CH643301A5

CH643301A5 - Verfahren zum blasen schmelzfluessigen metalls mit einem gas und gasverteilplatte zur durchfuehrung des verfahrens.

Info

Publication number: CH643301A5
Application number: CH218079A
Authority: CH
Inventors: Luc Montgrain
Original assignee: Alcan Res & Dev
Priority date: 1978-03-06
Filing date: 1979-03-06
Publication date: 1984-05-30
Also published as: CA1108412A; FR2419123B1; AU534005B2; FR2419123A1; NO154462B; NL181218B; JPS54135626A; ES247141U; IT1113043B; AU4482779A; GB2019890A; BE874618A; JPS594224B2; NL7901745A; GR71466B; NO154462C; GB2019890B; IT7920788A0; NL181218C; ES247141Y

Description

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PATENTANSPRÜCHE Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bla-

1 ^erfahren zum Blasen schmelzflüssigen Metalles mit ei- sen schmelzflüssigen Metalles mit einem Gas und eine Gas-nem Gas, dadurch gekennzeichnet, dass getrennte Gasströme verteilplatte zum Durchführen des Verfahrens. Die Erfindung durch eine Gruppe von jeweils einen gegenseitigen Abstand ist insbesondere bei der Behandlung von Aluminium und des-ausweisenden Gasauslassöffnungen (4,25) nach oben in einen 5 sen Legierungen anwendbar, ist jedoch auch für die Behand-Strom des schmelzflüssigen Metalles eingebracht werden, wel- lung anderer Nichteisenmetalle (und deren Legierungen), bei-che Gasauslassöffnungen (4,25) unterhalb der Oberfläche des spielsweise Kupfer, Zinn, Zink, Blei, Magnesium und Bronze schmelzflussigen Metalles angeordnet sind und ein seitliches verwendbar.

Ausbreiten der bei den Gasauslassöffnungen (4,25) wachsen- Es ist seit langem bekannt, den Gasgehalt von schmelz-den Blasen beschränken, so dass ein Zusammenwachsen sol- 10 flüssigem Metall zu vermindern und/oder flüchtige metalli-cher wachsender Blasen mit Blasen, die bei benachbarten sehe Verunreinigungen zu entfernen und/oder feste oder flüs-

Gasauslassöffnungen (4,25) wachsen, verhindert ist. sige Einschlüsse zu entfernen, indem in einer Transport-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, pfanne oder in einem Warmhalteofen vor der Zufuhr zur dass die einzelnen Gasströme mit Gas aus einer Vorkammer Gussstelle, oder während des Überführens vom Warmhalte-(9,9') versorgt werden. 15 0fen zur Gussstelle durch das schmelzflüssige Metall ein

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Strom Gasblasen hindurchzuführen. Im allgemeinen wird be-dass das seitliche Ausbreiten der Gasblasen erzeugt wird, in- vorzugt, ein solches Blasen bei einer Stelle durchzuführen, die dem im Oberflächenbereich neben der Gasauslassöffnung (4, so nahe wie möglich bei der Gussstelle ist, so dass eine

25) in zwei oder mehreren, in bezug auf jede Gasauslassöff- Wiederverunreinigung des schmelzflüssigen Metalles vor dem nung (4,25) entgegengesetzten, radialen Richtungen nach un- 2o Giessen soweit wie möglich verhindert werden kann. Jedoch ten stufenförmige Unterbrechungen gebildet werden, welche ist das Blasen des schmelzflüssigen Metalles im Ofen unter Unterbrechungen dazu dienen, ein seitliches Ausbreiten der vielen Umständen einfacher.

Blasen zu steuern, um ein Zusammenwachsen von Blasen zu Währenddem nun das Verfahren nach der vorliegenden verhindern. Erfindung ausgebildet worden ist um eine Schwierigkeit zu

4. Gasverteilplatte zur Durchführung des Verfahrens nach 25 beheben, die sowohl beim Blasen im Ofen und beim Blasen Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen plattenförmigen während des Überführens auftritt, ist es insbesondere dazu Grundteil (2), der aus einem gegen das schmelzflüssige Metall bestimmt, das Blasen während des Überführens in einer widerstandsfähigen Werkstoff gebildet ist, welcher Grundteil Überführrinne vom Warmhalteofen zur Giessstelle zu verein-bei seiner Oberseite eine Folge jeweils einen Abstand aufwei- fachen.

sender Vorsprünge (3,24) aufweist, wobei jeder Vorsprung 30 Es sind schon verschiedene Vorgehen bekannt um eine Gaszufuhröffnung (4,25) aufweist, der von ihm aus zur schmelzflüssiges Metall während dessen Überfuhr vom tieferen Seite des plattenförmigen Grundteils (2) verläuft, dass Warmhalteofen zur Gussstelle zu behandeln, wobei einige ein die kleinste seitliche Abmessung jedes Vorsprunges bei seinem Blasen mit Gas, möglicherweise im Zusammenhang mit ei-äusseren Ende im Bereich von 2-12,5 mm liegt, und jeder nem Filtern umfassen, währenddem andere nur ein Filtern

Vorsprung (3,24) derart geformt ist und einen solchen Ab- 35 umfassen. Die unter Betracht gezogenen, bekannten Behandstand von benachbarten Vor sprängen (3,24) aufweist, dass lungsverfahren bedingen alle, dass das schmelzflüssige Metall Gasblasen, die bei der Gaszufuhröffnungsanordnung (4,25) durch eine besondere Behandlungsstelle hindurchgeführt in Berührung mit dem schmelzflüssigen Metall wachsen an ei- wird, welche oft ein getrenntes Beheizen fordert, um einen ge-nem seitlichen Ausbreiten beschränkt sind, um ein Zusam- trennten Körper Metall in einem Warmhaltebad in einem menwachsen mit Blasen, die bei benachbarten Gasöffnungs- 40 schmelzflüssigen Zustand beizubehalten. Die in dieser Weise anordnungen wachsen, zu verhindern. _ _. beibehaltene Metallmenge kann bis zu 1500 kg oder sogar

5. Gasverteilplatte nach Anspruch 4, dadurch gekenn- 4000 kg oder mehr betragen, dies abhängig von der Ausfüh-zeichnet, dass die Höhe der Vorsprünge (3,24) im Bereich von rungsform der eingesetzten Vorrichtung. Der Nachteil solcher 3-25 mm hegt. Vorrichtungen ist, dass diese zwischen dem Warmhalteofen

6. Gasverteilplatte nach Anspruch 4, dadurch gekenn- 45 und der Giessstelle wertvolle Bodenfläche einnehmen. Zudem zeichnet, dass die Querschnittsform der Vorsprünge (3) etwa muss das in der Kammer zurückgehaltene Metallvolumen im-quadratisch ist. mer dann entweder abgelassen oder ausgespült werden, wenn

7. Gasverteilplatte nach Anspruch 4, dadurch gekenn- eine weitere bzw. verschiedene Legierung gegossen werden zeichnet, dass die Vorsprünge (3) von unten nach oben zu- soll, so dass eine Verzögerung und ein Verlust der Produktion sammenlaufend ausgebildet sind, wobei die Seitenwände der 50 eintritt. Es ist auch möglich, dass während der Zeitspanne, die Vorsprünge mit der Vertikalen einen Winkel von höchstens zwischen zwei Güssen verstreicht, ein gewisser Zerfall des Me-15° einschliessen. talles stattfindet. Beispielsweise kann eine schmelzflüssige

8. Gasverteilplatte nach Anspruch 6, dadurch gekenn- Al-Mg Legierung während dieser Zeitspanne durch Oxida-zeichnet, dass das Verhältnis der Abmessung des gegenseiti- tion im Warmhaltebad übermässige Mengen Mg verlieren, gen Abstandes zwischen der äusseren Enden der Vorsprünge 55 Es ist das Ziel der Erfindung, die Wirksamkeit des Blasens zur kleinsten seitlichen Abmessung ihren äusseren Enden im zu vergrössern, indem im schmelzflüssigen Metall eine feine Bereich von (0,8-2): 1 liegt. Verteilung der Blasen des Blasgases erzeugt wird.

9. Gasverteilplatte nach Anspruch 6, dadurch gekenn- Das erfindungsgemässe Verfahren ist durch die Merkmale zeichnet, dass die Vorsprünge die Form von jeweils einen Ab- des Patentanspruches 1 gekennzeichnet. Damit kann beistand aufweisenden Rippen (24) aufweisen, wobei die Gas- 60 spielsweise das schmelzflüssige Metall während dessen Über-auslassöffnungen (25) mit solchen Abständen entlang der fuhr durch eine übliche Rinne, die sich zwischen dem Warm-Rippen angeordnet sind, dass die austretenden Blasen nicht halteofen und der Gussstelle erstreckt, behandelt werden, zusammenwachsen. Die Wirksamkeit einer gegebenen Menge von Gas in be-

10. Gasverteilplatte nach Anspruch 9, dadurch gekenn- zug auf das Entfernen von gasförmigen Verunreinigungen zeichnet, dass der Abstand zwischen benachbarten Gasaus- 65 oder anderen Verunreinigungen aus dem schmelzflüssigen lassöffnungen (25) einer jeweiligen Rippe (24) mindestens Metall ist eine Funktion der gesamten Oberfläche der Gasbla-doppelt so gross wie die Breite der Oberseite der Rippe (24) sen, die während einer vorbestimmten Zeitspanne in Berüh-ist. rung mit der Schmelze ist, sowie der Verteilung und dem ge

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genseitigen Abstand der in der Schmelze vorhandenen Blasen, werden. Obwohl die Mundstücke zum Zusammenbau mit an-

Im allgemeinen kann gesagt werden, dass die Gasblasen so deren Bauteilen getrennt hergestellt werden können, sind sie klein als praktisch möglich gehalten werden, vorausgesetzt, vorteilhaft einstückig mit einer Verteilplatte ausgebildet, die dass sie nicht derart klein sind, dass das Metall erstarrt, bevor aus Graphit oder einem anderen feuerfesten Werkstoff, der die Blasen bis zu deren Oberfläche aufgestiegen sind. Falls 5 gegen das schmelzflüssige Metall widerstandsfähig ist, gebil-

dieses auftreten würde, würden die Gasblasen im Gussstück det ist.

eingeschlossen bleiben, so dass eine Mikro-Porosität erzeugt Die Verteilplatte wurde bei einer beispielsweisen Ausfüh-würde. Bei den meisten Blasverfahren wird das Gas entweder rung von einem gegossenen Graphitblock ausgefräst, um vor-durch eine offenendige Lanze oder durch eine gasdurchläs- stehende Mundstücke zu bilden, indem in einer Oberfläche in sige, durchlöcherte Platte eingebracht, welche ihrerseits ein 10 Längsrichtung verlaufende und seitlich verlaufende Schlitze Teil einer Lanze sein kann. Im Vergleich mit anderen Flüssig- eingeschnitten wurden. Dann wurden in der Mitte jedes somit keiten ist die Grenzspannung bei der Grenzfläche zwischen gebildeten Vorsprunges Gasauslassöffnungen eingebohrt. Gas und schmelzflüssigem Metall sehr hoch, was zur Folge Um mechnischen Schlägen zu widerstehen und zuzulassen, hat, dass bei jedem Oberflächenbereich, durch welchen Gas dass nach der Verwendung Metallreste einfach entfernt wer-abgegeben wird, die Neigung besteht, dass die sich eben zu ]5 den können, waren die Vorsprünge ein wenig zusammenlau-bildenden Gasblasen beim nicht benetzten Oberflächenbe- fend ausgebildet und bei diesem Ausführungsbeispiel hatten reich sich seitwärts ausbreiten. Bei einem porösen Zapfen sie eine quadratische Querschnittsform. Aus Gründen mecha-kann diese Erscheinung beispielsweise dazu führen, dass sich nischer Stärke benötigen die Vorsprünge aus Graphit (oder die ursprünglichen, soeben gebildeten Blasen in eine einzige, anderem feuerfesten Werkstoff) eine kleinste seitliche Ausgrössere Blase zusammenfinden, welche durch das schmelz- 20 dehnung, welche vom verwendeten Werkstoff abhängt. Wäh-flüssige Metall hinaufschwebt und in bezug auf die Wirksam- renddem beim äussersten Ende des Vorsprunges üblicher-keti des Gases relativ wirkungslos ist, weil ein kleines Oberflä- weise eine kleinste Abmessung (Breite) von 5 mm notwendig chenbereich/Volumen-Verhältnis vorhanden ist. Ungefähr ist, können einige feuerfeste Werkstoffe zulassen, dass diese gleiche Ergebnisse treten auf, wenn eine herkömmliche, offen- Abmessung bis auf 3 mm vermindert werden kann, so dass endige Lanze durch eine geschlossene Lanze ersetzt ist, in de- Zs auch die Abmessungen der Gasblasen entsprechend vermin-ren Seitenwänden eine Mehrzahl Öffnungen ausgebildet ist. dert werden. Die gasabgebende Öffnung im Mundstückvor-Die Verwendung von drehbaren Flügeln um die Gasblasen sprung sollte so klein als möglich sein, abhängig von deren aufzuteilen, nachdem sie sich von der Lanze oder der porösen Herstellungen und den Anforderungen an den Gasstrom Eine Platte entfernt haben, ist ebenfalls bekannt. Jedoch kann Verwendung von Graphitvorsprüngen mit einer Breite von diese Lösung insofern ungenügend sein, weil sie die Verwen- 30 5 mm und einer Gasauslassöffnung mit einem Durchmesser dung einer getrennten Behandlungsstelle benötigt, welche ih- von 0,5-1 mm hat erwiesen, dass ein genügend grosser Men-rerseits Schwierigkeiten mit sich bringt, wie bereits oben er- genfluss abgegebenen Gases sichergestellt war, unter der Vorklärt worden ist, und weil sie durch die Mikroporosität entste- aussetzung, dass der Gasdruck genügend gross war, die auf-hende Schwierigkeiten erzeugt, weil bei diesem Verfahren im- grund der Querschnittsverwendung der Öffnung auftretenden mer einige äusserst kleine Gasblasen unweigerlich erzeugt 35 Kräfte, des metallostatischen Pegels, und der Oberflächenwerden, die dann in das schmelzflüssige Metall übertragen . Spannung, welche das Ausströmen des Gases behindern, werden. überwunden werden können.

Es ist nun erfindungsgemäss erkannt worden, dass die Ab- Die Wirksamkeit der Verwendung des eingebrachten Ga-

messungen der beim Blasen entstehenden Gasblasen vermin- ses nimmt schnell ab, wenn die kleinste seitliche Abmessung dert werden kann (ohne dass ihre Grösse übermässig verklei- 40 der Mundstückvorsprünge vergrössert ist. Wenn die kleinste nert wird und währenddem immer noch ein genügend grosser seitliche Abmessung der Vorsprünge (bei ihren äussersten En-

Mengenstrom vom Gas beibehalten wird) indem Gas von ei- den, die die Auslassöffnungen umgeben) ungefähr den Wert ner Mehrzahl jeweils einen Abstand aufweisenden Gasaus- von 12,5 mm übersteigt, kann eine kleine, falls überhaupt,

lassöffnungen abgegeben wird, welche Öffnungen von einem Verbesserung der Einwirkung bzw. Nützlichkeit des Gases

Flächenbereich begrenzter Abmessungen umgeben sind, der 45 beobachtet werden. Andererseits würde eine Verminderung dazu dient, die Abmessungen der abgegebenen Glasblasen zu der kleinsten seitlichen Abmessung zu einem Wert unterhalb steuern. Indem vorstehende Gasauslassmundstücke mit klei- ungefähr 2 mm zur Folge haben, dass die Gasblasen auf den nem Durchmesser (oder eine andere minimale seitliche Ab- Seitenflächen des Vorsprunges nach unten wachsen. Jedoch messung) verwendet werden, kann die seitliche Ausdehnung hat die Berücksichtigung der mechanischen Stärke, wie dies der sich erstweilig bildenden Gasblasen begrenzt werden, und so bereits erwähnt wurde, zur Folge, dass die kleinste seitliche solcherweise überwinden die Gasblasen den Widerstand der Abmessung des Vorsprunges bei einem etwas höheren Wert

Oberflächenspannung des Metalles, währenddem das Volu- gehalten wird.

men der einzelnen Gasblasen noch klein ist und diese relativ Die kleinste Höhe der Vorsprünge, bei welcher die Abgesteuerte Abmessungen aufweisen. Vorausgesetzt, dass zwi- messung der Gasblasen, die in der Erfindung unter Betracht sehen den vorstehenden Gasauslassmundstücken ein genü- 55 steht, beträgt 3 mm, obwohl üblicherweise eine Höhe von gend grosser Abstand vorhanden ist, so dass eine Berührung mindestens 6 mm, verwendet wird. Es ist oft vorteilhaft, diese sich erstweilig bildender Blasen, die von benachbarten Mund- Vorsprünge höher als das in Betracht gezogene Betriebsministücken ausgehen, verhindert ist, und vorausgesetzt, dass das mum auszubilden, so dass die Erosion der Mundstücke, die Ausmass des Hervorstehens dieser Mundstücke genügend während des Einsatzes auftritt, berücksichtigt ist. In bezug gross gewählt ist, wird die Abmessung der Blasen durch die 6o der wirksamen Steuerung der Abmessung der Gasblasen bekleinste seitliche Abmessung des äusseren Endes des Vor- steht kein Minimum in bezug auf die Höhe der Vorsprünge, sprunges gesteuert. Weiter, weil die Abmessung der Gasblase Die tatsächliche Höhe (Länge) der Vorsprünge wird abhängig von der Querschnittsfläche bei obersten, äussersten Ende des von den Eigenschaften des ausgewählten, feuerfesten Stoffes Vorsprunges abhängig ist, kann die Bildung unerwünschter, gewählt, so dass eine genügende, mechanische Stärke vorhan-feiner Blasen verhindert werden. Somit kann durch ein 65 den ist. Die ausgewählte Höhe des Vorsprunges muss auch zweckdienliches Bemessen der äussersten Enden der Mund- mit der Notwendigkeit übereinstimmen, einen genügend ho-stückvorsprünge die Abmessung der Gasblasen gesteuert wer- hen Pegel schmelzflüssigen Metalles oberhalb der oberen Enden und irgendwelcher erwünschter Anwendung angepasst den der Vorsprünge beizubehalten, um ein wirksames Entga-

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sen, Entfernen von Einschlüssen oder anderen Zielen des Bla- den Seitenwänden eines nach aussen auseinanderlaufenden sens mit Gas zu erhalten, welches während des Hinausschwe- Vorsprunges unmittelbar unter dem äusseren Ende der Vorbens des Gases durch das schmelzflüssige Metall stattfindet. sprünge eine Kerbe oder eine Ausnehmung eingefräst oder Währenddem die Höhe der Vorsprünge theoretisch unbe- sonstwie gebildet wird.

grenzt ist, solange diese den vorhergenannten Forderungen 5 Falls erwünscht, können Vorsprünge irgendwelcher entspricht, ist eine Höhe der Vorsprünge von 6-10 mm genü- Formgebung verstärkt werden, indem dünne Rippen aus gend. Die mechanische Stärke der Vorsprünge nimmt mit zu- feuerfestem Werkstoff angeordnet werden, welche jeden Vornehmender Höher derselben ab, und die Verwendung von sprung mit einem oder mehreren benachbarten Vorsprüngen Vorsprüngen mit einer Höhe, die grösser als 25 mm ist, ist verbindet. Währenddem es bei der Herstellung einer einstük-nicht ratsam. îokigen Verteilplatte am einfachsten ist, die Vorsprünge mit

Die Querschnittsform der Vorsprünge kann kreisförmig, flach verlaufenden Aussenflächen auszubilden, können diese quadratisch, rechteckig oder irgendwelche andere zweckdien- Aussenflächen auch ohne nachteilig zu sein, etwas nach ausliche Form haben. Die Seitenflächen jedes Vorsprunges kön- sen oder nach innen gebaucht sein.

nen entweder nach aussen zusammenlaufen, (so dass die Der Abstand zwischen benachbarten Vorsprüngen ist

Querschnittsfläche beim oberen Ende des Vorsprunges klei- I5 mindestens von derselben Grössenordnung wie die Abmes-ner ist, als die Querschnittsfläche beim Fuss des Vorsprunges) sung der Breite der Endflächen der Vorsprünge selbst, so dass oder nach innen (so dass die Querschnittsfläche beim oberen die Möglichkeit einer Berührung und sich daraus ergebenden

Ende des Vorsprunges grösser ist als diejenige beim Fuss des Verschmelzung zwischen soeben bei benachbarten Mund-

Vorsprunges) oder die Seitenwände könnten auch aufrecht stücken entstehenden Blasen verhindert ist. Mit Vorteil ist der stehen, also nicht zusammenlaufen. 20 Abstand zwischen benachbarten Vorsprüngen 0,8-2 mal

Eine nach aussen zusammenlaufende Anordnung ist dann grösser als die Endflächen der Vorsprünge. Solange als diese vorzuziehen, wenn ein einfaches Entfernen von Metallresten letztere Bedingung erfüllt ist, kann irgendwelche Anzahl Vor-

(d.h., chargenweise im Gegensatz zu vollständig ununterbro- sprünge angeordnet sein. Es ist offensichtlich ein Ziel, eine so chen fortlaufendem Giessverfahren) oder die mechanische grosse Anzahl wie nur möglich von Vorsprüngen mit Gasaus-

Stärke der Vorsprünge stark unter Betracht gezogen werden 25 lassöffnungen anzuordnen, die so dicht als möglich gepackt müssen. Der mit der Vertikalen eingeschlossene Winkel sollte sind, so dass pro Flächeneinheit ein Maximum von vorste-

nicht zu gross sein, sonst wird die Blase wachsen, wobei sie henden Mundstücken vorhanden ist.

von der Seitenfläche des Vorsprunges nach unten wächst. Um Weil das Anwachsen der Blasen, je mehr diese Blasen von in der Praxis diese Erscheinung so weit als möglich zu verhin- der kugelförmigen Form abweichen, unstabiler wird, bewirkt dem, haben wir gefunden, dass der mit der Vertikalen einge- 30 das Begrenzen des Wachstums einer Blase in einer diametra-schlossene Winkel nicht grösser als 15° (bzw. der mit dem len Richtung, dass deren Anwachsen in einer Richtung, die oberen Ende des Vorsprunges eingeschlossene Winkel nicht mit der ersten Richtung einen rechten Winkel einschliesst, be-mehr als 105°) sein soll, wenn die seitliche Abmessung beim grenzt wird. Daher können die Vorsprünge die Form von par-oberen Ende des Vorsprunges 6 mm beträgt. Eine grössere allei zueinander verlaufenden Rippen annehmen, die vorteilseitliche Abmessung würde einen grösseren Winkel zulassen; 35 haft quer zur Strömungsrichtung des Metallstromes verlau-umgekehrt benötigt eine kleinere seitliche Abmessung einen fen, so dass das sich bewegende Metall die wachsenden Blasen kleineren Winkel. vor den Oberseiten der Rippen wegreissen. In jeder solchen Eine wachsende Blase, die beim Vorsprung bei der Aus- Rippe ist eine Reihe von Gasauslassöffnungen angeordnet, lassöffnung gebildet wird, überwindet die Oberflächenspan- wobei der jeweilige Abstand zwischen solchen AuslassÖffnun-nung und bricht vom Mundstück, d.h. der Öffnung weg, 40 gen derart gewählt ist, dass die Blasen, die bei jeweils einer wenn der stumpfe Winkel, der zwischen der Blasenwand und Auslassöffnung wachsen, bevor sie weggerissen werden, keine der Oberfläche des Vorsprunges bei der Berührungsstelle ein- Zeit haben, mit denjenigen Blasen zu verschmelzen, die bei geschlossen ist einen entscheidenden Wert übersteigt. Dieser benachbarten Gasauslassöffnungen in derselben Rippe wachentscheidende Wert nimmt bei Zunahme der kleinsten seit- sen. Weil das seitliche Ausbreiten einer Blase quer zur Rippe liehen Abmessung des Vorsprunges ab, so dass die Blase bei 45 begrenzt wird, wenn die Blase die Ränder der Rippe erreicht, einem grossen Vorsprung mit zusammenlaufenden Seiten- ist das Ausbreiten der Blase in Längsrichtung der Rippe ebenwänden wegbrechen wird, währenddem bei einem kleinen falls gesteuert, obwohl das Ausmass des Steuerns der Abmes-Vorsprung, der jedoch in gleicher Weise auseinanderläuft, die sung der Blase weniger genau ist. Dieses wird bis zu einem ge-Wand der Blase den entscheidenden Wert nicht erreicht, und wissen Masse dadurch ausgeglichen, dass fortlaufende Rip-so die Grenzfläche der Blase entlang des Kegels, der vom Vor- 50 pen stärker sind als einzelne Vorsprünge, und daher kann die sprung gebildet ist, nach unten steigt. Es ist sehr schwierig, die Breite der Rippe bequemerweise klein gewählt sein. Der Abzulässige Menge des Wertes des Zusammenlaufens eines Vor- stand zwischen benachbarten Auslassöffnungen in den Rip-sprunges, um das Nachuntensteigen der Blasen zu verhin- pen sollte mehr als der doppelte Wert der Breite der Rippen dem, vorauszusagen, dieses ist teilweise von der Oberflächen- betragen, und am vorteilhaftesten ungefähr das Dreifache der Spannung und der Dichte des schmelzflüssigen Metalles und 55 Rippenbreite, so dass sichergestellt ist, dass kein Zusammen-teilweise von der Querschnittsform des Vorsprunges ab- wachsen der Blasen stattfindet.

hängig.

Vom Gesichtspunkt der Wirksamkeit des Steuerns der Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand der

Abmessung der Blase hergesehen, sind nach innen zusam- Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:

menlaufende Vorsprünge zu bevorzugen, weil diese Form ein 60 Fig. 1 und 2 eine Aufsicht und einen Längsschnitt durch

Nachuntensteigen der Blasen, wie dies oben beschrieben ist, eine Verteilplatte, die gemäss der Erfindung ausgebildet ist,

beeinträchtigt. Jedoch hängt die Herstellung solcher Vor- Fig. 3 eine Aufsicht auf eine Grandplatte zur Aufnahme sprünge und ihre Erosionsfestigkeit im Betrieb von den Ei- vier der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Verteilplatten,

genschaften des feuerfesten Werkstoffes ab, der zu ihrer Her- Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Verteilanordnung,

Stellung verwendet wird. Das Entfernen von Metallresten bei 6s die aus einer Grundplatte der Fig. 3 und Verteilplatten der der Verwendung einer solchen Form bereitet Schwierigkeiten. Fig. 1 und 2 zusammengesetzt ist.

Einige Vorteile der nach innen und nach aussen zusam- Fig. 5 eine vereinfachte Darstellung des Einbaues einer menlaufenden Form können kombiniert werden, indem in Verteilanordnung in einer schrittweisen Giessanordnung,

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Fig. 6 einen Schnitt durch eine Rinne, in welcher eine Ver- In Fig. 7 ist ein Mundstück bestehend aus einem auseinander-teilanordnung angeordnet ist, laufenden Vorsprung gezeigt, in der Fig. 8 ist ein Mundstück

Fig. 7-9 verschiedene Ausbildungsformen der vorstehen- mit einem nach innen zusammenlaufenden Vorsprung ge-den Mundstücke, die auf der Verteilplatte der Fig. 1 und 2 an- zeigt, und in der Fig. 9 ist ein Mundstück mit einem nach ausgeordnet sind, und 5 sen auseinanderlaufenden Vorsprung mit gekerbten Seiten-

Fig. 10 eine weitere Ausführungsform der Verteilplatte wänden gezeigt.

der Fig. 1. Die Verteilplatten der vorliegenden Erfindung können als

In den Fig. 1 und 2 ist eine Verteilplatte 1 gezeigt, die ge- Mittel zum Einbringen von Gas in einen Strom schmelzflüssi-mäss des Erfindungsgedankens ausgebildet ist. Die Verteil- gen Metalles in einer herkömmlichen Förderrinne verwendet platte weist einen dicken Grundteil 2 und damit einstückig 10 werden, indem sie in die Rinne gemäss der Darstellungen der ausgebildete Vorsprünge 3 auf. Jeder Vorsprung weist eine Fig. 5 und 6 eingesetzt werden. Falls erwünscht, kann mehr quadratische Querschnittsform auf und ist wie gezeigt etwas als ein Zusammenbau in der Rinne eingesetzt sein. Falls erzusammenlaufend ausgebildet. In der Mitte ist jeder Vor- wünscht, kann auch alternativ einer oder mehrerer solcher sprung 3 durchbohrt, so dass ein Gasauslass 4 gebildet ist. Verteilzusammenbaus in einer herkömmlichen Gasbehand-

Zusätzlich zu den Vorsprüngen 3 ist die Verteilplatte 1 mit 15 lungskammer verwendet werden, jedoch würden dann die frü-an ihren Ecken angeordneten Gewindeaugen 5 versehen, die her erwähnten Nachteile der Verwendung einer solchen Kam-bei 6 durchbohrt sind und zur Aufnahme von Niederhaltebol- mer auftreten.

zen bestimmt sind, mittels welcher die Verteilplatte 1 mit dem Alternativ kann eine oder mehrere Verteilplatten oder in den Fig. 3 und 4 gezeigten Grundteil verbunden ist. Verteilanordnungen auf dem Boden bzw. im Boden einer

Der Zweck der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Grundplatte 20 Überführrinne oder einer Kammer zum Blasen des Metalles ist, zusammen mit jeder Verteilplatte eine Vorkammer zu be- angeordnet sein, und derart angeordnet, dass die Oberseite schreiben. Es ist vorzuziehen, diese so dünn als möglich zu der Platte beim Fuss der Vorsprünge auf derselben Höhe wie machen, so dass ein grösstmögliches Eintauchen der Spitzen der Boden der Rinne oder der Kammer angeordnet ist. Wenn der Mundstücke auf den Verteilplatten unterhalb der Ober- nun das Blasen mit Gas unter Verwendung der Vorrichtung fläche des darüber fliessenden Metalles möglich ist. 25 gemäss der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, um

Die Grundplatte 7 ist bei 8 mit Gewindelöchern versehen, ein Blasen des sich in der Überfuhr befindlichen Metalles die dazu dienen, die vier Verteilplatten mit dieser durch die durchzuführen, sei dies nun in der Überfuhrrinne oder der Bolzen verbunden zu halten, die in den Durchbohrungen 6 Blaskammer, ist eine genügende Anzahl von Verteilplatten angeordnet sind. Bei den der Verteilplatten entsprechenden vorhanden, so dass eine beträchtliche Verminderung des Gas-Stellen sind in der Oberseite vier flache Ausnehmungen 9,9' 30 gehaltes, der Einschlüsse oder anderer Verunreinigungen der ausgefräst. Die Ausnehmung 9' steht mittels Durchbohrungen strömenden Metallschmelze durchgeführt wird.

10 mit der Ausnehmung 9 in Verbindung. Die Ausnehmung 9 Falls die Vorrichtung und das Verfahren der Erfindung ist bei 11 örtlich vertieft, so dass ein Eintritt für eine Durch- dazu verwendet ist, schmelzflüssiges Metall zu entgasen, ist es bohrung 14 vorhanden ist, die mit einer Durchbohrung 14' erwünscht, die Anordnung derart zu betreiben, dass ein Wieverbunden ist, welche in einem Gaszufuhranschluss 15 ange- 35 dereintreten von Gas, beispielsweise Wasserstoff, aus der ordnet ist, welcher mittels eines Teiles 16 mit der Grundplatte Feuchtigkeit der Umgebung verhindert ist. Dieses kann ver-7 verriegelt ist. Das Entfernen des Teiles 16 lässt zu, dass der hindert werden, indem oberhalb der Metalloberfläche beim Zusammenbau in seine Einzelteile getrennt werden kann. Bereich, bei welchem die Blasen austreten eine gesteuerte Um-

Zwischen der Grundplatte 7 und der Verteilplatte 1 ist ein gebung beibehalten wird, beispielsweise indem ein Deckel Blatt eines Keramikpapiers 17 eingeklemmt, so dass ein Aus- 4Q über die Überführrinne angeordnet wird, wie in der Fig. 6 gelecken von Gas durch den zwischen diesen zwei Teilen vor- zeigt ist, und/oder dass ein zweckdienlicher Überdeckstrom handenen Spalt verhindert ist, und so dass innerhalb der Vor- eines schmelzflüssigen Stoffes, beispielsweise der Alkalime-kammern ein zweckdienlicher Gasdruck aufgebaut werden tallchlorid/Fluorid-Gattungen, im Falle, dass das schmelzkann. flüssige Metall Aluminium oder eine Aluminiumlegierung ist.

Mit Vorteil sind die Verteilplatten und die Grundplatten Bei einer Ausführung ist ein Paar von Verteilanordnungen, aus gefrästem, bearbeitetem Graphit oder gegossenem Silici- wobei jede vier Verteilplatten mit einer Abmessung von je-um-Carbid oder irgendwelchem anderen zweckdienlichen weils 20 cm x 10 cm und jeweils 51 Gasaustrittsöffnungen Stoff hergestellt. Falls erwünscht, kann ein vergiessbarer, feu- versehen war in eine Überführrinne zwischen einem Warm-erfester Stoff verwendet werden. Falls erwünscht kann alter- halteofen und einer Giessstelle angeordnet worden, wie in der nativ Gusseisen oder ein anderes, zweckdienliches, feuerfestes Fig. 5 gezeigt ist. Während einer Prüfung wurde ein Mengen-Metall verwendet werden. Als weitere Alternative können die 50 ström einer schmelzflüssigen Aluminiumlegierung durch die Vorsprünge aus feuerfestem Werkstoff gebildete Einsätze Rinne von 150 kg/min. beibehalten, und die Tiefe des Metal-sein, welcher Stoff keramisch oder metallen sein kann und les oberhalb der Verteilplatten betrug ungefähr 10 cm. Die welcher in der feuerfesten Grundplatte eingesetzt werden Verweilzeit des Metalles oberhalb der Verteilplatten betrug kann, welche aus demselben Werkstoff hergestellt sein kann, etwa 20 sek, und der Gasstrom (100% Argon) betrug unge-aus welchem die Vorsprünge hergestellt sind oder auch aus 55 fähr 1001/min. für eine Gasaufnahme von ungefähr 6701/t einem anderen Werkstoff hergestellt sein kann. behandelten Metalles.

In der Fig. 5 ist eine Verteilanordnung der Fig. 4 gezeigt, Sogar mit einer Vorrichtung mit derart begrenzten Ab weiche in einer Rinne 20 angeordnet ist, die dazu dient, Me- messungen wurde eine spürbare Verminderung des Wasserfall von einem Ofen 21 einer Strang;gussstelle 22 zuzuführen. stoffanteils der Legierungen bewirkt, welches ein Ergebnis der

Die Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch die Rinne 20 mit 60 kleinen Abmessungen der gebildeten Blasen war (geschätzt dem darin angeordneten Verteiler, wobei die Rinne 20 ober- ais g_io mm Durchmesser).

halb der Verteilanordnung mit einem Deckel 23 versehen ist,

so dass über dem schmelzflüssigen Metall, das durch die Die Prüfungsergebnisse, die bei verschiedenen Alumini-

Rinne fliesst, eine das für das Blasen verwendete Gas enthäl- umlegierungen erhalten wurden, bei welchen der Mengenfluss tende Umgebung beibehalten ist. 65 vom Metall und vom Gas die oben erwähnten Werte aufwies,

In den Fig. 7 bis 9 sind, im grösseren Massstab gezeichnet, sind bei der nachstehenden Tabelle angeführt. In jedem Fall verschiedene Ausbildungsformen der Vorsprünge 3 mit den wurde die Prüfung während einer Zeitspanne von 2 Stunden Auslassöffnungen der Verteilplatten der Fig. 1 und 2 gezeigt. durchgeführt, wobei das Metall einer ununterbrochen in Be-

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trieb stehenden Gussvorrichtung zugeführt wurde, welche ein Gussrad enthielt.

Legierung Anteil Wasserstoff % Ent-

(ml H2/100 g Metall) fernung

Vor dem nach dem

Verteiler

AI-2.35% Mg

0.27

0.12

56

-0.20% Cr

0.21

0.11

48

AI-5.0 Mg

0.27

0.16

41

0.49

0.33

33

0.35

0.18

49

AI-5.15% Si

0.26

0.18

31

0.24

0.15

38

Al-0.9% Mg

0.22

0.16

27

-0.65% Si

0.26

0.10

62

Bei einer weiteren Anordnung wurden fünf Verteilplatten, die aus Graphit hergestellt worden sind und eine Abmessung von ungefähr 20 cm x 28 cm aufweisen, und die jeweils 122 Mundstücke enthielten, auf dem Boden eines besonders aus-5 gebildeten Abschnittes einer Überführrinne zwischen einem Warmhalteofen und einer Stranggussstelle mit Absenktisch angeordnet. Die Tiefe des Metalles oberhalb der Verteilplatten war ungefähr 20 cm. Die Verweilzeit des schmelzflüssigen Metalles oberhalb der Verteilplatte betrug etwa 30 sek. 10 Während dieser Prüfungen wurde die Reinheit des Metalles stromaufwärts und stromabwärts der Verteilplatte ermittelt, indem ein quantitatives, metallographisches Verfahren durchgeführt wurde. Bei jeder geprüften Legierung wurde eine spürbare Verminderung des Anteiles nicht-metallischer i5 Teilchen (z.B. angesammeltes TiB2, A14C3, MgO und Spinelle) festgestellt. Die Prüfungsergebnisse, die für zwei verschiedene Aluminiumlegierungen erhalten wurden, sind in der nachstehenden Tabelle aufgezeichnet.

LEGIERUNG

AI-1% Mn -/.6% Fe AI-2.5% Mg

Dauer der Mengenfluss Prüfung des Metalles Stunden kg/min.

2 1/4 1 1/2

360

475

Mengenfluss von Argon 1/min.

140 240

Argon-Aufnahme pro Tonne behandeltes Metall

390 500

Gesamtwirkungsgrad der Entfernung von Einschlüssen

66

73

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäss der vorliegen- Der Rand der Oberseite jedes Vorsprunges, bzw. die Rän-den Erfindung können auch zusammen mit irgendwelchen der jeder Rippe beschreiben eine schroffe Unterbrechung, um herkömmlichen oder nicht herkömmlichen Gasen verwendet 35 eine weitere seitliche Bewegung der Metall/Gas-Grenzschicht werden, die zum Blasen schmelzflüssigen Metalles verwendet über die Oberfläche einer Verteilplatte oder eines anderen Ge-werden, beispielsweise Chlorgas, Stickstoff, Argon, Freon bildes zu steuern, bzw. verhindern. Anstatt in nach aussen ra-und diese enthaltende Gemische. genden Rippen oder Vorsprüngen Gasaustrittöffnungen zu Obwohl die Gasverteilplatten der vorliegenden Erfindung bilden, können das Wachstum von Blasen hindernde Unter-vorteilhaft in einer Rinne zur Überfuhr von Metall angeord- 40 brechungen durch die Umfange einzelner Ausnehmungen genêt werden, kann es möglich sein, viele durch die Erfindung bildet sein, die zwischen Gasaustrittsöffnungen in einer sonst geschaffene Vorteile zu erhalten, indem man eine Anordnung gleichförmigen Oberfläche angeordnet sind. Solche Unterbre-von Verteilplatten oder Verteilanordnungen auf den Boden chungen können durch in der Oberfläche einer feuerfesten des Warmhalteofens anordnet, um ein Blasen des Metalles Platte gebildeten Bohrungen gebildet sein, die zwischen den durchzuführen, das im Ofen vorhanden ist. 45 darin vorhandenen Gasaustrittsöffnungen angeordnet sind.

Die in der Fig. 10 gezeigte modifizierte Ausführung der Wo die Mitte jeder Bohrung auf einer Linie ist, die die Verteilplatte ist hauptsächlich für eine Anwendung in einem Mitten eines Paares benachbarter Austrittsöffnungen verbin-Strom schmelzflüssigen Metalles bestimmt, der quer zu den det, sollte der Durchmesser der Bohrung grösser sein als die darauf gezeigten Rippen strömt. Hälfte des Abstandes zwischen der Mitten des Paares benach-Im Vergleich mit der Fig. 1 sind die einzelnen, eine qua- 50 barter Gasaustrittsöffnungen. Wenn die Mitte jeder Bohrung dratische Querschnittsform aufweisenden Vorsprünge durch von mehr als zwei regelmässig, z.B. quadratisch oder im schmale, fortlaufende Rippen 24 ersetzt, in denen jeweils eine Sechseck angeordneten Gasaustrittsöffnungen denselben AbReihe von Gasauslassöffnungen 25 angeordnet sind, deren stand aufweist, beträgt der kürzeste Abstand zwischen den gegenseitiger Abstand ungefähr das Dreifache der Breite der Umfängen jeweils zwei benachbarter Bohrungen vorteilhaft Aussenfläche der Rippe beträgt. Der Abstand zwischen den 55 nicht mehr als ein Viertel des Abstandes zwischen den Mitten jeweiligen Auslassöffnungen ist in der Tat gleich demjenigen benachbarter Austrittsöffnungen, so dass zwischen jedem der Fig. 1, weil die Rippen 24 schmaler als die Vorsprünge 3 Paar benachbarter Austrittsöffnungen nicht mehr als eine ausgebildet sind. dünne Rippe verbleibt.

3 Blatt Zeichnungen