CH350424A - Process for casting molten metals and equipment for carrying out this process - Google Patents

Process for casting molten metals and equipment for carrying out this process

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Publication number
CH350424A
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Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
pouring
slide plate
melt
tube
container
Prior art date
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Otto Dr Wunkler
Original Assignee
Balzers Hochvakuum
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Balzers Hochvakuum filed Critical Balzers Hochvakuum
Publication of CH350424A publication Critical patent/CH350424A/en

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/15Tapping equipment; Equipment for removing or retaining slag
    • F27D3/1509Tapping equipment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)

Description

  

  Verfahren     zum    Abgiessen von     geschmolzenen    Metallen  und Einrichtung     zur        Durchführung    dieses Verfahrens    Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und  eine Vorrichtung zum Abgiessen von geschmolzenen  Metallen aus einem Behälter. Das Abgiessen von flüs  sigen Metallen, die oft mit Substanzen von leichterem  spezifischem Gewicht, beispielsweise Schlacken, ver  unreinigt sind, wird vorzugsweise durch den Behälter  boden durchgeführt, wenn man bestrebt ist, eine Ver  mischung des     Metalles    im Giessstrahl mit den un  erwünschten Fremdkörpern zu vermeiden. Dieses  Verfahren ist z. B. in Stahlwerken allgemein ge  bräuchlich.

   Es wird hierbei das im     Siemens-Martin-          Ofen,        Converter,    Lichtbogen- oder     Induktions-Ofen     erschmolzene Metall in der Regel zunächst in eine  sogenannte     Stopfenpfanne    abgefüllt (besonders bei  grossen Einsatzgewichten), aus der es dann durch  eine     Abgussöffnung    im Behälterboden in die Kokille  abgegossen wird.  



  Es ist bekannt, einen solchen Bodenabstich     in     der Weise durchzuführen, dass eine mit feuerfestem  Material -bewehrte Stange, die an ihrem unteren Ende  einen keramischen Stopfen enthält, in den Tiegel oder  die Schmelzpfanne eintaucht, wobei durch Heben  und Senken der Stange eine konische     Abstichöffnung     geöffnet oder geschlossen werden kann. Dieses Ver  fahren hat den Nachteil, dass leicht     Verunreinigungen     in die Schmelze eingebracht werden, wenn das feuer  feste Material der Bewehrung und des Stopfens mit  der Schmelze reagiert.

   Dies kann oft nicht     vermieden     werden, da für die Bewehrung und den Stopfen  Materialien mit einer gewissen mechanischen Festig  keit verwendet werden müssen, die grösser sein muss  als die Festigkeit des Materials für die     Tiegelwände.     Die zur Verfügung stehende Auswahl solcher Mate  rialien, die auch in chemischer Hinsicht bezüglich  Reaktionsträgheit gegenüber der Schmelze genügen,    ist leider beschränkt, und für manche Schmelzen sind  solche Materialien überhaupt nicht verfügbar.  



  Eine weitere Schwierigkeit dieses     bekannten    Ver  fahrens besteht darin, dass der Stopfen, der meistens  aus     einer        eingeschliffenen        Keramikhalbkugel    besteht,  nach wenigen Giessoperationen durch den Angriff  des flüssigen     Metalles        einem    Verschleiss unterliegt  und dann die     Abgussöffnung    nicht mehr dicht ver  schliesst und eventuell durch in der Schmelze mit  geführte Schlackenteile     anschmilzt    und verklebt.

   Es  war auf jeden Fall bis jetzt nicht möglich, einen  Metallschmelzofen mit     Bodenabstichöffnung    betriebs  sicher zu versehen, da nicht die Gewähr dafür     ge-          P   <I>a</I>       ben    war, dass auch nach längerer Schmelzzeit sicher  abgegossen werden konnte.  



  Ein weiterer praktisch ausgeführter Vorschlag be  steht darin, dass z. B. in die     Bodenabgussöffnung    eines       Schmelztiegels    ein Metallstopfen aus demselben Me  tall, das erschmolzen werden soll, eingebettet wird.  Dieser Stopfen wird während der Schmelzperiode zu  nächst durch in der Nähe angeordnete Kühlschlangen  auf so niedriger Temperatur gehalten, dass .er durch  das darüber stehende Bad noch nicht     verflüssigt    wer  den kann. Erst vor dem Abguss wird er z. B. durch  induktive Erhitzung aufgeschmolzen. Der Nachteil  dieses Verfahrens besteht     darin,    dass die Giessstrahl  stärke nicht reguliert werden kann und auch kein  Unterbruch des Giessens möglich ist.

   Weiterhin muss  zur Vorbereitung der nächsten Schmelze, das heisst  zum Einsatz eines neuen Stopfens, die vollständige  Abkühlung des Tiegels abgewartet werden. Dadurch  wird der Ausnützungsgrad des Ofens verringert. Es  entstehen Energieverluste, und weiterhin wird das       Tiegelmaterial    durch den dauernden Temperatur  wechsel stark beansprucht.      Die vorliegende     Erfindung    hat sich zur Aufgabe  gestellt, ein Verfahren und eine Einrichtung zum  Abgiessen von geschmolzenen Metallen aus     ,einem     Behälter durch     eine        Abgussöffnung    im Behälterboden  bereitzustellen, welche erlauben, bei Bedarf den Giess  strahl abzustoppen und somit z.

   B. einen     Tiegelinhalt     in mehreren Abschnitten zu vergiessen. Eine solche  Möglichkeit ist besonders wichtig, wenn es sich darum  handelt, kleinere     Gussstücke    herzustellen.  



       Eine    Einrichtung zum Abgiessen durch den Be  hälterboden ist bereits vorgeschlagen worden, bei  welcher dieser eine     Abgussöffnung    aufweist, die  innerhalb einer gekühlten rahmenförmigen Zone an  der Unterseite des Behälterbodens ausmündet und  wobei eine     Schieberplatte    vorgesehen ist, welche über  die Mündung der     Abgussöffnung    und über die ge  kühlte Zone verschoben werden kann, derart, dass  diese Mündung bei einer bestimmten Stellung der       Schieberplatte    freigegeben wird, während sie ver  sperrt ist, wenn die     Schieberplatte    diese     Abgussöffnung     und die gekühlte Zone bedeckt,

   wobei die bis zu  der gekühlten Zone etwa     durchsickernde    Schmelze  in dem Spalt zwischen     gekühlter    Zone und Schieber  platte erstarrt und selbsttätig die Abdichtung bewirkt.  Die     Schieberplatte    weist eine Bohrung auf, welche  beim Abgiessen mit der     Abgussöffnung        im    Behälter  boden so weit zur Deckung gebracht wird, dass ein  Giessstrahl gewünschter Stärke ausströmen kann.

   Die  Verwendung einer solchen Einrichtung ist auf alle       Fälle    beschränkt, für welche Materialien für die       Schieberplatte    zur Verfügung stehen, die den hohen  Temperaturen der     Schmelze    nicht nur vorübergehend,  sondern für die Zeit der gesamten Behandlungsdauer  widerstehen können. Die Auswahl an derartigen       hochtemperaturfesten    Materialien ist bekanntlich  nicht gross. Die vorliegende Erfindung gibt dagegen  die Möglichkeit, auch weniger temperaturbeständige  Materialien für die     Schieberplatten    zu verwenden,  ohne die Betriebssicherheit zu beeinträchtigen.  



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren zum Abgiessen  von geschmolzenen Metallen aus     einem        Behälter     durch     eine        Abgussöffnung    im Behälterboden ist da  durch gekennzeichnet,     dass    man zum     Verschluss    der       Abgussöffnung    das Schmelzgut in einer rohrförmigen  Verlängerung des Behälterbodens erstarren lässt, dass  man zum Zwecke des Abgusses das im     Abgussrohr     erstarrte Schmelzgut mittels einer Heizvorrichtung  aufschmilzt und aus dem     Abgussrohr    auslaufen lässt  und dass, um den Abguss wieder zu stoppen,

   vor  die Mündung des     Abgussrohres        eine        Schieberplatte     vorgeschoben wird, wodurch das Auslaufen gehemmt  und bei abgeschalteter Heizung des     Abgussrohres    das  Schmelzgut darin wieder zum Erstarren gebracht  wird.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren und Vorrich  tungen zur     Durchführung    dieses Verfahrens werden  am Beispiel eines Vakuumofens und an Hand bei  gefügter Figuren nachstehend     näher    erläutert.  



  In     Fig.    1 bedeutet 1 den Kessel eines     Vakuum-          Induktionsschmelzofens,    in dem das in einem Tiegel    2     befindliche    Metall 3 mittels der     Induktionsheiz-          spule    4 erschmolzen wird. Tiegel und     Induktions-          heizspule    werden in einem Rahmen 5 durch die  keramische Bodenplatte 6 getragen. Der     Tiegelboden     weist eine     rohrförmige    Verlängerung T auf, welche  durch eine zusätzliche     Induktionsheizspule    8 beheizt  werden kann.  



  Das     Abgussrohr    ist durch eine keramische Platte 9  auf dem Rahmen 5 abgestützt. An der Unterseite  der Platte 9 gleitet     eine        Schieberplatte    10, die even  tuell durch Kühlrohre 11 gekühlt sein kann und  welche nach Bedarf die Mündung des     Abgussrohres     freigibt oder verschliesst. Die Platte 10 kann mittels  eines     Armes    12 nach Wahl in den Weg des Giess  strahles geschwenkt werden. Zur Betätigung des  Armes 12 dienen die Welle 13, die Kegelräder 14  und 15 und eine vakuumdichte Drehdurchführung 16  einer von ausserhalb des Vakuumraumes mit Hand  rad     betätigbaren    Welle 17.  



  Bei dem     vorbeschriebenen    Ofen kann der Schmelz  tiegel 2 in die Spule 4 unter Benützung eines ent  sprechenden Kernes eingestampft werden. Zum  Stampfen des Tiegels wird zuerst die keramische  Platte 9 in den Rahmen 5 eingelegt und die Spule 8  und weitere Versteifungsrippen 18 und darauffolgend  die Bodenplatte 6 eingesetzt. Auf der Bodenplatte 6  sitzt die     Induktionsheizspule    4 auf. Diese wird eben  falls durch radial angeordnete Versteifungsrippen 19  abgestützt. Der Aufbau wird durch die Ringe 20  und 21 abgeschlossen. Unter Verwendung von Asbest       zur    Bildung der äusseren     Tiegelwand    und .eines als  Kern dienenden Formstückes wird feuerfestes Gut,  z.

   B.     Magnesiumoxyd,    eingestampft und so erst das       Abgussrohr    7 und dann der Tiegel 2 aufgebaut. Der  fertiggestampfte Tiegel kann in der     Induktionsheiz-          spule    gesintert werden, wenn der Kern elektrisch  leitend ist, z. B. aus Graphit besteht. Es ist eine  Kokille 22 in einer Verlängerung 23 des Ofen  gehäuses 1 vorgesehen, in welche das Gut 3 vergossen  werden soll. Der Ofen wird mit nicht gezeichneten  Pumpen evakuiert und gegebenenfalls mit Schutzgas  gefüllt.  



  Die     Schieberplatte    wird nur für kurze Momente  während des     Abstoppens    des Giessstrahles mecha  nisch und thermisch beansprucht, während der sta  tische Druck der flüssigen Schmelze und die ther  mische Belastung normalerweise (das heisst während  der Schmelzzeit) von dem im     Abgussrohr    befind  lichen Stopfen aufgefangen wird. Es können daher  für die     Schieberplatte    nicht nur keramische Bau  stoffe verwendet werden, sondern ebensogut Metall  platten.  



  Zum Abstoppen des Giessstrahles wird die     Schie-          berplatte    der Mündung des     Abgussrohres    vorgeschoben  und die Heizung desselben abgeschaltet. Eventuell  kann sogar Kühlwasser durch die Rohre der     Induk-          tionsheizspule    8 für das     Abgussrohr    geschickt wer  den. Dabei tritt auch dann, wenn die     Schieberplatte     die Mündung des     Abgussrohres    keineswegs dicht ver  schliesst, eine solche Stockung des     Abströmens    auf,      dass es genügt, um die Schmelze im     Abgussrohr    er  starren zu lassen.  



  In     Fig.    2 ist eine Variante mit     Widerstandsbehei-          zung    des     Abgussrohres    anstelle induktiver     Beheizung     dargestellt. 24 bedeutet das Ofengehäuse, 25 den  Halterahmen für die     Induktionsheizspule    26, welche  auf einem keramischen Boden 27 aufruht. Die Boden  platte 27 wird von radial angeordneten Versteifungs  rippen 28' getragen. Dabei sollen Metallteile, welche  nicht erhitzt werden sollen, nach Möglichkeit keine  geschlossenen Strombahnen bilden, um die Entstehung  grösserer     Wirbelstromverluste    zu vermeiden.

   Der  Halterahmen 25 und der Ring 29' für die Verbindung  mit den Verstärkungsrippen sollen daher nicht elek  trisch leitend ringförmig geschlossen sein, sondern  etwa an einer Stelle unterbrochen sein, wobei zur  Erreichung genügender mechanischer Stabilität die  Unterbrechungsstelle durch Isolatoren überbrückt  sein kann. Der Tiegel 29 weist als     Abgussrohr    eine  trichterförmige Verlängerung 30 auf, welche durch  ein Teil 31 aus keramischem Material mit konischer  Bohrung gebildet wird. Das Teil 31 ist von     einem     äusseren Metallrohr 32 umgeben, dessen unterer ko  nischer Teil 33 die eine Stromzuführung an die auf  zuschmelzenden Stoffe im     Abgussrohr    bildet.

   Die  zweite Stromzuführung kann durch eine bewegliche  Hilfselektrode 34 erfolgen, welche zum Zwecke des  Abgusses in die     Schmelze    eingetaucht wird. Um  den Stopfen im     Tiegelboden    zu schmelzen, wird  mittels der beiden Elektroden der Heizstrom durch  die Schmelze     hindurchgeschickt,    wobei die elektrische  Energie wegen der     Querschnittsverhältnisse    prak  tisch ausschliesslich im aufzuschmelzenden Stopfen  in Wärme umgesetzt wird. Die untere Elektrode 33  wird zweckmässig durch einen Formstein 34, der von  einem Konus 35 gehalten wird, vor der direkten Be  rührung mit der metallischen     Schieberplatte    36 ge  schützt.

   Direkte Berührung könnte nämlich unter  Umständen beim Abstoppen des Giessstrahles durch  die     Schieberplatte    zum Verschweissen der beiden  Metallteile führen. Der Schieber 36     wird    durch die  Welle 38, Kegelräder 39 und 40 und Welle 41 be  dient. Welle 41 ist bei 42 vakuumdicht durch den  Kessel hindurchgeführt, wenn es sich um einen Va  kuumofen handelt.  



  Die Stromzuführung zur unteren Elektrode 33 ge  schieht über flexible Kabel 43 und Stromschienen  44. Die Elektrode 33 kann nach Bedarf durch  ein     kühlwasserdurchströmtes    Rohr 45 gekühlt wer  den. 46 bezeichnet die     Kokille,    47 eine     Evakuie-          rungsleitung    und 48 einen abnehmbaren Boden.  



  Bei der Variante gemäss     Fig.    2 kann man mit Vor  teil von dem Umstand Gebrauch machen, dass die  Elektrode 33 beim Abstoppen des Giessstrahles mit  dem erstarrenden Schmelzgut im     Abgussrohr    ver  schweisst und somit eine völlig vakuumdichte Ab  dichtung bildet. Diese Dichtung kann als Schleusen  dichtung bei Anlagen mit Schleusenkammern Ver  wendung finden.

   Zu diesem Zweck wird die Elek  trode 33 direkt als Teil des Vakuumkessels aus-    gebildet und der Guss erfolgt zweckmässig in eine  Kokille, welche in     einer        Schleusenkammer    steht, so  dass nach erfolgtem Abguss der Giessstrahl gestoppt  und somit der eigentliche Vakuumkessel völlig ab  gedichtet wird, während die Schleusenkammer nach  genügendem Abkühlen der     Kokille    mit Luft geflutet  und anschliessend mit einer neuen, leeren Kokille  versehen wird. Alsdann kann die Schleusenkammer  wieder evakuiert werden und der nächste Abstich  erfolgen.

   Natürlich kann man auf diese Weise aus  dem Vakuumraum heraus auch direkt in eine     Kokille     giessen, welche ausserhalb des Ofens in der freien  Atmosphäre steht,     wenn    dies im     Einzelfalle    von me  tallurgischen Gesichtspunkten aus gesehen zulässig  ist; z. B. wenn es sich lediglich darum handelt, das  im Vakuum erschmolzene Metall von gelösten Gasen  zu befreien. In diesem Fall wird durch den Guss in  die in freier Atmosphäre stehende Kokille     keine    nen  nenswerte schädliche Gasmenge mehr aufgenommen.  Wenn der Giessstrahl durch das     Abgussrohr    in die  freie Atmosphäre austreten soll, muss die Länge  dieses Rohres dem Druckunterschied entsprechend  bemessen werden.  



  Eine andere Variante zeigt     Fig.    3. In     Fig.    3 be  zeichnet 50 das Gehäuse     eines        Lichtbogenofens,    wel  cher mit dem Ofenfutter 51 ausgekleidet ist. In den  Ofenraum tauchen, isoliert durch die Ofenwandung  hindurchgeführt, drei Elektroden 52-54 für Drei  phasenstrombetrieb ein, wobei zweckmässig     wenig          stens    eine so verstellbar angeordnet ist,

   dass sie nach  Bedarf mit der     Schmelze        in    direkten elektrischen  Kontakt gebracht werden und als zweite Stromzu  führung für die     Widerstandsbeheizung    des     Abguss-          rohresdienen    kann. Die untere Elektrode für die       Widerstandsbeheizung    des     Abgussrohres    56 wird  durch den Metallmantel 57 mit     konusförmigem    Teil  58 gebildet. Ebenso wird durch     ,ein        Kührohr    59 das       Abgussrohr    nach Bedarf gekühlt.

   Wieder ist     ein    kera  mischer Formstein 60 und eine     Schieberplatte    61  vorhanden.



  Method for pouring molten metals and device for carrying out this method The present invention relates to a method and a device for pouring molten metals from a container. The pouring of liquid metals, which are often contaminated with substances of lighter specific gravity, such as slags, ver, is preferably carried out through the bottom of the container when the aim is to avoid mixing of the metal in the pouring stream with the unwanted foreign bodies . This method is e.g. B. common in steel mills ge.

   The metal melted in the Siemens-Martin furnace, converter, arc furnace or induction furnace is usually first filled into a so-called stopper pan (especially with large weights), from which it is then poured into the mold through a pouring opening in the bottom of the container becomes.



  It is known to carry out such a bottom tapping in such a way that a rod reinforced with refractory material and containing a ceramic stopper at its lower end is immersed in the crucible or the melting ladle, a conical tapping opening being opened by raising and lowering the rod or can be closed. This process has the disadvantage that impurities are easily introduced into the melt when the refractory material of the reinforcement and the stopper reacts with the melt.

   This can often not be avoided, since materials with a certain mechanical strength must be used for the reinforcement and the stopper, which must be greater than the strength of the material for the crucible walls. The available selection of such materials, which also suffice from a chemical point of view in terms of inertia with respect to the melt, is unfortunately limited, and such materials are not available at all for some melts.



  Another difficulty of this known method is that the stopper, which usually consists of a ground ceramic hemisphere, is subject to wear after a few casting operations due to the attack of the liquid metal and then no longer closes the pouring opening tightly and possibly also through in the melt guided slag parts melt and stick.

   In any case, up to now it has not been possible to provide a metal melting furnace with a bottom tap opening in an operationally safe manner, since there was no guarantee that it could be poured safely even after a long melting time.



  Another practical proposal is that z. B. in the bottom pouring opening of a crucible a metal plug from the same Me tall that is to be melted, is embedded. During the melting period, this plug is initially kept at such a low temperature by cooling coils arranged in the vicinity that it cannot yet be liquefied by the bath above it. Only before the casting is he z. B. melted by inductive heating. The disadvantage of this method is that the pouring jet strength cannot be regulated and pouring cannot be interrupted.

   Furthermore, in order to prepare the next melt, i.e. to insert a new stopper, it is necessary to wait for the crucible to cool down completely. This reduces the degree of utilization of the furnace. There are energy losses, and the crucible material continues to be heavily stressed by the constant temperature change. The present invention has for its object to provide a method and a device for pouring molten metals from, a container through a pouring opening in the container bottom, which allow to stop the casting jet if necessary and thus z.

   B. to pour the contents of a crucible in several sections. Such an option is particularly important when it comes to making smaller castings.



       A device for pouring through the container bottom has already been proposed, in which this has a pouring opening which opens out within a cooled frame-shaped zone on the underside of the container bottom and wherein a slide plate is provided which is cooled over the mouth of the pouring opening and over the ge Zone can be shifted in such a way that this opening is released at a certain position of the slide plate, while it is locked when the slide plate covers this pouring opening and the cooled zone,

   wherein the melt which has seeped through to the cooled zone in the gap between the cooled zone and the slide plate solidifies and automatically causes the seal. The slide plate has a bore which, when pouring, is brought into congruence with the pouring opening in the bottom of the container to such an extent that a pouring jet of the desired strength can flow out.

   The use of such a device is limited to all cases for which materials are available for the slide plate that can withstand the high temperatures of the melt not only temporarily, but for the entire duration of the treatment. As is known, the selection of such high-temperature-resistant materials is not great. The present invention, on the other hand, gives the possibility of using less temperature-resistant materials for the slide plates without impairing operational safety.



  The method according to the invention for pouring molten metals from a container through a pouring opening in the container bottom is characterized in that, to close the pouring opening, the melted material is allowed to solidify in a tubular extension of the container bottom, that for the purpose of casting the melted material solidified in the pouring tube by means of melts a heating device and lets it run out of the pouring tube and that, to stop the pouring again,

   a slide plate is pushed forward in front of the mouth of the pouring pipe, whereby the leakage is inhibited and, when the heating of the pouring pipe is switched off, the melted material in it is made to solidify again.



  The inventive method and devices for carrying out this method are explained in more detail below using the example of a vacuum furnace and with the aid of attached figures.



  In FIG. 1, 1 denotes the boiler of a vacuum induction melting furnace, in which the metal 3 located in a crucible 2 is melted by means of the induction heating coil 4. The crucible and induction heating coil are carried in a frame 5 through the ceramic base plate 6. The crucible bottom has a tubular extension T which can be heated by an additional induction heating coil 8.



  The pouring tube is supported on the frame 5 by a ceramic plate 9. On the underside of the plate 9, a slide plate 10 slides, which can possibly be cooled by cooling tubes 11 and which, as required, releases or closes the mouth of the pouring tube. The plate 10 can be pivoted by means of an arm 12 of your choice in the path of the pouring jet. To actuate the arm 12, the shaft 13, the bevel gears 14 and 15 and a vacuum-tight rotary leadthrough 16 of a shaft 17 which can be actuated with a hand wheel from outside the vacuum space are used.



  In the above-described furnace, the melting crucible 2 can be tamped into the coil 4 using an appropriate core. For tamping the crucible, the ceramic plate 9 is first inserted into the frame 5 and the coil 8 and further stiffening ribs 18 and then the base plate 6 are inserted. The induction heating coil 4 sits on the base plate 6. This is also if supported by radially arranged stiffening ribs 19. The assembly is completed by rings 20 and 21. Using asbestos to form the outer crucible wall and .eines a shaped piece serving as a core, refractory material, e.g.

   B. magnesium oxide, pulverized and so only the pouring pipe 7 and then the crucible 2 built up. The ready-tamped crucible can be sintered in the induction heating coil if the core is electrically conductive, e.g. B. consists of graphite. There is a mold 22 in an extension 23 of the furnace housing 1 is provided, in which the item 3 is to be cast. The furnace is evacuated with pumps (not shown) and, if necessary, filled with protective gas.



  The slide plate is only subjected to mechanical and thermal stress for brief moments while the pouring jet is stopped, while the static pressure of the liquid melt and the thermal load are normally absorbed (i.e. during the melting time) by the stopper in the pouring tube. Therefore, not only ceramic construction materials can be used for the slide plate, but also metal plates.



  To stop the pouring jet, the slide plate of the mouth of the pouring tube is pushed forward and the heating of the same is switched off. In some cases, cooling water can even be sent through the pipes of the induction heating coil 8 for the pouring pipe. Even if the slide plate in no way tightly closes the mouth of the pouring pipe, the outflow is blocked to such an extent that it is sufficient to let the melt in the pouring pipe stiffen.



  In FIG. 2 a variant with resistance heating of the pouring pipe instead of inductive heating is shown. 24 means the furnace housing, 25 the holding frame for the induction heating coil 26, which rests on a ceramic base 27. The bottom plate 27 is supported by radially arranged stiffening ribs 28 '. Metal parts that are not to be heated should, if possible, not form closed current paths in order to avoid the occurrence of major eddy current losses.

   The holding frame 25 and the ring 29 'for the connection with the reinforcing ribs should therefore not be electrically conductive and closed in a ring, but rather be interrupted at one point, whereby the interruption point can be bridged by insulators to achieve sufficient mechanical stability. The crucible 29 has a funnel-shaped extension 30 as a pouring tube, which is formed by a part 31 made of ceramic material with a conical bore. The part 31 is surrounded by an outer metal tube 32, the lower conical part 33 of which forms a power supply to the substances to be melted in the pouring tube.

   The second power supply can take place through a movable auxiliary electrode 34, which is immersed in the melt for the purpose of casting. To melt the stopper in the crucible bottom, the heating current is sent through the melt by means of the two electrodes, the electrical energy being converted into heat almost exclusively in the stopper to be melted due to the cross-sectional ratios. The lower electrode 33 is expediently protected by a shaped block 34, which is held by a cone 35, from direct contact with the metallic slide plate 36.

   Direct contact could, under certain circumstances, lead to welding of the two metal parts when the pouring jet is stopped by the slide plate. The slide 36 is used by the shaft 38, bevel gears 39 and 40 and shaft 41 be. Shaft 41 is passed through the boiler in a vacuum-tight manner at 42 if it is a vacuum furnace.



  Power is supplied to the lower electrode 33 via flexible cables 43 and busbars 44. The electrode 33 can be cooled as required by a pipe 45 through which cooling water flows. 46 denotes the mold, 47 an evacuation line and 48 a removable base.



  In the variant according to FIG. 2 you can make use of the fact that the electrode 33 welds ver when stopping the pouring stream with the solidifying melt in the pouring tube and thus forms a completely vacuum-tight seal. This seal can be used as a lock seal in systems with lock chambers.

   For this purpose, the electrode 33 is formed directly as part of the vacuum vessel and the casting is expediently carried out in a mold, which is located in a lock chamber, so that the pouring jet is stopped after the casting has taken place and the actual vacuum vessel is thus completely sealed while the lock chamber is flooded with air after the mold has cooled down sufficiently and then provided with a new, empty mold. The lock chamber can then be evacuated again and the next tapping can take place.

   Of course, in this way you can also pour directly into a mold from the vacuum space, which is outside the furnace in the free atmosphere, if this is permissible in individual cases from a metalurgical point of view; z. B. when it is only a matter of freeing the metal melted in a vacuum from dissolved gases. In this case, no significant amount of harmful gas is absorbed by the casting in the mold standing in the free atmosphere. If the pouring jet is to exit through the pouring pipe into the open atmosphere, the length of this pipe must be dimensioned according to the pressure difference.



  Another variant is shown in Fig. 3. In Fig. 3 be 50 records the housing of an arc furnace, wel cher with the furnace lining 51 is lined. Immerse in the furnace chamber, insulated through the furnace wall, three electrodes 52-54 for three-phase current operation, with at least one of them being arranged so that it can be adjusted,

   that they are brought into direct electrical contact with the melt as required and can serve as a second power supply for the resistance heating of the pouring pipe. The lower electrode for the resistance heating of the pouring tube 56 is formed by the metal jacket 57 with a conical part 58. Likewise, a cooling tube 59 cools the pouring tube as required.

   Again, a ceramic shaped block 60 and a slide plate 61 is available.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Abgiessen von geschmolzenen Metallen aus einem Behälter durch eine Abguss- öffnung im Behälterboden, dadurch gekennzeichnet, dass man zum Verschluss der Abgussöffnung das Schmelzgut in einer rohrförmigen Verlängerung des Behälterbodens erstarren lässt, dass man zum Zwecke des Abgusses das im Abgussrohr erstarrte Schmelz gut mittels einer Heizvorrichtung aufschmilzt und aus dem Abgussrohr auslaufen lässt und dass, um den Abguss wieder zu stoppen, PATENT CLAIMS I. A method for pouring molten metals from a container through a pouring opening in the bottom of the container, characterized in that to close the pouring opening, the molten material is allowed to solidify in a tubular extension of the container bottom, that for the purpose of pouring it solidified in the pouring tube Melt the melt well by means of a heating device and let it run out of the pouring tube and that, to stop the pouring again, vor die Mündung des Abgussrohres eine Schieberplatte vorgeschoben wird, wodurch das Auslaufen gehemmt und bei ab geschalteter Heizung des Abgussrohres das Schmelz gut darin wieder zum Erstarren gebracht wird. 1I. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterboden in ein heizbares Abgussrohr mün det und dass vor der Mündung des Abgussrohres eine Schieberplatte angeordnet ist. A slide plate is pushed forward in front of the mouth of the pouring tube, which inhibits the leakage and, when the heating of the pouring tube is switched off, the melt inside it is solidified again. 1I. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that the container bottom opens into a heatable pouring pipe and that a slide plate is arranged in front of the mouth of the pouring pipe. UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass am Abgussrohr eine Induktions- heizvorrichtung vorgesehen ist. 2. Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass am Abgussrohr eine elektrische Widerstandsheizung vorgesehen ist. SUBClaims 1. Device according to claim 1I, characterized in that an induction heating device is provided on the pouring pipe. 2. Device according to claim 1I, characterized in that an electrical resistance heater is provided on the pouring tube. 3. Einrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zuführung des Heizstromes zu dem zu schmelzenden Stopfen im Abgussrohr eine rinförmige, die Schieberplatte nicht berührende Elek trode vorgesehen ist. 4. Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberplatte aus Metall besteht. 5. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schieberplatte mit einem Schutzüberzug gegen Verschweissen ver sehen ist. 3. Device according to dependent claim 2, characterized in that for supplying the heating current to the stopper to be melted in the pouring tube, a ring-shaped electrode that does not touch the slide plate is provided. 4. Device according to claim 1I, characterized in that the slide plate consists of metal. 5. Device according to dependent claim 4, characterized in that the metallic slide plate is seen ver with a protective coating against welding.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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