CH630823A5 - Vorrichtung zum filtrieren von geschmolzenem metall. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Filtrieren von geschmolzenem, bei der Herstellung von Gussstücken verwendetem Metall, insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierungen.

In der Praxis erhält geschmolzenes Metall, vor allem geschmolzenes Aluminium, im allgemeinen mitgerissene und gelöste, sowohl gasförmige als auch feste Verunreinigungen, welche sich auf das abschliessend gegossene Produkt nachteilig auswirken. Die Verunreinigungen können verschiedensten Ursprungs sein. Beispielsweise können die Verunreinigungen metallischer Natur sein, wie Alkali- und Erdalkalimetalle, oder sie können als Wasserstoff sowie abgelöste Oberflächenoxidfilme, welche abgebröckelt und durch das flüssige Metall mitgerissen worden sind, auftreten. Weiter können die Einschlüsse als unlösliche Verunreinigungen, wie Carbide, Boride und andere, oder als von Öfen und Ablaufrinnen aberodierte, feuerfeste Stoffe auftreten.

In typischen Sandform-, Dauerform- und Kokillengies-sereien ist es allgemein üblich, einen tiegeiförmigen Schmelzoder Abstehofen mit einer Kapazität von 140-700 kg geschmolzenen Aluminiums zu verwenden. Je nach angewendetem Verfahren wird dieser Ofen mit der geschmolzenen Legierung eines grösseren Ofens gefüllt, oder die kalte Legierung kann in den Tiegelofen gegeben und darin geschmolzen werden. Wenn der Tiegelofen mit flüssigem Metall gefüllt ist, wird die Schmelze im allgemeinen mit durchströmendem Chlor, Stickstoff, Mischungen dieser Gase oder mit C2C16 und einem zusätzlich zugegebenen Kornfeiner in Form von Salzen oder einer Aluminiumlegierung mit 5% Titan und 1 % Bor als Legierungshärter behandelt. Die Schmelze wird dann auf die gewünschte Temperatur eingestellt und das Giessen kann beginnen.

Das Giessen wird im allgemeinen mit von Hand getragenen oder gehandhabten Giesspfannen durchgeführt. Das Volumen der Giesspfanne ist so bemessen, dass sie einwenig 40 mehr Metall fassen kann, als für das Giessen von einem oder mehreren Gussstücken benötigt wird. Der Arbeiter taucht die Giesspfanne in die Schmelze, füllt sie, wischt dann alle festen Bestandteile irgendwelcher Art von der Oberfläche der Schmelze und dem Ausguss und giesst schliesslich das flüs-45 sige Metall in die Giessformen. Der in der Pfanne zurückbleibende Rest von geschmolzenem Metall wird zur Schmelze im Tiegelofen zurückgegossen. Auf diese Weise werden zahlreiche Giessvorgänge durchgeführt, bis V2 oder % des geschmolzenen Metalls vergossen sind. Die wiederholten, ein 50 Ausschöpfen, Giessen und Zurückgiessen umfassenden Arbeitsgänge haben zur Folge, dass in der Schmelze im Tiegelofen verhältnismässig grosse Mengen von Oxidfilmen und Partikeln gebildet und beim Schöpfen mitgenommen werden.

55 Die in der oben beschriebenen Weise verwendeten Legierungsbarren zur Herstellung von Schmelzen werden üblicherweise durch einen Primär- oder Sekundärhersteller in einer automatisch laufenden Masselgiessmaschine gegossen. Dieses Verfahren beinhaltet unter anderem den freien Fall 60 von Metall in die Masselgiessform. Weiter sind die bei der Herstellung von Gusslegierungsbarren allgemein angewendeten Behandlungsverfahren alles andere als hinreichend. Als Folge davon enthält der Barren gewöhnlich mitgeschleppte Oxidfilme und nichtmetallische Partikel. 65 Die oben beschriebenen, in der Schmelze erzeugten und mitgeschleppten Oxide können in den hergestellten Gussstücken Fehler erzeugen, welche Ausschuss verursachen können. Dies gilt besonders bei heiklen Arbeiten für kriti-

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sehe Anwendungen, bei welchen der Giesser spezielle röntge-nographische Normen erfüllen muss.

Die Verwendung von eigentlichen Schmelzbehandlungsund Gasdurchströmungsverfahren durch den Giesser hilft mit, das Problem der Einschlüsse zu minimalisieren. Gegenwärtig steht jedoch keine Methode zur Verfügung, welche gewährleistet, dass das aus Tiegelöfen geschöpfte und in Giessformen gegossene Metall wirklich keine unerwünschten nichtmetallischen Partikel enthält.

Natürlich ist es höchst erwünscht, das geschmolzene Metall im Tiegelofen zu filtrieren, um die Verunreinigungen aus dem gegossenen Endprodukt zu entfernen oder auf ein Minimum zu beschränken, besonders wenn das Metall für dekorative Erzeugnisse, wie dekorative Überzüge, oder Produkte mit kritischen Vorschriften, wie Schmiedestücke und Strangpressprodukte für die Flugzeugindustrie, oder dünne Folienbahnen eingesetzt wird. Verunreinigungen, wie sie oben beschrieben worden sind, bewirken in der abschliessend erstarrten Legierung einen Verlust von Eigenschaften, wie Festigkeit und Korrosionswiderstand, und führen zu einer Verminderung der Wirksamkeit des Verfahrens und einem Verlust von Eigenschaften im gegossenen Endprodukt.

Ein übliches Filtrierverfahren bei Verwendung von Tiegelöfen wird im von der American Society of Metals herausgegebenen Standardwerk «Aluminum», Band 3,1967, Seite 35, beschrieben. Dieses Verfahren beinhaltet das senkrechte Anbringen einer aus porösem feuerfestem Material oder Kohlenstoff bestehenden Filterplatte in einem Tiegel, wodurch der Tiegel in zwei Teile getrennt wird, der eine für das Nachfüllen mit geschmolzenem Metall aus dem Abstehofen und der andere für das Schöpfen von gereinigtem geschmolzenem Metall. Dieses Verfahren hat eine Anzahl von Nachteilen, unter anderem ist das Filter aus porösem feuerfestem Material oder Kohlenstoff nicht wirksam in bezug auf das Entfernen der oben genannten Oxidfilme und nichtmetallischen Partikel. Überdies ist das System wegen der beschränkten Oberflächenausdehnung der verwendeten Filter nicht besonders wirksam, das System muss immer wieder stillgelegt werden, um die Filter zu ersetzen. Ein weiteres Problem besteht darin, die Filter im Tiegel abzudichten, um einen Leckverlust des geschmolzenen Metalls um das Filtersystem herum zu vermeiden.

Eine Alternative zu den oben beschriebenen Tiegelfiltriertechniken wird durch die US-PS 3 729 097 angeboten. Dieses Verfahren erfordert das Anbringen eines frei schwimmenden Bauteiles, welches am Boden eine mit einem Glasgewebefilter bedeckte Öffnung aufweist, in einem geschmolzenen Metall.

Das Metall steigt durch das Filter in eine Ummantelung auf, wo es mit einem Schöpflöffel entfernt werden kann.

Auch dieses Verfahren leidet an einer Anzahl von Mängeln, beispielsweise erfordert die beschränkte Grösse des Filters, dass es häufig ausgewechselt wird, das Filtermaterial selbst ist für das Entfernen von Oxidfilmen und nichtmetallischen partikelförmigen Verunreinigungen nicht genügend wirksam.

Poröse Keramikfilter mit Schaumstruktur haben sich als besonders nützlich für das Filtrieren von geschmolzenem Metall erwiesen, wie dies in den US-PS 3 893 917 und 3 962 081 der Anmelderin beschrieben wird.

Aus einer Vielzahl von Gründen ist die Verwendung von porösen Keramikfiltern mit Schaumstruktur für das Filtrieren von geschmolzenem Metall besonders nützlich, von welchen ihr ausgezeichneter Filtrierwirkungsgrad, die niedrigen Kosten, die Leichtigkeit in der Verwendung und die Fähigkeit, sie auf Wegwerfbasis zu verwenden, erwähnt seien. Die Tatsache, dass diese Keramikfilter mit Schaumstoffstruktur problemlos und billig herzustellen sind und auf

Wegwerfbasis verwendet werden können, erlaubt die Entwicklung von Mitteln für das leichte Montieren und Entfernen von porösen Filtern für geschmolzenes Metall aus einem Tiegelofen, in dem eine hochwirksame Filtrieranordnung vorgesehen ist.

Der Erfinder hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung für das Filtrieren von geschmolzenem Metall in einem Tiegelofen zu schaffen, welche ein entfernbares Filter hat, das problemlos und billig zu verwenden ist und einen hohen Filtrierwirkungsgrad aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Vorrichtung

- einen Tiegelofen mit einem Schmelztiegel,

- Mittel zum Nachfüllen dieses Tiegelofens mit geschmolzenem Metall und

- einen im geschmolzenen Metall innerhalb des Tiegelofens angeordneten Schöpftiegel, wobei dieser Schöpftiegel mindestens teilweise aus keramischem Schaummaterial mit offenzelliger Struktur, gebildet durch eine Vielzahl von mit einem Netzwerk aus keramischem Material umgebenen, miteinander verbundenen Hohlräumen, besteht,

aufweist.

Die erfindungsgemässe Filtrieranordnung weist einen hohen Wirkungsgrad auf und hat ein problemlos einbaubares und wieder entfernbares Filter. Das geschmolzene Metall fliesst durch das keramische Filter in einen vom nichtfiltrier-ten Metall abgetrennten Bereich.

Die Erfindung wird anhand der aus schematischen Vertikalschnitten bestehenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Tiegelofen mit frei schwimmendem Schöpftiegel, dessen Boden aus keramischem Schaummaterial besteht,

Fig. 2 einen Tiegelofen mit frei schwimmendem, vollständig aus keramischem Schaummaterial bestehendem Schöpftiegel,

Fig. 3 einen Tiegelofen mit vertikal verschiebbarem Schöpftiegel und

Fig. 4 einen Tiegelofen mit fest eingebautem Schöpftiegel.

In allen Ausführungsformen ist ein typischer Tiegel- oder Kesselofen 1 dargestellt, welcher mit einem Schmelztiegel 2, der die Ausgangsschmelze 3 des flüssigen Metalls enthält, versehen ist.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher das Filtrieren des geschmolzenen Metalls mittels eines frei schwimmenden Schöpftiegels 4 erfolgt. Im Boden dieses Schöpftiegles 4 ist ein Filterelement 5 aus keramischem Schaummaterial angeordnet, welches mittels einer Dichtung 6 geeignet abgedichtet ist. Wenn der Schöpftiegel 4 mit dem abgedichteten Filterelement 5 in die Schmelze 3 getaucht wird, wird das Filterelement 5 mit geschmolzenem Metall gefüllt, welches durch das Filterelement 5 in den Schöpftiegel 4 fliesst und dessen Hohlraum 7 füllt. Beim Durchgang des geschmolzenen Metalls durch das Filterelement 5 werden im wesentlichen alle mitgeschleppten Oxidfilme und nichtmetallischen Patikel entfernt. Der Boden des Schöpftiegels 4 ist mit einem rundumlaufenden konischen Teil oder einer Öffnung 8 versehen, die sich um den Rand herum erstreckt, und mit einer entsprechenden, konisch ausgebildeten äusseren Wandoberfläche 9 des Filterelementes 5 in Eingriff steht. Die konische äussere Oberfläche 9 des Filterelementes 5 ist mit einem eine Rückprallelastizität aufweisenden Dichtungsmittel 6 versehen, welches dem geschmolzenen Metall widersteht. Das Filterelement 5 und das Dichtungsmittel 6 werden derart in den Schöpftiegel 4 eingeführt, dass das mit dem Dichtungsmittel versehene Filterele-

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ment mit der konischen Wandoberfläche des Schöpftiegels 4 in Eingriff steht.

Der Schöpftiegel 4 und das Filterelement 5 können in jeder geeigneten Form ausgebildet sein, z.B. rund, quadratisch oder hexagonal. Das Filterelement 5 wird an Ort und Stelle derart mit dem elastischen Dichtungsmittel 6 versiegelt, dass das Filterelement problemlos durch einen vertikalen Druck in den Schöpftiegel 4 eingesetzt und leicht wieder daraus entfernt werden kann. Bevorzugt weist die konische Fläche 8 am unteren Ende des Schöpftiegels 4 einen Winkel von 2 bis 20° gegenüber der Vertikalen auf, und das Filterelement ist vorzugsweise mit einer entsprechenden, einen Winkel von 2 bis 20° gegenüber der Vertikalen aufweisenden, konischen Oberfläche 9 versehen.

Weil das Filterelement 5 der vorliegenden Erfindung als Wegwerfgegenstand ausgebildet ist, ist es wesentlich, dass ein wirkungsvolles Dichtungsmittel für das Filterelement 5 im Boden des Schöpftiegels 4 vorgesehen ist. Vorzugsweise wird die Filterplatte an Ort und Stelle abgedichtet, indem ein elastisches Abdichtungsmittel 6, wie dies in Fig. 1 gezeigt wird, verwendet wird, welches auf dem äusseren konischen Teil des Filters angeordnet ist. Diese manschettenartige Abdichtung muss aus einem Material bestehen, das gegenüber geschmolzenen Aluminiumlegierungen resistent und bei erhöhten Temperaturen elastisch ist. Die Rückprallelastizität ist erforderlich, um eine metalldichte Abdichtung zwischen dem Filterelement 5 und dem Schöpftiegel 4 zu gewährleisten, und um das Filterelement sicher an Ort und Stelle zu halten. Typische Dichtungsmaterialien umfassen faserför-mige, feuerfeste Abdichtungen, die zahlreiche Zusammensetzungen haben können. Als Beispiel für solche Dichtungsmaterialien seien erwähnt:

- ungefähr 45% Aluminiumoxid, 52% Siliziumoxid, 1,3%

Eisenoxid und 1,7% Titanoxid;

- ungefähr 55% Siliziumoxid, 40,5% Aluminiumoxid, 4%

Chromoxid und 0,5% Eisenoxid;

- ungefähr 53% Siliziumoxid, 46% Aluminiumoxid und

1% Eisenoxid.

Der Körper bzw. die Wandung des Schöpftiegels 4 kann aus dichtem Graphit hergestellt werden, aber ebenso aus anderen Materialien, welche im wesentlichen durch geschmolzenes Aluminium nicht angegriffen werden, hergestellt sein, vorausgesetzt, dass ein solches Material ein kleineres spezifisches Gewicht als geschmolzenes Aluminium aufweist. Das Gewicht des Schöpftiegels 4 kann dadurch erhöht werden, dass ein Eisenring in den Graphit eingebettet wird, welcher dadurch von der Berührung durch das geschmolzene Aluminium geschützt ist. Das zusätzliche Gewicht bewirkt, dass das Filterelement 5 weiter in das geschmolzene Metall eintaucht. Die Anordnung von zusätzlichem Gewicht ist jedoch üblicherweise nicht notwendig.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Filterelement 5 aus einer keramischen Schaumstruktur, welche in den oben erwähnten US-PS 3 893 917 und 3 962 081 näher beschrieben ist. In Übereinstimmung mit der Lehre dieser früheren Anmeldungen haben die keramischen Schaumfilter eine offenzellige Struktur, welche durch eine Vielzahl von mit einem Netzwerk aus keramischem Material umgebenen, miteinander verbundenen Hohlräumen gebildet sind. Die Keramikfilter haben eine Luftdurchlässigkeit im Bereich von 400-8000 x 10~7 cm2, vorzugsweise von 400-2500 x 10~7 cm2, eine Porosität oder einen Hohlraumanteil von 0,8 bis 0,95, und eine Porenzahl von 2 bis 12, vorzugsweise von 8 bis 18, je 1 cm Länge. Die Fliessgeschwindigkeit des geschmolzenen Metalls sollte im Bereich von 65 bis 130 cm3/cm2 Filterfläche und pro Minute liegen. Das in der erwähnten US-PS 3 962 081 beschriebene keramische Schaumfilter ist für die vorliegende Erfindung besonders geeignet, weil es mit niedrigen Kosten hergestellt und daher leicht auf Wegwerf basis verwendet werden kann. Überdies ist dieses Filter beim Filtrieren von geschmolzenem Metall, insbesondere bei Aluminium, überraschend gut wirksam und weist bei den niedrigen Herstellungskosten einen erstaunlich hohen Filtrierwirkungsgrad mit aussergewöhnlich guter Regelbarkeit auf.

Das keramische Schaumfilter kann, in Übereinstimmung mit dem der US-PS 3 893 917 zu entnehmenden allgemeinen Verfahren hergestellt werden, nach welchem eine wässrige, keramische Aufschlämmung hergestellt, und geschäumtes, organisches Material damit imprägniert wird, so dass das Netzwerk überzogen, und die Hohlräume im wesentlichen davon gefüllt sind. Das imprägnierte Material wird derart zusammengepresst, dass ein Teil der Aufschlämmung atisgetrieben und der Rest gleichmässig über das gesamte Schaummaterial verteilt wird. Das beschichtete Schaummaterial wird dann getrocknet und erhitzt, um vorerst den flexiblen organischen Schaum zu verflüchtigen und/oder zu verbrennen, und anschliessend die ursprüngliche keramische Be-schichtung zu sintern, wodurch ein gesinterter Keramikschaum mit einer Vielzahl von mit einem Netzwerk aus gesinterter Keramik umgebenen, miteinander verbundenen Hohlräumen entsteht, welche die Konfiguration des ursprünglichen, flexiblen organischen Schaumstoffes haben. Natürlich kann, je nach dem besonderen, zu filtrierenden Metall, eine grosse Anzahl von keramischen Materialien ausgewählt werden. Vorzugsweise wird eine Mischung aus Aluminium und Chromoxid verwendet, diese Materialien können jedoch selbstverständlich allein oder zusammen mit anderen keramischen Materialien verwendet werden. Andere typische keramische Materialien, die verwendet werden können, sind Zirkonoxid, Magnesiumoxid, Titandioxid, Siliziumoxid und Mischungen davon. Normalerweise enthalten die verwendeten Aufschlämmungen zwischen 10 und 40% Wasser, sowie ein oder mehrere rheologische Mittel, Bindemittel oder Mittel, die in Luft abbinden.

Während des Betriebs wird das geschmolzene Metall, welches durch das Filterelement 5 in den Hohlraum 7 des Schöpftiegels fliesst, aus diesem Hohlraum 7 geschöpft und für den Sandform-, Dauerform oder Kokillenguss verwendet. Irgendwelche Restschmelze von Metall, die nach dem Giessen der Gussstücke in der Schöpfpfanne zurückbleibt, wird dann in die Ausgangsschmelze 3 im Schmelztiegel 2 zurückgegossen. Weil das geschmolzene Metall aus dem Hohlraum 7 des Schöpftiegels 4 geschöpft wird, entsteht zwischen dem geschmolzenen Metall 3 im Schmelztiegel 2 und demjenigen im Schöpftiegel 4 ein metallostatisches Gefälle oder ein Niveauunterschied 10. Dieser Unterschied in bezug auf den metallostatischen Druck 10 bewirkt, dass das geschmolzene Metall durch das Filterelement 5 fliesst und das Niveau des geschmolzenen Metalls im Tiegelofen 2 und im Schöpftiegel 4 ausgleicht. Auf diese Weise wird weiteres Metall für das Giessen von Gussformen filtriert.

Das Schöpfen von geschmolzenem Metall aus dem Schöpftiegel 4 zum Giessen kann erfolgen, bis das Metallniveau im Schöpftiegel so weit abgesunken ist, dass die Schöpfpfanne nicht mehr gefüllt werden kann. Bei einem derartigen, wie oben beschriebenen Vorgehen wird nur filtriertes geschmolzenes Metall, welches im wesentlichen von Oxidfilmen und Partikeln befreit ist, geschöpft und in die Giessformen gegossen.

Mehrere Arbeitsverfahren, insbesondere halbkontinuier-liche oder reihenweise, können unter Verwendung der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden.

Beim halbkontinuierlichen Verfahren wird der Schmelztiegel 2 aus einem grösseren Abstehofen mit flüssigem Metall 3 gefüllt, der vorgewärmte Schöpftiegel 4 in die Schmelze

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eingesetzt und das Ausschöpfen in Gussformen begonnen. Wenn die Schmelze 3 im Schmelztiegel 2 ein vorausbestimmtes Minimalniveau erreicht, wird dieser wieder mit flüssigem Metall 3 aus dem grösseren Abstehofen gefüllt, und das Giessen wird wieder aufgenommen. Dieser Arbeitsablauf wird mehrmals wiederholt, bis entweder der Tiegelofen am Ende des Tages stillgelegt oder die Verstopfung des Filters das Wiederauffüllen des Schöpftiegels zwischen den Giess-vorgängen übermässig verzögert. Das halbkontinuierliche Verfahren macht erforderlich, dass die Schmelzbehandlung, d.h. das Entgasen und die Zugabe eines Kornfeiners in einem grösseren Abstehofen, vor der Überführung des flüssigen Metalls in den Tiegelofen 1, erfolgt.

In einem typischen stufenweisen Verfahren - ohne Abstehofen - wird die Aluminiumlegierungsmassel im Tiegelofen 1 chargiert und geschmolzen. Wenn der geschmolzene Kornfeiner zugegeben ist, wird die Schmelze entgast und deren Oberfläche abgeschöpft. Der vorgeheizte Schöpftiegel 4 mit dem Filterelement 5 wird dann in die Schmelze 3 eingetaucht. Das Giessen wird durchgeführt bis das Schmelzeniveau 10 im Schmelztiegel 2 eine minimale Höhe erreicht hat. Zu diesem Zeitpunkt wird das Giessen abgebrochen, der Schöpftiegel 4 entfernt und der obenstehende Arbeitsablauf wiederholt. Bei Verwendung des stufenweisen Verfahrens ist es notwendig, nach jedem Arbeitsablauf ein neues Filterelement 5 in den Schöpftiegel 4 einzusetzen. Der Schöpftiegel selbst überdauert eine Anzahl von Giessarbeitsabläufen.

Die Gestaltung von Filterelement und Schöpftiegel der vorliegenden Erfindung bietet gegenüber anderen, bisher bekannten Filtriermethoden wesentliche Verbesserungen. Die Verwendung von keramischem Schaum als Filterelement wirkt sich im Vergleich zu vorher bekannten Filtermaterialien in einer höher wirksamen Filtrierung des geschmolzenen Metalles aus. Die für einen konischen Eingriff vorgesehenen Teile des Filterelementes und des Schöpftiegels erlauben eine leichte und wirksame Einfügung und Entfernung des Filterelementes.

Weil das Filterelement der vorliegenden Erfindung als Wegwerfgegenstand konzipiert ist, ist es wesentlich, dass das Filterelement problemlos in den Schöpftiegel eingesetzt und wieder davon entfernt werden kann, und dass immer eine wirkungsvolle Abdichtung zwischen den konischen Flächen von Tiegel und Filterelement aufrechterhalten wird.

In Fig. 2 wird eine alternative Anordnung von Schöpftiegel und Filterelement gezeigt. In diesem Fall ist das Filterelement 11 über die gesamte Oberflächenausdehnung des Schöpftiegels 12 aus keramischem Schaummaterial ausgebildet. Ein frei schwimmender Ring 13, welcher aus Graphit oder einem anderen geeigneten Material geformt sein kann, ist mit einer umlaufenden abgeschrägten Fläche 14, welche ähnlich derjenigen der vorhergehenden Ausgestaltung in Fig. 1, vorgesehen ist. Das Filterelement 11 aus keramischem Schaummaterial ist mit einer entsprechenden, abgeschrägt umlaufenden Fläche 15 versehen, welche mit der obenerwähnten abgeschrägten Fläche 14 des frei schwimmenden Rings 13 in Eingriff steht. Ein geeignetes Dichtungsmittel 16 ist auf der abgeschrägten Oberfläche des Filterelementes vorgesehen, in derselben Weise wie in der vorher beschriebenen Ausführung von Fig. 1. So ist das Filter aus keramischem Schaummaterial innerhalb des Ringgliedes 13 leichter ersetzbar, in derselben Weise, wie es in der vorherge-

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henden Ausführungsform beschrieben worden ist. Auch in diesem Fall kann der aus Filter und Tiegel bestehenden Anordnung jede beliebige Form gegeben werden, beispielsweise rund, quadratisch oder hexagonal. Der Betrieb dieser Anordnung erfolgt in der gleichen Weise wie oben für Fig. 1 beschrieben.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 hat gegenüber dem Stand der Technik, aber auch Fig. 1, gewisse Vorteile. Der wichtigste Vorteil besteht darin, dass die Oberfläche des Filtermediums bedeutend erhöht wird; wenn keramisches Schaummaterial für das Filterelement der Anordnung nach Fig. 2 verwendet wird, erhält man eine starke, steife Struktur, welche bei Verwendung der vorbekannten Glasgewebefilter nicht erreicht werden könnte.

Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in Fig. 3 dargestellt. Die aus Filter und Schöpftiegel bestehende Anordnung ist gleich wie diejenige nach Fig. 2. Die Schöpftiegelanordnung kann aber nicht frei schwimmen, sondern vielmehr frei gleiten, sie ist für die vertikale Bewegung auf einer Trägerstruktur gestützt. Ein Ring 13 mit einer Gleitschiene 18 ist vorgesehen, welcher mit einer gleichartigen Gleitschiene auf dem Träger 17 in Eingriff steht. Wenn das Niveau des geschmolzenen Metalls im Schmelztiegel 2 absinkt, gleitet die aus Schöpftiegel und Filter bestehende Anordnung 12 dem Träger 17 entlang nach unten auf das entsprechende Niveau. Diese Ausbildungsform ist dahingehend vorteilhaft, dass keine Gefahr besteht, dass der Schöpftiegel während dem Schöpfvorgang umkippen könnte.

Bei einer weiteren, in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsform des Schöpftiegels können nur die Seitenwände des Schöpftiegels aus keramischem Schaumstoff ausgebildet sein, während der Boden und der obere Ring des Tiegels aus Graphit oder einem anderen geeigneten, vorher beschriebenen Material hergestellt sind.

Eine weitere Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung wird in Fig. 4 dargestellt. Wie in bezug auf Fig. 4 gesehen werden kann, wirkt ein keramisches Schaumfilter 19 sowohl als Filter als auch als Schöpftiegel. Das Filter von Fig. 4 ist als abgestumpfter Kegel dargestellt, es kann jedoch in jeder beliebigen geeigneten Form ausgebildet sein, wie z. B. rechteckig oder zylindrisch. Der Boden des Schmelztiegels 2 ist mit einer hinausgeschnittenen Rinne 20 versehen, welche dieselbe Form wie der untere Rand des Filterelementes 19 hat. Der untere Rand des Filterelementes 19 ist mit einem Dichtungsmittel 21 des gleichen Typs wie oben beschrieben versehen. Der untere Rand des Filterelementes 19 wird in die entsprechende Rinne 20 im Boden des Schmelztiegels 2 hineingepasst, mit ihr in Eingriff gebracht und mit dem Dichtungsmittel 21 darin versiegelt. Das Filter und die Rinne sind in der oben beschriebenen Weise konisch ausgebildet. Das Filterelement 19 ist wiederum, wie dies schon in den vorhergehenden Ausfuhrungsformen der Fall ist, innerhalb des Tiegelofens leicht ersetzbar. Diese Ausführung hat gegenüber dem oben beschriebenen Stand der Technik eine Anzahl von Vorteilen. Erstens wird die Oberfläche des Filterelementes stark erhöht. Weiter verhindert die steife Struktur des Filterelementes jedes Umkippen des Tiegels, was in anderen Fällen vorkommen könnte. Schliesslich schliesst die Ausführungsform nach Fig. 4 die Notwendigkeit der Verwendung von Tiegelteilen aus Graphit aus, welche normalerweise bald infolge Abnützung ersetzt werden müssen.

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2 Blatt Zeichnungen

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Vorrichtung zum Filtrieren von geschmolzenem, bei der Herstellung von Gussstücken verwendetem Metall, insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierungen, gekennzeichnet durch

   - einen Tiegelofen (1) mit einem Schmelztiegel (2),

   - Mittel zum Nachfüllen dieses Tiegelofens mit geschmolzenem Metall (3) und

   - einen im geschmolzenen Metall innerhalb des Tiegelofens angeordneten Schöpftiegel (4,12,19), wobei dieser Schöpftiegel mindestens teilweise aus keramischem Schaummaterial mit offenzelliger Struktur, gebildet durch eine Vielzahl von mit einem Netzwerk aus keramischem Material umgebenen, miteinander verbundenen Hohlräumen, besteht.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Schaummaterial eine Luftdurchlässigkeit im Bereich von 400-8000 x 10~7 cm2, eine Porosität von 0,80-0,95, eine Porenzahl von 2-18 je 1 cm Länge und eine Dicke von 10-100 mm hat.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schöpftiegel aus einem Boden (5) aus keramischem Schaummaterial in Form einer Filterplatte und einer Seitenwand aus undurchlässigem, nicht mit dem geschmolzenen Metall reagierendem Material (4) besteht.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schöpftiegel aus einer Seitenwand aus das Filter bildendem Schaummaterial sowie einem oberen Rand und einem Boden aus undurchlässigem, nicht mit dem geschmolzenen Metall reagierendem Material besteht.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Bereich der Seitenwand und die Bodenplatte des Schöpftiegels je einen derart ausgebildeten Konus (8,9) aufweisen, dass diese ineinander passen und mit einem elastischen, gegen das geschmolzene Metall wider-s standsfähigen Dichtungsmittel (6) abnehmbar verbunden sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Rand (13) und der obere Bereich des vorzugsweise U-förmig ausgebildeten Keramikfilters je einen io derart ausgebildeten Konus (14,15) aufweisen, dass diese ineinander passen und mit einem elastischen, gegen das geschmolzene Metall widerstandfähigen Dichtungsmittel (16) abnehmbar verbunden sind.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-i5 zeichnet, dass der gesamte Schöpftiegel (12) aus keramischem Schaummaterial besteht.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schöpftiegel und ein im Tiegelofen eingebauter Träger (17) Gleitmittel (18), vorzugsweise in

   20 Form einer Schiene, aufweisen, die ein senkrechtes Verschieben des Schöpftiegels im Schmelztiegel erlauben.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schöpftiegel (19) unten und oben offen ist und eine Seitenwand aus keramischem Schaummaterial hat,

   25 wobei deren unteres, vorzugsweise konisch ausgebildetes Ende in eine entsprechend ausgeformte, konische Rinne (20) im Boden des Schmelztiegels eingreift.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Rille und Seitenwand des Schöpftiegels mittels ei-

    30 nes elastischen, gegen das geschmolzene Metall widerstandsfähigen Dichtungsmittels (21) abnehmbar verbunden sind.