DE2038233A1

DE2038233A1 - Verfahren zum Filtern eines fliessenden Metallstroms sowie hierzu geeignete Vorrichtung

Info

Publication number: DE2038233A1
Application number: DE19702038233
Authority: DE
Inventors: Eccles Anthony Garth
Original assignee: Alcan Research and Development Ltd
Current assignee: Alcan Research and Development Ltd
Priority date: 1969-08-08
Filing date: 1970-07-31
Publication date: 1971-02-11
Also published as: US3654150A; FR2057060B1; FR2057060A1; BE754558A; NO131537B; DK131274C; GB1327282A; CH532946A; NO131537C; ZA705162B; DK131274B; ES382398A1; SE358319B; NL7011706A; DE2038233C3; DE2038233B2; CA928476A; AT308990B

Description

Alcan Research and Development Limited, Montreal, Kanada

VERPAHBEN ZUM FILTERN EINES FLIESSENDEN METALLSTBOMS SOWIE HIERZU GEEIGNETE VORRICHTUNG

Die Erfindung bezieht eich auf ein Verfahren zum Filtern eines fließenden Metalletroms. Sie bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Filtrieren von Metallen wie Aluminium bei der Herstellung von Barren durch ein kontinuierlichen Gießverfahren. Hiorin sollen unter der Bezeichnung "Aluminium" auch Aluminiumlcgierungen verstanden werden.

Bei einem kontinuierlichen Gießverfahren wird das geschmolzene Metall nacheinander dem oberen Ende einer Form zugeführt und gleichzeitig ein eich verfestigender Barren aus dem Formende mit offenem Boden entnommen, bis der Barren mit der gewünschton Länge gegossen ist. Die Pormwand wird abgekühlt, um den Umfangeteil dos Barrens innerhalb der Form zu verfestigen. Die feste äußere Oberfläche des unterhalb der Form erscheinenden Barrens wird direkt durch Besprühen mit einem flüssigen Kühlmittel

009187/1663

abgeschreckt, um die innere Verfestigung des Barrens zu beschleunigen. In der Form ist ein Schmelzbad aus Aluminium enthalten, das sich nach unten als geschmolzener Sumpf in den äusserlich festen Barrenkörper erstreckt.

Das zugeführte geschmolzene Metall wird normalerweise am Zuführungspunkt in die Form oder zuvor filtriert, um verunreinigende feste Materialien zu entfernen, welche in Teilchenforra in dem Metall mitgetragen werden. Wenn man den Zutritt dieser Teilchen in die Form gestattet, dann werden in dem gegossenen Barren Einschlüsse und/oder Leerräume gebildet und es können bei den aus den Barren beispielsweise durch Extrutieren, Verwalzen oder andere Verforraungsoperationen gebildeten Gegenständen unerwünschte Fehler auftreten« Die Teilchen, die somit durch Filtration entfernt werden müssen, schließen (zusätzlich zu solchen Materialien wie; Titandiboriden und Aluminium-Magnesium-Oxiden) Aluminiumoxid ein, welches sich leicht auf der Oberfläche von geschmolzenem Aluminium, die der Luft ausgesetzt ist, bildet und das in kleine Teilchen zerbrechen kann und mit dem Metallstrom durch geringe turbulente Erscheinungen, die die Oberfläche des fließenden Metalls stören, mitgerissen wird. In dem Strom aus geschmolzenem Aluminium sind oftmals auch geringe Gasraengen, insbesondere von Wasserstoff, vorhanden, die in den kontinuierlich gegossenen Barren zur Bildung von Leerstellen beitragen können.

Die Filtration des Metalle kann in der Meise geschehen, daß dieses duroh ein gewebtes Maeohenfilter geleitet wird, welches aus einem solchen Material hergestellt ist, das bei der Berührung mit dem gesohmolzenen Metall nicht zerstört wird. Ein bekannter Filtertyp, der beim kontinuierliohen Gießen von Aluminium eingesetzt wird, besteht aus einer faeche oder einem Korb aus einer oder zwei Schichten aus CRaegewebe (d.h. einem aus

- 0098I7/1S63 . " ³ "

Glasfasern gewebten Tuch), welche indem oberen Teil einer Form zum kontinuierlichen Gießen aufgehängt ist, so daß sie teilweise in das Bad aus der Aluminiumschmelze eintaucht. Das der Form zu^eführte geschmolzene Metall wird in das innere der Tasche oder dos Korbes befördert und fließt durch das Glastuch in die Form heraus. Glastuch bringt verschiedene Vorteile als Filtermaterial für geschmolzenes Aluminium, da es ohne weiteres erhältlich ist, relativ billig ist und als Filtermaterial einfach und bequem zu handhaben ist. Es ist ferner gegenüber dem geschmolzenen Aluminium sehr bestän- Λ dig und bringt In den zu gießenden Barren keine Verunreinigungen hinein. ·

Obgleich Glastuchfiltcr des oben beschriebenen Typs einen erheblichen Filtriereffekt bewirken, hat es sich doch in vielen Fällen, insbesondere bei der Herstellung von Aluminiumgegenständen, die eehr weitgehend von Fehlern frei sein müssen, gezeigt, daß selbst bei Verwendung von solchen Filtern die kontinuierlich gegossenen Barren noch dazu neigen, zu viele Einschlüsse und/oder Leerstellen zu enthalten, welche auf die begleitenden Teilchen in dem geschmolzenen Metall zurückzuführen sind.

Gegenstand der Erfindung ist daher-ein Verfahren zum Filtern eines fließenden Metallstroras bei der Herstellung von Barren durch ein kontinuierliches Gießverfahrens, bei welchem aus dem Metall die festen Teilchen durch Durchlauf durch ein Filter aus gewebtem Maschenmaterial entfernt werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Niveau des Metallstroms so einregelt, daß während des Gießens der Barren dae völlige Eintauchen des gewebten Maschenfilters in das Metall gewährleistet wird.

008817/1583

• BAD ORIGINAL..

Die Erfindung sieht auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung in Betracht mit einer Einrichtung für die Zuführung des Stroms aus dem geschmolzenen Metall auf einem Schmelzofen oder dgl. in eine Gießform, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Einrichtung aus Wänden, die eine vollständig unterhalb des normal^n Niveaus des Metalls liegende Fließöffnung bilden, und aus einem gewebten ^ Maschenfilter, das zum völligen Eintauchen in das geschmol-™ zene Netall über der Fließöffnung angeordnet ist, besteht.

Das gewebte Maschenfilter ist aus einem Material hergestellt, das bei den Betriebsbedingungen gegenüber einer physikalischen und chemischen Zerstörung beständig ist. Ein Beispiel für ein solches bevorzugtes Masohenmaterial ist (insbesondere für die Filtrierung von geschmolzenem Aluminium) Glastuch. Der Einfachheit halber soll die Erfindung nachstehend hinsichtlich von Ausführungsfonnen beschrieben werden, bei welchen das gewebte Naschenfilter aus Glastuch besteht.

Es wurde gefunden, daß die Verwendung eines Qlastuch-Filters, φ welches gemäß der Erfindung während des Gießens vollständig eingetaucht ist, eine große Freiheit des gefilterten Metalls von verunreinigenden Teilchen bewirkt, wenn man den Vergleich zu einem Metall zieht, welches durch eine herkömmliche Tasche oder einen herkömmlichen Korb aus Glastuoh filtriort worden ist, wo eich dae Filter nur teilweise oder nur zeitweise in dem getohmolzenen Netall untergetaucht befand. Im Falle eines teilweise eingetauchten Filtere 1st das Niveau dee geschmolzenen Metalls an der Aufwärtestrom-■eite dieses Filters gewöhn!ioherweise höher als an der Abwärtsstromseite des Filtere, was auf den Druckunterschied zwischen dem Filter zurückzuführen ist, da ein rosultieren-

- 5 - ' 009887/1563

des' geschmolzenes Metall dazu noigt, durch das Filter oberhalb des Plussigkeitsniveäus auf der Abwärtsstromseite zu strömen und zu diesem Niveau,in mehr oder weniger turbulenten Strahlen oder Strömen herabzusteigen. Dio auf diese Weise gebildete geringere Turbulenz und das Aussetzen dieses turbulent strömenden Metalls an die Luft neigt seinerseits dazu, Oxidteilchen in das von dem Filter abströmende Metall einzubringen, wodurch das gefilterte Metall erneut verunreinigt wird. Das Niveau der abströmenden Flüssigkeit ist ferner gewöhnlich einer gewissen Veränderung unterworfen. Beim % Fallen und Steigen kann daher auf dem ausgesetzton benetzten Teil der stromabwärts gelegenen Filteroberfläche eine Oxidschicht gebildet werden, welche aufgenommen und in das gefilterte Metall eingeführt werden kann. Wenn man das Filter vollkommen eingetaucht hält, dann werden diese Bedingungen vermieden und der gesamte Strom des geschmolzenen Metalls fließt ruhig durch das Filter, ohne daß die Oberfläche des geschmolzenen Metalls, auf welcher sich ein Oxid bilden kann, der Luft ausgesetzt wird.

Die Erfindung umfaßt daher die Entdeckung, daß das Aussetzen sogar nur eines sehr kleinen Teils des gewebten -Maschenfil- M ters oberhalb der Oberfläche des filtrierenden geschmolzenen Aluminiums zu einer signifikanten und unerwünschten Wieder-. Verunreinigung doe gefilterten Hetalls mit Oxidteilchen führen kann, die in diesen an der stromabwärts gelegenen Seite des Filters eingeführt werden und-daß diese Wiederver« unreinigung vermieden werden kann,, wenn man das gewebte !»taschenfilter während des Gießens vollständig in dem geechmolzenen Metall untergetaucht hält.

Das Filter besteht vorzugsweise aus zwei oder mehreren Schichten aus Glaetuch. Bei einem Beispiel der Anordnung werden

_BAD ORIGINAL

diese Glastuch-Schiühtea In nächster Nähe aneinander angeordnet und durch ein starres Gitter getragen^ welches fest angeordnet ist und sich stromabwärts" des Filters üb@r dU. Fließöffnung erstreckt. Es wurde gefunden, daß die .Verwendung von zwei oder mehreren Schichten aus Glastuch sur Bildung des Filters eine -überlegene Filterwirkung ergibt,- da je mehr Schichten des Tuchs verwendet werden, desto weniger Teilchen das Filter durchlaufen.,

Obgleich es sich gezeigt hat„ daß »©I Schichten aus Glastuch in vielen Fällen eine äußeitet sufriedonsteil©ade Filter wirkung ergeben, gestattet doch öle vorliegende Erfindung ge- wünsohtenfalls den Einsäts von mehl* Schichten,, Naturgemäß nimmt bei steigender änm.hl der SeMeilten des Glastuchs bei Öffnungen des Tuchs mit bestimmter ßPÖEe der Filtrationsdruck für da© gesehmolaase Metall ^u₀ Im Falle eines teilweise untergetauchtem Filters vergrößert diese Zunahme des Kopfdrucks den IfeterseJiIed deo iflveaus des geschmolzenen Metalls in der Stromaufwärts» und Stroffiabwärts-seitö des Filters. In dem Maß, wie der Unterschied des Niveaus größer wird, wird die Neigung des Metalls größer,,durch das Filter oberhalb des ^: StromaDwärtsniveaus. zu fließen und das gefilterte Metall durch die Einführung ¥©n Qxldtellehen erneut zu verunreinigen,, Ferner kann die Festigkeit eines nicht unterstützten tuchfilter^, beiapi©!?
ein herkötanliohes*

zu wltopsteliea« A©f ©s°f©iPi.©Fl,ieb lst₀ läsi öms Hetall äias³©^ das Filter, weaa ei

Glastuoh besteht, gu pr©üs©ao Ba© ^©llaitäsüaig© doi Filters, wie ©β die Epfisäuag ^@5?si©hfe₀ sowie &©$> BIa= eats eines UnterstHtsuiagügittQFii Iu
Filter· überwindet iteao

wendung einer größeren Anzahl von Tucbschichten, wie es der. Fall ist, wenn ein nur teilweise eingetauchtes Filter verwendet wird, das In der Stroraabwärtsseite nicht unterstützt ist.

Als weiteres Merkmal der Erfindung erstreckt sich das Filter vorzugsweise im wesentlichen horizontal über die Fließöffnung und das geschmolzene Metall wird im wesentlichen hierdurch vertikal naoh oben befördert. Die untere Oberfläche des Filters stellt somit die Stromaufwärtsseite des Filters dar. Bei dieser Orientierung des Filters und der Ströraungsrichtung dos geschmolzenen Metalls nei/?t die auf die Teilchen aus relativ schweren Materialien, die von dem /reschmolzenen Metall mitgeführt werden, ausgeübte Schwerkraft dazu, diese Teilchen nach unten von dem Filter in der Stromaufwartsscite zu ziehen, wodurch die Wirksamkeit des Filtervorgangs verbessert wird.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens der Erfindung,insbesondere bei Ausführungsformen, die das oben beschriebene Merkmal aufweisen, lioKt darin, daß die Schwierigkeiten beseitigt werden, die mit der Ausbildung eines üborschüssigen Kopfdrucks stromaufwärts eines (d.h. im Inneren) herkömmlichen Glas tuchfilter β verbunden sind. Ein derartiger Kopfdruok kann, wenn er nicht vermindert wird, dazu führen, daß die Tasche zum Überfließen kommt, wodurch nicht filtriertes Metall aus der Tasche herausströmt. Üblicherweise ist, wenn sich in einer herkömmlichen Filtertasche ein überschüssiger Kopfdruck ausbildet, der Rahmen oder ein anderes die Tasche unterstützendes Oebilde einer physikalischen Schlagwirkung unterworfon, wodurch zwar der Kopfdruck vermindert wird, doch aber gleichzeitig auch Oxidteilohen in das Metall strom-

009887/1563 .bad original.-

abwärts des Filters eingeführt werden«, Da di.e Filterungsanordnung gemäß der Erfindung die Högllchkeit des TJberfliessens des Metalls über das Filter hinaus vermeidet, besteht für eine solche Maßnahme kein Bedarf. Daher wird auch die sonst eintretende Wicderverunrelnigung des gefilterten Metalls vermieden.

Stromabwärts des Filters wird der Strom des geschmolzenon Metalls vorzugsweise ruhig zu dem Ort, wo ee gebraucht werden, z.B. gegossen werden, soll, geleitet,·βο daß Jegliche Unterbrechung oder Turbulenz der Oberfläche des gefilterten geschmolzenen Metalls vermieden wird, welche das gefilterte Metall mit dem gebildeton Oxid, welches auf der Oberfläche schwimmt, verunreinigen könnte. So kann beispielsweise beim kontinuierlichen Gießon von Aluminium ein Strom des geschmolzenen Aluminiums von der Stromabwärtsseite des Filters ruhig entlang eines horizontalon Weges bei einem Flüssigkeiten! veau, welches über dem gesamten horizontalen Weg gleichförmig ist, zu einer Stelle oberhalb einer kontinuierlichen Gießform geführt werden, aus welcher Stelle das geschmolzene Aluminium ruhig in die Form nach unten läuft. Das Flüssigkeitsniveau in dem horizontalen Wog ist höher als in der Form und auch höher als die oberste Auedehnung des Filtere.

Ferner kann, was besondere bein kontinuierlichen Gießen von Aluminium von Vorteil ist, eingeschlossenes Gas (z.B. Wasserstoff) aus dem vom Pilter wegströmenden geschmolzenen Metall entfernt werden. Es hat sich gezeigt, daß geringe Mongen des Gasos, die üblicherweise in einem Strom aus geschmolzenem Aluminium vorhanden sind, dazu neigen, um mitgerissene Teilohcn in dem Aluminium herum zusammenzuwachsen und auf

009817/1563

diese Weise zu einer ungewünschten Bildung von Leerstellen in den aus dem Metall <re.£ossenen Barren bei zutragen» Dcmgemäß trägt diese Stufe der Gasentfernung zusammen mit dem Herausfiltrieren der Teilchen aus dom Metall dazu bei, das Auftreten von Leerstellen In den gegossenen Barren auf einen. Minimalwert zu bringen.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen

Figur 1 einen Grundriß eines Systems für das kontinuierliche Gießen von Aluminium, wie es gemäß der Erfindung durchgeführt wird;

Figur 2 einen Aufriß, der entlang der Linie 2-2 der Figur 1 aufgenommen ist;

Fi,qnjr 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 der Figur 2;

Figur 4 einen Aufriß, aufgenommen entlang der Linie 4-4 der Figur 1;

Figur 5 einen vergrößerten Querschnitt entlang der Linie :

5-5 der Figur 1;

Figur 6 einen Aufriß.entlang der Linie 6-6 der Figur i; ■ .

Figur 7 einen vereinfachten sohematisehen Querschnitt einer Alterna.tivfilteranorrlnung, mit welcher das Verfahren der Erfindung durchgeführt werden kann.

Figur h eine der Figur 7 ähnliche Ansicht einer weiteren

-■10 -'--009837/1563

BAD ORIGINAL

Fi It er anordnung,, die für die Durchführung des Verfahrens der Erfindung ^eei^nct ist;

Fiiyar ff einen Grundriß eines modifizierten Systems für das kontinuierliche Gießen von Aluminium geaäß der Erfindung;

Figur 10 einen Aufriß entlang der Linie 10-10 dar Figur 9; 11 einen Querschnitt entlang der Linie 11-11 der Figur 10;

Figur 12 einen Querschnitt entlang der Linie 12-12 der Figur IO und

Figur. 13 einen vergröBerten Querschnitt entlang der Linie 13-13 der Figur 9„ - -

In den Figuren 1 bis 6 ist ein System 10 für die Zuführung von geschjiolzenera Aluminium zu einer Fielgahl von kontinuierlichen Gießformen 11 aus einem Ofen 12„ worin ein Äluminiurakörper erhitzt und in geschmolzenem-Zustand gehalten wird, gezeigt. Das System 10 umfaßt einen Siphon I^ zur'Entnahme. des geschmolzenen Aleiniurag aus &cm Ofen,, Einrichtung.cn mit Elnschltti eines i?ertikale» lusdaßfußes fies Siphons Entfernung von Gau aus desa denaiiFoh fli'eßeadesi geschsaols Aluminium, einen Siphosikastea 16„ des= ©iae soitlieh bogs°ong·= te laeier flip die Änfaaliffle des Hp.talli aus dem Siptoa bildet, ein Filter 17o weleh©s über eiaar Fließöffnus^_ö dMF@ti weloho der Strei des !©teils iia-Auftrjäpfesfiehtung voa dem Si= phon-Kasten flieSt, arageoFdnet ist rad. ei»s:a verzweigten horizontalen Verteilungmt.rog 19 gum Leiten des Metalls dem ftjahiaen se ä®n oberes lafien dos³ ForiieEi H₀ In diee©a System bilden der Sipli©a 1^₈ des? SC©et©a 1β_& &er Bateea 18

— ■ li -

und der Trog 19 zusammen einen kontinuierlichen Strömungsweg für das geschmolzene Aluminium, bei welchem das Metall nacheinander von Gas befreit und filtriert wird. Dieeo Einrichtungen können aus Stahl gefertigt sein. Mindestens der Siphonkasten und der Trog können innen mit einem geeigneten warmeisöllerendem feuerfesten Material ausgekleidet sein, welches gegenüber dam geschmolzenen Aluminium beständig ist.

Der Siphon lh- (Pig. 2) besitzt einen nach ob'en geschrägten Einlaßfuß 20, der sich an seinem unteren Ende in den Ofen öffnet, um daraus das geschmolzene Aluminium zu entnehmen, sowie einen vertikalen Auslaßfuß 21, der eich nach unten in eine Aufnahmekammer 22 öffnet, die durch den Siphonkasten 16 gebildet wird. Das obere Ende des Einlaßfußes öffnet sich In den oberen Teil des Auslaßfußes. Sowohl der Auslaßfuß als auch der obero Teil des Einlaßfußes sind von einem Hcizmantel 23 (Flg. 2 und 3) umgeben, um das Aluminium beim Durchlauf durch den Siphon in geschmolzenen Zustand zu halten.

Durch einen großen Teil seiner Länge ist der Siphonauelaßfuß 21 mit einer Packung Zk aus zerkleinertem keramischen Material gefüllt, welche« durch ein Gitter 25 unterstützt wird. Letzteres 1st in unteren Teil des Auslaßfußes angebracht. In das untere Ende des Aualaßfußes wird ein Strom aus einem Gas (z.B. Argon), das gegenüber Aluminium inert ist, eingeführt, was durch die scheraatlsch als Rohr 26 angegebenen Einrichtungen geschieht. Der Gasstrom strömt nach oben und über die Packung 24. Vom oberen Ende des Siphons wird dae Gas wieder entnommen, z.B. durch ein weiteres Rohr 27, was durch geeignete Absaugeeinrichtungen (die nicht ge-

009887/1563 _BAD original

- 12 -

zeigt sind) geschieht, welche im oberen Ende des Siphon ein genügendes Vakuum ergeben, um das Tätigwerden des Siphons zu bewirken, der die Entfernung des geschmolzenen AlUmInI¹JmS aus dem Ofen nach oben durch den Fuß 20 und dann nach unten durch den Fuß 21 vornimmt. Wie das Aluminium somit die Packung Zk durchläuft, spült der Im Gegenstrom laufende Argonstrom, der durch den Fuß 21 nach oben steigt und mit dem Aluminium In ausgedehnten innigen Kontakt kommt, wenn das geschmolzene Metall und das Gas über die Oberflächen der Füllkörper fliessen, aus dem geschmolzenen Aluminium im wesentlichen das gesamte darin mitgetragene Gas (z.B. Wasserstoff) heraus. Das entfernte Gas steigt mit dem Argon zu dem oberen Ende des Siphons und wird aus dem Siphon durch das Rohr 2? entnommen. Konsequenterweise ist das der Aufnahmekammer 22 am Fuß des Siphon-Auslaßfußes zugeführte geeohmolzene Aluminium im wesentlichen von Gas frei.

Die Aufnahmekammer 16 ist durch die Wände des Kastens 16 vollkommen bfrrenzt and so angepaßt, daß eie einen Körper von geschmolzenem Aluminium bis zu einem Niveau 26 enthält. Stromabwärts der Aufnahmekammer bildet der Siphonkasten auch eine seitlich begrenzte und sich nach oben öffnende FiI-terkaneer 29,(PIg. k) mit einem horizontalen rechteckigen oberen Band JO, der bei einem Niveau angebracht ist, das erheblich niedriger ist als das normale Betriebsniveau 28 des geschmolzenen Metalls In der Aufnahmekammer. Zusätzlich bildet der Siphonkasten einen begrenzten Durchtritt 31 für das geeohmolzene Aluminium, der sich im allgemeinen horizontal von der Aufnahmekammer 22 zu der Fllterkammer 29 erstreckt und der so angeordnet ist, daß der oberste Teil des Durchtrltts 31 erheblich niedriger ist als das Niveau dos Flltorkammerrande 30. Der Boden der Kammer 29 neigt sich nach unten

- 13 009887/1563

- - BAD

in Richtung auf don Durchtritt 31, der einen Boden hat_} der mit dem Boden der Kammer 22 in einer Ebene liegt. Ein Abstichloch 32, das sich durch die Seitenwand des Siphonkastens in den unteren Teil der Kammer 22 eröffnet und das norraalarweißc durch einen Stöpsel 33 verschlossen ist, gestattet es, gewünschtenfalls die Kammern 22 und 29 und den Verblndungs-• durchtritt 31 zu entleeren. Die nach unten gehende Neigung des Bodens der Kammer 29 erleichtert ein derartiges Entleeren.

Der Rahmen 18 1st auf dem Rand der Filterkammer befestigt | und besteht aus einem festen Gefüge mit vertikalen Wänden, die über den Rand vorspringen, um eine seitlich begrenzte Gegend für die Aufnahme des geschmolzenen Aluminiums zu bilden und zwar bei einem Niveau Jk, welches erheblich höher ist als der Rand 3O,aber niedriger let als das Metallniveau 28 in der Kammer 22. An seinem unteren Ende trägt der Rahmen einen nach außen vorspringenden horizontalen Flansch 35, der an dem Slphonkaston befestigt ist,'d.h. ■ so, daß er den Rahmen mittels Klammern 36, die entlang der Peripherie. dos Rahmens im Abstand angeordnet sind, auf dom Rand befestigt hält.

Das Filter 17 ist ©in guwobtes Maeohenfilter, das aus einem ™ Material hergestellt 1st, welches bei häufigem Aussetzen gegenüber dem geschmolzenen Aluminium beständig iet und das vorzugsweise aus mehreren Schichten von Glastuch besteht. In dom speziell gezeigten Beispiel -besteht os aus kontinuierlichen Schichten 37, aus einem gewebten -Glas'fasertuoh-, 'das ■ sich in oiner horizontalen Ebene vollständig übor die"Fließöffnung, die duroh den Rand 30 gebildet wird_s erstreckt. Es ist.um seine gesamte Peripherie.zwischen dem Banä 30 und den Flansch 35, wio es in Figur 5 gezeigt- let, 'festgeklammert,

009887/1563 bad original

wobei die Vorbindung swischon dem Rand_s dem Filter und dem Flansch flüssigkoitsdlcht ist. Ein Paar rechteckiger Dichtungen 3?a.D die aus einem plattenförmigen Wärme!solicrunps-Materlal, z.B. aus Fibrcfrax, hergestellt sind;, kann entsprechend zwischen dem Pilterumfan^ und dem Plansch.35 und zwischen dem FilterurafanR und dem Sand 30 angeordnet sein. Ein relativ schweres -starres Gitter 38, das hierin gezeigt wird, wie es leihen großer hexagonaler Öffnungen bildet, wird integral mit dem lahmen 18 gebildet und erstrockt sich horizontal über das Innere, dee Bahmens und In angrenzender Beziehung zu der oberen (d.h. stromabwärts gelegenen) Oberfläche des Filters 1?·

Aus der vorstehenden Beschreibung wird ersieht11Ch₉ daß der Siphonkasten 16 und der Rahmen 18 miteinander eine WeHdstruktur bilden,, die einen vollständig seitlich begrenzten Teil oinee Strömungswegcs für das geschmolzene Aluminium bilden. Der Siphonkasien.16 rad der Rateea 18 erstrecken sich zu cinai NIve©is_g welehe© ©rheblieh ©borhalb des Filtere 17 liegt, uM star sowohl istFosKaitffjäFts als auch" etroiaabwärts des Filters^ so daß bei liveaus_s die erheblich höher sind als das Filter der Strom des geschmolzenen Metalls begrenzt wird» Dor ©uf diese. Weise gebildete StrÖmungsweg ist so angeordnet j to8 das presßhaolgeae Hetall vertikal nach oben dupoh des Filter geleitet uis=d, raalchos üb©? FlieiöffHuag angeordnet

geeohBOlze&on Metalls„ der sieh eatlaag des lie^i wegt, durch

Der ¥erteil«agBtp©g 19 öffnet ©!©Ei eluFöh eias des Hahmene 18, um göscteiolgeaos Aluminium,, d© des HetHHQiis enthalten ist, auf^unehmoa_D naä erst^eekt ii©h

davon durch die horizontalen Zweige 19a und 19b horizontal, um geschmolzenes Metall zu den oberen Enden der sieben Formen 11 zu führen, die mit dem System 10 rLer Figur 1 verbunden sind. Diese Trope sind durch geeignete (nicht gezeigte) Strukturen bei einer solchen Höhe unterstützt, daß sie das geschmolzene Aluminium bei einem gleichförmigen Niveau enthalten, welches das gleiche Niveau ist wir dasjenige des geschmolzenen Aluminiums in dem Rahmen 18, d.h. das Niveau

Die sieben Formen 11 sind einander identisch in der Struktür und jeweils so angebracht, daß sie einen ländlichen zylindrischen Aluminiurabarren gießen. Wie in Figur 6 gezeigt ist, enthält die Form 11 eine flache, ringförmige Formwand 39, die sowohl an ihrem oberen als auch an ihrem unteren Ende offen ist und die von einem Kühlmantel 40 umgeben 1st, durch welchen eine Kühlflüssigkeit wie Wasser geleitet werden kann, um die Formwand außen zu kühlen. Die Formstruktur schließt ferner eine Plattform 4l ein, die so angeordnet und dimensioniert let, daß sie am Anfang das untere Ende der Form verschließt und die durch geeignete (nicht gezeigte) Einrichtungen vertikal nach unten von dor Porm wegbewegt werden kann.

Bei der Verwendung der Form, um einen Barren 42 zu gießen, wird nach der ursprünglichen Einführung dos «eschmolzenen Aluminiuma in die F.orm und Verfestigung des Umfangsteile des Metalls innerhalb der Form (die auf das beschriebene Abkühlen der Formwand, zurückzuführen ist) die Plattform 41 fortschreitend nach unten bewegt, wobei sie den sich verfestigenden Barren 42 unterstützt und die fortschreitende Entfernung des Barrens aus den unteren Formende bewirkt,

- 16 009887/1563

BAD ORIGINAL

während frisches geschmolzenes Aluminium fortschreitend dem oberen Ende der Form zugeführt wird. Die Kühlflüssigkeit von dem Mantel 40 wird so gerlchtot, daß sie gegen den auftauchenden festen Barren unterhalb der Form durch einen kreisförmigen Schlitz 43 sprüht, der zwischen dem Mantel und dem unteren Formende ausgebildet ist, um die innere Verfestigung dos Barrens zu beschleunigen. Innerhalb der Form wird während des Gießbetriebs ein Schmelzbad odor ein Körper 44 aus geschmolzenem Aluminium aufrechterhalten, der sich nach unten als Sumpf 45 in das Innere des sich verfestigenden barrens erstreckt. Dieser Gießbetrieb sowie die hierzu verwendete Form und die weiteren Einrichtungen sind bekannter Stand der Technik.

In dem System 1Ö trägt jede der Formen 11 eineaxiale vertikale ringförmige Reservoir-Struktur 46, die auf dem oberen Bande der Formwand 39 befestigt 1st und koaxial nach oben vorspringt. Diese Struktur, die aus einem geeigneten wärmeisolierenden Material hergestellt 1st und/oder damit innen ausgekleidet ist und die manchmal aus "heiße Oberseite¹¹ bezeichnet wird, bildet eine Auswärtsausdohnung des Forminneren und ist angepaßt, daß sie einen Teil des geschmolzenen Aluminiumbade 44 enthält, das sich mit eini^om Abstand oberhalb des oberen Endes der Form nach oben erstreckt. Das wärmeisoliorende Material dient dazu, die Wärme in diesem Teil des Aluminiurasohmolzbadea beizubehalten und daher die vorzeitige Verfestigung zu verhindern.

Ein Zweig des Trogs 19 öffnet sich in Jedes der Reservoire 46 durch die Seltenwand des Reservoirs an einem Niveau unterhalb des Niveaus 34 des geschmolzenen Aluminiums in dem Trog für die Zuführung des geschmolzenen Aluminiums in das

- 17 009887/1S63

Innere des Reservoirs. Das Metallschmelzbad in jedem Reservoir erstreckt sich nach oben zu dem gleichen Niveau 34. Auf diese Weise fließt das geschmolzene Aluminium von den Trögen in dio Reservoire 46 bei einem aufrechterhaltenen gleichförmigen Niveau und fließt dann ruhig in die Schmelzbäder 44 in das Innere der Formen hinab.

Durch die vorstehenden Ausführungen wird die Durchführung des Verfahrens der Erfindung verständlich. Geschmolzenes Aluminium wird aus dem Ofen 12 durch den Siphon 14 in die |

Aufnahraekammer 22 in oincr solchen Weise eingeführt, daß der Körper dos Metalls in der Aufnahmekammer auf einem Niveau 28 gehalten wird, das erheblich höher als das Niveau des Filters 1? ist, während Gas von dem in dem Vertikalfuß dos Siphons nach unten strömenden Metall durch den aufsteigenden Argongasstrom entfernt wird. Von der Aufnahmckaramer fließt das geschmolzene Aluminium durch den Durchtritt 31 in die Filterkammer 29 und dann nach oben durch das Filter 17 in die durch den Rahmen 18 definierte Gegend. Das Filter entfernt das Oxid und andere' Teilchen aus dem Aluminiumstrom. Stromabwärts des Filters fließt der Strom von dem Rahmen entlang dos verzweigten Verteilungstrops 19 in die Reservoire 46 der Formen 11, um kontinuierlich zu Aluminiumbarren verges- W son zu werden.

Der Fluß dee Aluminiummetalls aus der Kammer 22 durch das Filter und entlang des horizontalen Trogs 19 zu den Formen wird (wie das Metall In die Formen von den stromabwärts gelegenen Enden der Tröge nach unten fließt) durch den aufrechterhaltenen Kopf dos Metalls in dor Kammer 22 bewirkt. Dieser .Kopf wird durch das Niveau 28 dargestellt. Entlang dos Filters liegt ein Druckabfall vor, der auf den Wider-

BAD ORIGINAL

stand des Filters gegenüber dom Durchtritt des geschmolzenen Metalls zurückzuführen ist, so daß das Motallniνeau 3^ stromabwärts des Filters etwas niedriger 1st als das Aufwärtsetromnlveau 28 Der Kopf des metallischen Aufwärtsstroms des Filters wird (durchitontinuierllohe Zufuhr des geschmolzenen Aluminiums durch den Siphon in dem Maß, wie das Aluminium in die Formen abgesogen wird) genügend hoch aufrechterhalten, um das Stromabwärtsniveau 3^ erheblich oberhalb des Niveaus des Filters 17 su halten* Das Filter ist auf diese Weise vollständig während des Gießens in dem geschmolzenen Aluminium untergetaucht, und zwar ungeachtet von Variationen der Stromaufwärts- und Stroraabwärtsmetall« niveaus, Ohne daß ein Teil des Filtere freigelegt wird,' Dies ist darauf· zurückzuführen, daß diese liveaus genügend weit oberhalb des Filters angeordnet sind_f um den Variationsberoich des normalerweise im Betrieb vorliegenden Niveaus Rechnung zu tragen» Demgemäß fließt das gesamte Metall ruhig durch die Fllterwand unter die Oberfläche des geschmolzenen Metalls.

Bei dem beschriebenen Vorgehen fließt das gefilterte Metall ruhig entlang eines horizontalen Wegs mit einem gleichförmigen Niveau über dem gesamten Ausmaß des Fortschreitens von dem Filter in die Formenreservoirs 46« In diesem Wep wird, selbst obgleich sich auf der Oberfläche dos »netalli-BOhenAbetroras des Filters ein Oxid bildon kann, das Metall von dem Filter den Formen zugeführt, ohne daß an irgendeinem Punkt eine oberflächliche Störung oder Turbulcns stattfinden würde, die das filtrierte Metall wieder verunreinigen könnte, Indem Oxldtellchen von der Oberfläche eingeführt-werden könnten.

.. - 19 009887/1563

BAD ORIGINAL

Ein weiterer Vortoil dos beschriebenen Verfahrens liegt darin, daß ein Filter verwendet werden kann, das gegenüber dem Metallstrom eine relativ hohe Widerstandsfähigkeit hat, wodurch eino sehr gute Filterwirkung aber auch ein relativ großer Druckabfall bedingt wird. Dieser Vorteil ist auf das völlige Untertauchen des Filters zurückzuführen. Insbcsondc- . * re besteht das Filter vorzugsweise aus mindestens zwei Schichten aus Glastuch, da es sich gezeigt hat, daß bei einem Glastuch mit einer bestimmten Porengröße die Anzahl der Schichten die Filterwirksamkeit erhöht. So wurde beispielsweise bei j| einem Versuch gefunden, daß bei einem kontinuierlich gegossenen Aluminium die Anzahl der Mlkroschrumpfungs-Poren pro QuadratZentimeter (eine Messung, des Auftretens von Einschlüssen in dem gegossenen Barren)abnahm, wenn die Anzahl der Schichten des Glastuchs,durch welche das Metall vor dem Gießen gefiltort wurde, zunahm. Im einzelnen wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Anzahl der Mikrosehrumpfungs-Poren

Glastuchschichten pro cm

1	130
2
3	25
5	15
7	10

Das bei diesem Versuch verwendete Glastuch war im Handel unter dem Warenzeichen "Bay Mills 625" erhältlich.

Die beschriebene FiItoranordnung gestattet somit das totale Untertauchen des Filters und folglich das Vermeiden einer Wi ederve runr ei nl/rung des gefilterten Metalls, und zwar un-

QQtMT/T563. "■ ²⁰~

BAD ORiGiNAL

geachtet des Stromaufwarts-Kopfdrucks oder der Differenz zwischen den Niveaus dos stromaufwärts und stromabwärts befindlichen geschmolzenen Metalls. Der Stromaufwärts-Kopfdruck kann die erforderliche Größe für den Einsatz mit einem Filter aus drei oder mehreren Schichten aus Glastuch besitzen. Die einzelnen Glastuchschichten können im Abstand (mit oder ohne Unters tut zungsfritt er) angeordnet sein. In der im Beispiel beschriebenen Anordnung sind sie aneinander angrenzend und daher alle an der Stromabwärtsseite des Gitters 38 unterstützt. Das Gitter trägt zu der Aufrechterhaitung der gewünschten wirksamen Filtration mit einem vielschichtigen Glastuchfilter in der Weise bei, daß es das Filter an der Stromabwärtsseite gegenüber einem Reißen oder einer anderen Beschädigung durch den bei solchen Filtern erforderlichen erheblichen Aufwärtsstrom-Kopf druck schützt. Forncr sind, weil das Gitter das Filter in einer sich quer zum Strömungsweg des geschmolzenen Aluminiums erstreckenden Ebene hält, der Metallstrom und der Kopfdruck über die volle Fläche des Filtere in vorteilhafter Weise gleichförmig.

Die einzelnen Schichten des bei dem* Filter verwendeten Glastuchs können aus dem bislanpr zur Filtration von geschmolzenem Aluminium verwendeten Tuch bestehen. Ein derartiges Tuch kann beispielsweise Öffnungen in einem Grösseribereich zwischen etwa 0,06 und etwa 0,19 cm besitzen. Die hierin beschriebenen Mehrfachschichtcn des Glastuchs sollen nioht nur diskrete Schichten umfassen sondern auch mehrfach aufeinandergelegte Tücher, welche aus mehreren zusananengewebten Schichten bestehen. Ferner können, wenn mehrere Schichten verwendet werden, die verschiedenen Schichten Maschenöffnungen mit jeweils verschiedener Größe besitzen.

- 21 009887/1563

Der Durchtritt des geschmolzenen Aluminiums nach oben durch ein horizontales Filter wie in der oben beschriebenen Anordnung bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß die Schwerkraft, die auf die durch das geschmolzene Metall mitgerissenen Teilchen wirkt, dazu neigt, die Teilchen nach unten von der Stromaufwärtsseite des Filters wegzuziehen und arbeitet daher mit dem Filter zusammen, um der Wirkung dee Strom-. aufwärts-Kopfdrucks entgegenzuwirken und um der. Durchtritt der Teilchen durch und über das Filter hinaus zu verhindern. Diese Vorteile der Filtration des geschmolzenen Metalls durch ein vollständig eingetauchtes Glastuohfilter können in erheblichem Maß auch mit anderen Orientierungen des Stroms und des Filters erhalten werden. So kann z.B., wie es in Figur 7 gezeigt ist, ein Strom aus geschmolzenem Metall 48 nach unten durch ein Glastuchfilter ^9 befördort werden, das sich horizontal über eine seitlich begrenzte Flleßöffnung des geschmolzenen Motalla erstreckt, die durch eine * Wandstruktur 50 gebildet wird,, die sich Im wesentlichen oberhalb des Niveaus des FiItore sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des Filters erstreckt. Wiederum kann, wie es in Figur 8 gezeigt ist, ein Strom aus einem geschmolzenem Metall 52 im allgemeinen horizontal durch ein Glastuchfilter 53 geleitet werden, das sich in einer mit einem erheblichen Winkel zu der horizontalen orientierten Ebene vollständig entlang einer seitlich begrenzten Fließöffnung erstreckt, welche durch eine Wandstruktur 5^ gebildet wird, die eich im wesentlichen oberhalb des obersten Punktes des Filtere sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts davon erstreckt.

Obgleich oben das Vorsohen eines einzelnen Filters (der aus mehreren Schichten aus Glastuch bestehen kann) über-eine

- 22 009887/1563

BAD ORIGINAL

Fließöffnung aus geschmolzenem Metall beschrieben worden ist, können doch auch mehrere solche Filter, die Z₀P₀ in Reihen angeordnet sind, im Abstand entlang des Stromweges des Metalls, vorgesehen sein oder solche Filter können in Reihe mit einem anderen Filtertyp, Z₀B₀ einem begrenzten Bett von feuerfesten Teilchen, die in dem Strömungsweg angeordnet sind, verwendet werden. Ob ein oder mehrere Glasfiltcptücher verwendet werden, und zwar entweder allein oder in Kombination mit anderen Filtertypen, werden die Glastuchfilter oder die Filter kontinuierlich vollständig untergetaucht in dem geschmolzenen Metall während des Filterbetriebs gehalten, da es gefunden wurde, daß das Aussetzen von nur einem sehr geringen Teil eines Glastuchfliters oberhalb der Oberfläche dos geschmolzenen Aluminiums, das filtriert wird, zu einer Bückverunreinigung des filtrierten Metalls mit Oxid an der Stromabwärtsseite des Filters führen kann. Dies kann so weit ^ehen_p daß die Wirksamkeit des Filterbetriebs in großem Ausmaß in Präge gestellt wird«,

In den Figuren 9 bis 13 ist ein Altemativsystem 60 zum Filtrieren des geschmolzenen Aluminiums und für die Zuführung des filtrierten Metalls zu kontinuierlichen Gießformen gezeigt. Das System 60 ähnelt demjenigen der Figuren 1 bis insoweit, als ein horizontales Filter verwendet wird, durch welches das geschmolzene Metall nach oben strömt» Dieses System sieht Jedoch keine Einrichtungen für die Entfernung von Gas aus dem Metall vqp„ da in vielen Fällen der Filterungsbetrieb ohne eine derartige- Gasentfernung schon eine angemessene Freiheit der gegossenen Barren von Leerstellen und Einschlüssen ergibt, Das System 60 führt auch das filtrierte. Metall nach unten Bohren zu_p die sich in das Innere der Formen öffnen und nicht seitlich In Reservoire

■ -t\ rp> /TJv /|p\ " I^

von geschmolzenem Metall, das, wie im. System, der Figuren 1 bis 6, an den Oberseiten der Formen aufrechterhalten wird.

Die Struktur des Systems 60 schließt einen stahlwandigen und feuerfest ausgekleideten Filterkasten 61 ein, welchem daß geschmolzene Metall von einem der beiden Öfen (wovon einer als 62 gezeigt ist) durch ein Paar konvergierende Tröge 63 zugeführt wird. Letztere öffnen sich in ein gemeinsames Aufnahmebecken 64, das durch den Kasten 6"l gebildet wird und das so angepaßt ist, daß es einen sich z.B. bis zum Niveau 65 (Fig. 10) erstreckenden Körper aus geschmolzenem Aluminium enthält. Stromabwärts des Beckens 64 bildet der Kasten 61 eine Filterkammer 66, die sich nach oben öffnet und die einen rechteckigen oberen Rand 6? hat, der in einer horizontalen Ebene erheblich tiefer als das Niveau 65 dos Stromaufwärts-Metalls liegt. Der Filterkasten bildet ferner einen seitlich vollständig begrenzten Durchtritt 68 für die Leitung des geschmolzenen Aluminiums nach unten und dann im allgemeinen horizontal von dem Becken 64 in die Kammer 66 bei einem Niveau unterhalb des Bands 67.

'■·■■

Der Boden 70 der Filterkammer neigt sich nach unten (Fig. 10) und an seinem niedrigsten Punkt sind zwei Abstichlöcher 71 angeordnet, die jeweils an entgegengesetzten Selten des Filterkastens angebracht sind. Durch diese kann das geschnolzeno Metall von dom FiIterkaeten z.B. nach dem Abbrechen des Betriebs abgenommen werden. Ein Paar von Ablauftrögen 72 ist jeweils auf entgegengesetzten Selten des Filterkastens angebracht, um das geschmolzene Metall aus den Abstichlöchern aufzunehmen. Sie neigen sich nach unten in konvergierender Anordnung, um das abgenommene Metall in ein

009887/1563

BAD. ORIGINAL

Becken 73 zu befördern. Die Abstichlöcher sind normalerweise durch Stopfen 74 (Pig. 12) verschlossen, welche durch Arme 75, die Griffe 76 haben und konisch mit den Seiten des Pilterkastens verbunden sind, um die Bewegung der Stopfen zwischen Offen- und Geschlossenstellung zu erleichtern. Der Pilterkasten und die damit verbundenen Tröge sind auf einer geeigneten Unterstützungsstruktur mit Einschluß der Füße 77 befestigt.

Auf dem Rand 67 der Pilterkammer ist ein rechteckiger Rahmen 73 angebracht, der nach oben vorspringt und der vertikale Wände hat, um einen Körper aus geschmolzenem Aluminium, das sich z.B. bis zu einem Niveau 79, welches hoher als der Rand 67 aber niedriger als das Niveau 65 1st, erstreckt, aufzunehmen. Ein horizontaler Plansch 80 springt vom unteren Ende des Rahmens nach außen und ist durch Klammern 81 an dem Filterkasten befestigt.

In einer horizontalen Ebene erstreckt sich ein Glastuchfllter 82, vorzugsweise aus zwei mehr angrenzenden Schichten aus' Glastuch, entlang der Fließöffnung, die durch den Rand 67 begrenzt ist. Es ist um den gesamten Umfang zwischen dem Rand 67 und dem Rahmenflansch 80 festgeklammert. Nuten 83, 84 können in den vorderen Oberflächen des Randes gebildet sein sowie ein Flansch, um Dichtungen 85 aufzunehmen, die zwischen den Filterkanten und dem Rand und dem Flansch eine flüfligkeitsdichte Abdichtung bilden.

Ein relativ schweres starres Oitter 86 erstreckt sich horizontal über die duroh den Rahmen 78 gebildete Gegend, oberhalb der oberen (d.h. stromabwärts gelegenen) Oberfläche do» Filters hierzu in angrenzender Beziehung. Es ist fest

-25-009887/1563

BAD

durch Klammern'87 in einer solchen Anordnung befestigt, daß es von den Seitonwänden des Rahmens 78 nach innen vorspringt. Dieses Gitter bildet ein reguläres Sieb mit relativ großen quadratischen Öffnungen und dient dazu, den Filter an seiner Stromabwärtsseite in flacher horizontaler Position Regen die Kraft des Aufwärtsstrom-Kopfdrucks des Metalls zu halten.

Abdeckungen 88 und 89 können für das Aufnahmebecken 6k und (| den Rahmen 78 vorgesehen sein.

Auf einer Seite besitzt der Rahmen 78 einen axialen horizontalen U-förmigen Plansch 90, der nach außen von einer vertikalen Seitenwand des Rahmens springt und der eine Of fnun/r durch diejenige Seitenwand des Rahmens bildet, die sich erheblich unterhalb des Niveaus des geschmolzenen Metalls befindet, welches sich innerhalb des Rahmens befindet, aber nichts desto weniger oberhalb des Niveaus des Filters QZ liegt. Das Sinlaßende eines sich nach oben öffnenden horizontalen Trogs 91 mit ü-fönnigem Querschnitt ist innerhalb des Flansches 90 getragen und daran mittels eines Paars von ^ Klammern 92 (Fig. 11) befestigt. Dieser Trog erstreckt sich horizontal von dem Flansch 90 zu einem Verteilungsbecken 93 (Fig. 9), welches vertikal oberhalb den Oberseiten der kontinuierlichen (nicht gezeigten) Gießformen angeordnet ist, in welche das geschmolzene Aluminium eingeführt wird«, Das Verteilungebecken besitzt vertikale Wände, die so angeordnet sind, daß sie einen Körper dee * geschmolzenen Aluniniume enthalten, der sich nach oben bis zu dem gleichen Niveau 79-■ " wie in dem Rahmen 78 erstreckt.

Das System 60 der Figur 9 bis I3 ist angeordnet, um'gesohmol-

- 26 009087/1563

zenes Aluminium drei kontinuierlichen Gießformen zuzuführen, von denen jede den Formen 11 der Figuren 1-6 ähnlich sein kann, die Jedoch keine Reservoirs oder "heiße Oberseiten" 46 haben. Drei Tauchrohre 9^ erstrecken sich vertikal nach unten von dem Verteilunirsbecken 93 in die jeweiligen Formen, öffnen sich nach oben in das Becken durch dessen Boden und öffnen sich nach unten in die Formen unterhalb des Niveaus, bei welchem die Schmelsbäder aus dem geschmolzenen Metall normalerweise in den Formen enthalten eind.

Bei der Durchführung des Verfahrens Im System der Figuren 9 bis 13 wird während des kontinuierlichen Gießbetriebs geschmolzenes Metall z.B. von dem Ofen 62 in das Aufnahmebecken 64 so eingeführt, daß ein Körper aus geschmolzenem Aluminium in dem Aufnahmebeckea bei einem Niveau 65 aufrechterhalten wird, welches variieren kenn„ das aber zu Jedem Zeitpunkt erheblich oberhalb des Niveaus des Filters 82 liegt. Aus dem Aufnahmebecken fließt das- Metall durch den Kanal 68 in die Filterkammer 66 und hierauf nach oben durch das Filter 82 in den Rahmen ?8₀ Bas Metall schreitet von dom Rahmen 78 entlang eines horizontalen Wege, durch den Trog 91 in das ferteilungsbeeken. 93 fort und so dann nach unten duroti die lauetarofce 9^ In ü.1® Formen, um kon° tlnuiorlioh asu Barren vergossen sw w®rä.@m® Der lopf d©@ ietall-ÄufwärfcsatFoaei des Filters,, des³ la &em knfnmhm®- beckaa duroh &®a Nlvoau 65 tergesfeellfe rairt, ist ©ües⁵©!= ebemd hoch_e ms den lofcall-Abrärtsütfo® dee Ptlfeeys b©i aifien liveau ?9 z.u halten, tee !Aer Ist als dsl Filter - · la dem Hetiüö'a 78₅ des Trog 91 uM Ia dsm 93# Daher fließt stromabwärts &©© FilfeeFS toi Meteil mit einem gleichförmige» liveaia in üb®

1/1SI3

aus welchem es ruhig in die Formen durch die Tauchrohrc 94 absteigt. Die in dem Metall enthaltenen Teilchen werden durch das Filter 82 entfernt. Die vollständige Eintauchung des Filters unterhalb das Niveau 79 verhindert zusammen mit dem ruhigen Fluß des Metall-AbwärtsStroms des Filters die Wiederverunreinigung des filtrierten Metalls.

Die Erfindung soll anhand des folgenden Beispiels näher

erläutert werden:

Eine Vielzahl von Aluminiumbarren wurde kontinuierlich gegossen und zu Blech verwalzt. Proben des Blechs wurden poliert, um mechanisch während des Walzens und Handhabens gebildete Fehler zu entfernen. Die polierten Proben wurden chemisch geglänzt und anodieiert und sodann auf sog. "Ras!eretrelfen"-Fehler untersucht. Diese werden durch den Einschluß von Fremdstoffen wie Oxidteilchen in den gegossenen Barren bedingt. Das Auftreten von Basierstreifen-Fehlern wurde bei Jeder Probe untersucht. Dieser Versuch Ist eine herkömmliche Methode und gestattet,die Sauberkeit m* der Oberfläche (das Fehlen von Einschlüssen) zu bestimmen.

Sämtliche unteriuchten Barren wurden auf der gleichen Legierung und bei in wesentlichen ähnlichen Gießbedingungen gegossen. Hierzu wurden Formen des oben beschriebenen allgemeinen Typs verwendet. Auch das Walzen und die Nachbehandlung der Proben wurde in allen Fällen auf die gleich« Weise dur-ohgeführt. Einige der Barren wurden aus Metall gegossen, das nur durch eine Doppelschicht aus Olastuoh gefiltert worden war, wobei das Filter in herkömmlicher eise innerhalb der Form als Filtertasche oder Filterkorb (hierin als"Filter A" bezeichnet) angeordnet war. Die ando-

- 28 -009887/1563 bad original- -

ron Barren wurden aus einem Metall gegossen, das nicht nur durch die oben genannte Doppelschicht in der Form (Filter A) sondern auch durch ein vierschichtiges vollständig eingetauchtes Glastuchfilter (Filter R) gefiltert worden war. Letzteres war wie in dem System der Figur 9 bis 13 mit Aufwärtsqtrom des Metalls durch das Filter angeordnet.

Jedes Probeblech wurde an drei Stellen untersucht. Für Jedes Blech wurde der Mittelwert für das Auftreten von Rasierstreifen (6,35 nun oder länger) ermittelt. Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Blech Filter Mittlere Anzahl der

Rasierstreifen / 0,09 m

IA 17

2 A 45

3 A 5 Ί A 43

5 A- 35

6 A- kl

7 A+B 1

8 A+B 0 .-■■'.

9 A+B 0

Diese Ergebnisse zeigen die sehr ausgeprägte Verbesserung der Filtorwirksamkeit und die damit verbundene Abnahme der Elneohlüsse in gegossenen Barren.

Es wurde eine weitere Serie von Barren gegossen und Proben des Blechs, das daraus durch Verwalzen hergestellt worden war, untersucht in der oben beschriebenen Woise. Bei Jedem Gießen wurde das geschmolzene Metall einer aus-

009887/1563 " ²⁹ "

gedehnten Absetzungszeit unterworfen. Einige der Barren wurden unter Verwendung des Filters A allein gegossen. Beim Gießen von anderen wurden sowohl Filter A als auch Filter B verwendet. Es wurde auch mit einem Filter G gearbeitet, welches dem Filter B ähnlich war, aber anstelle von vier Glastuchschichten fünf solche Schichten hatte. Ein Barren wurde mit dem Filter B allein gegossen. Ein anderer wurde unter Verwendung nur eines dem Filter A ähnlichen Filters gegossen, welches eine einzige Schicht aus Glastuch (Filter D) hatte. Dabei wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Blech	Filter	Absetzzeit	Mittlere Anzahl der ₂
		(Minuten)	Rasierstreifen / 0,09 m
10	A+B	35	0
11	A+C	140	0
12	B	30 -	1,3
13	B	35	0
14	A+B	140	2,7
15	A+B	360	0
16	A	25	0,7
17	A	25	4
18	A	35	4
19	A	105	5,3
20	A	135	0,7
21	D	75	4

Bei dieser Versuchsreihe war das Auftreten von Elnsohlüseen im allgemeinen erheblich niedriger als im Falle der Gußstücke, die unter Vorwendung dos Filtere A allein in der oreten Versuchsreihe hergestellt worden waren. Nichtsdestoweniger zeigten erneut die GuBteile, die unter Verwen-

009887/1563 " ³° "

BAD ORiGiNAL

dung der Filtrierung gemäß der Erfindung (Bleche 10 - 15) erhalten worden waren, eine erheblich niedrigere Anzahl von Einschlüssen wie diejenigen, die mit den Filtern A und D allein hergestellt worden waren.

- 31 009887/1563

BAD ORiGIWAL.

Claims

Patentansnrüche

1) Verfahren zum Filtern eines fließenden Metallstroms bei der Herstellung von Barren durch ein kontinuierliches Gießverfahren, bei welchem aus dem Metall die festen Teilchen durch Durchlauf durch ein Filter aus gewebtem Maschenmaterial entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man das Niveau des Metallstroms so einregelt, daß während des Gießens der Barren das völlige Eintauchen des gewebten Masohenfilters in das Metall gewährleistet wird.

2) Verfahren nach Anspruch I)₁ daduroh gekennzeichnet, daß sich das Filter,im wesentlichen horizontal eratreokt und daß sich der Metallstrom daduroh im wesentlichen in vertikaler Richtung fortbewegt.

3) Verfahren nach Anspruch 2), dadurch gekennzeichnet, daß sich der Metallstrom durch das Filter nach oben fortbewegt.

4) Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daß man den Metallstrom entlang eines im wesentlichen horizontalen Weges stromabwärts von dem Filter zu einer kontinuierlichen Gießform mit offenem Boden leitet.

5) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Einrichtung für die Zuführung des Stroms aus dem geschmolzenen Metall aus einem Schmelzofen oder dgl. in eine Gießform, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus Wänden, die eine voll ständig unterhalb des normalen Niveaus des Metalletrome lie

009887/1563 " ³*

BAD ORIGINAL

gende Pließoffnung bilden und aus einem gewebten Maschenfilter, das zum völligen Eintauchen in das geschmolzene Metall über der Flleßöffnuryr angeordnet ist, besteht»

6) Vorrichtung nach Anspruch 5), dadurch gekennzeichnet, daß sich das gewebte Maschenfilter im wesentlichen horizontal über die Pließoffnung erstreckt»

7) Vorrichtung nach Anspruch 6), dadurch gekennzeichnet, daß das Filter durch ein starres Gitter unterstützt ist, welches sich horizontal über der Fließö-ffnung oberhalb and an die obere Fläche des Filters anstoßend erstreckt_β

8) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5)» 6) und 7),- dadurch gekennzeichnet, daß da© Filter mindestens aus zwei Schichten aus Glastuch besteht.

9) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5)» 6) und 7), dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen im wesentlichen horizontalen Weg stromabwärts des Filters bildet, der zu einem wärmeisolierenden Reservoir führt, das sich oberhalb vom oberen Ende der Gießform erstreckt und sich nach unten in dieses eröffnet, wobei der horizontale Weg »loh. seitlich in das Reservoir öffnet und das Beeervoir so angepaßt ist, daß es da« geschmolzene Metall bei dem gleichen Niveau enthält als das, bei welchem der Strom des geschmolzenen Metalle entlang des horizontalen Wegs geleitet wird.

10) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5), 6) und 7), dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts des Filters Ein» richtungen angeordnet sind, um mitgerissenes Gas aus dem Strom de« geschmolzenen Metalle zu entfernen.

009887/1563