DE1583641B2

DE1583641B2 - Vorrichtung zum beheizen von speisern und blockkoepfen

Info

Publication number: DE1583641B2
Application number: DE1967H0063922
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Heide, Otto, Dr.-Ing., 5829 Ennepetal
Priority date: 1967-09-19
Filing date: 1967-09-19
Publication date: 1976-07-01
Also published as: FR1580048A; CH497932A; BE721028A; US3502847A; GB1195327A; DE1583641A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Beheizen von Speisern und Blockköpfen beim Vergießen von Metallen, die im wesentlichen aus einem mit einer exothermen Masse hinterfüllten, das Speiseroder Blockkopfmetall umschließenden Einsatzkörper und einem Heizelement besteht.

Eine Vorrichtung der vorerwähnten Art ist aus der US-Patentschrift 28 93 085 bekannt; sie besteht aus einem Einsatzkörper, in dessen exotherm ausgekleideten Innenraum ein in die auf dem Metall befindliche Schlacke eintauchendes Heizelement in Gestalt einer Lichtbogenelektrode angeordnet ist. Da das flüssige Metall die andere Elektrode des Lichtbogens bildet, ergibt sich der Nachteil, daß sich die Lichtbogenlänge ständig verändert, weil der Metallspiegel und damit auch die Schlackenschicht während des Erstarrens in Folge des naturgegebenen Schrumpfens um einen er heblichen Betrag nach unten wandert. Dies führt seh bald zum Abreißen des Lichtbogens oder macht einer technisch aufwendigen Elektrodenvorschub erforderlieh. Des weiteren erlaubt die bekannte Vorrichtung einen ungehinderten Luftzutritt zum Kokillenmetai; und führt somit zu erheblichen Wärmeverlusten, da der Einsatzkörper nach oben hin offen ist.

Des weiteren ist aus der britischen Patentschrift

iü 7 18 786 ein Kokillenaufsatz bekannt, oberhalb dessen ein Heizbrenner angeordnet ist. Der Kokillenaufsatz enthält keine exotherme Masse und besitzt zudem den Nachteil, daß der erstarrenden Schmelze lediglich von oben Wärme zugeführt wird. Dies wirkt sich besonders nachteilig aus, weil mit dem Erstarren des Metalls ein starkes Schrumpfen einhergeht, so daß sich der Abstand Metall/Brenner während des Erstarrens stetig vergrößert. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß die Umgebungsluft ungehindert Zutritt zu dem im Kokillenaufsatz befindlichen Metall hat und daß ein erheblicher Teil der Flammenwärme durch seitliche Abstrahlung verlorengeht. Außerdem verursacht die Brennerflamme einen nicht unerheblichen Sog, so daß ständig Luft in den Kokillenaufsatz angesaugt wird. Auf diese Weise geht nicht nur wertvolle Wärme verloren, sondern wird auch das Blockmetall oxydiert und aufgestickt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Heizvorrichtung zu schaffen, die frei von den vorerwähnten Nachteilen ist und insbesondere das Kokillenmetall gegen die Atmosphäre abschirmt und bei optimaler Ausnutzung der Heizenergie flüssig hält. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß ein Strahlungsheizelement in einer oberhalb des Metall- oder Schlackenspiegels auf dem Einsatzkörper befindlichen Haube angeordnet ist. Eine derartige Heizhaube verringert zum einen die Wärmeabstrahlung und verhindert zum anderen einen Luftzutritt in das Innere des Einsatzkörpers bzw. der Kokille. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die aus der Schmelze entweichenden Gase, vornehmlich Kohlenmonoxyd, von der Heizhaube festgehalten werden, so daß sich oberhalb des Metallspiegels eine inerte Atmosphäre einstellt, die eine Oxydation und Aufstickung des Metalls sicher unterbindet.

Vorzugsweise besteht die Vorrichtung aus einer beidseitig offenen konischen Heizhaube und einer die obere öffnung der Heizhaube verschließenden Heizelement-Fassung, während der Einsatzkörper zweckmäßigerweise aus feuerfestem Material besteht. Das Heizelement kann aus einem in einer stromleitenden Fassung hängenden U-förmigen Kohle- oder Graphitstab bestehen und an einem Schwenkarm befestigt sein.

Dieser Schwenkarm besteht zweckmäßigerweise aus zwei Stromschienen, die jeweils mit einer Hälfte einer wassergekühlten Leiterfassung verbunden sein können.

Um den Kokilleninhalt metallurgisch zu beeinflussen,

kann der Einsatzkörper mindestens teilweise aus Schlackenbildnern und/oder Legierungsmitteln bestehen. Außerdem kann der Einsatzkörper nach oben hin offene Ausnehmungen besitzen, um dem Metall und/oder der Schlacke auch von der Seite her Wärme zuführen zu können.

Die Erfindung "wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.

Die dargestellte Heilvorrichtung besteht aus einem

U-förmigen Kohle- oder Graphitstab 1 mit einem bis zur Kuppe reichenden durchgehenden Mittenschlitz. Der Heizstab 1, la sitzt in einer wassergekühlten Leiterfassung 2 am Ende von Leiterschienen 3. Die Leiterschienen 3 sind jeweils mit einer Hälfte der wassergekühlten Leiterfassung verbunden und am anderen Ende schwenkbar auf einem Drehzapfen 3a eines Lagerbocks gelagert. Das Kühlwasser wird den beiden Hälften der Leiterfassung 2 durch (nicht dargestellte) Wasserleitungen an den Stromschienen 3 zugeführt. ι ο

Der Heizstab 1 erstreckt sich nach unten in eine keramische Heizhaube 4, die oben eine verengte öffnung 5 besitzt und sich konisch nach unten bis zu ihrer unteren öffnung 6 erweitert. Mit ihrer unteren Stirnfläche ruht die Heizhaube auf einem Heizspeiser 7, der seinerseits oberhalb des Formhohlraums 8 einer Sandform 12 angeordnet ist. Der Heizspeiser 7 umschließt einen zylindrischen Hohlraum 9 und besteht aus einer Innenschicht 10 aus gebranntem keramischem Material mit einem weit über dem Schmelzpunkt des Metalls liegenden Schmelzpunkt sowie aus einer Außenschicht 11 aus einer exothermen Masse, beispielsweise aus einem Gemisch von Korund, Eisenoxyd, Aluminium und einem Bindemittel wie Kunstharz sowie gegebenenfalls KCLCb oder KNO3 als Zündhilfe.

Beim Abgießen gelangt das Metall über einen Eingußtrichter 13 zunächst in den Formhohlraum 8 und schließlich in den Speiserhohlraum 9 und zündet von dort aus die Speiserschicht 11, die dem Speiserinhalt von der Seite her Wärme zuführt. Darüber hinaus wird dem Speiserinhalt Strahlungswärme von dem Heizstab 1, la zugeführt. Die Innenschicht 10 des Speisers 7 bleibt während des Beheizens ausreichend stabil und bildet damit praktisch ein Gefäß für den Speiserinhalt.

Das im Speiser 7 befindliche Metall kann durch Aufgabe einer flüssigen Schlacke oder anorganischer Stoffe sowie durch Auf- oder Einleiten eines Schutzgases gegen jeden Einfluß von außen geschützt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Beheizen von Speisern und Blockköpfen beim Vergießen von Metallen, im wesentlichen bestehend aus einem mit einer exothermen Masse hinterfüllten, das Speiser- oder Blockkopfmetall umschließenden Einsatzkörper und einem Heizelement, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahlungsheizelement (1, ta) in einer oberhalb des Metall- oder Schlackenspiegels auf dem Einsatzkörper (10) befindlichen Heizhaube (4) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine beidseitig offene konische Heizhaube (4) und eine die obere öffnung der Heizhaube (4) verschließende Heizelement-Fassung (2).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzkörper (10) aus feuerfestem Material besteht.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement aus einem in einer stromleitenden Fassung (2) hängenden Heizstab (I₁ Xa) oder einem Plasmabrenner besteht.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement aus einem U-förmigen Kohle- oder Graphitstab (1, Xa)besteht.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (1, Xa) an einem Schwenkarm (3) befestigt ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkarm (3) aus zwei Stromschienen besteht.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stromschiene (3) mit einer Hälfte einer wassergekühlten Leiterfassung (2) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzkörper (10) mindestens teilweise aus Schlakkenbildnern und/oder Legierungsmitteln besteht.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzkörper nach oben offene Ausnehmungen besitzt.