DD269063A3 - Vorrichtung zum Schmelzen von Metall - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzen von Metall, mit welchem Elementarfaeden beschichtet werden. Die erfindungsgemaesse Vorrichtung in Form eines Behaelters besteht aus 2-15 keramischen Segmenten, welche in einem Stahlgehaeuse aus hitzebestaendigem Stahlblech in der Art eingelegt sind, dass sie sich gegeneinander am Kippen hindern. Fig. 3

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung in Form eines Tiegels oder Behälters zum Schmelzen von Metall, mit welchem Elementarfäden beschichtet werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Nach OE-OS 2318213 sind Behälter oder Tiegel bekannt, die aus einem einzigen Stück bestehen, so einen dichten Behälter darstellen und zum Auftragen von Metall auf Elementarfäden geeignet sind. Die nach DE-OS 2318213 bekannten Tiegel werden aus Graphit bzw. Keramik gefertigt. Der wesentlichste Nachteil dieser bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß sie über eine geringe Lebensdauer verfügen, sehr kompliziert herstellbar sind und bei der Herstellung und Anwendung der Gefahr einer häufigen Rißbildung unterliegen.

Nach DE-OS 3229276 ist ein Behälter aus feuerfestem Material für zu schmelzendes bzw. schmelzfiüssiges Metall bekannt, welcher aus einem vorgeformten Tiegel und aus einem nicht vorgeformten Futter, einem feuerfesten grobkörnigem Pulver oder Granulat besteht, welches zwischen die Ofeninnenfläche und dem Tiegel eingebracht und dort paktiert wird. Der Nachteil dieser bekannten Lösung besteht darin, daß das Verfahren der Herstellung sehr zeitaufwendig ist und der Tiegel aus Gründen seiner Grobporigkeit für das Schmelzen von Metall, welches zum Auftragen auf Elementarfäden dienen soll, nicht geeignet ist.

Er tsprechend dem Standard der Glasschmelztechnik sind zum Erschmelzen von Glas Behälter bekannt, die aus einzelnen Teilen bestehen. Eine Abdichtung derTeile untereinander wird durch ein von innen nach außen abfallendes Temperaturprofil erreicht, das ein Einfrieren des durch did einzelnen Teile des Behälters hindurchtretenden Glases in den äußeren Schichten mit niedriger Temperatur bewirkt, das eine Abdichtwirkung hervorruft. Bei einer Beheizung des Gefäßes von außen ist dieser Wirkungsmechanismus unbrauchbar, demzufolge als Behälter zum Schmelzen von Metall, welches zum Beschichten von Elementarfäden verwendet wird, nicht geeignet.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Schmelzen von Metall, welches zum Beschichten von Elementarfäden verwendet wird, zu schaffen, die unkompliziert herstellbar ist, eine hohe Lebensdauer besitzt und bei der eine Rißbildung v/eitestgehend minimiert ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Konstruktionsprinzip für den Behälter zum Schmelzen von Metall zu finden, welches auf der Anwendung einfacher geometrischer Formen beruht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem Stahlgehäuse aus hitzebeständigem Stahlblech mit einer Blechstärke von 1-2 mm, vorzugsweise 1,5 mm, mehrere Segmente aus keramischem Werkstoff in der Ad eingelegt sind, daß sie sich gegeneinander am Kippen hindern.

Die erfindungsgemäßc Vorrichtung kann aus Siliziumnitrid, Zirkonoxid, Zirkonsilikat, Graphit oder Chromoxid, die über einen hohen Benetzungswinkel verfügen und chemisch resistent sind gegenüber den zu verarbeitenden Schmelzen, gefertigt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Segmente eine Stärke von 3 bis 15mm, vorzugsweise 8 mm aufweisen und der Abstand zwischen den einzelnen Segmenten ä 1 mm, vorzugsweise 0,2mm beträgt.

Die Abdichtung zwischen den einzelnen Segmenten beruht auf der Wirkung der Oberflächenspannung des zu schmelzenden Stoffes und dem Benetzungswinkel zwischen dem zu schmelzenden Stoff und dem Werkstoff der einzelnen Segmente.

In Fig. 1 wird dor theoretische Zusammenhang zwischen der Fugenbreite, dem möglichen Niveaustand einer Flüssigkeit über einer Fuge, bei dem ein Auslaufen noch nicht eintritt, in Abhängigkeit der Konstanten H, die das Tropfenniveau charakterisiert, dargestellt. Dabei sind die Größen X (Fugenbreite), ΔΗ (Flüssigkeitsniveauhöhe) und H auf die Kapillaritätskonstante a bezogen.

Die Größen χ und Ah bezeichnen die tatsächliche Fugenbreite bzw. Niveauhöhe der Flüssigkeit. In Fig. 2 wird die Abhängigkeit des maximal möglichen Flüssigkeitsniveaus über einer Abdichtstelle von der Fugenbreite und der Kapillaritätskonstante dargestellt. Die Kapillaritätskonstante ist folgendermaßen definiert: Dabei bedeuten:

σ = Oberflächenspannung

ρ = Dichte

g = Gravitationskonstante

Außerdem ist in Fig. 2 der Parameter X in Abhängigkeit vom Benetzungswinkel im Bereich von 10-90° dargestellt. Beim Auftreten eines Benetzungswinkels > 90° nimmt χ den Wert der vorhandenen Fugenbreite an. Die Fig. 1 beruht auf der Laplaceschen Differentialgleichung und einem Ansatz zur Berechnung von Tropfengeometrien nach Lohnstein (Annalen der Physik 1906, Band 20, H. 7. S. 237-268). Der wesentlichste Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung

besteht darin, daß die Gefahr einer Rißbüdung wesentlich herabgesetzt wird, was sich positiv auf die Lebensdauer auswirkt. Einweiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß auf der Grundlage des angewendeten Konsuuktionsprinzips das Auswechselnschadhafter Segmente möglich ist.

Vorteilhaft ist außerdem, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei komplizierten und großen Bauformen einfach

herstellbar ist.

Ausführungsbeispiel Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung soll anhand einer Zeichnung erläutert werden. Fig. 3: zeigt die Vorrichtung zum Schmelzen von Metall mit 5 Segmenten. Der Behälter zum Schmelzen von Metall besteht aus der Rückwand 1, zwei Seitenwänden 2, der Bodenplatte 3 und der Auftragslippe 4. Die Segmente 1,2,3,4 sind 8mm stark. Der Abstand zwischen den Segmenten beträgt 0,5 ± 0,2 mm. Das Stahlgehäuse 5 ist aus hitzebeständigem Stahlblech mit einer Stärke von 1,5mm gefertigt und als Schweißkonstruktion

ausgebildet.

Die Behälterabmessungen sind 280 χ 140 χ 50mm. Die Niveauhöhe der Schmelze im Behälter beträgt 40mm.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Schmelzen von Metall, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 2-15 Segmenten besteht, die in ein Gehäuse eingelegt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Werkstoff mit der Metallschmelze einen Benetzungswinkel > 10° aufweist und chemisch resistent ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Segmente 3--15mm und der Abstand der Segmente ^ 1,5 mm beträgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente im Gehäuse in der Art angeordnet sind, daß sie sich gegeneinander am Kippen hindern.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einem hitze- und wärmewechselbeständigem Werkstoff besteht.