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Behälter zur Aufnahme und Zugabe von Zusätzen zu im Vakuum zu behandelnden
oder im Vakuum behandelten Metallschmelzen Die Erfindung betrifft einen Behälter,
der nach Art einer Schleuse ausgebildet und der Zugabe von Zusätzen zu im Vakuum
zu behandelnden oder im Vakuum behandelten Metallschmelzen dient.
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Ein Behälter dieser Art, bei dem der Boden von außen seitlich abgezogen
und, nachdem die Zusätze in die Vakuumkammer gefallen sind, wieder vorgeschoben
werden kann, ist bekannt. Der Aufbau und der Betätigungsmechanismus eines solchen
abziehbaren Bodens ist verhältnismäßig aufwendig, da für einen dichten Verschluß
gesorgt werden muß, welches im rauhen Hüttenbetrieb schwierig ist. Die Dichtflächen
des Behälters sind schwer zugänglich und können deswegen nicht zufriedenstellend
gereinigt werden. Verschmutzte Dichtflächen bringen aber eine nicht ausreichende
Dichtung mit dem Boden mit sich (USA.-Patentschrift 2 788 270).
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Weiterhin ist eine Vakuumkammer bekannt, in deren Deckel ein sogenanntes
Zellenrad angeordnet ist, von dem die in den einzelnen Zellen angeordneten Zusätze
nacheinander in einen unter diesem Zellenrad angeordneten Kippbehälter eingegeben
werden, der dann derart geschwenkt werden kann, daß die Zusätze in einen Schmelztiegel
rutschen. Eine solche Vorrichtung ist sehr aufwendig und nur zur Herstellung bestimmter
Sondermetalle wirtschaftlich (österreichische Patentschrift 181024).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die dem Stand der Technik
anhaftenden Nachteile zu beseitigen und einen Behälter der eingangs genannten Art
zu schaffen, mit dem sich einfacher und zuverlässiger arbeiten läßt. Diese Aufgabe
wird dadurch gelöst, daß eine verlorene Bodenplatte vorgesehen ist.
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Die verlorene Bodenplatte des Behälters kann entweder aus einem Stoff
hergestellt sein, der darüber hinaus in angepaßter Weise dimensioniert ist, daß
er zu einem gewünschten Zeitpunkt abschmilzt und die Zusätze zum Hineinfallen in
die Gießpfanne freigibt. Beispielsweise kann die Bodenplatte in diesem Falle aus
einem Stoff hergestellt sein, der ebenfalls der Schmelze zugesetzt werden soll.
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Die Bodenplatte kann aber auch in vorteilhafter Weise durch die Wärmeeinwirkung
vergasen, so daß die Gase beim Evakuieren mit abgesogen werden.
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Es hat sich herausgestellt, daß der Zeitpunkt, zu dem die verlorene
Bodenplatte zerstört wird, sehr genau festgelegt werden kann. Versuche haben gezeigt,
daß dieser Zeitpunkt mit einer Genauigkeit von Sekunden festgelegt werden kann.
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Nach einem anderen Vorschlag nach der Erfindung ist es aber auch möglich,
die Bodenplatte von außen mechanisch auszuklinken, wodurch der Zeitpunkt, an dem
die Zusätze zugesetzt werden, durch die Bedienungsperson festgelegt wird. In diesem
Falle fällt die mechanisch ausgeklinkte Bodenplatte in die Schmelze, und die Schlackenoberfläche
wird durchschlagen, wodurch das Vermischen der Zusätze mit der Schmelze unterstützt
wird. Auch in diesem Falle kann es sich bei dem Stoff, aus dem die Bodenplatte hergestellt
ist, um ein gewünschtes Zusatzmaterial handeln.
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In Verbindung mit der Vakuumentgasung ist es von Vorteil, wenn sich
zu Beginn der Vakuumbehandlung eine geringe Schlackenschicht an der Oberfläche der
Schmelze befindet. Durch die Vorrichtung nach der Erfindung ist es möglich, gewünschte
Schlacken bildende Zusätze erst gegen Ende der Vakuumbehandlung zuzusetzen, d. h.,
wenn die Vakuumbehandlung im wesentlichen abgeschlossen ist und diese nicht mehr
durch eine Schlackenschicht beeinträchtigt wird. Wenn während der Vakuumentgasung
Spülgas zum Umrühren der Schmelze eingeleitet wird, kann der Zeitpunkt, zu dem die
Zusätze zugegeben werden, auch an diese Zuleitung von Spülgas und deren Wirkungen
angepaßt werden.
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Die ausklinkbare Bodenplatte kann entweder eine Zusammensetzung aufweisen,
die derjenigen der Schmelze angepaßt ist, oder sie kann aus einem zuzusetzenden
Material
bestehen. Beispielsweise kann sie aus Aluminium bestehen, bei welchem es -sich um
einen Zusatz handelt, der gegen Ende des Entgasungsvorganges zugesetzt wird, da
er eine verhältnismäßig starke desoxydierende Wirkung zeigt. Aluminium kann als
Material für die Bodenplatte verwendet werden, da es seine ursprüngliche Form über
einen bestimmten Zeitraum aufrechterhält und dann die Bodenöffnung des Behälters
plötzlich freigibt.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Entgasungsvorrichtung, die
nach dem Vorschlag der Erfindung mit einem- Behälter zum Zusetzen von Legierungsstoff
ausgestattet ist, F i g. 2 einen vergrößerten Schnitt durch den Behälter für die
Zusätze und F i g. 3 einen der F i g. 2 entsprechenden Schnitt durch ein anderes
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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In F i g. 1 ist eine Vakuumentgasungsanlage dargestellt, die aus einer
Vakuumkammer 10 besteht, in die eine Gießpfanne 40 mit einer die Gießbffnung
56 verschließenden Stopfenstange 55 eingesetzt ist. Durch die Stopfenstange wird
Spülgas in die Gießpfanne eingeleitet, und zwar über eine Leitung 54: In dem Deckel
der Gießpfanne befindet sich ein Behälter für die Zusätze oder Zuschläge. Dieser
Behälter ist im einzelnen .in F i g. 2 dargestellt. Er besteht aus einem oberen
Abschnitt 60 und einem unteren Abschnitt 61.
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Ein an die Außenseite des nach unten kegelförmig sich verengenden
Teils 63 angeschweißter Flansch 62 ruht auf einem entsprechenden Flansch
64. Der untere Abschnitt 61 des Behälters besteht aus einer Wand 65, an der
ein durchgehendes L-Profil 66 innen und an seinem unteren Ende angeschweißt ist.
Das L-Profil hält eine Auskleidung 67 aus feuerfestem Material, die die Wandung
65 und den überstehenden Teil 68 am unteren Ende des kegelförmigen Teils 63 vor
der Hitze der Schmelze schützt. Der obere, sich nach oben verjüngende kegelförmige
Abschnitt 69 endet in einem Ansatz 70, auf dem der aus den Teilen 71 und
72 bestehende Deckel paßt. Der Deckel bildet mit dem oberen Flansch 73, der
mit dem Ansatz 70
verschweißt ist, einen luftdichten Abschluß. Der überstehende
Teil des Deckels ruht unter Bildung eines luftdichten Abschlusses auf einem O-Ring
74,
der in einer Ausnehmung 75 der Oberseite des Flansches 73 liegt.
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Mit Hilfe einer Stange 77 wird eine kreisförmige Bodenplatte 76 fest
an die Unterseite des ringförmigen Profils 66 gepreßt. Die Bodenplatte 76 ist mit
Hilfe einer auf die Stange aufgeschraubten Mutter 78
an deren unteren Ende
befestigt. Das innenliegende Ende einer kurzen .Welle 79 greift in eine am oberen
Ende der Stange 77 angeordnete Öse 80.
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Die Stange 77 ist drehbar in einem Lager 81 angeordnet, das in dem
oberen, sich nach oben verjüngenden kegelförmigen Abschnitt 69 des Behälters durch
Verschweißen befestigt ist. Ein Stift 82 faßt mit seinem innenliegenden Ende in
eine in die Welle 79 eingearbeitete Spiralnut 83 ein. Ein zwischen der Welle
79 und der sie aufnehmenden Lagerbohrung angeordneter O-Ring 84 vervollständigt
den luftdichten Abschluß.
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Am außenliegenden Ende der Welle 79 ist eine Öse 85 vorgesehen,
an der ein geeigneter Handgriff 86
befestigt ist. Die schraubenförmige Nut
83 ist so angeordnet, daß sich die Welle 79 bei Drehung im Uhrzeigersinn in bezug
auf F i g. 2 nach rechts bewegt.
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Die aus Stahl bestehende Bodenplatte 76 hält den Zusatz 87 in dem
Behälter.: Ein anderes Ausführungsbeispiel eines Behälters 90 für der Metallschmelze
zuzusetzende Legierungen mit einer durch die Hitze der Schmelze zerstörbaren Bodenplatte
ist in F i g. 3 dargestellt. Der Behälter besteht aus einem äußeren rohrförmigen
Mantel 91,
an den ein Halteflansch 92 angeschweißt ist. Der Flansch liegt
auf einem Tragflansch 93 der seinerseits an der Innenseite eines Ringes
26 angeschweißt ist. Der Ring 26 wiederum ist mittels Schweißung mit dem
gewölbten Deckel 24 verbunden. Zwischen den Flanschen 92 und 93 ist
ein O-Ring 94 in einer, in der Oberseite des Tragflansches ausgesparten Vertiefung
zur Herstellung eines luftdichten Abschlusses angeordnet.
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Ein weiterer Flansch 95, dessen nach oben gerichtete Fläche
bei 96 zur Aufnahme eines weiteren O-Ringes 97 mit einer Ausnehmung versehen ist,
ist am oberen Ende des Mantels 91 außen angeschweißt.
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Zum Schutze des Mantels 91 vor der in der Vakuumkammer herrschenden
Hitze ist- im Inneren des Mantels ein Futter aus feuerfestem Material
98
angeordnet, das durch eine Anzahl von Vorsprüngen 99, die in geeigneten
Abständen an der Innenfläche des Mantels angeschweißt sind, gehalten wird. Ein Ring
100 ist am unteren Ende des Mantels 91 angeschweißt, der durch eine
ringförmige Lage aus feuerfestem Material 101, die an nach unten vorspringenden
Ansätzen 102 befestigt ist, vor der Hitze der Schmelze geschützt ist. Die
Breite des Ringes 100 in radialer Richtung ist etwas größer als die Dicke
der aus den Teilen 91 und 98 gebildeten Wand, so daß eine ringförmige
Schulter 103 auf der Bodenplatte des Behälters entsteht. Ein Abschlußteil,
welches bei dem vorliegenden Beispiel als ein entsprechend der F i g. 2 aus den
Teilen 71 und 72 bestehender Deckel dargestellt ist, bildet mit dem
oberen Flansch 95 einen luftdichten Abschluß.
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Die Bodenplatte 104 ruht auf der Ringschulter 103
und
bildet die untere Stützfläche für das in dem Behälter befindliche, der Schmelze
zuzusetzende Material.