DE1208321B

DE1208321B - Verfahren zur Evakuierung von Entgasungsraeumen fuer schmelzfluessige Metalle

Info

Publication number: DE1208321B
Application number: DEL43135A
Authority: DE
Inventors: Dr Sc Nat Kurt Diels; Dipl-Ing Willy Roellinger
Original assignee: E Leybolds Nachfolger AG
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1962-10-06
Filing date: 1962-10-06
Publication date: 1966-01-05
Also published as: GB1038027A

Description

Verfahren zur Evakuierung von Entgasungsräumen für schmelzflüssige Metalle Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Evakuierung von Vakuumbehältern, in denen schmelzflüssige Metalle während eines Gießvorganges entgast werden, wobei zur Evakuierung an diese Vakuumbehälter eine aus wenigstens einer Gebläsepumpe und einer vorgeschalteten Drehkolben-, Drehschieber-, Kolben-, Mehrschieber-, Flüssigkeitsring- oder Schraubenverdichterpumpe gebildete Pumpenkombination angeschlossen ist.
Es ist bekannt, schmelzflüssige Metalle schon während des Schmelzprozesses einer Vakuumbehandlung zu unterziehen, um zu Erzeugnissen mit niedrigem Gehalt an Gasen zu gelangen. Mit Hilfe eines Vakuums wird die Aufnahme schädlicher Gase vom Schmelzbad von Anbeginn des Schmelzens verhindert. Die Vakuumschmelze ist jedoch aufwendig und kostspielig, da keine der üblichen Brennstoffe verwendet werden können, sondern elektrische Energie zur Beheizung des Vakuumofens erforderlich ist.
Neben diesen Verfahren ging man deshalb dazu über, eine Vakuumentgasung von schmelzflüssigem Metall erst während des Gusses vorzunehmen. Die Schwierigkeiten, die bei derartigen in vielfacher Form abgewandelten Verfahren und Vorrichtungen auftreten, sind darin zu sehen, daß während des Durchtretens des Gießstrahles durch den Entgasungsraum verhältnismäßig große Mengen heißer Gase anfallen, die beseitigt werden müssen. Hierfür sind Pumpen sehr großer Leistung erforderlich. Es sind Verfahren bekannt, beim Gießvorgang bis zur unteren Grenze der Temperatur zu gehen, welche gerade noch ein Gießen des Metalls zuläßt. Dadurch wurde erreicht, daß der Guß über eine längere Zeit andauert und die anfallenden Gasmengen befördert werden können. Die aus der Praxis gewonnenen Erkenntnisse bei der Stahlentgasung gipfelten in der Schwierigkeit der Beseitigung der in relativ großen Mengen anfallenden heißen Gase mit wirtschaftlich tragbaren Pumpaggregaten. Um die bei der Stahlentgasung auftretenden großen Gasmengen bewältigen zu können, ist wciterhin bekannt, mehrere Vakuumpumpvorrichtun,#en parallel zu schalten. Eine derartige Konstruktion ist jedoch sehr aufwendig und führt zu unvertretbaren Kosten.
Auch die Hintereinanderschaltung mehrerer in ihrer Leistung vorzugsweise unterschiedlicher Rootspumpen ist für die Absaugung großer Gasmengen vorgeschlagen worden. Durch diese Anordnung kann zwar die Saugleistung den jeweilig anfallender Gasmengen angepaßt werden, jedoch bleibt der technische Aufwand unvertretbar hoch, durch die Vielzahl der Pumpen wird außerdem die Schadensanfälligkeit wesentlich erhöht.
Der Erfindung lag die technische Aufgabestellung zugrunde, eine Pumpanordnung anzugeben, welche bei schnellem Guß und möglichst hoher Gießtemperatur in kurzer Zeit die Entgasung erlaubt. Das Kennzeichnende wird darin gesehen, daß die Evakuierung außerhalb des Gießvorganges im wesentlichen mit Hilfe der Vorpumpe erfolgt, welcher die Gebläsepumpe ausschließlich während des Gießvorganges mit voller Leistung zugeschaltet wird.
Es ist auch möglich, eine zusätzliche Steigerung der Pumpleistung im Moment des Gießvorganges dadurch zu erreichen, daß der Pumpsatz bei der Vorevakuierung mit geringer Drehzahl und während des Gusses mit einer höheren Drehzahl betrieben wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren bewährt sich insbesondere zur Tröpfchenentgasung von Stahl. Eine geeignete Anordnung zur Durchführung des Verfahrens besteht darin, daß z. B. eine Gebläsepumpe, gegebenenfalls auch zwei hintereinandergeschaltete Gebläsepumpen, an eine als Vorpumpe dienende Drehkolbenpumpe angeschlossen sind. Die Gebläsepumpe läuft während der Vorevakuierung im Leerlauf, angetrieben durch die Gasströmung, mit und wird erst während des Gießvorganges und des Gasanfalles mit voller Leistung zugeschaltet. Die Gebläsepumpe kann natürlich auch in der Phase der Vorevakuierung angetrieben werden und echt mitpumpen, allerdings mit so geringer Drehzahl, daß eine schädliche Erwärmung vermieden wird.
Wenn der Pumpsatz während des ganzen Entgasungsprozesses, d. h. während der Vorevakuierung und des Gießvorganges, mit voller Leistung gefahren wird, besteht die Gefahr, daß das Gebläse durch die Kompressionswärme überhitzt wird. Da bei niedrigen Drehzahlen eine geringere Gasmenge durchsetzt wird und sich ein kleinerer Differenzdruck aufbaut als bei höheren Drehzahlen, entsteht weniger Kompressionswärme, und es ergibt sich eine niedrigere Beharrungstemperatur. Die bei der höheren Drehzahl auftretende größere Kompressionswärme wird zunächst von den Eisenteilen gespeichert, und da das Gebläse nur kurzzeitig arbeitet, ist somit ein Betrieb ohne aufwendige Kühlvorrichtungen möglich, vor allem, wenn man die Kolben so konstruiert und aus einem solchen Material herstellt, daß sie eine große Wärmekapazität haben.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird es nun mit geringem Aufwand und hohem Wirkungsgrad möglich, die periodisch bei der Stahlentgasung anfallenden großen Gasmengen abzupumpen, ohne daß, wie bisher als unbedingt erforderlich angesehen, große Pumpenkapazität oder aufwendige Kühlvorrichtung bereitgestellt werden müssen. Durch die Erfindung ist der Entgasungsprozeß somit wesentlich wirtschaftlicher geworden.
In der Zeichnung ist eine Pumpenanordnung zur Durchführung des Evakuierungsvorganges schematisch dargestellt. Man erkennt eine Gießpfanne 2 mit einem flüssigen Metall s und einer Absperrvorrichtung 6. Unterhalb der Gießpfanne 2 ist ein Entgasungsraum 1 angeordnet, in welchem ein fallender Gießstrahl mit einer darunter befindlichen Kokille 3 erkennbar ist. An dem Entgasungsraum 1 ist über eine Leitung 9 eine Gebläsepumpe 7 und hieran eine Drehkolbenpumpe 8 angeschlossen. Bei Einschalten der Drehkolbenpumpe 8 läuft die Gebläsepumpe 7 durch den Gasstrom mit und wird erst während des Gießvorganges mit voller Leistung zugeschaltet.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Evakuierung von Vakuumbehältern, in denen schmelzflüssige Metalle während eines Gießvorganges entgast werden, wobei zur Evakuierung an diese Vakuumbehälter eine aus wenigstens einer Gebläsepumpe und einer vorgeschalteten Drehkolben-, Drehschieber-, Kolben-, Mehrschieber-, Flüssigkeitsring- oder Schraubenverdichterpumpe gebildete Pumpenkombination angeschlossen ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Evakuierung außerhalb des Gießvorganges im wesentlichen mit Hilfe der Vorpumpe erfolgt, welcher die Gebläsepumpe ausschließlich während des Gießvorganges mit voller Leistung zugeschaltet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpleistung der Vorpumpe während des Gießvorganges nach dem Zuschalten der Gebläsepumpe durch Drehzahlsteigerung zusätzlich erhöht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Zeitschrift »Gießerei«, 44. Jahrgang, H.18, 29. 8. 1957, S. 515, 516; Zeitschrift »Metallkunde«, Bd._ 47, 1956, H.
3, S.149 bis 159; Zeitschrift »Stahl und Eisen«, 1959, S. 279, 280.