CH626653A5

CH626653A5 - Appliance and use thereof for the simultaneous, continuous degassing and filtration of molten metal

Info

Publication number: CH626653A5
Application number: CH85577A
Authority: CH
Inventors: John C Yarwood; James E Dore; Robert K Preuss
Original assignee: Alusuisse
Priority date: 1976-02-02
Filing date: 1977-01-25
Publication date: 1981-11-30
Also published as: JPS52113304A; ATA65677A; JPS5437081B2; IT1067961B; AT360236B; DE2704301A1; BR7700588A; NO770320L; BE850998A; NL7701085A; CA1090587A; ZA77480B; FR2339676A1; GB1569779A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das gleichzeitige, kontinuierliche Entgasen und Filtrieren von geschmolzenem Metall, insbesondere auf die Behandlung dieses Metalls mit einem strömenden Gas. The present invention relates to the simultaneous, continuous degassing and filtering of molten metal, in particular to the treatment of this metal with a flowing gas.

In der Praxis enthält geschmolzenes Metall, insbesondere geschmolzenes Aluminium, im allgemeinen mitgeschleppte und gelöste Verunreinigungen in gasförmiger und fester Form, welche sich auf das gegossene Endprodukt nachteilig auswirken. Diese Verunreinigungen können das gegossene Endprodukt nach dem Erstarren des geschmolzenen Metalls derart beeinflussen, dass die Verarbeitung behindert wird oder das Endprodukt weniger dehnbar sein kann. Schliesslich kann dieses Endprodukt auch eine schlechte Nachbear-beitbarkeit und schlechte Anodisierungseigenschaften haben. In practice, molten metal, especially molten aluminum, generally contains entrained and dissolved impurities in gaseous and solid form, which adversely affect the cast end product. These contaminants can affect the cast end product after the molten metal solidifies such that processing is hindered or the end product may be less ductile. Finally, this end product can also have poor reworkability and poor anodizing properties.

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Die Verunreinigungen können verschiedenen Ursprungs sein. Beispielsweise können diese metallische Verunreinigungen, wie Alkali- und Erdalkalimetalle, einschliessen, sowie okkludierten gasförmigen Wasserstoff und gelöste Filme von Oberflächenoxiden, welche aufgebrochen und vom geschmolzenen Metall mitgeschleppt worden sind, umfassen. Im weiteren können die Einschlüsse von unlöslichen Verunreinigungen, wie beispielsweise Carbiden, Boriden usw. oder erodierten feuerfesten Materialien aus Öfen und Zuführungsrinnen, herrühren. The contaminants can be of various origins. For example, these can include metallic contaminants such as alkali and alkaline earth metals, as well as occluded gaseous hydrogen and dissolved films of surface oxides that have been broken up and carried away by the molten metal. Furthermore, the inclusions can result from insoluble impurities, such as carbides, borides, etc., or eroded refractory materials from furnaces and feed troughs.

Es ist natürlich höchst wünschenswert, das Entgasen und das Filtrieren von geschmolzenem Metall derart zu verbessern, dass solche Verunreinigungen im gegossenen Endprodukt entfernt oder stark herabgemindert sind. Dies ist insbesondere bei geschmolzenem Aluminium der Fall, z.B. wenn das entgaste und filtrierte Metall als dekoratives Produkt, wie als dekorative Verkleidung oder dekoratives Blech, oder als spezielle Eigenschaften aufweisendes Produkt, wie als Schmiedstück oder Strangpressfolie in der Flugzeugindustrie, oder als dünne Folienbahn eingesetzt wird. Die beschriebenen Verunreinigungen bewirken einen Verlust an Eigenschaften, wie Zugfestigkeit und Korrosionswiderstand der erstarrten Legierung, und führen zu einer Verminderung des Verfahrenswirkungsgrades und einem Verlust an Eigenschaften des Endproduktes. Eine Kategorie von Endbearbeitungsfehlern, welche sich bei dekorativen Verkleidungen oder Blechen besonders markant auswirkt, ist beispielsweise der als linearer Fehler («linear defect») bekannte Längsversteifungsfehler («stringer defect»). It is, of course, highly desirable to improve the degassing and filtering of molten metal such that such contaminants in the cast end product are removed or greatly reduced. This is particularly the case with molten aluminum, e.g. if the degassed and filtered metal is used as a decorative product, such as decorative cladding or sheet metal, or as a product with special properties, such as a forging or extruded film in the aircraft industry, or as a thin film web. The impurities described result in a loss of properties, such as tensile strength and corrosion resistance of the solidified alloy, and lead to a reduction in process efficiency and a loss in properties of the end product. One category of finishing defects that has a particularly striking effect on decorative cladding or sheet metal is, for example, the longitudinal stiffening defect known as a “linear defect”.

In üblicher Weise durchgeführte Verfahren mit strömendem Gas, wie das allgemeine Begasen des Schmelzraumes, haben die Einführung des fliessenden Gases in die eine geschmolzene Metallmenge enthaltenden Schmelz- oder Warmhalteofen zum Gegenstand gehabt. Dieses Verfahren machte erforderlich, dass der Ofen während der Behandlung mit strömendem Gas vorübergehend stillgesetzt werden musste, damit das behandelte Metall konstant gehalten und die Behandlung stattfinden konnte. Dieses Vorgehen hatte manche Nachteile, unter anderem sowohl einen verminderten Wirkungsgrad, eine Folge der längeren Unbenutztheit des Ofens während der Gasbehandlung, als auch einer Verminderung der Wirksamkeit infolge des niedrigen Verhältnisses Oberfläche zu Volumen zwischen dem Gasfluss und dem geschmolzenen Metall. Weitere nachteilige Faktoren waren sowohl die Beschränkung dieser Gasbehandlung auf den Schmelzofen selbst, was ein Wiederauftreten von Verunreinigungen in der Schmelze vor dem Giessen ermöglichte, als auch die hohen Emissionen, welche von der benötigten hohen Gasmenge und dem Ort derer Zirkulation herrührten. Processes with flowing gas which have been carried out in the customary manner, such as the general gassing of the melting chamber, have had the object of introducing the flowing gas into the melting or holding furnace containing a molten amount of metal. This procedure required the furnace to be temporarily stopped during the flowing gas treatment in order for the treated metal to remain constant and the treatment to take place. This approach has had some disadvantages, including both reduced efficiency, a consequence of the furnace being idle for a long time during gas treatment, and reduced efficiency due to the low surface area to volume ratio between the gas flow and the molten metal. Further disadvantageous factors were the limitation of this gas treatment to the melting furnace itself, which made it possible for contaminants to reoccur in the melt before casting, as well as the high emissions which resulted from the high amount of gas required and the location of its circulation.

Als Alternative zu den wie oben beschrieben verwendeten, diskontinuierlichen Durchflussverfahren werden gewisse Durchflussverfahren in kontinuierlicher Weise angewendet; d.h. die Behandlung und die dazugehörende Vorrichtung wurden ausserhalb des Schmelz- oder Halteofens durchgeführt bzw. angeordnet, oft entweder zwischen dem Schmelzofen und dem Warmhalteofen oder zwischen dem Warmhalteofen und der Giessmaschine. Dies half, die durch das vorübergehende Ausserbetriebsetzen des Ofens verursachte Unwirt-schaftlichkeit zu mildern, konnte aber den Wirkungsgrad des eigentlichen Verfahrens nicht erfolgversprechend verbessern, weil oft untragbar hohe Mengen von strömendem Gas pro Einheit geschmolzenes Metall erforderlich waren, was kostspielig und der Reinheit der Luft abträglich war. Einige dieser Verfahren verwendeten in Verbindung damit übliche Filtermedien, wie grobmaschige Glasgewebesiebe und Schichtfilter, die beispielsweise aus tafelförmigem Aluminiumoxid bestanden, aber beide den hauptsächlichen Nachteil haben, dass keine gleichmässige Porengrösse aufrechterhalten werden kann. As an alternative to the batch flow methods used as described above, certain flow methods are used in a continuous manner; i.e. the treatment and the associated device were carried out or arranged outside the melting or holding furnace, often either between the melting furnace and the holding furnace or between the holding furnace and the casting machine. This helped alleviate the inefficiency caused by the temporary shutdown of the furnace, but could not promise to improve the efficiency of the actual process because often unbearable amounts of flowing gas per unit of molten metal were required, which was costly and the purity of the air was detrimental. Some of these methods used in connection with it conventional filter media, such as coarse-mesh glass fabric sieves and layer filters, which consisted, for example, of tabular aluminum oxide, but both have the main disadvantage that a uniform pore size cannot be maintained.

Poröse keramische Schaummaterialien sind bekannt, z.B. aus den US-PS 3 090 094 und 3 097 930. Diese porösen keramischen Schaummaterialien sind als besonders nützlich beim Filtrieren von geschmolzenem Metall bekannt und sind in der US-PS 3 893 917 und der DE-OS 26 13 023 beschrieben. Ebenso wird in der DE-OS 26 13 023 eine Vorrichtung und ein Verfahren für das Filtrieren von geschmolzenem Metall beschrieben, bei welchem aus porösem keramischem Material hergestellte Filterplatten verwendet werden. Porous ceramic foam materials are known, e.g. from U.S. Patents 3,090,094 and 3,097,930. These porous ceramic foam materials are known to be particularly useful in filtering molten metal and are described in U.S. Patent 3,893,917 and DE-OS 26 13 023. Likewise, DE-OS 26 13 023 describes a device and a method for filtering molten metal, in which filter plates made of porous ceramic material are used.

Paröse keramische Schaummaterialien sind wegen einer Reihe von Gründen besonders nützlich für das Filtrieren von geschmolzenem Metall, unter anderem wegen ihrem, Parous ceramic foam materials are particularly useful for filtering molten metal for a number of reasons, including their

dank der gleichmässigen und kontrollierbaren Porengrösse vorzüglichen Filtrierwirkungsgrad, ihren niedrigen Kosten, sowie ihrer Problemlosigkeit der Anwendung und der Ersetzbarkeit. Die Tatsache, dass diese keramischen Filter handlich und kostengünstig herzustellen und zu gebrauchen sind, hat die Entwicklung von Mitteln für die leichte und handliche Verwendung dieser porösen keramischen Filter für geschmolzene Metalle in einer gleichzeitig und kontinuierlich einsetzbaren Entgasungs- und Filtriereinheit, welche eine hochwirksame Anordnung darstellt, angeregt. Thanks to the uniform and controllable pore size, excellent filtration efficiency, their low costs, as well as their problem-free use and replaceability. The fact that these ceramic filters are manageable and inexpensive to manufacture and use has led to the development of means for the easy and manageable use of these porous ceramic filters for molten metals in a simultaneously and continuously usable degassing and filtering unit, which is a highly effective arrangement , excited.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung und deren Verwendung für das Entgasen und Filtrieren von geschmolzenem Metall zu schaffen, welche sehr leistungsfähig sind und den Einsatz von handlichen und kostengünstig herzustellenden und zu gebrauchenden Filtermedien von gleichmässiger Porosität erlauben. The present invention is therefore based on the object of providing an improved device and its use for degassing and filtering molten metal which are very powerful and allow the use of filter media of uniform porosity which are easy to handle and inexpensive to produce and use.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe mit einer Vorrichtung nach Patentanspruch 1 und durch die Verwendung der Vorrichtung nach Patentanspruch 2 gelöst. According to the invention the object is achieved with a device according to claim 1 and by using the device according to claim 2.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden als Filtermedien Filterplatten eingesetzt, zweckmässig in Form poröser Keramikfilter mit offenzelliger Schaumstruktur, gebildet durch eine Vielzahl von mit einem Netzwerk aus Keramik umgebenen, miteinander verbundenen Hohlräumen. According to a preferred embodiment, filter plates are used as filter media, expediently in the form of porous ceramic filters with an open-cell foam structure, formed by a large number of interconnected cavities surrounded by a ceramic network.

Das Filtermedium kann in bezug auf die Porengrösse und die Durchlässigkeit unterschiedlich sein, d.h. das erste Medium hat eine verhältnismässig gröberporige Struktur, eine grössere Durchlässigkeit und einen grösseren verfügbaren Fliessquerschnitt als das zweite Medium. The filter medium can be different in terms of pore size and permeability, i.e. the first medium has a relatively coarser-pored structure, greater permeability and a larger available flow cross-section than the second medium.

Die Filterplatten können nach unten zusammenlaufende äussere Seitenflächen haben, die an die ebenfalls nach unten zusammenlaufenden Wandoberflächen der Filterkammer an-gepasst sind. The filter plates can have outer side surfaces converging downwards, which are adapted to the wall surfaces of the filter chamber, which also converge downwards.

Zweckmässig ist auf jeder schrägen Seitenfläche der Filterplatten ein elastisches Dichtungsmittel vorgesehen, welches gegen das geschmolzene Metall beständig ist und welches die nach unten zusammenlaufenden Wandoberflächen der Filterkammer bei der Installation dichtend mit den Filterplatten in Eingriff bringt. An elastic sealant is expediently provided on each inclined side surface of the filter plates, which is resistant to the molten metal and which sealingly engages the filter plates with the wall surfaces of the filter chamber converging downward during installation.

Die erfindungsgemässe Verwendung der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das geschmolzene Metall durch eine Filterkammer, in welcher das Metall durch mindestens zwei nacheinander angeordnete, räumlich getrennte Filtermedien geführt und während dem Durchqueren des ersten der Filtermedien mit einem im Gegenstrom fliessenden Gas in Berührung gebracht wird, das aus mindestens einem in der Filterkammer unter dem ersten und vor dem zweiten Filtermedium angeordneten Gaseinlass austritt, fein verteilt durch das erste der Filtermedien strömt und dabei mit dem geschmolzenen Metall in Berührung kommt. The use of the device according to the invention is characterized in that the molten metal is passed through a filter chamber in which the metal is passed through at least two spatially separated filter media arranged in succession and brought into contact with a gas flowing in countercurrent while crossing the first of the filter media. which emerges from at least one gas inlet arranged in the filter chamber under the first and in front of the second filter medium, flows finely divided through the first of the filter media and comes into contact with the molten metal.

Während diesem Verfahren wird die Oberfläche des ersten Filtermediums unter dem Schmelzspiegel gehalten. Für das Verfahren kann ein strömendes Gas, wie ein Inertgas, During this process, the surface of the first filter medium is kept below the melting level. For the process, a flowing gas, such as an inert gas,

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das vorzugsweise eine kleine Menge einer aktiven gasförmigen Komponente, wie Chlor oder eine vollständig haloge-nierte Kohlenstoffkomponente mitführt, verwendet werden. Wahlweise kann eine Alkali- und Erdalkalichloride sowie Fluoride enthaltende Deckschicht auf der Oberfläche des schmelzflüssigen Metalls, oberhalb des ersten der Filtermedien, liegen. which preferably carries a small amount of an active gaseous component such as chlorine or a fully halogenated carbon component. Optionally, a top layer containing alkali and alkaline earth chlorides as well as fluorides can lie on the surface of the molten metal, above the first of the filter media.

Die Verwendung des Filtermediums der vorliegenden Erfindung in der obenstehenden Vorrichtung ermöglicht, dass der Gasstrom eine feinere Verteilung über die Schmelze erreicht, wodurch der Kontakt von grösseren Gasoberflächen pro Einheit von geschmolzenem Metall ermöglicht wird. Die der vorliegenden Erfindung zuzuschreibende bessere Kinetik trägt zu ihrer verbesserten Wirksamkeit bei. The use of the filter medium of the present invention in the above device enables the gas stream to achieve a finer distribution across the melt, thereby allowing contact of larger gas surfaces per unit of molten metal. The better kinetics attributed to the present invention contribute to its improved effectiveness.

Im weiteren erlaubt die gute Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung, dass die Entgasung mit einer wesentlich kleineren Gasmenge durchgeführt werden kann, wodurch sich auch die Abgasmenge stark vermindert. Furthermore, the good effectiveness of the present invention allows the degassing to be carried out with a substantially smaller amount of gas, which also greatly reduces the amount of exhaust gas.

Die vorliegende Vorrichtung und deren Verwendung ergeben eine beträchtliche Erhöhung der Produktivität in be-zug auf das Entgasen von geschmolzenem Metall, weil das Entgasen ohne Abschalten des Schmelzofens durchgeführt werden kann. Weiter erlaubt die Gestaltung der Vorrichtung deren Anordnung in der Nähe der Giessmaschine, wodurch die Möglichkeit von weiteren, nachträglich in die Schmelze gelangenden Verunreinigungen im wesentlichen ausgeschaltet wird. The present apparatus and its use result in a significant increase in productivity in terms of degassing molten metal because the degassing can be carried out without turning off the furnace. Furthermore, the design of the device allows it to be arranged in the vicinity of the casting machine, thereby essentially eliminating the possibility of further contaminants subsequently entering the melt.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Durchführung eines Durchströmungs- und Filterverfahrens, welches erlaubt, die Menge der bei Verfahren dieser Art erzeugten Abgase markant zu reduzieren. The present invention enables a flow-through and filtering process to be carried out, which allows the amount of exhaust gases generated in processes of this type to be markedly reduced.

Durch die Verwendung von bequem entfernbaren Filtermedien, welche eine sorgfältig kontrollierte Abstufung von Filtereigenschaften haben, ermöglicht die Vorrichtung und die Verwendung vorliegender Erfindung, Grade von Schmelzereinheiten zu erreichen, die bisher nur mit äusserst streng und genau durchgeführten Verfahren möglich waren. Ebenso verlängert die Verwendung eines verhältnismässig grobporigen ersten Filtermediums, welches grössere mitgeschleppte nichtmetallische Teilchen entfernt, bevor die Schmelze den zweiten feineren Filter erreicht, die Lebensdauer dieses letzteren Filters in bedeutendem Ausmasse. Schliesslich muss betont werden, dass diese hohen Reinheitsgrade unter Verwendung von kostengünstig hergestellten Filtermedien erreicht werden. Through the use of easily removable filter media, which have a carefully controlled grading of filter properties, the device and the use of the present invention enables grades of melting units to be achieved which were previously only possible with extremely strictly and precisely carried out processes. Likewise, the use of a relatively coarse-pored first filter medium, which removes larger entrained non-metallic particles before the melt reaches the second finer filter, extends the service life of this latter filter to a significant extent. Finally, it must be emphasized that these high levels of purity can be achieved using filter media manufactured at low cost.

Die Erfindung wird anhand der schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, es zeigen: The invention is explained in more detail with reference to the schematically illustrated exemplary embodiments, which show:

Fig. 1 eine Ansicht der Vorrichtung im Schnitt, mit horizontalen, übereinander angeordneten Filterplatten. Fig. 1 is a view of the device in section, with horizontal, stacked filter plates.

Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht einer Filterplatte. Fig. 2 is a partially broken perspective view of a filter plate.

Fig. 3 eine Ansicht einer alternativen Ausführung der Vorrichtung im Schnitt, mit auf derselben Ebene angeordneten, Seite an Seite liegenden Filterplatten. Fig. 3 is a view of an alternative embodiment of the device in section, with side by side filter plates arranged on the same plane.

Fig. 1 zeigt eine Filterkammer, wie sie in Umguss-Syste-men, die Giesstiegel, Giessbehälter, Transportrinnen, Metallbearbeitungsabteile und dergleichen umfassen, eingesetzt werden können. Wie später noch im Detail dargelegt wird, können die Vorrichtung und die Verwendung der vorliegenden Erfindung an zahlreichen, zwischen dem Schmelzofen und der Giessvorrichtung liegenden Stellen des Metallbearbeitungssystems verwendet werden. So zeigt Fig. 1 eine Vorrichtung 10, die unmittelbar nach der Austrittsöffnung 11 eines Warmhalteofens 12 angeordnet ist. Die aus dem Warmhalteofen 12 ausfliessende Metallmenge kann durch ein Regelorgan kontrolliert werden, welches einen Arretierstab Fig. 1 shows a filter chamber, as they can be used in Umguss systems, which include casting crucibles, casting containers, transport channels, metal processing compartments and the like. As will be explained in detail later, the apparatus and use of the present invention can be used in numerous locations of the metalworking system located between the melting furnace and the casting apparatus. 1 shows a device 10 which is arranged immediately after the outlet opening 11 of a holding oven 12. The amount of metal flowing out of the holding furnace 12 can be controlled by a control element which has a locking rod

13 umfasst. Das Metall fliesst über einen kurzen Durchgang 13 includes. The metal flows over a short pass

14 in die Apparatur 10 und weiter zur Filterkammer 15, worin die Entgasungs- und Filtriervorgänge nach der vorliegenden Erfindung stattfinden. Durch die Kontrolle des Metallflusses in den Übergang 14 mittels der Einstellung des Arretierstabes 13 wird der Schmelzspiegel 16 auf dem Niveau oberhalb des ersten Filtermediums aufrechterhalten, wobei die Höhe des Schmelzspiegels in Fig. 1 zu Illustrationszwecken willkürlich gewählt worden ist. 14 into the apparatus 10 and further to the filter chamber 15, where the degassing and filtering operations take place according to the present invention. By controlling the metal flow in the transition 14 by means of the setting of the locking rod 13, the melting level 16 is maintained at the level above the first filter medium, the level of the melting level in FIG. 1 being chosen arbitrarily for illustration purposes.

Die Filterkammer 15 wird als im wesentlichen napfför-mig dargestellt und ist mit ihrem eingebuchteten Boden unterhalb des Spiegels des Durchganges 14 angeordnet, so dass das die Filterkammer durchquerende Metall durch die Filtermedien nach unten fliesst. Die Ausbildung der Filterkammer 15 ist durch die Ausbildung einer ersten, rundumlaufenden abgeschrägten Fläche 17 und einer zweiten, rundumlaufenden abgeschrägten Fläche 18 gekennzeichnet. Die erste, rundumlaufende abgeschrägte Fläche 17 liegt im oberen Teil der Filterkammer 15 und beginnt nach Fig. 1 auf der Höhe des Bodens des Durchganges 14. Die zweite, rundumlaufende abgeschrägte Fläche 18 liegt, wie Fig. 1 zeigt, derart in der Filterkammer 15, dass diese in zwei Unterkammern 19 und 20 getrennt wird. Die rundumlaufenden abgeschrägten Flächen 17 und 18 laufen nach unten zusammen, was ein schnelles Einsetzen und Auswechseln von entsprechend geformten Filtermedien ermöglicht. Die rundumlaufende abgeschrägte Fläche 18 ist kleiner als die rundumlaufende abgeschrägte Fläche 17, was eine ungehinderte Handhabung der darin eingesetzten Filtermedien ermöglicht. Obwohl 17 und 18 als rundumlaufende abgeschrägte Flächen dargestellt sind, können im Rahmen der Erfindung, wie später noch ausgeführt wird, auch andere Mittel zur Auflage und Befestigung der Filtermedien verwendet werden. The filter chamber 15 is shown as essentially cup-shaped and is arranged with its indented bottom below the level of the passage 14, so that the metal passing through the filter chamber flows down through the filter media. The design of the filter chamber 15 is characterized by the formation of a first, all-round beveled surface 17 and a second, all-round beveled surface 18. The first, all-round beveled surface 17 lies in the upper part of the filter chamber 15 and, according to FIG. 1, begins at the level of the bottom of the passage 14. The second, all-round beveled surface 18 lies, as FIG. 1 shows, in the filter chamber 15, that it is separated into two subchambers 19 and 20. The all-round beveled surfaces 17 and 18 converge downwards, which enables the quick insertion and replacement of appropriately shaped filter media. The all-round beveled surface 18 is smaller than the all-round beveled surface 17, which enables unhindered handling of the filter media used therein. Although 17 and 18 are shown as all-round beveled surfaces, other means for supporting and fastening the filter media can also be used within the scope of the invention, as will be explained later.

Die Unterkammer 19 umfasst den zwischen dem ersten Filtermedium 21 und dem zweiten Filtermedium 22 liegenden Bereich. Wie dargestellt, können die Filtermedien 21 und 22 gleichfalls nach unten zusammenlaufende Seitenflächen 23, welche an die entsprechend geformten rundumlaufenden abgeschrägten Flächen 17 und 18 der Filterkammer ange-passt sind, besitzen. Die nach unten zusammenlaufenden Seitenflächen 23 werden mit elastischen Dichtungsmitteln 24 versehen, welche gegen geschmolzenes Metall beständig sind; die jeweiligen, mit Dichtungsmitteln 24 versehenen Filtermedien 21 und 22 werden der Reihe nach in die Filterkammer 15 eingesetzt, so dass sie über das Dichtungsmittel 24 jederzeit mit den entsprechenden rundumlaufenden abgeschrägten Flächen 17 und 18 in Eingriff stehen. The subchamber 19 comprises the area lying between the first filter medium 21 and the second filter medium 22. As shown, the filter media 21 and 22 can also have side surfaces 23 converging downwards, which are matched to the correspondingly shaped all-round beveled surfaces 17 and 18 of the filter chamber. The side surfaces 23 converging downward are provided with elastic sealing means 24 which are resistant to molten metal; the respective filter media 21 and 22 provided with sealing means 24 are inserted one after the other into the filter chamber 15, so that they are in engagement at any time with the corresponding all-round beveled surfaces 17 and 18.

Wie früher erwähnt, teilt die Anordnung von rundumlaufenden abgeschrägten Flächen 17 und 18, welche die jeweiligen Filtermedien 21 und 22 stützen, die Filterkammer 15 vollständig in die Unterkammern 19 und 20. Wie in Fig. 1 dargestellt und in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, ist die Unterkammer 19 mit mindestens einem Ein-lass 25 versehen, der die Öffnung oder die Öffnungen eines oder mehrerer Gaszuleitungen 26 umfasst und durch welchen ein von einer äusseren, nicht gezeigten Quelle zugeführtes Gas in die Schmelze eingeführt werden kann. In der vorliegenden Vorrichtung und bei deren Verwendung kann eine grosse Auswahl von bekannten Gasen eingesetzt werden, wie Chlor oder andere halogenhaltige Verbindungen, im weiteren sowohl Kohlenmonoxid als auch Inertgase, beispielsweise Stickstoff oder Stickstoff enthaltende Mischungen, Argon oder Argon enthaltende Mischungen und Helium oder Helium enthaltende Mischungen. Eine bevorzugte Gasmischung besteht aus Stickstoff mit ungefähr 0,1-5 Vol.% Di-chlorodifluoromethan, wobei als Inertgaskomponente auch Helium, Argon oder Mischungen angewendet werden können. Dichlorodifluoromethan kann ganz oder teilweise durch Chlor oder vollständig chlorierte oder chlorofluorierte Kohlenwasserstoffe, die weniger als sechs Kohlenstoffatome im As mentioned earlier, the arrangement of all-round tapered surfaces 17 and 18 that support the respective filter media 21 and 22 completely divides the filter chamber 15 into the subchambers 19 and 20. As shown in FIG. 1 and in accordance with the present invention the sub-chamber 19 is provided with at least one inlet 25, which comprises the opening or openings of one or more gas supply lines 26 and through which a gas supplied from an external source, not shown, can be introduced into the melt. A large selection of known gases, such as chlorine or other halogen-containing compounds, furthermore both carbon monoxide and inert gases, for example mixtures containing nitrogen or nitrogen, mixtures containing argon or argon and helium or helium containing can be used in the present device and in the use thereof Mixtures. A preferred gas mixture consists of nitrogen with about 0.1-5% by volume di-chlorodifluoromethane, whereby helium, argon or mixtures can also be used as the inert gas component. Dichlorodifluoromethane can be wholly or partly by chlorine or fully chlorinated or chlorofluorinated hydrocarbons which have less than six carbon atoms in the

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Molekül aufweisen, ersetzt werden. In Verbindung mit dieser Gasmischung kann auf der Oberfläche der Schmelze, im Bereich des Durchganges 14, eine geschmolzene Salzmischung verwendet werden. Diese wahlweise eingesetzte Salzmischung kann Mischungen von Alkali- und Erdalkalichloriden und ein Fluorid enthalten. Eine spezifische Zusammensetzung kann beispielsweise 40-50% NaCl, 45-55% KCl und 5% Na3AlF6 enthalten. Diese und weitere an sich bekannte Flussmittel sind in der US-PS 3 854 934 näher beschrieben, ohne jedoch die einzig möglichen Ausführungsformen darzustellen. Have molecule to be replaced. In connection with this gas mixture, a molten salt mixture can be used on the surface of the melt in the area of the passage 14. This optionally used salt mixture can contain mixtures of alkali and alkaline earth chlorides and a fluoride. A specific composition can contain, for example, 40-50% NaCl, 45-55% KCl and 5% Na3AlF6. These and other fluxes known per se are described in more detail in US Pat. No. 3,854,934, but without representing the only possible embodiments.

Eines der erfindungswesentlichen Merkmale besteht in der Anordnung des Gaseinlasses, der in Fig. 1 durch die Öffnung 25 dargestellt wird, in bezug auf das erste Filtermedium, die Filterplatte 21. Genauer ausgedrückt ist die Öffnung 25 so angeordnet, dass das daraus austretende Gas durch das in der Unterkammer 19 enthaltene schmelzflüssige Metall zu dem ersten Filtermedium 21 aufsteigen und durch dieses hindurchströmen kann, nachdem das Gas sich regelmässig verteilt hat, so dass ein Gegenstromkontakt mit dem geschmolzenen Metall entsteht, welches in Gegenrichtung durch das erste Filtermedium strömt. An dieser Stelle im Filter 21 findet die unerwartet wirksame Entfernung von Verunreinigungen statt, wobei verhältnismässig grobe, unerwünschte, partikelförmige Einschlüsse, unerwünschte Gase und gewisse gelöste metallische Elemente aus der Schmelze ausgeschieden werden und dann durch die Gegenstromwir-kung des strömenden Gases zur Oberfläche der Schmelze aufsteigen, wo das partikelförmige Material anschliessend durch übliche Oberflächenbehandlungsmethoden, wie Abschöpfen oder dergleichen, entfernt werden kann, falls dies gewünscht wird. Die Wirkungsweise des strömenden Gases wird in Fig. 1 schematisch dargestellt, in welcher das Gas als eine grosse Zahl von Blasen 27 eingezeichnet ist, welche aus der Einlassöffnung 25 austreten und durch das Filtermedium One of the features essential to the invention consists in the arrangement of the gas inlet, which is represented in FIG. 1 by the opening 25, with respect to the first filter medium, the filter plate 21. More precisely, the opening 25 is arranged in such a way that the gas emerging therefrom through the Molten metal contained in the subchamber 19 can rise to the first filter medium 21 and flow therethrough after the gas has been distributed regularly, so that a countercurrent contact with the molten metal arises, which flows in the opposite direction through the first filter medium. At this point in the filter 21, the unexpectedly effective removal of impurities takes place, with relatively coarse, undesirable, particulate inclusions, unwanted gases and certain dissolved metallic elements being separated from the melt and then due to the countercurrent effect of the flowing gas on the surface of the melt rise, where the particulate material can then be removed by conventional surface treatment methods, such as skimming or the like, if desired. The mode of operation of the flowing gas is shown schematically in FIG. 1, in which the gas is shown as a large number of bubbles 27 which emerge from the inlet opening 25 and through the filter medium

21 zur Oberfläche 16 der Schmelze aufsteigen. Im weiteren kann sich auf der Oberfläche 16 des geschmolzenen Metalls eine in Fig. 1 nicht eingezeichnete, schon früher erwähnte geschmolzene Salzmischung befinden, welche zusammen mit dem strömenden Gas eine besonders wirksame Ausführungsform darstellt. 21 rise to the surface 16 of the melt. Furthermore, on the surface 16 of the molten metal there can be a molten salt mixture, not shown in FIG. 1, which was mentioned earlier and which, together with the flowing gas, represents a particularly effective embodiment.

Nachdem es beim Durchqueren des Filtermediums 21 in Berührung mit dem aufsteigenden Gas gekommen ist, fliesst das geschmolzene Metall durch Unterkammer 19 und weiter durch Filtermedium 22, welches nach Fig. 1 eine Filterplatte mit relativ feiner Porengrösse ist. Während der Hauptzweck des ersten Filtermediums 21 darin besteht, dass das strömende Gas zur Gewährleistung eines innigen und ausgedehnten Kontaktes mit der Schmelze aufgeteilt und fein verteilt wird, besteht der Zweck des zweiten Filtermediums After it has come into contact with the rising gas when passing through the filter medium 21, the molten metal flows through the subchamber 19 and further through the filter medium 22, which according to FIG. 1 is a filter plate with a relatively fine pore size. While the primary purpose of the first filter medium 21 is to divide and finely distribute the flowing gas to ensure intimate and extensive contact with the melt, the primary purpose of the second filter medium is

22 darin, dass irgendwelche restlichen, nichtmetallischen Partikel der Schmelze zurückgehalten werden, wenn diese durch das Filter fliesst. So ist das aus dem Filtermedium 22 in die zweite Unterkammer 20 fliessende geschmolzene Metall gereinigt und bereit, durch die Auslassrinne 28 entweder zu einer Giessmaschine oder, falls erwünscht, zu einer weiteren Bearbeitung überführt zu werden. 22 in that any remaining non-metallic particles of the melt are retained as it flows through the filter. Thus, the molten metal flowing from the filter medium 22 into the second sub-chamber 20 is cleaned and ready to be transferred through the outlet trough 28 either to a casting machine or, if desired, for further processing.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Filtermedien von einheitlicher, enger Toleranz sind und mit markanter Kostenreduktion hergestellt werden können. Demgemäss besteht das filterartige Medium der vorliegenden Erfindung vorzugsweise aus einer Filterplatte, wie sie in Fig. 2 dargestellt wird. Die Filterplatte 29 besitzt eine offenzellige Struktur, welche durch eine Vielzahl von miteinander verbundenen Hohlräumen gebildet wird, so dass das geschmolzene Metall zur Entfernung oder Verminderung von mitgeschleppten Festpartikeln aus dem gegossenen Endprodukt oder zur Erleichterung des Austausches von Verunreinigungen zwischen Schmelze und einem im Gegenstrom aufsteigenden Gas durchfliessen kann. Ein solches Filter kann beispielsweise durch eine feste Filterplatte gebildet werden, welche aus einem gesinterten Ke-5 ramikaggregat oder aus einer porösen Kohlenstoffplatte hergestellt werden kann. Another important feature of the present invention is that the filter media are of uniform, narrow tolerance and can be manufactured with a marked reduction in costs. Accordingly, the filter-like medium of the present invention preferably consists of a filter plate as shown in FIG. 2. The filter plate 29 has an open cell structure which is formed by a plurality of interconnected cavities so that the molten metal is used to remove or reduce entrained solid particles from the cast end product or to facilitate the exchange of contaminants between the melt and a gas rising in countercurrent can flow through. Such a filter can be formed, for example, by a solid filter plate, which can be produced from a sintered ceramic aggregate or from a porous carbon plate.

In der bevorzugten Ausführungsform wird ein keramisches Filter schaumartiger Struktur verwendet, wie es in der oben erwähnten DE-OS 26 13 023 beschrieben wird. In Über-io einstimmung mit der Lehre dieser früheren Anmeldung können keramische Filter hergestellt werden, welche eine offen-zellige Struktur haben, die durch eine Vielzahl von mit einem Netzwerk aus keramischem Material umgebenen, miteinander verbundenen Hohlräumen gebildet werden. Die Keramikfilter 15 haben eine Luftdurchlässigkeit im Bereich von 400-8000 X 10~7 cm2, vorzugsweise von 400-2500 X 10~7, eine Porosität oder einen Hohlraumanteil von 0,80 bis 0,95 und eine Porenzahl von 2 bis 18, vorzugsweise von 8 bis 18, je 1 cm Länge. Die Werte für die Luftdurchlässigkeit lassen sich nach J. M. 20 Dallevalle, Micromeritics, publiziert von Pitman 1948, Seite 263, berechnen. Die Werte für die Porosität sind zu ermitteln nach W. D. Kingery, Introduction to Ceramics, publiziert von John Wiley, 1960, Seite 416. In the preferred embodiment, a ceramic filter of foam-like structure is used, as described in the above-mentioned DE-OS 26 13 023. In accordance with the teachings of this earlier application, ceramic filters can be made which have an open-cell structure formed by a plurality of interconnected cavities surrounded by a network of ceramic material. The ceramic filters 15 have an air permeability in the range of 400-8000 X 10 ~ 7 cm2, preferably 400-2500 X 10 ~ 7, a porosity or a void fraction of 0.80 to 0.95 and a pore number of 2 to 18, preferably from 8 to 18, each 1 cm long. The air permeability values can be calculated according to J.M. 20 Dallevalle, Micromeritics, published by Pitman 1948, page 263. The porosity values are to be determined according to W. D. Kingery, Introduction to Ceramics, published by John Wiley, 1960, page 416.

Die Fliessgeschwindigkeit des geschmolzenen Metalls 25 durch das Filter kann im Bereich von 13 bis 130 cm3/cm2 Filterfläche und pro Minute liegen. Das keramische Schaumfilter, das in der erwähnten DE-OS 26 13 023 beschrieben wird, ist für die vorliegende Erfindung besonders geeignet, The flow rate of the molten metal 25 through the filter can range from 13 to 130 cm3 / cm2 filter area and per minute. The ceramic foam filter, which is described in the mentioned DE-OS 26 13 023, is particularly suitable for the present invention,

weil es mit niedrigen Kosten hergestellt und daher leicht auf 30 Wegwerfbasis verwendet werden kann. Überdies ist dieses Filter beim Filtrieren von geschmolzenem Metall überraschend gut wirksam, insbesondere bei Aluminium, und es ist, was insbesondere bei einem preisgünstigen Filtrieren mit hohem Wirkungsgrad erstaunlich ist, leicht den Erfordernissen 35 der Praxis anzupassen. because it is manufactured at a low cost and can therefore be easily used on a disposable basis. Moreover, this filter is surprisingly effective in filtering molten metal, particularly aluminum, and it is, which is surprising, particularly in the case of inexpensive, high-efficiency filtering, easy to adapt to practical requirements.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das erste Filtermedium 21 mit einer verhältnismässig groben Porengrösse hergestellt werden, die im Bereich von 2 bis 18 Poren je cm Länge liegt, was einer 40 Luftdurchlässigkeit im Bereich von 2500 bis 8000 X IO"1 cm2 entspricht, während das zweite Filtermedium 22 ein verhältnismässig feinporiges Filter umfassen kann, welches eine Porenzahl von 8 bis 18 je 1 cm Länge und eine Luftdurchlässigkeit von 400 bis 2500 X 10-7 cm2 aufweist. Natürlich 45 können sowohl die Luftdurchlässigkeit als auch die Porengrösse des betreffenden Filtermediums, wie bereits erwähnt, je nach dem besonderen, zu filtrierenden Material verändert werden und deshalb auch ausserhalb der angegebenen Bereiche liegen. According to a preferred embodiment of the present invention, the first filter medium 21 can be produced with a relatively coarse pore size, which is in the range from 2 to 18 pores per cm length, which corresponds to an air permeability in the range from 2500 to 8000 X IO "1 cm2, while the second filter medium 22 can comprise a relatively fine-pored filter which has a pore number of 8 to 18 per 1 cm length and an air permeability of 400 to 2500 X 10-7 cm 2. Naturally, both the air permeability and the pore size of the filter medium in question can , as already mentioned, are changed depending on the particular material to be filtered and are therefore also outside the specified ranges.

so Das keramische Filter schaumartiger Struktur kann in Übereinstimmung mit der US-PS 3 893 917 und US-PS 3 962 081 zu entnehmenden, allgemeinen Verfahren hergestellt werden. The ceramic filter of foam-like structure can be made in accordance with general procedures described in U.S. Patent Nos. 3,893,917 and 3,962,081.

Wie in Fig. 2 gezeigt wird, kann die Filterplatte 29 der 55 vorliegenden Erfindung nach unten zusammenlaufende Seitenflächen 30 haben, welche an die entsprechenden, rundumlaufenden Flächen der Filterkammer angepasst sind, wie dies in den Figuren 1 und 3 dargestellt wird. Natürlich liegt es im Rahmen der Erfindung, anstelle der in den Figuren 60 dargestellten Ausführungsformen eine grosse Anzahl von Variationen der geometrischen Konfiguration vorzunehmen. As shown in FIG. 2, the filter plate 29 of the present invention may have downwardly converging side surfaces 30 which are adapted to the corresponding all-round surfaces of the filter chamber, as shown in FIGS. 1 and 3. Of course, it is within the scope of the invention to make a large number of variations in the geometric configuration instead of the embodiments shown in FIGS.

Wenn die Filterplatte der vorliegenden Erfindung als Wegwerfartikel konzipiert wird, ist es wesentlich, ein wirkungsvolles Dichtungsmittel für die Seitenflächen der Filter-65 platten vorzusehen, welches leicht anzubringen, abzubauen und von den Seitenflächen der Filterplatte zu entfernen ist. Die Filterkammer selbst ist normalerweise ein zur Zuführungsrinne, zur Giesspfanne, zur Giesswanne usw. gehörender When designing the filter plate of the present invention as a disposable item, it is essential to provide an effective sealant for the side surfaces of the filter plates that is easy to attach, disassemble, and remove from the side surfaces of the filter plate. The filter chamber itself is usually a part of the feed trough, pouring ladle, pouring trough, etc.

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Teil und sollte aus feuerfesten Materialien hergestellt sein, welche gegen geschmolzenes Metall ähnlich widerstandsfähig sind, wie dies für übliche Anfertigungen von Zuführungsrinnen der Fall ist. Es ist bevorzugt, die Filterplatte mit einem elastischen Dichtungsmittel oder einer Dichtungsmanschette an ihrem vorgesehenen Ort anzubringen, wie dies früher gezeigt und besprochen worden ist. Das elastische Dichtungsmittel oder die Dichtungsmanschette begrenzen die Filterplatte an deren äusseren, nach unten zulaufenden Schrägflächen. Die manschettenförmigen Dichtungen gewährleisten eine pannenfreie Installation und bilden ebenso ein tatsächliches Trennmedium, was für ein leichtes Auseinandernehmen wesentlich ist. Zusätzlich verhindern Manschetten oder Dichtungsmittel das Eindringen von Metall zu den Dichtungsflächen der Filterträgereinheiten, ihr Gebrauch erleichtert das Reinigen beträchtlich und verlängert die Lebensdauer der Filtereinheit wirkungsvoll, indem die Probleme betreffend den Angriff von Metall ausgeschaltet werden. Überdies kann die Manschette bzw. das Dichtungsmittel dank ihrer Elastizität genügend Reibungskraft aufbringen, um den Filterkörper am vorgesehenen Ort in der Filterkammer halten zu können, ohne dass zu anderen, zusätzlichen Ausführungsformen von Haltevorrichtungen Zuflucht genommen werden muss. Das Dichtungsmittel sollte gegenüber dem zu filtrierenden geschmolzenen Metall nicht-benetzend sein, dessen chemischem Angriff widerstehen und feuerfest genug sein, um auch hohen Verfahrenstemperaturen zu widerstehen. Part and should be made of refractory materials that are similarly resistant to molten metal as is the case with conventional feeder trays. It is preferred to attach the filter plate in place with an elastic sealant or gasket, as previously shown and discussed. The elastic sealant or the sealing collar delimit the filter plate on its outer, sloping surfaces. The cuff-shaped seals ensure a trouble-free installation and also form an actual separation medium, which is essential for easy disassembly. In addition, sleeves or sealants prevent metal from entering the sealing surfaces of the filter support units, their use makes cleaning considerably easier and effectively extends the life of the filter unit by eliminating the metal attack problems. In addition, thanks to its elasticity, the cuff or the sealing means can apply enough frictional force to be able to hold the filter body at the intended location in the filter chamber, without having to resort to other, additional embodiments of holding devices. The sealant should be non-wetting against the molten metal to be filtered, resist chemical attack, and be fireproof enough to withstand high process temperatures.

Die plattenförmigen Filtereinheiten der vorliegenden Erfindung können durch Manschetten um ihre Seitenflächen und/oder nur an deren oberen und unteren äusseren Umfang abgedichtet werden. Die plattenförmigen Filtereinheiten der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise durch eine randförmige, entlang der Seitenfläche der Filterplatte ver-leufende Manschette abgedichtet, wodurch ein fester Dich-tungsabschluss gewährleistet ist und das Filter, im Zusammenwirken mit der Dichtungsmanschette, an Ort und Stelle festgehalten wird. Falls ein einfacher Presssitz nicht ausreicht, um das Filter an Ort und Stelle festzuhalten, können natürlich eine grosse Zahl von mechanischen Befestigungsmitteln, wie beispielsweise Keile oder Niederhaltegewichte, verwendet werden. Nach einer anderen, nicht dargestellten Anordnung, kann die Vorrichtung 10 von Fig. 1 bei den rundumlaufenden, abgeschrägten Flächen 17 und 18 geteilt werden, so dass der zum Festhalten der Filterplatten notwendige Druck beim Schliessen der aufgespaltenen Einheit durch die klemmende Wirkungsweise des Verschliessens ausgeübt werden kann. Der nach unten zusammenlaufende Winkel der abgeschrägten Flächen der Filterkammer und der entsprechend nach unten zusammenlaufende Winkel der Seitenflächen der Filterplatte sind geeignet, eine feste Abdichtung zu bilden und das Filter gegen darauf einwirkende Hubkräfte an Ort und Stelle zu halten. Natürlich sollte die Dichtungsmanschette oder das Dichtungsmittel, wie oben erwähnt, gegen das verwendete, geschmolzene Metall beständig sei. Typische Dichtungsmaterialien, die bei der Behandlung von geschmolzenem Aluminium verwendet werden, umfassen faserförmige, feuerfeste Abdichtungen, die mannigfache Zusammensetzungen haben können. Als Beispiele für solche Dichtungsmaterialien seien erwähnt: The plate-shaped filter units of the present invention can be sealed by cuffs around their side surfaces and / or only on their upper and lower outer circumference. The plate-shaped filter units of the present invention are preferably sealed by an edge-shaped sleeve that runs along the side surface of the filter plate, which ensures a tight seal and the filter, in cooperation with the sealing sleeve, is held in place. If a simple press fit is not sufficient to hold the filter in place, a large number of mechanical fasteners, such as wedges or hold-down weights, can of course be used. According to another arrangement, not shown, the device 10 of FIG. 1 can be divided in the circumferential, beveled surfaces 17 and 18, so that the pressure required to hold the filter plates when the split unit is closed is exerted by the clamping action of the closing can. The downward converging angle of the tapered surfaces of the filter chamber and the corresponding downward converging angle of the side surfaces of the filter plate are suitable for forming a tight seal and holding the filter in place against the lifting forces acting on it. Of course, as noted above, the gasket or sealant should be resistant to the molten metal used. Typical sealing materials used in the treatment of molten aluminum include fibrous, refractory seals, which can have a variety of compositions. Examples of such sealing materials are:

— ungefähr 45% Aluminiumoxid, 52% Siliziumoxid, Approximately 45% aluminum oxide, 52% silicon oxide,

1,3% Eisenoxid und 1,7% Titanoxid; 1.3% iron oxide and 1.7% titanium oxide;

— ungefähr 55% Siliziumoxid, 40,5% Aluminiumoxid, - about 55% silicon oxide, 40.5% aluminum oxide,

4% Chromoxid und 0,5% Eisenoxid; 4% chromium oxide and 0.5% iron oxide;

— ungefähr 53% Siliziumoxid, 46% Aluminiumoxid und Approximately 53% silicon oxide, 46% aluminum oxide and

1% Eisenoxid. 1% iron oxide.

In Fig. 3 wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei welcher die Vorrichtung 3 shows a further embodiment of the present invention, in which the device

31 einen Durchgang 32 umfasst, welcher zu einer kontinuierlichen Filterkammer 33 führt. Die Filterkammer 33 unterscheidet sich von der Filterkammer 15 von Fig. 1 dadurch, dass sie nicht in zwei vollständig getrennte Unterkammern aufgeteilt ist. In Fig. 3 ist das grobporige Filtermedium 21' im wesentlichen Seitenfläche an Seitenfläche mit dem feinporigen Filtermedium 22' angeordnet. Die beiden Filtermedien werden durch eine Trennwand 34, welche am Durchgang 32 und an der Abflussrinne 35 befestigt ist und dieselbe Höhe wie diese aufweist, getrennt. Wie in der Vorrichtung von Fig. 1 ist in der Filterkammer 33, nahe unter dem grobporigen Filtermedium 21', eine Einlassöffnung 25' für das Gas angeordnet, welches in ähnlicher Weise durch die Rohrleitung 26' zugeführt wird. So kann das aus der Einlassöffnung 25' strömende Gas durch das Filtermedium 21' strömen und im Gegenstrom den gewünschten Kontakt und Austausch mit der abwärtsfliessenden Schmelze erreichen. Der Unterschied in der Anordnung der Filterkammer 33 macht erforderlich, dass die Schmelze vorerst abwärts, dann um die Trennwand 34 und auf ihrem Weg zur Abflussrinne 35 schliesslich aufwärts durch das Filtermedium 22' fliesst, wo sie abschliessend filtriert wird. Wie die Vorrichtung 10 nach Fig. 1, ist auch die Vorrichtung 31 mit rundumlaufenden, nach unten zusammenlaufenden Schrägflächen versehen, damit die entsprechenden Filtermedien angeordnet und gestützt werden können. Entsprechend der Ausführung nach Fig. 1 sind die Seitenflächen der Filtermedien mit elastischen Dichtungsmitteln versehen, um die gewünschte Befestigung der Filter in den rundumlaufenden, abgeschrägten Flächen der Filterkammer zu erzielen. 31 comprises a passage 32 which leads to a continuous filter chamber 33. The filter chamber 33 differs from the filter chamber 15 of FIG. 1 in that it is not divided into two completely separate subchambers. In Fig. 3, the coarse-pored filter medium 21 'is arranged essentially side by side with the fine-pored filter medium 22'. The two filter media are separated by a partition 34, which is fastened to the passage 32 and the trough 35 and has the same height as this. As in the device of FIG. 1, in the filter chamber 33, close to the coarse-pored filter medium 21 ', there is an inlet opening 25' for the gas, which is similarly supplied through the pipeline 26 '. Thus, the gas flowing out of the inlet opening 25 'can flow through the filter medium 21' and achieve the desired contact and exchange with the downward flowing melt in countercurrent. The difference in the arrangement of the filter chamber 33 requires that the melt initially flows downwards, then around the partition wall 34 and finally on its way to the trough 35 through the filter medium 22 ', where it is finally filtered. Like the device 10 according to FIG. 1, the device 31 is also provided with all-round, downwardly converging inclined surfaces so that the corresponding filter media can be arranged and supported. 1, the side surfaces of the filter media are provided with elastic sealing means in order to achieve the desired fastening of the filters in the all-round, beveled surfaces of the filter chamber.

Es gibt eine grosse Anzahl von Gelegenheiten, bei welchen die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung in allen oben erwähnten Ausführungsformen angewendet werden können. Insbesondere beim Beispiel des Stranggiessens kann ein Paar von solchen Filterkammern in paralleler Anordnung verwendet werden. Bei einem solchen Verfahren kann angesichts der langen Verfahrensdauer und der damit verbundenen grossen Menge von geschmolzenem Metall ein häufiger Wechsel des Filtermediums während dem Verfahren erforderlich sein. Solche Wechsel können durch die Verwendung von parallelen Fliesskanälen, von welchen jeder eine Filterkammer enthält, erleichtert werden, zusammen mit einem Mittel für die Umlenkung des fliessenden Metalls von einem Kanal zum anderen, wie Ventilen, Stauanlagen und dergleichen. Der Fluss kann so während einer bestimmten Zeit auf eine Filterkammer beschränkt werden und könnte auf einem anderen Kanal umgelenkt werden, sobald das Druckgefälle über die erste Filterkammer zu gross würde. Es ist leicht einzusehen, dass eine solche Umschaltmöglichkeit die Versorgung einer Stranggussanlage mit einem endlosen Strom von filtriertem Metall gewährleistet. There are a large number of occasions when the apparatus and method of the present invention can be used in all of the above-mentioned embodiments. Particularly in the example of continuous casting, a pair of such filter chambers can be used in a parallel arrangement. With such a process, the filter medium may have to be changed frequently during the process, given the long process time and the associated large amount of molten metal. Such changes can be facilitated by the use of parallel flow channels, each containing a filter chamber, along with means for diverting the flowing metal from one channel to another, such as valves, dams, and the like. The flow can thus be restricted to a filter chamber for a certain time and could be diverted to another channel as soon as the pressure drop across the first filter chamber became too great. It is easy to see that such a switchover option ensures that a continuous casting plant is supplied with an endless stream of filtered metal.

Überdies können an der vorliegenden Vorrichtung und dem Verfahren einige Modifikationen zur Anpassung an Variationen im Behandlungsverfahren des geschmolzenen Metalls vorgenommen werden. Wenn beispielsweise kleine, individuelle Serien von geschmolzenem Metall hergestellt und vergossen werden, ist es wünschenswert, dass das Filtermedium für mehrere Serien betriebsfähig bleibt. Zu diesem Zweck kann das Filtermedium gegenüber den Bodenflächen des Durchganges und der Abflussrinne etwas vertieft sein, wodurch nach dem Aufhören des Metallflusses ein Schmelzrückstand zurückbleibt, welcher die Filterkammer füllt und beide Filter bedeckt. In Verbindung mit dieser Modifikation kann mindestens eine Abdeckeinheit verwendet werden, welche über dem Schmelzrückstand liegt und mit Heizmitteln, wie beispielsweise einer Vielzahl von die Schmelze in ihrem flüssigen Zustand haltenden Strahlungsheizern versehen sein würde. Bei der Anwendung einer solchen Modi5 Furthermore, some modifications may be made to the present apparatus and method to accommodate variations in the molten metal treatment process. For example, if small, individual batches of molten metal are made and potted, it is desirable that the filter media remain operable for multiple batches. For this purpose, the filter medium can be slightly recessed in relation to the bottom surfaces of the passage and the trough, whereby after the metal flow has ceased, a melting residue remains which fills the filter chamber and covers both filters. In connection with this modification, at least one covering unit can be used which lies above the melting residue and which would be provided with heating means, such as for example a large number of radiation heaters which keep the melt in its liquid state. When using such modes5

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20 20th

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fikation im Zusammenhang mit der Vorrichtung von Fig. 1 würde die rundumlaufende, abgeschrägte Fläche 17 gegenüber den Bodenflächen des Durchganges 14 und der Abflussrinne 28 vertieft ausgestaltet und das in Fig. 1 nicht eingezeichnete Deckorgan würde darüberliegend angeordnet. Gleichfalls würde der Boden der Abflussrinne 28 nach dem Boden des Durchganges 14 berechnet und ein ähnliches Deckorgan würde dort angebracht, wo die Unterkammer 20 in die Abflussrinne 28 mündet. Bei der Anordnung nach Fig. 3 könnten die Filtermedien 21' und 22' einfach gegenüber dem Boden von Durchgang und Abflussrinne vertieft ausgestaltet werden, was erlauben würde, dass beim Aufhören des Metallstromes eine Restschmelze über den Filtermedien bleibt und darüber könnten entsprechend geformte Deckorgane angeordnet werden. 1 in connection with the device of FIG. 1, the all-round, bevelled surface 17 would be recessed in relation to the bottom surfaces of the passage 14 and the drainage channel 28, and the cover element, not shown in FIG. Likewise, the bottom of the gutter 28 would be calculated after the bottom of the passage 14 and a similar cover element would be attached where the lower chamber 20 opens into the gutter 28. In the arrangement according to FIG. 3, the filter media 21 'and 22' could simply be recessed in relation to the bottom of the passage and trough, which would allow a residual melt to remain above the filter media when the metal flow ceases and appropriately shaped cover elements could be arranged above it .

Andere, im Bereich der Erfindung liegende Modifikationen bestehen darin, dass eine Mehrzahl von Gaseintrittsöffnungen rund um die entsprechende Kammer herum, unmittelbar unter dem betreffenden ersten Filtermedium, angeord-5 net ist. Weiter können die Eintrittsöffnungen für das Gas durch die Verlängerung der entsprechenden Gaszuleitungen gegen das Zentrum der betreffenden Kammer verschoben werden, wodurch das ausströmende Gas von einem in der Mitte der Kammer liegenden Ort in die Schmelze eingeleitet io werden kann. Sowohl die Anordnung einer Mehrzahl von Eintrittsöffnungen für das strömende Gas, als auch gegen das Zentrum der Filterkammer verschobene Eintrittsöffnungen, welche in den Figuren nicht dargestellt sind, umfassen Modifikationen, welche an sich lediglich Änderungen der Gestal-15 tung (Design) betreffen. Other modifications within the scope of the invention consist in that a plurality of gas inlet openings are arranged around the corresponding chamber, immediately below the first filter medium in question. Furthermore, the inlet openings for the gas can be displaced towards the center of the chamber concerned by the extension of the corresponding gas supply lines, as a result of which the outflowing gas can be introduced into the melt from a location in the middle of the chamber. Both the arrangement of a plurality of inlet openings for the flowing gas and inlet openings displaced towards the center of the filter chamber, which are not shown in the figures, comprise modifications which per se only affect changes in the design.

v v

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Device for the simultaneous, continuous degassing and filtering of molten metal, characterized in that it

- a filter chamber with inlet and outlet for the liquid metal,

At least one first and one second exchangeable filter medium,

- Adapted for the engagement of the spatially separated successively arranged first and second filter media wall surfaces in the filter chamber and

- A gas feeder with at least one gas inlet opening arranged after the first and upstream of the second filter medium in such a way that the gas flowing from the inlet opening flows finely distributed through the first filter medium.

2. Use of the device according to claim 1 for degassing and filtering liquid metal, characterized in that the molten metal through a filter chamber in which the metal is passed through at least two successively arranged, spatially separate filter media and while crossing the first of the filter media with is brought into contact with a gas flowing in countercurrent, which emerges from at least one gas inlet arranged in the filter chamber below the first and in front of the second filter medium, flows finely distributed through the first of the filter media and comes into contact with the molten metal.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Device according to claim 1, characterized in that the filter media are filter plates, expediently in the form of porous ceramic filters with an open-cell foam structure, formed by a plurality of interconnected cavities surrounded by a network of ceramic material.

4. Device according to claim 3, characterized in that the filter plates have an air permeability of 400 to 8000 X 10-7 cm2, a porosity of 0.80 to 0.95, a pore number of 2 to 18 each 1 cm in length and a thickness of Have 10 to 100 mm.

5. Device according to claims 1, 3 and 4, characterized in that the first filter medium is a relatively large-pored filter plate and the second filter medium is a fine-pored filter plate.

6. Device according to claim 5, characterized in that the coarse-pored filter plate has an air permeability of 2500 to 8000 X ~ 7 cm2 and a pore number of 2 to 8 each 1 cm in length, and the fine-pored filter plate has an air permeability of 400 to 2500 X 10 ~ 7 cm2 and a pore number of 8 to 18 each 1 cm in length.

7. Device according to claims 1 and 3 to 6, characterized in that the filter chamber is divided into at least two partial chambers by the parallel, superimposed arrangement of the filter media.

8. The device according to claim 7, characterized in that the filter chamber is divided into two partial chambers by a coarse-pored filter plate arranged at the top and by a fine-pored filter plate arranged below.

9. Device according to claims 1 and 3 to 6, characterized in that the filter chamber is partially separated by a ventilating partition and that the filter media, side face to side face, are arranged on both sides of this partition.

10. The device according to claim 9, characterized in that the coarse-pored and the fine-pored filter plate are arranged on both sides of the partition on the same level.

11. The device according to claims 1 and 3 to 10, characterized in that. The wall surfaces in the

The filter chamber and the side surfaces of the filter plates form mating surfaces and are inclined surfaces converging downwards.

12. The device according to claim 11, characterized in that the mating surfaces are inclined surfaces with largely the same angle.

13. The device according to claims 1 and 3 to 12, characterized in that between the mating surfaces of the wall and filter plates with respect to the liquid metal resistant elastic sealing means are arranged.

14. Use according to claim 2, characterized in that the flowing gas consists of a halogen gas, a gas from the group of halogenated hydrocarbons, an inert gas or mixtures thereof.

15. Use according to claim 2, characterized in that a molten salt mixture lies directly on the surface of the molten metal, above the first of the filter media.

16. Use according to claim 2, characterized in that interchangeable filter plates are used as filter media with outer side surfaces adapted to the corresponding wall surfaces of the filter chamber.

17. Use according to claims 2 and 16, characterized in that in the filter chamber, between the mating surfaces of the wall and the side surfaces of the filter plates, resilient sealing means are arranged with respect to the liquid metal.

18. Use according to claims 2, 16 and 17, characterized in that porous ceramic filters with an open-cell foam structure, formed by a plurality of interconnected cavities surrounded by a ceramic network, are used as filter plates.

19. Use according to claim 18, characterized in that a relatively coarse-pored filter plate is used as the first filter medium and a relatively fine-pored filter plate is used as the second medium and that the flowing gas flows through the coarse-pored filter plate.

20. Use according to claim 19, characterized in that a coarse-pored filter plate with an air permeability of 2500 to 800 X 10 ~ 7 cm2 and a pore number of 2 to 8 per cm length and a fine-pored filter plate with an air permeability of 400 to 2500 X 10 ~ 7 cm2 and a pore number of 8 to 18 per cm length are used.

21. Use according to claim 17, characterized in that ceramic sleeves are used as the elastic sealing means.