CH347305A - Verfahren und Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines strangförmigen Körpers homogener Zusammensetzung - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines strangförmigen Körpers homogener Zusammensetzung

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CH347305A
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vacuum chamber
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Inventor
Polk Jr Carreker Roland
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Gen Electric
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/005Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of wire

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)

Description


  Verfahren und Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung  eines     strangförmigen    Körpers homogener     Zusammensetzung       Ein grosser Teil der Herstellungskosten von Blech-,  Stangen-, Rohren-,     Streifen-    und     Stranghalbfabrikaten     entfällt direkt auf die Auslagen im Zusammenhang  mit der Herstellung der Ausgangs- und Zwischen  produkte des Materials, aus welchem diese Halb  fabrikate gefertigt werden. Für die Ausrüstung, wie  z.

   B. grosse Schmelzöfen, grosse Giesseinrichtungen,  Glühöfen für Barren, Grob- und Feinwalzwerke,       Beizapparate,    Transporteinrichtungen für schwere  Lasten usw., werden grosse     Kapitalinvestitionen    not  wendig gemacht, um     Strangmaterial,    d. h. das Aus  gangsprodukt für die     eigentlichen    Halbfabrikate, her  zustellen, welches dann z. B. im Falle von Draht       durch    einen konventionellen     Drahtziehapparat    auf  einen geeigneten Querschnitt gebracht werden kann.  



  Generell ist festzuhalten, dass ein grosser Teil.  der Kosten solcher Halbfabrikate aus der Verwen  dung von teuren Ausrüstungen und den Arbeits  kosten für die Verarbeitung der Rohmaterialien     in     Zwischenprodukte resultieren, welche die notwen  digen Eigenschaften und Dimensionen     zur    Weiter  verarbeitung in die obengenannten Halbfabrikate  haben.  



  Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein  Verfahren und eine Einrichtung für die kontinuier  liche Herstellung eines     strangförmigen    Körpers mit  homogener Zusammensetzung. Von diesen Zwischen  produkten aus ist dann die weitere Verarbeitung in  die obengenannten Halbfabrikate möglich., und zwar  vorzugsweise mit konventionellen Maschinen zur Her  stellung solcher Halbfabrikate.

   Das erfindungsgemässe  Verfahren, bei dem ein     strangförmiger    Körper aus  festem Material, der eine bestimmte     Querschnitts-          fläche    hat, durch eine flüssige Masse aus Material  mit der gleichen Zusammensetzung hindurchgeführt  wird, wobei seine     Quarschnittsfläche    infolge der An-    Lagerung von Material aus der flüssigen Masse  wächst, zeichnet sich dadurch aus,

   dass der     strang-          förmige    Körper von     bestimmtem    Ausgangsquerschnitt  nach Befreiung von Oberflächenoxydationen durch  eine Oxydationen verhütende     Vakuumkammer        hin-          durch    an einer unter dem Spiegel der     flüssigen    Masse  liegenden Stelle in diese Masse eingeführt wird.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren und die erfin  dungsgemässe Einrichtung sind im folgenden an Hand  der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es  zeigen:       Fig.    1 eine schematische Darstellung der Einrich  tung,       Fig.    2 schematisch einen Vertikalschnitt durch  eine Ausführungsform eines Elementes der in     Fig.    1  dargestellten Einrichtung;

         Fig.3    ist ein Schnitt durch den     Trocknungs-          apparat    der Einrichtung,       Fig.4    einen     Vertikalschnitt    durch die Vakuum  eintrittskammer der Einrichtung,       Fig.    5 ein Detail der Kammer in     Fig.    4,       Fig.6    einen     Vertikalschnitt    durch die     Einlass-          öffnung,

            Fig.    7 einen schematischen Vertikalschnitt durch  den Schmelzofen der     Einrichtung    und       Fig.    8 einen Schnitt entlang Linie 8-8 in     Fig.    7.  In der Ausführungsform gemäss     Fig.    1 ist mit 1  ein     strangförmiger    Körper bezeichnet, der einen kon  stanten     Querschnitt    aufweist und der kontinuierlich  von     Speichermitteln    2, wie z.

   B. einer Trommel, ab  gezogen wird und mittels einer     Umlenkrolle    3 durch  einen     Vorbehandlungsapparat    geführt     wird,    wobei der       letztere    aus einer Streckvorrichtung 4, einer     Ober-          flächenreinigungsvorrichtung    5 (z. B.     einem    elektro  lytischen Reinigungsbad) und einem Spülbad 6 be  steht.

   Der gestreckte, gereinigte und immer noch      nasse Körper wird über eine     Umlenkrolle    7 durch  einen länglichen     aohrförmigen    Kanal geführt, welcher       Trocknungsmittel    enthält, die von einer Quelle 10  mittels einer Leitung 10' mit     einer        neutralen    Atmo  sphäre versorgt werden können. Der Kanal 8 enthält  weiter angetriebene Förderrollen, die den     strangför-          migen    Körper 1 durch Reibungskontakt in     eine    Va  kuumeinlasskammer 12 einführen, welche an eine Va  kuumpumpe 13 angeschlossen ist und die den Durch  gang des Körpers erlaubt, jedoch den Eintritt von  Luft bzw.

   Gas verhindert, wie dies nachfolgend näher  beschrieben ist. Von der Kammer 12     gelangt    der       strangförmige        Körper    in eine     Einlassöffnung    14, die  im Boden eines Tiegels 15 vorgesehen     isst.    In diesem  Tiegel durchläuft der Körper ein Bad von geschmol  zenem Material, das die gleiche     chemische    Zusam  mensetzung aufweist wie dasjenige des Körpers 1.  



  Das geschmolzene Material setzt sich auf der  Oberfläche des Körpers 1 an und vergrössert dessen  Querschnittfläche merklich zu einem     strangförmigen     Körper 16 von im wesentlichen homogener Zusam  mensetzung, welcher nach dem Verlassen des Tiegels  15 durch einen Schlichtapparat geschickt werden  kann, z. B. bestehend aus einem Paar von Schlicht  rollen 17, die zur     Entfernung    oder Ausgleichung  gewisser geringfügiger     Oberflächen-Unregelmässigkei-          ten    dienen. Der Körper 16 wird mittels eines als  Führung dienenden Kühlkanals zu Aufnahmemitteln,  z. B. einer     Trommel    19, geleitet, wo dieser temporär       aufgespeiehert    werden kann.

   Der Körper 16 kann  von den Aufnahmemitteln 19 abgezogen und durch  eine geeignete übliche Reduktionsvorrichtung 20 ge  schickt werden, wie z. B. eine     Drahtstangen-    oder       Rohrziehvorrichtung    oder Walzvorrichtung, in wel  <I>cher</I> der Körper 16 in einen Körper 1'     reduziert    wird,  dessen     Querschnittsfläche    und Form im wesentlichen  mit derjenigen des Körpers 1 identisch ist.

   Falls der  Körper 1 einen Streifen oder ein Blech     bildet,    kann  es zweckmässig sein, das Material in Abschnitte  geeigneter Länge zu schneiden, die nachfolgend wie  der zusammengesetzt werden, und es kann auch not  wendig     sein,    von den     Kanten    des Körpers Material  zu     entfernen,    um den gewünschten Querschnitt zu       erhalten.     



  Der Körper 1' wird vorzugsweise auf temporären       Speichermitteln    21, wie z. B. auf einer Rolle oder  Trommel, aufgenommen, bis dieser eine Länge er  reicht hat, welche derjenigen des ursprünglichen Kör  pers 1 gleich ist. In diesem Moment wird der Kör  per 1' vorzugsweise unterteilt und     der        verbleibende     Abschnitt den Speichermitteln 22 als Produkt 23  zugeführt. Wie durch den Pfeil 24     angedeutet    ist,  kann das Produkt 23 praktisch kontinuierlich einer  Vorrichtung zur Weiterverarbeitung zugeführt oder  als fertiges Produkt entfernt werden.

   Der Abschnitt  des Körpers l;     welcher    bei 21 temporär aufgespei  chert wurde, wird den     Speichermitteln    2 geliefert und  von dort als Körper 1 der     Einrichtung    wieder zuge  führt, um einen     kontinuierlichen    Betrieb zu erlauben.    Da der Körper 1 kontinuierlich durch den Tiegel  und das darin enthaltene geschmolzene Material  geführt wird, wird dem Tiegel kontinuierlich Mate  rial entnommen. Um gleichmässige Qualität und kon  tinuierlichen Betrieb     aufrechtzuerhalten,    wird die  Menge, d. h. das Niveau des im Tiegel enthaltenen  Materials, vorzugsweise praktisch konstant gehalten,  indem dem Tiegel neues geschmolzenes Material zu  geführt wird, und zwar in einer dem Verbrauch ent  sprechenden Menge.

   Dies geschieht zweckmässiger  weise durch einen Schmelzapparat, z. B. einen Ofen  25. In diesem wird Material mit geeigneter Zusam  mensetzung geschmolzen, d. h. einer Zusammenset  zung, welche gleich derjenigen des Materials des  Körpers 1 ist, wobei dieses Material über die Lei  tung 26, Regulierventil 27 und eine beheizte Leitung  28 in den Tiegel 15 zugeführt wird. Aus dem Oben  stehenden ergibt sich, dass die Einrichtung zweck  mässig     zur    Herstellung von Halbfabrikaten, z. B.  Draht, Stangen, Streifen, Rohre oder Bleche, ver  wendet werden kann, die aus Material bestehen, wel  ches sich in der beschriebenen Weise     kontinuierlich     giessen lässt.

   Es ist klar, dass entsprechend den me  chanischen und physikalischen Eigenschaften des pro  duzierten Materials gewisse Änderungen in der Ein  richtung notwendig oder wünschenswert sein können.  Wenn     beispielsweise    ein Material wie Kupfer ver  wendet wird und in der Reduktionsvorrichtung 20  kaltverformt werden soll, ist es notwendig, dass die  .im     Material        verbleibende,    vom Giessvorgang herrüh  rende Wärme dem Körper 16 entzogen werden     kann,     bevor dieser in die Reduktionsvorrichtung eingeführt  wird. In diesem Falle wird der Kanal 18 vorzugs  weise mit Kühlmitteln, wie z.

   B.     Kühlschlangen,    ver  sehen, durch welche ein Kühlmedium zirkuliert, und  überdies kann der Körper 16 mit Wasser bespritzt  werden, um die Kühlwirkung zu verstärken bzw. die  Abkühlung zu beschleunigen. Da die Temperatur  des Körpers 16 nach dem Verlassen des Bades nur  wenige Grade unter dem Schmelzpunkt liegt, kann  es zudem notwendig sein, Tiegel 15,     Schlichtrollen    17  und Kühlkanal 18 zu umschliessen und im umschlos  senen Raum eine Schutz- oder Reduktionsatmosphäre  zu schaffen, um eine übermässige Oxydation des Kör  pers 16 in erhitztem Zustand desselben zu verhin  dern.  



  Wenn der Körper 16 anderseits vorzugsweise  warm verarbeitet wird, kann die Kühlfunktion des  Kanals 18 wegfallen.     Gleichzeitig    kann die Schutz  atmosphäre unnötig sein, wenn die Oberflächenoxy  dation des Körpers 16 vernachlässigt werden kann.  



  Da für die Stellen, an welchen das Material  temporär aufgespeichert wird, d. h. an den Stellen 2,  19, 21 und 22, bekannte Mittel angewendet werden  können, werden diese nicht näher beschrieben.  Gleicherweise sind Mittel wie die Führungen 3 und  7, die Streckvorrichtung 4, die elektrolytische Reini  gungsvorrichtung 5, die     Waschanlage    6, die     Förder-          rollen    11, die Schlichtrollen 17, der     Kühlkanal    18,  das Ventil 27 und die Leitung 28 dem Fachmann      gut bekannt und brauchen deshalb hier nicht     weiter     beschrieben zu werden.  



  Der in     Fig.    2 schematisch dargestellte Giesstiegel  15 ist vorzugsweise mit einem geeigneten     Wärmeiso-          lierungsmaterial    30, in welchem steuerbare     Heizmit-          tel,    wie z. B. elektrische Heizelemente 31, eingebettet  sind. Der Tiegel 15 ist an seinem Boden mit einer  Öffnung 32 versehen, welche vorzugsweise, wie bei  14 angedeutet, kragenförmig ausgebildet ist und einen       Durchlass    für den     strangförmigen    Körper 1 darstellt.

    Die     Querschnittsdimensionen    und die Ausbildung des  Durchlasses im Kragen 14 sind so gewählt, dass,  während der Körper 1 frei passieren kann, das Spiel  klein genug ist, um ein Entweichen des     geschmolzenen     Materials im Bad 33 durch den Kragen 14 am  Umfang des Körpers 1 zu verhindern.  



  Im Betrieb wird der Körper 1 im vorliegenden  Beispiel     als    Stange dargestellt,     kontinuierlich    durch  den     Einlasskragen    14 und das Bad 33 hindurchge  führt, und verlässt dieses als     strangförmiger    Körper 16  mit grösserer     Querschnittsfläche,    jedoch mit gleicher       Querschnittsform    wie der Körper 1,<B>d</B>. h. mit kreis  förmigem Querschnitt. Beim Durchgang des relativ  kalten Körpers 1 durch das Bad 33 entzieht dieser  dem unmittelbar benachbarten Material gleicher Zu  sammensetzung im Bad Wärme, wobei dieses ge  schmolzene Material, welches mit der Oberfläche in  Berührung kommt, sich auf dieser absetzt, so dass  der Durchmesser des Körpers 1 progressiv wächst.

    Da das abgesetzte Material die gleiche     chemische     Zusammensetzung wie dasjenige des Körpers 1 be  sitzt, ist der resultierende Körper 16 zusammenset  zungsmässig homogen.  



  Es hat sich jedoch ergeben, dass, wenn ein ge  schmolzenes Material, wie z. B. geschmolzenes Kup  fer, in dieser Weise auf einer Kupferstange abgesetzt  wird, auf der Oberfläche der Stange befindliche dünne       Oxydschichten    oder andere Unreinheiten, wie z. B.  Öl- oder Fettfilme, zu grossen Oberflächenunregel  mässigkeiten am resultierenden Körper 16 führen  können. Die Eliminierung von solchen     Oberflächen-          verunreinigungen    durch Unterwerfung des Kupfer  stranges unter eine geeignete bekannte Reinigungs  behandlung, wie z.

   B. indem der Strang durch eine  elektrolytische Reinigungsvorrichtung 5 und eine  Waschanlage 6 geführt wird, hat sich nicht als voll  kommen erfolgreich gezeigt, wenn auch Grösse und  Häufigkeit der Unregelmässigkeiten durch eine solche  Behandlung verringert werden konnten. Um die Ober  flächenunregelmässigkeiten des Körpers 16 vollstän  diger zu eliminieren, ist eine Vorrichtung vorgesehen,  um eine auf dem Körper verbleibende, von der  Waschanlage herrührende     Wasserschicht    zu entfernen  und gleichzeitig Luft und Wasserdampf aus der Lei  tung 8, die zum Eintrittskragen 14 führt, abzuziehen.

    Diese     Trocknungsvorrichtung    9, welche     in        Fig.    1  schematisch dargestellt ist, wird nachfolgend an Hand  von     Fig.3    näher erläutert.  



  Die     Trocknungsvorrichtung    9 besitzt einen     rohr-          förmigen    äussern Mantel 35, dessen eines Ende durch    einen Zapfen 36 abgeschlossen ist, wobei der Zapfen  radiale und axiale Bohrungen aufweist. Ein Wärme  isolierungsmantel 37, welcher aus geeignetem Mate  rial, wie z. B.     verleimtem    Asbest, besteht, ist mittels  des Zapfens 36 im Mantel 35 abgestützt und wird  am     andern    Ende des Mantels 35 durch einen mit  einer zentralen Öffnung     versehenen    Zapfen 38 gehal  ten.

   Durch die zentralen Öffnungen der Zapfen 36  und 38 erstreckt sich eine rohrförmige Hülse 39 in  axialer Richtung durch den Mantel 35 und wird in  diesem durch die Zapfen abgestützt.     Eine    Rohrlei  tung 10' ist am Mantel 35 angeschlossen und dient  der Zuführung von Gas von der Quelle 10 in die  Zone zwischen dem Mantel 37 und der Hülse 39  über die radiale Bohrung 40 im Zapfen 36. Es sind  elektrische Heizelemente 41 vorgesehen, um das ein  tretende Gas zu erwärmen, und die Hülse 39 besitzt       eine    Mehrzahl von kleinen Öffnungen 42     in    der  Nachbarschaft des Zapfens 38.

   Der Körper 1 wird       durch    das Innere der Hülse 39 hindurch bewegt, wie  durch die Pfeile angedeutet, und die Öffnungen 42  sind bezüglich der Oberfläche des Körpers 1 so ge  neigt, dass ein neutrales Gas, wie z. B. Stickstoff,  welches in die Zone zwischen den Teilen 37 und 39  eintritt und in     dieser    erwärmt wird,     beim.    Austreten  aus den als Düsen wirkenden Öffnungen 42 auf den  Körper 1 entgegengesetzt der Bewegungsrichtung des  selben auftrifft. Das erwärmte Gas fliesst durch die  Zone zwischen dem Körper 1 und der Hülse 39 und  trocknet dabei die Oberfläche des Körpers 1, wonach es  am offenen Ende der Hülse 39 entweichen kann und  dabei Luft und Wasserdampf aus dieser Zone mit  reisst.  



  Der Körper 1 wird darauf durch einen Satz von  Förderrollen 11 geführt, welche, wie in     Fig.    1 dar  gestellt,     im    Kanal 8 angeordnet sind, und gelangt  darauf in eine     Vakuumeintrittskammer,    die in     Fig.    4  und 5 dargestellt ist und welche dazu dient, Gas  und Wasserdampf aus dem Kanal 8 zu entfernen  und den Eintritt von Luft oder andern Gasen in das  Bad 33 zu verhindern, da der Körper 1 die Ten  denz hat, solches Gas bei seiner Bewegung mitzu  reissen.  



  Die     Vakuumeintrittskammer,    welche     in        Fig.    4 ge  zeigt ist, besitzt im wesentlichen eine Mehrzahl von  untereinander annähernd identischen evakuierten  Kammern 45, von denen jede über     eine        Leitung    46  an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist. Die Kam  mern 45 sind durch     Wandteile    47 und Membran  organe 48 begrenzt, welche alle gleiche Ausbildung  besitzen. Die     Membranorgane    werden dabei durch  die Wandteile 47 voneinander distanziert gehalten.

    Die Endkammern 45 sind an ihren Aussenseiten durch  Endstücke 49 und 50 abgeschlossen, welche mit den       benachbarten    Wandteilen 47     zusammenwirken.    Der  Wandteil 49 besitzt einen zentral angeordneten durch  bohrten Ansatz 51, wobei die Öffnung im Zapfen  gekrümmte Oberfläche aufweist und der     kleinste     Durchmesser den freien Durchgang des Körpers 1  ermöglicht. Der     Wandteil    50, welcher zentral eben-      falls     durchbohrt    ist, trägt     eine        rohrförmige    Verlänge  rung 52.

   Die     Membranelemente    48 besitzen zentrale  Öffnungen und sind je mit einer Mehrzahl von  radialen Schlitzen 53 versehen, wie aus     Fig.    5 näher  ersichtlich ist. Die zentralen Öffnungen haben eine       Querschnittsform,    welche derjenigen dies Körpers 1  entspricht und sind in ihrem Durchmesser etwas  kleiner als der Körper 1. Eine     ringförmige    Dichtung  54 aus     elastomerischem        Material,    wie z.

   B.     Gummi,     ist auf der einen Seite jedes Elementes 48 so befestigt,  dass beim Durchgang des Körpers 1 durch die zen  trale Öffnung die Schlitze eine geringfügige Expan  sion derselben erlauben und die Dichtung 54 die  Schlitze und eventuelle     Spälte    zwischen dem Körper  1 und der     Membran    abschliesst.     Beim    Durchgang des  Körpers 1 durch die verschiedenen evakuierten Kam  mern 45 werden die Gase und Wasserdämpfe von  der Oberfläche des Körpers entfernt, wobei Gase  und Wasserdämpfe, welche durch die Öffnung im  Zapfen 51 mitgerissen werden, durch die Leitungen  46 abgeführt werden.

   Es ist klar,     d@ass        die    Öffnungen,  durch welche der Körper 1 hindurchgeführt wird, in  ihrer Form der     Querschnittsform    dieses Körpers ent  sprechen.  



  Die im Boden des Tiegels 15     angeordnete    Ein  trittsöffnung 14 ist in     Fig.    6 näher dargestellt. Es hat  sich ergeben, dass eine Eintrittsöffnung, wie z. B.  die schematische in     Fig.    2 dargestellte, nicht befrie  digend ist, wenn sie aus einem     Teil    des Tiegels selbst  bestehend aus einem weichen brüchigen Material, wie  z. B.     Graphit,        gebildet    ist, und zwar infolge mecha  nischer Beanspruchung durch den Körper 1 und der  Tendenz solcher Materialien, auf dem Körper eine       Oberflächenschicht    abzulagern.

   Die Eintrittsöffnung  muss überdies     in    der Lage sein, um einem Tempera  turgefälle in der Grössenordnung von 1000 bis 25  C,  welches über     eine    relativ kurze Distanz auftritt, wie  derholter Erwärmung und Abkühlung, mechanischer  Beanspruchung zu widerstehen, und darf anderseits  nicht übermässig wärmeleitend sein, noch auf der  Oberfläche des Körpers 1 eine Ablagerung bilden.  Endlich darf es durch das     Schmelzbad    nicht aufge  löst werden.  



  Die in     Fig.    6     dargestellte    Eintrittsöffnung besitzt  eine     zylindrische        Hülse    60 aus wärmeleitendem Mate  rial, die einen Flansch 61 an     ihrem    einen Ende und  einen Ansatz 62 von     reduziertem    Durchmesser an  ihrem andern Ende aufweist.

   Die     Bohrung    in der  Verlängerung 62 ist erweitert und mit     einem    Gewinde  63 versehen.     Eine    dünnwandige Büchse 64,     :bei3piels-          weise        Molybdän,    ist mit     einem    Gewindekragen 65  versehen, der in dessen     Mittelteil    angeordnet und in  die Verlängerung 62 eingeschraubt ist. Die Büchse 64       bildet    dabei mit     einem    Teil ihrer Länge eine Aus  gleichung     für    die Verlängerung 62. Eine zylindrische  Büchse 66 aus keramischem Material, wie z.

   B. ge  brannter Tonerde,     umgibt    die Verlängerung 62 und  den aus dieser herausragenden     Teil    der Büchse 64.  Der Boden des Tiegels 15 weist eine Öffnung 67  auf,     in        welcher        eine    Büchse 68, z. B. aus Graphit,    befestigt ist, die die Büchse 66 aus keramischem  Material umgibt. Die Hülse 60 ist von Kühlmit  teln, wie z. B. einer Kühlschlange 69, umgeben, wel  che von einem Kühlmedium durchflossen wird und  aus der Hülse 60     Wärme    abführt. Im Betrieb bewegt  sich der Körper 1 durch die zentrale Bohrung in der  Hülse 60 und durch die Büchse 64, worauf dieser  in das Bad aus geschmolzenem Material, das im Tie  gel 15 enthalten ist, eintritt.

   Die Innenabmessung  und Form der Büchse 64 ist so gewählt, dass der  Körper 1 durch diesen frei durchtreten kann, dass  jedoch das geschmolzene Material dem Körper 1  entlang abwärts nicht entweichen kann.  



  Wie schon erwähnt, ist es wünschenswert, den  Tiegel 15 entsprechend dem Verbrauch an geschmol  zenem Material durch Ansatz am Körper 1 mit  neuem Material zu beliefern. Eine diesem Zweck  dienende Vorrichtung ist in den     Fig.    7 und 8 darge  stellt.  



  Gemäss     Fig.    7 ist ein Tiegel 70 mit einem Heu  element 71 versehen, das in einem     Wärmeisolations-          mantel    72, welcher den Tiegel umgibt, eingebettet  ist. Der Tiegel 70     ist    mit     einem    Deckel 73 aus     wärme-          isolierendem        Material    versehen.

   Mit dem Innern  des Tiegels 70 steht ein geneigter Schmelzherd 74  in Verbindung, wobei dieser durch einen     Wärmeiso-          lationsmantel    75 um-geben ist, der zusammen mit dem  Herd     einen    Kanal 76 bildet, welcher an seinem     obern     und untern Ende offen ist. Im Isolationsmantel 75  sind Heizelemente 77     eingebettet,    die den Herd und  den Kanal aufheizen. Eine Fördervorrichtung 78 mit  Rollen wird     zweckmässigerweise    verwendet, um dem  geneigten Herd Materialbarren 79 zuzuführen.  



  Im Betrieb werden die Barren 79 auf den geneig  ten Herd 74 gebracht, wo sie unter der Einwirkung  der durch die Heizelemente 77 erzeugten Wärme zum       Schmelzen    gebracht werden. Die Neigung des Herdes  ist so gewählt, dass die Barren nicht durch den Kanal  76 in den Tiegel 70 hinuntergleiten, dass jedoch das  abschmelzende Material durch diesen Kanal in den  Tiegel     abfliesst    und dort ein     Schmelzbad    80 bildet.

    Die     Heizelemente    halten im Bad 80 eine vorbe  stimmte Temperatur aufrecht und das Schmelzmate  rial kann durch eine Leitung 26 am Boden des Bades  80 abgeführt werden, wobei sich die Strömung in  dieser Leitung durch das     in        Fig.    1 angedeutete Ventil  27 leicht regulieren lässt, wodurch die Tiefe des Bades  im     Tiegel    15 gesteuert werden kann. Die     beheizte     Leitung 28 dient dazu, Wärmeverluste und Verfesti  gung des geschmolzenen Materials zu verhindern, wo  bei die Wärme in beliebiger Form     zugeführt    wer  den kann. Falls erwünscht, kann dem Tiegel konti  nuierlich neutrales oder reduzierendes Gas, wie z. B.

    Stickstoff oder eine Mischung aus Stickstoff und  Kohlenmonoxyd, durch die Leitung 81 zugeführt wer  den, wobei durch das Entweichen dieses Gases durch  den Kanal 76 eine Oxydation des geschmolzenen und  schmelzenden Materials auf dem Herd verhindert  und eventuell beim     Schmelzprozess    durch Verbren  nung von     Oberflächenverunreinigungen    der Barren      entstehende Gase mitgerissen werden. Sofern die  Atmosphäre bzw. das zugeführte Gas reduzierende  Eigenschaften besitzt, kann auch eine Reduktion der  Oxyde stattfinden.

   Ein Hauptvorteil, welcher aus der  Zuführung von Material an den Tiegel aus einem  in     Fig.7    und 8 dargestellten Apparat erzielt wird,  besteht darin, dass das Material in flüssigem Zustand  in das Bad 33 eintritt und dessen Temperatur nicht  wesentlich verändert, wie dies der Fall wäre, wenn  Körper aus festem Material mit Raumtemperatur in  das Bad eingeführt würden. Dies vereinfacht sowohl  die     Konstanthaltung    der Temperatur     in    diesem Bad  als auch die     Konstanthaltung    der Tiefe desselben.  Nachfolgend wird der Betriebsvorgang der Einrich  tung beispielsweise erläutert.

   Ein in bekannter Weise  erzeugter Kupferstab 1 mit etwa 8 mm Durchmesser  wird durch die Streckvorrichtung 4, die     Reinigungs-          vorrich@tung    5, den Waschapparat 6, die Führung 7,  die     Trocknungsvorrichtung    9, die Vakuumeintritts  kammer 12 und die Eintrittsöffnung 14 in den Tiegel  15 geführt. Der Tiegel 15 enthält ein Bad 33 aus  geschmolzenem Kupfer mit einer Tiefe von 150 mm,  wobei diese Tiefe durch kontinuierliche Zugabe von  geschmolzenem Kupfer aus dem Ofen 25 zur     Kom-          pensierung    des durch den Körper 1 mitgenommenen  Kupfers aufrechterhalten wird.

   Die Temperatur des  Bades 33 wird bei ungefähr 1120  C     gehalten,    wobei  der Körper 1 beim Eintreten in das Bad eine Tempe  ratur von ungefähr 25  C besitzt und     mit        einer    Ge  schwindigkeit von ungefähr 12 m pro Minute durch  das Bad geführt wird.  



  Der aus dem Bad austretende Körper     besitzt    einen  praktisch     kreisförmigen    Querschnitt und     wird    durch  die Schlichtrollen 17 und den Kühlkanal 18 an einen  Aufnahmebehälter 19 geführt. Die Oberflächen  temperatur des Körpers 16 beim Verlassen des  Bades ist in der Grössenordnung von 1000  C. Wie  dem Fachmann bekannt ist, hat das Kupfer bei er  höhter Temperatur eine starke Tendenz zur Oxyda  tion in der Luft. Es ist deshalb zwischen dem obern  Ende des Tiegels 15 in diesem Falle eine sich bis zum  Kühlkanal 18 erstreckende und die Rollen 17 einschlie  ssende Umhüllung vorgesehen, welcher gleich wie  dem Kanal 18 Stickstoff zugeführt wird, um eine  Oxydation der Stange 16 wirksam zu     verhindern.     



  Der     durchschnittliche    Durchmesser des kreisför  migen     Querschnitt    aufweisenden Stabes 16 ist bei  Raumtemperatur ungefähr 1,3     cm.    Das     Flächenver-          hältnis    der Querschnitte der Stäbe 1 und 16 ist unge  fähr 1 zu 3,1. Anders ausgedrückt, werden jedem     Pfund     Material des Körpers 1, das durch das Bad 33 geführt  wird, 2,1 Pfund Kupfer angesetzt.  



  Es ist klar, dass     Grösse    und Form des eintretenden  Körpers, Tiefe des Bades, Geschwindigkeit des Kör  pers und Temperatur des Bades verändert werden  können. Während beschrieben wurde, dass vorzugs  weise ein Teil des Körpers 16     bezüglich    Querschnitts  fläche und.

   Form zu einem Körper 1' deformiert wird,  dessen Länge im wesentlichen derjenigen des Kör  pers 1 gleich ist, und dass dieser     Körper    1' verwendet    wird, um den     Körper    1 zu ersetzen und der ver  bleibende Teil des Körpers 16 als Produkt 23 abge  führt wird, kann der Körper 16 auch     in    seiner       ganzen    Länge auf die     Querschnittsfläche    und Form  des Körpers 1 reduziert werden und der     ganze    Kör  per wiederholt durch das Bad 33 geführt werden,  bevor das Produkt 23     entfernt    wird.

   Die     in        Fig.    1       dargestellte    Einrichtung kann auch nur einen Schritt  in einer     Serie    von ähnlichen Herstellungsvorgängen  bilden, in welchen das Produkt 23 auf seinem gröss  ten     Querschnitt    gehalten wird, d. h., z.

   B. derjenige  des     Körpers    16 und als Körper 1 in einem nachfol  genden     Herstellungsschritt    verwendet wird, um     einen     Körper mit wiederum vergrössertem Querschnitt zu       bilden.    Es ist klar, dass in dieser Weise     strangförmige     Körper mit grösser und     grösser    werdenden Querschnitts  flächen hergestellt- werden können, wenn dies er  wünscht ist.

   Während     beim    beschriebenen Beispiel  die     Eintrittsöffnung    im Boden des Tiegels 15 ange  ordnet ist, kann der Körper 1 auch an jedem andern  beliebigen Punkt unterhalb des Niveaus des Bades 33  eingeführt und in beliebiger Richtung durch dieses  transportiert werden, entsprechend eventuellen ge  gebenen wärmetechnischen und metallurgischen Ei  genschaften des verwendeten Materials.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines strangförmigen Körpers mit homogener Zusam mensetzung, bei dem ein strangförmiger Körper aus festem Material, der eine bestimmte Querschnitts fläche hat, durch eine flüssige Masse aus Material mit der gleichen Zusammensetzung hindurchgeführt wird, wobei seine Querschnittsfläche infolge der An lagerung von Material aus der flüssigen Masse wächst, dadurch gekennzeichnet,
    dass der strangförmige Kör per von bestimmtem Ausgangsquerschnitt nach Be freiung von Oberflächenoxydationen durch eine Oxy dationen verhütende Vakuumkammer hindurch an einer unter dem Spiegel der flüssigen Masse liegenden Stelle in diese Masse eingeführt wird.
    Il. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass Reinigungs- und Trocknungseinrichtungen zur Entfernung von Oberflächenoxydationen und eine Vakuumkammer zur Verhütung einer Oberflächen oxydation unter einem Schmelztiegel angeordnet sind, der eine mit seinem Boden verbundene Einführungs- einrichtung aufweist. UNTERANSPRÜCHE 1.
    Verfahren nach Patentanspruch I, bei dem die flüssige Masse meinem Schmelztiegel enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass der strangförmige Kör per durch eine Öffnung im Boden des Schmelztiegels hindurch in vertikaler Richtung nach oben geführt wird. 2.
    Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass mindestens ein Teil des Körpers mit vergrössertem Querschnitt auf den Ausgangsquer- schnitt zurückdeformiert und wiederum den vorbe- schriebenen Herstellungsschritten unterworfen wird. 3.
    Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumkammer eine Mehr zahl von im wesentlichen parallel zueinander ,im Ab stand liegenden, in der Mitte durchlochten Quer scheidewänden (48) und an den Enden Verschluss teile (50, 51) aufweist, wobei die Scheidewände und die Verschlussteile die Vakuumkammer in, eine Reihe von Einzelkammern (45) unterteilen, und wobei Ein richtungen (46) zur gesonderten Evakuierung jeder der Kammern (45) vorgesehen sind. 4.
    Vorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Scheidewand (48) eine Mehrzahl von Einschnitten (53) aufweist, die von der zentralen Öffnung ausgehen, und dass auf einer Fläche jeder Scheidewand, konzentrisch zur Öffnung, eine elastische, in der Mitte gelochte Dichtung (54) befestigt ist, wobei die Öffnung dieser Dichtung etwas enger als die Wandöffnung ist und die Dichtung alle Einschnitte (53) überdeckt. 5.
    Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintrittskanal in den Schmelztiegel eine rohrförmige, feuerfeste Büchse (68) aufweist, die am Schmelztiegelboden fest ange bracht ist und sich durch diesen hindurch erstreckt, und dass in der feuerfesten Büchse eine mit Kühlein- richtungen (69) ausgestattete rohrförmige Metall büchse (60) angeordnet .ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19707089A1 (de) * 1997-02-24 1998-08-27 Alsthom Cge Alcatel Kontinuierliche Herstellung legierter metallischer Drähte
CN113102708A (zh) * 2019-10-31 2021-07-13 杭州富通电线电缆有限公司 用于铜杆制造的连铸结晶器

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