DE1211401B

DE1211401B - Process for melting aluminum or its alloys and for producing aluminum alloys

Info

Publication number: DE1211401B
Application number: DEV28035A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Guenter Kaestner
Original assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Current assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Priority date: 1965-03-11
Filing date: 1965-03-11
Publication date: 1966-02-24

Description

Verfahren zum Schmelzen von Aluminium oder dessen Legierungen tlnd zur Herstellung von Aluminiumlegierungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzen von Aluminium oder dessen Legierungen und zur Herstellung von Aluminiumlegierungen, wobei das Neue darin besteht, daß eine an sich bekannte elektromagnetische Induktionspumpe in Verbindung mit einem brennstoffbeheizten Flamm- oder Drehflammofen oder auch einem elektrisch beheizten Widerstandsofen zum Umwälzen der flüssigen Metalle verwendet wird.Process for melting aluminum or its alloys for the production of aluminum alloys The invention relates to a method for Melting of aluminum or its alloys and for the production of aluminum alloys, the novelty being that a known electromagnetic induction pump in connection with a fuel-heated flame or rotary flame furnace or also an electrically heated resistance furnace is used to circulate the liquid metals will.

Die Umwälzung der Metalle erfolgt hierbei über eine offene mit nichtleitenden! Material ausgekleidete Rinne, unterhalb derer der Induktor angeordnet ist. Beschrieben sind solche elektromagnetischen Pumpen in der Zeitschrift »Technische Rundschau« (Bern), 1g. 50 (1958), Nr. . S. 9 bis 11 und 13. Diese Pumpen werden bisher vielfach zur Förderung flüssiger Metalle verwendet.The circulation of the metals takes place via an open with non-conductive! Material lined channel, below which the inductor is arranged. Such electromagnetic pumps are described in the journal »Technische Rundschau« (Bern), 1g. 50 (1958), no. Pages 9 to 11 and 13. These pumps have so far been widely used to convey liquid metals.

Die Erfindung erstreckt sich nicht auf die konstruktive Ausbildung solcher Pumpen und auch nicht auf Maßnahmen, die allein der Förderung von Metallen dienen.The invention does not extend to the structural training such pumps and also not on measures that solely promote the extraction of metals to serve.

Kern des Erfindungsgedankens ist es vielmehr, solche Pumpen beim Schmelzen von Aluminium oder dessen Legierungen oder zur Herstellung von Legierungen des Aluminiums mit z. B. Kupfer, Silicium, Mangan, Titan, Blei usw., einzusetzen.Rather, the core of the inventive concept is to identify such pumps during melting of aluminum or its alloys or for the production of alloys of aluminum with z. B. copper, silicon, manganese, titanium, lead, etc. to use.

Durch die Erfindung lassen sich eine Reihe von unerwarteten Vorteilen erzielen.The invention offers a number of unexpected advantages achieve.

1. Unabhängig von dem verwendeten Ofen, sei dieser ein gas- oder ölbeheizter Flammofen, ein Kipp- oder Drehofen oder auch ein elektrisch, z. B. durch Widerstandsheizung beheizter Ofen, ist es erfindungsgemäß möglich, die Schmelzzeit erheblich zu verkürzen, da die Induktionspumpe die Umwälzung beträchtlicher Metallmengen, z. B. bis zu 400 t pro Stunde, ermöglicht und der Wärmeübergang durch das bewegte Medium bedeutend gesteigert wird. Dieser Erfolg erlaubt auch den Einsatz dünnwandiger Metallteile, z. B. Schrotte, da infolge der bedeutend verringerten Schmelzzeit die Abbrandverluste erheblich kleiner gehalten werden können.1. Regardless of the furnace used, be it gas or oil heated Flame furnace, a tilting or rotary furnace or an electric, z. B. by resistance heating heated furnace, according to the invention it is possible to shorten the melting time considerably, since the induction pump has to circulate considerable amounts of metal, e.g. B. up to 400 t per hour, and the heat transfer through the moving medium is significant is increased. This success also allows the use of thin-walled metal parts, z. B. scrap, as the burn-off losses due to the significantly reduced melting time can be kept considerably smaller.

2. Ferner ist es möglich, bei Anwendung der Erfindung eine erhebliche Verkürzung der Legierungszeit zu erzielen. Wie Versuche gezeigt haben, kann man z. B. etwa 500 kg Rohkupfer und 800 kg Rohsilicium innerhalb von etwa einer Stunde in etwa 14 t Aluminium gleichmäßig einlegieren, während bisher bei normaler Arbeitsweise, d. h. von Hand, dazu die etwa 3- bis 4fache Arbeitszeit und ferner ein erheblicher körperlicher Arbeitsaufwand erforderlich waren.2. It is also possible, when applying the invention, a significant To achieve shortening of the alloying time. As experiments have shown, you can z. B. about 500 kg of raw copper and 800 kg of raw silicon within about an hour Alloy evenly in about 14 t of aluminum, while so far with normal working methods, d. H. by hand, plus about 3 to 4 times the working time and also a considerable amount physical labor was required.

Gegenüber der bisher üblichen Methode des Einlegierens von irgendwelchen Legierungskomponenten, bei der die Schmelze z. B. mit Hilfe von handbetätigten eisernen Geräten in Bewegung gehalten wurde, läßt sich erfindungsgemäß eine Einsparung von 75 % und mehr an Legierungszeit erreichen, wodurch naturgemäß der Durchsatz dieser Ofen entsprechend gesteigert werden kann. Außerdem wird infolge der erfindungsgemäß nunmehr möglichen berührungslosen Legierungsmethode, d. h. durch den Fortfall von eisernen Geräten, eine Verunreinigung der Schmelze durch Eisen völlig vermieden.Compared to the previously common method of alloying any Alloy components in which the melt z. B. with the help of hand-operated iron Devices was kept in motion, according to the invention, a saving of Achieve 75% and more of alloying time, which naturally increases the throughput of these Furnace can be increased accordingly. In addition, as a result of the invention now possible non-contact alloying method, d. H. due to the elimination of iron devices, contamination of the melt by iron was completely avoided.

3. Wie die Versuche weiterhin gezeigt haben, ist es bei der erfindungsgemäßen Verwendung von Induktionspumpen möglich, den gesamten Ofeninhalt homogener zu halten. Es gelingt nämlich bei Verwendung der obenerwähnten Ofentypen, die Legierungskomponenten in der Schmelze gleichmäßiger zu verteilen und gleichzeitig Ausseigerungserscheinungen zu vermeiden, so daß in jedem Fall in derartigen Öfen eine homogenere Qualität als bisher erzielbar wird.3. As the experiments have also shown, it is with the invention Use of induction pumps possible to keep the entire furnace content more homogeneous. When using the above-mentioned furnace types, the alloy components succeed Distribute more evenly in the melt and at the same time show signs of segregation to avoid, so that in any case in such ovens a more homogeneous quality than is achievable so far.

4. Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäßen Arbeitsweise ist darin zu erblicken, daß vielfach die Notwendigkeit des Einsatzes von Vorlegierungen entfallen kann. Unabhängig davon, ob man das Zulegieren im Ofen selbst oder in der Rinne vornimmt, kann man nunmehr an Stelle von Vorlegierungen die zuzulegierenden Komponenten selbst als Rohmetall einsetzen und spart dadurch einen Arbeitsgang, nämlich die Herstellung der Vorlegierungen.4. Another advantage of the procedure of the invention is therein to see that there is often no need to use master alloys can. Regardless of whether the alloying is carried out in the furnace itself or in the channel, The components to be alloyed can now be used instead of master alloys use as raw metal and thus saves one operation, namely the production the master alloys.

5. Die Erfindung ermöglicht fernerhin die Verwendung von Legierungsmetallen in einer Form, wie sie bisher nur unter schwierigem technischem Aufwand oder unter großen Abbrandverlusten möglich war. Dies trifft z. B. zu hinsichtlich der Verwendung von Titanspänen und Magnesium, bei denen man bisher hohe Abbrandverluste in Kauf nehmen mußte.5. The invention also enables the use of alloy metals in a form that was previously only available with difficult technical effort or under large combustion losses was possible. This applies e.g. B. to regarding the use of titanium shavings and magnesium, which have so far resulted in high burn-off losses had to accept.

Ausführungsbeispiel Es sollen 15 t einer Aluminiumlegierung des Typs AlSiCu etwa folgender Zusammensetzung hergestellt werden: 4 % Kupfer, 6,1/o Silicium, 0,20 bis 0,25 % Titan, 0,3 bis 0,6% Mangan, Rest Aluminium mit den üblichen Verunreinigungen. Zur Verfügung steht ein 7 m langer ölbeheizter Drehflammofen mit einer seitlich angebauten Induktionspumpe. Diese besteht aus einer an den Ofenmantel angesetzten 4 m langen ausgemauerten offenen Rinne von 20 - 10 cm nutzbarem Querschnitt. Unterhalb der Rinne befindet sich längsseits des Ofens der 2,5 m lange Induktor, in dem das elektromagnetische Feld zur Bewegung des Metalls erzeugt wird. Im Ofen findet sich ein Aluminiummetallsumpf vor aus 7,5 t flüssigem Aluminium. Beim Anfahren wird der Ofen um etwa 15° gedreht, so daß die Rinne auf dem Induktor aufliegt und der Ofeninhalt der Pumpe zulaufen kann. Die Feldstärke kann mit einem Regeltransformator reguliert werden und ist über eine Binnenfläche von 250 - 20 cm wirksam, wobei das Metall einen Niveauunterschied von etwa 100 mm zu überwinden hat. Am Rande der Rinne fließt es durch ein Fallrohr wieder in den Sumpf zurück. Die fehlenden 7,5 t Aluminium werden nach Einschaltung der Pumpe satzweise dem Ofen zugesetzt und darin eingeschmolzen. Hierbei wird das flüssige Aluminium mittels der Pumpe bewegt. Die Einschmelzzeit ist erheblich kürzer als die bisher ohne Benutzung einer derartigen Induktionspumpe benötigte Zeit. Um die gewünschte Legierung zu erzeugen, gibt man dem flüssigen Aluminiumbad satzweise im Ofen 466 kg Kupfer und 850 kg Rohsilicium zu, während das Einlegieren des Titans .und- des. Mangans in Form von Titanspänen und Rohmangan in der Rinne geschieht. Verwendet werden 35 kg Titanspäne und 50 kg Rohmangan. Infolge der starken Umwälzung des geschmolzenen Metalls ist der Ofeninhalt innerhalb etwa einer Stunde fertig. Es wird ohne wesentliche Abbrandverluste eine Legierung der gewünschten Zusammensetzung erhalten, in der die Legierungskomponenten außerordentlich gleichmäßig verteilt sind.Embodiment 15 t of an aluminum alloy of the type AlSiCu can be produced with the following composition: 4% copper, 6.1 / o silicon, 0.20 to 0.25% titanium, 0.3 to 0.6% manganese, the remainder aluminum with the usual impurities. A 7 m long oil-heated rotary flame furnace with one on the side is available built-on induction pump. This consists of one attached to the furnace shell 4 m long, brick-lined open channel with a usable cross-section of 20-10 cm. Below alongside the furnace is the 2.5 m long inductor in which the electromagnetic field is generated to move the metal. In the oven is found an aluminum metal sump in front of 7.5 t of liquid aluminum. When starting, the Oven rotated by about 15 ° so that the channel rests on the inductor and the contents of the oven the pump can run. The field strength can be regulated with a regulating transformer and is effective over an internal area of 250 - 20 cm, whereby the metal has to overcome a level difference of about 100 mm. Flows at the edge of the gutter it back into the swamp through a downpipe. The missing 7.5 tons of aluminum are added to the furnace in batches after the pump has been switched on and melted in it. The liquid aluminum is moved by means of the pump. The meltdown time is considerably shorter than the one previously without the use of such an induction pump needed time. In order to produce the desired alloy, the liquid is added Aluminum bath in sets in the furnace adds 466 kg of copper and 850 kg of raw silicon, while the alloying of titanium and manganese in the form of titanium shavings and raw manganese happens in the gutter. 35 kg of titanium shavings and 50 kg of raw manganese are used. As a result the vigorous circulation of the molten metal, the furnace content is within about finished in an hour. It becomes an alloy of the desired composition obtained in which the alloy components extraordinarily are evenly distributed.

Claims

Claims: 1. A method for melting aluminum or its Alloys and for the manufacture of. Aluminum alloys, therefore g e k e n n -z E i c h n e t that a known electromagnetic induction pump in connection with a fuel-heated flame or rotary flame furnace or an electric one heated resistance furnace is used to circulate the liquid metals.

2. Process according to claim 1 for the production of aluminum alloys, characterized in that that larger amounts of the alloy metals in the furnace, whereas smaller amounts in the channel of the electromagnetic induction pump. Into consideration Printed publications: "Technische Rundschau" (Bern), Volume 50 (1958), No. 1, p. 9 to 11 and 13.