DD201232A3 - Vorrichtung zur herstellung von halbzeugen direkt aus metallschmelzen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Metallurgie. Ziel der Erfindung ist eine einfache, funktionssichere und leicht anzufertigende Vorrichtung. Die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung aus einer geringen Zahl von Einzelteilen leichter Handhabbarkeit anzugeben, die bruchsicher und dicht ist, wird mit folgender Vorrichtung geloest. Eine Duese aus einem hochwarmfesten Material wird mit einer loesbaren Verbindung in einer waermeisolierenden Grundplatte gehaltert. Auf diese wird der Schmelztiegel so positioniert, dass die Bodenoeffnung des Tiegels genau ueber der Duesenoeffnung steht. Diese Tiegel-Duesenanordnung befindet sich in einem Rezipienten, der die Heizung enthaelt. In Grundplatte, Tiegelboden und Rezipientenboden sind Ringnute zur Aufnahme der Dichtungen eingearbeitet. Das Verspannen der einzelnen Bauelemente erfolgt durch Andrueckfedern und einen bis zum Beginn des Ausfliessens des fluessigen Metalls die Oeffnung im Tiegelboden verschliessenden Stopfen. Die Erfindung ist beim Vakuumgiessen, Giesswalzen oder bei Verfahren der Schnellabkuehlung einsetzbar. Die Erfindung wird durch eine Zeichnung charakterisiert. Figur

Description

Vorrichtung zur Herstellung- von Halbzeugen direkt aus Metallschmelzen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Metallurgie und ist überall dort anwendbar, wo ein Schmelztefaß oder ein Schmelzraum gegenüber der Atmosphäre oder einem 2. Gefäß abgedichtet werden muß und wo Halbzeuge auf direktem Weg aus einem Metallbad durch Vakuumgießen, Gießwalzen, Meltspinning-Verfahren oder durch' andere Verfahren der Schnellabkühlung hergestellt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt ist nach der US-PS 4 020 891 eine aus mehreren Teilen" zusammengesetzte Vorrichtung, die im wesentlichen aus einem Tiegel, einem Erosionsschutz, einer Düse und einem geteilten Metallmantel besteht. Der Tiegel ist aus einem gegen die Metallschmelze inertem Material, z. B. Bornitrid oder einer anderen Keramik, gefertigt. In die relativ große öffnung im Boden des Tiegels ist eine~ Hülse eingelassen, die als Erosionsschutz fungiert und ebenfalls aus einem keramischen Material besteht. Der kragenförmige Rand der Hülse liegt auf dem Boden des Tiegels auf. Die untere Kante der Hülse drückt auf eine Bodenplatte, in der sich die Bohrung (Düse)' zum Ausfließen des geschmolzenen Metalls befindet". Der Einlauf der Schmelze in die

Düse wird zweckmäßigerweise als halbrunde Vertiefung- mit: einem Durchmesserunterschied von ca. 3ϊ1 ausgeführt, es sind aber auch keglige oder parallele Ausführungen des Düseneingangs möglich. Nach oben ist der Tiegel mit einer Abdeckplatte, in der sich die Gaseintrittsoffnungen zum Ausdrücken der Schmelze aus dem Tiegel befindet, abgeschlossen. Um diese Tiegel-Düsen-Anordnung befindet sich ein aus mehreren Teilen zusammengesetztes Gehäuse aus Stahl, in dessen Seitenwänden sich eine gegen das Gehäuse isolierte Heizspirale befindet. Das Gehäuse ist so konstruiert, daß es mittels Verschraubungen sowohl die Abdeckung als auch die Tiegel-Düsen-Anordnung gegeneinander verspannt und damit die Abdichtung gewährleisten soll, gleichzeitig dient das Gehäuse als Rezipient. Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht in der komplizierten Ausführung aus vielen Einzelteilen, die zueinander passend gearbeitet werden müssen und in der unsicheren Punktion der Vorrichtung, die durch die beim Betreiben entstehende unterschiedliche Erwärmung der Einzelteile begünstigt wird und mangelnde Dichtheit und Bruchgefahr zur ^olge hat. Außerdem ist ein Auswechseln von Verschleißteilen ohne Demontage der gesamten Vorrichtung nicht' möglich.

Ziel der Erfindung-

Das Ziel der Erfindung besteht in einer einfachen, funktionssicheren und leicht anzufertigenden Vorrichtung zur Herstellung von Halbzeugen direkt aus einer Metallschmelze.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, die aus einer geringen Zahl von Einzelteilen leichter Handhabbarkeit besteht und die wegen ihrer speziellen konstruktiven Gestaltung und Werkstoffauswahl

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einen einfachen Aufbau, Bruchsicherheit und Dichtheitaufweist.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe mit einer Torrichtung gelöst, bei der eine Düse aus hochle-giertem hitze- und zunderbe-ständigem Stahl, einer hochwarinfesten Legierung, Metallkeramik, Keramik oder Kohlenstoff, deren Öffnungvorzugsweise eine rechteckige Form mit einem Verhältnis von Breite zu Länge von 0,5-1 : 10 aufweist, mit einer lösbaren Verbindung in einer wärmedämmenden Grundplatte in einer der Düse entsprechenden Öffnung gehaltert ist. Vorzugsweise besteht die lösbare Verbindung aus einem Feingewinde. Die w-ärmedämmende Grundplatte besteht.vorzugsweise aus Kohlenstoff. Auf diese Grundplatte wird der Schmelztiegel gestellt und so positioniert, daß die Bodenöffnung des Tiegels genau über der Düsenöffnung steht. Diese Tiegel-Düsen-Anordnung wird von einem Rezipienten umgeben, in dem sich die Heizung - als induktive Heizung oder als Strahlungsheizung - befindet. In Grundplatte, Tiegelboden und Rezipientenboden sind Ringnute zur Aufnahme der Dichtungen, die vorzugsweise aus mit Kohlenstoff getränktem Asbest oder aus einem niedrig schmelzenden Metall bestehen, eingearbeitet. Das Verspannen der einzelnen Bauelemente erfolgt durch Andrückfedern, die durch die Abdeckplatte des Rezipienten geführt sind oder sich in einem Zwischenring zwischen Tiegel und Abdeckplatte befinden und auf den Tiegelrand drücken. Zusätzlicher Druck wird bis zum Beginn des Ausfließens der Schmelze durch den die Öffnung verschließenden Stopfen bewirkt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand einer Zeichnung näher erläutert: werden.

Die Düse 1 besteht aus einem hitze- und zunderbeständigen Stahl Σ 15 Cr Έ1 Si 25, 20, der Außendurchmesser des zylindrischen Teils beträgt 14 mm und die Wandstärke 1,5 mm. Die schlitzförmige öffnung 2-von 16,5 x 0,3 mm ist durch Zusammendrücken des Rohres auf einer Presse gefertigt und

das Peingewinde 3 am Düsenende maschinell aufgebracht. Die zur Aufnahme der Düse 1 benötigte wärmedämmende Grundplatte 4 besteht aus isostatisch gepreßtem Kohlenstoff, besitzt einen Durchmesser von 80 nun und eine Stärke von 10 mm. In der Mitte der Grundplatte 4 wird eine Bohrung mit einem Feingewönde 3 von Mi4x 1 nun geschnitten. Der Schmelztiegel 5 ist ebenfalls aus gepreßtem und gesintertem Material hergestellt, der Außendurchmesser beträgt 80 mm, der Innendurchmesser βθ mm, die Höhe 100 mm, die konzentrische Bodenöffnung 15 nun. Als Material wurde ein Gemisch von 80 % AIpO-, und 20 % SiO₂ einer Körnung < 1,5 nun zur Gewährleistung einer hohen Temperaturwechselbeständigkeit verwendet. In den Boden des Schmelztiegels 5, in die Grundplatte 4 und in den Boden des Rezipienten 7 sind Hingnute 6 eingearbeitet, die zur Aufnahme der mit Kohlenstoff getränkten Asbestdichtungen dienen. Nachdem die Düse in die Grundplatte 4 eingeschraubt wurde, wird der Schmelztiegel 5 so positioniert, daß sich die Bodenöffnung genau über der Düse 1 befindet. Das Abdichten der Ausflußöffnung übernimmt der vorgespannte Stopfen 10. Die in den Deckel des Rezipienten eingearbeiteten Andrückfedern 8 verspannen die einzelnen Bauelemente und gewährleisten gemeinsam mit dem Stopfen 10 die Dichtheit der Vorrichtung. Die um den Schmelztiegel 5 im Rezipienten 7 angebrachte Heizung 9 ist eine Induktionsspule.

Diese Vorrichtung hat neben der einfachen Herstellbarkeit der Einzelteile und deren Punktionssicherheit im Zusammenwirken den Vorteil, daß durch Lösen der Andrückfedern 8 und des Stopfens 50 die gesamte Tiegel-Düsen-Anordnung aus dem Rezipienten zu entnehmen ist, alle Einzelteile sind leicht auswechselbar.

Claims (6)

1. Erfindungsanspruch

   1. Vorrichtung zur Herstellung von Halbzeugen direkt aus Metallschmelzen, bestehend aus einer Tiegel-Düsen-Anordnung, die von einem Rezipienten mit einer Heizung umgeben ist, gekennzeichnet dadurch, daß die eine schlitzförmige Öffnung (2) enthaltende Düse (1)' durch eine lösbare Verbindung (3) in eine Grundplatte (4) eingebracht ist, auf die ein Schmelztiegel (5) so positioniert ist, daß die konzentrische Öffnung des Schmelztiegels (5) genau über der Düse (1) zu stehen kommt, in den Boden des Schmelztiegels (5), in die Grundplatte (4)' und in den Boden des Rezipienten (7) . Ringnute (6) eingearbeitet sind ,welche die Dichtungen

   (11) enthalten und die Verspannung der einzelnen Bauelemente mittels Andrückfedern (8) und Stopfen (TiO) erfolgt,
2. 2. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ·· die schlitzförmige Öffnung .(2) eine rechteckige Form aufweist und das Verhältnis von Breite zu länge 0,5-1 : 10 ist. '
3. 3. Vorrichtung nach.Punkt 1, gekennzeicnnet dadurch, daß die lösbare Verbindung (3) zwischen Düse (1) und Grundplatte (4) ein Feingewinde ist.
4. 4. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeicnnet dadurch, daß die Grundplatte (4) aus Kohlenstoff besteht.
5. 5. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in die Ringnute (6)' mit Kohlenstoff getränkte Asbestdichtungen eingelegt sind.
6. 6. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeiclonet dadurch, daß

   in die Ringnute (6) ein niedrig schmelzendes Metall oder -legierung eingegossen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen