DE1255685B - Verfahren zum Umruehren, Entgasen und Erwaermen von Schmelzen, z. B. Stahl- oder Eisenschmelzen, waehrend des Vergiessens der Schmelzen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

JLJ Hi U JLS CHLAND

PATENTAMT Int. Cl.:

C 21 c

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 18 b-7/08

Nummer: 1 255 685

Aktenzeichen: A 50852 VI a/18 b

Anmeldetag: 23. November 1965

Auslegetag: 7. Dezember 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umrühren, Entgasen und Erwärmen von Schmelzen, z. B. Stahl- oder Eisenschmelzen, während des Vergießens der Schmelzen.

Beim Vergießen von Schmelzen, beispielsweise von Stahl- oder Eisenschmelzen, ist es wichtig, die Schmelzen umzurühren, zu entgasen und auf eine bestimmte, jeweils gewünschte Temperatur zu bringen, um möglichst hochwertige Gußstücke zu erhalten. Üblich ist das Umrühren, die Entgasung und Erwärmung in einem Speicherbehälter durchzuführen, der evakuierbar ist und zusätzliche Heiz- und Rührvorrichtungen aufweist. Dieser Weg ist aber mit Schwierigkeiten und großen Kosten verbunden, wenn es sich um große Speicherbehälter handelt, die mehr als 101 Schmelze, vorzugsweise das Vielfache hiervon aufnehmen müssen. Solche Speicherbehälter erfordern sehr umfangreiche Einrichtungen für das Umrühren der Schmelze, für das Warmhalten und für das Entgasen. Das Umrühren, das für ein wirksames Entgasen der Schmelze wichtig ist, wird zudem um so schwieriger, je größer das Gewicht der Schmelze wird.

Um die genannten Schwierigkeiten zu vermeiden, werden vorteilhaft das Umrühren der Schmelze, die Entgasung und ihre Erwärmung auf eine gewünschte Temperatur in einem evakuierbaren und gegenüber dem Speicherbehälter verhältnismäßig kleinen Behälter durchgeführt, der kontinuierlich oder intermittierend von der Schmelze aus dem Speicherbehälter durchflossen wird, und die Abdichtung des evakuierbaren Raumes des Durchflußbehälters wird dadurch bewirkt, daß sich der Spiegel der Schmelze im evakuierbaren Raum unter Einfluß des Vakuums höher einstellt als im Einlauf- und Auslaufstutzen. Damit ist die Möglichkeit geschaffen, nur die jeweils zur Gießvorrichtung fließende Schmelzmenge wirksam umzurühren, zu entgasen und zu erwärmen, wobei die bei Verwendung einer offenen Rinne bestehenden Abdichtschwierigkeiten vermieden sind. Man kommt auf diese Weise mit einem kleinen Aufwand aus.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art muß der Durchflußbehälter neben der Heizvorrichtung eine besondere Einrichtung zum Umrühren der Schmelze erhalten. Um diese zu ersparen, wird als evakuierbarer Behälter erfindungsgemäß ein sogenannter Rinnenofen (Ofen mit Induktoreinheit) verwendet, der zusätzlich mit einem Einlauf- und einem Auslaufstutzen für den Durchfluß der Schmelze ausgerüstet ist. Ein solcher Ofen hat für das beschriebene Verfahren mehrere Vorteile gleichzeitig. Ein Rinnen-Verfahren zum Umrühren, Entgasen
und Erwärmen von Schmelzen, z. B. Stahloder Eisenschmelzen, während des Vergießens
der Schmelzen

Anmelder:

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget,

Västeräs (Schweden)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Missling, Patentanwalt,

Gießen, Bismarckstr. 43

Als Erfinder benannt:

Mats Rydinger, Västeräs (Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 28. November 1964 (14 398)

ofen braucht einmal nicht in einen Vakuumtank eingeschlossen zu werden, er läßt sich auch ohne einen solchen Tank verhältnismäßig leicht vakuumdicht ausführen, und man erhält zum anderen gleichzeitig mit der Erwärmung eine intensive Umrührung der Schmelze auf Grund der auf die flüssige Schmelze in der Rinne ausgeübten magnetischen bzw. elektrodynamischen Kräfte (pinch-effekt). Bei entsprechender Anordnung der Schmelzrinne zum Ofen erhält man eine nach oben gerichtete Kraft, die eine vorteilhafte Umrührung der Schmelze herbeiführt. Man erspart so besondere Mittel für das Umrühren der Schmelze.

Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil des Rinnenofens ist, daß seine Wicklung außerhalb des Ofens liegt, also auch dann unter atmosphärischem Druck, wenn der Ofen evakuiert wird. Man vermeidet so das Auftreten von Glimmerscheinungen an der Wicklung, wie dies bei Öfen der Fall ist, bei denen die Wicklung in einem evakuierten Raum liegt. Weiterhin kann der Ofentransformator — auch Induktoreinheit genannt — leicht ausgetauscht werden, wie dies z. B. in der französischen Patentschrift 1 291 889 beschrieben ist.

Die Erfindung und ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Ausführung der Erfindung sind im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben.

709 707/398

In F i g. 1 der Zeichnung bezeichnet 11 das untere Ende eines großen Speicherbehälters, der den Inhalt eines größeren Schmelzofens, z. B. eine Stahlschmelze, aufnehmen kann. Im Boden des Behälters 11 ist eine Ausflußöffnung 12 angebracht, die in bekannter Weise durch einen Stopfen verschlossen werden kann. Mit Hilfe dieses Stopfens kann auch die ausfließende Stahlmenge geregelt werden.

Mit 14 ist ein Rinnenofen bezeichnet. Er ist abweichend von den bekannten Öfen mit einem trichterförmigen Einlaufstutzen 13 und mit einem Auslaufstutzen 19 mit Gießschnauze 20 und weiter mit einem Deckel 15 ausgerüstet, der zum vakuumdichten Abschluß des Ofenraumes dient. Die mit 18 bezeichnete Schmelzrinne ist in F i g. 2 im Schnitt dargestellt. Sie ist an einer Ecke des Ofens, also teilweise unter dem Ofenboden liegend angeordnet. Die Schmelzrinne umgibt in bekannter Weise den Eisenkern des Schmelztransformators, der mit einer Primärwicklung ausgerüstet ist. Die Schmelze in der Rinne selbst bildet die Sekundärwicklung. Die gesamte Induktoreinheit ist mit 17 bezeichnet.

Behälter 11 und Ofen 14 haben eine solche Lage zueinander, daß der Einlaufstutzen 13 unter der Auslaßöffnung 12 des Behälters 11 liegt. Die Verbindungsöffnungen der Stutzen 13 und 19 liegen nahe dem Boden des Ofens 14, damit im Ofenraum die Schmelze entsprechend dem Druckunterschied zwischen Atmosphäre und Vakuum im Ofen ansteigen kann. Die Evakuierungsleitungen sind an einem Stutzen 16 des Deckels 15 angeschlossen. Der Ofen 14 ist als Ganzes um eine waagerechte Achse schwenkbar, die nahe der Gießschnauze 20 liegt und durch den mit A bezeichneten Kreis angedeutet ist.

Mit 21 ist schematisch eine bekannte Stranggießanordnung mit Sammelgefäß 22 angedeutet.

Beim Vergießen der Schmelze mit der beschriebenen Anordnung wird wie folgt vorgegangen:

Zunächst wird bei geschlossener Öffnung 12 der Behälter 11 mit einer Schmelze, z. B. einer Stahlschmelze, gefüllt. Der Behälter 11 ist, wie bemerkt, so groß bemessen, daß er den Inhalt eines größeren Schmelzofens aufnehmen kann. Dann wird die Öffnung 12 durch Anheben des Pfropfens um einen gewissen Betrag geöffnet. Die ausfließende Schmelze gelangt in den Trichter 13 und füllt zunächst einmal mit etwa 3 bis 4 t den Ofen bis zur oberen Kante der Verbindungsöffnung zwischen Trichter 13 und Ofen 14 oder etwas darüber hinaus. In diesem Zeitpunkt kann mit der Evakuierung des Ofenraumes begonnen werden, was bewirkt, daß die weiterhin dem Trichter 13 zufließende Schmelze im Ofenraum 14 aufsteigt, bis ein Gleichgewicht entsteht, d. h. die Größe des Niveauunterschiedes zwischen der Schmelze im Ofen und dem Einlauftrichter dem Druckunterschied zwischen Atmosphärendruck und Vakuum entspricht. Da das Schmelzniveau im Einlaufund Auslaufstutzen immer die gleiche Höhenlage hat, so beginnt jetzt ebensoviel Schmelze aus dem Ofen 14 in den Behälter 22 auszulaufen, wie dem Einlaufstutzen 13 zugeführt wird. Man kann diese Menge, wie erwähnt, mit Hilfe des Verschlußpfropfens des Behälters 11 einstellen. Man kann auch kurzzeitig die aus der Schnauze 20 auslaufende Schmelzmenge durch Schwenken um die Achse 20 beeinflussen.

Die aus dem Trichter 13 in den Ofenraum eintretende Schmelze fließt der Rinne 18 zu. Sie wird hierin erwärmt und steigt nach dem Austritt aus der

ίο Rinne dank ihrer höheren Temperatur und vor allem auf Grund der auf sie ausgeübten elektrodynamischen Kräfte zur Oberfläche im Ofen auf, wo sie wirksam entgast werden kann. Man erhält so eine lebhafte Umrührung im Ofen, die das Entgasen begünstigt, und gleichzeitig damit die erwünschte Gießtemperatur. Die jeweils hierfür erforderliche Erwärmung kann in bekannter Weise durch Regelung der Spannung des Ofentransformators oder durch Änderung seiner Windungszahl eingestellt werden.

Die aus der Schnauze 20 auslaufende Schmelze gelangt in bekannter Weise in das Sammelgefäß 22 und von hier in eine hier als Ausführungsbeispiel gezeigte Stranggießanordnung.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Umrühren, Entgasen und Erwärmen einer Schmelze, z. B. einer Stahl- oder Eisenschmelze, während ihres Vergießens in der Weise, daß die Schmelze aus einem Speicherbehälter einer Gießform oder Gießvorrichtung kontinuierlich oder intermittierend über einen evakuierbaren Behälter mit Einlauf- und Auslaufstutzen für die Schmelze zugeführt und die Abdichtung des evakuierbaren Raumes des Behälters dadurch bewirkt wird, daß sich der Spiegel der Schmelze im evakuierbaren Raum unter Einfluß des Vakuums höher einstellt als im Einlauf- und Auslaufstutzen, dadurch gekennzeichnet, daß als Durchflußbehälter ein evakuierbarer Rinnenofen verwendet wird.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rinnenofen (14) mit einem vakuumdichten Deckel (15) und mit einem Einlauf- und einem Auslauftrichter (Ί3 bzw. 19) ausgerüstet ist, die durch Öffnungen nahe dem Ofenboden mit dem Inneren des Ofens verbunden sind, und daß die Rinne mit ihrer zugehörigen Induktoreinheit (17) unter oder teilweise unter dem Ofenboden liegend am Ofenmantel befestigt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne und Induktoreinheit (17) unterhalb des Einlauftrichters (13) schräg zum Ofenboden liegend an einer Ecke des Ofens (14) angeordnet ist.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rinnenofen um eine waagerechte, nahe der Ausflußöffnung liegende Achse schwenkbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen