DE1253872B

DE1253872B - Device for the, in particular intermittent, casting of metal melts under vacuum

Info

Publication number: DE1253872B
Application number: DEJ28552A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing E H Otto Junker
Original assignee: E H OTTO JUNKER DR ING
Current assignee: E H OTTO JUNKER DR ING
Priority date: 1965-07-09
Filing date: 1965-07-09
Publication date: 1967-11-09

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

B22dB22d

Deutsche Kl.: 31 b2 - 27/16 German class: 31 b2 - 27/16

Nummer: 1 253 872Number: 1 253 872

Aktenzeichen: J 28552 VI a/31 b2File number: J 28552 VI a / 31 b2

Anmeldetag: 9. Juli 1965Filing date: July 9, 1965

Auslegetag: 9. November 1967Opened on: November 9, 1967

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für das, insbesondere absatzweise, Vergießen von Metallschmelzen unter Vakuum, welche aus einem vakuumfest abgeschlossenen, das schmelzflüssige Metall aufnehmenden Behälter mit einem an eine Boden-Öffnung des Behälters angeschlossenen Abgußkanal und einer weiteren, die Gießformen oder -pfannen aufnehmenden Vakuumkammer besteht.The invention relates to a device for the, in particular intermittent, pouring of metal melts under vacuum, which consists of a vacuum-tight sealed, the molten metal receiving container with a pouring channel connected to a bottom opening of the container and another vacuum chamber accommodating the molds or pans.

Bei Einrichtungen dieser Art macht es beträchtliche Schwierigkeiten, den das schmelzflüssige Metall aufnehmenden Behälter gegenüber den Gießformen oder -pfannen mit möglichst einfachen und leicht zu bedienenden Mitteln so abzuschließen, daß auf der einen Seite zwar ein zuverlässiger schmelzdichter Abschluß sichergestellt werden kann, auf der anderen Seite aber zugleich die Möglichkeit erhalten bleibt, den Gießstrahl jederzeit willkürlich, namentlich zum Zweck eines absatzweise nacheinander erfolgenden Abgießens in mehrere in der gleichen Vakuumkammer befindliche Gießformen oder -pfannen, unterbrechen zu können. Die sich aus diesen Forderungen ergebenden Schwierigkeiten sind besonders dann groß, wenn der das schmelzflüssige Metall aufnehmende Behälter selbst das Vakuumgefäß bildet und der Abgußkanal in diesem Fall unmittelbar vakuumdicht an die die Gießformen aufnehmende Vakuumkammer angeschlossen werden muß.In devices of this type, there is considerable difficulty in removing the molten metal receiving container compared to the casting molds or pans with the simplest and easiest possible to complete operating means so that on the one hand a reliable melt-proof Completion can be ensured, but on the other hand the possibility remains at the same time, the pouring stream at any time arbitrarily, namely for the purpose of intermittent one after the other Pouring into several casting molds or pans located in the same vacuum chamber, to be able to interrupt. The difficulties arising from these demands are particular large when the container holding the molten metal itself forms the vacuum vessel and the pouring channel in this case directly vacuum-tight to the one receiving the casting molds Vacuum chamber must be connected.

Bei Schmelz- und Gießanlagen ist es an sich bekannt, den Abgußkanal am unteren Ende durch Schieberplatten zu verschließen, die zum Abgießen der Schmelze um eine horizontale oder vertikale Achse beiseite geschwenkt werden. Abgesehen davon, daß sich derartige Schieberplatten als einziges Absperrmittel für die exakte. Regelung bzw. Unterbrechung des Gießstrahls nicht eignen, stößt ihre Anwendung vor allem bei denjenigen Einrichtungen auf nahezu unüberwindliche Schwierigkeiten, bei denen der Abgußkanal selbst die unmittelbare vakuumdichte Verbindung zwischen dem Schmelzgefäß und der die Gießformen aufnehmenden zweiten Vakuumkammer bildet.In melting and casting systems, it is known per se to pass through the pouring channel at the lower end Gate valves to close, which are used for pouring off the melt around a horizontal or vertical Axis can be swiveled aside. Apart from the fact that such slide plates are the only shut-off means for the exact. Regulation or interruption of the pouring stream is unsuitable, it encounters Applied especially to those institutions facing almost insurmountable difficulties which the pouring channel itself provides the direct vacuum-tight connection between the melting vessel and forming the second vacuum chamber receiving the molds.

Grundsätzlich die gleichen Nachteile weist eine andere bekannte Lösung auf, die dahin geht, die Mündung des Abgußkanals von unten her durch einen keramischen Stopfen zu verschließen, der mittels eines von außen bedienbaren Hebels gegen die Ausgußöffnung gedrückt wird und sich zum Vergießen aus seiner Verschlußstellung so schwenken läßt, daß er den Gießstrahl freigibt. Zur Regulierung und Unterbrechung des Gießstrahls soll hierbei zwar der von einer den Abgußkanal umgebenden Induktionsspule ausgehende Pincheffekt dienen; für eine Einrichtung für das, insbesondere absatzweise,
Vergießen von Metallschmelzen unter VakuumBasically the same disadvantages have another known solution, which is to close the mouth of the pouring channel from below by a ceramic stopper, which is pressed against the pouring opening by means of an externally operated lever and pivoting out of its closed position for pouring lets that he releases the pouring stream. The pinching effect emanating from an induction coil surrounding the pouring channel is intended to regulate and interrupt the pouring stream; for a facility for, in particular intermittently,
Pouring molten metal under vacuum

Anmelder:Applicant:

Dr.-Ing. e. h. Otto Junker,Dr.-Ing. e. H. Otto Junker,

Lammersdorf (Kr. Monschau)Lammersdorf (district of Monschau)

Als Erfinder benannt:
Dr.-Ing. e. h. Otto Junker,
Lammersdorf (Kr. Monschau)Named as inventor:
Dr.-Ing. eh Otto Junker,
Lammersdorf (district of Monschau)

genaue Abteilung bestimmter Schmelzmengen ist diese Methode jedoch nicht exakt genug, so daß sie sich lediglich dazu eignet, den Schmelztiegel überhaupt auf dem Wege der Entnahme von Teilmengen zu entleeren.However, this method is not precise enough for precise division of certain melt quantities is only suitable for opening the crucible at all by means of the removal of partial quantities to drain.

Für den zuverlässigen schmelzdichten Abschluß des Schmelzbehälters eignet sich besonders ein anderes bekanntes Verfahren, das darauf beruht, den Abgußkanal durch einen »eingefrorenen« Metallpfropfen auf demselben Metall wie das Schmelzgut zu verschließen. Da sich dieser Metallpfropfen leicht von außen durch eine den Abgußkanal umgebende Induktionsspule einschmelzen läßt, um den Gießstrahl freizugeben, wäre dieses Verfahren vor allem für solche Einrichtungen geeignet, bei denen der Abgußkanal unmittelbar vakuumdicht an die die Gießformen aufnehmende' Vakuumkammer angeschlossen ist. Der einmal eingeschmolzene Metallpfropfen bietet aber keine Möglichkeit mehr, den hierbei austretenden Gießstrahl willkürlich zu unterbrechen, so daß er allenfalls in Verbindung mit weiteren Absperrmitteln Anwendung finden könnte, die an seiner Statt die Regulierung bzw. Unterbrechung des Gießstrahls übernehmen.Another is particularly suitable for the reliable melt-tight closure of the melting container Well-known method that is based on the casting channel through a "frozen" metal plug to close on the same metal as the melting material. Because this metal plug easily melted from the outside through an induction coil surrounding the pouring channel, around the pouring stream release, this procedure would be particularly suitable for those institutions where the The pouring channel is directly connected in a vacuum-tight manner to the vacuum chamber that receives the casting molds is. However, once the metal plug has been melted down, there is no longer any possibility of the here to arbitrarily interrupt emerging pouring stream, so that it is possibly in connection with further Shut-off means could be applied, which in its place of regulation or interruption of the pouring stream.

Es ist zwar bereits bekannt, »eingefrorene« Metallpfropfen in Kombination mit die untere Mündung des Abgußkanals abdeckenden Schieber- oder Schwenkplatten anzuwenden; diese dienen jedoch in erster Linie nur dem Zweck, die Bildung der Metallpfropfen durch »Einfrieren« mittels einer Kühlvorrichtung zu erleichtern und nach dem Herausschmelzen des Pfropfens den Gießstrahl überhaupt unterbrechen zu können, während sie sich zum exakten Abtrennen genau vorbestimmter Teilmengen aus den bereits dargelegten Gründen nicht eignen.Although it is already known to use "frozen" metal plugs in combination with the lower mouth of the To use slide or swivel plates covering the pouring channel; however, these serve primarily Line only with the purpose, the formation of the metal plug by "freezing" by means of a cooling device to facilitate and to interrupt the pouring stream at all after the plug has melted out can, while they are used for the exact separation of exactly predetermined subsets from those already set out Not suitable for reasons.

Um den Gießstrahl regulieren und jederzeit willkürlich unterbrechen zu können, ist es bereits bekannt, in das Schmelzbad eintauchende Stopfen-In order to regulate the pouring stream and to be able to arbitrarily interrupt it at any time, it is already known plug dipping into the weld pool

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stangen zu verwenden, deren vorderes Ende zu- des Schmelzbehälters mit der Vakuumkammer durch sammen mit der Bodenöffnung ein durch Axialver- den Abgußkanal aus Gründen der Vakuumdichtheit stellung der Stopfenstange regelbares Absperrventil ausschließt, ihn allein oder in Verbindung mit einem bildet. Es hat sich jedoch gezeigt, daß solche ständig »eingefrorenen« Metallpfropfen durch ein verstellvon dem schmelzflüssigen Metall umgebene Stopfen- 5 bares, insbesondere schwenkbares, Abschlußglied zu stangen, auch wenn sie mit einer feuerfesten Umklei- verschließen. Zur Lösung dieser Aufgabe geht die dung versehen sind, leicht Verformungen unterliegen Erfindung von der zuletzt behandelten bekannten und daher namentlich bei hochschmelzenden Metal- Bauart aus, bei welcher der Abgußkanal mit einem len kein hinreichend zuverlässiges Absperrmittel zum Zweck des Abgießens entfernbaren Absperrmehr bilden. Außerdem können die feuerfesten Um- 10 mittel versehen und der obere Behälter zusätzlich kleidungen insbesondere während der Einschmelz- eine nur zum Zweck des Abgießens in das Schmelzphase abbröckeln, wodurch nicht nur die zuvor be- bad eintauchende und in diesem Bereich mit einer schriebene Erscheinung begünstigt, sondern eine feuerfesten Umkleidung versehene Stopfenstange auf-Reihe weiterer, unter Umständen erheblicher Nach- weist, deren vorderes Ende zusammen mit der Bodenteile hervorgerufen wird. i₅ öffnung den regelbaren Abschluß während des Ab-To use rods whose front end to the melting container with the vacuum chamber through together with the bottom opening a through axial connection of the pouring channel for reasons of vacuum tightness position of the stopper rod excludes, forms it alone or in conjunction with one. It has been shown, however, that such permanently "frozen" metal plugs can be roded by an adjustable stopper, in particular pivotable, surrounded by the molten metal, even if they are closed with a fire-proof casing. To solve this problem, the manure is provided, easily deformations are subject to the invention of the last treated known and therefore particularly in the case of high-melting metal construction, in which the pouring channel with a len does not form a sufficiently reliable shut-off means for the purpose of pouring removable shut-off. In addition, the refractory envelopes can be provided and the upper container can also crumble, especially during the melting process, only for the purpose of pouring into the melting phase, which not only favors the previously immersed and in this area with a written appearance, Instead, a stopper rod provided with a refractory cladding on a row of further, possibly considerable evidence, the front end of which is produced together with the base parts. i ₅ opening the adjustable closure during the closing

Es ist zwar möglich und in vielen Fällen auch gießens bildet und kennzeichnet sich dieser gegenüblich, die Stopfenstangen hohl auszubilden, um sie über dadurch, daß das dem Abgußkanal zugeordnete von innen her kühlen zu können; auf diese Weise Absperrmittel aus einem in die Bodenöffnung einwird jedoch nur ein Teil der vorbeschriebenen Nach- gesetzten Düsenkörper mit einer deren Ausflußteile behoben, während andere neu hinzutreten, nicht ₂₀ öffnung sperrenden dünnen Sprengscheibe besteht zuletzt der des zu großen baulichen Aufwandes. und die Stopfenstange an ihrem vorderen, mit demAlthough it is possible and in many cases also forms casting and this is characterized by the customary design of the stopper rods to be hollow in order to be able to cool them from the inside by means of that which is assigned to the pouring channel; in this way shut-off of a in the bottom opening, however, only part of the above disadvantages einwird set nozzle body with their Ausflußteile resolved, while others draw near new, not ₂₀ opening blocking thin burst disk is the last of the building to great expense. and the stopper rod at its front, with the

Wegen der aufgezeigten Schwierigkeiten ist man Einlaufbereich der Düse im Sinn eines regelbarenBecause of the difficulties identified, the inlet area of the nozzle is regulated in the sense of a controllable one

in der Praxis dazu übergegangen, mehrere der vor- Abgußventils zusammenwirkenden Stirnende einenin practice switched to several of the front end co-operating with the discharge valve

beschriebenen Mittel miteinander zu kombinieren. axial vorspringenden Ansatz für das Durchstoßento combine the means described. axially protruding approach for piercing

Eine speziell für Vakuumschmelz- und -vergieß- 25 der Sprengscheibe aufweist. Die Verwendung einer anlagen bekanntgewordene Kombination besteht in Sprengscheibe als Absperrmittel für den Abgußkanal der gleichzeitigen Anwendung von drei Mitteln, hat gegenüber den bekannten Vorschlägen den erhebnämlich darin, den Abgußkanal durch einen »ein- liehen Vorteil nicht nur eines denkbar geringen gefrorenen« Metallpfropfen und an der unteren konstruktiven Aufwandes für den zuverlässigen AbMündung zusätzlich durch eine schwenkbare Schie- ₃₀ schluß des Schmelzbehälters, zumal sie es gestattet, berplatte oder durch einen gleichfalls schwenkbaren _mit nur einem einzigen Absperrmittel auszukommen, gekühlten Stopfen zu verschließen und ferner eine sondern auch den beträchtlichen betriebstechnischen Stopfenstange vorzusehen, die während des Schmel- Vorzug, durch die Bedienung der Stopfenstange zu zens bis kurz vor dem Abgießen in das Schmelzbad Beginn des Abgusses leicht von innen entfernt wergehalten und erst beim Abgießen in das Schmelzbad ₃₅ den zu können. Sie eignet sich daher insbesondere eingetaucht wird, um in Verbindung mit der Boden- für solche Fälle, in denen der Abgußkanal selbst die öffnung der Regelung der Gießstrahlstärke zu dienen. unmittelbare vakuumdichte Verbindung zwischen Das eigentliche Abstellen des Gießstrahls erfolgt dem Schmelzgefäß und der Vakuumkammer bildet hierbei nicht durch die Stopfenstange, sondern durch und aus diesem Grund mit Rücksicht auf das Erfordas an der Mündung des Abgußkanals vorgesehene ₄₀ dernis der Vakuumdichtheit nur schwer von außen zweite Absperrmittel. Sobald dies in Verschluß- zugänglich gemacht werden kann. Schließlich ist auch stellung gebracht ist, wird der Abgußkanal durch der Kostenaufwand für die Sprengscheibe denkbar eine Kühlvorrichtung gekühlt, um auf diese Weise gering. Zwar ist es natürlich notwendig, die Sprengden Metallpfropfen zu bilden, der den eigentlichen scheibe bzw. den ihrer Lagerung dienenden Düsenschmelzdichtenden Abschluß darstellt. Um den Me- ₄₅ körper jedesmal vor Beginn einer neuen Charge zu tallpfropfen vor dem Abgießen einschmelzen zu kön- erneuern; die damit verbundenen Kosten sind jedoch nen, ist auch hierbei natürlich eine zusätzliche, den gering, während sich dies arbeitstechnisch leicht da-Abgußkanal umgebende Induktionsspule notwendig. durch bewerkstelligen läßt, daß der entgegen derHas a specially designed for vacuum melting and potting 25 of the washer. The use of a system that has become known consists of a washer as a shut-off device for the pouring channel, the simultaneous use of three agents, and compared to the known proposals, the main feature is that the pouring channel has an "inherent advantage not just of a very small frozen" metal plug and of the lower constructional expenditure for the reliable AbMündung additionally by a pivotable rail ₃₀ end of the melting vessel, particularly as it allows berplatte or by a likewise pivotable _m only a single shut-off means it get on to close cooled plug and further a but also the considerable operational stopper rod to provide that during the Schmel preference, by operating the stopper rod to zens until shortly before the pouring into the molten bath beginning of the pouring, werhalten slightly from the inside and only when pouring into the molten bath ₃₅ to be able to. It is therefore particularly suitable for being immersed in order to be used in conjunction with the floor for those cases in which the pouring channel itself is the opening for regulating the pouring jet strength. direct vacuum-tight connection between the actual stopping of the pouring stream occurs the melting vessel and the vacuum chamber in this case does not form through the stopper rod, but by and for this reason, with regard to the Erfordas at the mouth of Abgußkanals provided ₄₀ obstacle the vacuum tightness is difficult from outside second obturator. As soon as this can be made accessible in a lock. Finally, the position is also brought, the pouring channel is cooled by the cost of the washer conceivably a cooling device, in order to be low in this way. It is of course necessary to form the blasting metal plug, which constitutes the actual disk or the nozzle seal serving to support it. ₄₅ body to tallpfropfen the metal every time before the start of a new batch before pouring melted renew kön-; However, the associated costs are NEN, here too, of course, an additional, the low, while this is technically easy because the casting channel surrounding induction coil necessary. through lets accomplish that the contrary to the

Dieses Verfahren mag zwar die an solche Anlagen Ausflußrichtung konisch verjüngte Düsenkörper im zu stellenden Anforderungen mit Bezug auf die Zu- 50 Bereich der Bodenöffnung durch ein von unten in verlässigkeit und Sicherheit des Betriebsablaufs zu den Abgußkanal eingeführtes und in dieser Stellung befriedigen, ist aber für die Praxis zu umständlich festlegbares Rohrstück, insbesondere aus kerami- und mit einem zu großen technischen Aufwand ver- schem Werkstoff, festgehalten wird. Auf diese Weise bunden. Außerdem scheidet es mit Rücksicht auf die läßt sich der Düsenkörper nach Entleerung des an der unteren Mündung des Abgußkanals benötigten 55 Tiegels ohne weiteres von unten her durch den schwenkbaren Schieberplatten oder schwenkbaren Abgußkanal hindurch auswechseln.
Abschlußstopfen für die Anwendung bei solchen Da der innen konische Einlaufbereich des Düsen-Vakuumschmelz- und vergießanlagen aus, bei denen körpers zugleich die Sitzfläche für das mit ihm im der Schmelzbehälter selbst das Vakuumgefäß bildet Sinn eines regelbaren Abgußventils zusammenwir- und der Abgußkanal folglich unmittelbar vakuum- 60 kende und hierbei als Abschlußglied dienende Stirndicht an die von dem Schmelzgefäß getrennte ende der Stopfenstange bildet, hat die jedesmalige Vakuumkammer angeschlossen sein muß, die die Erneuerung des Düsenkörpers vor Beginn einer Gießformen oder -pfannen aufnimmt. neuen Charge den weiteren Vorzug, daß auf dieseAlthough this method may satisfy the nozzle body, which is conically tapered in the outflow direction in such systems, in the requirements to be made with regard to the area of the bottom opening by an inserted from below in the pouring channel in reliability and safety of the operating sequence and in this position, it is however for the In practice, pipe section that is too cumbersome to fix, in particular made of ceramic and with too great a technical outlay, is held in place. Bound in this way. In addition, it separates with regard to the fact that the nozzle body can easily be exchanged from below through the pivotable slide plates or pivotable pouring channel after the crucible required at the lower mouth of the pouring channel has been emptied.
End plug for use in such As the inside conical inlet area of the nozzle vacuum melting and casting systems, in which the body at the same time forms the seat for which with it in the melting container itself forms the vacuum vessel sense of a controllable pouring valve and the pouring channel consequently directly vacuum- The end of the stopper rod, which is separate from the melting vessel, has to be connected to the end of the stopper rod, which takes up the renewal of the nozzle body before the start of a casting mold or ladle. new batch the further advantage that on this

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Weise eher eine einwandfreie Regelung des Gießvorstehend aufgezeigten Probleme in wesentlich ein- 65 Strahls gewährleistet werden kann als in den Fällen, facherer und dennoch wirksamer Weise, insbesondere in denen die Bodenöffnung unmittelbar mit dem für den vorerwähnten Anwendungsfall, zu lösen, bei meist nur kegelstumpfartig ausgebildeten Ende der dem es die unmittelbare vakuumdichte Verbindung Stopfenstange zusamenwirkt und hierbei trotz mög-The invention has set itself the task of providing a more proper control of the casting projected The problems identified can be guaranteed to a greater extent than in the cases more professional yet effective way, especially where the bottom opening is directly connected to the for the aforementioned application to solve, with mostly only a truncated cone-shaped end of the which the direct vacuum-tight connection of the stopper rod interacts and, despite possible

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licher Beschädigungen über mehrere Chargen hinweg F i g. 3 den gleichen Ausschnitt mit Bezug aufLicher damage over several batches F i g. 3 shows the same excerpt with reference to FIG

unerneuert bleibt. eine abweichende Ausbildung des Abgußkanals.remains unrenewed. a different design of the pouring channel.

Es hat sich jedenfalls gezeigt, daß es mit den Gemäß F i g. 1 ist der das schmelzflüssige MetallIn any case, it has been shown that according to FIG. 1 is the molten metal

erfindungsgemäßen Mitteln nicht nur möglich ist, aufnehmende Behälter 1 als kernloser Netzfrequenz-means according to the invention is not only possible, receiving container 1 as a coreless network frequency

einen zuverlässigen Abschluß des Abgußkanals bzw. 5 Induktionstiegelofen ausgebildet, dessen Besonder-a reliable closure of the pouring channel or 5 induction crucible furnace, whose special

des Schmelzbehälters sicherzustellen, sondern zu- heit darin besteht, daß der gestampfte Schmelztiegel 2of the melting container, but rather consists in that the tamped crucible 2

gleich zu gewährleisten, daß die Stopfenstange nach noch innerhalb der Induktionsspule 3 von einemequal to ensure that the stopper rod is still within the induction coil 3 of a

dem Ausbrechen der Sprengscheibe mit dem Düsen- gasdichten Kunststoffmantel 4 umschlossen ist undthe breaking out of the washer is enclosed with the nozzle gas-tight plastic jacket 4 and

körper einwandfrei im Sinn eines feinstufig einstell- auf diese Weise selbst das Vakuumgefäß bildet. Derbody flawlessly in the sense of a finely adjustable setting - in this way the vacuum vessel itself forms. Of the

baren Regelventils zusammenarbeitet, das es gestattet, io Anschluß der Vakuumleitung, die außerhalb descooperable control valve, which allows io connection of the vacuum line that is outside the

den Gießstrahl präzise so zu regulieren und zu unter- Schmelzraums im Bereich der vakuumdicht schlie-to regulate the pouring stream precisely and to close the melting space in the area of the vacuum-tight

brechen, wie es das Vergießen in Formen erfordert. ßenden Deckelhaube 5 unterhalb der Gießschnauzebreak as required by molding in molds. ßenden cover hood 5 below the pouring spout

Bei hochschmelzenden Metallen, wie Stahl od. dgl., la mündet, ist in der Zeichnung nicht dargestellt,
kann die Sprengscheibe einen homogenen Bestand- Der Schmelzofen befindet sich in einem Kippteil des Düsenkörpers bilden, der in diesem Fall 15 gestell 6, daß in Richtung der Gießschnauze la um zweckmäßig aus keramischem Material besteht. Bei die Achse 7 schwenkbar in einem Traggestell 8 geniedrigschmelzenden Metallen, wie Aluminium, lagert ist. Mit 6 a sind über den Umfang des Ofens Kupfer od. dgl., kann es sich dagegen empfehlen, die gleichmäßig verteilt angeordnete Ankersäulen be-Sprengscheibe als von dem Düsenkörper getrennten zeichnet, die den Ofenober- und -unterteil in axialer Teil auszubilden und in den Düsenkörper schmelz- 20 Richtung zusammenhalten. An den Ankersäulen 6 a dicht einzukitten. In diesem Fall sowie bei allen sind zugleich rückseitig die die Spule 3 umgebenden gegenüber Kohlenstoff indifferenten Metallschmelzen Jocheisen 9 aus lameliiertem Eisenblech abgestützt, besteht sowohl die Umkleidung der Stopfenstange die zur Rückführung des Magnetfeldes dienen und als auch der Düsenkörper mit der diesem zugeord- zugleich die Spule axial zusammenhalten. Der den neten Sprengscheibe vorteilhaft aus Graphit. 25 Tiegel umkleidende Kunststoffmantel 4 ist innen-In refractory metals, such as steel or the like, la opens, is not shown in the drawing,
the washer can form a homogeneous stock The melting furnace is located in a tilting part of the nozzle body, which in this case 15 frame 6 that in the direction of the pouring spout la to suitably consists of ceramic material. When the axis 7 is pivotable in a support frame 8 low-melting metals, such as aluminum, is stored. With 6 a are over the circumference of the furnace copper or Hold the nozzle body together in the 20 direction. To be cemented tightly to the anchor pillars 6 a. In this case, as in all of them, the metal melts surrounding the coil 3, which are indifferent to carbon, are supported on the back at the same time, made of laminated iron sheet, the casing of the stopper rod, which is used to return the magnetic field, and the nozzle body with which the coil is assigned at the same time hold together axially. The den neten washer advantageously made of graphite. 25 plastic jacket surrounding the crucible 4 is inside

Wenn die die Gießformen bzw. -pfannen aufneh- seitig, insbesondere im Axialbereich der Spule 3,If the casting molds or pans on the receiving side, in particular in the axial area of the coil 3,

mende Vakuumkammer nicht an den Abgußkanal durch Kühlrohre 10 gekühlt, die von einem strö-Mende vacuum chamber is not cooled to the pouring channel by cooling tubes 10, which flow from a

angeschlossen ist, ist es weiterhin zweckmäßig, die- menden Kühlmedium, insbesondere Luft, durch-is connected, it is also advisable to pass through this cooling medium, in particular air.

sen an seiner Austrittsmündung zusätzlich zu der strömt sind. Mit 11 ist die aus Profileisen bestehendesen at its outlet mouth in addition to the flows. With 11 is the existing of profile iron

Sprengscheibe durch eine Scheibe aus niedrigschmel- 30 Bodenkonstruktion bezeichnet, auf der der Ofen ruht,Detonation disk denoted by a disk made of a low-melting base 30 construction on which the furnace rests,

zendem Metall, insbesondere Aluminium, vakuum- An ihr sind auch die Ankersäulen 6 α befestigt, dieZenden metal, in particular aluminum, vacuum to it, the anchor columns 6 α are attached, the

dicht abzuschließen, da die Sprengscheibe, nament- den Ofenoberteil tragen.to close tightly, as the washer disks bear the name of the upper part of the furnace.

lieh bei Verwendung von keramischem Material, Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist der Tiegel 2 amborrowed when using ceramic material, As from FIG. 1 can be seen, the crucible 2 is on

nicht hinreichend gasdicht ist. oberen Ende durch einen gewölbten Zwischendeckelis not sufficiently gas-tight. upper end through a curved intermediate cover

Um bei hochlegierten oder diffizilen Metall- 35 12 abgedeckt, der aus feuerfesten Steinen besteht,In order to cover high-alloy or difficult metal 35 12, which consists of refractory bricks,

schmelzen eine Verunreinigung durch Schlacken- die umfangsseitig von einem Metallrahmen ein-melt a contamination by slag - the circumferential side of a metal frame

bestandteile sowie insbesondere durch die ausge- gefaßt sind. Mit 13 ist eine im Zwischendeckel vor-components and in particular through which are encompassed. At 13 there is a pre-

brochenen Teile der Sprengscheibe zu verhindern, gesehene Öffnung bezeichnet, durch welche dasTo prevent broken parts of the washer, the opening through which the

kann es sich weiterhin empfehlen, in den Abguß- Schmelzbad von oben her beobachtet oder mit klein-it may also be advisable to observe the casting melt pool from above or to use small

kanal einen Fangraum einzuschalten, der sicherstellt, 40 stückigem Material beschickt werden kann. Einechannel to switch on a trap that ensures 40 lump material can be charged. One

daß diese Verunreinigungen nicht in die Gießfor- zweite Öffnung 14 dient dem Durchtritt der Stopfen-that these impurities do not enter the casting mold- second opening 14 is used for the passage of the stopper

men oder -pfannen gelangen. stange 15, die nachfolgend noch näher beschriebenmen or pans. rod 15, which will be described in more detail below

Bei Anwendung der Erfindung auf solche, insbe- wird.When applying the invention to such, in particular.

sondere netzfrequenzbetriebenen, kernlosen Induk- Der feuerfeste Deckel 12 ist von der äußeren,Special line frequency-operated, coreless induction The fire-resistant cover 12 is from the outer,

tionstiegelöfen, bei welchen der Tiegel selbst das 45 diesen glockenartig mit Abstand übergreifendenFunctional crucible furnaces in which the crucible itself overlaps it like a bell at a distance

Vakuumgefäß bildet und zu diesem Zweck innerhalb Deckelhaube 5 umgeben, die aus Stahlblech bestehtForms vacuum vessel and for this purpose surrounded within cover hood 5, which consists of sheet steel

der Spule durch einen gasdichten Mantel umschlos- und innenseitig mit einer feuerfesten Wärmeisolationthe coil is enclosed by a gas-tight jacket and has a fire-proof thermal insulation on the inside

sen ist, wird die die obere Tiegelöffnung vakuum- versehen ist. Die Deckelhaube 5 ist mittels einerthe upper crucible opening is vacuum-sealed. The cover hood 5 is by means of a

dicht abschließende Deckelhaube zwecks Unterbrin- Dichtnut 5 α auf einer keilschneidenförmigen Dicht-tightly closing cover hood for the purpose of accommodating sealing groove 5 α on a wedge-shaped sealing

gung der aus dem Schmelzbad herausgezogenen 50 leiste des Tragkranzes 5 b vakuumdicht abgestützt.supply of the pulled out of the molten bath 50 strip of the support ring 5 b supported in a vacuum-tight manner.

Stopfenstange vorteilhaft mit einem angeschlosse- Die Deckelhaube 5 ist mit Bezug auf die TiegelachseStopper rod is advantageous with a connected- The cover hood 5 is with respect to the crucible axis

nen, gleichfalls vakuumdichten Rohraufsatz ver- und den feuerfesten Zwischendeckel 12 exzentrischNEN, likewise vacuum-tight tube attachment and the refractory intermediate cover 12 eccentrically

sehen, in den die Stopfenstange während des gelagert, so daß sie die Gießschnauze 2 α mit umfaßt.see in which the stopper rod is stored during the so that it includes the pouring spout 2 α with.

Schmelzbetriebes mittels Zahntrieb ganz oder im Auf der Deckelhaube 5 befindet sich ein an dieseMelting operation by means of a gear drive completely or in On the cover hood 5 is a to this

wesentlichen ganz eingefahren werden kann. Der 55 vakuumdicht angeschlossener Rohraufsatz 16, deressential can be retracted completely. The 55 vacuum-tight connected pipe attachment 16, the

Rohraufsatz ist zweckmäßig so lang bemessen, daß zur Aufnahme der beim Schmelzbetrieb hochgefah-The pipe attachment is expediently dimensioned so long that the

sich die Stopfenstange in der eingefahrenen Stellung renen Stopfenstange 15 dient. Zu diesem Zweck istthe stopper rod in the retracted position renen stopper rod 15 is used. To that end is

auch mit ihrem vorderen, mit dem feuerfesten Mate- der Schaft der Stopfenstange mit einer Zahnleistealso with its front, with the refractory material, the stem of the stopper rod with a toothed strip

rial umkleideten Ende völlig außerhalb des Schmelz- 15 α und der Rohraufsatz 16 in seinem mittlerenrial encased end completely outside of the melting 15 α and the pipe attachment 16 in its middle

raumes, und zwar vorzugsweise noch oberhalb des fio Längenbereich mit einem von außen zu betätigendenspace, preferably above the fio length range with an externally operated

die Tiegelöftnung unmittelbar abdeckenden feuer- Zahnritzel 16 α versehen. Der Rohraufsatz 16 ist sothe crucible opening directly covering the fire pinion 16 α provided. The tube attachment 16 is like this

festen Abschlußdeckels befindet. lang bemessen, daß die Stopfenstange 15 mittels desfixed cover is located. long dimensioned that the stopper rod 15 by means of the

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem be- Zahntriebs völlig aus dem Schmelzraum heraus-In the drawing, the invention is shown on a toothed drive completely out of the melting chamber.

vorzugten Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt gefahren werden kann, wobei sich ihr vorderes Stirn-preferred embodiment explained. It shows it can be driven, with its front forehead

F i g. 1 eine Schmelz- und Vergießanlage in der 65 ende noch oberhalb des feuerfesten ZwischendeckelsF i g. 1 a melting and casting plant in the 65 end still above the refractory intermediate cover

Ansicht, teilweise längs geschnitten, 12 befindet.View, partially cut lengthways, located 12.

F i g. 2 einen Ausschnitt aus F i g. 1 in vergrößer- Die Stopfenstange ist an ihrem vorderen, in dasF i g. 2 shows an excerpt from FIG. 1 in enlarged- The stopper rod is at its front, in the

tem Maßstab und Schmelzbad eintauchenden Ende mit einer feuer-scale and molten bath immersed end with a fire

festen insbesondere keramischen, Umkleidung 15 b versehen. Das gleichfalls umkleidete Stirnende 15 c ist nach vorn hin konisch verjüngt und weist einen axial vorspringenden, im wesentlichen zylindrischen Ansatz 15 d auf.fixed in particular ceramic, casing 15 b provided. The front end 15 c, which is also covered, tapers conically towards the front and has an axially projecting, essentially cylindrical extension 15 d .

Mit 17 ist eine Schauoptik und mit 18 eine abnehmbare, vakuumdicht schließende Verschlußhaube bezeichnet, die eine Öffnung der Deckelhaube 5 abschließt, durch die gegebenenfalls — außerhalb des Vakuumbetriebes — Schmelzproben entnommen oder Legierungszusätze zugegeben werden können. Mit 19 ist eine Klappe bezeichnet, die von außen mittels der Kurbel 20 bedient werden kann und in ihrer horizontalen Stellung die Öffnung 13 des Zwischendeckels L2 abdeckt, während sie in der ollenen, mit strichpunktierten Linien angedeuteten Stellung die Öffnung 13 freigibt.With 17 is a show optics and with 18 a removable, vacuum-tight closing cap referred to, which closes an opening of the cover 5, through which optionally - outside of the Vacuum operation - melt samples can be taken or alloy additives can be added. With a flap 19 is referred to, which can be operated from the outside by means of the crank 20 and in its horizontal position covers the opening 13 of the intermediate cover L2, while in the ollenen, position indicated by dash-dotted lines, the opening 13 releases.

Im Boden des Tiegels 2 befindet sich eine Öffnung für den Anschluß des Abgußkanals 21, der bei 22 mit dem Anschlußstutzen 23 einer getrennten, verfahrbaren Vakuumkammer 24 vakuumdicht verflanscht ist.In the bottom of the crucible 2 there is an opening for the connection of the pouring channel 21, which is at 22 flanged vacuum-tight to the connecting piece 23 of a separate, movable vacuum chamber 24 is.

Der Abgußkanal besteht aus einer äußeren Blechummantelung 21a, der von dieser umschlossenen Stampfmasse 26 und einem inneren Rohr 27 aus keramischem Material. Das Rohrstück 27 ist nach dem Abflanschen des Anschlußstutzens 23 der Vakuumkammer 24 nach unten herausziehbar und dient mit seiner oberen Stirnfläche als Auflager für einen nach oben verjüngten konischen Düsenkörper 25 mit einer diesem homogen zugeordneten, relativ dünnen Sprengscheibe 25 a, die gleichfalls aus keramischem Material bestehen. Der Düsenkörper 25 ist durch Herausziehen des Rohrstückes 27 auswechselbar in der Bodenöffnung des Tiegels 2 gelagert.The pouring channel consists of an outer sheet metal casing 21a, the ramming mass 26 enclosed by this and an inner tube 27 made of ceramic material. The pipe section 27 is after the flanging of the connecting piece 23 of the vacuum chamber 24 can be pulled out downwards and its upper face serves as a support for an upwardly tapering conical nozzle body 25 with this homogeneously assigned, relatively thin washer 25 a, which is also made of ceramic Material. The nozzle body 25 can be replaced by pulling out the pipe section 27 stored in the bottom opening of the crucible 2.

Oberhalb der Sprengscheibe 25 α ist der Düsenkörper 25 in seinem Einlaufbereich mit einer konischen Erweiterung 25 b versehen, die den gleichen Kegelwinkel aufweist wie das vordere gleichsinnig verjüngte Stirnende 15 c der Stopfenstange 15.Above the washer 25 α, the nozzle body 25 is provided in its inlet area with a conical enlargement 25 b , which has the same cone angle as the front end 15 c of the stopper rod 15, which is tapered in the same direction.

Wie ohne weiteres ersichtlich, sind die Abmessungen des Düsenkörpers 25 einerseits und des vorderen Stirnendes der Stopfenstange 15 andererseits derart aufeinander abgestimmt, daß diese beim Absenken in die Bodenöffnung mit dem axial vorspringenden Ansatz 15 d zunächst die Sprengscheibe 25 α durchstößt bzw. diese ausbricht, während ihr Konus 15 c anschließend mit dem konischen Einlaufbereich 25 b des Düsenkörpers 25 im Sinn eines regelbaren Abgußventils zusammenwirkt, wobei der Konus 15 c das Regelglied und der konische Einlaufbereich 25 b des Düsenkörpers die Sitzfläche bildet. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß durch entsprechende Axialverstellung der Stopfenstange 15 sowohl eine zuverlässige Unterbrechung des Gießstrahls nach dem Ausbruch der Sprengscheibe 25 α als auch eine Regulierung der Gießstrahlstärke möglich ist.As can be seen without further ado, the dimensions of the nozzle body 25 on the one hand and the front end of the stopper rod 15 on the other hand are matched to one another in such a way that when it is lowered into the bottom opening with the axially protruding projection 15 d it first penetrates the washer 25 α or breaks it out while its cone 15 c then cooperates with the conical inlet region 25 b of the nozzle body 25 in the sense of a controllable pouring valve, the cone 15 c forming the regulating member and the conical inlet region 25 b of the nozzle body forming the seat surface. It is readily apparent that by appropriate axial adjustment of the stopper rod 15, both a reliable interruption of the pouring stream after the breakout disk 25 α and a regulation of the pouring stream strength are possible.

Um ein einwandfreies und sauberes Ausbrechen der Sprengscheibe 25 α zu erleichtern, kann sie axial beiderseits am Innenumfang des Düsenkörpers eingekerbt sein. Ist die Sprengscheibe 25 a in den Düsenkörper eingekittet, ist diese Maßnahme im allgemeinen entbehrlich.In order to facilitate proper and clean breaking out of the washer 25 α, it can be axially be notched on both sides on the inner circumference of the nozzle body. Is the washer 25 a in the nozzle body cemented, this measure is generally unnecessary.

Die vorstehend näher beschriebenen Einzelheiten sind in F i g. 2 in vergrößertem Maßstab dargestellt.The details described in more detail above are shown in FIG. 2 shown on an enlarged scale.

Bei der abweichenden Ausführungsform gemäß F i g. 3 ist der Abgußkanal an seinem unteren Ende vakuumdicht an einen Fangraum 32 für die Abscheidung der ausgebrochenen Teile der Sprengscheibe 25 a sowie etwaiger Schlackenbestandteile angeschlossen. Der Fangraum 32 besteht aus einem keramischen Block 33, der mit einer Blechverkleidung versehen und mittels des Flansches 34 an den Mündungsflansch des Abgußkanals 21 angeflanscht ist. In den Raum 32 ist eine keramische Platte 35 so eingesetzt, daß ihr unterer Rand den Austrittsquerschnitt zu dem Ausflußstutzen 36 hin von oben herIn the different embodiment according to FIG. 3 is the pouring channel at its lower end vacuum-tight to a trap chamber 32 for the separation of the broken parts of the washer 25 a and any slag components connected. The trap chamber 32 consists of a ceramic Block 33, which is provided with a sheet metal cladding and by means of the flange 34 to the mouth flange of the pouring channel 21 is flanged. A ceramic plate 35 is inserted into the space 32 in such a way that that its lower edge the outlet cross-section to the outflow nozzle 36 from above

ίο einengt und dadurch verhindert, daß beim Abgießen die ausgebrochenen Teile der Sprengscheibe 25« oder Schlackenbestandteile in die Gießformen gelangen. Mit 37 ist eine abschraubbare Abdeckplatte bezeichnet, nach deren Fortnahme der Schließblock 38 herausgenommen werden kann, um den l'angraum 32 von den darin angesammelten Verunreinigungen reinigen zu können.ίο constricts and thereby prevents that when pouring the broken parts of the washer 25 " or slag components get into the casting molds. At 37 is a screw-off cover plate referred to, after the removal of which the closing block 38 can be removed to the l'angraum 32 to be able to clean the impurities that have accumulated in it.

Der Ausflußstutzen 36 ist normalerweise, d. h. beim Abgießen in Gießformen unter Vakuum, nach unten abgewinkelt. Die in der Zeichnung veranschaulichte schräg nach unten gerichtete Ausbildung des Ausflußstutzens 36 wird demgegenüber dann angewendet, wenn die Schmelze nicht unter Vakuum in Formen, sondern zuerst in eine Gießpfanne abgegossen werden soll. Um in diesem Fall im Hinblick auf die Luftdurchlässigkeit der Sprengscheibe 25 a den Zusammenbruch des Vakuums zu verhindern, ist der Mündungsflansch 36 a des Stutzens 36 mittels einer Aluminiumscheibe 39 gasdicht abgeschlossen. Beim Abfließen der Schmelze durch den Abgußkanal 21 wird diese Aluminiumscheibe infolge der Berührung des schmelzflüssigen Metalls eingeschmolzen, wodurch die Schmelze in die in der Zeichnung nicht dargestellte Gießpfanne gelangt. Das gleiche Prinzip kann selbstverständlich dann angewendet werden, wenn im Fall der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2 — z. B. während des Einschmelzbetriebes — die Vakuumkammer 24 noch nicht an den Mündungsflansch des Abgußkanals 21 angeschlossen ist.The outlet port 36 is normally, i. H. when pouring in casting molds under vacuum, after angled down. The illustrated in the drawing diagonally downward training of the In contrast, the discharge nozzle 36 is used when the melt is not in a vacuum Shapes, but should first be poured into a ladle. To in this case with regard to the air permeability of the washer 25 a to prevent the collapse of the vacuum is the Muzzle flange 36 a of the nozzle 36 is sealed gas-tight by means of an aluminum disk 39. At the If the melt flows off through the pouring channel 21, this aluminum disc becomes as a result of the contact of the molten metal melted down, causing the melt to fail in the drawing shown ladle arrives. The same principle can of course be applied if in the case of the embodiment according to FIG. 1 and 2 - e.g. B. during the smelting operation - the vacuum chamber 24 is not yet connected to the mouth flange of the pouring channel 21 is.

Claims

Patent claims:

1. Device for the, in particular intermittent, pouring of metal melts under vacuum, consisting of a vacuum-tight container that holds the molten metal, with a pouring channel connected to a bottom opening of the container and another vacuum chamber that receives the casting molds or pans, in which the pouring channel is provided with a shut-off means that can be removed for the purpose of pouring and the upper container additionally has a stopper rod which is only immersed in the molten bath for the purpose of pouring and in this area is provided with a refractory casing, the front end of which, together with the bottom opening, provides the adjustable closure during the Forming pouring, characterized in that the shut-off means assigned to the pouring channel (21) consists of a nozzle body (25) inserted into the bottom opening with a thin washer (25α) blocking its outflow opening and the stopper rod (15) at its front with the egg Inlet area (25 b) of the nozzle in the sense of an adjustable pouring valve

cooperating front end (15 c) has an axially projecting shoulder (15 d) for piercing the washer (25 a).

2. Device according to claim 1, using an in particular line frequency-operated, coreless induction crucible furnace as a melting and / or holding furnace, in which the inside the coil itself forms the vacuum vessel, which is covered by a gas-tight jacket, characterized in that the pouring channel assigned to the bottom opening of the crucible (2) (21) directly vacuum-tight to the casting molds (31) or pans separated from the furnace (1) receiving vacuum chamber (24) is connected.

3. Device according to claim 1 or 2 for refractory metals such as steel or the like., characterized in that the washer (25 a) is a homogeneous component of the ceramic material existing nozzle body (25) forms.

4. Device according to claim 1 or 2 for low-melting metals such as aluminum, Copper od. The like., Characterized in that the washer (25 a) than from the nozzle body (25) is formed as a separate part and cemented into it in a melt-tight manner.

5). Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the interchangeable nozzle bodies (25) which are conically tapered against the outflow direction in the area of the Bottom opening through one inserted into the pouring channel (21) from below and in this position fixable pipe section (27), in particular made of ceramic material, is held.

6. Device according to claim 1, 2 or 4 for carbon-indifferent metal melts, such as aluminum or copper, characterized in that both the casing (15 b) of the stopper rod (15) and the nozzle body (25) with the washer associated therewith ( 25 a) consist of graphite.

7. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the The pouring channel (21) at its outlet opening when the vacuum chamber (24) is not connected in addition to the washer by a washer (39) made of low-melting metal, in particular aluminum, is sealed in a vacuum-tight manner.

8. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that in the pouring channel (21) a trap space (32) for the broken parts of the washer (25 a) as well as for slag components is switched on.

9. Device according to claim 2 or one of the following, characterized in that the the upper crucible opening vacuum-tight closing cover hood (5) with a connected one, also vacuum-tight tube attachment (16) is provided, in which the stopper rod (15) during the melting operation by means of a gear drive (15 a, 16 a) wholly or substantially wholly is retractable.

1 sheet of drawings