Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Entgasen von Stahl- oder Metallschmelzen bzw.
von Schmelzen aus Metallegierungen, bei der die in einer Gießpfanne befindliche Schmelze in einem evakuierbaren
Behälter unter Vakuum, vorzugsweise von 50 Torr oder darunter, entgast und, um das Entgasen
zu beschleunigen, gleichzeitig von einem induktiven und niederfrequenten Umrührer umgerührt
wird, der unter dem Boden der Gießpfanne oder seitlich zu dieser angeordnet ist.The invention relates to an arrangement for degassing steel or metal melts or
of melts made of metal alloys, in which the melt located in a pouring ladle is evacuated
Containers degassed under vacuum, preferably of 50 torr or below, and to the degassing
to accelerate, stirred simultaneously by an inductive and low-frequency stirrer
which is arranged under the bottom of the ladle or to the side of this.
Auch bei Verwendung eines Umrührers erfordert die Entgasung eine längere Zeit, während der die
Temperatur der Schmelze nicht unter einen gewissen Wert abfallen darf. Da ein niederfrequenter Umrührer
keine ausreichende Erwärmung der Schmelze bewirkt, so muß im Vakuumbehälter eine zusätzliche
elektrische Beheizung der Schmelze erfolgen. Diesem Zweck dient erfindungsgemäß ein Induktionsheizkörper,
dessen Spule unter Zwischenschaltung einer isolierenden Schicht auf einem plattenförmigen Körper
aus strom- und wärmeleitendem Werkstoff angebracht ist, der im wesentlichen die Oberfläche der
Schmelze abdeckt. Ein solcher Heizkörper hat gegenüber einer die Gießpfanne umgebende Induktionsspule den großen Vorteil, daß er gleichzeitig die
Wärmeverluste der Schmelze vermindert. Da der Heizkörper die Oberfläche der Schmelze mit einer
Platte abdeckt, die im Betrieb eine höhere Temperatur als die Schmelze selbst annehmen kann, so kann
die sonst am meisten Wärme abgebende Oberfläche der Schmelze keine Wärme mehr abstrahlen. Damit
werden die Wärmeverluste klein, d. h. auch die Induktionsspule braucht nur klein zu sein, was wiederum
die Voraussetzung dafür schafft, daß sie oberhalb der Schmelze angebracht werden kann. Die
Spule selbst kann trotz ihrer Lage oberhalb der Schmelze mit einer für Induktionsspulen üblichen
Kühlung auf genügend niedriger Temperatur gehalten werden, da die isolierende Schicht zwischen
Spule und Platte den Wärmeübergang zur Spule begrenzt. Andererseits hindert die isolierende Schicht
nicht, daß in der Schmelze und. auch in der Platte von der Spule her Wirbelströme erzeugt werden, die
die Wärmeverluste der Schmelze ausgleichen.Even when using a stirrer, the degassing requires a longer time during which the
The temperature of the melt must not drop below a certain value. There is a low-frequency agitator
If the melt does not heat up sufficiently, an additional one must be installed in the vacuum container
electrical heating of the melt takes place. According to the invention, an induction heater is used for this purpose,
its coil with the interposition of an insulating layer on a plate-shaped body
Is attached from current and heat conductive material, which is essentially the surface of the
Melt covers. Such a radiator has the great advantage over an induction coil surrounding the ladle that it also has the
Reduced heat loss from the melt. Since the radiator covers the surface of the melt with a
Plate covers, which can assume a higher temperature than the melt itself during operation, so can
the otherwise most heat-emitting surface of the melt no longer emits heat. In order to
the heat losses become small, d. H. the induction coil only needs to be small, which in turn
creates the prerequisite that it can be attached above the melt. the
In spite of its position above the melt, the coil itself can be fitted with one that is usual for induction coils
Cooling must be kept at a sufficiently low temperature, as the insulating layer between
Coil and plate limit the heat transfer to the coil. On the other hand, the insulating layer hinders
not that in the melt and. Eddy currents are also generated in the plate from the coil, which
compensate for the heat losses in the melt.
Da durch den· Umrührer eine ständige Erneuerung des oberen vom Heizkörper erwärmten Teiles der
Schmelze bewirkt wird, so tritt innerhalb der Schmelze ein Temperaturausgleich ein, d. h. die gesamte
Schmelze wird ..auf einer gewünschten gleichbleibenden Temperatur gehalten. Man erreicht auf diese
Weise eine wirksame Entgasung der Schmelze. Das Maß der Erwärmung der Schmelze kann durch Einstellen
des Abstandes des Heizkörpers von der Oberfläche der Schmelze den Bedürfnissen entsprechend
gewählt werden. Der Heizkörper soll in seinen äußeren Abmessungen dem lichten Querschnitt der Gießpfanne
angepaßt sein.Since the stirrer constantly renews the upper part of the heated by the radiator
When a melt is brought about, a temperature equalization occurs within the melt, i. H. the whole
The melt is ... kept at a constant temperature as desired. One achieves on this
Way an effective degassing of the melt. The degree of heating of the melt can be adjusted by adjusting
the distance of the heating element from the surface of the melt according to requirements
to get voted. The outer dimensions of the radiator should match the clear cross-section of the pouring ladle
be adjusted.
Bei Gußstücken ist es bekannt, einen ähnlichen Heizkörper über den Eingußtrichter der Form anzuordnen.
Der Zweck der Anordnung ist, den Guß an seiner höchsten Stelle während einer vorausbestimmten
Zeit über der Erstarrungstemperatur zu halten, um so die Lunkerbildung im Guß zu verhindern.In the case of castings, it is known to place a similar radiator over the sprue of the mold.
The purpose of the arrangement is to keep the cast at its highest point during a predetermined
Keeping time above the solidification temperature in order to prevent the formation of voids in the casting.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert, die einen lotrechten Schnitt durch
eine Anordnung gemäß der Erfindung zeigt.The invention is explained below with reference to the drawing, which is a vertical section through
shows an arrangement according to the invention.
In der Zeichnung bezeichnet 11 einen durch einen Deckel 16 gasdicht verschließbaren Vakuumbehälter,
der durch eine oder mehrere Rohrleitungen 18 mit einer oder mehreren, nicht dargestellten Evakuierungspumpen
verbunden werden kann. Der Vakuumbehälter ist ebenso wie die übrigen Teile der Anordnung
nur schematisch dargestellt. Im Vakuumbehälter befindet sich eine Gießpfanne 12, sie ist mit einer
Schmelze gefüllt, die entgast werden soll. Die Schmelze soll während des Entgasens umgerührt
werden. Hierzu dient ein niederfrequenter induktiver Umrührer 13, der im Ausführungsbeispiel aus einer
Wicklung besteht, die die Gießpfanne umgibt. Es handelt sich um einen mehrphasigen Umrührer bekannter
Ausführung in Form einer zylindrischen flachen Spule, die mit niederfrequentem Strom von
0,2 bis 10 Hz gespeist wird. Der Umrührer kann aber auch unter dem Boden der Gießpfanne angeordnet
sein.In the drawing, 11 denotes a vacuum container which can be closed in a gas-tight manner by means of a cover 16,
by one or more pipelines 18 with one or more evacuation pumps, not shown
can be connected. The vacuum container is just like the rest of the assembly
only shown schematically. In the vacuum container there is a ladle 12, it is with a
Filled melt that is to be degassed. The melt should be stirred during degassing
will. For this purpose, a low-frequency inductive agitator 13 is used, which in the exemplary embodiment consists of a
Winding that surrounds the ladle. It is a well-known multiphase agitator
Execution in the form of a cylindrical flat coil, which with low-frequency current of
0.2 to 10 Hz is fed. The agitator can, however, also be arranged under the bottom of the pouring ladle
be.
Oberhalb des Flüssigkeitsspiegels der Schmelze ist eine Platte 17 aus Graphit oder aus einem anderen
Werkstoff angeordnet, der gut wärme- und stromleitend ist und eine hohe Temperaturbeständigkeit hat.
Diese Platte ist in ihrem Umriß dem lichten Querschnitt der Schmelzpfanne mit geringem Spiel ange- /"
paßt. Auf der Platte liegt eine Schicht 19 aus wärmeisolierendem Material und auf diesem eine Wicklung
20, die auf induktivem Wege den oberen Teil der Schmelze erwärmt. Der aus dem Teil 17,19 und 20
bestehende induktive Heizkörper wird von einer Brücke getragen, deren Höhenlage durch zwei
Schrauben 14 und 15 eingestellt werden kann. Im Ausführungsbeispiel stützen sich die Schrauben auf
der Gießpfanne selbst ab; die Vorrichtung kann aber auch am Deckel 16 des Vakuumbehälters einstellbar
befestigt sein.Above the liquid level of the melt is a plate 17 made of graphite or some other
Material arranged that is good heat and electricity conductive and has a high temperature resistance.
The outline of this plate matches the clear cross-section of the melting pan with little play / "
fits. A layer 19 of heat-insulating material lies on the plate and a winding on this
20, which inductively heats the upper part of the melt. The one from parts 17, 19 and 20
existing inductive radiator is supported by a bridge, the height of which is divided by two
Screws 14 and 15 can be adjusted. In the exemplary embodiment, the screws are supported
the ladle itself off; however, the device can also be adjusted on the cover 16 of the vacuum container
be attached.
Der Vakuumbehälter wird nach dem Einsetzen der Gießpfanne und dem Aufsetzen der Heizvorrichtung
20 durch den Deckel 16 geschlossen und dann auf einen Wert unter 50 Torr evakuiert. Während der
Evakuierung wird die Schmelze umgerührt und gleichzeitig durch den Heizkörper 20 auf einer gewünschten
Temperatur gehalten. Durch das Umrühren wird die Oberfläche ständig erneuert und entgast.
Die Gase entweichen durch den Spalt zwischen der Platte 17 und den inneren Wänden der Gießpfanne
12. Während eines Teiles des Entgasungsvorganges kann die Platte angehoben oder auch zur Seite geschwenkt
werden, um den Abzug der Gase zu erleichtern. Diese zeitweise Freigabe der Oberfläche
der Schmelze kann auch in Intervallen geschehen, zwischen denen die Schmelze vom Heizkörper aus
erwärmt wird.The vacuum container is after inserting the ladle and putting on the heating device
20 closed by the lid 16 and then evacuated to a value below 50 Torr. During the
Evacuation, the melt is stirred and at the same time by the heater 20 on a desired
Temperature held. The surface is constantly renewed and degassed by stirring.
The gases escape through the gap between the plate 17 and the inner walls of the ladle
12. During part of the degassing process, the plate can be lifted or swiveled to the side
to facilitate the evacuation of the gases. This temporary release of the surface
the melt can also happen in intervals, between which the melt from the radiator
is heated.
Das Abzapfen der Schmelze kann entweder über verschließbare Abzapflöcher im Gießpfannen- und
Behälterboden erfolgen oder auch durch Kippen der Gießpfanne nach- Herausheben aus dem Behälter
oder zusammen mit diesem. Das Kippen der Pfanne kann in an sich bekannter Weise unter Vakuum über
eine Rinne od. dgl. erfolgen.The melt can be drawn off either via closable draw-off holes in the ladle and
Container bottom or by tilting the ladle after lifting it out of the container
or together with this. The pan can be tilted in a manner known per se under vacuum
a channel or the like.