Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entgasen von in einer Form erstarrenden Schmelzen.
Bei einer Gussform hat der Speiser die Aufgabe, dem Gussstück Schmelze zum Ausgleich der bei der Erstarrung auftretenden Schrumpfung zuzuführen. Um diese Aufgabe bis zum Ende der Erstarrung erfüllen zu können, muss er gemäss der Anschnitt-Technik einen solchen Modul im Verhältnis zum eigentlichen Gussstück erhalten, dass die Erstarrungsrichtungen im Gussstück auf ihn zulaufen, so dass die Enderstarrung im Speiser stattfindet. Demgemäss stellt der Speiser also nicht nur ein Material, sondern auch ein Wärmereservoir dar.
Um das Wärmeangebot des Speisers und damit das Temperaturgefälle im Gussstück zu vergrössern, werden oft Heizkissen oder exotherme Reaktionsmassen beim Speiser verwendet, bei grossen Gussstücken kann der Speiser sogar beheizt werden, etwa durch eine elektrische Beheizung, wie dies von K. Sesemannt mit einer transportablen elektrischen Lichtbogeneinheit schon im Jahre 1925 durchgeführt wurde.
In einem erstarrenden Gussstück spielen sich also sowohl Material- wie auch Wärmetransportvorgänge ab. Dabei sind insbesondere die Vorgänge im unmittelbaren Bereich der Erstarrungsfront von Interesse, denn hier ist ja die Stelle, wo fortlaufend während der ganzen Erstarrungsp eriode Struktur und chemische Zusammensetzung des neuen Gussstückes entstehen.
Bekannterweise ist die Löslichkeit vieler Elemente in Metallen eine Funktion der Temperatur sowie auch des Aggregatzustandes. Insbesondere beim Übergang vom festen zum flüssigen Zustand ist oft eine starke Zunahme der Löslichkeit zu beobachten, der sogenannte Löslichkeitssprung .
Diese Tatsache soll am Beispiel von Wasserstoff in Eisen erläutert werden:
Entsprechend dem Sievert'schen Gesetz
EMI1.1
ist der im flüssigen oder festen Metall gelöste Wasserstoff H proportional der Sieverts-Konstanten K sowie der Wurzel aus dem im Gleichgewicht stehenden Wasserstoffpartialdruck.
Entsprechend den Sieverts-Konstanten für festes und flüssiges Eisen löst festes Eisen beim Schmelzpunkt ca. 12 ppm und flüssiges Eisen bei derselben Temperatur ca. 26 ppm Wasserstoff, was einer Löslichkeitszunahme um das 2,2fache entspricht. An der Erstarrungsfront koexistiert festes und flüssiges Eisen bei praktisch derselben Temperatur nebeneinander und falls Zeit genug für die Einstellung des Gleichgewichts besteht, d. h.
die Aktivität kann sich auf beiden Seiten der Erstarrungsfront auf denselben Wert einstellen, so wird die eben erstarrte Schicht des Gussstücks 2,2mal weniger Wasserstoff enthalten als die Restscbmelze. Dies führt aber zwangläufig zu einer Wasserstoffanreicherung in der Restschmelze und deshalb kann es in der Praxis bei grossen Gussstücken vorkommen, dass sie im Inneren einen Wasserstoffgehalt aufweisen, welcher wesentlich oberhalb des Wasserstoffgehalts der Schmelze beim Abstich liegt.
Dazu kommt selbstverständlich auch Wasserstoff, welcher vom Formmaterial an die Schmelze abgegeben wurde.
Die Konzentration des Wasserstoffs kann dabei mit folgender Formel beschrieben werden:
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Dabei bedeuten: H Wasserstoffgehalt bei einem bestimmten Grad der - Erstarrung im eben erstarrten Material Sesemann, K., Giesserei 12 (1925), S. 757/8 H0 Wasserstoffgehalt der Schmelze beim Abstechen n Löslichkeitssprung-Faktor = Löslichkeit im flüssi gen Zustand / Löslichkeit im festen Zustand V Volumen der Restschmelze V0 Volumen der Schmelze zu Beginn der Erstarrung
Diese Formel gilt nur für den Fall, dass sich das Wasserstoffgleichgewicht zwischen festem und flüssigem Metall einstellen kann, bei der hohen Diffusionsgeschwindigkeit des Wasserstoffs sowie der langsamen Fortbewegung der Erstarrungsfront in grossen Gussstücken kann dies jedoch angenommen werden.
Dieser Anreicherung des Wasserstoffs stehen zwei Möglichkeiten gegenüber, wie der Wasserstoff ein erstarrendes Gussstück verlassen kann: a) durch Diffusion durch die schon erstarrten Randschichten aussen, b) via Konvektion und Diffusion in der flüssigen Restschmelze zum Speiser, wo ein direkter Stoffübergang vom flüssigen Metall zur Gasphase möglich ist.
Man kann diese ganzen Transportvorgänge im erstarrenden Gussstück durch ein Analogiemodell verdeutlichen:
Dabei stellt das Gussstück einen Kompressionsraum dar, in welchem der Wasserstoff infolge eines Kolbens (Erstarrungsfront) komprimiert wird. Dabei ist der Kolben undicht (Diffusion durch feste Randschicht), so dass ein Teil des Wasserstoffs während der Kompression entweichen kann.
An einer anderen Stelle besitzt der Kompressionsraum eine Undichtigkeit (Stoffübergang im Speiser), über die ebenfalls Wasserstoff entweichen kann. Je nach Kompressionszeit (Erstarrungszeit), Kolben -Undichtigkeit (Diffusionskoeffiziente des Wasserstoffs im festen Material) und zusätzlicher Undichtigkeit (Wasserstoffübergang im Speiser) kommt es zu einer mehr oder weniger grossen Wasserstoffkonzentration.
Im weiteren soll insbesondere die Rolle des Speisers beim Wasserstofftransport im erstarrenden Gussstück behandelt werden.
In einer Schmelze mit Temperaturgefälle kommt es naturgemäss zu Konvektionsbewegungen, wodurch mit Wasserstoff angereicherte Teile der Schmelze, die von der Erstarrungsfront stammen, in den Bereich des Speisers gelangen, wo, falls der Wasserstoffpartialdruck der mit dem Speiser in Verbindung stehenden Atmosphäre niedrig genug ist, der Stoff übergang zur Atmosphäre erfolgen kann.
Ein Speiser ist deshalb ein natürliches Entgasungsverfahren, welches umso besser arbeitet, je stärker die Konvektionsbewegung und je grösser die Übertrittsfläche im Speiser ist, bzw. je länger der Speiser auf Temperaturen bleibt, bei denen ein guter Stoffübergang möglich ist. Diese für den Wasserstoff gemachten Betrachtungen gelten selbstverständlich auch für andere Elemente, welche von der Schmelze in die Gasphase übergehen können.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Wirkungen in so starkem Masse zu verstärken, dass auch bei der Erstarrung von grossen Gussstücken selbst in der Endphase keine Gasgehalte auftreten können, welche zu Werkstoffschäden Anlass geben.
Es handelt sich dabei erfindungsgemäss um ein Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass im Speiser entgast wird, wobei der Schmelze im Speiser Spülgas in der Weise zugeleitet wird, dass eine verstärkte Zirkulation zwischen dem Speiser und der Restschmelze im erstarrenden Gussstück entsteht.
Die Erfindung umfasst ferner eine Vorrichtung zur Durch- führung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, dass der Speiser mittels einer Trennwand in zwei miteinander verbundene Schmelzenräume aufgeteilt ist, wobei im einen Schmelzenraum für eine Aufwärtsströmung mindestens eine Öffnung für das Einleiten eines Spülgases vorgesehen ist, während der andere Raum für den Übertritt der teilweise entgasten Schmelze so ausgebildet ist, dass eine Abwärtsströmung der Schmelze zu den tieferen Regionen der Restschmelze im erstarrenden Gussstück entsteht.
Nachfolgend werden anhand der beiliegenden Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform,
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung einer Vorrichtung, mit welcher das erfindungsgemässe Verfahren durchgeführt werden kann. Über die Zuführungsleitung 1 wird Schmelze 2 in den Hohlraum 6 der Form 3, 4 über die Leitung 5 zugeführt, bis der ganze Form-Hohlraum 6 sowie der Speiser 12 aufgefüllt ist.
Bevor die Schmelze die Zuführung von Spülgas 9, z. B.
Argon, erreicht, wird diese eingeschaltet, damit die Zuleitung des Schutzgases nicht durch die hochsteigende Schmelze verstopft wird. Sobald die Schmelze ein entsprechendes Niveau erreicht hat, welches über der Zwischenwand 11 steht, beginnt sie stark zu zirkulieren, da das zugeführte Argon die Schmelze wie eine Mammutpumpe hochreisst und diese entsprechend dem Pfeil 10 in den Raum 19 hinüberfliesst und entsprechend den Pfeilen 7, 8 an den Ort, wo Argon einströmt, wieder zurückfliesst.
Diese Behandlung für sich allein würde bei entsprechend heisser Schmelze schon genügen, um die entgasende Wirkung des Speisers stark zu erhöhen, indem die Schmelze in diesem besser entgast und die teilweise entgaste Schmelze an den erstarrenden Zonen des Gussstückes entsprechend dem Pfeil 8 vorbeizirkuliert.
In der Praxis ist es jedoch ratsam, die Schmelze im oberen Teil des Speisers aufzuheizen. Dies kann auf verschiedene Weise erfolgen, z. B. mit offenen Flammen von Öl- oder Gasbrennern, die nicht eingezeichnet sind, welche jedoch am Orte 16, 17, ähnlich, wie die Lichtbogenelektroden auf die Schmelze einwirken würden.
Eine andere Art der Heizung ist die Verwendung von Lichtbogen, die mittels Elektroden 16, 17 aufrechterhalten wird.
Es ist daher ratsam, den Speiser 21 mit Hilfe einer Abdeckplatte 13, die den Speiser 21 dicht gegen die Aussenatmosphäre abschliesst, zu versehen. Die über 9 zugeführte Spülgasmenge, z. B. Argon, verdrängt dann im Raume 20 die Luft oder andere ungewünschte Gase und entweicht über die Öffnung 14 entsprechend dem Pfeil 15. Innerhalb einer Edelgasatmosphäre 20 verhalten sich die beiden Elektroden 16,
17 ähnlich wie Plasmabrenner, es ist daher in bestimmten Fällen ratsam, diese mit einer Kühlung 22 zu versehen, welche eine Kaltwasserzufuhr bei 23 hat und bei 24 eine Rückführung des Kühlwassers besitzt. Nicht eingezeichnet, aber einleuchtend ist es, dass man beide Elektroden 16, 17 mit einer Kühlung versehen kann.
Bei solchen Schmelzen, wo Kohlenstoff nicht erwünscht ist, wird man die Elektroden 16, 17 durch kohlenstofffreie, richtige Plasmabrenner ersetzen, was nicht eingezeichnet ist, da der Aufbau entsprechender Plasma-Brenner bekannt ist. Es ist auch möglich, bei 15 eine Kühlung und hinter dieser eine Saugpumpe anzusetzen, wodurch im Raume 20 Unterdruck erzeugt werden kann. Diese Kühlung 42 mit Kühlwasserzufluss 60 und Kühlwasserabfluss 61 sowie Saugpumpe 44 sind in Fig. 2 schematisch dargestellt.
Fig. 2 zeigt eine andere Form der Spülgaszuführung. Der Rührkörper 30 wird mit Hilfe eines Motors 37 über eine hohle Achse 36 in Rotation gebracht. Die Achse 36 ist z. B.
aus oberflächengeschütztém Graphit, um den Angriff der Schmelze herabzusetzen. Der Oberflächenschutz dieser Graphitteile, sei er z. B. als Al203-haltige Schlichte aufgetragen, oder als Schutzüberzug, welcher z. B. mittels Plasmapistole aufgespritzt wird, ist nicht eingezeichnet worden.
Der Rührkörper 30 befindet sich in einem Führungsrohr 35, welches seinerseits bei 31 Öffnungen besitzt, durch die das durch den Rührkörper eingebrachte Spülgas, sowie die durch den Rührkörper herausgeschleuderte Schmelze austreten können. Das Führungsrohr 35 reicht mit seinem Saugende 50 in entsprechende Tiefe des Formkörpers 3, 4. Dadurch wird erreicht, dass die zentralen Zonen des Gussstückes 6, welche zuletzt erstarren sollen, längere Zeit offen bleiben und mit gut entgaster Schmelze gespült werden. Selbstverständlich muss das Führungsrohr 35 im Zuge der Erstarrung angehoben werden, was, da auf der Hand liegend, nicht eingezeichnet wurde.
Die Aufheizung der Schmelze in Fig. 2 geschieht mittels Wechselstrom mit Hilfe der Induktionsspule 33, welche sich ihrerseits in einem Schutzmauerwerk 32 befinden kann.
Die Wandung des Speisers 47 sitzt bei 48 dicht an der Form 4. Mit Hilfe des Rührkörpers 30 wird zwischen den zuletzt erstarrenden Zonen des Gussstückes 6 und der durch die Induktionsspule 33 geheizten Zone des Speisers 47 eine kräftige Zirkulationsströmung aufrechterhalten, die durch Pfeile 31, 49 angedeutet ist.
Bei Verwendung eines Rührkörpers 30 ist es oft ratsam, das bei 31 ausströmende Schutzgas, z. B. Argon, welches sich im Raume 25 sammelt, über die Leitung 26 abzusaugen und über die Leitung 27, die Rotationsdichtung 28, die Hohlachse 36 in den Prozess wieder zurückzuführen.
In einem solchen Falle ist es notwendig, ähnlich, wie bei Fig. 1 den oberen Teil 47 des geheizten Speisers mit Hilfe eines Deckels 34 gegen die Aussenluft dicht abzuschliessen.
Das in diesem Deckel ebenfalls dicht sitzendeFührungsrohr 35 wird in einem solchen Falle über eine Dichtung 46 gegen die rotierende Achse 36 gedichtet.
Mit Hilfe des Kranhakens 39 kann die Höhe des Antriebsmotors 37, welcher seinerseits einen Bügel 38 besitzt, sowie des Rührkörpers 30, richtig eingestellt werden. Bei Absaugung des Schutzgases bei 25 und Rückführung desselben bei 28 ist es oft notwendig, die in diesem angesammelten, aus der Schmelze stammenden Gase zu extrahieren, wodurch das Schutzgas regeneriert wird. Dies kann z. B. folgend geschehen: aus dem Reservegefäss 40 wird in den Schutzgaskreislauf Sauerstoff eingeführt. Das während des Prozesses verloren gegangene Schutzgas wird aus dem Reservegefäss 29 in den Schutzgaskreislauf nachgefüllt. Um z. B. H2, CO, welche aus der Schmelze stammen, zu entfernen, wird dafür Sorge getragen, dass im Verbrennungsofen 41 eine ausreichend hohe Temperatur vorhanden ist, damit der zugesetzte Sauerstoff vor allem den Wasserstoff, zum gewissen Teil auch das CO zu H2O und CO2 bindet.
Unter Umständen benötigt dieser Prozess eine zusätzliche Heizung bei 41, damit die Oxidation von H2, eventuell CO quantitativ erfolgt.
Hierauf wird im Kühler 42, welcher bei 60 und 61 einen Kühlwasser-Zu- und -Abfluss besitzt, heruntergekühlt. 43 ist schematisch dargestellt ein Absorptionsraum, welcher z. B.
mit CaO gefüllt ist und auf diese Art H2O und CO2 bindet.
44, 45 ist eine Pumpe, durch welche der Spülgaskreislauf aufrechterhalten wird. Über eine Rückführung entsprechend dem Pfeil 27 sowie über die dichtende Rotationszuleitung 28 wird das Spülgas in die Hohlachse 36 des Rührkörpers 30 wieder zurückgeführt, wodurch der Kreislauf des Spülgases geschlossen ist.
Selbstverständlich ist es auch möglich, wie schon vorher gesagt, über die Zuführung entsprechend dem Pfeil 27 nur neues Spülgas, z. B. Argon, zuzuführen, welches aus dem Vorratsbehälter 29 stammt Bei reinem Argon kann eine Vorreinigung entfallen.
Gegenüber den bisher bekannten Verfahren der Entgasung, die z. B. schon in der Einschmelzphase, spätestens jedoch in der Abstichpfanne durchgeführt werden, bietet das erfindungsgemässe Verfahren den Vorteil, dass die Entgasung nach erfolgtem Abguss stattfindet, d. h. zu dem Zeitpunkt, wo ein zu hoher Gasgehalt zur Auswirkung kommen würde, nämlich im Moment der Erstarrung.
Bei grossen Gussstücken kann es bei gewissen Materialien trotz einer vorhergehenden weitgehenden Entgasung zumindest in der Endphase der Erstarrung zu schädlichen Gasgehalten im Gussstück kommen. Dazu kommen noch die Gasmengen, welche nach dem Abguss aus dem Formmaterial sowie aus der Atmosphäre in die Schmelze gelangen und die nur durch ein Entgasungsverfahren entfernt werden können, welches nach dem Abguss in die Form wirksam wird.
The invention relates to a method and a device for degassing melts that solidify in a mold.
In the case of a casting mold, the feeder has the task of supplying melt to the casting to compensate for the shrinkage that occurs during solidification. In order to be able to fulfill this task until the end of solidification, according to the gating technique, it must be given such a module in relation to the actual casting that the solidification directions in the casting converge towards it, so that the final solidification takes place in the feeder. Accordingly, the feeder is not only a material, but also a heat reservoir.
In order to increase the heat supply of the feeder and thus the temperature gradient in the casting, heating pads or exothermic reaction masses are often used on the feeder; with large castings, the feeder can even be heated, for example by means of electrical heating, as described by K. Sesemannt with a portable electrical one Arc unit was carried out as early as 1925.
In a solidifying casting, both material and heat transport processes take place. The processes in the immediate area of the solidification front are of particular interest, because this is the point where the structure and chemical composition of the new casting continuously arise during the entire solidification period.
As is well known, the solubility of many elements in metals is a function of the temperature and also of the physical state. A strong increase in solubility, the so-called solubility jump, can often be observed, particularly during the transition from solid to liquid.
This fact should be explained using the example of hydrogen in iron:
According to Sievert's law
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the hydrogen H dissolved in the liquid or solid metal is proportional to Sievert's constant K and the square root of the equilibrium hydrogen partial pressure.
According to Sievert's constants for solid and liquid iron, solid iron dissolves approx. 12 ppm hydrogen at a melting point and liquid iron approx. 26 ppm hydrogen at the same temperature, which corresponds to a 2.2-fold increase in solubility. On the solidification front, solid and liquid iron coexist at practically the same temperature and if there is enough time for equilibrium to be established; H.
the activity can adjust to the same value on both sides of the solidification front, so the layer of the casting that has just solidified will contain 2.2 times less hydrogen than the remainder of the melt. However, this inevitably leads to an accumulation of hydrogen in the residual melt and therefore in practice it can happen with large castings that they have a hydrogen content inside that is significantly above the hydrogen content of the melt when tapping.
In addition, of course, there is also hydrogen, which was released from the molding material to the melt.
The hydrogen concentration can be described with the following formula:
EMI1.2
The following mean: H hydrogen content at a certain degree of - solidification in the just solidified material Sesemann, K., Giesserei 12 (1925), p. 757/8 H0 hydrogen content of the melt during tapping n solubility jump factor = solubility in the liquid state / solubility in the solid state V volume of the residual melt V0 volume of the melt at the beginning of solidification
This formula only applies if the hydrogen equilibrium between solid and liquid metal can be established, but this can be assumed with the high diffusion speed of hydrogen and the slow movement of the solidification front in large castings.
This enrichment of the hydrogen is opposed to two ways in which the hydrogen can leave a solidifying casting: a) by diffusion through the already solidified outer layers, b) via convection and diffusion in the liquid residual melt to the feeder, where a direct mass transfer from the liquid metal to the Gas phase is possible.
These entire transport processes in the solidifying casting can be illustrated by an analogy model:
The casting represents a compression space in which the hydrogen is compressed as a result of a piston (solidification front). The piston is leaky (diffusion through the solid surface layer) so that part of the hydrogen can escape during compression.
At another point, the compression chamber has a leak (mass transfer in the feeder) through which hydrogen can also escape. Depending on the compression time (solidification time), piston leakage (diffusion coefficient of the hydrogen in the solid material) and additional leakage (hydrogen transfer in the feeder), there is a greater or lesser concentration of hydrogen.
In the following, the role of the feeder in hydrogen transport in the solidifying casting will be dealt with in particular.
In a melt with a temperature gradient, convection movements naturally occur, as a result of which parts of the melt enriched with hydrogen that originate from the solidification front reach the area of the feeder, where, if the hydrogen partial pressure of the atmosphere connected to the feeder is low enough, the Substance transition to the atmosphere can take place.
A feeder is therefore a natural degassing process that works better, the stronger the convection movement and the larger the crossover area in the feeder, or the longer the feeder remains at temperatures at which a good mass transfer is possible. These considerations made for hydrogen naturally also apply to other elements which can pass from the melt into the gas phase.
It is the object of the present invention to intensify these effects to such an extent that even when large castings solidify, even in the final phase, no gas contents can occur which give rise to material damage.
According to the invention, this is a method characterized in that degassing is carried out in the feeder, the melt in the feeder being supplied with flushing gas in such a way that increased circulation between the feeder and the residual melt in the solidifying casting occurs.
The invention further comprises a device for carrying out the method, characterized in that the feeder is divided into two interconnected melt spaces by means of a partition, with at least one opening for the introduction of a flushing gas being provided in one melt space for an upward flow other space for the passage of the partially degassed melt is designed so that a downward flow of the melt to the deeper regions of the residual melt in the solidifying casting occurs.
Two exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings. Show it:
1 shows a cross section through a first embodiment,
2 shows a cross section through a second embodiment of the device according to the invention.
1 shows the schematic representation of an apparatus with which the method according to the invention can be carried out. Melt 2 is fed via the supply line 1 into the cavity 6 of the mold 3, 4 via the line 5 until the entire mold cavity 6 and the feeder 12 are filled.
Before the melt the supply of purge gas 9, z. B.
When argon is reached, it is switched on so that the supply line for the protective gas is not blocked by the rising melt. As soon as the melt has reached a corresponding level, which is above the partition 11, it begins to circulate vigorously, as the argon supplied rips the melt up like a mammoth pump and flows over into space 19 according to arrow 10 and according to arrows 7, 8 flows back to the place where argon flows in.
This treatment by itself would be sufficient in the case of a correspondingly hot melt to greatly increase the degassing effect of the feeder, as the melt in it degassed better and the partially degassed melt circulates past the solidifying zones of the casting according to arrow 8.
In practice, however, it is advisable to heat the melt in the upper part of the feeder. This can be done in a number of ways, e.g. B. with open flames from oil or gas burners, which are not shown, but which at locations 16, 17, similar to how the arc electrodes would act on the melt.
Another type of heating is the use of an electric arc, which is maintained by means of electrodes 16, 17.
It is therefore advisable to provide the feeder 21 with the aid of a cover plate 13 which seals the feeder 21 tightly against the outside atmosphere. The amount of flushing gas supplied via 9, e.g. B. argon, then displaces the air or other undesired gases in space 20 and escapes via the opening 14 according to the arrow 15. The two electrodes 16 behave within a noble gas atmosphere 20,
17 similar to plasma torches, it is therefore advisable in certain cases to provide these with a cooling system 22 which has a cold water supply at 23 and a return of the cooling water at 24. Not shown, but it is evident that both electrodes 16, 17 can be provided with cooling.
In such melts, where carbon is not desired, the electrodes 16, 17 will be replaced by carbon-free, correct plasma torches, which is not shown, since the structure of corresponding plasma torches is known. It is also possible to set a cooling system at 15 and a suction pump behind this, whereby a negative pressure can be generated in space 20. This cooling 42 with cooling water inflow 60 and cooling water outflow 61 and suction pump 44 are shown schematically in FIG. 2.
Fig. 2 shows another form of purge gas supply. The stirring body 30 is set in rotation with the aid of a motor 37 via a hollow axle 36. The axis 36 is z. B.
made of surface-protected graphite to reduce the attack of the melt. The surface protection of these graphite parts, be it z. B. applied as Al203-containing size, or as a protective coating, which z. B. is sprayed using a plasma gun, has not been shown.
The stirring body 30 is located in a guide tube 35, which in turn has openings at 31 through which the purge gas introduced by the stirring body and the melt thrown out by the stirring body can exit. The guide tube 35 extends with its suction end 50 into the corresponding depth of the molded body 3, 4. This ensures that the central zones of the casting 6, which are to solidify last, remain open for a long time and are flushed with well degassed melt. Of course, the guide tube 35 must be lifted in the course of the solidification, which, since it is obvious, has not been shown.
The heating of the melt in FIG. 2 takes place by means of alternating current with the aid of the induction coil 33, which in turn can be located in a protective masonry 32.
The wall of the feeder 47 sits close to the mold 4 at 48. With the help of the agitator 30, a strong circulation flow is maintained between the last solidifying zones of the casting 6 and the zone of the feeder 47 heated by the induction coil 33, as indicated by arrows 31, 49 is indicated.
When using a stirring body 30, it is often advisable to use the protective gas flowing out at 31, e.g. B. argon, which collects in space 25, to be sucked off via line 26 and returned to the process via line 27, rotary seal 28, hollow axle 36.
In such a case, as in FIG. 1, it is necessary to seal the upper part 47 of the heated feeder tightly against the outside air with the aid of a cover 34.
The guide tube 35, which is also tightly seated in this cover, is sealed against the rotating shaft 36 by a seal 46 in such a case.
With the aid of the crane hook 39, the height of the drive motor 37, which in turn has a bracket 38, and of the agitator 30, can be set correctly. When suctioning off the protective gas at 25 and returning it at 28, it is often necessary to extract the gases that have accumulated in this and originate from the melt, whereby the protective gas is regenerated. This can e.g. B. happen as follows: from the reserve vessel 40 oxygen is introduced into the protective gas circuit. The protective gas lost during the process is refilled from the reserve vessel 29 into the protective gas circuit. To z. B. H2, CO, which originate from the melt, to remove, care is taken that there is a sufficiently high temperature in the incinerator 41 so that the added oxygen primarily the hydrogen, and to a certain extent also the CO to H2O and CO2 binds.
This process may require additional heating at 41 so that the oxidation of H2 and possibly CO takes place quantitatively.
This is followed by cooling in the cooler 42, which has a cooling water inflow and outflow at 60 and 61. 43 is shown schematically an absorption space, which z. B.
is filled with CaO and in this way binds H2O and CO2.
44, 45 is a pump through which the purge gas cycle is maintained. The flushing gas is returned to the hollow axis 36 of the stirring body 30 via a return line according to the arrow 27 and via the sealing rotary feed line 28, whereby the flushing gas circuit is closed.
Of course, it is also possible, as already said before, only new purge gas, z. B. argon, which comes from the storage container 29, with pure argon, a pre-cleaning can be omitted.
Compared to the previously known method of degassing, the z. B. already carried out in the melting phase, but at the latest in the tapping pan, the inventive method offers the advantage that the degassing takes place after the pouring, d. H. at the time when too high a gas content would have an effect, namely at the moment of solidification.
In the case of large castings, with certain materials, despite a previous extensive degassing, at least in the final phase of solidification, harmful gas contents can occur in the casting. In addition, there are the amounts of gas that get into the melt after casting from the mold material and from the atmosphere and which can only be removed by a degassing process that takes effect in the mold after casting.