Einrichtung zur Entgasung von Metall, insbesondere Stahl Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Entga sung von Metall, insbesondere Stahl, mit einem oben mit einem Deckel luftdicht verschliessbaren und an eine Vakuumpumpe angeschlossenen Unterdruckbehäl ter, in den eine Giessform oder Giesspfanne hineinge stellt werden kann, und mit einem am Deckel auf des sen Oberseite gehalterten Dichtungsring, auf welchen eine mit dem zu entgasenden Metall gefüllte Abstich pfanne oder ein ihr ähnliches Gefäss luftdicht aufsetz- bar ist,
wobei ein zwischen dem auf dem Deckel abge stellten Gefäss und dem Unterdruckbehälter gebildeter Raum mittels eines am Deckel angebrachten Druckaus gleichventils auf den im bereits evakuierten Unter druckbehälter herrschenden Unterdruck gebracht wer den kann, und wobei eine im Boden dieses Gefässes angeordnete Ausflussöffnung bei auf dem Deckel abge stelltem Gefäss sich über einer Öffnung im Deckel be findet, die mittels eines am Deckel angebrachten Ab- schlussorgans luftdicht abschliessbar ist.
Derartige Vorrichtungen sind bereits bekannt. Flüssiger und fester Stahl enthält, wie andere Metalle, gelöste oder gebundene Gase, wie z. B. Was serstoff, Stickstoff und Sauerstoff, welche meistens schädlich sind.
Wenn flüssiges Metall sich abkühlt und erstarrt, werden die im Metall gelösten Gase teilweise frei. Hierbei können sich auch infolge von chemischen Reaktionen Gase bilden, wie beispielsweise im Stahl Kohlenmonoxyd durch Verbindung von Sauerstoff mit Kohlenstoff.
Wenn die Gasgehalte der Metalle, insbesondere bei Stahl, aus qualitativen Gründen stark vermindert wer den sollen, so lässt sich dies beispielsweise dadurch erreichen, dass der flüssige Stahl einem Unterdruck ausgesetzt wird. Hierbei werden mit abnehmendem Druck, d. h. mit wachsendem Vakuum, zunehmende Mengen Gase frei, die dann abgesaugt werden können.
Es ist bereits bekannt, mittels einer Einrichtung der eingangs genannten Art Gase im Stahl zu beseitigen oder wenigstens zu vermindern, wobei dem flüssigen Stahl im Unterdruck (Vakuum) während des Giessens in Giessformen, die auch als Kokillen bezeichnet werden, oder während des Umfüllens in ein anderes Gefäss, z. B. eine Giesspfanne, aus welchem der Stahl weiter in Formen gegossen werden kann, Gas entzogen wird.
Bei der hierzu benutzten, bereits bekannten Ein richtung besteht das im Deckel des Unterdruckbehäl ters angebrachte Abschlussorgan, das zum Verschlies- sen bzw. Freigeben der Deckelöffnung dient, aus einer relativ dünnen Metallmembran, welche, nachdem der Raum zwischen dem oberen, auf den Deckel aufgesetz ten Gefäss und dem Unterdruckbehälter durch Öffnen des Druckausgleichventiles auf den im bereits eva kuierten Unterdruckbehälter herrschenden Unterdruck gebracht ist, nach Freigabe der Bodenöffnung des oberen Gefässes von dem aus ihm auslaufenden flüssi gen Metall durchschmolzen wird, so dass das auslau fende Metall in die im Unterdruckbehälter stehende Giessform oder Giesspfanne fallen kann.
Beim Eintritt des Metalls in den Unterdruckraum werden gelöste Gase frei und sprengen den fallenden, Flüssigkeitsstrahl in Tropfen auseinander, worauf sie von der an den Unterdruckbehälter angeschlossenen Vakuumpumpe abgesaugt werden.
Diese Einrichtung hat jedoch zahlreiche Nachteile, die im folgenden aufgezählt, später aber zum Verständ nis der erfindungsgemässen Einrichtung anhand der Zeichnung mehr im einzelnen erläutert werden sollen.
Beim Auseinandersprengen des in den Unterdruck raum ausfliessenden Metalls können Tropfen auf Teile der Vorrichtung sprühen und dort unerwünschte An sätze und Krusten bilden, die durch ihr tropfsteinarti ges Wachsen Betriebsstörungen oder durch ihr plötzli ches Abfallen Qualitätsminderungen hervorrufen, wie später mehr im einzelnen beschrieben werden soll.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der obere Dichtungsring des Deckels durch seitlich wegsprühende Metalltropfen beschädigt werden kann und die dabei entstehenden schädlichen Gase zusätzlich abgesaugt werden müssen.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass beim Durchschmelzen der Dichtungsmembran Teile des Membranmetalls im Unterdruckraum verbrennen oder mit dem im Stahl gelösten Sauerstoff oder anderen Elementen reagieren, wobei die so entstehenden Ver bindungen die Qualität des zu behandelnden Metalls beeinträchtigen.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bei An wendung des bekannten Spülgasverfahrens das Vakuum im Unterdruckbehälter nicht aufrechterhalten werden kann, wenn die Ausflussöffnung des oberen aufgesetzten Gefässes nicht mehr dicht verschlossen. gehalten werden kann und das als Sperrflüssigkeit die nende flüssige Metall aus dem oberen Gefäss ganz aus läuft.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die teure Dichtungsmembran bei jedem Guss zerstört wird und ersetzt werden muss.
Schliesslich besteht ein schwerwiegender Nachteil darin, dass die Dichtungsmembran dadurch, dass sie dünn sein muss, infolge des im Unterdruckbehälter herrschenden, relativ hohen Unterdruckes eine grosse Implosionsgefahr und dadurch eine erhebliche Gefähr dung von Menschen und Einrichtungen bedingt.
Zweck der Erfindung ist es, die zuvor genannten Nachteile der bekannten Vorrichtung zur Metallentga sung insgesamt zu beheben.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Abschlussorgan dem Deckel gegenüber bewegbar und ein unterhalb des Abschluss- organs und des Deckels angeordneter rohrförmiger Spritzschutzkörper bei geöffnetem Abschlussorgan durch die Deckelöffnung hindurch gegen den Boden des auf den Deckel aufgesetzten Gefässes anhebbar ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Einrich tung kann darin bestehen, dass das Abschlussorgan als Absperrschieber ausgebildet und oberhalb des Deckels angeordnet ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung gemäss der Erfindung schematisch darge stellt, wobei dieses zum Verständnis der erfindungsge- mässen Ausführung einer Einrichtung bisher bekannter Ausführung gegenübergestellt ist.
Es zeigen: Fig.l eine Einrichtung zur Metallentgasung übli cher Ausführung, in einem Querschnitt, Fig.2 die erfindungsgemässe Einrichtung im Quer schnitt, und zwar vor der Entgasung, Fig. 3 die erfindungsgemässe Einrichtung im Quer schnitt, während der Entgasung, Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel für den Be tätigungsmechanismus des Spritzschutzkörpers und Fig. 5 ein weiters Ausführungsbeispiel für den Be tätigungsmechanismus des Spritzschutzkörpers.
In Fig. 1 ist eine Entgasungseinrichtung bisher be kannter Ausführung veranschaulicht, deren Aufbau, Wirkungsweise und Nachteile zum Verständnis der er- findungsgemässen Einrichtung im folgenden zunächst erläutert werden sollen.
Eine Giessform (Kokille) oder Giesspfanne 1, die den entgasten Stahl aufnehmen soll, steht in einem Unterdruckbehälter 2, der mittels eines Deckels 3 un ter Verwendung einer Dichtung 4 verschlossen ist. Aus dem Unterdruckbehälter 2 wird zuerst die vorhandene Luft, und werden später bei der Metallentgasung die freiwerdenden Gase mittels einer an einem seitlichen Behälterstutzen 2a angeschlossenen, in Fig.l nicht gezeigten Vakuumpumpe abgesaugt. Der Deckel 3 des Unterdruckbehälters 2 ist mit einer Öffnung 5 verse hen, die durch eine festsitzende, aus Blech, und zwar meist Aluminiumblech, bestehende Dichtungsmembran 6, die in eine Membranhalterung 6a eingespannt ist, luftdicht verschlossen ist.
Rings um die Dichtungsmem bran 6 ist der Deckel 3 an seiner Oberseite mit einem Dichtungsring 7 versehen, auf dem entweder eine Ab stichpfanne 8, die das flüssige Metall 9 vom Schmelz ofen bringt, oder aber ein ihr ähnliches Zwischenge- fäss, in welches das flüssige Metall vor seiner Entga- sungsbehandlung aus der Abstichpfanne umgefüllt wird, luftdicht abgestellt werden kann.
Zwischen der auf den Dichtungsring 7 aufgesetzten Abstichpfanne 8 bzw. dem in gleicher Weise aufgesetzten Zwischenge- fäss und dem Deckel 3 befindet sich ein Zwischenraum 10, der über eine kurze Leitung 11, die ein Druckaus gleichventil lla aufweist, mit dem Innenraum 2b des Unterdruckbehälters 2 in Verbindung steht. Nach dem Absetzen der Abstichpfanne 8, bzw. nach dem Füllen des Zwischengefässes wird auch der Raum 10 zwischen diesem und dem bereits auf Unterdruck gebrachten Unterdruckbehälter 2 durch Öffnen des Ventiles 11a auf Unterdruck gebracht.
Atmosphärische Luft kann in den gesamten Unterdruckraum, d. h. in den Zwischen raum 10 und den Innenraum 2b des Unterdruckbehäl ters 2 nicht eindringen, weil das flüssige Metall 9 im oberen Gefäss 8 als Sperrflüssigkeit wirkt.
Zur Entgasung lässt man das flüssige Metall 9 aus dem oberen Gefäss 8 durch eine in dessen Boden 8a angebrachte, mittels eines. Verschluss-Stopfens 12 ver- schliessbare Ausflussöffnung 13, die auch als Aus- guss bezeichnet wird, über der Dichtungsmembran 6 auslaufen, wobei die Auslaufmenge durch entsprechen des Anheben oder Absenken des Verschluss@Stopfens 12 reguliert werden kann. Dabei schmilzt das ausgelau fene, flüssige Metall 9 ein Loch in die Dichtungsmem bran 6 und fällt dann in die Giessform bzw. Giess- pfanne 1, die im Unterdruckbehälter 2 steht.
Sofort beim Eintritt des flüssigen Metalls 9 in den Unter druckraum werden gelöste Gase frei, welche den fal lenden Flüssigkeitsstrahl mehr oder weniger in Tropfen auseinandersprengen und über den Leitungsanschluss 2a von der Vakuumpumpe abgesaugt werden. Weitere Gase, die aus dem in der Giessform bzw. Giesspfanne 1 sich ansammelnden, flüssigen Metall frei werden, wer den ebenfalls abgesaugt, wobei dieser Vorgang durch Einblasen von unschädlichen Gasen in das angesam melte, flüssige Metall noch verstärkt werden kann; durch diese ins flüssige Metall eingeblasenen Gase, die man auch als Spülgase bezeichnet, wird die Flüssig keit umgerührt und es werden hierbei gelöste Gase mit gerissen.
Der Entgasungsvorgang kann dadurch vereinfacht werden, dass die Abstichpfanne 8 mit dem flüssigen Metall sofort bei atmosphärischem Druck in den Un terdruckbehälter 2 hineingestellt wird. Der Unterdruck behälter 2 wird dann mittels des Deckels 3 verschlos sen, und die frei werdenden Gase werden abgepumpt, und zwar gegebenenfalls unter zusätzlichem Einblasen von unschädlichem Spülgas, wie dies zuvor beschrie ben wurde.
Dieses Vorgehen erfordert aber besonders leistungsfähige Vakuumpumpen und ist zudem nicht so wirksam wie das eingangs beschriebene Entgasen des Giess-Strahles. Allgemein lässt sich sagen, dass die Entgasung umso wirksamer ist, je tiefere Unterdrücke, je feinere Verteilung des flüssigen Metalls in einzelne Tropfen und je längere Dauer der Behandlung im Vakuum er reicht werden.
Die zuvor beschriebene Einrichtung zur Entgasung von Metallen hat jedoch mehrere erhebliche Nachteile. Ein erster Nachteil besteht darin, dass beim Aus einandersprengen des in den Unterdruckraum ausflies- senden Metalls 9 unmittelbar unter der Ausflussöff- nung 13 Tropfen auf die Reste der durchgeschmolze nen Dichtungsmembran 6, auf die Membranhalterung 6a, sowie auf den Oberteil 1a und an die innere Wan dung 1b der Giessform bzw. Giesspfanne 1 sprühen und dort im weiteren Verlauf massive Ansätze und Krusten bilden.
Die Ansätze, welche sich so an der inneren Wandung 1b des unten stehenden Gefässes 1 gebildet haben, fallen später in das in diesem sich an sammelnde, flüssige Metall hinein oder sie werden von diesem überflutet und lösen sich dann darin ganz oder teilweise auf, was die Qualität des Metalls in jedem Falle beeinträchtigt.
Wenn im Unterdruckbehälter 2 eine Giesspfanne steht und Metalltropfen auf den Reguliermechanismus des Verschluss-Stopfens fallen, dann können sie dessen Funktionieren beeinträchtigen oder sogar unmöglich machen.
An den Resten der Dichtungsmembran 6 und ihrer Halterung 6a können sich Ansätze in Form von Zap fen, Klumpen und sogar Kränzen bilden. Durch wei tere Metalltropfen können diese Ansätze in Richtung auf die Ausflussöffnung 13 des oberen Gefässes 8 hin tropfsteinartig soweit wachsen , dass hier der Metall ausfluss gedrosselt oder sogar ganz verstopft wird. Hierdurch wird meistens der Guss unbrauchbar, bzw. er kommt gar nicht zustande.
Nachteilig ist schliesslich auch, wenn derartige Metallansätze abreissen und in den darunter befindli chen flüssigen Stahl fallen, in welchem sie dann mei stens nicht mehr aufgelöst werden und, besonders zu sammen mit dem anhaftenden Membranblech, Fehler stellen bilden, die den Guss ganz oder teilweise un brauchbar machen.
Somit sind die sich bildenden Metallansätze bereits in mehrfacher Hinsicht nachteilig.
Ein zweiter Nachteil besteht darin, dass beim Zer sprengen des Giess-Strahles Tropfen bis zu dem meist aus Gummi bestehenden Dichtungsring 7 gelangen und diesen beschädigen. Hierbei entstehen zudem schädli che Gase, die zusätzlich abgesaugt werden müssen.
Ein dritter Nachteil besteht darin, dass beim Durchschmelzen der Dichtungsmembran 6 Teile des Membranmetalls mit dem im Unterdruckraum 2b noch in geringer Menge vorhandenen Sauerstoff verbrennen oder mit dem im Stahl gelösten Sauerstoff oder ande ren Elementen chemisch reagieren. Die hierbei entste henden Verbindungen, beispielsweise Tonerde bei Ver wendung von Aluminiumblech für die Dichtungsmem bran 6, sind für den Stahl schädlich.
Ein vierter Nachteil besteht darin, dass bei beson deren Entgasungsverfahren, z. B. beim bereits be schriebenen Einblasen eines unschädlichen Spülgases zur Förderung der Entgasung, die Notwendigkeit be steht, den flüssigen Stahl noch nach dem Einfüllen in die Giessform bzw. Giesspfanne 1 im Unterdruck zu belassen.
Dies ist aber nur dann möglich, wenn das oben stehende Gefäss 8, sei dieses nun eine Abstich- pfanne oder ein Zwischengefäss mit einem Rest flüssi gen Stahles als Sperrflüssigkeit auf dem Deckel 3 ste- henbleibt und so die Deckelöffnung 5 mit der durch- schmolzenen Dichtungsmembran 6 gegen die Atmo sphäre abdichtet.
Wenn nun aber die Ausflussöffnung 13 des oberen Gefässes 8 nicht mehr dicht verschlos sen gehalten werden kann, so dass die Sperrflüssigkeit ganz ausläuft, oder wenn irgend eine andere Störung das Fortnehmen des oberen Gefässes 8 bedingt, dann kann das Vakuum im Unterdruckbehälter 2 nicht mehr aufrechterhalten werden, so dass die mittels eines Spül gases vorgenommene Entgasung verhindert wird, bzw. vorzeitig abgebrochen werden muss.
An sich wäre das Fortnehmen des oberen Gefässes 8, sobald es entleert ist, erwünscht, und zwar vor allem dann, wenn im Unterdruckraum 2b eine Giesspfanne gefüllt worden ist, die nach dem Entgasen, um den Temperaturverlust des flüssigen Metalls möglichst klein zu halten, möglichst schnell für das Giessen ab transportiert werden soll.
Ein fünfter Nachteil besteht darin, dass die teure Dichtungsmembran 6 bei jedem Guss zerstört wird und dann jedesmal wieder ersetzt und neu eingespannt wer den muss.
Schliesslich besteht noch ein sechster Nachteil darin, dass die benutzten Dichtungsmembranen 6 häu fig erhebliche Abmessungen aufweisen und wegen ihres Durchschmelzens und gegebenenfalls auch wegen der schädlichen Einwirkung des zu ihrer Herstellung ver wendeten Metalls auf das zu behandelnde, flüssige Metall möglichst dünn sein müssen, was eine Gefahr für das sichere Funktionieren der Einrichtung und aus- serdem auch eine erhebliche Unfallgefahr mit sich bringt.
Denn bei Unterdrücken von 1 Torr und weni ger sind die Dichtungsmembranen 6 hoch belastet, wobei die Membranbelastun,g, wie die Praxis gezeigt hat, beispielsweise bis ca. 3000 kg erreichen kann. Schon durch mangelhafte oder unrichtige Einspannung der Membran 6 oder infolge eines kleinen bei ihr vor handenen Materialfehlers können die dünnen Mem- branbleche beim Leerpumpen des Unterdruckbehälters 2 reissen. Die Membranen 6 können aber auch durch darauf fallende Gegenstände, sowie durch fahrlässiges Betreten leicht zerstört werden. Die grösste Gefahr jedoch ergibt sich dann, wenn das obere Gefäss 8, z. B.
eine mit flüssigem Metall gefüllte Abstichpfanne, lang sam über dem Deckel 3 abgesenkt und auf ihm abge setzt wird und hierbei plötzlich der Abschluss-Stopfen 12 die Ausflussöffnung 13 nicht mehr dicht halten sollte. In allen diesen Fällen können Implosionen mit erheblichen Gefahren für Menschen und Einrichtungen durch Druckwellen und verspritztes, flüssiges Metall entstehen.
In Fig. 2 ist die erfindungsgemässe Einrichtung zur Metallentgasung ausschnittsweise in einem Querschnitt dargestellt und zwar vor der Entgasung, wobei solche Teile, die auch bei der zuvor anhand der Fig. 1 be schriebenen, bereits bekannten Einrichtung vorhanden sind, mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind, wie in Fig. 1.
Oberhalb des Deckels 3 ist ein luftdichter, gegen über dem Deckel 3 verschiebbarer Absperrschieber 14 angeordnet, der von aussen her mittels einer an ihm fest angebrachten Zugstange 15 betätigt werden kann. Die Zugstange 15 ist mittels einer in einem ringförmi gen Ansatz 3a des Deckels 3 angeordneten, luftdichten Durchführung 16 von aussen durch den Deckel 3 hin- durch in den Raum 10 geführt, der zwischen dem Dek- kel 3 und dem auf ihm abgestellten, oberen Gefäss 8, z.
B. eine Abstichpfanne oder ein ihr ähnliches Gefäss, gebildet ist, und der nach Freigabe der Deckelöffnung 5 und nach Öffnen des Druckausgleichventils 11a un ter Unterdruck kommt. Der Absperrschieber 14 dient als Abschlussorgan zum Verschliessen bzw. Freigeben der im Deckel 3 angeordneten Öffnung 5 und ersetzt somit die bisher benutzte Metallmembran (vgl. Mem bran 6 in Fig. 1). In Fig. 2 befindet sich der Absperr schieber 14 in seiner Schliess-Stellung.
Unterhalb des Absperrschiebers 14 ist ein rohrför- miger Spritzschutzkörper 17 angeordnet, der in einer an der Unterseite des Deckels 3 angebrachten Führung 18 vertikal verschiebbar gelagert ist und sich in Fig. 2 in seiner untersten Stellung befindet. Zur Verschiebung des Spritzschutzkörpers 17 dient eine Zugstange 19, die mittels einer im Deckel 3 angeordneten, luftdichten Durchführung 20 von aussen durch den Deckel 3 hin durch in den Unterdruckraum 2b des Unterdruckbe hälters 2 geführt ist.
Die Zugstange 19 ist mit einer Gabel versehen, deren beide Gabelenden über je eine Kette 21, die über ein Kettenrad 22 geführt ist, an zwei sich diametral gegenüberliegenden Stellen 23 aus sen am rohrförmigen Spritzschutzkörper 17 beiderseits an dessen zylindrischer Mantelfläche 17a befestigt sind, so dass durch Ziehen an der Zugstange 19 der Spritzschutzkörper 17, in den Führungen 18 aufwärts gleitend, angehoben wird, wobei der Spritzschutzkörper 17 in seiner obersten Stellung, vorzugsweise durch Arretierung der herausgezogenen Zugstange 19, fest stellbar ist.
Durch Einwärtsdrücken der Zugstange 19 gleitet der Spritzschutzkörper 17 infolge seines Eigen gewichtes wieder nach unten.
Die Führungslager der beiden Zugstangen 15 und <B>19</B> sind vor bzw. hinter der zugehörigen luftdichten Durchführung 16 bzw. 20 angeordnet, so dass die letz teren mechanisch unbelastet bleiben, wie dies bei der Zugstange 15 durch die Anordnung der beiden Füh rungslager 15a und 15b, und bei der Zugstange 19 durch die Placierung des Führungslagers 19a veran schaulicht ist.
Der Absperrschieber 14 schliesst in seiner in Fig. 2 wiedergegebenen Stellung die Öffnung 5 des Deckels 3 luftdicht ab, so dass, beim Arbeiten der am Anschluss stutzen 2a des Unterdruckbehälters 3 angeschlossenen Vakuumpumpe (vgl. Fig. 1), im Raume 2b des Unter druckbehälters 2 sich ein Unterdruck ausbilden kann.
Der die Deckelöffnung 5 luftdicht abschliessende Absperrschieber 14 wird durch den atmosphärischen Aussendruck auf die obere Fläche des Deckels 3 des Unterdruckbehälters 2 gepresst, wodurch die Abdicht- kraft in günstiger Weise erhöht wird. Wenn aber der Raum 10 zwischen dem Behälterdeckel 3 und dem Boden 8a der Abstichpfanne 8 ebenfalls auf den glei chen Unterdruck gebracht worden ist, dann lässt sich der Absperrschieber 14 leicht bewegen; auch braucht er dann nicht mehr zu dichten.
Wie bereits erwähnt, zeigt Fig. 2 die Einrichtung in ihrem Zustand vor der Entgasung. Die Deckelöffnung 5 ist durch den Schieber 14 geschlossen, der Spritz- schutzkörper 17 befindet sich in seiner untersten Stel lung, die Vakuumpumpe läuft und der Unterdruckbe hälter 2 ist auf Unterdruck gebracht. Das obere Gefäss 8 ist noch nicht auf den Deckel 3 aufgesetzt.
In Fig.3 ist die Einrichtung ausschnittsweise in einem Querschnitt während der Entgasung dargestellt. Vor Beginn der eigentlichen Entgasung hatte sich an der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung folgendes abge spielt:
Eine Abstichpfanne bzw. ein Zwischengefäss 8 mit dem zu entgasenden, flüssigen Metall 9 wurde auf den Dichtungsring 7 des Deckels 3 aufgesetzt und an- schliessend das Druckausgleichventil lla geöffnet, so dass infolge des hierdurch bewirkten Druckausgleichs der Raum 10 zwischen der auf dem Deckel 3 abgestell ten Abstichpfanne 8 und dem Deckel 3 ebenfalls auf Unterdruck gebracht ist.
Daraufhin wurde der Ab sperrschieber 14 durch Herausziehen der Zugstange 15 ganz geöffnet, so dass die Deckelöffnung 5 vom Schie ber 14 ganz freigegeben wurde, und anschliessend wurde der Spritzschutzkörper 17 durch Herausziehen der Zugstange 19 nach oben gefahren, und zwar bis gegen die Unterseite 8b des Bodens 8a der Abstich pfanne B.
Darauf wurde durch Anheben des Verschluss-Stop- fens 12 die Ausflussöffnung 13 der Abstichpfanne 8 für den Ausfluss des flüssigen Stahls freigegeben, der dann, wie Fig. 3 zeigt, unterhalb der Ausflussöffnung 13 in Tropfen auseinandergesprengt wird.
Die hierbei seitwärts wegsprühenden Tropfen werden von der in neren Wandung 17b des Spritzschutzkörpers 17 aufge fangen, wie es in Fig. 3 veranschaulicht ist, und flies- sen, an dieser Wandung 17b herablaufend, in das un tere, im Unterdruckbehälter 2 stehende Geiäss 1 ab, sei dieses nun eine Giessform oder eine Giesspfanne.
Aus Fig. 3 ist deutlich zu erkennen, dass nunmehr dank des Spritzschutzkörpers 17 der Dichtungsring 7 vor seitlich wegsprühenden Metalltropfen absolut sicher geschützt ist und weiterhin die innere Wandungs- fläche lb der Giessformen bzw. -pfannen 1 nun nicht mehr, bzw. weit weniger, angesprüht werden, so dass sich dort keine Ansätze bilden, die dann später in das sich im unteren Gefäss 1 ansammelnde Metall hinein abfallen bzw. von diesem überflutet werden, was die Qualität des Metalls in jedem Falle beeinträchtigt.
Da jetzt eine Dichtungsmembran nicht mehr vor handen ist, entfallen aber auch alle durch sie bedingten Nachteile, d. h. die Drosselung oder gar Verstopfung der Ausflussöffnung 13 durch allmähliches tropfstein artiges Wachsen der sich an den eingespannten Membranresten und der Membranhalterung bildenden Ansätze; das Abreissen und Abfallen solcher Ansätze in den darunter befindlichen flüssigen Stahl mit der hierdurch verursachten Bildung von Fehlerstellen im Guss; das Verbrennen oder sonstige chemische Reagie ren von abgeschmolzenen Teilen des Membranmetalls mit der dadurch bedingten Qualitätsbeeinträchtigung des Stahles;
bei der Entgasung mittels eines Spülgases die Unmöglichkeit, den Unterdruck aufrecht zu erhal ten, wenn die Ausflussöffnung 13 nicht mehr dicht gehalten werden kann und die Sperrflüssigkeit aus dem oberen Gefäss 8 ganz ausläuft, oder wenn eine andere Störung das Fortnehmen des oberen Gefässes 8 erfor dert; die jedesmalige Zerstörung und Ersetzung der Dichtungsmembran; sowie, last not least, die infolge der dünnen Membran ganz erhebliche Implosionsge- fahr, bei der durch verspritztes, flüssiges Metall und plötzliche Druckwellen Menschen und Einrichtung sehr stark gefährdet werden.
Somit werden durch die Kombination des anstelle der festsitzenden Membran verwendeten Absperrschie bers 14 und des anhebbaren Spritzschutzkörpers 17, dessen Hochheben erst durch die Verwendung des Schiebers 14 ermöglicht wird, alle zuvor anhand von Fig. 1 beschriebenen Nachteile der bisherigen Ausfüh rung vermieden. Darüber hinaus besteht jetzt, wenn es erforderlich oder erwünscht ist, die Möglichkeit, jeder zeit den Unterdruckbehälter 2 mit der in ihm aufge stellten Giessform (Kokille) oder Giesspfanne 1 wäh rend des Giessens oder nachher gegen den atmosphäri schen Aussendruck abzuschliessen und ihn beliebig lange auf seinem Unterdrucke zu belassen.
Es muss nur die Zufuhr von flüssigem Metall gestoppt werden oder beendet sein. Vor dem Abheben der Abstich pfanne 8 vom Dichtungsring 7 ist der Zwischenraum 10 mittels eines besonderen Belüftungsventiles 24 auf den atmosphärischen Aussendruck zu bringen, was auch schon aus Sicherheitsgründen erforderlich ist.
Der Spritzschutzkörper 17 muss nicht zylindrisch sein, wie es in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, sondern er könnte auch eine trichterartige, konische oder irgend eine sonstige, bei einem ringförmigen Rotationskörper mögliche Form aufweisen; er kann auch einen beliebi gen, beispielsweise quadratischen, rechteckigen oder ovalen Querschnitt haben, so dass eine Abstichpfanne mit zwei oder mehr Ausflussöffnungen verwendet wer den kann. Das Anheben des Spritzschutzkörpers 17 könnte, statt mit Hilfe irgendeiner mechanischen Vor richtung von Hand, auch mittels Federkraft oder Pressluft oder mit Hilfe eines Elektromagneten oder eines Motors, z.
B. eines Elektromotors oder Pressluft- motors usw. erfolgen. Die Handbetätigung, beispiels weise die in den Fig. 2 und 3 gezeigte Betätigung mit tels einer Zugstange, hat aber den Vorteil, von jeder anderen Energiequelle unabhängig und deshalb prak tisch störungsfrei zu sein. Andererseits haben pneuma tisch oder elektrisch angetriebene Betätigungsmechanis men den Vorteil, dass sie keine luftdichten Durchfüh rungen von bewegbaren Betätigungsorganen durch den Deckel in den Unterdruckraum zu dessen Abdichtung gegen die Atmosphäre benötigen, und dass sie auch eine Fernbedienung erlauben.
Der als Abschlussorgan für die Deckelöffnung 5 vorgesehene Absperrschieber 14, der aus Metall, gege benenfalls mit einem feuerfesten Material, z. B. Scha motte, geschützt besteht, kann eine beliebige, beispiels weise runde, ovale oder rechteckige Form aufweisen, und seine Dichtungsfläche kann eben, gewölbt oder kugelig usw. sein, wobei der Schieber 14 linear ver schiebbar, schwenkbar oder drehbar sein kann. Dieses Abschlussorgan muss aber nicht, wie in Fig. 2 gezeigt, als Absperrschieber, sondern es könnte auch als Ab sperrklappe ausgebildet sein, die zum Freigeben der Deckelöffnung 5 vom Deckel 3 weggeklappt bzw. ab geschwenkt wird; dieser Schieber bzw.
Klappe können auch zwei- oder mehrteilig ausgeführt sein. Die Betäti gung des Absperrorgans, sei dieses nun als Schieber der Klappe ausgebildet, kann wie diejenige des Spritz schutzkörpers 17 entweder von Hand oder mit Hilfe einer sonstigen Energiequelle erfolgen, wobei die zuvor bei der Beschreibung der Betätigung des Spritzschutz- körpers 17 angegebenen Vorteile sich in entsprechen der Weise auch hier realisieren lassen.
Um ein Vergessen des öffnens des Abschlussorga- nes 14, z. B. eines Absperrschiebers, und des Anhe- bens des Spritzschutzkörpers 17 oder eine sonstige feh lerhafte Bedienung zu verhindern, können entspre chende Verriegelungen vorgesehen und diese zwischen dem Abschlussorgan 14 und dem Spritzschutzkörper 17, bzw. deren beiden Betätigungsmechanismen einge- baut sein. Zur Vermeidung von Bedienungsfehlern können die beiden Betätigungsvorrichtungen für das Abschlussorgan 14, z.
B. einen Absperrschieber, und den Spritzschutzkörper 17 auch derart gekoppelt sein, dass der Spritzschutzkörper 17 erst nach dem vollstän digen Öffnen des Abschlussorgans 14 angehoben und umgekehrt das Abschlussorgan 14 erst nach dem voll ständigen Absenken des Spritzschutzkörpers 17 ge schlossen werden kann. Diese Koppelung der beiden Betätigungsvorrichtungen kann dadurch erreicht wer den, dass entweder beide Betätigungen mittels eines gemeinsamen Hebels oder mit Hilfe einer gemeinsamen Kurbel zwangsläufig in der richtigen Reihenfolge nach einander erfolgen.
Auch mittels einer gemeinsamen Kurvenscheibe mit Nocken, bzw. mit zwei separaten, auf einer gemeinsamen Welle fest angebrachten Kur venscheiben, lässt sich ein zwangsläufig in der richtigen Reihenfolge vor sich gehendes Arbeiten der beiden Betätigungsmechanismen erreichen. Auch könnte eine gegenseitige Verriegelung der beiden Betätigungsme chanismen dadurch erreicht werden, dass zwei Hebel derart gekoppelt werden, dass ein Hebel den anderen zunächst blockiert.
Das oben auf den Deckel 3 aufge setzte Gefäss 8, sei .dieses nun eine Abstichpfanne oder ein ihr ähnlich gestaltetes Zwischengefäss, könnte statt einer einzigen Ausflussöffnung 13, wie sie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, auch mit mehreren solchen öffnun- gen versehen sein.
Hierbei wird der Deckel 3 des Un terdruckbehälters 2 mit einer entsprechend grossen, den einzelnen Ausflussöffnungen gemeinsamen öff- nung 5, einem entsprechend der Grösse und Lage der Ausflussöffnungen 13 ausgebildeten und angeordneten, gemeinsamen Abschlussorgan 14, beispielsweise einem Absperrschieber, sowie einem gemeinsamen Spritz- schutzkörper 17 versehen.
Wenn mehrere Ausflussöff- nungen 13 vorhanden sind, kann aber auch unter jeder Ausflussöffnung 13 eine besondere Öffnung 5 im Dek- kel 3 mit je einem zugehörigen Spritzschutzkörper 17 angeordnet sein, wobei entweder ein allen Deckelöff nungen 5 gemeinsames Abschlussorgan 14, z. B. ein Absperrschieber, vorgesehen, oder aber jede Deckel öffnung 5 mit einem eigenen Abschlussorgan 14, z. B. einem Absperrschieber, ausgerüstet werden kann.
In Fig.4 ist eine andere Ausführung der Betäti gungsvorrichtung für den Spritzschutzkörper schema tisch dargestellt.
Ein zweiarmiger Hebel 28 ist am deckel 3 mittels eines Zapfens 29 schwenkbar gelagert und mit den gabelförmigen freien Enden seines einen Armes mittels Zapfen 30 an einem hier leicht konisch ausgebildeten Spritzschutzkörper 17' angelenkt. Der andere Arm des Hebels 28 ist mit einem Schlitz 28a versehen, in wel chem das freie Ende des einen Armes eines ebenfalls zweiarmigen Hebels 31 mit Hilfe eines Führungssteines oder einer Rolle 31a verschiebbar und zugleich schwenkbar gelagert ist.
Der Hebel 31 ist mittels eines Zapfens 32 drehbar im Deckel 3 gelagert, wobei er eine im Deckel 3 vorgesehene fensterartige Ausnehmung 33 durchragt, so dass der andere Arm des Hebels 31 aus dem Deckel 3 oberhalb desselben herausragt.
Wenn der Hebel 31 an seinem mit 31b bezeichne ten Handknopf von der Bedienungsperson in die gestri chelt gezeichnete Lage geschwenkt wird, gleitet die Rolle 31a im Schlitz 28a nach hinten, wobei zugleich der mit dem Schlitz 28a versehene Arm des Hebels 28 in die gestrichelt gezeichnete untere Lage geschwenkt wird. Hierbei schwenkt aber der andere Arm des Hebels 28 nach oben, wobei er den Spritzschutzkörper 17' in seine gestrichelt gezeichnete Lage anhebt.
Um den Hebel 28 beidseitig am Spritzschutzkörper 17' an dessen äusserer Mantelfläche 17ä gelenkig be festigen zu können, ist derjenige Arm des Hebels 28, der dem Spritzschutzkörper 17' zugekehrt ist, mit einer Gabelung versehen.
Der Spritzschutzkörper 17' könnte mittels einer vertikal gerichteten Geradführung, ähnlich wie sie in Fig. 2 und 3 gezeigt ist und mit 18 bezeichnet ist, ge führt sein.
Selbstverständlich muss die fensterartige Ausspa rung 33, durch die der Hebel 31 nach aussen hin durchgeführt ist, mit einer lufdichten Durchführung für den Hebel 31 versehen sein, was durch eine stulpartige Manschette aus elastischem Material, die den Hebel 31 in jeder Stellung luftdicht umschliesst, erreicht werden kann.
In Fig.5 ist eine weitere Ausführung der Betäti gungsvorrichtung für den Spritzschutzkörper schema tisch dargestellt.
Hier ist ein zweiarmiger Hebel 28', entsprechend wie in Fig.4, am Deckel 3 drehbar gelagert und mit dem hier nicht gezeichneten Spritzschutzkörper mittels Zapfen 30' gelenkig verbunden. Eine Zugstange 34 ist mittels eines Führungslagers 35 am Deckel 3 in Längs richtung verschiebbar gelagert und über ein Zugseil oder eine Zugkette 36, das bzw. die über Seilrollen bzw. Kettenräder 37 geführt ist, mit dem freien Ende des Hebels 28' verbunden.
Wenn die Zugstange 34, die durch den Deckel 3 unter Verwendung einer luftdichten Durchführung, wie sie in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, nach aussen hindurchge führt ist, herausgezogen wird, dann zieht sie dabei zu gleich über das Zugseil bzw. die Zugkette 36 den zwei armigen Hebel 28' in die in Fig. 5 gestrichelt gezeich nete Lage, wobei der Spritzschutzkörper angehoben wird.
Wie schon erwähnt, ist es zweckmässig, den Ab sperrschieber 14 durch den auf ihm lastenden Druck der Atmosphäre auf die zur Abdichtung erforderliche Gegenfläche pressen zu lassen, d. h. den Schieber 14 oberhalb des Deckels 3 anzuordnen. Die Dichtungsflä chen des Schiebers 14 und Deckels 3 können mecha nisch fein bearbeitet sein und zur Abdichtung unmittel bar aufeinander liegen. Diese Dichtungsflächen könn, ten aber auch mit zusätzlichen Dichtungselementen, beispielsweise aus weichem Metall, Gummi, Kunststoff oder einem sonstigen Dichtungsmaterial, ausgerüstet bzw. durch solche zusätzlichen. Dichtungselemente selbst gebildet sein. Es können aber auch andere zu sätzliche Abdichtungsmittel verwendet werden, bei spielsweise flüssige, wie z.
B. Öl, Silikone usw., oder aber plastische Stoffe, wie z. B. Pasten mit Silikonen, Grafit, Kunststoffen, Fetten usw., oder auch pulverför mige Stoffe, wie Grafit, Tonerde, usw. Wenn ein Dich tungsmaterial verwendet wird, welches die Bewegung des Absperrschiebers durch erhöhte Reibung er schwert, dann kann die Ausführung derart sein, dass der, gegebenenfalls durch ein Gegengewicht, entlastete Absperrschieber zuerst vom Dichtungssitz angehoben und dann erst seitwärts verschoben wird.
Somit ist die vorgeschlagene Einrichtung nicht an die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform gebunden, sondern ihre Einzelheiten können im Rah men der Erfindung variiert werden.