DE102021208605A1 - Changing system for a tundish unit, tundish unit for a changing system, atomization system and method for atomizing molten metal - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Wechselsystem (2) für eine Tundish-Einheit (7) einer Verdüsungsanlage (1) zum Verdüsen von metallenen Schmelzen, insbesondere für pulvermetallurgische Zwecke, umfassend wenigstens eine Kammer (18) zur Aufnahme wenigstens einer ersten Tundish-Einheit (7) in einer Arbeitsstellung, wobei die Kammer (18) wenigstens einen Anschluss an eine Beschickungseinrichtung und wenigstens einen Anschluss an einen Verdüsungsturm (3) oder einen Verdüsungsschacht aufweist, Mittel zur Bereitstellung wenigstens einer zweiten Tundish-Einheit (7) in einer Bereitschaftsstellung innerhalb des Wechselsystems (2) weiterhin umfassend wenigstens eine als Schleusenkammer ausgebildete Wechselstation (22) zur Aufnahme und/oder Einbringung und/oder Entnahme wenigstens einer dritten Tundish-Einheit (7), sowie umfassend ein Verschiebesystem, das so ausgebildet ist, dass die Einbringung und/oder Entnahme wenigstens einer Tundish-Einheit (7) erfolgen kann, während sich eine Tundish-Einheit (7) in der Arbeitsstellung befindet. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Tundish-Einheit (7), eine Verdüsungsanlage (1) sowie ein Verfahren zum Verdüsen von Metallschmelze.The invention relates to an exchange system (2) for a tundish unit (7) of an atomizing plant (1) for atomizing metal melts, in particular for powder metallurgy purposes, comprising at least one chamber (18) for accommodating at least a first tundish unit (7) in a working position, wherein the chamber (18) has at least one connection to a loading device and at least one connection to an atomization tower (3) or an atomization shaft, means for providing at least one second tundish unit (7) in a standby position within the changing system ( 2) further comprising at least one changing station (22) designed as a sluice chamber for receiving and/or bringing in and/or removing at least one third tundish unit (7), and comprising a displacement system designed in such a way that the bringing in and/or removing at least one tundish unit (7) can take place, while a tundish unit (7) i n is in the working position. The invention also relates to a tundish unit (7), an atomizing system (1) and a method for atomizing molten metal.
Description
Die Erfindung betrifft ein Wechselsystem für eine Tundish-Einheit einer Verdüsungsanlage zum Verdüsen von metallenen Schmelzen für pulvermetallurgische Zwecke. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Tundish-Einheit für ein solches Wechselsystem, eine Verdüsungsanlage sowie ein Verfahren zum Verdüsen von Metallschmelze.The invention relates to an exchange system for a tundish unit of an atomization plant for atomizing metal melts for powder metallurgy purposes. The invention also relates to a tundish unit for such an exchange system, an atomizing system and a method for atomizing molten metal.
Bei einer Verdüsungsanlage bzw. Pulververdüsungsanlage handelt es sich um eine Anlage, die aus Flüssigmetall mit Hilfe von Verdüsen in Schutzgasatmosphäre Pulver erzeugt. Dieses Pulver wird anschließend vom Gas abgeschieden und nachbehandelt.An atomization system or powder atomization system is a system that produces powder from liquid metal with the aid of atomization in a protective gas atmosphere. This powder is then separated from the gas and post-treated.
Aus der
Bei dieser Vorrichtung soll der Gießtrichter ohne Belüftung des übrigen Teils der Vorrichtung auf einfache Art und Weise auswechselbar sein und außerdem soll eine exakte Positionierung von Gießtrichter und Zerstäubungsdüse möglich sein.In this device, the pouring funnel should be exchangeable in a simple manner without venting the remaining part of the device and, moreover, an exact positioning of the pouring funnel and atomizing nozzle should be possible.
Bei dem Verfahren gemäß
Weiterer Stand der Technik ist aus den Veröffentlichungen
Naturgemäß ist der Austausch der Gießdüsen und/oder Gießtrichter aus Verschleißgründen von Zeit zu Zeit erforderlich. Wenn, wie bei dem Verfahren gemäß
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wechselsystem der eingangs genannten Art bereitzustellen, das einen quasi kontinuierlichen Betrieb einer Fertigungsanlage ermöglicht.The invention is therefore based on the object of providing a changing system of the type mentioned at the outset, which enables quasi-continuous operation of a production plant.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Wechselsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Wechselsystems ergeben sich aus den betreffenden Unteransprüchen.The object is achieved with a changing system having the features of
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch die Bereitstellung einer Tundish-Einheit gemäß Anspruch 14 zur Verwendung mit einem Wechselsystem gemäß der Erfindung.The object is further achieved by providing a tundish unit according to
Die Aufgabe wird schließlich gelöst durch die Bereitstellung einer Verdüsungsanlage mit einem Wechselsystem und mehreren Tundish-Einheiten gemäß der Erfindung sowie durch die Bereitstellung eines Verfahrens zum Verdüsen mit den Merkmalen des Anspruchs 23.The object is finally achieved by providing an atomizing system with an exchange system and several tundish units according to the invention and by providing a method for atomizing with the features of
Insbesondere durch das Wechselsystem gemäß der Erfindung ist es möglich, Metallschmelze zu einem Metallpulver in einem quasi kontinuierlichen Verfahren bereitzustellen.In particular, the exchange system according to the invention makes it possible to provide molten metal to form a metal powder in a quasi-continuous process.
Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Wechselsystem für eine Tundish-Einheit einer Verdüsungsanlage zum Verdüsen von metallenen Schmelzen, insbesondere für pulvermetallurgische Zwecke, bereitgestellt, wobei das Wechselsystem wenigstens eine Kammer zur Aufnahme wenigstens einer ersten Tundish-Einheit in einer Arbeitsstellung umfasst, wobei die Kammer wenigstens einen Anschluss an eine Beschickungseinrichtung, vorzugsweise in Form einer Gießeinrichtung und wenigstens einen Anschluss an einen Verdüsungsturm oder einen Verdüsungsschacht aufweist, wobei das Wechselsystem weiterhin Mittel zur Bereitstellung wenigstens einer zweiten Tundish-Einheit in einer Bereitschaftsstellung innerhalb des Wechselsystems und wenigstens eine als Schleusenkammer ausgebildete Wechselstation zur Aufnahme und/oder Einbringung und/oder Entnahme wenigstens einer dritten Tundish-Einheit sowie ein Verschiebesystem umfasst, das so ausgebildet ist, dass die Einbringung und/oder Entnahme wenigstens einer Tundish-Einheit erfolgen kann, während sich eine Tundish-Einheit in der Arbeitsstellung befindet.According to one aspect of the invention, a changing system for a tundish unit of an atomizing plant for atomizing metal melts, in particular for powder metallurgy purposes, is provided, the changing system comprising at least one chamber for accommodating at least a first tundish unit in a working position, the chamber has at least one connection to a charging device, preferably in the form of a casting device, and at least one connection to an atomization tower or an atomization shaft, the changing system also having means for providing at least one second tundish Unit in a ready position within the changing system and at least one changing station designed as a lock chamber for receiving and/or bringing in and/or removing at least one third tundish unit and a displacement system designed in such a way that the bringing in and/or removing of at least one tundish unit can be done while a tundish unit is in the operative position.
Um eine quasi kontinuierliche Verdüsung zu ermöglichen, kann die in der Arbeitsstellung befindliche Tundish-Einheit bzw. Verdüsungs-Einheit kontinuierlich mit flüssigem Metall gefüllt werden. Da es aufgrund der Standzeit der Düse erforderlich ist, mehrere Tundish-Einheiten bereitzustellen, in denen die Verdüsung erfolgen kann, ist erfindungsgemäß vorgesehen, mehrere Tundish-Einheiten in einem Wechselsystem zu organisieren. Erfindungsgemäß sind wenigstens drei, vorzugsweise jedoch vier Tundish-Einheiten in dem Wechselsystem vorgesehen. So kann immer eine Tundish-Einheit in Betrieb sein, während weitere Tundish-Einheiten gerade nachgerüstet oder vorgeheizt werden, um später gegen die in der Arbeitsstellung befindliche Tundish-Einheit ausgetauscht werden zu können.In order to enable quasi-continuous atomization, the tundish unit or atomization unit located in the working position can be continuously filled with liquid metal. Since the service life of the nozzle makes it necessary to provide a plurality of tundish units in which the atomization can take place, the invention provides for a plurality of tundish units to be organized in an exchange system. According to the invention, at least three, but preferably four, tundish units are provided in the changing system. Thus, one tundish unit can always be in operation while other tundish units are in the process of being retrofitted or preheated so that the tundish unit in the working position can later be exchanged for them.
Das Vergießen der Schmelze in die Tundish-Einheit und der Betrieb der Tundish-Einheit (auch als Verdüsungs-Einheit bezeichnet) erfolgt in einer Schutzgasatmosphäre.The pouring of the melt into the tundish unit and the operation of the tundish unit (also referred to as atomization unit) takes place in a protective gas atmosphere.
Damit ein Austausch der Tundish-Einheiten unter Schutzgasatmosphäre erfolgen kann, umfasst das Wechselsystem gemäß der Erfindung wenigstens eine als Schleusenkammer ausgebildete Wechselstation zur Aufnahme und/oder Einbringung und/oder Entnahme wenigstens einer Tundish-Einheit.So that the tundish units can be exchanged in an inert gas atmosphere, the exchange system according to the invention comprises at least one exchange station designed as a lock chamber for receiving and/or bringing in and/or removing at least one tundish unit.
Das Verschiebesystem des Wechselsystems gemäß der Erfindung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass die Einbringung und/oder Entnahme wenigstens einer Tundish-Einheit erfolgen kann, während sich eine zweite und/oder weitere Tundish-Einheit in einer Bereitschaftsstellung befinden.The displacement system of the changing system according to the invention is preferably designed in such a way that at least one tundish unit can be introduced and/or removed while a second and/or further tundish unit is in a ready position.
Die wenigstens eine Wechselstation kann beispielsweise über eine seitliche Öffnung an die Kammer angeschlossen sein.The at least one changing station can be connected to the chamber via a lateral opening, for example.
Sowohl die Wechselstation als auch die Kammer sind vorzugsweise evakuierbar und können mit Inertgas bzw. Schutzgas geflutet werden.Both the changing station and the chamber can preferably be evacuated and flooded with inert gas or protective gas.
Bei einer Ausführungsform des Wechselsystems gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Wechselsystem eine Vielzahl von Wechselstationen aufweist, die sich jeweils seitlich an die Kammer anschließen und von denen wenigstens eine, vorzugsweise alle als Schleusenkammern ausgebildet sind.In one embodiment of the changing system according to the invention, it is provided that the changing system has a large number of changing stations, which each adjoin the chamber at the side and of which at least one, preferably all, are designed as lock chambers.
Bei einer besonders bevorzugten Variante dieses Wechselsystems ist vorgesehen, dass insgesamt vier Wechselstationen vorgesehen sind, die jeweils seitlich an die etwa mittig angeordnete Kammer angeschlossen sind. Die Wechselstationen können beispielsweise mit der Kammer ein Verschiebekreuz bilden. Jede Wechselstation bildet vorzugsweise eine Art Kreuzgang, der sich radial von dem Zentrum der Kammer erstreckt. In dem Zentrum der Kammer kann beispielsweise eine Tundish-Einheit in der Arbeitsstellung angeordnet sein. In zwei Wechselstationen kann jeweils eine Tundish-Einheit in der Bereitschaftsstellung vorgewärmt werden, wohingegen in einer Wechselstation eine Tundish-Einheit ausgetauscht werden kann.In a particularly preferred variant of this changing system, it is provided that a total of four changing stations are provided, each of which is connected laterally to the chamber arranged approximately in the middle. The changing stations can, for example, form a displacement cross with the chamber. Each changing station preferably forms a kind of cloister, which extends radially from the center of the chamber. In the center of the chamber, for example, a tundish unit can be arranged in the working position. A tundish unit can be preheated in the ready position in two changing stations, whereas a tundish unit can be exchanged in a changing station.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst das Wechselsystem einen in der Kammer angeordneten Drehtisch, der eine Vielzahl von Tundish-Einheiten aufnimmt. Diese Tundish-Einheiten können von einer Arbeitsstellung in mehreren Bereitschaftsstellungen drehbar sein.In a second embodiment according to the invention, the changing system comprises a turntable arranged in the chamber and accommodating a plurality of tundish units. These tundish units can be rotated from one operative position to a number of standby positions.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Wechselsystems gemäß der Erfindung, welches einen Drehtisch umfasst, kann der Stellung einer Tundish-Einheit auf dem Drehtisch wenigstens eine Medienkupplung zugeordnet sein, die an eine komplementär ausgebildete Medienkupplung einer Tundish-Einheit anschließbar ist. An die Medienkupplung ist vorzugsweise eine Medienzufuhr für Strom, Kühlwasser, Inertgas etc. angeschlossen.In an expedient embodiment of the changing system according to the invention, which comprises a turntable, the position of a tundish unit on the turntable can be assigned at least one media coupling, which can be connected to a complementarily designed media coupling of a tundish unit. A media supply for electricity, cooling water, inert gas, etc. is preferably connected to the media coupling.
Zusätzlich oder alternativ kann in jeder Wechselstation wenigstens eine Medienkupplung vorgesehen sein, die an eine komplementär ausgebildete Medienkupplung einer Tundish-Einheit anschließbar ist.In addition or as an alternative, at least one media coupling can be provided in each changing station, which can be connected to a media coupling of a tundish unit designed in a complementary manner.
Zweckmäßigerweise ist wenigstens eine Wechselstation evakuierbar ausgebildet.At least one changing station is expediently designed so that it can be evacuated.
Wenigstens eine Wechselstation kann über wenigstens einen Vakuum-Schieber mit der Kammer verbindbar sein bzw. über den Vakuum-Schieber von der Kammer trennbar sein.At least one changing station can be connected to the chamber via at least one vacuum slide or can be separated from the chamber via the vacuum slide.
Vorzugsweise sind alle Wechselstationen bezüglich der Kammer gasdicht absperrbar und evakuierbar. Dadurch ist es möglich, die Wechselstation verhältnismäßig zügig vor der Entnahme einer Tundish-Einheit mit Luft zu fluten.Preferably, all changing stations can be shut off and evacuated in a gas-tight manner with respect to the chamber. This makes it possible to flood the changing station with air relatively quickly before removing a tundish unit.
Vorzugsweise sind die Anschlüsse an die Beschickungseinrichtung und an den Verdüsungsturm oder den Verdüsungsschacht als Vakuum-Schieber ausgebildet. Als Beschickungseinrichtung kann beispielsweise eine Vakuum-Induktions-Gießeinrichtung vorgesehen sein, an die das Wechselsystem gasdicht anschließbar ist.Preferably, the connections are to the charging device and to the atomizing storm or the atomization shaft designed as a vacuum slide. A vacuum induction casting device, for example, can be provided as the loading device, to which the changing system can be connected in a gas-tight manner.
Wenigstens eine der Wechselstationen ist vorzugsweise als Heizstation zur Vorwärmung wenigstens einer Tundish-Einheit ausgebildet.At least one of the changing stations is preferably designed as a heating station for preheating at least one tundish unit.
Das Verschiebesystem gemäß der Erfindung kann Linearführungen umfassen, auf oder an welchen die Tundish-Einheiten verfahrbar angeordnet sind. Als Linearführungen können beispielsweise Führungsschienen vorgesehen sein, die als Gleitführungen oder zur Aufnahme fahrbarer Untergestelle der Tundish-Einheiten ausgebildet sein können.The displacement system according to the invention can comprise linear guides on or at which the tundish units are arranged to be movable. For example, guide rails can be provided as linear guides, which can be designed as sliding guides or for receiving mobile underframes of the tundish units.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Tundish-Einheit zur Verwendung mit einem Wechselsystem der vorstehend beschriebenen Art, die ein Tundish-Gefäß umfasst, das einen Gießtrichter und eine Gießdüse aufnimmt, mit Mitteln zur Beheizung und/oder Kühlung des Gießtrichters und/oder der Gießdüse sowie mit wenigstens einer Medienkupplung, die komplementär zu wenigstens einer Medienkupplung des Wechselsystems ausgebildet ist.The subject matter of the invention is also a tundish unit for use with an exchange system of the type described above, which comprises a tundish vessel which accommodates a pouring cone and a pouring nozzle, with means for heating and/or cooling the pouring cone and/or the pouring nozzle as well with at least one media coupling, which is designed to be complementary to at least one media coupling of the changing system.
Die Tundish-Einheit kann Gleitkufen oder wenigstens eine Gleitführung in der Unterseite einer Düsenplatte aufweisen. Alternativ kann die Tundish-Einheit ein fahrbares Untergestell aufweisen, das komplementär zu dem Verschiebesystem des Wechselsystems ausgebildet ist.The tundish unit may have skids or at least one slideway in the underside of a nozzle plate. Alternatively, the tundish unit can have a mobile underframe that is designed to complement the displacement system of the changing system.
Um eine hinreichende Dichtigkeit zwischen einer Düsenplatte der Tundish-Einheit und einem Verdüsungsschacht-Schieber zu gewährleisten, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Tundish-Behälter relativ zu dem Untergestell vertikal verlagerbar ist, um in der Arbeitsstellung der Tundish-Einheit eine vakuumdichte Verbindung zu dem Verdüsungs-Prozessraum, beispielsweise zu einem Verdüsungsturm oder zu einem Verdüsungsschacht herzustellen. Dadurch wird das Eintreten von Störgas in den Verdüsungsschacht-Prozessraum zuverlässig verhindert. Die vertikale Verlagerbarkeit des Tundish-Behälters relativ zu dem Untergestell bewirkt ein in- und außer Eingriff Bringen der Dichtung.In order to ensure adequate tightness between a nozzle plate of the tundish unit and an atomization shaft slide, provision can be made, for example, for the tundish container to be vertically displaceable relative to the subframe in order to establish a vacuum-tight connection to the To produce atomization process space, for example an atomization tower or an atomization shaft. This reliably prevents interfering gas from entering the atomization shaft process space. The vertical displaceability of the tundish vessel relative to the base causes engagement and disengagement of the seal.
Die Tundish-Einheit kann über Inertgas betriebene Pneumatik Zylinder innerhalb des Verschiebesystems angehoben und abgesenkt werden. Um die Dichtigkeit zwischen Düsenplatte und Verdüsungsschacht-Schieber zu gewährleisten, wird die Tundish-Einheit in der Arbeitsstellung abgesenkt.The tundish unit can be raised and lowered via inert gas operated pneumatic cylinders within the shifting system. In order to ensure the tightness between the nozzle plate and the atomization shaft slide, the tundish unit is lowered in the working position.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Tundish-Einheit federnd auf einem Untergestell gelagert ist, derart, dass diese in der Arbeitsstellung mit einem Niederhalter des Wechselsystems zusammenwirkt. Die betreffende Station in der Kammer kann mit einem von einem Zylinder betriebenen Niederhalter ausgestattet sein. Die Tundish-Einheit wird dann durch den Niederhalter auf den Verdüsungsschacht-Schieber gedrückt. Vermöge der gefederten Lagerung der Tundish-Einheit kann diese sich beim Abheben des Niederhalters selbsttätig von dem Verdüsungsschacht-Schieber lösen.Alternatively, it can be provided that the tundish unit is resiliently mounted on a subframe in such a way that it interacts with a hold-down device of the changing system in the working position. The relevant station in the chamber can be equipped with a hold-down device operated by a cylinder. The tundish assembly is then pushed onto the atomization stack slide by the hold-down. Thanks to the spring-loaded mounting of the tundish unit, it can automatically detach itself from the atomization shaft slide when the hold-down device is lifted.
Anstelle eines fahrbaren Untergestells kann die Tundish-Einheit wenigstens eine Gleitführung aufweisen, die mit entsprechenden Führungsmitteln des Verschiebesystems zusammenwirkt.Instead of a mobile subframe, the tundish unit can have at least one sliding guide that interacts with corresponding guide means of the displacement system.
Vorzugsweise umfasst die Tundish-Einheit wenigstens ein Dichtmittel an der Unterseite einer Düsenplatte der Gießdüse, das mit einer Dichtfläche eines Verdüsungsschacht-Schiebers zusammenwirkt. Das Dichtmittel kann beispielsweise als Gleitdichtung oder Reibdichtung ausgeführt sein. Alternativ kann eine Steigung des Verschiebungssystems bzw. einer Linearführung vorgesehen sein, sodass sich die Tundish-Einheit über diese Steigung beim Positionieren durch ihr Eigengewicht auf die Dichtfläche des Verdüsungsschacht-Schiebers setzt.The tundish unit preferably comprises at least one sealing means on the underside of a nozzle plate of the pouring nozzle which interacts with a sealing surface of an atomization shaft slide. The sealant can be designed, for example, as a sliding seal or a friction seal. Alternatively, an incline of the displacement system or a linear guide can be provided, so that the tundish unit sits on the sealing surface of the atomization shaft slide via this incline during positioning through its own weight.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Verdüsungsanlage mit einem Wechselsystem und mehreren Tundish-Einheiten der vorstehend beschriebenen Art bereitgestellt.According to a further aspect of the invention, an atomizing system with an exchange system and several tundish units of the type described above is provided.
Die Verdüsungsanlage kann wenigstens einen ersten Verdüsungsturm umfassen, der an einen Anschluss der Kammer des Wechselsystems gasdicht anschließbar ist.The atomization system can comprise at least one first atomization tower, which can be connected in a gas-tight manner to a connection of the chamber of the exchange system.
Bei einer besonders vorteilhaften Variante der Verdüsungsanlage gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass diese wenigstens einen zweiten Verdüsungsturm umfasst, wobei das Wechselsystem wahlweise an den ersten oder zweiten Verdüsungsturm anschließbar ist.In a particularly advantageous variant of the atomization system according to the invention, it is provided that it comprises at least one second atomization tower, the exchange system being optionally connectable to the first or second atomization tower.
Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdüsen von Metallschmelze zu einem Metallpulver in einer Verdüsungsanlage mit einem Wechselsystem für mehrere Tundish-Einheiten, wobei das Verfahren eine Zufuhr von schmelzflüssigem Metall aus einer Vakuum-Induktions-Gießeinrichtung als Beschickungseinrichtung in eine erste Tundish-Einheit in einer Arbeitsstellung innerhalb des Wechselsystems und das Verdüsen der Schmelze durch eine Gießdüse der Tundish-Einheit in einen darunter angeordneten Verdüsungsturm oder Verdüsungsschacht umfasst, während wenigstens eine zweite Tundish-Einheit in einer Bereitschaftsstellung vorgewärmt wird und wenigstens eine dritte Tundish-Einheit aus dem Wechselsystem entnommen oder in dieses eingebracht wird.A further aspect of the invention relates to a method for atomizing molten metal to form a metal powder in an atomizing plant with a changing system for several tundish units, the method involving the feeding of molten metal from a vacuum induction casting device as a feed device into a first tundish unit in a working position within the changing system and the atomization of the melt through a casting nozzle of the tundish unit into an atomization tower or atomization shaft arranged underneath, while at least a second tundish unit is preheated in a standby position and at least a third tundish unit from the Changing system is removed or introduced into this.
Das Verfahren umfasst zweckmäßigerweise die Verwendung eines Wechselsystems der vorstehend beschriebenen Art sowie vorzugsweise die Verwendung wenigstens einer Tundish-Einheit der vorstehend beschriebenen Art.The method expediently comprises the use of an exchange system of the type described above and preferably the use of at least one tundish unit of the type described above.
Bei dem Verfahren kann vorgesehen sein, die Zufuhr des schmelzflüssigen Metalls in Abhängigkeit des Metallspiegels in die in der Arbeitsstellung befindlichen Tundish-Einheit zu steuern. Dabei kann beispielsweise der Flüssigkeitsspiegel mittels einer Laser Abstandsmessung erfasst werden.In the method it can be provided that the supply of the molten metal is controlled as a function of the metal level in the tundish unit which is in the operating position. In this case, for example, the liquid level can be detected by means of a laser distance measurement.
Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.The invention is explained below using several exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht einer Verdüsungsanlage gemäß der Erfindung, -
2 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des Wechselsystems gemäß der Erfindung, -
3 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Wechselsystems gemäß der Erfindung -
4 eine Draufsicht aufdas Wechselsystem gemäß 2 , -
5 eine Schnittansicht durchdas Wechselsystem gemäß 4 , -
6 eine Draufsicht auf das Wechselsystem gemäß3 und -
7 eine Schnittansicht durch eine Tundish-Einheit gemäß der Erfindung.
-
1 a perspective view of an atomization system according to the invention, -
2 a perspective view of a first embodiment of the changing system according to the invention, -
3 a perspective view of a second embodiment of the changing system according to the invention -
4 a top view of the changing system according to FIG2 , -
5 a sectional view through the changing system according to FIG4 , -
6 a top view of the changing system according to FIG3 and -
7 a sectional view through a tundish unit according to the invention.
Die in
Die Verdüsung des flüssigen Metalls erfolgt mit einer beispielsweise in
Innerhalb der Feuerfestauskleidung 11 des Tundish-Behälters 10 ist eine Graphitheizung vorgesehen, deren Widerstands-Heizelemente 13 in die Feuerfestauskleidung 11 eingebettet sind. Auch die Gießdüse 9 ist teilweise von einer Feuerfestauskleidung 11 eingefasst, in die ebenfalls Widerstands-Heizelemente 13 eingebettet sind, die eine Düsenbeheizung bewirken. Die Tundish-Einheit 7 umfasst eine Gasdüse 28, die beiderseits an eine Inertgaszuführung 14 angeschlossen ist. Das aus der Gießdüse 9 austretende schmelzflüssige Metall wird mittels des über die Gasdüse 28 zugeführten Inertgases in den Verdüsungsturm 3 der Verdüsungsanlage 1 zu einem Pulver zerstäubt.A graphite heater is provided within the
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel umfasst der Tundish-Behälter 10 ein fahrbares Untergestell, welches nur andeutungsweise in der Zeichnung dargestellt ist. Über die Räder 15 des Tundish-Behälters 10 kann dieser auf Schienen 16 des Wechselsystems 2 verfahren werden. Der Tundish-Behälter 10 umfasst weiterhin einen Ringraum 17, der mit Kühlwasser beaufschlagbar ist und einen Kühlmantel bildet, über den bedarfsweise der Gießtrichter 8 abkühlbar ist. Der Kühlmantel verhindert eine nicht wünschenswerte Miterwärmung des Prozessraums,In the exemplary embodiment described, the
Im Folgenden wird auf die
Das Wechselsystem 2 umfasst vier Wechselstationen 22, die jeweils als Schleusenkammern ausgebildet sind und an seitliche Öffnungen der Kammer 18 angeschlossen sind. Die Wechselstationen 22 sind über Wechselschieber 23 jeweils vakuumdicht bzw. gasdicht relativ zu der Kammer 18 absperrbar. Die Wechselstationen 22, die vollständig evakuierbar sind und entsprechende Anschlüsse an ein Vakuumsystem aufweisen, sind über abnehmbare Deckel 24 zugänglich. Die Deckel 24 sind dicht verschließbar auf entsprechende Öffnungen 25 auf den Wechselstationen 22 angeordnet.The changing
Die Wechselstationen 22 sind relativ zu der Kammer 18, die in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel einen kreisrunden Querschnitt aufweist, kreuzweise angeordnet, sodass sich jede Wechselstation 22 mit einem Winkelabstand von 90° relativ zu der benachbarten Wechselstation 22 am Umfang der Kammer 18 erstreckt. Wie vorstehend bereits erwähnt, erstrecken sich durch die Wechselstationen 22 und die Kammer 18 Schienen 16 (siehe beispielsweise
Die Tundish-Einheiten 7 werden über einen nicht dargestellten Kran durch die Öffnungen 25 in die Wechselstationen 22 eingebracht, die jeweils auch als Heizstation zum Vorwärmen der Tundish-Einheiten 7 ausgebildet und jeweils mit entsprechenden Medienkupplungen ausgestattet sind.The
Die Wechselstationen 22 sind über die gesamte Länge mit wechselbaren Feuerfest-Strahlungsschirmen ausgestattet. Die Wechselstationen 22 sind jeweils separat über Vakuumpumpen evakuierbar und können wahlweise mit Inertgas (Argon oder Stickstoff) oder mit Luft geflutet werden. Die Anzahl der Wechselstationen 22 ergibt sich aus der erforderlichen Aufheizzeit der Feuerfestauskleidung 11 der Tundish-Behälter 7 auf eine Temperatur zwischen 1700 und 1800 °C. Ab einer Temperatur von ca. 300 °C kann das Aufheizen der Tundish-Einheiten 7 nur unter Inertgas erfolgen, da sonst das Graphit der Tundish-Behälter Heizung verbrennen würde. Die Energie- und Medienversorgung der Tundish-Einheiten 7 erfolgt mittels Hochdruckschläuchen für Inertgas. Die Stromversorgung und Thermoelement-Leitungen sind als Kabel ausgeführt. Eine Kühlwasserversorgung erfolgt mittels Schläuchen.The changing
Für die Linearbewegung und Positionierung der Tundish-Einheiten 7 innerhalb des Wechselsystems 2 sind Elektrozylinder oder Direktantriebe mit variabler, einstellbarer Geschwindigkeit und Wegmesssystemen vorgesehen.For the linear movement and positioning of the
Die in
Bevor der Deckel 24 der betreffenden Wechselstation 22 geöffnet werden kann (in der Figur ist die Wechselstation 22 bereits im geöffneten Zustand dargestellt), wird die Wechselstation 22 evakuiert und mit Luft geflutet. Nach erfolgtem Wechselvorgang wird der Deckel 24 wieder geschlossen, es wird evakuiert, mit Inertgas geflutet und ein temperaturgesteuerter Aufheizprozess gestartet. Wenigstens zwei Tundish-Einheiten 7 befinden sich jeweils in einer Warmhaltestellung in den anderen Wechselstationen 22. Der Aufheizvorgang erfolgt temperaturgesteuert. Wie bereits vorstehend erwähnt, befindet sich eine Tundish-Einheit 7 in der Arbeitsstellung, d.h. in der Verdüsungsstellung.Before the
Das Ausführungsbeispiel gemäß
Wie vorstehend bereits erwähnt, ist bei der Verbringung einer Tundish-Einheit 7 in die Arbeitsstellung eine Abdichtung zwischen der Düsenplatte 12 und dem Vakuumschieber 21 erforderlich. Der Vakuumschieber 21 stellt den unteren Anschluss 20 der Kammer 18 dar. Eine solche Abdichtung kann mittels entsprechender Gleitdichtungen oder Reibdichtungen zwischen der Düsenplatte einerseits und einer Dichtfläche dem Vakuumschieber 21 andererseits erfolgen.As already mentioned above, a seal between the
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Tundish-Einheit 7 vertikal verlagerbar ist und in einer Arbeitsstellung absenkbar ist, sodass ein Dichtmittel an der Düsenplatte und/oder an dem Verdüsungsschieber-Flansch dabei miteinander in Eingriff gebracht werden. Die Tundish-Einheit 7 kann beispielsweise über Inertgas betriebene Pneumatikzylinder innerhalb des Schienensystems angehoben und abgesenkt werden. Um die Dichtigkeit zwischen der Düsenplatte 12 und dem Vakuumschieber 21 zu gewährleisten, wird die Tundish-Einheit 7 bei der Positionierung abgesetzt. Eine alternative Ausgestaltung der Tundish-Einheit 7 sieht vor, dass die Tundish-Einheit 7 federnd auf Rädern gelagert ist und in der Arbeitsstellung durch einen nicht dargestellten Niederhalter in einer abgedichteten Stellung gehalten wird. Der Niederhalter drückt die Düsenplatte 12 auf einen Flansch des Vakuumschiebers 21. Beim Abheben des Niederhalters kann sich die Tundish-Einheit 7 selbsttätig von dem Vakuumschieber 21 lösen.Alternatively, it can be provided that the
Wie dies in
Die Verdüsungstürme 3 sind wassergekühlt. Diese können zudem zusätzlich mit elektrischer Wasservorwärmung ausgerüstet sein.The atomization towers 3 are water-cooled. These can also be equipped with electrical water preheating.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Verdüsungsanlageatomization system
- 22
- Wechselsystemchanging system
- 33
- Verdüsungsturmatomization tower
- 44
- Zyklonstufecyclone stage
- 55
- Filteranlagefilter system
- 66
- Pulverbehälterpowder container
- 77
- Tundish-Einheittundish unit
- 88th
- Gießtrichtercasting funnel
- 99
- Gießdüsecasting nozzle
- 1010
- Tundish-Behältertundish tank
- 1111
- Feuerfestauskleidungrefractory lining
- 1212
- Düsenplattenozzle plate
- 1313
- Widerstandsheizelementresistance heating element
- 1414
- Inertgaszuführunginert gas supply
- 1515
- RäderWheels
- 1616
- Schienenrails
- 1717
- Ringraumannulus
- 1818
- Kammerchamber
- 1919
- oberer Anschluss der Kammerupper port of the chamber
- 2020
- unterer Anschluss der Kammerlower connection of the chamber
- 2121
- Vakuumschiebervacuum slide
- 2222
- Wechselstationchanging station
- 2323
- Wechselschieberinterchangeable slide
- 2424
- DeckelLid
- 2525
- Öffnungopening
- 2626
- Drehtellerturntable
- 2727
- Dockingstationendocking stations
- 2828
- Gasdüsegas nozzle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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