DE1952083A1 - Vacuum continuous casting process and vacuum continuous casting plant - Google Patents
Vacuum continuous casting process and vacuum continuous casting plantInfo
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Description
DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHDNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCHDR.-ING. BY KREISLER DR.-ING. SCHDNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH
■1* Okt. :/3B9 Sch-Ax/est■ 1 * Oct .: / 3 B9 Sch-Ax / est
SOCIETE INDUSTRIELLE DE COMBUSTIBLE NUCLEATE, 98, Avenue de Petit Brogny, Annecy (Haute-Savoie), PrankreichSOCIETE INDUSTRIELLE DE COMBUSTIBLE NUCLEATE, 98, ave de Petit Brogny, Annecy (Haute-Savoie), France
Vakuum-Stranggußverfahren und Vakuum-StranggußanlageVacuum continuous casting process and vacuum continuous casting plant
Die Erfindung betrifft ein insbesondere auf die Herstellung von Profilen oder Rohren aus Uran anwendbares Stranggußverfahren zum kontinuierlichen Vergießen von Metallen, Metallegierungen oder anderen Materialien, die eine gute Entgasung erfordern und/oder im heißen Zustand an der Atmosphäre leicht reagieren, unter Vakuum.The invention relates to a continuous casting process which can be used in particular for the production of profiles or pipes from uranium for continuous casting of metals, metal alloys or other materials that have a good Require degassing and / or react easily when hot in the atmosphere, under vacuum.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens,The invention also relates to a system for carrying out this method,
Die immer häufigere Verwendung von sehr reinen Metallen oder Legierungselementen sowie die Notwendigkeit, eine Oxydation dieser Metalle während der verschiedenen Stufen der Herstellung von Profilen oder Rohren mit oder ohne thermische Behandlungen zu vermeiden, führten zu einer unaufhörlichen Verbesserung der Verfahren, die- für eine solche Produktion angewendet werden, und der Anlagen zur Durchfüh-rung dieser Verfahren.The increasing use of very pure metals or alloying elements as well as the need for an oxidation of these metals during the various stages the production of profiles or tubes with or without Avoiding thermal treatments resulted in a ceaseless improvement of the procedures that- for one such production are applied, and the facilities for Carrying out these procedures.
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Es sind bereits Anlagen bekannt, die es ermöglichen, kontinuierlich an der freien Luft Rohre, Profile, Blöcke, Barren usw., die aus einer Hülle bestehen, die einen aus einem anderen Werkstoff bestehenden Kern umgeben, herzustellen, aber bei diesen Verfahren werden nicht die Vorteile einer Durchführung unter Vakuum oder unter dem verminderten Druck eines inerten Gases ausgenutzt.Systems are already known that make it possible to run continuously in the open air pipes, profiles, blocks, bars, etc., which consist of a shell that consists of one surrounded by another material, but the advantages are not achieved with this method an implementation under vacuum or under the reduced pressure of an inert gas.
Es sind ferner Anlagen bekannt, die es ermöglichen, Werkstoffe unter Vakuum zu vergießen, aber es war bisher nicht möglich, diese Werkstoffe kontinuierlich aus dem Vakuum abzuziehen, vor allem,wenn unter verhältnismäßig hohem Vakuum gearbeitet werden soll. There are also systems known that allow materials cast under vacuum, but it was not previously possible to continuously remove these materials from the vacuum remove, especially if you want to work under a relatively high vacuum.
Schließlich wird bei den zur Zeit bekannten sogenannten "kontinuierlichen" Gießverfahren unter Vakuum nicht mit einer Vorrichtung gearbeitet, die den kontinuierlichen Abzug des Metails/^heißen Zustand aus dem Vakuum in die Luft ermöglicht, so daß der Guß lediglich als halbkontinuierlich bezeichnet werden kann. Ferner sind die bekannten Anlagen nicht mit Mitteln versehen, die es ermöglichen, die Finally, in the so-called "continuous" casting processes known at the moment under vacuum, no device is used which enables the continuous removal of the hot metal state from the vacuum into the air , so that the casting can only be described as semicontinuous. Furthermore, the known systems are not provided with means that allow the
20' Abkühlung des Metalls zu regeln und es gegebenenfalls während des gleichen Arbeitsganges zu härten.20 'to regulate cooling of the metal and if necessary during hardening of the same operation.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die oben genannten Verfahren und Anlagen so zu verbessern, daß die Entgasung unter Vakuum, das kontinuierliche Vergießen unter Vakuum und die geregelte Abkühlung von Metallen, Metallegierungen oder anderen Werkstoffen, insbesondere solchen, die leicht in der Wärme in Gegenwart der Atmosphäre reagieren, gleichzeltig ,möglich sind . ' .The invention has the object of the above Process and systems to improve so that the degassing under vacuum, continuous casting under vacuum and the controlled cooling of metals and metal alloys or other materials, especially those that are light react in the warmth in the presence of the atmosphere, at the same time ,possible are . '.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist anwendbar, auf Anlagen, die eine Pfanne mit flüssigem Metall , das bei konstanter Temperatur gehalten Kird, öder eine häiebige andere QuelleThe method according to the invention is applicable to installations which a ladle with molten metal which is kept at constant temperature Kird, a barren häiebige other source
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BADBATH
von flüssigem Metall, das bei konstanter Temperatur ge^- halten wird* eine gekühlte Kl*© kille, die zuweilen auch die-Rolle der Pfanne spielen kann* eine KühlvoMehtung unter Va küum und zwischen der Vakuumkühl vorrichtung und Spritzdüsen an der freien Luft eine dynamische Schleuse z-um Austrag des Strands an die Luft aufweisen, wobei diese Schleuse aus Kammern besteht, die durch PumpeinTiehtungen von bekannten Typ bei abnehmenden Drücken gehalten werden und untereinander durch Blenden getrennt sind,of liquid metal, which at constant temperature ge ^ - will hold * a chilled Kl * © kille, which sometimes also the role the pan can play * a cooling under Va küum and between the vacuum cooling device and spray nozzles a dynamic lock z-um in the open air Have discharge of the beach into the air, this Lock consists of chambers, which are opened by pumping devices of known type are maintained at decreasing pressures and are separated from each other by panels,
Das Verfahren besteht darin,, daß man einerseits für eine . gegebene Hohe im Verhältnis zu derjenigen des Flüssigkeitsmeniskus den metallostatisehen Druck, der auf das in der Bildung begriffene Rohr oder Profil ausgeübt wird, konstant hält, so daß der*Tcleranzbereich zwischen dem Quer- schnitt des Profils oder Rohrs bei seiner Ankunft in der dynanr:sehen Schleuse und dem Querschnitt der Blenden so gering ist, dai3 der Luftzutritt in jedem Fall geringer ist als die Leistung der Pumpvorrichtungen. und andererseits der Kühlzone eine LHnge gibt, die es in Abhängigkeit von der angemessenen Regelung der Abzugsgesehvfindigkeit des gegossenen Profils- diesem ermöglicht, mit der Busche am Aus-. tritt der Schleuse bei einer konstanten und geregelten Temperatur in Berührung' zu kommen*The procedure consists in that, on the one hand, for a. given height in relation to that of the liquid meniscus the metallostatic pressure applied to the Formed pipe or profile is exercised, keeps constant, so that the * Tcleranzbereich between the transverse cut of the profile or pipe on its arrival in the dynanr: see sluice and the cross section of the diaphragms like this is small, since the air inflow is less in any case than the performance of the pumping devices. and on the other hand gives the cooling zone a length which it depends on the appropriate regulation of the withdrawal sensitivity of the cast Profile- this enables with the bush at the end. comes into contact with the lock at a constant and regulated temperature *
Die Anlage für die durchführung dieses Verfahrens weist die folgenden Teile iß Kombination auf ι Elfi© Vakuumkammer * eirie in dieser VaioiUinkammer angeordnete PfahnSj ein mit del» Pfanne verbunäeßes Regelsystem» zum Beispiel eirte magnetische Pumpe c<Ser ein am unteren <$$%! der Pfanne ordneter Stopfen, ein mit einer Düse vei^hener Zulauf, der öas durch den Stopfen freigegebene flüssige Metall nimmt-, eine austjauBehbare* mit Wässer Kokille» ein in 4er Kokille ängeoröneties das einen HiIfsmechanismus steuert, der dien Mengenregler,The system for carrying out this process has the following parts and a combination ι Elfi © vacuum chamber * eirie PfahnSj arranged in this VaioiUinkkammer a control system connected to the »pan» for example a magnetic pump c <Ser a at the lower <$$%! The stopper arranged in the pan, an inlet with a nozzle that takes in the liquid metal released through the stopper, an exchangeable mold with water, a mold in 4 molds that controls an auxiliary mechanism that controls the volume regulator,
z.B. die Stellung des Stopfens steuert, ein Kühlmantel, eine dynamische Schleuse, die aus mehreren Saugkammern besteht, die jet-zeils an eine Pumpe angeschlossen, sind, deren Typ von dem Druck der entsprechenden Kammer abhängt, wobei die Kammern durch Blenden voneinander getrennt sind und auf die letzte Kammer eine pneumatische Dichtung folgt, die aus einem Inertgasstrom besteht, der gleichzeitig eine Kühlvorrichtung darstellt, eine außerhalb der Vakuumkammer am Austritt der oben genannten dynamischen Schleuse angeordnete Kühlzone mit Spritzdüsen zur Abkühlung des Stranges, Abzugs- und Führungsrollen, deren Drehgeschwindigkeit mit . einem Hilfsmechanismus geregelt werden kann, der von einer Temperaturmeßvorrichtung betätigt wird, die am Austritt der Kühlkammer unter Vakuum angeordnet ist, und schließlich - eine Trennvorrichtung von beliebiger bekannter Bauart.e.g. controls the position of the stopper, a cooling jacket, a dynamic lock consisting of several suction chambers that are jet-zeils connected to a pump, the type of which depends on the pressure of the corresponding chamber, the chambers being separated from one another by diaphragms and the last chamber is followed by a pneumatic seal, which consists of an inert gas flow which is also a Represents cooling device, one arranged outside the vacuum chamber at the outlet of the dynamic lock mentioned above Cooling zone with spray nozzles for cooling the strand, take-off and guide rollers, their speed of rotation with. an auxiliary mechanism can be controlled, which is operated by a temperature measuring device which is located at the outlet of the Cooling chamber is placed under vacuum, and finally - a separator of any known type.
Für die Herstellung von Rohren mit Kern oder Seele gehört zu der Anlage außerdem eine dynamische Schleuse für die Einführung des Kerns in die Vakuumkammer, eine Führungsvorrichtung, die den Kern genau in der Achse der Kokille hält und aus Gruppen von Rollen besteht, die beiderseits der dynamischen Schleuse angeordnet sind, und gegebenenfalls eine Heizvorrichtung für den Kern, die entweder oberhalb der dynamischen Schleuse oder unter Vakuum zwischen der dynamischen Schleuse und der Kokille angeordnet ist.For the production of tubes with a core or core belongs to the system also has a dynamic lock for the Insertion of the core into the vacuum chamber, a guide device that precisely aligns the core with the axis of the mold holds and consists of groups of roles that are mutual the dynamic lock are arranged, and optionally a heater for the core, either above the dynamic lock or under vacuum between the dynamic lock and the mold.
Wenn die Anlage mit einer Vorrichtung zum Erhitzen des Kerns unter Vakuum versehen ist, kann die dynamische Schleuse ver-, einfacht sein und vcn der Außenseite zum Innern der Vakuumkammer folgende Teile aufweisen: eine vorzugsweise doppelte Gleitdichtung, die den Kern umschließt und aus einem Elastomeren besteht, eine S-augkainmer, die mit einer Pumpe von hoher Leistung verbunden ist, und einen dynmischen Gewindeabschluß, If the system is provided with a device for heating the core under vacuum, the dynamic lock can be simple and have the following parts from the outside to the inside of the vacuum chamber: a preferably double sliding seal, which surrounds the core and made of an elastomer consists of a S-augkainmer connected to a high-powered pump and a dynamic threaded end,
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Bei einer anderen Ausführungsform, öle zur Ausschaltung; der Probleme des Festbaekens des erstarrenden Metalls, an den Innenwänden der Kokille und zur Regelung des Standes. des flüssigen Materials dient* ist die Anlage mit einer Vorrichtung, die die Kokille in Rütte !bewegungen; versetzt.» und einer Vorrichtung versehen, die mit großer ßenauigkeit den Stand der fltissigeri Materialien in der Kokille regelt.. Auf diese Vorrichtungen wird nachstehend, ausführlicher eingegangen.In another embodiment, oils for the elimination; the Problems of solidifying metal sticking the inner walls of the mold and to regulate the stand. of the liquid material is used * is the system with a Device that moves the mold in Rütte! displaced. " and a device provided with great accuracy regulates the level of liquid materials in the mold .. These devices will be discussed in more detail below received.
Es ist bekannt, daß dieses Anhaften die Qualität des ge- gossenen Metalls verschlechtert und in gewissem Maße die Dur ehlauf geschwind igkeit des Stranges am Austritt cter Kokillen begrenzt, und daß man die Wirkungen dieses Anhaftens mildern kann, indem man Vibrationen in den Kokillen hervorruft. Ferner kann bestätigt ; werden, daß der Zulauf des "flüssigen Materials in die Kokille gut geregelt ist, "wenn der Stand des flüssigen Materials in der Kokille konstant bleibt.It is known that this sticking deteriorates the quality of the cast metal and to some extent limits the speed of travel of the strand at the exit of the molds, and that the effects of this sticking can be mitigated by causing vibrations in the molds. Can also be confirmed ; be that the inflow of the "liquid material into the mold is well regulated," if the level of the liquid material in the mold remains constant.
Die Erfindung wird nachstehend ausführlich anhand; der Abbildungen beschrieben,The invention is described in detail below with reference to; of the pictures described,
Fig. 1 zeigt schematisch eine Anlage für den kontinuierlichen Strangguß von Stangen unter Vakuum»Fig. 1 shows schematically a plant for the continuous Continuous casting of bars under vacuum »
Fig. 2 zeigt im größeren Maßstab eine Teilansicht der dynamischen Schleuse.Fig. 2 shows on a larger scale a partial view of the dynamic lock.
Fig., 3 zeigt eine dynamische Dichtung.Fig. 3 shows a dynamic seal.
Fig..4 zeigt die pneumatische Dichtung und die dazugehörige Kühlvorrichtung mit Spritzdüsen.Fig..4 shows the pneumatic seal and the associated one Cooling device with spray nozzles.
; Fig. 5 zeigt schematisch eine Gesamtanlage für den kontinuierlichen Strangguß von Rohren mit Kern unter Vakuum,; Fig. 5 shows schematically an overall system for the continuous Continuous casting of tubes with a core under vacuum,
BADBATH
1S52&8-31S52 & 8-3
Fig. 6 zeigt schematisch das Einsetzein einer äußeren Pfan, ne für AnFig. 6 shows schematically the insertion in an outer pan, ne for An
Pig,, 7 z-eig,% die Anordnung einer Kokille, die Rütteibewegungen unterworfen wird, und eines Standregelsystems für die flüssigen Materialien in dieser Koktle gemäß der Ir-Pig ,, 7 z-eig,% the arrangement of a mold, the Rütteibewegungen is subjected, and a level control system for the liquid materials in this coke according to the Ir-
Die in, Fig, 1 dargestellte Anlage weist eine Vakuumkammer auf* in der eine Pfanne 2 als VorratsbeMlter für das flüssige Metall, das im dargestellten Beispiel für dieThe system shown in, Fig. 1 has a vacuum chamber on * in a pan 2 as a storage container for the liquid metal, which in the example shown for the
IQ.,.; Herstellung von Stangen dient, angeordnet ist·. Die Pfanne 2';ist Afon einer elektrisehen V/icklung 3 einer Induktlonsheizvorriehtung umgeben. Im unteren Teil der. Pfanne 2 ist ein Verschlußkegel K vorgesehen, der dem flüssigen Metall den Austritt aus der Pfanne ermöglicht, und dessen öffnungs-IQ.,.; Manufacture of rods serves, is arranged ·. The pan 2 'is surrounded by an electrical winding 3 of an induction heating device. In the lower part of the. Pan 2, a closure cone K is provided, which allows the liquid metal to escape from the pan, and its opening
15/ bewegung sehr genau durch eine mechanische Vorrichtung 5 gesteuert wird, die durch einen Hilfsmechanxsmus 6 betätigt wird» - ■_■;■-.15 / very precise movement by a mechanical device 5 which is operated by an auxiliary mechanism 6 becomes »- ■ _ ■; ■ -.
Unter der Pfanne 2 ist ein Verteiler 7 in Form eines Trichters angeordnet, der das flüssige Metall, das durch den Kegel 4^ freigegeben wird, aufnimmt und es in einenaCauT 8 verteilt, der gleichmäßiges Vergießen des flüssigen Metalls aus dem Verteiler 7 in einer Kokille Q ermöglicht, die als Form "für das durchlaufende flüssige Metall dient. Die Kokille Q ist auswechselbar und von bekannter Bauart. Sie ist.innen - ■ zylindrisch und hat im viesehtlichen den gleichen Querschnitt wie die herzustellenden Stangen unter Berücksichtigung der Schrumpfung des Metalls während des Erstarrens und Abkühlens, • Die-Kokille kann"ihnen auch leicht konisch ausgebildet sein ' ütiS iich" nach oben um 1 bis 2° ausweiten, um te.xjvieise die 5©T:" - Sehr-ump*fungjaüszugleichenr und auf diese Weise ein 25U'schnelles Auf hören;Gdfer* thermischen Berührung des"Barrens mit der Kokille zu vermeiden* .A distributor 7 in the form of a funnel is arranged under the pan 2, which takes up the liquid metal that is released by the cone 4 ^ and distributes it in aaCauT 8, which evenly pours the liquid metal from the distributor 7 in a mold Q The mold Q is exchangeable and of known design. It is inside - ■ cylindrical and has the same cross-section as the rods to be produced, taking into account the shrinkage of the metal during solidification and cooling, • die-mold can "them easily be tapered 'ütiS iich" extend upwardly around 1 to 2 degrees to the te.xjvieise 5 © T "- Very-ump * Fung j aüszugleichen r and in this Wise a quick cessation; G dfer * to avoid thermal contact of the "ingot with the mold *.
00984 67 OS54 BAD obiginal00984 67 OS54 BAD original
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Die Kokille 0 ist in ihrer Masse von einem hydraulischen Kühlkreislauf durchzogen, der durch Leitungen 10 bei regelbarer Strömungsgeschwindigkeit aufrechterhalten wird. Eine nicht dargestellte Rüttelvorrichtung von bekannter Bauart ermöglicht es, der Kokille eine Hin- und Herbewegung längs ihrer Achse zu verleihen.The mold 0 is hydraulic in its mass Cooling circuit traversed by lines 10 at controllable Flow rate is maintained. A known type of vibrating device, not shown makes it possible to give the mold a reciprocating motion along its axis.
Zwei Standanneiger 11 und 12 sind übereinander in Ausnehmungen angeordnet, die im Innern des zylindrischen Teils der Kokille vorgesehen sind. D:ese Standanzeiger sind mit dem Hilfsmechanismus 6 verbunden, der die mechanische Vorrichtung 5 betätigt. Ein Schauglas 13 ermöglicht die Beobachtung des Standes des flüssigen Metalls in der Kokille Q. Unter der Kokille ist eine Kühlkammer 14 angeordnet, die von dem aus der Kokille kommenden Strang durchlaufen wird.Two level indicators 11 and 12 are one above the other in recesses arranged, which are provided inside the cylindrical part of the mold. D: ese level indicators are with connected to the auxiliary mechanism 6, which is the mechanical device 5 actuated. A sight glass 13 enables observation the level of the liquid metal in the mold Q. A cooling chamber 14 is arranged under the mold is traversed by the strand coming out of the mold.
Unter der Kühlkammer I^ 1st eine dynamische Vakuumschleuse 15 angeordnet, der Stickstoff von einer Quelle l6 zugeführt wird, deren Druck durch einen Mechanismus 17 geregelt wird., der von einen am Boden der Schleuse angeordneten Temperaturmeßgerät 1β gesteuert wird.A dynamic vacuum lock is located under the cooling chamber 15 arranged, the nitrogen supplied from a source l6 whose pressure is regulated by a mechanism 17., that of a temperature measuring device arranged at the bottom of the lock 1β is controlled.
20' Nach dem Austritt aus der Schleuse 15 durchläuft der Strang eine Brause 10, die ihn kühlt und gegebenenfalls härtet. Anschließend wird er von zwei Gruppen von Rollen 20 und 20' ergriffen, die ihn führen und seinen Abzug aus der Schleuse bewirken. Die Rollen 20 und 20' werden von einem Motor 21 angetrieben, der von einem Servo-Gerät 22 gesteuert wird, das durch ein TemperatürmeSgerät 2> gesteuert wird, das am Austritt der Kühlzone V\ angeordnet ist.20 'After exiting the lock 15, the strand passes through a shower 10, which cools it and, if necessary, hardens it. He is then taken by two groups of rollers 20 and 20 ', which guide him and cause his withdrawal from the lock. The rollers 20 and 20 'are driven by a motor 21 which is controlled by a servo device 22 which is controlled by a temperature control device 2> which is arranged at the outlet of the cooling zone V \.
Eine Strangtrennvorrichtung von bekannter Bauart, die sich mit dem Strang fortbewegt, kann nach den Rollen 20 und 20' angeordnet sein, tan den Strang auf bestimmte Längen in einer Ebene senkrecht zu seiner Achse zu zerschneiden.A strand cutting device of known type, which moved with the strand, can be arranged after the rollers 20 and 20 ', tan the strand to certain lengths in one Cut plane perpendicular to its axis.
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Während des Anfahrens der kontinuierlichen Herstellung eines Stranges wird ein Ausziehgerät 25 verwendet, das "·■ den Strang in Höhe der Kokille Q ergreift. Diese Ausziehvorrichtung 25 besteht aus einer Stange mit genau dem gleichen Querschnitt des herzustellenden Uranstranges und ist mit einer einfachen leicht auseinander-nehmbaren Greifvorrichtung in Form eines schwalbehschwanzförmigen Nockens versehen, wie sie bei bekannten üblichen Stranggußmaschinen anzutreffen ist. . ·During the start-up of continuous production of a strand, an extractor 25 is used, which "· ■ seizes the strand at the level of the mold Q. This extractor 25 consists of a rod with exactly that same cross-section of the uranium strand to be produced and has a simple, easily detachable gripping device in the form of a dovetail cam provided, as in known conventional continuous casting machines is to be found. . ·
Die in Fig. 2 dargestellte dynamische Schleuse-15■■.:tst, in fünf Saugkammern 27,28,29,30 und 3I unterteilt und mit; einer pneumatischen Dichtung 32 versehen * Die· "Saugkammern sind durch dynamische Dichtungen 33,34,35,36 und 37 voneinander getrennt. Die dynamischen Dichtungen 33,34,35 bestehen aus Bohrungen in einwärtsragenden Metallzylindern, die den Strang mit einem Spiel von einigen Zehntelmillimeterh, z.B. 0,3 mm, durchtreten lassen und gegebenenfalls mit einer Rändelung oder mit Gewinde versehen sind, dessen Tiefe einige Zehntelmillimeter beträgt.The dynamic lock 15 shown in FIG. 2 ■■.: Tst, in five Suction chambers 27,28,29,30 and 3I divided and with; a pneumatic seal 32 is provided * The · "suction chambers are by dynamic seals 33,34,35,36 and 37 from each other separated. The dynamic seals 33,34,35 consist of bores in inwardly protruding metal cylinders that the Strand with a clearance of a few tenths of a millimeter, e.g. 0.3 mm, let it penetrate and, if necessary, with knurled or threaded, the depth of which is a few tenths of a millimeter.
Bei einer anderen Ausführungsfortn, die in Fig. 3 dargestellt ist, kann eine Dichtung auch aus einem flachen Ring " 38 bestehen, der auf seinen Ober- bzw. Unterseiten mit Blenden 3Q und 40 in Trichterform versehen ist. Diese Blenden bestehen einerseits aus flachen Ringen 4l und 42, die auf der Oberseite bzw. der Unterseite des Rings 38 aufliegen und andererseits aus Kegelstümpfen 43 und 44, die dicht mit den flachen Ringen 41 und 42 verbunden sind und in zwei Zylindern 43 und 46 enden.In another embodiment, that shown in FIG is, a seal can also consist of a flat ring "38, which on its upper and lower sides with Orifices 3Q and 40 is provided in a funnel shape. These Orifices consist on the one hand of flat rings 4l and 42, those on the top or bottom of the ring 38 and on the other hand from truncated cones 43 and 44, which are tightly connected to the flat rings 41 and 42 and end in two cylinders 43 and 46.
Die Blenden 3Q und 40 sind auf einer Mantellinie so gespalten, da.1 der Durehmesser der zylindrischen Teile um . ., .einige Zehntelmillimeter variieren kann. Die Blenden sind ..an.dem Ring 3ε so befestigt, daß die Schlitze in Richtungen verlaufen, die der Achse der dynamischen. Dichtung ent-gegen- - gesetzt sind. Der Innendurchmesser des Zylinders 45 ent-. —■ ν - ;ϊ 009846/09γ54The diaphragms 3Q and 40 are split on a surface line in such a way that the diameter of the cylindrical parts is around. ., .can vary by a few tenths of a millimeter. The diaphragms are attached to the ring 3 in such a way that the slots run in directions that correspond to the axis of the dynamic. Seal opposite - are set. The inner diameter of the cylinder 45 ent-. - ■ ν - ; ϊ 009846 / 09γ54
' BAD ORIGINAL'BAD ORIGINAL
-Q--Q-
spricht im wesentlichen dem Durchmesser:des herzustellenden Stranges, und der Innendurchmesser des Zylinders 46 entspricht dem Außendürchmesser des Zylinder 45* so"daß der Zylinder 46 über seine gesamte Höhe mit dem Zylinder 45 in Berührung ist. ■essentially speaks of the diameter: of the one to be manufactured Strand, and the inner diameter of the cylinder 46 corresponds to the outer diameter of the cylinder 45 * so "that the cylinder 46 is in contact with the cylinder 45 over its entire height. ■
Die Saugkammer 27 ist mit einer Vakuumpumpe von mittlerer Leistung verbunden. Die aufeinanderfolgenden Kammern 28,29, 30 und 31 sind mit Pumpen von höherer Leistung verbunden. die Kammer 31 ist an eine Flüssigkeitsringpumpe vom SIHI-Typ angeschlossen. Die Kammer 27 ist mit einem Vakuummeßgerät 47 versehen. Die Kammer 28 ist mit einem ManometerThe suction chamber 27 is medium with a vacuum pump Performance connected. The successive chambers 28, 29, 30 and 31 are connected to pumps of higher power. the chamber 31 is connected to a liquid ring pump of the SIHI type. The chamber 27 is equipped with a vacuum gauge 47 provided. The chamber 28 is equipped with a pressure gauge
48 verbunden. Die pneumatische Dichtung 32 (Fig. 4) besteht aus zwei gepreßten rotationssymmetraschen Teilen 49,50. Die Oberseite 51 des Teils 49 ist eben, so daß sie sich an die Kammer 31 anschließen kann. Der untere Teil des Stücks48 connected. The pneumatic seal 32 (Fig. 4) is made from two pressed, rotationally symmetrical parts 49.50. The top 51 of the part 49 is flat, so that they can the chamber 31 can connect. The lower part of the piece
49 ist mit einem rOtationssymmetrischen Kegelstumpf 52 versehen, der als Achse die Achse des durchlaufenden Stranges hat. Das Stück 49 hat längs seiner Achse eine Bohrüngmit einem Durchmesser, der mit einer Toleranz von etwa 0,8 mm dem Durchmesser der herzustellenden Stränge entspricht.49 is provided with a rotationally symmetrical truncated cone 52, which has the axis of the continuous strand as its axis. The piece 49 has a bore along its axis a diameter which, with a tolerance of approximately 0.8 mm, corresponds to the diameter of the strands to be produced.
Der untere Teil des Stücks 50 bildet eine Düseneinschnürung, wobei der Teil 53 die trichterförmige Verengung und der Teil 54 den Diffusor bildet. Eine feststehende Dichtung 55 ist zwischen dem oberen Rand des Stücks 50 und der Oberseite 51 angeordnet. Der Raum zwischen den Stücken 49 undThe lower part of the piece 50 forms a nozzle constriction, the part 53 being the funnel-shaped constriction and the Part 54 forms the diffuser. A fixed seal 55 is between the top of piece 50 and the top 51 arranged. The space between pieces 49 and
50 bildet die Druckkammer, die mit einer Leitung 56 an die Quelle 16 eines unter· Druck stehenden, vorzugsweise inerten Gases (Stickstoff) angeschlossen ist. Der Kegelstumpf 52 und die Teile 53 und 54 des Stücks 50 stellen eineDüse in Form eines Ringes dar, durch die das von 16 kommende inerte Gas entweicht, wobei es^sieiiAan den^aUkühlenden Strang vorbeistreicht. Ein Temperaturmeßgerät 18", das in einer Ausnehmung in der zylindrischen Bohrung des Stücks 49 angeordnet ist» ist mit dem Servo-ßerät 17 verbunden.50 forms the pressure chamber, which with a line 56 to the Source 16 of a pressurized, preferably inert gas (nitrogen) is connected. The truncated cone 52 and parts 53 and 54 of piece 50 form a nozzle a ring through which the inert gas coming from 16 escapes, sweeping past the cooling strand. A temperature measuring device 18 "which is arranged in a recess in the cylindrical bore of the piece 49» is connected to the servo device 17.
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Die Brause IQ besteht aus e.'ner Wasserkammer '."8,· deren Wände aus zwei Metallglocken 50 und 60 bestehen, die die gleiche Drehachse haben. Jede Glocke ist oben mit einer Öffnung versehen, die im wesentlichen dem Querschnitt des herzustellenden Stranges entspricht. Auf der Glocke 60 sind,kleine Löcher gleichmäßig verteilt. Eine Meta!leitung δΐ, deren Ende mit der Glocke 59 verschweißt ist, führt Druekwasser in die Wasserkammer58 ein.The IQ shower consists of a 'water chamber'. "8, · their Walls are made up of two metal bells 50 and 60 that support the have the same axis of rotation. Each bell is provided with an opening at the top, which is essentially the cross-section of the corresponds to the strand to be produced. On the bell 60, small holes are evenly distributed. A meta! Line δΐ, the end of which is welded to the bell 59, leads Pressurized water into the water chamber58.
Die Vakuum-Stranggui^anlage, die nachstehend als einfaches ; Beispiel beschrieben wird, dient zur Herstellung von Uranstangen. Fig. 5 zeigt eine Variante dieser Anlage, bei der Rohre aus Uran mit Graphitkern hergestellt worden können. Bei dieser Variante sind die Teile im wesentlichen die gleichen wie bei der Vakuum-Strangguiranlage für Stangen und Barren, jedoch sind gewisse Teile anders angeordnet, und ein Graphitkern muß eingesetzt werden können.The vacuum strand casting system, which is described below as a simple one; The example described is used for the manufacture of uranium rods. Fig. 5 shows a variant of this system in which Pipes made of uranium with a graphite core can be produced. In this variant, the parts are essentially the same as in the vacuum strangling machine for bars and rods Ingots, however, certain parts are arranged differently and a graphite core must be able to be used.
In Fig. 5 ist der Graphitkern 62, der vorzugsweise.die Form einer Stange hat, dargestellt. Dieser Kern wird durch zwei Gruppen von Rollen 63,63* aus Siliciumcarbid in senkrechter Lage gehalten. Der Graphitkern 62 wird durch eine dynamische Schleuse 62J-, die mit der dynamischen Schleuse 15 identisch sein kann, die vorstehend für den Abzug des gegossenen Profils beschrieben wurde., in die Vakuumkammer eingeführt. Dieser Schleusentyp ist in jedem Fall unerläßlieh, in dem der Kern vor seiner Einführung in die Vakuumkammer erhitzt wird. Wenn jedoch der Kern unter"Vakuum er-• hitzt wird, ist die dynamische Schleuse 64 einfacher konstruiert, da sie von außen nach innen eine doppelte runde Gleitdichtung 65, eine Saugkammer 66 mit einer Pumpe von hoher Leistung und eine-mit-Gewinde; versehene dynamische' Dichtung 67 ähnlich den oben beschriebenen Dichtungen ~*>J>,Z& und 35 aufweist.In Fig. 5, the graphite core 62, which preferably has the shape of a rod, is shown. This core is held in a vertical position by two groups of rollers 63, 63 * made of silicon carbide. The graphite core 62 is introduced into the vacuum chamber through a dynamic lock 6 2 J-, which can be identical to the dynamic lock 15, which was described above for the extraction of the cast profile. This type of lock is indispensable in any case in which the core is heated prior to its introduction into the vacuum chamber. However, when the core is heated under vacuum, the dynamic sluice 64 is of simpler construction since it has a double circular sliding seal 65 from the outside in, a suction chamber 66 with a high powered pump and a threaded one dynamic 'seal 67 similar to the seals ~ *>J>, Z & and 35 described above.
BADORlGiNALBADORLGiNAL
Der Graphitkern 62 läuft anschließend durch eine Gruppe von Führungsrollen 6°., die über dem Eintritt der Kokille Q angeordnet sind, und durch die Wicklungen 69 einer elektrischen Induktionsheizung, bevor er in die Kokille eintritt. Die Rollen 68 können vorteilhaft durch drei Gleitschuhe ersetzt werden, die unmittelbar über dem Eintritt des Zulaufs 8 in die Kokille angeordnet sind.The graphite core 62 then runs through a group of guide rollers 6 °, which are arranged above the entry of the mold Q, and through the windings 69 of an electrical induction heater before it enters the mold. The rollers 68 can advantageously be replaced by three sliding shoes, which are arranged directly above the entry of the inlet 8 into the mold.
Ebenso wie bei der Vakuum-Stranggu.3anlage für massive Barren dienen die Kokille Q, der Kühlmantel 14 und die Vakuumschieuse I^ zur Aufnahme des unter Vakuum zu gierenden Stranges. Zu diesem Zweck sind sie in der gleichen senkrechten Ebene angeordnet. Die senkrechte Achse der Kokille, des Kühlmantels und der Vakuumschleuse ist jedoch die gleiche v.'ie die senkrechte Achse des Graphitkerns und verläuft da-As is the case with the vacuum line 3 system for massive Ingots are used by the mold Q, the cooling jacket 14 and the vacuum lock I ^ to accommodate the to be yawed under vacuum Strand. For this purpose they are arranged in the same vertical plane. The vertical axis of the mold, however, the cooling jacket and the vacuum lock are the same v.'ie the vertical axis of the graphite core and runs there-
I1J her außerhalb des Zwischenbehälters 2 für das flüssige Ketall. Der Zulauf ?· ist nicht mehr senkrecht, sondern schräg, um das geschmolzene "etall vom Keilverschluß '-zum Tiegel "> zu führen. Von der Kokille aus läuft der Graphitkern 112 in die gleichen Teile wie der Strang in der Strangfcuiranlage für massive Barren, wobei er durch die Gruppen vcn hlnterei"anderliegenden Führur.gsrollen 63 und 65' genau zentriert wird.I 1 J ago outside the intermediate container 2 for the liquid Ke tall. The inlet? · Is no longer vertical, but inclined to lead the melted "metal from the wedge lock 'to the crucible">. Of the mold from the graphite core 1 12 runs in the same parts as the strand in the Strangfcuiranlage for solid bars, whereby it VCN by the groups hlnterei "other lying Führur.gsrollen 'is exactly centered 63 and 65 thereof.
In Fi;~. *λ ist das Aufsetzen einer flüssiges AngU-lmetall enthaltenden Pfanne 70 dargestellt, deren Unterseite vcrübersehend dicht in an sich bekannter Weise mit der Vakuumkammer 1 verbunden wird. Der von au.?en betätigte Ke?:elversch"λ:.7 71 ermöglicht d\e Entleerung der Pfanne T0 durch die Wand der Vakuumkammer 1 in die Pfanne 2 mit der gewünschten Geschwindigkeit.In Fi; ~. The placement of a pan 70 containing liquid Angu-lmetall is shown, the underside of which is connected tightly to the vacuum chamber 1 in a manner known per se. The externally actuated Ke?: Elversch "λ: .7 71 enables the pan T 0 to be emptied through the wall of the vacuum chamber 1 into the pan 2 at the desired speed.
JO Wenn ein Metall,wie Uran,vergossen werden soll, wird es in flüssiger Fonn,beisp:elswe!se aus der aufgesetzten Pfanne 70 ir. die Pfanne 2 eingeführt. Die Pfanne 2 wird durch dieJO If a metal like uranium is to be cast, it will in liquid form, for example: elswe! se from the attached pan 70 ir. The pan 2 introduced. The pan 2 is through the
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Wicklungen 5 einer Induktionsheizung bei konstanter Temperatur gehalten. Wenn die Temperatur der Pfanne die vorgesehene Höhe erreicht hat, ist es mit Hilfe- des Kegelverschlusses 4 möglich, das flüssige Uran zu vergießen. " . . - . .Windings 5 of an induction heating at constant Temperature held. When the temperature of the pan has reached the intended level, it is with the help of the Cone lock 4 possible to pour the liquid uranium. ".. -..
Durch den KegelVerschluß 4 und den Zulauf 8 fließt das flüssige Uran in die Kokille Q. Die beiden Standmeßgeräte 11 und 12 wirken in bekannter Weise auf das Servo-Gerät 6 ein, das über den Mechanismus 5 den Verschlußkegel so betätigt, daß der Stand des flüssigen Urans in der Kokille zwischen den durch die Standmeßgeräte festgelegten.Höhen bleibt.This flows through the cone closure 4 and the inlet 8 liquid uranium in the mold Q. The two floor meters 11 and 12 act on the servo device 6 in a known manner a, which actuates the locking cone via the mechanism 5 so that the level of the liquid uranium in the mold between the heights determined by the floor measuring devices remain.
Das Metall erstarrt.bei Berührung mit der kalten der Kokille und bildet eine feste Schale, die flüssiges Metall enthält.The metal solidifies when it comes into contact with the cold mold of the mold and forms a solid shell that contains liquid metal.
In dem Maße, in dem die Wärme durch die Kokille abgeführt wird, verdickt sich diese Schale, bis der Barren oder die Stange gebildet wordenest. Während der Bewegung nachiinten hat die Stange den gleichen Querschnitt wie die Kokille bis zu dem Augenblick, in dem die Schrumpfung durch die Erstarrung und die Abkühlung des Umfanges auf die sich verdickende Wand einen Druck ausübt, der höher ist als der -. ■ P metallostatische Druck:Der Querschnitt des Strangs wird■■ _. hierbei-etwas kleiner als der Querschnitt der Kokille. Die Kokille ist .auswechselbar,, um den Querschnitt zu ändem und die Kokille nach dem Verschleiß zu ersetzen. Die Kokille muß eine solche Länge haben, daß sie sich bildende massive Strangschale unter Berücksichtigung der Äbzugsgeschwindigkeit und der Wirksamkeit-'der Kühlung so fest wird/ daß sie das noch flüssige Metall im Kern des Stranges vorTo the extent that the heat is dissipated through the mold this shell thickens until the ingot or rod has been formed. Look back while moving the rod has the same cross-section as the mold up to the moment when the shrinkage caused by the Solidification and the cooling of the circumference exerts a pressure on the thickening wall which is higher than the -. ■ P metallostatic pressure: the cross-section of the strand becomes ■■ _. here-somewhat smaller than the cross-section of the mold. The mold is exchangeable in order to change the cross-section and to replace the mold after it is worn out. the The mold must be of such a length that it is formed massive strand shell taking into account the drawing speed and the effectiveness - 'the cooling is so solid / that it before the still liquid metal in the core of the strand
j50. dem Verlassen der Kc-kille einschließt...-Die Kokille darf auch nicht. zu lange sein, um übermäßige'Reibungen mit cern daraus abgezogenen Strang zu vermeiden. Die Vorrichtung, mit der.die Kokille hin- und herbewegt wird, ermöglicht es, die ..nachteiligen Folgen dieser Reibung auf der Oberfläche des Stranrs zu begrenzen.j50. the leaving of the Kc-kille includes ...- The mold may neither. be too long to avoid excessive friction with cern to avoid strand withdrawn from it. The device with which the mold is reciprocated, enables the ..adverse consequences of this friction on the surface of the Limit stranrs.
■■■■.;"' 009846/09■■■■ .; "'009846/09
Beim Anfahren der Produktion wird die Abzugsvorrichtung 25 durch die dynamische Schleuse 15 in die Vakuumkammer 1
eingeführt. Die Stange dieser Vorrichtung, die den gleichen Durchmesser wie der herzustellende Strang hat, verschließt
die Schleuse. Der Haken, der am Ende der Abzugsvorrichtuqg
angebracht ist, wird in das Innere des zylindrischen
Teils der Kokille so eingeführt, daß das flüssige Uran um den Haken erstarrt. Es genügt somit, an der Stange zu ziehen,
um den in der Kokille gebildeten Barren nach unten
zu ziehen. Der Abzug des Barrens wird ausgelöste indem die
Abzugsvorrichtung mit den Rollen 20 und 20f nach unten ge*·
zogen wird.When production starts, the take-off device 25 is passed through the dynamic lock 15 into the vacuum chamber 1
introduced. The rod of this device, which has the same diameter as the strand to be produced, closes the lock. The hook, which is attached to the end of the trigger, is inserted into the inside of the cylindrical
Part of the mold inserted so that the liquid uranium solidifies around the hook. It is therefore sufficient to pull on the rod in order to move the ingot formed in the mold downwards
to pull. The pulling of the bar is triggered by pulling the pulling device with the rollers 20 and 20 f downwards.
Bei der Stranggußanlage für die Herstellung von Rohren mit Kern dringt der Graphitkern -62 durch die dynamische Dich-At the continuous casting plant for the production of pipes with The core penetrates the graphite core -62 through the dynamic sealing
tung 64 in die Vakuumkammer ein. Er wird anschließnd mitdevice 64 into the vacuum chamber. He will then with
Hilfe der Wicklung 6-9 durch Induktion vorerhitzt und hierbei gleichzeitig entgast. Anschließend durchläuft er die
Kokille 9, wobei er genau deren Achse folgt, da er durch die
Rollen 63 und 6j5' und durch die Rollen oder Gleitschuhe 68
zentriert ist. Das Uran erstarrt um den Graphitstrang und
bildet auf diese Weise am Ausgang der Kokille ein Rohr mit Kern. .The winding 6-9 is preheated by induction and degassed at the same time. Then he goes through the
Chill mold 9, precisely following its axis, since it is centered by rollers 63 and 6j5 'and by rollers or sliding blocks 68. The uranium solidifies around the graphite strand and
in this way forms a tube with a core at the exit of the mold. .
Der Strang oder das Rohr mit Kern läuft anschließend in die Kühlkammer 14. Die Treibrollen 20 und 20', die vom MotorThe strand or the tube with the core then runs into the cooling chamber 14. The drive rollers 20 and 20 ', which are from the motor
21 angetrieben werden, ziehen den Strang mit einer bestimmten linearen Geschwindigkeit zur Vakuumkammer 15, Das Servo-Gerät 22, das durch das Temperatur-meßgerät 23 gesteuert wird, regelt die Geschwindigkeit des Motors 21 so, daß der Strang die Kühlkammer 14, deren Länge derart be-21 are driven, pull the strand with a certain linear speed to the vacuum chamber 15, Das Servo device 22 which is controlled by the temperature measuring device 23 is, regulates the speed of the motor 21 so that the strand the cooling chamber 14, the length of which is so
messen ist, daß eine ausreichence Kühlung durch Strahlung
möglich ist, mit einer Temperatur von beispielweise 800°C
verläßt. Wenn beispielsweise ein Strang von 60 mm Durchmes-measure is that there is sufficient cooling by radiation
is possible, with a temperature of, for example, 800 ° C
leaves. For example, if a strand with a diameter of 60 mm
■' · ser mit einer Geschwindigkeit von 2cm/Sek, aus einer Kokille von 280 mm Länge abgezogen wird, tritt er mit 950 C aus.■ 'water at a speed of 2 cm / sec, from a mold is deducted from a length of 280 mm, it exits at 950 C.
009846/0954^ 0009846/0954 ^ 0
Der Strang oder das Rohr mit Kern gelangt anschließend in die Vakuumschleuse 1.5. Die mit Gewinde versehenen Dichtungen 33,34,35 (Fig. 2) entsprechen jeweils DruekdlFferenzen von 10""^ bis 10 "mm/Hg, von 10" bis ΙΟ"" mm/Hg und von 10"" bis 1 mm/Hg. Die trichterförmigen Dichtungen 36 und 37 entsprechen jeweils Druekverhältnissen (in mm/Hg) vonThe strand or the tube with the core then arrives into the vacuum lock 1.5. The threaded seals 33,34,35 (Fig. 2) correspond to pressure interferences, respectively from 10 "" to 10 "mm / Hg, from 10" to ΙΟ "" mm / Hg and from 10 "" to 1 mm / Hg. The funnel-shaped seals 36 and 37 correspond to pressure ratios (in mm / Hg) of
2 '■■"■'■■2 '■■ "■' ■■
1-10 : 10-10 . Schließlich entspricht die pneumatische Dichtung 32 einer Druckdifferenz von 10 bis HK mm/Hg.1-10: 10-10. Finally, the pneumatic corresponds Seal 32 has a pressure difference of 10 to HK mm / Hg.
Die pneumatische Dichtung 32 (Fig. 4) hat außer ihrer Auf,-gäbe als Dichtung drei v/eitere Aufgaben. Durch ihre Anordnung ist die pneumatische Dichtung als Mittel zur Zurückhaltung des von der Brause 19 kommenden Wassers wirk- ; . sam. Der von der Druckkammer kommende Stickstoff entweicht von oben nach unten mit großer Geschwindigkeit längs des Stranges B durch einen QueKEhnitt, der als Einschnürung ei^ar Düse wirksam ist und zwischen dem unteren Ende des Kegelstumpfs 52 und der Einschnürung des Teils 50 liegt.The pneumatic seal 32 (Fig. 4) has in addition to its Auf, -gäbe as poetry, three other tasks. By their arrangement, the pneumatic seal acts as a means of restraint of the water coming from the shower 19 effective; . sam. The nitrogen coming from the pressure chamber escapes from top to bottom at great speed along the Strand B through a queue, which acts as a constriction ei ^ ar nozzle is effective and between the lower end of the Truncated cone 52 and the constriction of the part 50 lies.
Der Stickstoffstrom schleudert somit die feinen Wassertröpfchen, der Brause IQ nach unten. An zweiter Stelle verhindert der Stickstoffstrom durch seine nach außen beschleunigte Bewegung jedes Eindringen von Luftsauerstoff in die Druckkammer.The stream of nitrogen thus hurls the fine water droplets, the IQ shower head down. Second prevented the nitrogen flow accelerated through his to the outside Movement of any ingress of atmospheric oxygen into the pressure chamber.
Schließlich .wirkt der Stickstoffstrom auf den Strang beim Austritt aus der pneumatischen Dichtung als regelbares Kühlmittel ein. Zu diesem Zweck wirkt das Temperatürmeßgerät Io (Fig. 1) auf" das Servogerät 17 ein, das durch Regelung des Drucks in der Stickstoffquelle und in der Druckkammer 15 die Austrittsgeschwindigkeit des Gases verändert und auf diese Weise die Kühlung so regelt, daß die Temperatur des Strangs beim Austritt aus der pneumatischen Dichtung beispielsweise auf eine Temperatur von etwa 70O0C eingestellt wird.Finally, the nitrogen flow acts on the strand as it exits the pneumatic seal as a controllable coolant. For this purpose, the temperature measuring device Io (Fig. 1) acts on "the servo device 17, which changes the exit speed of the gas by regulating the pressure in the nitrogen source and in the pressure chamber 15 and in this way regulates the cooling so that the temperature of the Strand is set, for example, to a temperature of about 70O 0 C when it emerges from the pneumatic seal.
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.Die Brause I^ bewirkt eine schnelle Kühlung des Stranges. Sie hat eine mehrfache Jmfgäbe: Sie ermöglicht nicht nur die Handhabung der getrennten Längen des Stranges, sondern vermeidet eine Entzündung des Stranges durch seine schnelle Oxydation an der Luft. Wenn die Legierung sich hierzu eignet., bewirkt die Brause eine Härtung, im vorliegenden EaIl eine Härtung ab 70O0C. - - - ■The shower I ^ causes rapid cooling of the strand. It has multiple functions: it not only enables the separate lengths of the cord to be handled, but also prevents the cord from igniting due to its rapid oxidation in the air. If the alloy is suitable for this purpose, the shower causes hardening, in the present EaIl hardening from 70O 0 C. - - - ■
Die Verwendung einer Vakuumkammer 1, die auf lA000C gebrachte Behälter enthält, und die Temperatur-^und Druck- regelungen ermöglichen einerseits die Gewinnung eines sehr* reinen Urans als Folge einer starken Entgasung unter Vakuum bei hoher Temperatur und andererseits die Bildung, von Stangen und Parren und ihren kontinuierlichen Abzug mit hoher Geschwindigkeit aus der-Vakuumkammer und gegebenenfalls ■- ihre Härtung unter genauen Temperaturbedingungen.Includes the use of a vacuum chamber 1, brought to LA00 0 C vessel and the temperature controls ^ and pressure the one hand enable the recovery of a very * pure uranium as a result of strong degassing under vacuum at high temperature and on the other hand the formation of rods and Parren and their continuous high-speed withdrawal from the vacuum chamber and optionally ■ - their hardening under precise temperature conditions.
Es ist zu bemerken.,. da3 das Beispiel der Behandlung von Uran nicht als Begrenzung des Verfahrens beabsichtigt . ist. Das Verfahren gern?».? der Erfindung ist im einzelnen sehr vorteilhaft für das Vergießen vcn Stählen und anderen Werkstoffen, in denen die Dehydrierung und/oder Entkohlung und d"e Denitrierung sehr weit getrieben werden_müssen. Diese Arbeitsgänge werden durch die starke Entgasung, die infolge des Vakuums erreicht wird, erleichtert, , ;It should be noted.,. da3 the example of the treatment of Uranium is not intended as a limitation on the process. is. Like the procedure? ».? the invention is in detail very beneficial for casting steels and others Materials in which the dehydration and / or decarburization and denitration has to be taken very far. These operations are due to the strong degassing that achieved as a result of the vacuum, relieved,,;
Ebenso ist die Einführung vor, bereits geschmolzener; Metall in el-e Vakuumkammer nicht ;--;"".η—3.nd. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, das Ketall unmittelbar in der Kokille ent-■ weder unter Vakuum durch Flektrcnenbeschui? oder in geregelter Atmosphäre (s.3. unter Argon,bei 70mm/Hg) im Lichtbogen zu .schmelzen. . . .._,,..-, ...Likewise, the introduction is ahead, already melted; metal in el-e vacuum chamber not; -; "". η — 3.nd. Within the scope of the invention it is possible to develop the ketall directly in the mold neither under vacuum by flektrcnenbeschui? or in a regulated way Atmosphere (see 3. under argon, at 70mm / Hg) in the arc to .melt. . . .._ ,, ..-, ...
J.0 Schließlich c~c-v:"hrleisten die' verschiedenen Temperaturur.d rruc":re~eIungen und die Vervrendung einer gewisser. Zahl von durch dynamische" Dichtungen getre-nntenSau_"-".:arinerr. J.0 Finally c ~ cv: "hear the 'different temperature pressure": re ~ elations and the use of a certain. Number of sows separated by dynamic "seals _" - ".: arinerr.
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in der Vakuumschleuse eine große Sicherheit und Zuverlässigkeit des Betriebes. Wenn eine Temperaturregelvorrichtung ausfällt, genügen die anderen Temperatur-, regler, um den Durchlauf des Stranges in der Vakuumkammer zu steuern. Wenn schließlich eine Saugkammer nicht mehr in normaler Weise arbeitet, haben die Pumpen der anderen Saugkammem eine genügend große Leistung, um die niedrigen Drücke, die in diesen Kammern herrschen müssen, aufrechtzuerhalten.a high level of security and operational reliability in the vacuum lock. If one temperature control device fails, the other temperature, regulator to control the passage of the strand in the vacuum chamber. If, after all, a suction chamber fails works more in the normal way, the pumps have the other Suction chambers have a sufficiently large power to handle the low pressures that must prevail in these chambers, maintain.
In Fig. 7 ist eine Variante dargestellt, bei der"Vorrichtungen, die der Kokille eine bestimmte Hin- uriä Herbewegung verleihen, und Vorrichtungen, die mit großer Genauigkeit den Stand der flüssigen Materialien in der Kokille. regeln, vorgesehen sind.Bei der in Fig. 7-dargestellten Ausführungsform dient eine an die Vakuumkammer angeschlossene runde Platte als Unterlage für die Vorrichtung. Die Achse dieser runden Platte ist gleichzeitig die Achse der Kokille. Ein zylindrischer Durchgang, dessen Durch- : messer etwas größer ist als der Durchmesser des zu giessenien Stranges, ist in der runden Platte koaxial zur Kokille gebohrt.In Fig. 7 a variant is shown in the "devices, which the mold a certain backward movement confer, and devices that with great accuracy the level of liquid materials in the mold. rules, are provided. In the case of the one shown in Fig. 7 In the embodiment, a round plate connected to the vacuum chamber serves as a base for the device. The axis of this round plate is also the axis of the mold. A cylindrical passage, the diameter of which : knife is slightly larger than the diameter of the to be poured Strand, is drilled in the round plate coaxially to the mold.
Eine runde Muffe 102 ist senkrecht auf der Platte 101 befestigt und mit einer Bohrung parallel zur Kokillenactee versehen. Zwei weitere Muffen 103 und 104 (die letztere ist nicht dargestellt) sind auf der runden Tragplatte befestigt. Die Abstände der Achsen der Muffen 102, 103 und 104 zur Achse der Kokille sind gleich, und die durch die "Kokillenachse und die Achsen der Muffen 102,103,104 gelegten Ebenen bilden Winkel von 120° zueinander. Senkrechte Säulen 105,106 und 107 (die letztere ist nicht dargestellt) gleiten in den zugehörigen Bohrungen der Muffen 102,103 und 104. Eine runde Platte 103 ist an den drei Säulen 105,106 und 107 etwas über den Muffen 102,103 undA round sleeve 102 is fastened vertically on the plate 101 and with a bore parallel to the Kokillenactee Mistake. Two more sleeves 103 and 104 (the latter is not shown) are attached to the round support plate. The distances between the axes of the sleeves 102, 103 and 104 to the axis of the mold are the same, and those through the "The axis of the mold and the axes of the sleeves 102, 103, 104 are laid Planes form angles of 120 ° to each other. Vertical columns 105,106 and 107 (the latter is not shown) slide in the associated bores of the sleeves 102,103 and 104. A round plate 103 is on the three Pillars 105,106 and 107 slightly above the sleeves 102,103 and
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104 befestigt. Eine runde Platte 1OQ ist an der Oberseite der Säulen befestigt. Ein zylindrischer Kupfermantel 110, der die Seele der Kokille darstellt, ist-an der Platte 108 und an der Platte 109 befestigt. Ein Hohlzylinder 111 aus Stahl, der koaxial zur Kokille verläuft und einen etwas größeren- Durchmesser als der Kupfermantel 110 hat, bildet mit dem Mantel 110 und den Platten lOS und 1OQ einen geschlossenen Raum, der mit Wasser gefüllt ist. Diesem geschlossenen Raum wird fließendes Wasser durch die flexiblen Leitungen 112 und 113 zugeführt. Diese Leitungen können, wenn sie unter Vakuum gebracht werden, innen den fünf- his siebenfachen Atmosphärendruck aushalten, ohne daß der geringste Vakuumverlust eintritt.104 attached. A 10Q round plate is at the top attached to the pillars. A cylindrical copper jacket 110, which represents the soul of the mold, is on the Plate 108 and attached to plate 109. A hollow cylinder 111 made of steel, which is coaxial with the mold and a slightly larger diameter than the copper jacket 110 has, forms with the jacket 110 and the plates IOS and 10Q an enclosed space filled with water. This closed space becomes running water fed through the flexible lines 112 and 113. These Lines can, when placed under vacuum, withstand five to seven times atmospheric pressure inside, without the slightest loss of vacuum.
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Zwei Schwingarme 114, 115* die symmetrisch zur Achse der Kokille angeordnet sind, drehen sich jeweils um waagerechte Achsen 116, 117, die in Lagern 118 und 119 gehalten werden, die an der Platte 108 befestigt sind. Die Teile 115, 117 und 119 sind in der Abbildung nicht dargestellt. Die Schwingarme 114 und 115 sind jeweils an, den Enden von Pleueln 12Ö, l2l mit Achsen 12 2 und 12J angelenkt. Die Pleuel 120 und l2l sind senkrecht auf einer (nicht dargestellten) Welle befestigt, die Parallel zur Platte 101 verläuft und in dieser Lage durch Lager gehalten wird, die auf der Platte 101 befestigt sind. Die Pleuel 120, l2l drehen sich um die nicht dargestellte Welle l24, wenn diese Welle durch einen Nocken betätigt wird. Dieser (nicht dargestellte) Nocken wird&urch einen Elektromotor bewegt und gibt der Welle 122 eine langsame Drehgeschwindigkeit in. der Richtung, die der Abwärtsbewegung der Pleuel I2O, I2I entsprich^ und eine hohe Drehgeschwindigkeit in der entgegengesetzten Richtung, die der Aufwärtsbewegung der Pleuel I2O, l2l entspricht. Bei l25 ist die Sonde eines Geigerzählers dargestellt, der senkrecht in der Nähe des zylindrischen Rohres angeordnet/? Die sonde 125 ist mit der elektronischen Schaltung des Gei-gerzählersmit einem flexiblen Schlauch I26 verbunden«Two swing arms 114, 115 * which are symmetrical to the axis of the The mold are arranged, rotate about horizontal axes 116, 117, which are held in bearings 118 and 119 attached to the plate 108. Parts 115, 117 and 119 are not shown in the figure. The swing arms 114 and 115 are each at, the ends of Connecting rods 12Ö, l2l articulated with axles 12 2 and 12J. the Connecting rods 120 and l2l are perpendicular to a (not shown) Fixed shaft that runs parallel to the plate 101 and is held in this position by bearings that are fixed on the plate 101. The connecting rods 120, l2l rotate around the shaft l24, not shown, when this Shaft is actuated by a cam. This (not shown) cam is moved by an electric motor and gives the shaft 122 a slow rotational speed in. the direction that the downward movement of the connecting rods I2O, I2I corresponds to ^ and a high rotational speed in the opposite direction to that of the upward movement of the Connecting rod I2O, l2l corresponds. At l25 the probe is one Geiger counter shown standing vertically near the arranged cylindrical tube /? The probe 125 is with the electronic circuit of the Geiger counter with a flexible hose I26 connected «
Der Ausgang, der elektronischen Schaltung ist an das Servogerät angeschlossen, der den Verschlußkegel betätigt und damit die Zulaufmenge des Metalls regelt. Eine Quelle 127 von radioaktiver Strahlung bekannter Bauart ist vor der Kokille so angeordnet, daß die Achse der Kokille und die Achse der Sonde 125 sich in der Strahlung dieser Quelle befinden. Die obere waagerechte Ebene, die die Strahlung der radioaktiven Quelle begrenzt, befindet sich in einer Höhe,die etwas Über dem Stand der flüssigen Materialien liegt, der in der Kokille zulässig ist.The output, the electronic circuit, is to the servo device connected, which actuates the closure cone and thus regulates the flow rate of the metal. A source 127 of known type of radioactive radiation is before the Chill arranged so that the axis of the chill and the The axis of the probe 125 is in the radiation of this source are located. The upper horizontal plane that the radiation the radioactive source is limited, is located in a Height slightly above the level of the liquid materials which is permissible in the mold.
; '00.9846/0954-; '00 .9846 / 0954-
Die Hin- und Herbewegung der Kokille wird wie folgt erzeugt: Ein Elektromotor treibt eine Nockenscheibe, die die Welle 124 langsam in einer Richtung um einige Grad und dann die gleiche Welle in entgegengesetzter Richtung schnell durch den gleichen Winkel dreht. In der ersten Drehrichtung der Welle 124 führen die Enden der Pleuel 120 und l2l, die jeweils über Achsen mit den Schwingarmen 114 und 115 verbunden sind, diese Schwingarme langsam nach unten. In der zweiten Drehrichtung der Welle 124 steigen die Schwingarme 114 und 115 schnell nach oben. Diese Schwingarme nehmen in einer Abwärtsbewegung und in einer Aufwärtsbewegung die Pläte 108 und alle die an dieser Platte befestigten Teile, insbesondere die Säulen IO5, 106 und IO7, mit. Die Muffen 102, IO3 und 104, die die säulen IO5, 106 und IO7 in der senkrechten Lage halten, ermöglichen es diesen Säulen, senkrecht zu gleiten und den senkrechten Bewegungen der Schwingarme 114 und II5 zu folgen. Die Teile 108, 109, 110 und 111 nehmen unter der Einwirkung der Schwingarme 114 und II5 eine senkrechte langsame Abwärtsbewegung und eine senkrechte schnelle Aufwärtsbewegung an.The to-and-fro movement of the mold is generated as follows: An electric motor drives a cam disk, which the shaft 124 slowly in one direction a few degrees and then the same shaft spins rapidly in the opposite direction through the same angle. In the first direction of rotation of the shaft 124 lead the ends of the connecting rods 120 and l2l, each via axes with the Swing arms 114 and 115 are connected, these swing arms slowly down. In the second direction of rotation The rocker arms 114 and 115 rise rapidly on the shaft 124 up. These swing arms take the plates 108 and in a downward movement and in an upward movement all the parts attached to this plate, in particular the columns IO5, 106 and IO7, with. The sleeves 102, IO3 and 104, which are the columns IO5, 106 and IO7 in the Maintaining a vertical position allow these pillars to slide vertically and allow the vertical movements of the Swing arms 114 and II5 to follow. Parts 108, 109, 110 and 111 take under the action of the swing arms 114 and II5 a vertical slow downward movement and a vertical, rapid upward movement.
Bei der schnellen Aufwärtsbewegung der Kokille kann der in der Bildung begriffene Strang sich nicht aufwärts bewegen, insbesondere als Folge der Wirkung der Pörderrollen. Umgekehrt können die Reibungskräfte und die Oberflächenspannungskräfte die Bildung einer Metallkrone von geringer Höhe des Meniskus bewirken. Bei der Abwärtsbewegung der Kokille mit einer Geschwindigkeit, die etwas höher ist als die Geschwindigkeit des Stranges, wird diese Krone auf den Strang gePre&t und auf diese" Weise erneut verschweißt* : v-. ss^j;During the rapid upward movement of the mold, the can forming strands do not move upwards, especially as a result of the action of the conveyor rollers. Conversely, the frictional forces and the surface tension forces cause the formation of a metal crown low in the meniscus. When moving down the mold with a speed that is slightly higher than the speed of the strand, this is Crown pressed on the strand and again in this way welded *: v-. ss ^ j;
Vorgesehen ist die Verwendung einer Quelle für radioaktive Strahlung und eines Geiegerzählers für die Regelung desIt is intended to use a source of radioactive Radiation and a winner counter for the regulation of the
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Standes der flüssigen Materlallen in der Kokille und die Ausnutzung der Messungen des so gebildeten Standreglers für die Steuerung des Servogerätes, das die öffnung des Kegelverschlusses und hierdurch den Zulauf aer flüssigen Materialien regelt.State of the liquid Materlallen in the mold and the Utilization of the measurements of the level regulator formed in this way to control the servo device that controls the opening of the Cone closure and thereby regulates the inflow of liquid materials.
Die verwendete Quelle radioaktiver Strahlung hat den Vorteil, daß eine Strahlung erzeugt wird, die sich zwischen zwei dicht beieinander liegenden Parallelen senkrechten Ebenen, einer waagerechte Ebene und einer Ebene, die senkrecht zu den beiden senkrechten Ebenen angeordnet ist und einen bestimmten Winkel zur waagerechten Ebene bildet, befindet. Die genaue Einstellung der Lage der Quelle der radioaktiven Strahlung nach zwei waagerechten Achsen, die senkrecht zueinander stehen, und die Einstellung der Riehtung dieser Quelle ermöglichen es, die Achse der Kokille und die Achse der Gei-gersonde mit Genauigkeit zwischen die beiden senkrechten Ebenen zu legen, die die Strahlung begrenzen. Die Einstellung der Höheo der Strahlungsquelle ermöglicht es, die waagerechte Ebene, die die Strahlung begrenzt, über den Stand der flüssigen Materialien zu Iegen. Diese Anordnungen ermöglichen den Bedienungsleuten dan Umgang mit einer ziemlich starken radioaktiven Strahlung ohne jede Gefahr, da die Strahlung durch genaue geometrische Oberflächen eingeschlossen ist.The source of radioactive radiation used has the advantage that radiation is generated between two closely spaced parallel perpendicular planes, a horizontal plane and a plane which is perpendicular to the two perpendicular planes and forms a certain angle to the horizontal plane , is located. The exact setting of the position of the source of the radioactive radiation according to two horizontal axes that are perpendicular to each other, and the setting of the direction of this source make it possible to place the axis of the mold and the axis of the Geiger probe between the two vertical planes with accuracy that limit radiation. The adjustment of the height o of the radiation source enables the horizontal plane corresponding to the radiation, on the state of liquid materials to ying. These arrangements allow the operators to deal with a fairly strong radioactive radiation without any danger, since the radiation is confined by precise geometric surfaces.
Die Verwendung einer starken radioaktiven Strahlung ermöglicht es der Sonde, starke Schwankungen des radioaktiven Flusses bei kleinen Schwankungen des Standes der flüssigen Materialien wahrzunehmen. Die Regelung des Servogerätes, das den Zulauf der flüssigen Materialien steuert, ist somit sehr empfindlich.The use of strong radioactive radiation enables the probe to detect strong fluctuations in the radioactive To perceive the flow with small fluctuations in the level of the liquid materials. The regulation of the servo device, that controls the inflow of liquid materials is therefore very sensitive.
Der Hauptvorteil einer solchen Vorrichtung besteht darin, daß es gleichzeitig möglich ist, eine konstante Abzugsge-The main advantage of such a device is that it is at the same time possible to have a constant deduction
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schwindigkeit des Stranges zu erreichen und den Stand der flüssigen Materialien mit' großer Genauigkeit zu regeln.speed of the strand and the state to regulate liquid materials with great accuracy.
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