpe (lU' ils étaient LlI:':i.'in.llli1lent d8.::;czés . Cependant, ce procède ne permet que le Lie plus petites quantités de métaux.
Plus tard, des propositluns ont été connues qui prévoyaient une chambre de dégazage sous vide située fondaft-entaler.,ent plus liz-Li-L que la masse fondue. La masse fondue de métal ' était soit aspirée à l'intérieur de cette chambre, soit amenée au moyen de tuyauteries. Pour ces tuyauteries, on a proposé, dans une forme de réalisation, une disposition de tubes concentrique et verticale, qui partait du haut dans le réservoir et arrivait jusqu'en-dessous du niveau de la masse fondue. Le tube interne
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servait au mouvement, ascendant de la masse fondue affluant dans la cambre de dégazage, le tuue externe servait au mouvement descendant de la masse fondue refluent dans son réservoir.
Le tube interne servait donc de cloison entre les deux courants et subissait, tant sur sa paroi interne que sur sa paroi externe, la forte attaque de la masse fondue en mouvement, Avant routes choses, ces tubes concentriques avaient toutefois une action de dégazage pratiquement insuffisante, parce que des temps longs et inacceptables étaient nécessaires jusqu'à ce que toutes les parties de la masse fondue aient eté absorbées par l'appareillage de dégazage,car une séparation efficace des volumes, qui etaient aspirés à l'intérieur de la chambre de dégazage, ou affluaient hors de celle-ci, n'existait pas dans ce procédé. C'est pourquoi, une telle disposition ne s'est pas affirmée.
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D'autres proportions c Of!1prelment deux tubes separés spatialement l'un de l'autre, qui aboutissent chacun dans un réservoir jusqu'en-dessous- du niveau de la masse fondue à degazer ou déjà degazée contenue dans celui-ci. La circulation de la masse
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fondue à dégûz er qui,, à partir de son a:,,-.-ervoir2 monte dans la chambre de dégazase et redescend dans le---sE>d-6hd-iéservoir pour le a ,,----- metal à présent dégazé, est effectuée par une différence de niveau en liaison avec la hauteur d'élévation barométrique du setel
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éventuellement en faisant appel à du gaz injecté, qui facilite cet écoulement ou le met en mouvement.
Par l'utilisation d'un premier récipient pour la ruasse fondue encore à dégazer et d'un second pour la masse fondue déjà dégazée, on croyait devoir séparer rigoureusement ces deux parties et pouvoir obtenir uni- quement ainsi un excellent dégazage. Toutefois, ce procédé présente des inconvénients de poids. Le maintien d'une différence de niveau déterminée est pratiquement impossible dans les fonderies industrielles ou liée tou't au moins aux plus grandes difficultés techniques. Il était nécessaire que les deux réservoirs soient élevés' ou synchroniquement abaissés à une vitesse et d'une manière déterminée précises. Cependant, ceci n'est pas possible au moyen des grues généralement utilisées et manoeuvrées chacune par un conducteur.
Chaque perturbation, qui se forme lors du mouvement d'élévation ou d'abaissement influe d'une manore incontr8lable' sur la quantité mise en oeuvre. par exemple, un écoulement dirigé vers l'arriéra peut se déclencher ou même dans le cas d'un niveau de métal abaisséen-dessous de l'extrémité du tube d'afflux ou de reflux, l'admission d'air peut se produire dans la chambre de dégagzage où l'on a fait le vide et provoquer une interruption de longue durée du procédé de dégazification. D'autre part, le passage de la masse fondue métallique encore à dégazer et provenant d'un réservoir, par la chambre de dégazage sous vide et hautement située, dans le second réservoir pour le métal déjà dégazé, singifie une grande perte de température, parce que ce réservoir doit être chauffé par le métal en mouvement.
C'est pourquoi, il a été par exemple proposé de munir le second réservoir d'un four particulier pour le rechauffage de la masse fondue ou de maintenir cette dernière à la température nécessaire dans la chambre de dégazage hautement située, au moyen d'un chauffage particulier.
L'obstacle le plus fondamental pour l'application de ce procédé dans',la pratique consiste toutefois en ce qu'il
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exige des modifications dans le processus de travail technologique utilisé jusqu'ici, modifications qui appliquées dans les exploitations de fonderies sont liées à de très grandes diffi- cultés. Jusqu'à ce jour, le métal était chargé le plus souvent à partir d'un four de fusion dans une poche de coulée et de là coulé dans des formes. Cependant, une second réservoir, donc par exemple une deuxième poche de coulée ou le second four précisément mentionné, est ici nécessaire, réservoir dans lequel pénètre le métal dégazé.
Une variante de ces propositions comprend également un appareillage de dégazage hautement situé, qui pénètre par le haut dans la masse fondue,maïs qui est relié avec celle-ci uniquement par un tube individuel. Le procédé proposé ici travaille en discontinu. Une plus grande quantité de masse fondue est chaque fois prélevée du réservoir, élevée par l'action du vide dans la chambre de dégazage et libérée à cet endroit d'une partie des gaz qu'elle contient. Ensuite, la quantité prélevée est de nouveau ramenée dans le réservoir- initial. Lais, le procédé présente l'inconvénient d'une exploitation en discontinu, qui conditionne le mouvement alternatif de très grandes masses.
De même, il est difficile avec ce procédé d'obtenir un dégazage total de la quantité de métal dans la chambre à vide, parce que l'épaisseur de la couche de métal sortant et entrant périodiquement dans la chambre de dégazage est assez grende.
Le but de la présente invention est de développer un procédé de dégazage qui élimine les inconvénients énumérés ciavant et qui garantit avec des moyens simples un dégazage efficace.
Conformément a l'invention, une chambre de dégazage dans laquelle on a fait le vide, qui est placée à un niveau supérieur à celui de la masse fondue à dégazer et qui est munie de deux tubes séparés spatialement l'un de l'autre, se développât de haut en bas, dont-l'un sert à-l'écoulement ascendant et
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l'autre, à l'écoulement de retour, est conçue de telle sorte que les deux tubes aboutissent dans le réservoir de dégazage et plongent dans la même.. masse fondue à des endroits éloignés l'un de l'autre.
Ensuite, la masse fondue afflue dans le tube d'entrée en montant dans la chambre de dégazage, y est degazee et reflue @ par le tub,, de retour dans le grand réservoir à métal liquide.
Le transport ,même peut être entrepris de maniéres très diffé- rentes. La circulation de la masse fondue peut être produits par l'injection d'un gaz dans le tube d'entrée et être entretenue de cette façon en cas de besoin; après le déclenchement de l'écoulement, les gaz , qui sont libérés de la masse fondue, ênme, lors de l'écoulement ascendant et lors de la diminution de pression par conséquent connexe, favorisent le transport par la formation de bulles gazeuses. Dans maints cas, l'écoulement de la masse fondue est entretenue pendant de très, longs temps, uniquement et déjà par les bulles gazeuses, qui se forment dans le métal contenant du gaz lors.de l'injection.
Toutefois, on peut utiliser également un dispositif pour le transport' qui produit d'une manière simple une force centrifuge et qui entre- tient à l'aide de celle-ci l'écoulement continu. Nais, naturel- lement tout autre dispositif' de transport approprié peut aussi être utilisé, tel que par exemple des pompes electrodynan:iques..
Le procédé de dégazage proposé présente tout d'abord tous les avantages d'un procédé continu et élimine le mouve- ment alternatif de grandes masses. Il suffit uniquement de dégazer chaque fois la quantité de metal en circulation rela- tivement petite, de sorte que le dégazage peut être effectué d'une manière considérable. Le procédé de dégazage couvre de grands volumes par suite de la circulation continue, d'autant plus que des tuyauteries relativement larges et de grandes vitesses d'écoulement sont possibles. 1 .Il' exemple, des débits de 10 T. par minute et plus ,ont accessibles.
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La quantité de métal en circulation est prélevée d'un réservoir fondamentalement plus grand et ramenée de nouveau dans celui-ci. Ici, la grande capacité calorifique de ce réser- voir est tellement active qu'un chauffage supplémentaire de la quantité de métal en circulation n'est pas nécessaire. Cec.i est un avantage déterminant au point de vue calorico-technique.
Un apport de chaleur additionnel est désiré, uniquement dans les cas où, en raison d'un dégazage particulièrement bon, le traitement doit être prolonge pendant des temps plus longs.
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En outre, le procédé proposé ne conditionne aucune modi- fication fondamentale du processus de travail technologique.
Dans les procédés de coulée appliqués jusqu'ici, le métal est amené tout d'abord dans une poche de coulée suffisamment grande et coulé à partir de celle-ci. Dans cette poche de coulée, l'ap- pareillage de déage est introduit par abaissement à partir du haut et avant la coulée, de telle sorte que les deux tubes , séparés spatialement l'un de l'autre plongent, par leurs extré- mités inférieures, dans la masse fondue. Ensuite,on fait le vide et met en marche le dispositif de transport. Après qu'une quantité suffisante de masse fondue est passée par la chambre de dégazage, le vide est interrompu. L'appareillage de dégazage est alors relevé, la poche de coulée est transportée plus avant à la manière habituelle vers le moule et le métal est coulé comme d'habitude.
La modification du processus de travail con- siste donc uniquement en ce que la poche de coulée remplie est déposée à un endroit approprié avant la coulée et pendant un certain espace de temps assez court.
En outre, le procédé proposé réfute une opinion précon- çue admise jusqu'ici, En effet, jusqu'à ce jour, on croyait pouvoir obtenir uniquement un dégazage efficace de la masse fondue, du fait que la masse fondue dégazée était recueillie dans un réservoir particulier, afin qu'elle ne se mélange pas de nouveau avec la masse fondue non dégazée. Lais, d'une façon tout à fait inattendue, le volume total de la masse fondue à
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dégazer est absorbée dans la présente invention, successivement par l'écoulement, bien que la masse fondue dégazée soit de nouveau ramenée dans son réservoir initial.
Cecirepose sur le fait que la quantité de métal revenant par le haut dans le réservoir à partir du tube de reflux, maintient vers le bas ;ion écoulement dirigé et s'empile par couches uccessives pour ainsi dire à partir du fond du réservoir. Lais, le prélèvement à l'extrémité inférieure du tube d'entrée se produit d'une manière approximativement sphérique à partir de différentes directions, de sorte que ne sont aspirés que les volumes qui se trouvent dans le voisinage de l'ouverture d'aspiration. Le prélèvement a donc dieu automatiquement à un endroit placé plus haut, tandis que le recyclage se produit principalement au fond du réservoir.
Ainsi, pratiquement toutes les parties du volume de la masse fondue sont absorbées l'une après l'autre par le procédé de dégazage sans qu'un puissant mélange des volumes encore à dégazer et déjà dégazés ait lieu. Ceci peut encore être facilité par un simple déplacement latéral de l'appareillage de dégazage.
Pour une plus large compréhension de l'invention, on a décrit ci-après un appareillage et un procédé de dégazage, qui représentent une réalisation préférée, sans qu'ils signifient une spécialisation de la demande de brevet. Ici, on Utilise l'injection de gaz dans le tube d'afflux comme moyen de transport, de sorte que les bulles de gaz qui montent entraînent le métal vers le haut dans la chambre de dégazage.
Les figures 1 et 2 représentent un schema de principe de l'appareillage de dégazage utilisé, deux variantes du dispositif de transport etant dessinces dans les deux figures.
La figure motre une l'orme de réalisation d'un appareillage complet.
L'installation 1 de la pompe à vide dans les figures 1 et 2 fait le vide dans la chambre à vide 3 par 1'intermédiaire
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de la conduite 3 de la pompe. La chambre à vide 2 est limitée par la cuve 4, dans le fond 5 de laquelle sont introduites les tubulures 6 et 7. Ces dernières plongent par le haut dans la masse fondue 8, qui se trouve dans la poche de coulée intermé- diaire 9. Cette poche de coulée 9 est munie d'une maçonnerie
1C et d'un déversoir 11.
Le dispositif est immergé par les extrémités des tubu- lures 6 et 7 dans la masse fondue 8, jusqu'en-dessous du niveau
13. ensuite, on fait le vide dans la chambre 2, la masse fondue pénétrant dans les tubulures jusqu'à la hauteur d'élévation barométrique ha.
En-dessous ou dans la partie inférieure de la tubulure
6, se trouve l'extrémité 15 de la conduite 11, par laquelle un gaz est injecté dans la masse fondue. Les bulles de gaz s'élè- vent dans la tubulure 6 et dans le tube d'afflux 6, leur dirnen- sion augmentant de plus en plus. Elles entraînent la masse fondue qui s' y trouve dans le sens de la flèche 17 et la font pénétrer dans la chambre à vide 2, masse fondue qui afflue ultérieurement dans le sens des flèches 16.
Les bulles de gaz diminuent la densité de la masse fon-, due dans la tubulure 6, de telle sorte que celle-ci monte plus haut que ne s'élève la hauteur d'élévation barométrique ha de la masse fondue compacte. La masse fondue pénétrant dans la chambre à vide à partir de la tubulure 6 y est séparée' des bulles de gaz et encore davantage dégazee, Elle reflue ensuite, selon le sens de la flèche 18, dans la tubulure 7 et, selon le sens dé la flèche 19, dans la masse fondue 8 et s'écoule approximativement jusqu'au fond de la poche de coulée 9.
La conduite 14/15, par laquelle est amené-le*gaz vehicu- leur est indépendante,dans la figure 1,1 - de la cuve à vide 4, et des tubulures 6 et 7; elle peut être enlevée après la mise
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en mouvement de 1$écoLile,qp¯nt 16-17-18-1 , lorsque et aussi longtemps que la masse'fondue contient suffisamment de gaz pour faciliter l'écoulement.
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Dans la figure 2, la conduite à gaz 21/22 est Solidement reliee à la cuve à vide 4, de sorte qu'aucune conduite séparée n'est nécessaire comme dans la figure 1. La conduite à gaz peut naturellement être/introduite par le côté du tube d'afflux 6 et aboutir danscelui-ci.
Coince gaz véhiculeurs, on peut utiliser des gaz inertes insolubles ou uniquement peu soluble; dans la masse fondue, comme, par exemple l'argon. Toutefois, même les gaz, qui, comme l'azote et l'oxyde de carbone, sont déjà présents en certaines quantités dans la masse fondue, permettent d'atteindre le même but, puisque de toute fagon ils sont séparés de nouveau de la amasse dans la cuve à vide. Avec l'injection de gaz, qui sert au transport de la masse fondue dans la chambre à vide, d'autres buts peuvent encore être atteints dans des cas déterminés.
De même, la vapeur de liquides peut être utilisé dans un but identique.
Dans la chambre à vide, on a prévu des dispositifs, qui réalisent la séparation du gaz se dégageant des quantités métalliques tourbillonnant de tous c8tés sous forme de plus grosses gouttes ou jets. Comme exemple simple à ce sujet, on a introduit dans les dessins annexés la chicane 20. Des éléments mobiles peuvent toutefois également servir'à la séparation, par exemple une plaque rotative ou autre.
La figure 2 est un exemple d'une installation de dégaza ge complète avant le processus de dégazage. L'installation 201 de la pompe est raccordée à un séparateur de poussières 204 par la. conduite a vide mobile 202 munie des articulations 203.
La conduite à vide 203, qui est simultanément l'élément de construction porteur et dont l'épaisseur de paroi est dimensionne proportionnémebt part du separateur de poussières et aboutit a l'appareillage de dégazage 220.
La conduite à vide est montée pour pivoter au centre de rotation 219 au moyen des tôles-supports 218, Ce centre de ro-
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tation 219 se trouve à l'extrémité supérieure d'une colonne verticale 217, qui peut tre élevée ou abaissée à l'aide du cylindre hydraulique 220. Une t8le de protection 221 approximativement semi-cylindrique est fixée également à l'extrémité supérieure de la colonne 217 et protège les différents dispositifs, qui se trouvent sur le côté droit de la tôle de protection 221, contre les projections et contre le rayonnement thermique, qui émane de la masse fondue 215, ainsi que la poche de coulée 216 avec la masse fondue 215 qu'elle contient et qui a été déposée à l'endroit représenté.
Le cylindre hydraulique se trouve sur une plate-forme de,-'229 qui porte simultanément deux poteaux verticaux 222, reliés dans le haut par la traverse 224. La plate-forme 222 porte en outre le groupe de pompes hydrauliques 225 pour le levage et l'abaissement de la colonne centrale 217, ainsi que la table de contrôle et de manoeuvre 226. La plate-farme est mobile sur les roues 227,' qui sont commandées par le moteur 228.
Dans la figure 3, la colonne 217 est élevée. Ici, la conduite à vide 205 repose sur la traverse 24 et la chambre de dégazage 230 est soulevée de telle sorte qu'elle ne pénètre pas dans la poche de coulée.
Cette chambre de dégazage 230 est analogue à celle construite et représentée dans la figure 2. Elle sa compose de la chambre de dégazage proprement dite 231, qui porte les deux tubes 232 et 222 disposés en dessous et relies, dans le dessin, au fend 234 incliné obliquement par rapport au tube de décharge 223, La conduite 235 à air comprime pénètre dans le tube d'entrée 232, conduite, qui, comme dans la figure sert au transport de la masse fondue dans le sens des flèches indiquées.
Pour la mise en marche, la colonne 217 est abaissée de telle sorte que l'appareillage de dégazage 220 plongent avec les extrémités des tubes 332 et 233 -dans la masie fondue 215. jésuite, l'installation de pompe à vide 201 est mise en marche,
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ce qui fuit monter la masse fondue dans les tubes 232 et 233 Luie hauteur hcomme dans les figures 1 et 2) Par l'injection de gaz à travers le tube 235, la courant de masse fondue monte par le tube 232 et entre dans la chambre à vide 231 pour être ramené partir de cet endroit par le tube 235 dans la poche de coulée 215.
Si la masse fondue est suffisamment dégazée, l'installa.- tion de la pompe 201 est arrêtée, ensuite l'air est admis dans l'installation de dégazage et l'appareillage de dégazage 230 est retire de la masse fondue par levage de la colonne 217,
La présente invention ne se limitépas aux exemples de réalisation préférés représentés, niais peut être réalisée égale- ment sous une autré forme modifiée. L'idée de base importante consiste en ce que le transport continu du métal fondu à dégazer ait lieu de telle façon qu'il parvienne, à partir de son ré- servoir et par le tube d'entrée, dans la chambre de dégazage située plus haut et qu'il revienne de nouveau à partir de celle- ci et par le tube de reflux,
dans le même réservoir initial, sans que le développement du travail technologique du procédé de coulée doive être fondamentalement modifié.
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The present invention relates to a method for
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the cea, zae under viae of molten metals, in particular steel.
The degassing under metal is already known since very Lorsterc! 1 ;. As an example, it has been proposed that the molten metals be poured into a borehole by the intex ': WCl7.cilx'e. of a chaijbre éii: J18 which one and has the vacuum. l ais C proceeds older eil'tl '.1LE' i on one side Ç; .U (: 'lLll1LJS tiiodifications t'O'1: ... a. ^.' rltleS¯CIe) TW '. la 0.t: :) erJ.H: 'e, at t.1'vi ... he. 'cecl1nolùw "lqL1e and laBiise eri line d' lllV03T.1.f: .. r '! I, entt; mutilated capital and (,: 1Sl1rëaant er' i izâ x., in addition, the ;; liquid metals were i, i <: li i; ge
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under plti view, cl1aU.J..Tele inauctive also lon.:;;t.:3mpe (they were LlI: ': i.'in.llli1lent d8.:::;czés. However, this procedure only allows the Binds smaller amounts of metals.
Later, proposals were known which provided for a vacuum degassing chamber located fondaft-entaler., Ent more liz-Li-L than the melt. The molten mass of metal was either sucked into this chamber or conveyed by means of pipes. For these pipes, it has been proposed, in one embodiment, a concentric and vertical arrangement of tubes, which starts from the top in the tank and reaches down to below the level of the melt. The inner tube
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was used for the upward movement of the molten mass flowing into the degassing camber, the external tuue was used for the downward movement of the molten mass flowing back into its tank.
The internal tube therefore served as a partition between the two streams and suffered, both on its internal wall and on its external wall, the strong attack of the moving molten mass. Before things, these concentric tubes however had a practically insufficient degassing action. , because long and unacceptable times were required until all parts of the melt had been absorbed by the degassing apparatus, since an effective separation of the volumes, which were sucked into the interior of the degassing, or flowing out of it, did not exist in this process. This is why such a provision has not been asserted.
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Other proportions c Of! 1prelment two tubes spatially separated from one another, each of which ends in a tank to below the level of the melt to be degassed or already degassed contained therein. Mass circulation
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fondue to taste which ,, from its a: ,, -.- ervoir2 goes up in the degassing chamber and goes down again in the --- sE> d-6hd-i tank for the a ,, ----- metal now degassed, is effected by a difference in level in connection with the height of barometric rise of the setel
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possibly by using injected gas, which facilitates this flow or sets it in motion.
By using a first receptacle for the molten mass still to be degassed and a second for the molten mass already degassed, it was believed that these two parts should be strictly separated and thus only an excellent degassing could be obtained. However, this process has weighty drawbacks. Maintaining a determined difference in level is practically impossible in industrial foundries or is at least linked to the greatest technical difficulties. It was necessary that the two reservoirs be raised or synchronously lowered at a precise speed and in a specific manner. However, this is not possible by means of the cranes generally used and each maneuvered by a driver.
Each disturbance, which is formed during the raising or lowering movement has an uncontrollable influence on the quantity used. for example, a flow directed to the back may be triggered or even in the case of a metal level lowered below the end of the inflow or backflow tube, the intake of air may occur in the degassing chamber where the vacuum was made and causing a long-term interruption of the degassing process. On the other hand, the passage of the metal melt still to be degassed and coming from a tank, through the vacuum degassing chamber and highly located, in the second tank for the already degassed metal, signifies a great loss of temperature, because this tank must be heated by the moving metal.
This is why, for example, it has been proposed to provide the second tank with a particular furnace for reheating the melt or to maintain the latter at the temperature required in the highly situated degassing chamber, by means of a particular heating.
The most fundamental obstacle to the application of this method in 'practice, however, is that it
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requires modifications in the technological work process used up to now, modifications which applied in foundry operations are linked to very great difficulties. Up to this day, the metal was most often loaded from a melting furnace into a ladle and from there poured into shapes. However, a second reservoir, therefore for example a second ladle or the second oven precisely mentioned, is necessary here, a reservoir into which the degassed metal enters.
A variation of these proposals also includes a highly located degassing apparatus, which penetrates from above into the melt, which corn is connected therewith only by an individual tube. The process proposed here works batchwise. A larger quantity of molten mass is each time taken from the tank, raised by the action of the vacuum in the degassing chamber and released at this point of part of the gases which it contains. Then, the withdrawn quantity is again returned to the initial reservoir. However, the process has the drawback of a batch operation, which conditions the reciprocating movement of very large masses.
Likewise, it is difficult with this method to obtain a total degassing of the amount of metal in the vacuum chamber, because the thickness of the layer of metal leaving and entering periodically into the degassing chamber is quite large.
The aim of the present invention is to develop a degassing process which eliminates the drawbacks listed above and which guarantees efficient degassing with simple means.
According to the invention, a degassing chamber in which a vacuum has been made, which is placed at a level higher than that of the melt to be degassed and which is provided with two tubes spatially separated from one another, developed from top to bottom, one of which serves as the upward flow and
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the other, on the return flow, is designed so that the two tubes terminate in the degassing tank and sink into the same melt at places far from each other.
Thereafter, the melt flows into the inlet tube up into the degassing chamber, is degassed there and flows back through the tube back into the large liquid metal tank.
Even transport can be undertaken in very different ways. The circulation of the melt can be produced by injecting a gas into the inlet tube and be maintained in this way when needed; after initiation of the flow, the gases which are liberated from the melt, also during the upward flow and the consequent decrease in pressure, promote transport through the formation of gas bubbles. In many cases, the flow of the molten mass is maintained for a very long time, only and already by the gas bubbles, which form in the metal containing the gas during the injection.
However, it is also possible to use a device for the transport which produces a centrifugal force in a simple way and which maintains the continuous flow by means of this. However, of course any other suitable transport device can also be used, such as, for example, electrodynamic pumps.
The proposed degassing process first of all has all the advantages of a continuous process and eliminates the reciprocating movement of large masses. It suffices only to degas each time the relatively small amount of circulating metal, so that degassing can be effected to a considerable extent. The degassing process covers large volumes as a result of the continuous circulation, especially since relatively wide pipes and high flow velocities are possible. 1. For example, flow rates of 10 T. per minute and more are accessible.
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The circulating quantity of metal is taken from a fundamentally larger tank and returned to it again. Here the large heat capacity of this tank is so active that additional heating of the circulating quantity of metal is not required. Cec.i is a decisive advantage from a caloric-technical point of view.
Additional heat input is desired only in cases where, due to particularly good degassing, the treatment must be prolonged for longer times.
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In addition, the proposed method does not condition any fundamental modification of the technological work process.
In the casting methods applied heretofore, the metal is first brought into a sufficiently large casting ladle and cast from there. In this casting ladle, the die-casting apparatus is introduced by lowering from the top and before casting, so that the two tubes, spatially separated from each other, plunge through their ends. lower, in the melt. Then we create a vacuum and start the transport device. After a sufficient amount of melt has passed through the degassing chamber, the vacuum is terminated. The degassing apparatus is then raised, the casting ladle is transported further in the usual manner to the mold and the metal is poured as usual.
The modification of the working process therefore consists only in that the filled ladle is deposited in a suitable place before the casting and for a certain rather short period of time.
Furthermore, the proposed process refutes a previously accepted preconceived opinion. Indeed, until now, it was believed that only effective degassing of the melt could be achieved, because the degassed melt was collected in a particular tank, so that it does not mix again with the non-degassed melt. Allows, quite unexpectedly, the total volume of the melt to
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degas is absorbed in the present invention, successively by the flow, although the degassed melt is again returned to its initial reservoir.
This relies on the fact that the quantity of metal returning upwards into the tank from the reflux tube maintains downward; directed flow ion and piles up in uccessive layers so to speak from the bottom of the tank. Lais, the pickup at the lower end of the inlet tube occurs in an approximately spherical fashion from different directions, so that only those volumes that are in the vicinity of the suction opening are aspirated. . Sampling therefore automatically takes place at a higher location, while recycling occurs mainly at the bottom of the tank.
Thus, practically all the parts of the volume of the melt are absorbed one after the other by the degassing process without a strong mixing of the volumes yet to be degassed and already degassed taking place. This can be further facilitated by a simple lateral displacement of the degassing apparatus.
For a broader understanding of the invention, an apparatus and a degassing process have been described below, which represent a preferred embodiment, without implying a specialization of the patent application. Here, we use the injection of gas into the inflow tube as a means of transport, so that the rising gas bubbles carry the metal upwards into the degassing chamber.
Figures 1 and 2 show a schematic diagram of the degassing equipment used, two variants of the transport device being drawn in the two figures.
The figure is the elm of the realization of a complete apparatus.
The installation 1 of the vacuum pump in figures 1 and 2 evacuates the vacuum chamber 3 via
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of the pump line 3. The vacuum chamber 2 is limited by the tank 4, in the bottom 5 of which are introduced the pipes 6 and 7. The latter plunge from the top into the molten mass 8, which is in the intermediate casting ladle 9. This pouring ladle 9 is provided with a masonry
1C and a weir 11.
The device is immersed by the ends of the tubes 6 and 7 in the melt 8, to below the level.
13. Then, a vacuum is made in chamber 2, the melt penetrating into the tubes up to the barometric height ha.
Below or in the lower part of the tubing
6, is the end 15 of the pipe 11, through which a gas is injected into the melt. The gas bubbles rise in the tubing 6 and in the inflow tube 6, their direction increasing more and more. They entrain the molten mass which is therein in the direction of arrow 17 and cause it to enter the vacuum chamber 2, a molten mass which subsequently flows in the direction of arrows 16.
The gas bubbles decrease the density of the melt, due in the tubing 6, so that the latter rises higher than the height of barometric rise ha of the compact melt. The melt entering the vacuum chamber from the pipe 6 is separated there from the gas bubbles and further degassed. It then flows back, in the direction of arrow 18, into the pipe 7 and, according to the direction of the arrow 19, in the melt 8 and flows approximately to the bottom of the ladle 9.
The pipe 14/15, through which the vehicle gas is supplied, is independent, in figure 1.1 - of the vacuum vessel 4, and of the pipes 6 and 7; it can be removed after putting on
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in motion of $ 1 ecoLile, qp¯nt 16-17-18-1, when and as long as the molten mass contains sufficient gas to facilitate the flow.
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In figure 2 the gas line 21/22 is securely connected to the vacuum vessel 4, so that no separate line is needed as in figure 1. The gas line can of course be / introduced through the side of the inflow tube 6 and end in it.
In addition to carrier gases, inert gases which are insoluble or only slightly soluble can be used; in the melt, such as, for example, argon. However, even gases, which, like nitrogen and carbon monoxide, are already present in certain quantities in the melt, achieve the same goal, since in any case they are separated from the mass again. in the vacuum tank. With the injection of gas, which serves to transport the melt into the vacuum chamber, further objects can be achieved in certain cases.
Likewise, the vapor of liquids can be used for an identical purpose.
In the vacuum chamber, devices are provided which effect the separation of the gas which is given off from the metallic quantities swirling on all sides in the form of larger drops or jets. As a simple example in this regard, the baffle 20 has been introduced in the accompanying drawings. However, movable elements can also be used for the separation, for example a rotary plate or the like.
Figure 2 is an example of a complete degassing installation before the degassing process. The installation 201 of the pump is connected to a dust separator 204 by the. mobile vacuum pipe 202 provided with joints 203.
The vacuum line 203, which is simultaneously the load-bearing construction element and the wall thickness of which is dimensioned proportionally, leaves the dust separator and ends at the degassing apparatus 220.
The vacuum line is mounted to pivot at the center of rotation 219 by means of the support plates 218, This center of rotation
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station 219 is located at the upper end of a vertical column 217, which can be raised or lowered with the aid of the hydraulic cylinder 220. An approximately semi-cylindrical protective plate 221 is also attached to the upper end of the column. column 217 and protects the various devices, which are on the right side of the protective plate 221, against projections and against thermal radiation, which emanates from the molten mass 215, as well as the ladle 216 with the molten mass 215 it contains and which was deposited at the place shown.
The hydraulic cylinder is located on a platform of - '229 which simultaneously carries two vertical posts 222, connected at the top by the cross member 224. The platform 222 further carries the hydraulic pump group 225 for lifting and the lowering of the central column 217, as well as the control and maneuvering table 226. The platform is movable on the wheels 227, 'which are controlled by the motor 228.
In Figure 3, column 217 is elevated. Here, the vacuum line 205 rests on the cross member 24 and the degassing chamber 230 is lifted so that it does not enter the ladle.
This degassing chamber 230 is similar to that constructed and shown in FIG. 2. It consists of the degassing chamber proper 231, which carries the two tubes 232 and 222 arranged below and connected, in the drawing, to the slits 234 inclined obliquely with respect to the discharge tube 223, the compressed air line 235 enters the inlet tube 232, which, as in the figure, serves to transport the molten mass in the direction of the arrows indicated.
For the start-up, the column 217 is lowered so that the degassing apparatus 220 plunges with the ends of the tubes 332 and 233 -in the molten mass 215. Jesuit, the vacuum pump installation 201 is put into operation. market,
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which leaks rise the molten mass in tubes 232 and 233 At height h as in figures 1 and 2) By the injection of gas through tube 235, the molten stream rises through tube 232 and enters the chamber vacuum 231 to be brought from there through tube 235 into ladle 215.
If the molten mass is sufficiently degassed, the installation of the pump 201 is stopped, then the air is admitted into the degassing installation and the degassing apparatus 230 is removed from the molten mass by lifting the cylinder. column 217,
The present invention is not limited to the preferred embodiments shown, but can also be made in another modified form. The important basic idea is that the continuous transport of the molten metal to be degassed takes place in such a way that it reaches, from its reservoir and through the inlet tube, the degassing chamber located more up and back again from there and through the reflux tube,
in the same initial tank, without the development of the technological work of the casting process having to be fundamentally changed.