DE1946038A1 - Filter zur Entfernung eingeschlossener Festkoerper aus geschmolzenem Aluminium - Google Patents

Filter zur Entfernung eingeschlossener Festkoerper aus geschmolzenem Aluminium

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DE1946038A1
DE1946038A1 DE19691946038 DE1946038A DE1946038A1 DE 1946038 A1 DE1946038 A1 DE 1946038A1 DE 19691946038 DE19691946038 DE 19691946038 DE 1946038 A DE1946038 A DE 1946038A DE 1946038 A1 DE1946038 A1 DE 1946038A1
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Description

S"iltöt ssur Entfernung eingeeüäldteeaer Festkörper euB geeobaelsanee Alueiniue
Die Erfindung betrifft einen filter iar Entfernung eingesobloesener Feetkörper eue goBobaolsenea Aluminium.
Oeecheolaonee Aluminium enthält in das Prexie gewöhnllob eingef engen« Festkörper, die dl« Otite da· endgültigen gegossenen Hetellereeugniaeea beeinträchtigen, Diese eingefengemm P#atk»rper ateaman gewöenllob eue drei Quellen. Einige ttlnd Partikel von Aluelniuewxid, die in da· Flüeeigkeiteetroej aue der flüeeigen Oxideobiobt eaf eeiner Oberfläche gesogen werden, und einig· eingefeog«m»n Partikel eind Bruabettiuke der Ofenauskleidung* de« Leitunge· tröge« und anderer feile dec Blnrlobtang »ur Bebendlung dee geoobeolEeaen Alueiniuwe, dia erodieren und von da« fließenden AUmlniunetro« eingefangen «erden, «Abrend lobiieSliob einig· Partikel von unlöelloben Terunrelnl-
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tahd..d.konk>, Hannos 43400 . Comm^bo^ ftannovr 3/JfiJJl . Dr„dn„ Unk Hanno«, 101*3} · P,**. hnk
7/1M0J
BAD
gungen τοη Interaetalien» Boriden, Karbiden oder Niederschlägen τοη anderen Aluminiumverbindungen, beispielsweise Cblorldan, stammen. Eraobeinen diese Einschlüsse in de« fertigen gegossenen Produkt, nachdem das geschmolzene Aluminium ausgehärtet ist, so bewirken sie, daS ein soloheo fertiges Produkt weniger leitfähig oder weniger fest 1st oder eobleobte Fertigeigensohaften bat. Infolgedessen ist es erwünscht, solche eingefangenen Festkörper ans dem geschmolzenen Aluminlumetrom zu entfernen, bevor er zu einem festen Körper gegossen 1st» der als solcher verwendet wird oder weiteren Verformungen, wie beispielsweise Rollen, Sobmleden, Extrudieren usw., unterworfen werden mag.
Filterungsverfobren zur Entfernung eingefangener lestkörper aus Flüssigkeiten beeteben darin, da8 die Festkörper enthaltende Flüssigkeit durob ein poröses Filtermittel geleitet wird, das die Festkörper niob* bin» durchlast. Des Filtern geschmolzenen Metalls Im allgemeinen und das van geschmolzenem Aluminium im Besonderen schafft besondere Probleme, da die Flüssigkeit so aggressiv 1st, da3 es schwierig 1st, ein Filtermittel zu bohoffen, das dem widerstehen kann. Um Abnutzungsprobleme des Filtermittels zu vermeiden, kann geschmolzenes Aluminium durob ein Bett von f@nerdepart!kein gefiltert werdenα
Im allgemeinen aind zwei Fliterverfahren zur Entfernung öangefangener Partikel aus geschmolzenen Alumlnl-
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niuulegierungen tor de« QIeten bekannt. De· gebruuobliobst« Filteralttel 1st «lit offenaeeeblges Q la eg« webe, des Io den Trog Bur übertragung dee MetaIls gebracht wird, rand uv dee QieQioob oder eoger in den Bereich Bit gesotnaolsene« Metall In der Oberseite dee Blob verfestigenden Gießtriobtera. Dleae Gewebeeofalfae sind in der lege, nur die größeren BIneoblfiBBB aue de« Metall Btt entfernen, und gu8erden werden sie leiebt ie Gebrauch rerstOrt, da die Qlasfeeern bei der Temperatur gesanaolsenen AlUalnluaa »ehr aohweob werden. Bei eine« anderen beirannten Verfahren wird geectmolienes Aluainlua durch ein Bett loser TonerdepertikeI, ι« Β. tofelfömlger Tonerde· gefiltert, Jedoch leidet des häufig unter den Heohteilen, die norejelerwelae bei Bettfiltera auftreten und derIn besteben, dat ale au viele festkörper bindureblaasatt und eine sehr groBe Tendern aur Eanalbll·* dung beatebt, die eine wirksam* Terwendung bebindert, und euBerdeai kenn die PorengröSe dea filtere nicht einfach kontrolliert werden, vielaebr treten unter Arbeitebedingungen aebr leicht Änderungen euf, eo dee denn« eelbat wenn urapranglioh eine ordnnngageaitee Abeweaung vorbanden wer, dleae doch nicht wlrkaasj aufrechterhalten «erden kann.
Bar Erfindung liegt die Aufgabe sugrunde, die laobteile dleac bekannten Filter au verejelden« Bleee Aufgebe wird erflttdungegeate gelSst durob eine au eine« foreatfiok
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gebrannte Mischung au* feuerbeständigen· gesohmolsenec Aluainium widerstehenden Partikeln, die einen mittleren maximalen Durchmesser von ungefähr 0,165 em bis ungel&br 2,8 am hoben, und einem vorgesobmoleenen, glasartigen BindernsterIoI, dee nloht mehr sie 10 £ Sllie Ium in besag eu dem Gewlobt des gebrennten Mischung enthält, wobei des Bindematerial 1« wesentlichen gleichförmig über das filter verteilt 1st und die Partikel umgibt und sie zueeamenb&lt, eo deö eine feste, poröee Terbindusg alt untereinander verbundenen Foren gebildet 1st,
Sie Erfindung verwendet also «inen Filter aus ein·· gebrannten Formstück, daa 1« wesentlichen aua kernig·· oder aue Einseltellen bestehendem gebranntem Materiel besteht, das mit geaobmolsenem Aluminium vertraglich 1st und bier euch als Aggregat beaeiohnet wird. Ss 1st mit einem glasartigen Material verbunden, das gleichmäßig über dee gesamte Filter verteilt 1st. Das körnige Material wird in der sum Brennen bestimmten Mischung oder Lob in einer mittleren FartikelgröSe von 0,165 mm bis 2,8 mm, vortelibafterweise von 0,25 mm bis 2, 5 mm maximale« Durchmesser verwendet. 9er glasartige Beetendteil beträgt 4 bis 20 * in besag auf das Gesamtgewicht der gebrannten Mischung.
Des körnige Material 1st irgendeine Substans« die geeobmoisenem Aluminium widerstehen kenn und die ihre feste Form und ihre Abmeeeungen bei den Temperaturen
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BAQ, ORiQ(NAU
gesooBOlsenen Aiaaininas beibehält. Bin besondere vorteilhaftes kurniges Aggregat sur Verwendung in er£indungegeaa> 8en Filtern ist Tonerde, vorsugevelee gebrannte Tonerde oder tafelförmige Tonerde, die koeejersieil hergestellte von böobßter Reinheit oder na tür Hob vorkoaaende Tonerde, wie beispielsweise Bauxit oder Diaspor, sein kann. Se kann auob gebranntes Hullit, Bornitrid» Tltandiborid oder ein anderes passendes Brennmaterial sein, das den Aggressionen gesobaolsenen Alualniuas widerstehen kann. Ba kennen auob Hisobungen soioher Substansen «it anderen verwandet werden. Die Körner werden so ausgewählt, daβ sie die beschriebene , Bittiere öröBe beben und eine soiobe Orößanrerteilung, daS »iob die passende Porosität bei dea fertig gebrannten Artikel ergibt, wie das von PoohLeuten ohne weiteres su übersehen let. Des bedeutet, da8 eine «ehr gleiobe OrSSs der einseinen Partikel eine grünere Porosität eines geforufcen feiles ergibt. Bei der vorliegenden Brfindung lcönnen Schwankungen der mittleren GröQe von ainseinen Partikeln eines gegebenen Loses fisweokmäeigerweise swisohan ungefähr 50 $ bis ungefähr 180 $ der bier angegebenen alttleren OrOSe betragen.
Das Bindemittel für die gebrannte Fora ist ein homogenes, glasartiges Material, das wenig Kieselerde enthält, wie es s. B, in der USA-PatentsohrIft 2 997 402 ▼on 22. August 1961 beschrieben ist, Dies« Blndekoaponenta
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ist ein vorgefertigtes Ctles, β. B. ein» vorgebrannts Mlsohung von Oxiden ti β β Bore, üsleluas und Aiualniuea. Vie in der USA-Pafcenfceohrift 2 997 402 angegeben, kann dee (Ϊ le β bie zu 15 ^ einee oder «obrerer der Oxide τ on Magnesium, Barium, Borylliua, Zirkonium, Zink, Tanadiu», Cbroe oder Molybdän enthalten. See Ola β enthält nicht-aebr ale 10 f> Kieeelerde, ua eine befriedigende Wideretandefabigkelt gegenüber den Aggreseionen gesobaoisenen Alualniuns su bewirken*
Zur Herstellung βineβ Filterelemente genttS der forilagenden Erfindung wird eine Miscbung τοη vorbereiteten Partikeln iron paassndea feuerfestem Sand alt den beeohrlebensu EiganiJohnf tan und alt einer in den beschriebenen Barelch Hagenden OrSSa mibereitet, und diaaa Hisobung viril mit 4 i> bis 20 % mJer &m bsöien alt 5 1» bla 14 $ eine ο gUisortigen Blndamlttals varaieoht, wie ee Dbun basobrIeban Worden 1st und das sa basten in einen fain gateiltin Zustand gsbra^bt IsI9 no daS eine gidiobsUSige Taraiaohung örslöli; «Ird, In disua» Dj^lsob ist euOerdea ein geringer Btetandteil önthnitan, dar sur Bildung einer kalten oder obemisahan Bindung in dar Masse dient und der ungefähr 4 i> bis IO 1* des Oiwiobts des 9esa«tioses ausaaobt und aua eine« enbaaaran oder organisohen, kalt bindenden Mittel besteht, d, b,, daS ein soiobes Mittel bela Brennen dar fertigen for« varbrennt oder irerdaapft und geaföraige
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Yerbrennungsprodukte erseugt, die sue der filtermasse entwiloben und keine wesentliche Asche oder feste Heste «azUcklaesen. Ein tmlqbee Mittel 1st SteorinsUure, Dextrin, flüssige VöobBeauloion oder dgl. Bei der Zubereitung des Loses werden des gebrannte Aggreget, dnn glasartige Kittel und das epbteere oder organische Walt bindende Kittel gleichzeitig »usnoeen Temisobt, so do β ein gleichmäßiges Gemisch entsteht. Es können jedoch euch andere Mischverfahren ausgeführt werden, fells das sweoknäßig lot«
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung und deren Torteile nachfolgend näher erläutert werden.
Fig· 1 ist ein scbeeatlscher Querschnitt duroh eine Filteranordnung geaSS der Erfindung, wie sie in einer Hetallreinigungssone oder einer Qieöanordnung 1notaliiert 1st, 71g. 1a ist eine Seitenansicht einer Auefübrunge-
fora eines Deckels für eine Filteranordnung, Fig. 2 und 3 sind eineal eine Draufsicht, teilweise geschnitten, auf eine Fora eines Filters, das geatffi der Erfindung hergestellt ist, und ein-■il eine Quersobnlttsansicht dieses Filtere» sie seigen dl« Formgebung einer anderen Ausfübrungafora des peraeablen Piltersateriala. Flg. 3 ist dabei ein Schnitt 3-3 durch Fig. 2, Fig. 4 und 5 eind elnval eine Draufeicht auf eine andere Auefübrungsfora eines Filters gev&O
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der Erfindung und einmal ein Schnitt 5-5 durch dieses Filter gemäß Flg. 4.
Fig. 6 zeigt einen VertikoIscbnltt einer anderen Auafübrungsform einer Filteranordnung gemäß der Erfindung und eine einsige Filterplatte,
Flg. 7 und 8 sind einmal eine Dreufsioht und einmal eine Seitenansicht eines weiteren Ausfflbrungsform des Filters gemäß der Erfindung,
Fig· 9 ist eine grafische Herstellung der Besiebung «wischen Korngröße des Aggregats In festen Filtern gemäß der Erfindung und dem erforderlichen Brück, der erforderlich ist, um das gesohmoleene Aluminium su veranlassen, durch die Poren des Filters su fließen, Fig. to ist eine grefisobe Darstellung, in der die Beslebung ewlsoben Aggregatkorngruße In einem Filter und den eingeschlossenen Bestandteilen des blndurofagefliterten Aluminiums aufgetragen 1st.
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Bel der AusfUbrungsfora gea&0 Flg. 1 1st ein« Filterelnriobtung gemäö der Erfindung in einer Anordnung verwendet, bei der erhitstes, flüssiges, feete Verunreinigungen oder Einschlüsse aitfübrendes Metall naob unten durcb eine Leitung 25 und dann durob einen Spelseara 26 in eine Fliterkaaoer 28 einer Filteranordnung 50 fließt. Paβsendβ Verbindungen eraöglloben eine Demontage eua Zwecke der Reinigung oder eu anderen Zweoken. Die Filteranordnung 50 weist ein unteres Gefäß 29 auf, da» bei diese» Auafllbrungebeispiei sweokaäeigerweise aus GuSeisen besteht, robrförralg ist und an seiner Baals 51 geaoblosssn ist» Bs 1st an seiner oberen Kante «it eine« siob naob auOan erstreckenden ringförmigen Fiansob 52 und einer BinlaßMffnung 33 Itir beides» unreines, flüssiges Metall verseben und weist eine AusiaQBffuung 34 sowie ein passend sbgedeoktas AbfiuSrobr 35 sue Entleeren und Heinigen des OefäBes 29 auf, falls das gewünscht oder erforderlich ist. Die AusiaSuffnung 54 befindet slob unterhalb dar Einlaßöffnung 33. Die Anordnung 30 weist ouBarden einen robrföraigen Teil In For» öinee ADaaugs:obres 37 auf, dos an seiner unteren Kante alt einem naob Innen vorspringenden, ringförmigen Flanaob 38 veraeben ist, dar auf den Flanaob 32 au fr übt und alt iliö« eetn durob (nlobt dargestellte) Schrauben oder in Irgendeiner anderen Weise befestigt 1st. Bine obere Abdaoksobeibe 59 liegt auf der Oberseite des Ansaugrohres 37 auf und
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isoliert and sohtttist gegen Spritsen oder unbaabsiobtigtee Verunreinigen gefilterten Metalls in des Ansaugrohr 37. Eine soiohe Abdeoksebeibe 39 kenn aus gebrannten oder Isolierendem Material oder Eisen oder aus anderen passendem Material besteben. Bei einer vorteilhaften AusfUbrungeform, wie sie in Fig, la geeeigt ist, ist die Abdeokeobeibe 39 mit siob senkreobt naob unten erstreckenden Stangen 41 versehen, die ?on der unteren Fläche der Abdeoksoheibe 39 IU der obaren FlUohs einer Platte 45 naob unten ragen und dojsu dienen, ein Filter 40 an Ort und Stelle au holten, wann as einer StrOaung oder einen Sog ankoamenden 1Ittsaigau Me till U) auKgoBstst wird. Bei einer Au öfllh runge form
drei soiohe Stangen 41 in Abständen *fnn 120° angeordnet, Jödoob kann auiib a in antJtrar Abstand fat wand afc werden. Oder oa ist öinMüfcnLiriug 42 rolfc LUobarn 44 JTUr den Ausfluß Yun Metall unts?halb dar Abdaoksobeibo 39 vorgesebsn, weiwtiö siob yon tJoi' Abdaokoobaibe 39 au der Platte 45 ^ratraokfc» ua das filier 40 naob unfesu ssu halten. Dia AuaiaB-kaarasr 57 ißt mit jluar oder laabreren AusloSöffnungen 36 versabsa, durch tile gefiltertes Metall naob ouöen 3uroh sin pasflendes (nicbt dargestelltes) Trogsyatäin einer aiaOstiJtloa (niobt iJurgaafceLU) flieBt,
Das Filter 40 geaÜB Pig. ! weist die Platte 45 auf, die entsprechend der vorliegenden Erfindung gebrannt und porös ist und im wssentiloben aus gascbeolaenen, Alunlnlua
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widerstehenden lörnern besteht, die durch vorgebraiuites Glas gebendem sind« wie das suiror beschrieben ist« Sie Platte 45 ist alt Löchern 46 versehen. Sas Filter 40 weist euOerdem mehrere feste« rohrfBroige Filterelemente 47* 47* der gleichen iuonmeenoetcung wie die Platte 45 auf« Jedes dieser Filterelemente ist a« unteren Ende verschlossen und steht an seine« oberen Ende alt Löchern 46 in Verbindung. Die Innere Oberfläche eines Filterelements 47 setet in passender Weise die Innere Oberfläche des Loches 46 fort oder fluchtet mit diese«, um einen gleiobv&eigen Metallfluß tu gewährleisten. Das Filterelement 47 1st in pessender Weise durch Mörtel 48 an der Platte 45 befestigt. Dee filterelement 47 hat eine gebrannte, feste For« und 1st entsprechend der Lehre der Erfindung hergestellt. Der Eur Befestigung des Filterelemente an der Platte 45 befindliche Hörte1 ist bei der Temperatur stabil and widersteht den Aggressionen gesolmolsenen Alu«lnlu«ef es handelt sieb s. B. u« phospbatgebucdenen Mörtel «it hohemTonerdebestendteil. Gewünschtenfelle sind eins oder «ebrtre der rohrförmigen Filterelemente, i· B. 47% jeweils a« unteren Ende durch eine VersoblaSplette 61 der gleichen Zusamaensetsung wie des Filterelement 47* versohlossen, indem die Ter~ eobluBplatte durch Hört«! te an de« Filterelement 47* befestigt ist.
Bus Filtern des geschmolzenen Aluciniu«s ist nor«· «alerwelse ein schrittweises Verfahren. Eine Charge von
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Aluminium wird la einen Ofen gegeben» geschmolzen und auf die für Qießen erforderliche richtige Temperatur gebracht» was normalerweise eine gewisse Überhitzung über des punkt des Metalle bedingt. Befindet sich das gesobmolsene
Metall auf der richtigen Temperatur« 8. B. 675° 0 bis
ο
740 C, so wird der Ofen angestochen und das Metall durch Leitungen oder !Droge, durob ein Filter und dann In eine oder mehrere Gießformen geleitet, %. B. in St ra ^gießformen» wo das Metall als langgestrecktes Gußstück erhörtet. Es 1st umsweokmäßig, Filter tu verwenden, die ein großes Volumen aufnehmen, und κwar im' Hinblick auf die Konstruktion passender Kammern sum Halten eines solchen Filters und im Hinblick auf die Schwierigkeit und die Kosten der Handhabung großer, serbreohllcber Filterelemente. FfIr Qie Sorelbedingungen sind daher Filter zweckmäßig, die eine hohe Oberfläche pro Yolumeneinheit haben, um die maximale Fllterkapasltät für den Raum en erslelen, der von ie» Filter eingenommen wird.
Sie Fig. 2 und 3 verdeutlichen einen solchen Filter mit greSer Oberfläche gemSB der Erfindung. Des Filter 10 weist bei dieser Anordnung eine durchlässige Platte 11« ein durchl&eslgee Filterelement 12 und eine durcbläeslge Bodenplatte 14 auf, die alle aus geschmolzenen, aluminium** beständigen Körnern mit eine» mittleren QröSenduroheeeeer «wischen 0,25 und 2,5 mm beeteben und keramisch durch ein geecbfficlsen£8f alutslniumbestMndlgee Q to π gebunden sind»
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dee «Inen Bestandteil von 4 $> bis 20 f> dee Gewichte des Filterelemente oder zur Ereielung beeter Ergebnisse you ungefähr 5 1 bis ungefähr 14 # bildet. Das Filter ist zweokmäßigerweise durch Verwendung passenden Mörtels aur Befestigung der Platte 10 an dem Filterelement 12 hergestellt und kann diarob Anlegen der Platte 10 an einen ringförmigen Flansob einer Kammer eingesetzt werden, die Bit einer passenden Einrichtung zur Einspeisung geschmolzenen Aluminiums versehen iat. Der obere Abschnitt der Platte wird gegenüber einem Trog oder einer anderen Einrichtung abgedichtet, die zur Fortieitung gefilterten, geschmolzenen Aluminiums aus der Kammer in gleicher Weise dient, wie da8 in beaag auf Fig. 1 beschrieben ist. Bei Betrieb tritt geschmolzenes Aluminium in eine solche Kammer ein, umgibt das Filterelement 12 und tritt durch dies hindurch in den zentralen bohlen Teil ein und gelangt denn aus diesem bohlen Seil naob oben in die Einrichtung zur Fortlsitung geschmolzenen Aluminiums von dem Filter zu einer Gießform. Zur Vergrößerung der zum Filtern zur Verfügung stehenden Fläche ist die äußere Fläche des Filterelements 12 mit wellenförmigen Teilen oder Ansätzen 13 versehen, das mit Filterelement 12 ein ausgekehltes Aussehen in der Draufsiob gibt, wie das aus Fig. 3 zu erkennen ist. Bas in den Fig. 2 und 3 dargestellte Filterelement ist charakteristisch und typiüoh für eine Familie solcher Filterelemente, die, eine wellenförmige Außenfläche und zylindrische Innen-
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fiüoiie haben, um den aur Verfugung st« bund en am yergrüBsrn und damit die LöiatungofUblglcfit eines Filtaxu, daß eine Kurauer mit einem festen Bitrabaesser ausfüllt. Dsο 3?eil 13 kann dünner eowie öfter ader anders geformt sein, so daß die äußere Oberfläche ties Filterelemente 1? gewallt ist und damit einen weeentliab größeren Ausdebnungebersiüb olo ein» zylindrische Oberfläche alt dem gleichen AuBendurühneseex bet.
Die Pig, 4 und 5 geben ein anderes Filter wieder, UUB gemäß der Erfindung auegafuhrt Ist und bei dem sieb ©ine wasentlleb v-argröBerte wlrkoase Oberfläche pro PiI-ter¥3lumen«inhalt abgibt. Bai der Aüofübiimg^füia gemäü d®n Pig. Φ und 3 bsafcsiit ©in Pilter 20 aua aineie Platte 21 und einer Anzäbl i'febrfijraiger Filteseleuente 22, Bei die« ser AuafUbrisngflföriD sind eiaban Pilterelesneßta ta die Plaste 21 in einen regelsäSigön gasaetrisohen. Master ©Ingab®$tst adäsr daran üsfaaiigio An Ihren dsr PK^cIö 2t eb» gewandten BnJ&n iOind als duroh eine g@i£elnoaoss platte 27 der glglubsn güsaa^enssfauag wie die Elemente yeracbloüaso. Die Platte 27 ist in paeoender an das Ende jodgij Ilobras 22 angekittet, Ea können n&türiiob mehr als sieben solcher Elemente ader weniger in v^raobiödenen Huotern und mit verschiedenen Abständen verwendet werden, s» daß wesentlich vergrößerte Filterflächen zur Verfügung gestellt warden können, vayglicben ait der wirkaamen OberfItche eines einzigen zylindrischen Filtexeie-
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■eats, dee ·1η·η solchen Au8«ndurcbineeer bat, daß es den tfefeng dee äufieren Ringe« dee Filterelemente 22 ttceeblleet· Bei der AuefttbrungsferB ge*&S den flg. 4 und 5 kenn dee Filter 20 In einer Kewer ineteliiert werden, in die g*~ Bcbeolzenee AluaialuB eingeführt wirö, und kenn en eine* oberen Trog befestigt werden» eo deβ gesohealsenee Alueiniue Ton der Außenseite jedes eoloben Elemente 22 and der Platte 27 «u eine« inneren Kanal 24 and durob eine Öffnung 23 In einerPlntte 21 in einen fortleitenden frog fließt (nicht dargestellt), ua dee Metall en einer oder eebreren GleSetetionen sn trenoportlerenf ebenso wie bei der Anordnung geaäß Fig. 1. Biese AußfUbrungefortn der Erfindung ist besonders fest und stabil*
Fig. 6 eelgt eine «eitere Ausftibrungefor« elnee Filtere, bei de« eine einielne Filterplatte $0 gieäß der Erfindung hergestellt» in eine Ln cm βχ 53 eingeeetst ist und öort dlobt an einer Schulter 54 nnHegt und außerdem duroh einen Ring 55 und durob einen l'ereefiluedeokel 56 QBOh unten gehalten let. Sei Ring 55 weist DurobbrUobe 51 auf, so da θ Metall blndurohf ließen Irano.
In den Fig. 7 und 8 let eine weitere Auefttbrungefor« eines Filtere geaäS der Erfindung dargestellt, bei der «ehrere Platten der beschriebenen SSuseiaaeneetKung verwendet sind. Flatten 59 sind ts. B. duroh HHrte! oder litten an ihren längerer laufenden leisten 51 csltiiinatider verbundec und bilden oo einen Kasten. Eine Vorooblußplntto 5? ont-
0 0 9 B 1 / / 1 ? Ο ϊϊ
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sprechender Auebildung verschließt deo Boden dee Kastens und let ait Mörtel 18 an den Bodenrenten der Platten 59 angekittet. Die Oberseite 1st offen« und bei Einsetzen in eines passenden Filter fließt Metall durob die Platten 59 und 52 und wird dadurob gefiltert. Der Strom kann entweder nach innen oder außen gerichtet sein, je neon den Besohlokungs- und Gießeinriebtungan.
Fig. 9 verdeutllobt die Beziehung zwisoben der mlttleren Partlkelgröße des Aggregate und dem Druck, der erforderlich ist, um geschmolzene Aluminiumlegierungen durob die Bfeen Ton Filtern zu preeeen, die gemäß dieser Erfindung hergestellt sind. Der Durchmesser der Poren nimmt ab, wenn die mittlere Partikelgröße des Aggregate abnimmt· Bs Bind daher hebere Drücke erforderlich, um die Oberflächenspannung des geeobmolzenen Aluminimms zu überwinden, wenn die mittlere Partikelgröße des Aggregats in dem festen Filter abnimmt. Drücke bis au ungefähr 0,4 kg/cm können mit Hilfe der Schwerkraft oder der normalen Metallsäule in dem Speisesystem erzeugt werden, jedoch müssen gewöhnlich künstliche Mittel zur Erzeugung dee Druckes in Aluminium erseugenden Anlagen verwendet werden, wenn die Drücke 0,4 kg/cm übersteigen. Bei einem gewöhnlichen, mit Schwerkreftetv0-maug arbeitenden System ist daher eine mittlere Partikelgröße des Aggregate τοη wenigstens ungefähr 0,25 mm eweok* mäßig, wie das Fig. 9 seigt.
Zur Verdeutlichung der Tortelle der vorliegenden Er-
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BAU ORtGiNAt
findung sind nachfolgend wiedergegeben und in Pig. 10 dargestellt die Ergebnisse einer Reibe von Versuoben, bei denen gesobaolsenes Aluainiue gefiltert« gegossen, gesobaie· det und geprüft worden 1st» wie das unten angegeben 1st. Sea Aluninium nmr in allen Fällen eine 7079-Legierung, die eine Zusanaensetsung hatte* die sieb in Gewlobtsprosenten in folgenden Bereioben bewegte:
Si 0,30 sax.
Pe 0,40 max.
Cu 0,40-0,8
Mn 0,10-0,30
Mg 2,9-3,7
Cr 0,10-0,25
Zn 3»8-4,8
Ti 0,10 oax.
andere 0,15 aax«
Aluninium Rest
Sie Legierung wurde dedurob hergestellt, daβ Aluelniuta bekannter Zusammensetzung gesobmolsen und dann Leglerungsnetalle in auereiobender Weise binsugegeben wurden, so daB die gewünschte Zueameenetteung entstand. Bann wurde Cblorgas durob die geaobvolsene Mischung geblasen, um gelOate QmB* aussutrelben, wonaob das gesotmolsene Metall durch ein Filter geleitet wurde, ausgenommen In solchen
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Fallen, wo die Abwesenheit eines Filtere angegeben 1st, und In bekannter Welse direkt In einen Hartgießverfahren In 6" Im Durchmesser messende Barren gegossen. Für jede PiltergröQe wurden fünf Barren gegossen, ein neues Filter für jeden Barren, und seobs Barren wurden obne Filter hergestellt. Diese ungefilterten Hetallbarren entbleiten In der unten angegebenen Welse eine mittlere Zahl von 90 Slnsoblüsseno Die Filter hatten die in Flg. 6 dargestellte Fora. Die sich ergebende Gesamt«abl von 26 Barren wurde in verschiedener Weise geprüft· Die Korngröße wurde durob Besichtigung geschätzt. Die Barren wurden in H" lange Absobnitte zerschnitten, und «la Abschnitt von 1" Länge wurde von jeden Barren für chemische Untersuchungen entnoemen. Die Barren warden auf «Inen Durchmesser von 5 3/8" geschält, wonach sie bei einer Temperatur zwischen 380° C und 420° 0 in einer Hanneraobniede in die Form von 2 5/8" χ 6 1/2" χ 17" geschmiedet wurden» Neoh de» Schmieden wurden alle Stücke seobs Stunden lang bei einer Temperatur von 500° C tilt heißer Lösung behandelt und in Wasser gespült. Den folgte ein Voreltern über fünf Stunden bei 50° C und ein Altern über 48 Stunden bei 115° C.
25 Zugspannungsproben nlt einen Henndurobaeseer von 1/2* wurden auf jeden Sohniedeprodükt für Zugfest igkeltsprüfungen zubereitet, und sie wurden dann bis sun Zerreißen gezogen. Die Brüche wurden nit 20-facber Vergrößerung geprüft und die Zahl und die Art der Einschlüsse wurden aufgezeichnet.
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flg. 10 bedeutet dir Besiebung swieohen der «ittieren Zahl τοη Elnaoblüaaen, die auf den Bruobflachen der 2ug*pennungeproben jede· Sobwiedeprodulrte and der »ittieten PertilcelgröQe dee Aggregate jeder Qröβ« dee filtere feetgeetellt ward·. Die ?ig. 10 ieigtr dae die aaxiaele Entfernung fester EineehlUeee bei ungefähr 0,25 m oder darunter treteIt wird, und daß die Entfernung aolober Biueotalüaee bei ungefähr 2,5 «■ oder etwaβ darüber dea mittleren Pertikeldurobeeeaere eufbört. Die ungefilterten MetaH-gueatüoke seigten bei Prüfung, wie daa weiter unten dar geetellt iet* eine eittiere Zahl von.Einsoblüeaen über 90« Ea wurde aoait feetgeetellt, daB Metall euegeseiobneter Oüte» ia weeentlioben frei von allen nachteiligen EInaobltteeenv durob filtern dee Netalls durch filter geafiß dieser Erfindung bergeatellt wird, wobei die aittlere PartiicelgrOBe de· Aggregate ungefähr 0,25 m betragt« wibrend eiob bei dieeem Vert keua eine Verbeeaerung der Metellgüte ergibt, und diese OrSBe iet überraeohenderweiee die gleiche» bei der dae Netall duroh die Poren aufgrund allein der Sob wer Irre ft tu dringen beginnt, wie de· in fig. 9 geseigt iet.
Ee iet ein Torteil der vorliegenden Irfladung, dafi ein eobaiedbarea gegoeeenee Aluviniuvprodukt gewonnen wird, wenn daa geeobaolseue Metall durch ein feetee, gebrennte· und geformte« filtereleaent gefiltert wird, das gettll der Erfindung hergeetellt iet. Wird daa geeoheioliene Mete 11
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durch βία solches Filterelement gefiltert und in Irgendeiner bekennten Weis· gegossen, insbesondere aaofa eine« Verfahren jedoch, des nachfolgende Verunreinigung duroh feste Einschlüsse verbindert, so weist das gegossene Metall eise bessere Sohaiedbarkeit als Metall auf, das nicht gefiltert worden 1st oder das «it Hilfe von anderen Filterarten gefiltert worden 1st. Insbesondere bei Filterbetten ist es ein besonderer,Vorteil, daß eine beständig bobe Güte von Gußalueiniuo gewonnen wird, und bei einer dreimonatigen Reibe von Versuchen nit FilteraltteIn gemäß dieser Erfindung, denen ein CtieSsobrltt folgte, der das Metall gegen erneute Verunreinigung alt festen Einecblüoeen schutete, betrug die «ittiere Ausbeute des nsob eolobee ÖleBen hergestellten Produkts, die durob Ultraschallprüfung festgestellt worden 1st (an anderer Stelle bier beschrieben), 99,3 *, *ae 61« böohste und beständig böobete Ausbeut· solober Produkt« war.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, das die Filterelemente an ein·« centraien Ort apesleli gefertigt und sur Verwendung an Ort und Stalle verschifft werden kunnen. Besondere Tortelle sind jedoob in der verlängerten Lebensdauer und der Freiheit von Kanalbildung in diesen Filtern wie euch in der Gleichförmigkeit der Qualität der Gu8produkte su sehen, die durob die Filter ermöglicht werden.
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Bas folgende Beispiel verdeutllobt eine Art der Anwendung der erflndungsgeaäSen Lehre.
Beispiel
Bs wurde eine Reibe von filtereleaenten hergestellt, indem gevabiene, gebrannte Tonerde gesiebt wurde» um Partikel alt einer mittleren Größe von 0,48 rna, 0,56 ma und 1,06 na und «it Änderungen in besug su diesen mittleren Größen auesusleben» wie dee suvor beeobrleben worden 1st· Diese Partikel wurden dadurob gewonnen* daβ Xonerde durob 32 Masehen und auf 48 Hssohen, durob 28 Maschen und auf 42 Mesonen, durob 16 Masoben und auf 24 Meeohen und durob 14 Maeoben auf 20 Maβοhen der Siebe der Tyler-Reibe ausgesiebt wurde. Die gewonnenen, gebrannten Tonerdebeatandteile wurden alt 7,7 Gew.-jC eine· orgenisoben Bindemittels genisobt, das 1« wesentlichen aus Dextrin, Kunststoff und einer wäßrigen We onsIb* sung und aus 8 Gew.-j6 eines vorgeforsten« gleaartigen Materials bestand, das aus 25 £ Kelsiuaoxid, 35 ί> Alueiniuaoxid und 40 % Boroxid bestand, was alles gewablen wurde, so da6 es durob ein 300-Hasobenaieb pessiert. Dieses glasartige Material wurde gebrannt und stt Glas geforat, bevor es gemahlen wurde· Das glasartige Mateial wurde so eingeeisobt, daß Partikel des glasartigen Materials glelohettßig dl« Partikel des Alu- «iniuvoxlds übersogen, was durob Sichtprüfung festgestellt wurde.
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BAD OWGIWAl,
Eine Menge eines ao hergestellten Miaobung wurde in eine napffurmige, flache, runde Form gebracht und Bit hydraulischem Druck gepreOt, ao daß ein fiabee, feuchtes Formstück entstand, dee genügend naaee Festigkeit besitzt, ao daß sie dieae bei vorsichtiger Handhabung beibehält» Eine Zabi solcher nasees Formstücke wurde hergestellt, in einen Ofen gebracht und bis etwas über die Bindungstemperatur des glasartigen Materials gebsannt. Das Glas floß und sohaols die Partikel dea Aggregats aneinander» wobei Hohlräume oder Poren dazwischen verblieben·
Eine Reibe von PiIterverBuchen wurde Bit Filtern der verschiedensten mittleren PartikelgröSe durchgeführt, die in der oben beschriebenen Weise hergestellt waren. Bei jedes Versuch wurde ein Filter in eine Kammer gebreobt, die einen unteren EInIaS für geschmolzenes Aluminium und «to oberes Ende sur Aufnahme eines 6 1/4" im Durchmesser •essenden Filters aufwies, des zwischen der Kammer und dem Boden des Troges angeordnet war, der die FiiterkaBaer Bit einer Oießstation verband. Das Aluminium war in allen Fällen die Legierung 7079, deren Zusammensetzung in Gewiobtsprosenten in die Bereiobe fiel, die suvor bei Gewinnung der Vereuobsergebniaae gemäa Fig. 10 angegeben worden sind. SohmeIsen, Bebendlung des geschmolzenen HetaHe, Gießen ; von GuSBtücken, Schälen, Schmieden und tbermieobe Behandlung des SobeiedestUoke wurden in der in Zusammenbang Bit dtn Versuchen gemäS Fig. 10 beschriebenen Weise ausgeführt.
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BAD ORJGiNAL
Yon den Schmiedestücken, die aus Metall zubereitet wurden, da« durob die verschiedensten Filtergrößen gegossen worden war, wurden Versuchsproben mit einem Nominaldurchmesser von 1/2" und einer Länge von 1,4" für jeden Sobmiedevorgang zubereitet. Sie Dehnung in der kurzen Querrichtung wurde für jede Probe bestimmt, Eine buhe Querdebnung ißt ftir feet«» Aluoiniuaeohaledelegierungen feine sehr erwünschte Eigenschaft, da es ein direkte Anr.eioben für die Streokbarkeit des Materie Io ist. Schmiedestück«* ta it einem beben Anteil von Einschlüssen bab«m nine sobleobte Streokbarkelt und Wonnen niobt für kritische Sobniedeprodukte verwendet werden, wie ei« beiepieleweiae bei Flugzeugteilen vorkoaoen.
Fig. 11 verdeutlicht die Beziehung zwischen der geringsten Kurzquerdehnung von dehnbaren Gruppen auB Scboiedeetüoken, die aus OuBetüoken hergestellt worden sind, die durob die verschiedensten Fiitergrbßen gegossen worden waren. Die Piltergröß« ist eine willkürliche kosfoerzielle BestiwDung, die sich auf die Luftdurchluseigkeit eines Filters besiebt. Die Filtergröße bat eine Beziehung zu der mittleren PartikelgrÖBe des Aggregats, wie das in Fig. 11 dargestellt ist. Fig. 11 zeigt deutlich, doß Sohmiedeetüoke, die aus Metall hergestellt worden sind, das durob fortlaufend feinere Filter gegossen worden ist, eine Verbesserung in der Xursquerdebnung haben. Der Anstieg in der Dehnung, wie er für das 40ei-Filter in Vergleich zu
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de« 6Oer-?ilter dargestellt ist» 1st das Ergebnis einer KornTergrUSernug des Metalle» was dnrob die Entfernung Ton kornrerfelnemden !artikeln darob das Tilter Terursaobt wurde. Dies kann darob HlnsufUgen von Kornrerfeinerern su der gesobaolsenen Legierung in de« Leitungetrog iwieoben der Filteretation und der Gleestatlon Torblndert werden.
Sine Ultraschallprüfung wurde in der swror besobrlebenen Veiee unter Zuhilfenahme eines Refiektoskops der Firae Sparry Products ausgeführtv wobei ein erhabenes Querskrlstall auf die Oberfläche des Prüfstückes geteaobt wurde and des Erlstall in UUreaobaUschwingungen «it einer Frequens von 0,5 MBs oder «ehr Tersetst wurde. Des Kristall Übertrag so eine pulsierende Keule τοη Sobwlnguagen, die darob des Stück wanderte and τοη den Blnscblüseen and von anderer Seite reflektiert wurde. BIe reflektierten Schwingungen wurden durob das Kristall aufgefangen, des eis Büpffinger wirkte und elektrlsobe Isjpulse auf den Sobire einer KatbodenstrsblrObre leitetet wo sie als Spennungsspltsen auf einer geeichten Linie erscheinen.
Die Porengröfle τοη Filtern, die sieb al· rorteilbeft für die Verwendung bei dieser Erfindung herausgestellt bat» wurde eis Isj MIttel swlsofaen ungefähr 0,92 an bis ungefähr O9 25 sai liegend festgestellt. Sie Poren bilden na· tttrllob sjelet gewundene, jedooh durchgehend offene Durchlas·· τοη der BlnleSfläohe au der AueleSfläobe eines filtere. Bin Stroej τοη gesobsjoisenea Aluslniu* durob ein fil-
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ter gmte dieser Erfindung tritt sehr !«lobt unter tin·« Druok von ungefähr 0,4 kg/o« auf, der gewSbnllob bei •lMiwnwUB Aiileg· dorob die normal· flüssigkeitssäule dee Metelle durob SobwerkraftstrBemng erfelelt wird, wenn die !artikel de· filtersggrejpts einen alttleren aaxiaelen Darob«eeeer τοη 0,25 te· bis 2,5 aa neben· Mit de« Ausdruck, wie beispielsweise "aittlerer aaxlaeler Surohaeeeer*, "Sartikeldurobaesser" oder "greater Dttrobneeeer" in Tesblndnng alt der Pertikölgröö·, let bier ge-■eint« deB eolobe Pevtlket darob ein iyler-Sieb «1t einer eoloben MeeebengruSe blndnrebtreten» Se 1st von besondere« Torteilt dee Metall neob des fiarobtr^te^ derob de· filter in einen la wesentlichen ebenen frng ebsnlelten and ee ·ο In einen mbigen Stron sar OieSetstion so trmneportieren« Sie Platte, an der «ebrere rebrfuralge flitereleaente angebreobt «lnd, beetebt formgstfelae en· der Mieooang gevttO der vorliegenden Brfindnng» «le kann 3e~ doob auob aoe einer unduroblteeigen Platte beeteben·
Anteile und irosentetttse sind bier «af de· Geviobt besogen, nenn dee niobt anders engegeben 1st· Ka eel deren! hingewiesen, da8 die fllteranordnung in der Prexls sweeicsitlgenieise dnrob erbltste Atsosbpir« nage* ben let, beiepielsweise alt BiIfe einer Muffe, die Oeebrenner elnsoblledt, na des Metall während des filtern· in fltteeigea Snstend se selten« Alnainina oder ender· Legierungen ala die bier angegebenen kennen in gleicher
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Weiae gefiltert urd Produkte daraus hergestellt werden, die in der gleioben Veiae verbesserte Elgenaobaften beben. Obwohl der HlederbalterIng oder andere Viederbeltealttel in der dae gefilterte Aluminium aufnehmenden Karaer. bier ala aus Metall bestehend beschrieben sind, ao sind doob andere paaaende Materialien, wie beispielsweise ein alwainlunbeatftndigea Brennprodukt, verwendbar· Außerdem kann bei der Anordnung von Deokplette und mehreren Robren der Durchmesser der Surobbrttobe In der Platte gewttnaobtenfalle vom des Xnnendusftaeeaer der Rohre abweiobene Bei einer Auefübsnngeforffi aänS aie kleines ale $®τ Innendurobaeaaer des robrfSsslgee Fllt@s?o 11© Masofees- oder FiI^
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« vwcdffentließt
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Claims (1)

  1. Ansprüche
    1. filter aar Entfernung eingeschlossener Festkörper eue geschmolzenem Aluminium, gekennselehnet dnrob eine su eine« formetüok gebrannte Mischung sas feuerbeständigen, gesobmolseuem Aluminium widerstehenden Partikeln, die einen mittleren maximalen Durchmesser you ungefähr 0,165 Mi bl· ungefähr 2,8 «β haben, and eine« Yorgesobmolsenen, glasartigen Bindematerial, da· nicht mehr als 10 £ Sllislu« In besag su de« Oewiobt der gebrannten Mlsobnng enthält, wobei des BindematerieI 1« wesentlichen gleichförmig ttber daa filter verteilt 1st and dl· Partikel umgibt and ele susevacnhilt, ·ο da8 eine farta, poröse Verbindung «1t untereinander verbundenen Poren gebildet iat.
    2. filter nach Ansprach 1* dednrob eckonnsolohnet, daB daa Yorgeschmolsene Blodemoteriai 4 bis 20 f des Oewiohts dar Klsobung, besogen auf da· gesamte gebrannte Oewiobt dar Mischung, betragt.
    5· filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gakennsolobnct. da· daa Torgcsobaolsene Blndaaatarlal 1« wesentHoben an·» besogen auf daa Gewicht, 15 bla 80 % Boroxid, 5 bl· 50 % lalslumoxid and 2 bl· 60 Jf Aluminiumoxid besteht.
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    4. filter neob Anspruob 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet.
    dB8 der mittlere «axlaele Durchmesser der feuerbeständigen , Partikel «wischen O925 «ι und 2,5 m liegt·
    5. Filter neob eine« der vorhergehenden Ansprüche, dadnrob gekannselohnet« daß die feuerfesten Partikel gebrannte Tonerde sind.
    6. Filter nach βInea der vorhergehenden Ansprüche, dednrob gekenneelohnet, da8 die gebrennten Partikel aua flaoher Tonerde beeteben·
    7. Filter neob eine· der vorhergebenden Ansprüche, dedorob eekennaeiobnet. da β die gebrannte Mieobung ein Bohr «it eine« geschlossenen Bade bildet·
    8. Filter nach eine« der vorhergehenden Ansprüche, gekenn» gelohnet durch eine gewellte au8ere Oberfittobe.
    9. Filter naob eine« der vorhergehenden Ansprüche» dednrob gekennaeiohnet. da β die an eine« Fometüok gebrannte Miaobting offene gewundene DuroblMese alt eine« aittleren Durobaesser »wischen 0,25 «■ und 0,92 a« aufweist.
    10. Filter neob einee der vorhergehenden Ansprüche, da gakenneelehnet. daS die an eine« Foraatüok gebrannte Mi-
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    •ohang offen· gsimndstts Saxofallsss «it einm «ittlsren «exi«elan Sarobassss* sviaohen 0,25 wad O992 as aafwelst·
    11. Filter nach sin*· de* rorbergebenden AnaprÜohe, dadurob gekonnseichnot. da8 «ebrere derartige filter sueasaengefaSt sind und jeweils hoble Qsbilds darateilen, dis an sins« Bnds gssoblosesii sind and eiob as anderen Ende sti eine« ent apreobeodss Susobtetiob in einer Platts öffnen, en der die filter befeetift Bind,
    12. filter naob lnapruob 11, dadurch asksnnislobnst* daß Jedea filter rohrförmig ist ond «it ds« entupreohenden DnTobbwob flachtet.
    13. filter nech Anepnicb 11 oder 12, dadurch defl die einen Enden der einzelnen Tilter Qws®h eins geweln saos Veraoblttöplatte vereohloaeen sind.
    14. filter naob Anapruoh 11, 12 oder 13« dadttrcb gekenn- «siohttat. dafi dia «it Darcbbrüoben versehene Platte innerhalb eine· Oefttfiee fQr gsaobaolssciss Aloainioa angeordnet and durob einen ringföreigen flanaob gebalten Ik9 der •iob swlsobsn ds« oberen und de« unteren teil dss OtfStsa befindet, d«8 dss öefW «ine BinUeUitung aufweist und sins Abd«o1rang für den oberen Teil und daβ sine siob swissbstt dss Abdeckung und dss Piett· aratraokend· lisdss* beltung für dis Platt· Torgsseben ist«
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    15· Verfahren eur Herstellung streokbaren Aluainiuas unter Verwendung eines Filters geoMS den Ansprüchen 1 bis 14» dadurob gekennzeichnet« daβ das geaobeolaene AluBiniua in einem i· wesentlichen ebenen Trog durob das Filter und su einer Gießstetian geleitet wird, derart, daβ das gesobaolsene Aluminium rubig au der GieSstation fließt, und daß dann das Aluminium verfestigt wird ο
    t6, Verfahren sur Herstellung streckbaren Aluainiuas, dadnrob gekenneelohnet» daß
    g©e@liii©Xsen@is lluainiuü öiasefe ©im festes - filt@s geleitet ^iSi9 iss to wsasntlloben
    $ Aluiai!ii«3ii viä©rstehenden besiehtt d©3 4ev mittler® ©airiaöl©
    i@r Artikel swisöbea ungefähr 9165 m Ms 2»8 QStB liegt,, und äsQ als Bin« i©G3itt@l gleiehmäSig durels das Filter vsrtsilt und die Partikel uagebend ein vorge~ sobBdlset&es glasartiges Material alt 4 ^ bis 20 1* Gewiobtsanteilen verwendet ist, das 1« wesentlichen aus 15 £ bis 80 £ Boroxid,
    15 $ bis 50 # SaIsiuaoxid, 2 * bis 60 * AIu- «iuiUBoarid und nicht »ehr als-10 £ Silisiua besteht»
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    (b) da8 das geBohaolseae Aluainiua τοη de« Filter in einen ia wesentlichen ebenen frog geleitet wird, der·da· gvBobaolsene Alrainiu« su einer OieBatation tranaportiert,
    (o) und daß das gesobaolsene AUminiua in eines
    ruhigen Stroa bu der OieBetetion geleitet und dort Terfeatigt wird.
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