DE1156944B

DE1156944B - Vorrichtung zum Entgasen einer Metallschmelze

Info

Publication number: DE1156944B
Application number: DEB56364A
Authority: DE
Inventors: Dr Otto Winkler
Original assignee: Balzers AG
Current assignee: OC Oerlikon Balzers AG
Priority date: 1960-01-23
Filing date: 1960-01-23
Publication date: 1963-11-07
Also published as: GB919580A

Description

Zum Entgasen von Metallen, insbesondere von Stahlschmelzen, ist es bekannt, das flüssige Metall aus einer Pfanne ins Vakuum zu vergießen. Infolge der Ausscheidung der Gase aus der Schmelze spaltet sich der Gießstrahl dabei in Tropfen auf; die frei gewordenen Gase entweichen und werden laufend abgepumpt. Um nicht die ganze Gießpfanne unter Vakuum setzen zu müssen, hat man den evakuierbaren Rezipienten, in dem sich eine Gießform oder eine Zwischenpfanne befindet, mit einer Eingußöffnung versehen, die bis zum Abgießen mit einer dünnen Platte (Membran) leicht schmelzbaren Metalls vakuumdicht verschlossen bleibt, die aber beim Gießen unter der Einwirkung des ankommenden Gießstrahls durchschmilzt, worauf der Gießstrahl in den Vakuumraum eintritt und dann — geeignete Ausbildung der Eingußöffnung vorausgesetzt — selbst die Abdichtung des Vakuumraumes gegenüber dem Außenraum übernimmt. Für manche Fälle, vor allem für die Massenstahlentgasung zur Herstellung großer Gußstücke hat sich dieses bekannte Verfahren sehr bewährt; einer wirklich breiten Anwendung stehen aber heute immer noch die hohen Kosten entgegen, die mit der Errichtung und dem Betrieb eines großen Vakuumtanks für große Gießformen oder für mehrere Gießformen (z. B. für Gespannguß) verbunden sind. Bei diesen Gießformen handelt es sich im allgemeinen um Kokillen, unter welcher Bezeichnung im nachfolgenden jedwede beim Gießen der Schmelze aufnehmende Form verstanden werden soll.

Bei anderen Vakuumgießanlagen hat man, um aus einer Schmelze mehrere Kokillen abfüllen zu können, Schleusenvorrichtungen verwendet, so daß der evakuierbare Teil der Anlage jeweils nur eine Kokille zu fassen brauchte, in seinen Dimensionen also kleiner gehalten werden konnte. Es sind auch Vakuumgießvorrichtungen bekannt, die einen kippbaren Schmelztiegel im Rezipienten aufweisen und bei denen das unter Vakuum erschmolzene Gut über eine Rinne oder unmittelbar in eine an das evakuierbare Ofengehäuse anflanschbare Kokille vergossen wird. Für offen erschmolzenes Gut, z. B. für Massenstahlentgasung, ist vorgeschlagen worden, die Kokille direkt an ein mit der Unterseite der Pfanne vakuumdicht verbundenes evakuierbares Zwischenstück anzuschließen. Wenn auf diese Weise auch der zu evakuierende Teil, da er die Gießformen nicht mehr aufzunehmen braucht, kleiner gehalten werden kann, sind die Kosten desselben doch immer noch erheblich; maßgebender aber ist, daß das ständige sorgfältige An- und Abflanschen der Gießformen — die Verbindung muß vakuumdicht sein — erhebliche

Vorrichtung zum Entgasen einer
Metallschmelze

Anmelder:

Balzers Vakuum G.m.b.H.,
Frankfurt/M.-Süd, Seehofstr. 11

Dr. Otto Winkler, Balzers (Liechtenstein),
ist als Erfinder genannt worden

Zeitverluste mit sich bringt, die wegen der Gefahr der Unterkühlung der Schmelze untragbar sind, wenn eine Schmelze in eine größere Anzahl von Blöcken vergössen werden soll.

Eine andere bekannte Vorrichtung ermöglicht ebenfalls das Gießen aus einer Pfanne in eine vorher evakuierte Form. Eine Entgasung der Schmelze findet dabei aber nicht statt, weil bei dieser bekannten Vorrichtung kein Raum vorhanden ist, in den die Gase entweichen und laufend abgepumpt werden könnten. Damit eine Entgasung eines Gießstrahles stattfindet, ist es unerläßlich, daß dieser eine gewisse Mindesthöhe in einem Vakuum frei durchfallen und sich dabei in Tropfen aufspalten kann.

Weiter ist ein Lichtbogenofen mit fest angeschlossener Kokille bekannt; es ist bei diesem Ofen nicht möglich, mehrere Kokillen nacheinander aus ein und derselben Schmelze zu füllen. Beim Lichtbogenschmelzen ergibt sich zwar eine gewisse Entgasung des Schmelzgutes, da hierbei jedoch ein relativ hoher Druck (schlechtes Vakuum) aufrechterhalten werden muß, ist diese Entgasung nur mangelhaft.

Um einerseits die Vorteile des offenen Schmelzens unter Normaldruck — die Beheizung kann dabei mit billigen Heizmitteln erfolgen — und andererseits auch die Vorteile des Vakuumentgasens einer Metallschmelze, die aus einer Gießpfanne mit Bodenausguß laufend in Kokillen abgegossen werden kann, ausnutzen zu können, wird erfindungsgemäß eine neue Vorrichtung vorgeschlagen, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß über einer heb- und senkbaren Bühne eine eine obere Ansehlußöfmung zum Aufsetzen der Pfanne, eine untere Anschlußöffnung für das Anfügen einer Kokille und eine seitliche Anschlußöffnung für eine Vakuumpumpe aufweisende evakuierbare Kammer in solchem Abstand ange-

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ordnet sind, daß bei gesenkter Bühne die Kokille auf einem Wagen unter die Kokillenanschlußöffnung gefahren werden kann, während bei gehobener Bühne die Kokille an die Vakuumkammer angepreßt ist.

Vorzugsweise wird die Bühne hydraulisch heb- und senkbar ausgebildet und zwischen festmontierten Schienen für die Kokillenwagen so angeordnet, daß die Hubbewegung durch den Schienenzwischenraum hindurch stattfindet.

Wie die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise ausgestaltet werden kann, wird an Hand der schematischen Zeichnung erläutert. Darin bedeutet 1 die Gießpfanne, 2 deren Bodenausgußöffnung, 3 die mit den Anschlußöffnungen für die Gießpfanne, die Kokille sowie für eine Vakuumpumpe versehene evakuierbare Kammer und 4 die Gießform oder Kokille, wobei vor dem Abgießen die Kammer 3 und die Gießform 4 über die Leitung 5 evakuiert oder mit Schutzgas gefüllt werden können.

Die notwendige Hebevorrichtung für die Bühne 10 besteht im Ausführungsbeispiel aus zwei (oder vier) hydraulischen Hubzylindern 6 und 7, deren Hubstangen 8 und 9 an ihr angreifen und deren Teil 11 die Gießform 4 beim Hochheben der Bühne mitnimmt und somit die Dichtungsflächen zwischen Gießform 4 und Kammer 3 aneinanderpreßt. Es werden Metalldichtungen verwendet, die zum Schutz gegen Beschädigung vorteilhafterweise in Nuten der Dichtungsflächen versenkt sind. Weiter kann es zweckmäßig sein, die Dichtungsflächen mit zunderbeständigem Material, z. B. einem rostfreien Stahl, zu plattieren.

Zum schnellen serienweisen Gießen können, wie in der Zeichnung gezeigt, Gießwagen 12 mit einer abhebbaren Tragplatte 13 für die Gießformen benutzt werden. In diesem Falle wird die Gießform mitsamt der Platte durch die Bühne 10, 11 vom Wagen abgehoben. Natürlich könnte auch der ganze Gießwagen von der Bühne getragen und zum Zwecke des Anpressens der Gießform an die Kammer 3 gehoben bzw. gesenkt werden.

Die ganze beschriebene Vorrichtung ist über einer Gießgrube 16 aufgebaut. Die Pfanne 1 wird von einem Rahmengestell 17 getragen.

Die Erfindung ermöglicht die Verwendung normaler Kokillen, wie sie für offenes Abgießen seither verwendet wurden, mit ganz geringen Abänderungen; es besteht nicht die Notwendigkeit — wie dies bei der bisherigen Methode mit direkter Anflanschung der Gießformen an die Vakuumgießeinrichtung der Fall war — speziell mit Kühleinrichtungen versehene, gegenüber Beschädigung sehr empfindliche Flansche zu verwenden. Die zeitraubende Flanschbefestigung entfällt nach der Erfindung, und die Auswechslung der Gießformen kann in Bruchteilen einer Minute erfolgen. Zerstörung der Dichtungsmittel durch Überhitzung ist mit Sicherheit ausgeschlossen.

Es lassen sich nach der Erfindung auch die gießtechnisch manchmal sehr zweckmäßigen, geteilten Gießformen, deren einzelne Teile 14, 15 unter Verwendung geeigneter Dichtungen aneinandergefügt sind, verwenden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum Entgasen einer Metallschmelze, die aus einer Gießpfanne mit Bodenausguß laufend in Kokillen abgegossen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß über einer heb- und senkbaren Bühne eine eine obere Anschlußöffnung zum Aufsetzen der Pfanne, eine untere Anschlußöffnung für das Anfügen einer Kokille und eine seitliche Anschlußöffnung für eine Vakuumpumpe aufweisende evakuierbare Kammer in solchem Abstand angeordnet ist, daß bei gesenkter Bühne die Kokille auf einem Wagen unter die Kokillenanschlußöffnung gefahren werden kann, während bei gehobener Bühne die Kokille an die Vakuumkammer angepreßt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise hydraulisch heb- und senkbare Bühne (10, 11) zwischen festmontierten Schienen für die Kokülenwagen so angeordnet ist, daß die Hubbewegung durch den Schienenzwischenraum hindurch stattfindet.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1077 904; USA.-Patentschrift Nr. 1180 352.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen