DE102006039611A1 - Device for melting a material and for transferring the melt into a mold or into a distributing device, comprises a crucible for melting the material, a mammoth pump for sucking the melt, and a radiation heater attached over a casting spout - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schmelzen eines Materials und zum Übertragen der Schmelze in eine Kokille oder in eine Verteilereinrichtung, wobei die Vorrichtung einen Tiegel zum Einschmelzen des Materials und eine Pumpe zum Absaugen der Schmelze aus dem Tiegel aufweist.The The invention relates to a device for melting a Materials and to transfer the melt in a mold or in a distribution device, the device comprising a crucible for melting the material and a pump for sucking the melt from the crucible.
Derartige Vorrichtungen sind bekannt. Der Tiegel wird mit dem einzuschmelzenden Material bestückt, das anschließend eingeschmolzen wird. Danach wird die Schmelze z. B. in eine Kokille oder eine Verteilerrinne abgegossen, wozu der Tiegel um eine Querachse gekippt wird, damit die Schmelze über eine Schnute am Tiegelrand abfließen kann.such Devices are known. The crucible will melt with the Stocked material, that afterwards is melted down. Thereafter, the melt z. B. in a mold or poured a distributor trough, including the crucible about a transverse axis is tilted so that the melt over a pout at the edge of the pot flow away can.
Diese Vorgehensweise hat verschiedene Nachteile:
- (1) Es ist kein kontinuierlicher Prozess möglich. Zumindest zum Abgießen der Schmelze muss das Einschmelzen unterbrochen werden.
- (2) Schlacke, die sich auf dem Schmelzenspiegel gebildet hat, muss vor dem Abgießen entfernt oder beim Abgießen zurückgehalten werden.
- (3) Bei großen Tiegeln ist der bauliche Aufwand zur Realisierung der Kippbewegung beträchtlich.
- (1) No continuous process is possible. At least for pouring the melt melting must be interrupted.
- (2) Slag that has formed on the melt level must be removed before casting or retained during casting.
- (3) For large crucibles, the structural complexity for realizing the tilting movement is considerable.
Aus
den genannten Gründen
wird in der
Die Erfindung beruht somit auf dem Problem, eine Vorrichtung zum Schmelzen eines Materials und zum Übertragen der Schmelze in eine Kokille oder in eine Verteilereinrichtung zu schaffen, die kontinuierlich und wenig störanfällig arbeitet.The Invention is thus based on the problem, a device for melting of a material and to transfer the melt in a mold or in a distribution device to that works continuously and with little disruption.
Zur Lösung des Problems schlägt die Erfindung eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vor mit den weiteren Merkmalen, dass die Pumpe eine ein Steigrohr und ein Gaszuführungsrohr aufweisende Mammutpumpe ist.to solution of the problem the invention a device according to the preamble of the claim 1 before with the other features that the pump is a riser and a gas supply pipe exhibiting mammoth pump is.
Eine Mammutpumpe beruht auf dem System der kommunizierenden Röhren. Solange das spezifische Gewicht in beiden Röhren gleich ist, ist auch der Flüssigkeitsspiegel gleich hoch. Verdünnt man aber die Flüssigkeit in dem einen Rohr z. B mit einem Gas, sinkt das spezifische Gewicht der Flüssigkeits-/Gas-Mischung in diesem Rohr, so dass der Spiegel dort entsprechend ansteigt. Dieses System kann genutzt werden, um Flüssigkeit von einem Becken in ein höher gelegenes Becken zu pumpen. Dazu werden die beiden Becken durch ein Steigrohr verbunden, in dessen unteres Ende ein Gas eingelassen wird.A Mammoth pump is based on the system of communicating tubes. So long the specific gravity in both tubes is the same, is also the liquid level the same height. dilute but the liquid in the one tube z. B with a gas, the specific gravity decreases the liquid / gas mixture in this tube, so that the mirror rises there accordingly. This system can be used to draw liquid from a basin a higher one to pump located pool. For this, the two basins are going through connected to a riser, in the lower end of a gas admitted becomes.
In Verbindung mit einer heißen Schmelze hat dies den Vorteil, dass eine Mammutpumpe keine beweglichen Teile, wie Ventilklappen oder Kolben, hat, die bei zu starker Erwärmung beschädigt werden könnten. Vorzugsweise besteht das Steigrohr und das Gaszuführungsrohr aus einem mit der Schmelze verträglichen Material, z. B. aus einer Keramik oder einem Quarzglas. Da die Pumpe absolut einfach aufgebaut ist, können ohne großen finanziellen Aufwand leicht mehrere Pumpen aus verschiedenen Materialien bereitgehalten werden, die mit dem jeweiligen Schmelzenmaterial harmonieren. Durch die Zuführung von Gas wird außerdem die Schmelze flüssig gehalten, so dass Einfrierungen nicht zu befürchten sind.In Connection with a hot one Melt this has the advantage that a mammoth pump no moving Parts, such as butterfly valves or pistons, which could be damaged if heated too much. Preferably consists of the riser and the gas supply pipe from one with the Melt compatible Material, eg. B. of a ceramic or a quartz glass. Because the pump absolutely simple, can without big ones financial expense easily multiple pumps made of different materials held with the respective melt material harmonize. Through the feeder gas will be added as well the melt is kept liquid, so that freezing is not to be feared.
Um zu einer kompakten Bauweise zu gelangen, ist vorgesehen, dass das Gaszuführungsrohr durch das Steigrohr verläuft. Grundsätzlich kann das Gaszuführungsrohr auch parallel zum Steigrohr geführt werden. Dies hätte den Vorteil, dass das im Steigrohr aufsteigende Gas nicht zu einer Abkühlung der Schmelze im Steigrohr beiträgt, da es zuvor beim Durchströmen des Gaszuführungsrohrs durch die Schmelze im Tiegel erwärmt wurde.Around to arrive at a compact design, it is envisaged that the Gas supply pipe through the riser runs. in principle can the gas supply pipe also guided parallel to the riser become. This would have the advantage that the rising in the riser gas not to a Cooling off the Melt in the riser contributes, as it was before when flowing through of the gas supply pipe heated by the melt in the crucible has been.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sich an das Steigrohr eine Gießrinne mit einem Abfluss zu einer Überlaufkammer anschließt. In der Gießrinne kann die Schmelze wieder entgasen.A Development of the invention provides that to the riser a runner with an outflow to an overflow chamber followed. In the trough can degas the melt again.
Um zu verhindern, dass die Schmelze in der Rohrleitung insbesondere beim Anfahren der Anlage einfriert, kann die Rinne mit einer Strahlungsheizung vorgewärmt werden. Ferner kann, sollte sich die Schmelze sich in dem Steigrohr zu sehr abkühlen, über der Rinne eine Strahlungsheizung angebracht werden, die den Wärmeverlust wieder ausgleicht. Eine weitere Möglichkeit, um ein Einfrieren der Schmelze insbesondere bei kleinen Durchsätzen in der Rinne zu verhindern, besteht darin, die Rinne mit einem Rücklauf zum Schmelztiegel zu versehen, die Schmelze dort auf eine etwas höhere Temperaturniveau zu heizen, als dies für einen flüssigen Abguss benötigt wird, und die überschüssige Schmelze wieder in den Schmelztiegel zurückzuführen. Das heißt, die Schmelze wird zum einen als Produkt abgeführt und zum anderen dient sie zum Beheizen der Rinne.In order to prevent the melt from freezing in the pipeline, especially when starting up the system, the channel can be preheated with radiant heating. Further, should the melt cool down in the riser too much, radiant heating can be applied over the gutter to even out the heat loss. Another way to prevent freezing of the melt, especially at low flow rates in the channel, is to provide the channel with a return to the crucible, the melt there to a slightly higher Temperaturni veau to heat, as this is needed for a liquid casting, and return the excess melt back into the crucible. That is, the melt is removed as a product as a product and on the other hand it serves to heat the gutter.
Die Gießrinne kann auch als Ventil genutzt werden. Dazu wird die Gießrinne um eine Querachse kippbar gelagert, wobei das dem Steigrohr zugewandte Eingussende der Gießrinne in den Tiegel oder in eine mit dem Tiegel verbundene Zwischenkammer ragt. Wenn demnach die Rinne zum Tiegel gekippt wird, fließt die aus der Mammutpumpe austretende Schmelze zwar in die Gießrinne, wird aber von dort gleich wieder in den Tiegel zurückgeführt. Wenn dagegen die Gießrinne in die Gegenrichtung geneigt ist, fließt die Schmelze durch die Rinne zum anderen Ende und dort z. B. in eine Überlaufkammer.The launder can also be used as a valve. For this, the trough is to a transverse axis mounted tiltably, wherein the riser facing Springs of the trough in the crucible or in an intermediate chamber connected to the crucible protrudes. Thus, if the channel is tilted to the crucible, it flows out Although the mammoth pump exiting melt in the trough, but is returned from there right back into the pot. If by contrast the trough tilted in the opposite direction, the melt flows through the channel to the other end and there z. B. in an overflow chamber.
Dabei kann eine Kokille unmittelbar in der Überlaufkammer angeordnet sein, so dass das dem Steigrohr abgewandte Ausgussende sich über der Kokille befindet und die Schmelze aus der Gießrinne direkt in die Kokille fließt.there a mold may be arranged directly in the overflow chamber, so that the spout facing away from the pouring spout over the mold is located and the melt from the trough directly into the mold flows.
Es kann aber auch vorgesehen werden, dass die Schmelze zunächst in die Überlaufkammer fließt und dort z. B. weiter entgast. Von dort kann sie über einen Bodenablauf oder einen seitlichen Überlauf in eine Kokille oder dergl. abfließen.It But it can also be provided that the melt is initially in the overflow chamber flows and there for. B. further degassed. From there it can be via a floor drain or a lateral overflow drain into a mold or the like.
Der Schmelzvorgang erfolgt in vielen Fällen unter Vakuum, um Verunreinigungen der Schmelze zu verhindern bzw. um die Schmelze durch Entgasung von Verunreinigungen zu säubern. Dieses Vakuum soll möglichst bis zum Abguss in eine Kokille aufrechterhalten werden. Die Erfindung schlägt daher vor, dass der Tiegel und die Gießrinne mit Vakuumpumpen versehen sind, wobei die Vakuumpumpe für die Gießrinne so eingestellt ist, dass der Druck über der Gießrinne größer ist als der Druck über der Schmelze im Tiegel. Der höhere Druck über der Gießrinne entsteht allein schon deswegen, weil das in das Steigrohr eingepumpte Gas hier wieder aus der Schmelze austritt.Of the Melting takes place in many cases under vacuum to impurities To prevent the melt or the melt by degassing to clean up of impurities. This vacuum should as possible be maintained in a mold until casting. The invention beats Therefore, before that the crucible and the trough provided with vacuum pumps are, the vacuum pump for the trough is adjusted so that the pressure above the runner is greater than the pressure above the melt in the crucible. The higher one Pressure over the trough arises solely because that pumped into the riser Gas comes out of the melt again.
Auch die Überlaufkammer kann mit einer Vakuumpumpe versehen werden, wobei der Druck in der Überlaufkammer so eingestellt wird, dass er dem Druck über der Schmelze im Tiegel entspricht.Also the overflow chamber can be provided with a vacuum pump, the pressure in the overflow chamber is adjusted so that it is the pressure above the melt in the crucible equivalent.
Ein kontinuierlicher Betrieb lässt sich besonders gut realisieren, wenn der Tiegel zwei Schmelzkammern aufweist, die über ein kommunizierendes Verbindungsrohr miteinander verbunden sind, wobei die eine Kammer mit einer Chargiereinrichtung versehen ist und die andere die Mammutpumpe aufweist.One continuous operation can be particularly well realized when the crucible two melting chambers that has over a communicating connection tube are connected to each other, wherein the one chamber is provided with a charging device and the other has the mammoth pump.
Die Mammutpumpe kann auch dazu genutzt werden, um den Tiegel zu Reinigungszwecken vollständig zu leeren. Damit keine Reste der Schmelze im Tiegel verbleiben, ist vorgesehen, dass der Tiegel einen konisch zulaufenden Boden aufweist, um den verbliebenen Pumpensumpf klein zu halten, und dass das Steigrohr an der tiefsten Stelle des Bodens endet. Die verbliebene Restschmelze von ca. einem drittel der Förderhöhe wird mit Hilfe der Druckgastechnik durch das Steigrohr entleert.The Mammoth pump can also be used to clean the crucible for cleaning purposes Completely to empty. So that no residues of the melt remain in the crucible, it is envisaged that the crucible will have a tapered bottom to keep the remaining pump sump small, and that the riser ends at the lowest point of the floor. The remaining Residual melt of about one third of the head is using the compressed gas technology emptied through the riser.
Die beschriebene Anordnung kann auch zum Filtern der Schmelze genutzt werden. Dazu steht die Überlaufkammer mit dem Tiegel in Strömungsverbindung, wobei in der Strömungsverbindung ein Filter angeordnet ist. Die Mammutpumpe fördert die Schmelze somit lediglich im Kreislauf, wobei gleichzeitig eine Filtrierung erfolgt.The described arrangement can also be used for filtering the melt become. This is the overflow chamber in fluid communication with the crucible, being in the flow connection a filter is arranged. The mammoth pump thus promotes the melt only in the circulation, at the same time a filtration takes place.
Im Folgenden soll anhand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung näher erläutert werden. Dazu zeigen:in the The following is based on an embodiment the invention closer explained become. To show:
Es
wird zunächst
auf die
Zum
Tiegel
Am
anderen Ende des Querrohres
Die
Gemäß der
Gemäß
Am
Deckel des Tiegels
Statt einer Kokille sind auch Stranggussvorrichtungen, Pulveranlagen usw. denkbar. Auch die Förderung in eine über dem Schmelztiegel angeordnete Kammer, die ebenfalls zwecks Vergrößerung der Pumpenhöhe mit einer zweiten Pumpe versehen sein kann, ist denkbar.Instead of a mold are also continuous casting devices, powder plants, etc. conceivable. Also the promotion in an over the crucible arranged chamber, which also for the purpose of enlarging the pumping height can be provided with a second pump is conceivable.
- 11
- Tiegelcrucible
- 22
- Schmelzemelt
- 3 3
- Heizungheater
- 4 4
- Chargiereinrichtungcharging device
- 5 5
- Vakuumpumpevacuum pump
- 66
- Mammutpumpelift pump
- 7 7
- Steigrohrriser
- 8 8th
- GaszuführungsrohrGas supply pipe
- 9 9
- Gießrinnelaunder
- 10 10
- Querrohrcross tube
- 1111
- Vakuumpumpevacuum pump
- 12 12
- Abflussoutflow
- 1313
- Einfüllstutzenfiller pipe
- 1414
- ÜberlaufkammerOverflow chamber
- 1515
- Vakuumpumpevacuum pump
- 1616
- Überlaufoverflow
- 1717
- Kokillemold
- 18 18
- Querachsetransverse axis
- 1919
- Verbindungsrohrconnecting pipe
- 20 20
- ÜbergangskammerTransition chamber
- 2121
- Strahlungsheizerradiant heater
- 22 22
- Bodenground
- 23 23
- Topfpot
- 24 24
- Filterfilter
- 25 25
- Heizungheater
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