DE1200481B

DE1200481B - Vorrichtung zum OEffnen und Schliessen der Ausflussoeffnung eines Behaelters fuer geschmolzene Metalle

Info

Publication number: DE1200481B
Application number: DEB60949A
Authority: DE
Inventors: Ernst Brederhoff; Dipl-Ing Joh Faltin
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1961-01-24
Filing date: 1961-01-24
Publication date: 1965-09-09
Also published as: CH395441A; GB962924A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B22d

Deutsche KL: 31c-27/02

Γ'-r. Bi. v

Nummer: 1200 481 K)'U <

Aktenzeichen: B 60949 VI a/31 c

Anmeldetag: 24. Januar 1961

Auslegetag: 9. September 1965

Zum Abgießen geschmolzener Metalle aus einer Gießpfanne, einem Schmelztiegel oder ähnlichem Behälter werden häufig am unteren Teil desselben verschließbare Öffnungen vorgesehen. Zum Schließen und öffnen der Ausflußöffnung sind verschiedene Maßnahmen in Anwendung.

So ist es bekannt, einen verschiebbaren Pfropfen, z. B. aus keramischem Material, vorzusehen, der mittels eines geeigneten Antriebes an- oder in die Ausflußöffnung gepreßt werden kann, so daß diese verschlossen ist. Solche Vorrichtungen haben den Nachteil, daß bei den in Frage kommenden Temperaturen bereits eine gewisse Oberflächenerweichung am Stopfen und am Stopfensitz zustande kommen kann, die ein Kleben des Stopfens bewirkt und beim Ziehen desselben zu einer Beschädigung der dichtenden Flächen führen kann. Solche Vorrichtungen sind daher einem starken Verschleiß unterworfen.

Es ist ferner bekannt, zum Verschließen der Aus- _ao gangsöffnung einen ausschmelzbaren Metallstopfen, vorzugsweise aus dem Metall des Schmelzbandes zu verwenden, der die Ausflußöffnung verschließt und für den Gießvorgang, z.B. durch daraufgegossenes überhitztes Metall oder durch eine besondere Heiz- _a5 vorrichtung, vorzugsweise Induktionsheizung, zum Schmelzen gebracht wird. Es ist auch bekannt, an der Ausgußöffnung des Behälters eine besondere Kühlvorrichtung vorzusehen, um das Schmelzgut bei Beendigung des Abstichs im Abflußstutzen zum Erstarren zu bringen. Es hat sich indessen als ein Nachteil erwiesen, den gesamten Querschnitt des Stopfens im Abflußstutzen aufheizen und ausschmelzen bzw. abkühlen zu müssen.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen der Ausflußöffnung eines Behälters für geschmolzene Metalle, bestehend aus einem der Ausflußöffnung zugeordneten Stopfen aus hochhitzebeständigem, vorzugsweise keramischem Werkstoff und einer um den Ausflußstutzen angeordneten induktiven Heiz- und Kühleinrichtung. Gemäß der Erfindung bildet der Stopfen in Schließstellung mit der Innenwand des Ausflußstutzens einen konischen oder zylindrischen schmalen Ringraum, der durch eingefrorenes Metall aus der Schmelze aus- _4S gefüllt ist.

Das öffnen und Schließen der Ausflußöffnung erfolgt bei der Vorrichtung nach der Erfindung gewissermaßen in zwei Abschnitten. Zum öffnen des Ausflusses wird zunächst das im Ringraum befindliehe Metall zum Schmelzen gebracht. Danach wird der Stopfen aus der Öffnung herausgezogen, so daß Vorrichtung zum Öffnen und Schließen der
Ausflußöffnung eines Behälters für
geschmolzene Metalle

Anmelder:

Brown, Boveri & Cie. Aktiengesellschaft,

Mannheim-Käfertal, Kallstadter Str. 1

Als Erfinder benannt:

Ernst Brederhoff, Schwelm;

Dipl.-Ing. Joh. Faltin, Dortmund-Aplerbeck

das Metall ausfließen kann. Zum Verschließen der Ausflußöffnung wird zunächst der Stopfen in die Öffnung eingeschoben und danach das im Ringraum befindliche Metall zum Erstarren gebracht. Da es sich hierbei nur um eine sehr kleine Metallmenge handelt, ist auch nur eine entsprechend kleine Wärmemenge ab- bzw. zuzuführen, um diese Metallmenge zum Erstarren bzw. zum Schmelzen zu bringen.

Für den erstgenannten Zweck kann zweckmäßig eine an sich bekannte Kühlvorrichtung dienen. Das Ausschmelzen kann durch eine beliebige Wärmequelle erfolgen. Besonders zweckmäßig ist es, hierzu eine Induktionsheizeinrichtung vorzusehen.

Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand der Zeichnung erläutert werden.

In F i g. 1 ist mit 1 ein Behälter für geschmolzenes Metall, der eine Gießpfanne oder auch ein Induktionsschmelzofen sein kann, bezeichnet. Am Boden des Behälters befindet sich eine Ausflußöffnung 3, an die sich ein rohrförmiger Fortsatz 2 anschließt. Ein Stopfen 4, z. B. aus keramischem Material, ist so angeordnet und geführt, daß er in die Ausflußöffnung mittels eines beliebigen, z. B. hydraulischen Antriebes eingeschoben werden kann und dann die Ausflußöffnung bis auf einen schmalen, ringförmigen Spalt 5 von z. B. einigen Millimetern Breite verschließt. Mit 6 ist eine Induktionsspule bezeichnet, die den rohrförmigen Fortsatz der Ausgußöffnung umschließt.

Da die im Ringraum befindliche Metallmenge nur gering ist und außerdem eine in sich kurzgeschlossene Windung darstellt, gelingt es leicht, sie durch die Einwirkung der Induktionsspule 6 zum Schmelzen zu bringen. Dabei kann die Induktionsspule im allgemeinen mit Wechselstrom der üblichen Netz-

509 660/376

frequenz gespeist werden, so daß kostspielige Vorrichtungen zur Erzeugung höherfrequenter Ströme, die zum Schmelzen eines massiven größeren Metallstopfens erforderlich wären, sich erübrigen.

Die Induktionsspule kann in an sich bekannter j Weise aus hohlen, kühlmitteldurchflossenen Leitern bestehen. Sie kann dann im stromlosen Zustand gleichzeitig auch als Kühlvorrichtung dienen, um das nach Einschieben des Stopfens 4 im Ringraum 5 befindliche flüssige Metall zum Erstarren zu bringen.

In F i g. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem der Stopfen 4 von außen in die Ausflußöffnung eingeführt wird, die aber im übrigen in gleicher Weise wirkt.

Zur Verstärkung der Kühlung des Metalls im Ringraum 5 kann nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung der Stopfen 4 — wie in F i g. 3 dargestellt ist — hohl ausgebildet und zur Durchleitung eines Kühlmittels, z. B. Preßluft, eingerichtet sein.

Beim Erstarren des Metalls im Ringraum 5 etwa verbleibende Risse oder Poren werden durch eindringendes flüssiges Metall ausgefüllt, so daß mit der Vorrichtung nach der Erfindung ein vollkommen dichter Verschluß der Ausflußöffnung erzielt werden kann. Die Vorrichtung kann daher auch beim Schmelzen oder Gießen von Metallen unter Vakuum verwendet werden.

Um bei Anwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei transportablen Pfannen oder Tiegeln ohne bewegliche Stromanschlüsse auszukommen, kann nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung, die gegebenenfalls auch als Kühlvorrichtung dienende Induktionsspule an einer feststehenden Tragkonstruktion für den Behälter angeordnet sein, in der Weise, daß beim Aufsetzen des Behälters der rohrförmige Fortsatz der Ausflußöffnung in die Induktionsspule eingeschoben wird.

Eine solche Anordnung kann noch dadurch vervollständigt werden, daß an dem rohrförmigen Fortsatz der Ausflußöffnung ein diesen umschließender _4<J längsgeschlitzter Ring aus gut leitendem Metall befestigt ist, der nach Einführung in die Induktionsspule als sogenannter Konzentrator wirkt. Dieser Ring kann auch hohl ausgebildet und für eine Innenkühlung eingerichtet sein.

Eine derartige Anordnung ist in Fig. 4 gezeigt. Darin ist mit 8 der am Fortsatz 2 der Ausflußöffnung befestigte Konzentrator bezeichnet, v/ährend im übrigen die gleichen Bezugszeichen verwendet sind, wie in den F i g. 1 bis 3.

Die Kühlung des Konzentrators kann auch als sogenannte Verdampfungskühlung eingerichtet sein, wobei in den Hohlraum des Konzentrators ein Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, in dosierten Mengen eingeleitet wird und darin verdampft. Handelt es sich darum, daß die Einrichtung an einem transportablen Behälter, z. B. an einer Gießpfanne(-tiegel) angebracht werden soll, so kann mit der Pfanne ein Wasserbehälter mitgeführt werden, der ohne Schwierigkeit so bemessen werden kann, daß sein Inhalt für die erforderliche Zeitspanne dieser Kühlung ausreicht.

35

45 Die Erfindung ist nicht an die dargestellten Ausführungsbeispiele gebunden, sondern kann in mancher Beziehung abgewandelt werden. Zum Beispiel können die Ausflußöffnung und der Stopfen 4 so ausgebildet sein, daß der Ringraum 5 nicht konisch, sondern zylindrisch ist.

Auch bei der Handhabung der Vorrichtung sind Abweichungen von dem Beschriebenen möglich. Zum Beispiel kann zum Verschließen der Ausflußöffnung bei noch leerem Behälter in die Öffnung ein der Form der Öffnung und des Stopfens angepaßter ringförmiger Metallteil eingesetzt werden. Die dabei verbleibenden Spalten werden dann später durch eindringendes und — gegebenenfalls unter Einwirkung der Kühlvorrichtung — erstarrendes Metall abgedichtet.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Öffnen und Schließen der Ausflußöffnung eines Behälters für geschmolzene Metalle, bestehend aus einem der Ausflußöffnung zugeordneten Stopfen aus hochhitzebeständigem, vorzugsweise keramischem Werkstoff und einer um den Ausflußstutzen angeordneten induktiven Heiz- und Kühleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (4) in Schließstellung mit der Innenwand des Ausflußstutzens (2) einen konischen oder zylindrischen schmalen Ringraum (S) bildet, der durch eingefrorenes Metall aus der Schmelze ausgefüllt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in an sich bekannter Weise auch als Kühlvorrichtung dienende Induktionsspule (6) als eine vom Behälter (1) zu trennende Baueinheit ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Ausflußöffnung einschiebbare Stopfen (4) hohl ausgebildet und so eingerichtet ist, daß er von einem Kühlmittel, vorzugsweise Preßluft, durchströmt werden werden kann.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen an dem Ausflußstutzen (2) befestigten und diesen umschließenden längsgeschlitzten Ring (8) aus elektrisch gut leitendem Metall.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der längsgeschlitzte Ring (8) mit einer Verdampfungskühlung ausgerüstet ist.

6. Anwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche beim Schmelzen und/oder Gießen von Metallen unter Vakuum.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 599 522, 652 273, 000;

deutsche Auslegeschrift Nr. 1041652; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1722 319; österreichische Patentschrift Nr. 207 053; schweizerische Patenschrift Nr. 350 424.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen