DE1169616B

DE1169616B - Crucible combination

Info

Publication number: DE1169616B
Application number: DEA29805A
Authority: DE
Inventors: Eric Crisp Lewis
Original assignee: Alumasc Ltd
Current assignee: Alumasc Ltd
Priority date: 1957-07-05
Filing date: 1958-07-01
Publication date: 1964-05-06

Description

Schmelztiegelkombination Die Erfindung betrifft eine Schmelztiegelkombination, bestehend aus einem Graphittiegel und einem Eisentiegel, bei der der zur Aufnahme des flüssigen Metalls bestimmte Graphittiegel mittels einer Auflage im Eisentiegel abgestützt ist und zwischen den Mantelteilen der beiden Tiegel ein freier Zwischenraum besteht, der Eisentiegel mit einem dicht schließenden Deckel versehen ist und letzterer derart an eine Druckmittelzuleitung angeschlossen ist, daß mittels Gasdruck auf die Badoberfläche flüssiges Metall durch ein in das Schmelzbad tauchendes Rohr in eine auf dem Tiegeldeckel angeordnete Gießform zu fördern ist.Crucible combination The invention relates to a crucible combination, Consists of a graphite crucible and an iron crucible, where the for receiving the graphite crucible determined by the liquid metal by means of a support in the iron crucible is supported and a free space between the shell parts of the two crucibles consists, the iron crucible is provided with a tightly fitting lid and the latter is so connected to a pressure medium supply line that by means of gas pressure the bath surface is filled with liquid metal through a tube immersed in the weld bath a casting mold arranged on the crucible lid is to be conveyed.

Bei bekannten Schmelztiegelkombinationen dieser Art, die zum Schmelzen und Gießen von Metallen oder Metallegierungen verwendet werden, wählt man als Material für den inneren Tiegel ein bei den Schmelztemperaturen ausreichend widerstandsfähiges Material, wie Magnesia, Graphit, Kalk, Schamotte od. dgl. Der innere Tiegel ist durch einen mit einer Gaszuleitung . ausgestatteten Deckel verschlossen; über die Gaszuleitung kann ein Druck auf die Oberfläche des Metallbades ausgeübt werden, um einen Teil des flüssigen Metalls aus dem Tiegel in die Gießform zu drücken. Dadurch wird aber.der innere Tiegel zusätzlich zu dem Flüssigkeitsdruck des geschmolzenen Metalls noch mit dem Gasdruck belastet. Das hochfeuerfeste Material, aus dem dieser Tiegel besteht, vermag aber nur verhältnismäßig kleinen Beanspruchungen zu widerstehen.In known crucible combinations of this type that are used for melting and casting of metals or metal alloys are used as the material for the inner crucible one that is sufficiently resistant to the melting temperatures Material such as magnesia, graphite, lime, chamotte or the like. The inner crucible is by one with a gas supply line. equipped lid closed; about the Gas supply line, pressure can be exerted on the surface of the metal bath, to push some of the liquid metal from the crucible into the mold. Through this but is.der inner crucible in addition to the liquid pressure of the melted Metal still loaded with the gas pressure. The highly refractory material this Crucible exists, but can only withstand relatively small loads.

Dies gilt insbesondere für Schmelztiegel aus Graphit, wie sie in der Gießtechnik zum Schmelzen und Gießen von Aluminium oder Aluminiumlegierungen verwendet werden.This is especially true for graphite crucibles such as those in the Casting technology used for melting and casting aluminum or aluminum alloys will.

Um die mit der ungenügenden mechanischen Festigkeit eines Graphittiegels verbundenen Nachteile zu beseitigen, hat man bereits vorgeschlagen, einen eisernen Tiegel zu verwenden und diesen Tiegel an seiner Innenwandung mit einer widerstandsfähigen, hochtemperaturfesten Auskleidung zu versehen, die das geschmolzene Metall von dem eisernen Tiegel fernhält und eine Verunreinigung des Metalls bzw. einen Angriff des eisernen Tiegels verhindert. Derartige Auskleidungen sind jedoch in ihrer Brauchbarkeit beschränkt und erfordern eine verhältnismäßig kostspielige Wartung und Unterhaltung. Schließlich ist es auch nicht mehr neu, Tiegel zum Schmelzen von Salzen zwecks Bildung von Salzbädern - wie sie zur Wärmebehandlung von Metallen verwendet werden - aus einer gegen die Einwirkungen oxydierender Gase widerstandsfähigen Außenhülle und einem inneren Futter aufzubauen, das sich neutral gegenüber den geschmolzenen Salzen des Bades verhält. Das Futter wird aber nicht fest an der Innenwandung der Außenhülle angeordnet, sondern. als besonderer Tiegel ausgebildet, der sich aus der Außenhülle herausnehmen läßt und überdies durch einen Leerraum von der Außenhülle getrennt ist.About the insufficient mechanical strength of a graphite crucible To eliminate the associated disadvantages, it has already been proposed to use an iron To use crucible and this crucible on its inner wall with a resistant, high temperature resistant lining that removes the molten metal from the iron crucible and a contamination of the metal or an attack of the iron crucible. Such linings, however, are in their usefulness limited and require relatively expensive maintenance and upkeep. After all, it is no longer new, crucibles for melting salts for the purpose of formation from salt baths - as they are used for the heat treatment of metals an outer shell resistant to the effects of oxidizing gases and to build up an inner lining that is neutral to the molten salts of the bath. However, the lining does not become firmly attached to the inner wall of the outer shell arranged, rather. designed as a special crucible that emerges from the outer shell can be removed and, moreover, separated from the outer shell by an empty space is.

Bei diesen bekannten Tiegelkombinationen ist es ferner bekannt, den Oberteil des Futtereinsatzes gasdicht abzuschließen.In these known crucible combinations, it is also known to the Seal the upper part of the chuck insert in a gas-tight manner.

Auch bei diesen Tiegelkombinationen wird bei einem überdruck in dem Einsatz- oder Futtertiegel dieser mit unerwünschten zusätzlichen Spannungen beansprucht.Even with these crucible combinations, excess pressure in the Insert or feed pan stressed this with undesirable additional stresses.

Durch die Erfindung wird eine Schmelztiegelkombination geschaffen, bei der der innere das zu schmelzende und zu vergießende Metall aufnehmende Tiegel nicht mit zusätzlichen Drücken belastet wird, wenn das flüssige Metall durch einen Überdruck in die Gießform gedrückt wird.The invention creates a crucible combination, in which the inner crucible accommodating the metal to be melted and cast is not burdened with additional pressures when the liquid metal is through a Overpressure is pressed into the mold.

Die erfindungsgemäße Schmelztiegelkombination, bestehend aus einem Graphittiegel und einem Eisentiegel, bei der der zur Aufnahme des flüssigen Metalls bestimmte Graphittiegel mittels einer Auflage im Eisentiegel abgestützt ist und zwischen den Mantelteilen der beiden Tiegel ein freier Zwischenraum besteht, der Eisentiegel mit einem dicht schließenden Deckel versehen ist und letzterer derart an eine Druckmittelzuleitung angeschlossen ist, daß mittels Gasdruck auf die Badoberfläche flüssiges Metall durch ein in das Schmelzbad tauchendes Rohr in eine auf dem Tiegeldeckel angeordnete Gießform zu fördern ist, unterscheidet sich im wesentlichen dadurch von .den bekannten Kombinationen ähnlicher Art, daß zwischen dem Rand des Graphittiegels und dem Deckel des Eisentiegels ein freier Ringraum besteht, so daß bei Überdruck im Eisentiegel ein Druckausgleich bezüglich der Innen- und Außenwandung des Graphittiegels besteht.The crucible combination according to the invention, consisting of one Graphite crucible and an iron crucible in which the liquid metal is accommodated certain graphite crucible is supported by means of a support in the iron crucible and there is a free space between the shell parts of the two crucibles Iron crucible is provided with a tightly fitting lid and the latter in such a way is connected to a pressure medium supply that by means of gas pressure on the bath surface liquid metal through a pipe immersed in the weld pool into a on The casting mold arranged on the crucible lid is to be promoted differs essentially by .the known combinations of a similar type that between the edge of the Graphite crucible and the lid of the iron crucible is a free annular space, so that in the event of overpressure in the iron crucible, pressure equalization with regard to the inner and outer walls of the graphite crucible.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigt F i g. 1 den erfindungsgemäßen, mit einer elektrischen Induktionsheizung versehenen Schmelztiegel in einem axialen Teillängsschnitt, F i g. 2 einen gegenüber F i g. 1 abgewandelten Schmelztiegel in einem ähnlichen Teillängsschnitt. Der in F i g. 1 dargestellte Schmelztiegel besteht im wesentlichen aus einem aus Stahl oder Gußeisen hergestellten Tiegel 1, der auf einem Traggestell t gelagert ist. In den eisernen Tiegel 1 ist ein Graphittiegel 3 eingesetzt, der entlang seiner konischen Seitenwandung gegenüber dem Eisentiegel 1 einen Ringspalt 4 frei läßt.In the drawing, the invention is illustrated by way of example; it shows F i g. 1 according to the invention, with an electrical induction heater provided crucible in an axial partial longitudinal section, F i g. 2 one opposite F i g. 1 modified crucible in a similar partial longitudinal section. The in F i g. 1 shown crucible consists essentially of one made of steel or cast iron made crucible 1, which is mounted on a support frame t. In the iron crucible 1, a graphite crucible 3 is used, along its conical side wall opposite the iron crucible 1 leaves an annular gap 4 free.

Der Graphittiegel3 ist am Boden des Eisentiegels 1 auf eine in den Eisentiegel 1 eingefüllte und vorher etwa gerade deren Boden bedeckende Schicht von Graphitpulver 5 gebettet.The graphite crucible 3 is on the bottom of the iron crucible 1 in the Iron crucible 1 filled and previously just about just covering the bottom layer embedded in graphite powder 5.

Die beiden Tiegel können durch eine um den Eisentiegel 1 herum angeordnete elektrische Induktionsheizung 6 aufgeheizt werden und sind außerdem durch einen Deckel 7 abgedeckt, damit das geschmolzene Metall nach dem Niederdruckgießverfahren -mit verhältnismäßig geringem Druck - gegossen werden kann. Dazu ist der Deckel ? auf einem äußeren Flansch 9 des Eisentiegels 1 mittels eines Dichtringes 10 luftdicht aufgebracht.The two crucibles can be arranged around the iron crucible 1 by one electric induction heater 6 are heated and are also by a Cover 7 covered so that the molten metal after the Niederdruckgießverfahren - with relatively little pressure - can be poured. This is the lid ? on an outer flange 9 of the iron crucible 1 by means of a sealing ring 10 airtight upset.

Der Deckel 7 trägt an seiner Oberseite einen Formkasten 11, von einer mittleren Öffnung des Deckels 7 ragt ein Rohr 12 nach unten in den Graphittiegel 3 hinein, das bei gefülltem Tiegel zugleich in das flüssige Metall eintaucht.The lid 7 carries on its top a molding box 11, of one middle opening of the lid 7 protrudes a tube 12 down into the graphite crucible 3, which dips into the liquid metal when the crucible is filled.

Der Deckel 7 ist außerdem mit einem Anschluß 13 für Druckluft oder ein Druckgas versehen, welches nach innen über die Oberfläche des geschmolzenen Metalls gelangen kann und zur Förderung des Metalls durch das Rohr 12 nach oben in die Gießform 11 dient.The cover 7 is also with a connection 13 for compressed air or a pressurized gas is provided, which inwardly over the surface of the molten Metal can get and to promote the metal through the tube 12 upwards in the mold 11 is used.

Gerade für die Verwendung zum Niederdruckgießen ist es wesentlich, daß der zwischen den beiden Tiegeln 1 und 3 gebildete Ringspalt 4 an seinem oberen Ende mit dem Innenraum des Graphittiegels 3 in Verbindung steht. Auf diese Weise ergibt sich beiderseits des Graphittiegels 3 ein vollkommener Druckausgleich, der die Möglichkeit einer Verformung oder eines Bruches des Graphittiegels ausschließt, selbst wenn beim Gießen Drücke von etwa 0,7 bis 1,0 kg/cm2 erreicht werden sollten.For use in low-pressure casting in particular, it is essential that that the annular gap 4 formed between the two crucibles 1 and 3 at its upper one End with the interior of the graphite crucible 3 is in communication. In this way there is a complete pressure equalization on both sides of the graphite crucible 3, the eliminates the possibility of deformation or breakage of the graphite crucible, even if pressures of around 0.7 to 1.0 kg / cm2 should be achieved during casting.

Gemäß dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die zur Lagerung des Graphittiegels 3 im Eisentiegel 1 dienende Bettung aus einem flachen Graphitkörper 15. Eine solche Bettung ist vor allem bei Schmelztiegeln größerer Abmessungen zu bevorzugen.According to the in FIG. 2 is the embodiment shown for the storage of the graphite crucible 3 in the iron crucible 1 serving bedding made of a flat Graphite body 15. Such a bedding is larger, especially in the case of crucibles Preferable dimensions.

Die erfindungsgemäßen Schmelztiegel vereinigen in sich die Vorteile der bekannten Graphit- und Eisentiegel.The crucibles according to the invention combine the advantages the well-known graphite and iron crucibles.

Zur Bettung kann statt Graphitpulver oder eines Graphitkörpers auch Pulver oder ein entsprechender flacher Körper eines anderen feuerfesten Materials verwendet werden.Instead of graphite powder or a graphite body, the bedding can also be used Powder or a corresponding flat body of other refractory material be used.

Claims

Claim: Crucible combination, consisting of a graphite crucible and an iron crucible, in which the graphite crucible intended to hold the liquid metal is supported by means of a support in the iron crucible and there is a free space between the shell parts of the two crucibles, the iron crucible is provided with a tightly closing lid and the latter is connected to a pressure medium supply line in such a way that, by means of gas pressure on the bath surface, liquid metal is conveyed through a pipe dipping into the molten bath into a casting mold arranged on the crucible lid, characterized in that between the edge of the graphite crucible (3) and the lid (7) of the iron crucible (1) there is a free annular space, so that if there is overpressure in the iron crucible, there is pressure equalization with respect to the inner and outer walls of the graphite crucible. Considered publications: German Patent Nos. 689 130, 496 462, 484 386, 374 427, 358 440, 306 066, 272 303.