DE1105534B

DE1105534B - High vacuum melting or casting process and device for its implementation

Info

Publication number: DE1105534B
Application number: DEST16431A
Authority: DE
Inventors: Charles W Hanks; Charles D A Hunt
Original assignee: Stauffer Chemical Co
Current assignee: Stauffer Chemical Co
Priority date: 1959-05-14
Filing date: 1960-04-28
Publication date: 1961-04-27
Also published as: LU38400A1; NL249183A; GB869561A; CH383559A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hochvakuumschmelz- bzw. -gußverfahren, bei dem mittels einer Mehrzahl von Elektronenstrahlenbündeln, die aus einiger Entfernung gegen den offenen Oberteil einer Gußform gerichtet sind, durch den Elektronenbeschuß einerseits das oberhalb der Gußform in die Elektronenbahn geschobene Ende des Schmelzgutes, andererseits eine Schicht des in der Gußform befindlichen Materials geschmolzen wird.The present invention relates to a high vacuum melting or casting process in which means a plurality of electron beams, which from some distance against the open top a mold are directed by the electron bombardment on the one hand that above the mold in the Electron path pushed end of the melt, on the other hand a layer of that located in the mold Material is melted.

Beim Gießen von Metallen, gleichgültig, ob es sich um einen Formguß oder um die Erzeugung von Ingots zum Zwecke weiterer Verarbeitung handelt, besteht das Bestreben, Unreinigkeiten und Lunker im gegossenen Material zu vermeiden. Für den Guß von Ingots, die aus einem Material mit hohem Schmelzpunkt, wie feuerfesten Metallen, bestehen, wird üblicherweise entweder eine Induktions- oder eine Lichtbogenheizung verwendet. Obwohl diese Heizmethoden als sehr vorteilhaft und praktisch zu bezeichnen sind, liefert doch keine von ihnen vollkommen befriedigende Ergebnisse. Insbesondere wenn es sich um das Schmelzen bzw. Gießen feuerfester Metalle handelt, bringen diese bekannten Verfahren keine wirkliche Reinigung des gegossenen Metalls mit sich. Verunreinigungen, die auf dem zu gießenden Metall schwimmen, können zwar teilweise während des herkömmlichen Gußvorganges abgeschöpft werden, doch werden, wenn von rein chemischen Reinigungsprozessen abgesehen wird, andere Quellen der Metallverunreinigungen kaum beseitigt. Es wurde vor allem festgestellt, daß in Metallen eingeschlossene Gase und flüchtige Verunreinigungen die resultierenden Metalleigenschaften wesentlich beeinträchtigen. Diese flüchtigen Verunreinigungen und eingeschlossenen Gase werden durch die herkömmliehen Verfahren nicht beseitigt. Lichtbogengußverfahren versagen nicht nur bei der Beseitigung von Gasen und Dämpfen aus dem gegossenen Material, sondern verursachen oft, daß zusätzlich Gase und Dämpfe in den Guß gelangen. Da ein Lichtbogen nur in einem Gas unterhalten werden kann, ist es offensichtlich unmöglich, mittels solcher Verfahren den Anteil von im Material eingeschlossenen Gasen und Dämpfen wesentlich zu verringern.When casting metals, regardless of whether it is a mold casting or the production of Ingots are used for the purpose of further processing, there is an effort to remove impurities and voids in the avoid poured material. For casting ingots made from a material with a high melting point, such as refractory metals, is usually either an induction or a Arc heating used. Although these heating methods can be described as very beneficial and practical none of them give completely satisfactory results. Especially if If it is the melting or casting of refractory metals, bring these known processes no real cleaning of the cast metal with it. Impurities that are on the to be poured Metal float, although some can be skimmed off during the conventional casting process, however, if purely chemical cleaning processes are not used, other sources of Metal contamination hardly removed. It was mainly found that included in metals Gases and volatile impurities significantly affect the resulting metal properties. These volatile contaminants and trapped gases are eliminated by the conventional Procedure not resolved. Arc casting processes fail not only at removing gases and vapors from the cast material, but often cause additional gases and vapors in get the casting. Since an arc can only be sustained in one gas, it is obviously impossible to by means of such methods, the proportion of gases and vapors trapped in the material is significant to reduce.

Auf dem hiermit zusammenhängenden Gebiet des Legierens von Metallen ergeben sich bei den üblichen Verfahren Einschränkungen bezüglich des Materials. Bei den Schmelz- und Gießverfahren, die als Heizquelle z. B. Lichtbogenentladungen vorsehen, kann nämlich die Dauer der Heizeinwirkung nur durch entsprechende Zufuhr des Schmelzgutes zum Lichtbogen hin gesteuert werden. Dies ist äußerst nachteilig, weil manche Legierungen sehr viel Zeit benötigen, damit sich ein Metall im anderen löst, weshalb Hochvakuumschmelz- bzw. -gußverfahren und Vorrichtung zu dessen DurchführungIn the related field of alloying metals, the usual Procedure Restrictions on the material. In the melting and casting process, which is used as a heating source z. B. provide arc discharges, namely the duration of the heating effect can only through corresponding supply of the melting material to the arc can be controlled. This is extremely disadvantageous because some alloys take a long time for one metal to dissolve in the other, which is why High vacuum melting or casting process and device for its implementation

Anmelder:Applicant:

Stauffer Chemical Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)Stauffer Chemical Company,
New York, NY (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. F. Busse, Patentanwalt,
Osnabrück, Möserstr. 20-24Representative: Dipl.-Ing. F. Busse, patent attorney,
Osnabrück, Möserstr. 20-24

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 14. Mai 1959Claimed priority:
V. St. v. America May 14, 1959

Charles W. Hanks und Charles d'A. Hunt,Charles W. Hanks and Charles d'A. Hunt,

Orinda, Calif. (V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt wordenOrinda, Calif. (V. St. Α.),
have been named as inventors

die mit den bekannten Verfahren erhaltenen Legierungsgußstücke in ihrem Inneren keine einheitliche Struktur aufweisen.the alloy castings obtained with the known processes are not uniform in their interior Have structure.

Die Erfindung geht von einem Hochvakuumschmelzbzw, -gußverfahren aus, bei dem die Erwärmung mit Hilfe von Elektronenbeschuß erfolgt. Durch die Aufrechterhaltung eines Vakuums durch fortdauernde Evakuierung ist es nicht nur möglich, Verunreinigungen des gegossenen Materials zu verhindern, sondern darüber hinaus eine ausreichende Reinigung des gegossenen Materials zu erreichen. Durch das Austreiben flüchtiger Bestandteile aus dem Metall werden nicht nur dessen Eigenschaften an sich wesentlich verbessert, sondern auch jede Lunkerbildung vermieden. Aus der Schmelze werden nicht nur Sauerstoff, Stickstoff und Kohlendioxyd, sondern auch zahlreiche flüchtige Verunreinigungen entfernt.The invention is based on a high vacuum melting or casting process in which the heating is carried out The help of electron bombardment takes place. By maintaining a vacuum by continuing Evacuation makes it possible not only to prevent contamination of the cast material, but about it in addition to achieving adequate cleaning of the cast material. By driving out volatile constituents from the metal are not only significantly improved in terms of properties, but also avoids any formation of cavities. The melt does not just become oxygen, nitrogen and carbon dioxide, but also removes numerous volatile impurities.

Die Erhitzung erfolgt durch Elektronenbombardement. Dadurch, daß von einer Lichtbogenentladung abgesehen wird, wird das Herumspritzen von Metall, das normalerweise einen Hochspannungslichtbogen begleitet, hintangehalten, wodurch keinerlei Unterbrechung des Schmelz- bzw. Gußprozesses erforderlich ist, wie dies bei Lichtbogenheizung der Fall ist, um das herausgespritzte Metall von den umliegenden Bauteilen zu entfernen; darüber hinaus besteht keinerlei Explosionsgefahr, wie sie bei Lichtbogenentladungseinrichtungen vorliegt.The heating is done by electron bombardment. Because of an arc discharge Aside from being splashed around metal, which is normally a high voltage arc accompanied, held back, whereby no interruption of the melting or casting process is necessary is, as is the case with arc heating, to keep the sprayed metal away from the surrounding area Remove components; in addition, there is no risk of explosion, as is the case with arc discharge devices is present.

Der Elektronenbeschuß wird hierbei nicht nur zur Erhitzung des Schmelzgutes, sondern auch zur Er-The electron bombardment is not only used to heat the material to be melted, but also to

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hitzung des schon geschmolzenen Materials herangezogen, wodurch eine von der Speisung des Schmelzgutes unabhängige Regelung der Dauer der Beheizung möglich ist. Durch die Verwendung von Hochspannungselektronenstrahlen treten bei dem Verfahren, auf dem die Erfindung beruht, keinerlei Fokussierungsschwierigkeiten auf. Trotz des kontinuierlich aufrechterhaltenen Vakuums befinden sich nämlich stets bestimmte, vom Schmelzgut herrührende Gasmengen in der Kammer, die von den Elektronenstrahlen durchsetzt werden müssen, wodurch diese die Tendenz haben, sich zum Ort der größten Gasdichte zu bewegen, wodurch eine Gasfukussierung hervorgerufen wird.Heating of the already melted material is used, which means that the duration of the heating is regulated independently of the supply of the melted material is possible. The use of high-voltage electron beams in the process on which the invention is based, does not have any focusing difficulties. Despite that continuously When the vacuum is maintained, there are always certain amounts of gas originating from the material to be melted in the chamber, which must be penetrated by the electron beams, which makes this the tendency have to move to the place of greatest gas density, causing gas focusing will.

Erfindungsgemäß wird das Schmelzgut oberhalb der Gußform im wesentlichen horizontal zu ihr hin bewegt und, um das Ende des Schmelzgutes oberhalb der Gußform zu schmelzen, in den Strahlengang der auf die Gußform gerichteten Elektronen gebracht, wobei wenigstens ein Elektronenbündel derart auf den Oberteil der Gußform gerichtet wird, daß zur Sicherstellung, daß das in die Gußform fließende Material ganz geschmolzen wird, das Schmelzgut von diesem nicht getroffen wird.According to the invention, the material to be melted above the casting mold becomes essentially horizontal towards it moves and, in order to melt the end of the molten material above the casting mold, into the beam path of the Brought on the mold directed electrons, with at least one electron beam so on the Upper part of the mold is directed to ensure that the material flowing into the mold is completely melted, the melt is not hit by this.

Die horizontale Speisung bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich. Vor allem kann das Schmelzgut in eine ganz nahe über die Gußform liegende Stelle gebracht werden, an welcher das Schmelzgut geschmolzen wird und in die Gußform fließt. Der kleine Zwischenraum bzw. der kleine Abstand, den das flüssige Schmelzgut zu durchfallen oder zu durchfließen hat, verringert das Spritzen des Metalls bei seinem Fall in die Gußform. Dieses verringerte Spritzen des geschmolzenen Metalls bringt insofern wesentliche Vorteile mit sich, als durch das Spritzen Ablagerungen von Metall entstehen können, die sich auf den die Gußform und das zu schmelzende Gut umgebenden Vorrichtung während des Gießens bilden. Durch solche Ablagerungen werden die Dimensionen und Konfigurationen dieser Vorrichtungen volumenmäßig geändert, abgesehen davon, daß überdies elektrische Kurzschlüsse durch das Spritzen entstehen können. Ein weiterer Vorteil der seitlichen bzw. horizontalen Schmelzgutspeisung liegt darin, daß hierdurch die verschiedenartigsten Schmelzgutformen ermöglicht werden. Durch seitliche Speisung in Verbindung mit der /Anbringung passender Stützeinrichtungen für das Schmelzgut werden an das Schmelzgut keine besonderen Erfordernisse bezüglich seiner Starrheit und Festigkeit gestellt, so daß ohne weiteres die verschiedensten Schmelzgutzusammensetzungen dem Schmelzprozeß zugeführt werden können. So können z. B. ohne Schwierigkeit zusammengepreßte Pulver- oder Metallstücke als Schmelzgut verwendet werden, auch solche, deren strukturelle Festigkeit sie für bekannte Verfahren ungeeignet macht. Außerdem wird durch die horizontale bzw. seitliche Schmelzgutspeisung eine Fokussierung der Elektronenstrahlen hoher Energie in mehrere verschiedene Richtungen auf das offene Oberteil der Gußform ermöglicht. So können z. B. mehrere Elektronenstrahlenquellen, die an verschiedenen Stellen angebracht sind, vorgesehen sein, deren Strahlen von diesen Stellen aus auf den Gußformoberteil gerichtet werden, wodurch nicht nur das Schmelzgut bombardiert und geschmolzen werden kann, sondern darüber hinaus auch ein ununterbrochenes Bombardement des flüssigen Metalls in der Gußform erzielt wird. Hierbei werden die Elektronenstrahlenquellen in ihrer reativen Lage zweckmäßig derart ausgerichtet, daß wenigstens ein Elektronenstrahlenbündel als Ganzes das Schmelzgut unterschneidet, d. h., daß es die ganze Oberfläche des flüssigen Metalls der Gußform bombardiert, ohne daß es in irgendeiner Weise durch das Schmelzgut selbst behindert wird. Durch die Anbringung einer Anzahl von Elektronenstrahlenbündeln wird außerdem jede Brückenbildung ausgeschlossen. Bei der Erhitzung des Schmelzgutes ist es nämlich möglich, daß ein plastischer Fluß des Schmelgutmaterials entsteht, derThe horizontal feed has a number of advantages. Above all, the melt material can be in a point located very close to the mold can be brought, at which the melted material is melted and flows into the mold. The small space in between or the small distance that the liquid Melting material has to fall through or flow through, reduces the splashing of the metal when it falls into the mold. This reduced splashing of the molten metal has significant advantages in this respect as a result of the spraying, deposits of metal can form on the the Form the casting mold and the device surrounding the material to be melted during casting. By such deposits become the dimensions and configurations of these devices by volume changed, apart from the fact that electrical short circuits can also occur due to the spraying. Another advantage of the lateral or horizontal melt feed is that this results in the A wide variety of melt material forms are made possible. Through side feed in connection with the / attachment of suitable support devices for the There are no special requirements with regard to its rigidity and melt material to be met by the melt material Provided strength, so that the most diverse melt composition easily the melting process can be fed. So z. B. without difficulty compressed powder or Pieces of metal are used as melt material, even those whose structural strength they are known for Makes the procedure unsuitable. In addition, a Focusing the high energy electron beams in several different directions on the open Allows upper part of the mold. So z. B. several electron beam sources at different Places are attached, be provided, the rays of these points on the mold upper part be directed, whereby not only the melt are bombed and melted can, but also an uninterrupted bombardment of the liquid metal in the Mold is achieved. Here, the electron beam sources are expedient in their reactive position aligned in such a way that at least one electron beam as a whole undercuts the melt material, d. that is, it bombards the entire surface of the molten metal of the mold without damaging it is hindered in any way by the melt itself. By adding a number any bridge formation is also excluded by electron beams. When heating of the molten material, it is possible that a plastic flow of the molten material arises, which

ίο von dem Schmelzgut herabhängt und unter gewissen Umständen die darunter befindliche Gußform erreicht, ohne daß eine vollkommene Verflüssigung des Schmelzgutes herbeigeführt wird. Obwohl diese bei Gußverfahren, bei denen keine besondere Reinheit des Metalls erforderlich ist, kaum nachteilig ist, ist dies dennoch von erheblicher Bedeutung, da es nicht möglich ist, die flüssigen Bestandteile des Metalls ganz auszutreiben, wenn dieses nicht ganz geschmolzen ist. Die Unterschneidung des Schmelzgutes schließt jede Brückenbildung vom Schmelzgut zur Gußform aus, weil der allenfalls plastische Fluß des Schmelzgutes von Elektronen hoher Energie bombardiert und dadurch erhitzt und geschmolzen wird. Ein weiterer Vorteil, der sich aus der seitlichen Schmelzgutspeisung gemäß vorliegender Erfindung ergibt, liegt in einer wesentlichen Vereinfachung der Evakuierung, da die sich durch die seitliche Anbringung der Schmelzgutspeisung ergebende Gestaltung des Gußofens mit sich bringt, daß die Verbindung zwischen der Stelle, an der gegossen wird, und der Vakuumerzeugungsanlage voll und ganz erhalten bleibt. Vorteilhafterweise konvergieren die Flugbahnen, um das Metall zu schmelzen und weiterzuerhitzen, in der Weise, daß der zwischen Schmelzgut und Gußform erforderliche Raum ein Minimum wird.ίο depends on the melt material and under certain conditions Under certain circumstances, the mold below reached without a complete liquefaction of the Melting material is brought about. Although this is the case with casting processes in which there is no particular purity of the Metal is required, is hardly disadvantageous, this is nevertheless of considerable importance since it is not possible is to drive out the liquid components of the metal completely if it is not completely melted. The undercut of the melt material excludes any bridging from the melt material to the casting mold, because the possibly plastic flow of the molten material is bombarded by electrons of high energy and thereby is heated and melted. Another advantage that results from the lateral melt material feed according to the present invention, lies in a substantial simplification of the evacuation, because of the design of the casting furnace resulting from the lateral attachment of the molten material feed entails that the connection between the point at which the pouring takes place and the vacuum generation system is fully preserved. Advantageously, the trajectories converge around the To melt metal and continue heating, in such a way that the required between the melt and the mold Space becomes a minimum.

Die Vorrichtung für die Durchführung dieses Verfahrens ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine Gußform mit einem offenen Oberteil, ein eine Kammer um den Oberteil der Gußform bildendes Gehäuse, eine Evakuierungseinrichtung zur Erzielung eines kontinuierlichen Hochvakuums in der Kammer und eine Anzahl von Elektronenstrahlenerzeugern vorgesehen sind, deren Strahlen mit hoher Energie einerseits auf den Oberteil der Gußform, andererseits auf das eine Ende des Schmelzgutes gerichtet sind, wobei für die Zufuhr des Schmelzgutes in einer im wesentlichen horizontalen Richtung ein in geringer Entfernung vom oberen Ende der Gußform, etwa seitlich von ihr angeordneter Zubringertisch od. dgl.The device for carrying out this method is characterized according to the invention that a mold with an open top, a housing forming a chamber around the top of the mold, an evacuation device to achieve a continuous high vacuum in the chamber and a number of electron guns are provided whose beams are high in energy directed on the one hand to the upper part of the mold, and on the other hand to one end of the melting material are, wherein for the supply of the melt in a substantially horizontal direction one in less Distance from the upper end of the mold, about to the side of it arranged feeder table or the like.

vorgesehen ist und die Elektronenstrahlenerzeuger in verschiedenen Richtungen auf den Gußformoberteil einstellbar sind und wenigstens ein Elektronenstrahlenbündel nicht durch das erwähnte Schmelzgut unterbrochen wird, damit es die ganze Öffnung des Gußformoberteiles mit Sicherheit bombardiert.is provided and the electron beam generator in different directions on the upper part of the casting mold are adjustable and at least one electron beam is not interrupted by the melting material mentioned is so that it bombs the whole opening of the mold shell with certainty.

Einen derartigen Ofen zeigt beispielsweise die Zeichnung, in der ein schematischer Querschnitt eines Schmelzofens dargestellt ist, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruiert und der zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignet ist. Das Gußverfahren mit seitlicher Speisung wird in einer evakuierten Kammer ausgeführt, welche durch kontinuierliches Pumpen ein Hochvakuum von der Größenordnung von 1 Mikron Quecksilbersäule oder geringer aufweist. Der Guß kann in dem Fall, daß ein kontinuierliches Ingotgußverfahren durchgeführt werden soll, in einer wassergekühlten Gußform durchgeführt werden, die eine durch sie von oben nach unten hindurchgehende öffnung besitzt. Ein Schmelzgut, das z. B. aus WolframSuch a furnace shows, for example, the drawing, in which a schematic cross section of a Melting furnace constructed in accordance with the present invention and the is suitable for carrying out the method according to the invention. The casting process with side feed is carried out in an evacuated chamber, which is a high vacuum through continuous pumping on the order of 1 micron of mercury or less. The casting can in the case that a continuous ingot casting process is to be carried out, in a water-cooled Casting mold are carried out, which has an opening passing through it from top to bottom owns. A melt material that z. B. made of tungsten

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von durchschnittlicher Reinheit besteht, wird in Rieh- abwärts gerichtet sind. Gewisse Metalle haben besontung zur Achse der Gußform seitlich und oberhalb dere und ungewöhnliche Schmelzcharakteristika und derselben eingebracht. Hierdurch wird eine feste Be- erfordern eine Modifizierung des optimalen Strahlenziehung zwischen dem Schmelzgut und der Gußform winkeis. So erfordert z. B. Tantal eine vertikale Strahgeschaffen, wobei das Schmelzgut mit einer geregel- 5 lenflugbahn, um geschmolzen zu werden, weil dieses ten Zubringergeschwindigkeit zur Gußform hin be- Metall dazu neigt, bei einer Bombardierung unter wegt wird. Vorzugsweise wird der Zwischenraum einem Winkel von 45° in einer Entfernung von dem zwischen der Gußform und dem Schmelzgut in verti- Ende flüssig zu werden.of average purity will be directed downwards in Rieh. Certain metals have sons to the axis of the mold laterally and above them and unusual melting characteristics and the same introduced. This will make a firm requirement a modification of the optimal ray drawing winkeis between the melt and the mold. So requires z. B. Tantalum created a vertical beam, the molten material with a controlled trajectory in order to be melted because this th feeder speed towards the casting mold, metal tends to drop below when bombarded is moved away. Preferably, the gap is an angle of 45 ° at a distance from that between the mold and the melt in verti- end to become liquid.

kaier Richtung sehr klein gehalten, damit das flüssige Durch die seitliche und über der Guß form liegende Metall, das von dem Schmelzgut abschmilzt und von io Schmelzgutspeisung werden ein oder mehrere Elekdort in die Gußform tropft oder strömt, beim Auf- tronenstrahlenbündel, die auf die Gußform fokussiert treffen auf das Metall in der Gußform nicht spritzt. sind, geschnitten, wodurch das vordere Ende des Um durch Erhitzen das Schmelzgut zu schmelzen, Schmelzgutes erhitzt wird, so daß dieses in der Folge wird das Vorderende des Schmelzgutes mit Hoch- schmilzt und in die offene Gußform entweder tropft Spannungselektronen bombardiert, die an einer von 15 oder fließt. Durch Erhitzung des vom Schmelzgut in dem Schmelzgut und der Gußform entfernten Stelle die Gußform fallenden Metalls entsteht in der Gußetwa in Form eines Strahles erzeugt, beschleunigt form eine Schicht flüssigen Metalls. Wenn ein konti- und auf den Oberteil der Gußform fokussiert werden. nuierlich gegossener Ingot erwünscht ist, wird die Von wesentlicher Bedeutung ist es, daß der Elek- Gußform gewöhnlich gekühlt und das Metall, das in tronenstrahl in einem genügenden Abstand von der 20 dieses fällt in dem Maße, als es erstarrt, allmählich Gußform und vom Schmelzgut erzeugt wird und daß vom Boden der Gußform abgezogen. Ununterbrochen weiter der auf diese Weise erzeugte Elektronenstrahl wird auf dem oberen Teil des Metalls, das in der Gußschon an einer Stelle, die von dem Schmelzgut und form erstarrt, eine flüssige Schicht von geschmolzevon der Gußform entfernt ist, auf volle Geschwindig- nem Metall erhalten, in welcher das von dem Schmelzkeit gebracht ist, damit die mit Niederspannungs- 25 gut fließende Metall durch die Elektronenstrahlenstrahlen verbundenen Effekte ausgeschlossen sind. bombardierung schmilzt.kaier direction kept very small, so that the liquid through the side and above the casting mold Metal that melts from the melt and from the melt feed becomes one or more electrodes drips or flows into the casting mold, in the case of the impingement beam, which focuses on the casting mold hit the metal in the mold not splash. are cut, making the front end of the In order to melt the material to be melted by heating, material to be melted is heated so that this subsequently occurs the front end of the material to be melted is high-melted and either drips into the open casting mold Voltage electrons bombarded that flows at one of 15 or. By heating the melt in The casting mold of falling metal is created in the casting approximately from the melt and the casting mold Generated in the form of a jet, accelerates form a layer of liquid metal. If a continuous and focused on the top of the mold. Naturally cast ingot is desired, the It is essential that the electrical mold is usually cooled and the metal that is in electron beam at a sufficient distance from the 20 this gradually falls as it solidifies Mold and is generated by the melt and that withdrawn from the bottom of the mold. Continuously further the electron beam generated in this way is on the upper part of the metal, which is in the casting already at a point that solidifies from the melt and form, a liquid layer of molten from removed from the mold, metal is kept at full speed, in which that of the melt is brought so that the low-voltage 25 well-flowing metal through the electron beams related effects are excluded. bombing melts.

Aus obigen Darlegungen bezüglich der relativen Lage Die Anwendung von zusätzlicher Hitze, die auf dieFrom what has been said above regarding the relative location, the application of additional heat applied to the

der Elektronenstrahlenquelle und des Schmelzgutes Schicht flüssigen Metalls durch eine Anzahl von aufthe electron beam source and the molten material layer of liquid metal by a number of

bzw. der Gußform folgt, daß die Elektronenstrahlen- diese fokussierten Elektronenstrahlen einwirkt, ermög-or the mold follows that the electron beams - these focused electron beams act, allow-

quelle notwendigerweise über der Gußform ange- 30 licht eine weitere kontrollierbare Heizung des flüssi-source necessarily above the mold, another controllable heating of the liquid

bracht sein muß. gen Metalls, wodurch in der Folge eine Steigerung dermust be brought. gen metal, which in turn increases the

Um mit zusätzlichen Hochspannungselektronen Austreibung der flüchtigen Bestandteile aus diesem auch den Oberteil der Gußform aus verschiedenen und eine zusätzliche Steigerung der Vervollkomm-Richtungen zu bombardieren, können weitere Elek- nung von Legierungsvorgängen, die eine längere Zeit tronenstrahlenquellen vorgesehen werden, die jede für 35 für die Auflösung von einem Metall in das andere besieh Hochspannungselektronenstrahlenbündeln erzeu- nötigen, erreicht wird. Diesbezüglich ist zu erwähnen, gen und an mehreren gesonderten, von der Gußform daß die Erhitzung des Metalls in der Gußform von entfernten Stellen angeordnet sind. Die Elektronen- der Menge des von dem Schmelzgut fließenden Metalls strahlen einer jeden dieser Quellen sind auf den Ober- und von dem Maße, in dem es in das Strahlenbündel teil der Gußform gerichtet und auf diesen so fokus- 40 gebracht wird, unabhängig ist. Durch das Verflüssisiert, daß sie die gesamte Oberfläche der offenen Guß- gen des Schmelzgutes wird eine große Gasmenge frei form bedecken. Dadurch wird der natürlichen und und im Zusammenhang mit der obenerwähnten Evaunvermeidlichen Divergenz der Elektronenstrahlen kuierung rasch aus der Reaktionskammer abgezogen, entgegengetreten. Um diese Divergenz auszunutzen, Außerdem entsteigen Gase und Dämpfe auch der zuwerden die Elektronenstrahlenquellen so angeordnet, 45 sätzlich erhitzten Schicht flüssigen Metalls in der bzw. die Elektronenstrahlen in der Weise erzeugt, Gußform, die ebenfalls durch die Evakuierungseindaß das ausgestrahlte Elektronenbündel an der Auf- richtung aus der Kammer entfernt werden. Durch das treff stelle der Guß form grundsätzlich denselben oder anfängliche Vakuum und die kontinuierliche Entf ereinen größeren Querschnitt aufweist wie diese. nung der Gase, die dem sich verflüssigenden Schmelz-To expel the volatile constituents from this with additional high voltage electrons also the upper part of the mold from different and an additional increase in the perfecting directions Bombarding can further elucidate alloying processes that take a longer time Electron beam sources may be provided, each designed for the dissolution of one metal into the other Generate high-voltage electron beams, is achieved. In this regard, it should be mentioned gene and on several separate, from the mold that the heating of the metal in the mold of distant places are arranged. The amount of electrons in the metal flowing from the melt The rays of each of these sources are to the extent that they are in the bundle of rays Part of the mold is directed and brought into focus on it, is independent. Through the liquefied, that they cover the entire surface of the open castings of the molten material, a large amount of gas is released cover shape. This makes the natural and avoidable in connection with the above-mentioned evaun Divergence of the electron beam kuierung quickly withdrawn from the reaction chamber, faced. In order to take advantage of this divergence, gases and vapors also arise the electron beam sources arranged so that 45 additionally heated layer of liquid metal in the or the electron beams generated in such a way, mold, which is also by the evacuation the emitted electron beam can be removed from the chamber at the erection. By the When the casting mold hits, it basically has the same or initial vacuum and continuous removal has a larger cross-section like this one. tion of the gases that are released into the liquefying

Obwohl oben erwähnt wurde, daß zum Erhitzen 50 gut entweichen, ist die Gas- und Dampfmenge, die ausAlthough it was mentioned above that 50 will escape well for heating, the amount of gas and steam that is needed is off

und folglich zum Schmelzen des Schmelzgutes ein ein- der Schicht flüssigen Metalls durch seine weitere zu-and consequently, to melt the material to be melted, one of the layers of liquid metal is

ziges Elektronenstrahlenbündel verwendet wird, sätzliche Erhitzung auf Grund der bombardierendenumpteenth electron beam is used, additional heating due to the bombarding

können, um eine zusätzliche bzw. stärkere Erhitzung Elektronenstrahlen heraustreten, nicht so groß wie beiElectron beams can emerge for additional or stronger heating, not as large as with

des Schmelzgutes zu erreichen, auch mehrere Bündel anderen Verfahren. Insbesondere hat sich gezeigt, daßto reach the melting material, also several bundles of other processes. In particular, it has been shown that

auf das vordere Ende des Schmelzgutes gerichtet 55 im Gegensatz zu Lichtbogenheizungsvorgängen fastdirected at the front end of the melting material 55 in contrast to arc heating processes almost

werden. Das Schmelzgut wird, wie erwähnt, in der keine Gasausbrüche in der Schicht flüssigen Metallswill. As mentioned, the melt material does not contain any gas eruptions in the layer of liquid metal

Richtung zur Gußform hin und über dieser zugeführt. zustande kommen. Tatsächlich wurde beobachtet, daßDirection towards the mold and supplied over this. occurrence. In fact, it has been observed that

Die Elektronen hoher Geschwindigkeit werden nun so die Schicht der Oberfläche flüssigen Metalls relativThe high speed electrons are now so relative to the layer of the surface of liquid metal

auf das Schmelzgut gerichtet, daß sie nur auf das ruhig ist, so daß die Verunreinigungen im flüssigendirected to the melt that it is only calm on that, so that the impurities in the liquid

vordere Ende desselben oberhalb der Gußform auf- 60 Metall, die leichter als das Metall selbst sind, obenfront end of the same above the mold on metal, which are lighter than the metal itself, on top

treffen, so daß das schmelzende Material nur in die auf der Schicht schwimmen und nicht stark umher-so that the melting material only floats into the layers on the layer and does not move around too much.

Gußform fallen kann. Ein Teil der Elektronen unter- getrieben werden, so daß keine neuerliche VermischungMold can fall. Some of the electrons are driven under, so that no new mixing is possible

schneidet das Schmelzgut in der Weise, daß diese mit dem sich verfestigenden Metall auf dem Boden dercuts the melt in such a way that this with the solidifying metal on the bottom of the

auf den Oberteil der Gußform fokussiert werden, Schicht eintritt. Doch entstehen ausgiebige Rühr-be focused on the top of the mold, layer occurs. But extensive stirring

ohne daß sie in irgendeiner Weise durch das Schmelz- 65 ströme als Ergebnis der Wärmegradienten in dieserwithout them flowing in any way through the melt as a result of the thermal gradients in it

gut gehindert oder aufgehalten werden. Schicht. Infolgedessen werden flüchtige Verunreini-be hindered or stopped well. Layer. As a result, volatile impurities

Es hat sich herausgestellt, daß es vorteilhaft ist, gungen an die Oberfläche bewegt, wo die TemperaturIt has been found that it is advantageous to move to the surface where the temperature is

wenn die Mehrzahl der Elektronenstrahlen am Um- ein Maximum aufweist, wodurch die Verunreinigun-when the majority of the electron beams have a maximum at the Um-, whereby the impurities-

fang eines Kreises oberhalb der Gußform liegen und gen rascher flüchtig werden, so daß sie das flüssigeA circle will lie above the casting mold and will volatilize more quickly so that it becomes liquid

unter einem Winkel von rund 45° zur Vertikalen nach 70 Metall in Form von Gasen und Dämpfen verlassenLeave metal in the form of gases and vapors at an angle of around 45 ° to the vertical after 70

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und dann durch Evakuierung abgezogen werden Rohre 22, die von der Stützvorrichtung 21 aus dem können. Gehäuse 12 heraus zu einer Kühlmittelquelle führen,and then by evacuation are drawn off the pipes 22, which are supported by the support device 21 from the can. Lead housing 12 out to a coolant source,

Obwohl der oben beschriebene Gießvorgang eine zu- und abgeführt wird. Der Tisch 21 ist an einer große Menge gesonderter Elektronenstrahlenbündel Seite der Gußform 16 angebracht und reicht teilweise vorsieht, ist es von Wichtigkeit, daß die Unterschnei- 5 über diese, und zwar so, daß sich sein Ende kurz vor dung des Schmelzgutes gewährleistet und eine Ein- der vertikalen Verlängerung der Gußformöffnung 17 richtung zur gesonderten und kontinuierlichen Born- befindet. Die Stützvorrichtung 21 für das Schmelzgut bardierung des geschmolzenen Metalls in der Guß- ist zweckmäßig entweder in einer horizontalen oder form außer der Bombardierung des Schmelzgutes vor- in einer zu einer Seite der Gußform geneigten Stelhanden ist. Deshalb erfolgen die Beschleunigung und to lung angeordnet und trägt das Schmelzgut 23, welches Fokussierung der Elektronen auf das geschmolzene die Form eines Stabes, einer Stange od. dgl. haben Metall in der Gußform aus mehreren Richtungen, wo- kann. Dieses Schmelzgut kann z. B. ein Ingot aus bei wenigstens ein Teil der so beschleunigten und einem vorher gegossenen Mteall oder auch aus gesinfokussierten Elektronen derart auf die Schicht des ge- tertem Material sein, das aus Pulver und auch aus schmolzenen Metalls gelenkt wird, daß durch dieWahl 15 Metallstücken zusammengesetzt ist. Um die Kontides Einfallswinkels die Elektronen nicht in Berührung nuität des Gußvorganges bzw. der Zufuhr des mit dem Schmelzgut selbst kommen. Hierdurch wird Schmelzgutes zu gewährleisten, ist eine Luftschleuse jede Brückenbildung zwischen dem Schmelzgut und 24 vorgesehen, welche aus dem Inneren der Kammer der Gußform verhindert. 13 durch das Gehäuse 12 nach außen führt, wodurchAlthough the casting process described above is a feed and discharge. The table 21 is on one Large amount of separate electron beams attached to the side of the mold 16 and is partially enough provides, it is important that the signature 5 over this, in such a way that its end is shortly before tion of the melted material and a vertical extension of the mold opening 17 direction to separate and continuous Born- is located. The support device 21 for the material to be melted Bardierung of the molten metal in the casting is expedient either in a horizontal or form apart from the bombardment of the melted material in front of a hand inclined to one side of the casting mold is. Therefore take place the acceleration and to ment arranged and carries the melting material 23, which Focusing the electrons on the molten material in the form of a rod, a rod or the like Metal in the mold from several directions, wherever. This melt material can, for. B. an ingot with at least a part of the accelerated and a previously poured Mteall or also from those focused on Electrons so be on the layer of the tertiary material, which is made from powder and also from molten metal is directed that by choosing 15 pieces of metal is put together. About the Kontides At the angle of incidence, the electrons are not in contact with the casting process or the supply of the come with the melt itself. This will ensure melted material is an air lock any bridging provided between the melt and 24 coming from inside the chamber the mold prevents. 13 leads through the housing 12 to the outside, whereby

Es hat sich herausgestellt, daß ein nach diesem Ver- 20 das Schmelzgut 23 in die Kammer 13 ohne Verlust des fahren gegossenes Material bemerkenswerte und ver- darin befindlichen Vakuums eingeführt werden kann, besserte Eigenschaften aufweist. So wurden z. B. beim Außerdem ist noch eine Vorrichtung 26 für die Zu-Guß von auf Eisen, Nickel und Kobalt basierenden fuhr des Schmelzgutes vorgesehen, welche durch die Legierungen Ingots hergestellt, in denen keine wahr- Luftschleuse 24 reicht und eine Führungseinrichtung nehmbaren Ablagerungen bei Korngrenzlinien vorhan- 25 besitzt, die, von der Außenseite des Schmelzofens geden waren. Aus dem so hergestellten Material ge- steuert, der Fortbewegung des Schmelzgutes auf der schmiedete Stücke haben keine richtungsabhängigen Stützvorrichtung 21 mit regelbarer Geschwindigkeit Eigenschaften. Auf diese Weise wird mit dem Ver- dient. In der Gußform 16, in die beim Beginn des fahren nach der vorliegenden Erfindung neben den Gußvorganges ein Stempel zum Verschluß der Öffgewöhnlichen Gußerfordernissen die Lunkerbildung 30 nung 17 eingeführt werden kann, bildet sich der Ingot und die Ablagerung von Verunreinigungen auf ein 27, der kontinuierlich durch den Boden der Gußform Minimum herabgedrückt und außer dessen bloßem durch eine passend angetriebene Ingotzugvorrichtung Gießen eine Reinigung des Metalls selbst erzielt. So 28 abgezogen wird.It has been found that after this process 20 the melted material 23 into the chamber 13 without loss of the drive cast material remarkable and contained vacuum can be introduced, has improved properties. So were z. B. in addition, there is still a device 26 for the casting of iron, nickel and cobalt-based drove the melting material provided by the Alloys made ingots in which no true airlock 24 is enough and a guide device There are acceptable deposits at grain boundary lines that come from the outside of the furnace was. The movement of the melted material on the controlled from the material produced in this way Forged pieces do not have a directional support device 21 with adjustable speed Properties. This is how the earnings are earned. In the mold 16, in the at the beginning of drive according to the present invention in addition to the casting process, a stamp to close the open usual Casting requirements the cavity formation 30 voltage 17 can be introduced, the ingot is formed and the deposition of contaminants on a 27 running continuously through the bottom of the mold Minimum pressed down and besides its bare by a suitably driven ingot pulling device Pouring achieved a cleaning of the metal itself. So 28 is deducted.

ist z. B. die Dehnbarkeit feuerfesten Metalls, das nach Die Zeichnung zeigt ferner eine Mehrzahl von Elek-is z. B. the ductility of refractory metal, which according to The drawing also shows a plurality of elec-

dem erfindungsgemäßen Verfahren gegossen wurde, 35 tronenstrahleneinrichtungen 31, 32, 33, die sowohl die durch die stofflichen Eigenschaften erhöht. Nach die- Stromversorgung als auch die erforderlichen Steuersem Verfahren gereinigte und gegossene Materialien kreise umfassen. Diese erzeugen Hochspannungselekkönnen sofort durch gewöhnliche maschinelle Vor- tronenstrahlenbündel 36, 37 und 38, welche auf die gänge bearbeitet werden, was bis jetzt bei vielen Gußform 16 gerichtet und auf ihre Öffnung 17 fokus-Metallen unmöglich war. Neben dem Gußvorgang um- 40 siert sind. Die Quellen 31, 32, 33 sind oberhalb der faßt die vorliegende Erfindung einen Reinigungsvor- Gußform 16 angebracht und derart verteilt, daß es gang, der in gleicher Weise bei Metallen mit sehr ihre relative Lage gestattet, die einzelnen Strahlenhohem Schmelzpunkt, also bei feuerfesten Metallen, bündel in die Gußform von verschiedenen Richtungen, wie auch bei anderen gebräuchlichen Metallen anwend- z. B. von Punkten eines über der Gußform liegenden bar ist. 45 Kreises und um diese herum zu lenken. Jedes derthe method according to the invention was cast, 35 electron beam devices 31, 32, 33, which both the increased by the material properties. After the power supply as well as the necessary tax systems Procedures include cleaned and cast materials circles. These generate high voltage electricity immediately by ordinary machine beams 36, 37 and 38, which are directed to the Gears are processed, which until now directed at many mold 16 and focus on their opening 17 metals was impossible. In addition to the casting process, 40 are reversed. The sources 31, 32, 33 are above the The present invention summarizes a cleaning pre-mold 16 attached and distributed so that it which, in the same way, allows metals with a very high relative position to bundle the individual radiation-high melting point, i.e. with refractory metals, into the mold from different directions, as with other common metals. B. from points of a lying above the mold is cash. 45 circle and to steer around it. Each of the

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Elektronenstrahlenbündel 36, 37 und 38 hat eine beeriindnngsgemäßen Schmelzofens dargestellt. Die stimmte Divergenz normaler und herkömmlicher Art Zeichnung zeigt als Teil des Schmelzofens 11 ein und ist auf den Oberteil des Ingots 27 in der Gußform vakuumdichtes Gehäuse 12, das eine Kammer 13 16 in einem Winkel zur Vertikalen gerichtet. Wenigbildet. Mit der Kammer 13 ist eine geeignete Evaku- 50 stens eine der Elektronenstrahlenquellen 33 ist so anierungseinrichtung 14 verbunden, die eine rasche Ent- geordnet, daß sie ihr Elektronenbündel 38 auf die fernung von Gasen, die in der Kammer entstehen, be- Gußfo<rm 16 unter einem solchen Winkel lenkt, daß wirkt und ein ausreichendes Vakuum in der Kammer das vordere Ende des Schmelzgutes 23 getroffen wird, in der Größenordnung von 1,0 Mikron Quecksilber- wenn dieses zur Gußform und über diese gebracht säule oder darunter aufrechterhält. Auf dem Boden des 55 wird. Das Bombardement des vorderen Endes des Gehäuses 12 ist eine Gußform 16 angebracht, die Schmelzgutes 23 durch das Strahlenbündel 38 bewirkt zweckmäßig aus Kupfer besteht und eine zentrale·, die erforderliche Erhitzung, durch die das Schmelzgut durchgehende Öffnung 17 besitzt, die eine Verbindung geschmolzen und in Form von Tropfen oder Strömen des Gehäuses nach außen bildet. Die Gußform weist von seinem vorragenden Ende in die Öffnung 17 der einen Kühlmantel auf, in dem Wasser oder andere 60 Gußform 16 herunterfließt. Die Speisungsgeschwindig-Kühlmittel zirkulieren und der durch das Einlaßrohr keit des Schmelzgutes 23 in der Richtung zur Guß-18 und durch das Ausflußrohr 19 mit einer geeigneten form bzw. zu der Stelle, wo das Elektronenbündel 38 Kühleinrichtung verbunden ist. Im Gehäuse 12 ist auf das Schmelzgut trifft, wird so gesteuert, daß dieauch ein Schmelzstütztrog oder Stütztisch 21 ange- ses sich nicht rascher in das Bündel bewegt, als dieses bracht, welcher vorteilhafterweise im Gehäuse durch 65 dem Schmelzgut die zu seiner Verflüssigung notweneine passende Befestigung starr fixiert ist und wel- dige Hitze erteilen kann. Außer dem Umstand, daß eher ebenfalls durch zirkulierendes Wasser oder an- das bewegte Schmelzgut 23 von einem oder mehreren dere Kühlmittel gekühlt wird. Zu diesem Zwecke sind Elektronenbündeln, die durch die Elektronenstrahlenentsprechende Kammern und an diese angeschlossene quellen erzeugt werden, bombardiert wird, soll min-Rohre vorgesehen, wobei das Kühlmittel durch die 70 destens eines der Elektronenstrahlenbündel, das in derIn the drawing, an embodiment of an electron beam 36, 37 and 38 has a concept according to the invention Melting furnace shown. The correct divergence of normal and conventional type drawing shows a part of the melting furnace 11 and is on the top of the ingot 27 in the mold vacuum-tight housing 12 containing a chamber 13 16 directed at an angle to the vertical. Little educated. A suitable evacuation device is provided with the chamber 13, at least one of the electron beam sources 33 14 connected, which is rapidly disordered, so that their electron bundle 38 is directed to the removal of gases that arise in the chamber, the casting mold 16 deflects at such an angle that acts and a sufficient vacuum in the chamber hits the front end of the melting material 23, on the order of 1.0 microns of mercury when brought to and over the mold column or below. At the bottom of the 55 will. The bombardment of the front end of the A casting mold 16 is attached to the housing 12 and causes the material to be melted 23 through the beam 38 expediently consists of copper and a central ·, the necessary heating through which the melting material through opening 17 has a connection melted and in the form of drops or streams of the housing to the outside. The mold points from its protruding end into the opening 17 of the a cooling jacket in which water or other 60 mold 16 flows down. The supply speed coolant circulate and the speed of the melt material 23 through the inlet pipe in the direction of the casting 18 and through the outflow pipe 19 with a suitable shape or to the point where the electron beam 38 Cooling device is connected. In the housing 12, the melt material meets, is controlled so that the also a fusible support trough or support table 21 does not move faster into the bundle than this brought, which advantageously in the housing by 65 the melt material necessary for its liquefaction suitable fastening is rigidly fixed and can give off warmth. Except for the fact that rather also by circulating water or by one or more of the moving melt material 23 whose coolant is cooled. For this purpose, electron bundles are generated by the electron beams Chambers and sources connected to them are produced, bombed, and min-pipes are said to be produced provided, wherein the coolant through the 70 at least one of the electron beams in the

Zeichnung ζ. B, als Bündel 36 dargestellt ist, auf den Oberteil des Ingots 27 in der Gußform 16 unter einem solchen Winkel gerichtet werden, daß es in keinerlei Berührung mit dem Schmelzgut kommt und von diesem auch, nicht teilweise geschnitten wird. Das Elektronenbündel 36 unterschneidet somit das Schmelzgut und trifft unterhalb des Schmelzgutes auf die Gußform, wodurch keinerlei plastischer Schmelzgutfluß, der sich in vertikaler Richtung zur Gußform bildet, wie sich dies bei der Schmelzguterhitzung alleine ergeben kann, den Zwischenraum zwischen dem Schmelzgut und der Gußform überbrücken kann, ohne von dem Elektronenbündel 36 getroffen und dadurch verflüssigt zu werden. Das flüssige Metall, das vom Schmelzgut 23 in die Gußform tropft oder fließt, erstarrt in der Gußform durch die Kühlwirkung des Kühlmittels, das durch den Wassermantel der Gußform fließt. Doch wird auf dem Ingot 27, der in der Gußform 16 geformt wird, eine Schicht geschmolzenen Metalls 39 erhalten, das durch Elektronenbombardement erhitzt wird. Diese Heizung des geschmolzenen Metalls ist völlig unabhängig von der Hitze, die auf das Schmelzgut 23 einwirkt, wodurch bei dem vorliegenden Schmelzofen eine weitere oder zusätzliche regulierbare Hitzeeinwirkung auf das Metall vorgesehen ist, durch die die Austreibung der flüchtigen Bestandteile gefördert und zusätzlich die Legierungszeit um eine gewünschte Zeit verlängert werden kann. Die Verflüssigung des Schmelzgutes 23 wird durch das Bombardement mit einem oder mehreren Elektronenbündeln herbeigeführt, wobei diese Hitze selbstverständlich teilweise über die Tragvorrichtung oder den Tisch 21 abgeleitet wird. Diese dem Tisch 21 zugeführte Wärme wird durch ein Kühlmittel wieder abgeleitet, das durch die Rohre 22 und durch den Tisch 21 fließt. Die Füllung des Schmelzofens wird in einfacher Weise dadurch bewerkstelligt, daß man das Schmelzgut in die Luftschleuse 24 einführt und die dazugehörige Speisevorrichtung 26 betätigt, wodurch der Vorschub des Schmelzgutes reguliert und dieses in die Kammer 13 gestoßen und in der Folge dem Bombardement eines oder mehrerer Elektronenstrahlenbündel ausgesetzt wird. Dadurch wird das Schmelzgut geschmolzen, so daß es in die Gußform fließt und dadurch in der Öffnung 17 den Ingot bildet. Es ist dabei zu beachten, daß außer dem bloßen Gußvorgang der Schmelzofen nach vorliegender Erfindung auch zur Reinigung des geschmolzenen Metalls verwendet werden kann, wie dies im Zuge der Beschreibung des Verfahrens nach vorliegender Erfindung dargestellt wurde. Das Material wird nämlich nicht nur in einem Ingot gegossen, sondern es werden auch die eingeschlossenen Gase und flüchtigen Verunreinigungen aus dem Metall ausgetrieben und rasch durch die Evakuierungseinrichtung 14 entfernt. Äußerst reine Metalle können dadurch erhalten werden, daß der Schmelzofen zur wiederholten Einschmelzung verwendet wird. Auf diese Weise kann der Ingot 27 aus dem Schmelzofen entnommen, wieder als Schmelzgut verwendet und in den Schmelzofen gebracht werden, wobei das Metall nochmals geschmolzen und gereinigt wird.Drawing ζ. B, shown as a bundle 36, to the Upper part of the ingot 27 are directed in the mold 16 at such an angle that it is not in any Comes into contact with the melting material and is also not partially cut by it. The electron bundle 36 thus undercuts the melting material and meets the casting mold below the melting material, whereby no plastic melt flow that forms in the vertical direction to the casting mold, as this can result from the heating of the melted material alone, the space between the Melt and the mold can bridge without being hit by the electron beam 36 and thereby to be liquefied. The liquid metal that drips or flows from the molten material 23 into the casting mold, solidifies in the mold due to the cooling effect of the coolant, which passes through the water jacket of the mold flows. However, a layer is melted on the ingot 27 formed in the mold 16 Obtained metal 39, which is heated by electron bombardment. This heating the melted Metal is completely independent of the heat that acts on the melt 23, which in the present case Melting furnace a further or additional adjustable heat effect is provided on the metal which promotes the expulsion of the volatile constituents and also the alloying time can be extended by a desired time. The liquefaction of the melt 23 is caused by the Bombardment with one or more electron bundles brought about, with this heat of course is partially derived via the support device or the table 21. This fed to the table 21 Heat is dissipated again by a coolant flowing through the tubes 22 and through the Table 21 flows. The filling of the melting furnace is accomplished in a simple manner that one introduces the material to be melted into the air lock 24 and actuates the associated feed device 26, whereby the feed of the melted material is regulated and this is pushed into the chamber 13 and subsequently is exposed to the bombardment of one or more electron beams. This will make that Melted material so that it flows into the mold and thereby forms the ingot in the opening 17. It should be noted that in addition to the mere casting process, the melting furnace according to the present invention can also be used to clean the molten metal, as described in the description of the method according to the present invention has been illustrated. The material is not only poured in an ingot but it also removes the trapped gases and volatile impurities expelled from the metal and quickly removed by evacuation device 14. Extremely pure Metals can be obtained by using the melting furnace for repeated melting will. In this way, the ingot 27 can be removed from the melting furnace, again as melting material used and placed in the furnace, the metal being melted again and cleaned will.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. High vacuum melting or casting process, in which by means of a plurality of electron beams which are directed from some distance against the open upper part of a mold, the electron bombardment on the one hand the end of the melt material pushed into the electron path above the mold, on the other hand a layer of the Material located in the casting mold is melted, characterized in that the melting material above the casting mold is moved essentially horizontally towards it and, in order to melt the end of the melting material above the casting mold, is brought into the beam path of the electrons directed onto the casting mold, wherein at least one electron beam is directed onto the upper part of the casting mold in such a way that, in order to ensure that the material flowing into the casting mold is completely melted, the material to be melted is not hit by it.

2. The method according to claim 1, characterized in that to avoid or reduce the injection of molten material from the mold reduces the supply of the molten material vertical distance from the mold so that the molten material flows down into the mold Material falls through only a short height.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that at least one electron beam is directed to the mold at a small angle to the horizontal, so that it passes right below the melting material without coming into contact with it and into the consequence prevents a plastic flow of the melt material in the mold.

4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that for melting also of melt materials of low mechanical strength, such as pressed material, and to avoid its disintegration by its own weight, the melt material to its greater part of a support arrangement located below this and is fed substantially horizontally away from the base to the melting process.

5. Device for performing the method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that a mold with an open upper part, a chamber around the upper part of the mold forming housing, an evacuation device to achieve a continuous High vacuum in the chamber and a number of electron guns are provided are whose rays with high energy on the one hand on the upper part of the mold, on the other hand are directed at one end of the melting material, for the supply of the melting material in a substantially horizontal direction a short distance from the top of the mold, The feeder table or the like arranged approximately to the side of it is provided and the electron beam generator are adjustable in different directions on the upper part of the casting mold and at least one electron beam is not is interrupted by the melting material mentioned so that it covers the entire opening of the upper part of the casting mold bombed for sure.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that a feed device is provided is, with which the material to be melted can be pushed onto the feeder table and moved over the casting mold is to bring the end of the melt in the path of the bombarding electrons, so that this end is melted and flows down into the mold.

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7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the electron beam generator are attached away from the mold and the melt and the electron beams accelerating to high speeds on the mold and / or the end of the melt

point out so that the predominant amount of the electron beams hit the mold in a straight line are directed and partially melt material along a generally flat plane across the end of the melt material without them be deflected by the melt.

1 sheet of drawings