DE2135159A1

DE2135159A1 - Schmelz-, giess- und kristallisationsanlage fuer den betrieb unter vakuum oder schutzgas

Info

Publication number: DE2135159A1
Application number: DE19712135159
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl Ing Doenecke; Karl Jericho
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1971-07-14
Filing date: 1971-07-14
Publication date: 1973-01-25
Also published as: FR2145600A1; GB1356890A; FR2145600B3; DE2135159C3; DE2135159B2

Description

Hanau, den 7.7.1971 ZR3-Zap/Sk - 71510 -

Patent- und Gebrauchstnuster-Hilfsanmeldung

Schmelz-, Gieß- und Kristallisationsanlage für den Betrieb unter Vakuum oder Schutzgas

Die Erfindung betrifft eine Schmelz-, Gieß- und Kristallisationsanlage für den Betrieb unter Vakuum oder Schutzgas, bestehend aus einer Schraelzkanuner mit einem darin angeordneten Schmelzgefäß mit Entleerungsvorrichtung, aus einer Kristallisationskanuner für die Aufnahme mindestens einer Gießform, wobei Schmelz- und Kristallisationskammer über einen Verbindungsschacht koppelbar und voneinander lösbar, nach Lösung relativ zueinander beweglich und mit einer anderen Kristallisationskammer verbindbar ausgebildet sind, und wobei Absperrmittel im Verbindungsschacht angeordnet sind, ferner bestehend aus einer Hubvorrichtung, mittels welcher die Gießform aus der Kristallisationskammer durch den Verbindungsschacht in die Nähe der Entleerungsvorrichtung bringbar ist.

Schmelz- und Gießanlagen, deren Innenraum während des Betriebes unter Vakuum oder Schutzgasatmosphäre steht, werden in zunehmendem Maße für den Präzisionsguß mit anschliessender Herbeiführung einer gerichteten Erstarrung benutzt. Ein solche Verfahren, daß auch kurz als DS-Prozeß (von Directed Solidification) bezeichnet wird, findet bei dor Herstellung von Präzisionsgußteilen aller Art Anwendung, bevorzugt jedoch bei der Herstellung von Turbinenschaufeln für Triebwerke, die in bezug auf die mechanischen Eigenschaften, insbesondere auf die Langzeitstartlswertc und die Korrosionsbeständkeit erheblichen Anforderungen genügen müssen.

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Der DS-Prozess wird im allgemeinen in zwei Verfahrensschritten durchgeführt. Der erste Verfahrensschritt besteht darin, daß in einer hermetisch verschließbaren Schmelzkammer das zu vergiessende Material in einem üchinelzgefäß aufgeschmolzen und nach Erreichen der erforderlichen Gießtemperatur in eine vorgeheizte Gießform abgegossen wird, deren Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des zu vergießenden Metalls liegt. Das Schmelzgefäß kann dabei durch verschiedene Energiearten beheizt worden. Brauchbai¹ sind hierfür Plasma- und Elektronenstrahlen, elektrische Lichtbogen und Widerstandsheiseletuente. Vorteilhaft ist es jedoch, das Schmelzgefäß mit einei Induktionsspule zu umgeben und die Kombination aus Schmelzgefäß und Spule zum Zwecke einer Entleerung kippbar auszubilden. Der zweite Yerfahrosschritt besteht darin, daß nach erfolgtem Abguß durch Einstellung eines bestimmten Temperaturgradientenin der Gießform eine gerichtete Erstarrung des Metalls erreicht wird. Zu diesem Zweck wird die Gießform mittels einer zusätzlichen Heizspule beheizt, die auch die Vorheizung übernommen hatte. Die Heizspule wird dabei in der Weise angeordnet, daß sie die Gießform koaxial umgibt, wobei eine Relativbewegung zwischen beiden möglich ist. Nach Füllung der Form wird diese langsam nach unten abgesenkt oder die Heizspule nach oben verschoben, so daß sich die Form mit gleichförmiger Geschwindigkeit in vertikaler Richtung durch die Spule hindurchbewegt und sich an der Erstarrungsfront ein konstanter Temperaturgradient einstellt. Dor Erstai-rungsvorgang ist sehr zeitraubend, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens stark beeinträchtigt wird. Durchschnittlich beträgt die Verfahrensdauer für den zweistufigen Prozeß etwa 120 Minuten, d.h. mittels einer aus Schmelzgefäß und Gießform bestehenden Vorrichtung ist etwa alle 2 Stunden ein Abguß möglich. Im Hinblick auf den Zeitaufwand ist es besonders gravierend, daß die Gußteile zur Vermeidung von Reaktionen mit Luftsauerstoff bis zum Unterschreiten einer Grenztempera-

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tür unter Vakuum oder Schutzgas verbleiben müssen. Die Kapazität einer solchen Anlage wird somit durch die Erstarrungsund Abkühlzeiten bestimmt und nicht durch die erheblieh grossere Leistungsfähigkeit der Schmelzvorrichtung.

Durch die US-Patentschrift 2 825 945 ist eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art bekannt. Die dort beschriebene Vorrichtung ist jedoch nicht für die Erzeugung einer gerichteten Erstarrung vorgesehen und weist auch keine dafür geeigneten Mittel auf. Die Leistungsfähigkeit der bekannten Anlage wurde zwar dadurch erhöht, daß Schmelz- und Kristallisationskammer voneinander trennbar ausgebildet sind und daß die Kristallisationskanuner ein Tiegelmagazin für mehrere Gießtiegel beziehungsweise -formen enthält. Dennoch muß die auswechselbai'e Kristallisationskammer solange mit der Schmelzkammer in Verbindung bleiben, bis die kritische, eine Oxydation auslösende Temperatur unterschritten ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte und eingangs beschriebene Vorrichtung so zu verbessern, daß mit ihr die Herstellung gerichtet erstarrter Gußteile möglich ist und daß ein laufender Austausch der KrJstallisationsvorrichtung für die gerichtete Erstarrung bereits zu einem Zeitpunkt möglich ist, an dem weder die vollständige Erstarrung, geschweige denn die Abkühlung des Gußstücks vollendet sind. Dabei soll die Kapazität desjenigen Teils der Anlage, der die Schmelz- und Gießvorrichtung enthält, soweit wie möglich ausgenutzt werden. Dies bedingt, daß eine Mehrzahl von geriehteten Erstarrungs- und Abkühlvorgängen nebeneinander möglich ist ohne daß die Zahl der Schraelzgefäße und der mit ihr verbundene aufwendigen Anlagenteile um ein entsprechendes Maß vergröesert wird." .

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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sowohl die Schmelzkammer als auch die Kristallisationskammer mit je einem Absperrventil versehen sind und daß in der Kristallisationskammer eine Heizvorrichtung für die Gießform in einer solchen Weise angeordnet ist, daß eine gerichtete JEi'starrung durch Relativbewegung zwischen Heizvorrichtung und Gießform durchführbar ist.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung bringt folgende Vorteile mit sich:

Dadurch, daß sowohl die Schmelzkammer als auch die Kristallisationskammer mit je einem Absperrventil versehen sind, ist es möglich, unmittelbar nach dem Abguß des Schmelzgefäßes und nach dem Einbringen der Gießform aus der Schmelzkammer in die Kristallisationskammer eine hermetische Abdichtung beider Kammern vorzunehmen. Das Vakuum beziehungsweise die Schutzgasatmosphäre bleibt infolgedessen in beiden Kammern erhalten, so daß eine frühzeitige Trennung und ein Ersatz der bereits beschickten Kristallisationskammer durch eine noch nicht beschickte möglich ist. Nach Verbindung der zweiten Kristallisationskammer mit der kurzfristig wieder oder noch betriebsbereiten Schmelzkammer kann ein erneuter Abguß mit nachfolgender gerichteter Erstarrung stattfinden, während in der ersten Kristallisationskammer die gerichtete Kristallisation erst teilweise abgelaufen ist. Je nach der Leistungsfähigkeit der Schmelzkammer und den gießtechnischen Daten der zu vergießenden Metalle können nacheinander mehrere Kristallisationskammern mit der gleichen Schmelzkammer in Verbindung gebracht und beschickt werden. Es ist beispielsweise ohne weiteres möglich, acht Kristallisationskammern vorzusehen und in den sieben ersten Kammern - mit einer gewissen Phasenverschiebung - gleichzeitig Erstarrungsprozesse ablaufen zu lassen", während die achte Kristallisationskamraer beschickt wird.

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Auf diese Weise lassen sich die Anlagen- und Betriebskosten einschließlich der Unterhaltungskosten bei einfachster Bedienungsweise ganz erheblich senken.

Es ist denkbar, die Heizvorrichtung für die Gießform ortsfest in der Kristallisationskammer anzuordnen und die Gießform dort aufzuheizen. Die Gießform kann nach Herstellen der Verbindung mit der Schmelzkamraer in diese eingeführt und nach Vollendung des Abgusses wieder ins Innere der Heizvorrichtung zurückgezogen werden. Kachfolgend kann dann mittels einer sehr langsam verlaufenden Absenkbewegung die Gießform aus der Heizvorrichtung nach Maßgabe der optimalen Erstarrungsgeschwindigkeit herausgeführt werden. Um jedoch keine Unterbrechung der Beheizung der noch leeren Gießform vorzunehmen, wird gemäß der weiteren Erfindung vorgeschlagen, daß die Heizvorrichtung beweglichkngeordnet und zusammen mit der Gießform mittels der Hubvorrichtung in die Schmelzkammer einführbar ist. Die Herbeiführung der erforderlichen Relativbewegung zwischen Gießform und Heizvorrichtung kann dann in einfachster V/eise durch Anschläge bewirkt werden, auf denen die Heizvorrichtung bei ihrer Rückkehr aus der Schmelzkammer aufsetzbar ist, und durch einen solchen Hub der Hubvorrichtung, daß die Gießform nach Stillstand der Heizvorrichtung um ein Maß "a" weiter absenkbar ist, welches im wesentlichen mindestens der Höhe der Gießform entspricht.

Eine Verkürzung der Verlustzeiten zwischen dem Abguß und dem Beginn der gerichteten Erstarrung kann gemäß der weiteren Erfindung dadurch erreicht werden, daß die Hubvorrichtung mit einem Antrieb versehen ist, der eine Eilbev/egung und nach Stillstand der Heizvorrichtung eine Schleichbewegung zuläßt, die der Wanderungsgeschwindigkeit der Kirstallisationsfront des Gießforminhalts entspricht.

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Besonders zweckmässig ist ein Aufbau der Anlage in Form einer Reihenanordnung mehrerer Kristallisationskammern, mit denen eine Schmelzkammer nach einer Relativbewegung wahlweise verbindbar ist. Es wäre natürlich denkbar, die Schmelzkammer ortsfest und die Kristallisationskammern verfahrbar anzuordnen. Aufgrund der Tatsache, daß die Reihenanordnung der Kristallisationskammern ein wesentlich grösseres Gewicht und Bauvolumen besitzt und ausserdem mit zahlreichen Zu- und Abführungsleitungen versehen sein muß, empfiehlt es sich, die Kristallisationskammern ortsfest anzuordnen und die Schmelzkammer vorzugsweise oberhalb der Kristallisationskammern fahrbar vorzusehen. Hierdurch wird insbesondere der Nachteil vermieden, der entstehen würde, wenn man die Yakuumleitungen zwischen Kristaliisationskammemund Vakuumpumpen beweglich ausbilden oder sämtliche Pumpsätze mit den Kristallisationskammern verfahrbar ausbilden v/ürde_o

In besonders zweekmässiger- Y/eise wird oberhalb der Kristalli-

sationskammerR um til parallel

rderselten mit Be-.

seIiicl:uQgS" und Eatealiiaeöffayagea eis Schienensystem angeordnet _P a«f dem eise Plattform verfahrbar ist, welche neben der Scfefiieizkaininer auch noch die für die Schmelzkammer benötigten Vakuumpumpen und sämtliche Steuer- und Regelgeräte aufnimmt. Bei dieser Bauweise werden die einzelnen Kristallisationskammern mit nach oben gerichteten Verbindungsschächten versehen, während die Schmelzkammer mit einem nach unten gerichteten Verbindungsschacht ausgerüstet ist, wobei zwischen den Verbindungsschächten eine gas- beziehungsweise vakuumdichte Verbindung herstellbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung und seine' '»'/irkungsv/eis.e seien nachfolgend an Hand der Figuren 1 und 2 näher beschrieben:

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- 7 Es zeigen:

Figur 1 einen Vertikalschnitt durch Schmelz- und Kristallisationskammer in einer Phase unmittelbar vor dem Abgießen des Schmelzbehälters und

Figur 2 eine teilweise Draufsicht auf die Forderfront der Reihenanordnung mehrerer Kristallisationskammern und der damit wechselweise zusammenwirkenden Plattform mit Schmelzkammer.

In Figur 1 ist mit 1 eine Schmelzkammer bezeichnet, welche an einer Seitenwand durch eine Tür 2 verschließbar ist. Die Schmelzkammer ruht auf einer Plattform 3, welche auf Rollen 4 und Schienen 5 senkrecht zur Zeichenebene verfahrbar ist. Auf der Plattform 3 befindet sich ferner ein Gehäuse 6 für die Unterbringung von Vakuumpumpen, die im einzelnen nicht dargestellt sind und über eine Saugleitung 7 mit der Schmelzkammer 1 in Verbindung stehen. Mit der Schraelzkainraer ist weiterhin eine Chargiereinrichtung 8 verbunden, wobei ein Vakuumschieber 9 für die hermetische Trennung der Chargiereinrichtung von der Schmelzkammer vorgesehen ist. Die Chargiereinrichtung dient zur Beschickung eines in der Schmelzkammer angeordneten Schmelzgefässes 10, welches von einer Induktionsspule 11 umgeben ist, Schmelzgefäß und Induktionsspule bilden eine Baueinheit, welche um eine gemeinsame Achse 12 zum Zwecke einer Entleerung schwenkbar ist. Die Achse 12 ist in bekannter V/eise gleichzeitig als Vakuumdurchftihrung für die elektrische Zuleitung der Induktionsspule 11 ausgebildet. Das Schraelzgefäß 10 besitzt ferner eine Entleerungsvorrichtung 13, die in einfachster Weise als Gießschnauze ausgebildet ist. Es ist jedoch ,auch denkbar, das Schmelzgefäß ortsfest anzuordnen und mit einer verschließbaren Bodenöffnung zu versehen, die die Rolle der Entleerungsvorrichtung übernimmt.

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Die Schmelzkammer 1 besitzt als unteren Abschluß einen Boden 14, der sieh nach unten hin aufgrund einer in ihm vorhandenen Öffnung 15 in einem Verbindungsschacht 16 fortsetzt. Die Öffnung 15 und damit der Verbindungsschacht 16 sind durch ein Absperrventil 17 gasdicht verschließbar, welches in geöffnetem Zustand, innerhalb einer seitlich angeordneten Ventilkammer 18 ruht. Der Antrieb für das Absperrventil 17 ist der Einfachheit halber nicht dargestellt.

Unterhalb der Schmelzkaramer 1 befindet sich eine Kristallisationskammer 19, die zur Vorder- und Bedienungsseite hin durch eine Tür 20 verschließbar ist. Die Kristallisationskammer besitzt an ihrer Oberseite eine Decke 21 mit einer Öffnung 22, welche sich in einem Verbindungsschacht 23 fortsetzt. Auch der'Verbindungsschacht 23 ist durch ein Absperrventil 24 verschließbar, welches in geöffnetem Zustand in einer seitlichen Ventilkammer 25 ruht. Beide Absperrventile 17 und 24 sind doppelwandig ausgeführt und werden von einem Kühlmittel durchströmt

Die Verbindungsschächte 16 (der Schmelzkammer) und 23 (der Kristallisationskammer) gehen unmittelbar ineinander über; die vakuumdichte aber lösbare Verbindung folgt durch das tele skopartige Zusammenwirken zweier ringförmiger Flanschteile 26 und 27, von denen sich der untere unter Zwischenschaltung eines Dichtungsringes auf einem Gegenflansch 54 der Kristallisationskammer 19 beziehungsweise der Ventilkammer 25 abstützt. In geschlossenem Zustand nehmen die Absperrventile 17 und 24 die gestrichelt dargestellten Positionen 17a und 24a ein. -Der zwischen den Absperrventilen liegende Raum, der aus den Verbindungsschächten 16 und 23 sowie aus.den Ventilkammern 18 und 25.besteht, ist über eine Leitung 28 evakuierbar und beKiftbar, die über einen Absperrschieber 29 mit der unteren Venti!kammer 25 in Verbindung steht. Das jenseitige,

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nicht dargestellte Ende der Leitung 28 führt zu einer Vakuumpumpe .

Die Kristallisationskanmer 19 bildet gleichzeitig die Tragkonstruktion für die Schienen 5 und die auf den Rollen 4 verfahrbare Plattform 3. Um den ringförmigen Flanschteil 27 von dem Gegenflansch 54 lösen zu können, befindet sich zwischen dem Flanschteil 27 und der Plattform 3 vier, hydraulische HubwerkeGO und 31, von denen nur die beiden voi'deren dargestellt sind. Mittels dieser Hubwerke,kann der Flanschteil 27 um ein solches Maß gegenüber der Kristallisationsirammer 19 an~ gehoben werden, daß die ringförmigen Flanschteile 27 und 54 einwandfrei quer zueinander bewegbar sind. Es versteht sich, daß sowohl die Hub- als auch die Fahrbewegung beim Betrieb des Ofens nur dann nur möglich sind, wenn sich die Absperrventile in der gestrichelt dargestellten Position 17a beziehungsweise 24a befinden. Dies wird durch eine elektrische Verriegelung erreicht. Die Versorgung der Aufbauten der fahrbaren Plattform 3 mit elektrischer Energie von einer Versorgungseinheit 32 erfolgt durch Stromschienen 33 und Gleitkontakte 34.

Die Kristallisationskamiaer 19 ist mit einer Hubvorrichtung und einem Antrieb 36 für die Hubvorrichtung ausgestattet. Mittels der Hubvorrichtung ist eine Gießform 37 in senkrechter Richtung bewegbar, und zwar aus der Kristallisationskammer heraus bis in die Schmelzkammer 1 in die unmittelbare Nachbarschaft des Schmelzgefässes 10. Da die Entleerung des Schmelzgefässes durch. Kippen erfolgt, ist die Gießform 37 seitlich unterhalb der Entleerungsvorrichtung (Gicßschnauze) 13 des Schmelzgefässes angeordnet. Bei ortsfestem Schmelzgefäß mit Bodenentleerung müßte die Gießform 37 und damit die Hubsäule 3J unter dem Boden des Schmelzgefässes angeordnet sein. Der Kristallisationskammer 19 zugeordnet ist ferner due Heizvorrichtung 38, die im vorliegenden Falle aus einer Induktions-

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spule besteht. Die Heizvorrichtung 38 besitzt einen Stützrahmen 39, an dem eine radial vorspringende Pratze 40 angeordnet ist, auf deren Bestimmung nachfolgend noch näher eingegangen wird. Die Heizvorrichtung ist zusammen mit der Gießform in die abgebildete Stellung innerhalb der Schmelzkanmer 1 einbringbar» Dabei wird die Beheizung nicht unterbrochen. Zu diesem Zweck steht die Heizvorrichtung 33 über nicht dargestellte, flexible Zuleitungen mit einer Einrichtung zur Stromversorgung in Verbindung.

Nach Beendigung des Gießvorganges in der gezeigten Stellung wird die Gießform 37 zusammen mit der Heizvorrichtung 33 in die Kristallisationskammer 19 abgesenkt. Dort nehmen sie zunächst die obere, gestrichelt dargestellte Position ein, bei der sich die Pratze 40a auf einen ortsfesten Anschlag 41 abstützt. Von den Pratzen 40 beziehungsweise 40a sind drei Stück auf den Umfang der Heizvorrichtung 38 verteilt, infolge der gewählten Darstellung ist nur eine sichtbar. Es versteht sich, daß die Absperrventile 17 und 24 geschlossen werden, so-'bald die Gießform die Position 37a erreicht hat. Schmelzkammer 1 und Kristallisationskammer 19 können jetzt in der angegebenen Weise voneinander getrennt werden. Bei v/eiterer Absenkung der Hubvorrichtung 35 kann die Heisvorrichtung 38 beziehungsweise 38a nun nicht mehr folgen. Die Gießform 37 beziehungsweise 37a hingegen wird jetzt allmählich aus dem Einflußbereich der Heizvorrichtung entfernt, und zwar mit einer wesentlich geringe ren Geschwindigkeit als beim Absenken aus der Position 37 in die Position 37a^ Die Absenkgeschwindigkeit entspricht der Geschwindigkeit des Fortschreitens der Kristallisationsfront im Inhalt der Gießform 37. Der gerichtete Erstarrungsvorgang' ist beendet, wenn die Gießform die mit 37 b bezeichnete, gestrichelt dargestellte Position erreicht hat.

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Im Innern der Kristallisationskammer 19 befindet sich ausserdem noch eine Konsole 42, deren Funktion auf die Phase des Aufheizens der Gießform 37 beschränkt ist. Zur Erläuterung sei folgendes ausgeführt: Die Hubvorrichtung 35 ist an ihrem oberen Ende mit einer Tragplatte 43 versehen, auf der die unten offene Gießform 37 ruht. Die Gießform besitzt einen flanschiörnigen Rand 44, der in der Gießposition durch hakenförmige Niederhalter 45, von denen mehrere auf den Umfang des Randes verteilt sind, unter den Druck der üubsäulc 35 gegen deren Tragplatte gepreßt v/ird. Auf diese V/eise wird eine gute Abdichtung bewirkt. Die Tragplatte 43, die v/asscrgekühlt ist, dient infolge der unten offenen Gießform 37 zur Einleitung des Kristallisationsprozesses. Von ihr dürfen somit keine unliebsamen Beeinflussungen des Kristallisationsprozesses ausgehen. Als besonders gefährlich haben sich Verunreinigungen erwiesen, die Kristallisationskeime bilden. Nun setzt aber die Gießform während ihres ersten Aufheizens auf Tempe~ raturen oberhalb 1500⁰C kondensationsfähige Dämpfe und feste Verunreinigungen frei, die sich auf der gekühlten Unterlage absetzen. Zur Vermeidung dieses Vorganges ist die besagte Konsole 42 vorgesehen, auf der sich der Rand der Gießform in der Position 37a abstützt. Nach Absenkung der Tragplatte 43 wird ein schwenkbarer Träger 46 zwischen Gießform und Tragplatte eingeschwenkt. Der Träger ist mit einem horizontal verlaufenden Abschirmblech 47 ausgestattet, dessen Grosse in etwa den Querschnitt des Randes 44 der Gießform entspricht. Nach erfolgter Aufheizung der Gießform wird das Abschirmblech wieder ausgeschwenkt und die Tragplatte 43 nach oben gefahren, bis die Gießform wieder auf ihr ruht. In diesem Augenblick wird auch die Konsole 42 seitlich ausgeschwenkt, so daß der Weg für eine Aufwärtsbewegung von Hubvorrichtung, Tragplatte, Gießform und Heizvorrichtung frei ist, Hit 48 und 49 sind die Antriebe für Konsole und Träger bezeichnet. Mittels einer Vakuumleitung 50 ist die Kristallisationskarnmer 19 mit einem

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Vakuum-Pumpsatz verbunden. Ein Absperrschieber 51 ermöglicht

die Trennung von Vakuumleitung und Kristallisationskammer.

In Figur 2 sind gleiche Teile wie in Figur 1 mit gleichen Bezugsseichen versehen. Es ist.ersichtlich, daß mehrere Kristallisationskammern 19 in einer Reihe angeordnet sind, und daß nut eine Schmelzkamraer 1 mittels der Plattform 3 auf den Schienen 5 oberhalb der Kristallisationskammern fahrbar angeordnet ist. Auf der Plattform 3 befindet sich noch ein Gehäuse 52 für die Aufnahme sämtlicher Steuer-, Meß-, Regel- und Ablesegeräte. Mit 53 ist ein Gehäuse für den Antrieb des Kippmechanismus für das Schmelzgefäß und für die Aufnahme der koaxialen Stromdurchführung bezeichnet. Deren Einzelheiten sind jedoch Stand der Technik, so daß sich weitere Ausführungen erübrigen.

Sämtliche Kristallisationskammern 19 sind entweder gemeinsam, aber über Absperrschieber 51 (Figur 1) trennbar an eine Vakuumleitung 50 angeschlossen, oder jede Kammer ist für sich mit einem getrennten Pumpstand versehen. Bezüglich Einrichtung und Zubehör der Schmelzkammer 1 wie Schmelzstroraversorgung, Schnelzgefäß und -beheizung, Vakuumpumpen sowie Meß- und Regelgeräte verringert sich der zu treibende Aufwand auf l/n wenn die Zahl der Kristallisationskammern η ist.

Die Fahrbewegung der Schmelzkammer von einer Kristallisationskammer zur anderen wird durch einfachen Knopfdruck ausgelöst. Das Anhalten erfolgt automatisch: Endschalter und neben den Kristallisationskammerventilen sitzende Führungsbolzen gewährleisten eine einwandfreie Positionierung der Schmelzkammer auf den verschiedenen Kristallisationskammern. Das Eigengewicht der Schmelzkainmer mit allem Zubehör sorgt dafür, daß eine vakuumdichte Verbindung zwischen den beiden Verbindungsschachten 16 und 23 hergestellt wird. Die Zuführung des Schmeli stroms erfolgt in der bereits angegebenen V/eise über Strom-

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schienen und Gleitkontakte, so daß der Schmelzvorgang während der Fahrbewegung aufrechterhalten werden kann.

7 Patentansprüche 2 Figuren

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Schmelz-, Gieß- und Kristallisationsanlage für den Betrieb unter Vakuum oder Schutzgas, bestehend aus einer Sehmelzkamner mit einem darin angeordneten .'"chmelzgefäß mit Entleerungsvorrichtung, aus einer Kristallisationskammer für die Aufnahme mindestens einer Gießform, wobei Schmelz- und Kristallisationskammer über einen Verbindungsschacht koppelbar und voneinander lösbar, nach Lösung relativ zueinander beweglich und mit einer anderen Kristallisationskammer verbindbar ausgebildet sind, und wobei Absperrmittel im Verbindungsschacht angeordnet sind, ferner bestehend aus öiner Hubvorrichtung, mittels welcher die Gießform aus der Kristallisationslcammer durch den Verbindungsschacht in die Nähe der Entleerungsvorrichtung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Schmelzkamraer (1) als auch die Kristallisationskammer (19) mit je einem Absperrventil (17, 17a, 24, 24a) versehen sind und daß in der Kristallisationskammer (19) eine Heizvorrichtung (38) für die Gießform (37) in einer solchen V/eise angeordnet ist, daß eine gerichtete Erstarrung durch Relativbewegung zwischen Heizvorrichtung und Gießform durchführ bar ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (33) beweglich angeordnet und zusammen mit der Gießform (37) mittels der Hubvorrichtung (35) in die Schmelzkammer (1) einführbar ist,

3. Anlage nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch Anschläge (41), auf denen die Heizvorrichtung (38) bei ihrer Rückkehr aus der Schmelzkammer (1) aufsetzbar ,ist,

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und durch einen solchen Hub der Hubvorrichtung, daß die Gießform (37) nach Stillstand der Heizvorrichtung um ein Maß "a" weiter absenkbar ist, welches in wesentlichen mindestens der Höh der Gießform entspricht.

4. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung (35) mit einem Antrieb (36) versehen ist, der eine Eilbewegung und nach Stillstand der Heizvorrichtung eine Schleichbewegung zuläßt, die der vranderungsgeschwindigkeit der Kristallisationsfront des Gießforminhalts entspricht.

5. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, .gekennzeichnet durch eine Reihenanordnung mehrerer Kristallisationskammern (19) mit denen eine Schmclzkainmer (1) nach einer Relativbewegung wahlweise verbindbar ist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch ^kennzeichnet, daß die einzelnen Kristallisationskamniern (19) mit nach oben gerichteten Verbindungsschächten (23) versehen sind, und daß darüber eine Schmelzkammer (1) mit nach unten gerichtetem Verbinduhgsschacht (16) verfahrbar angeordnet ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzkammer (1) zusammen mit einer Vakuumerzeugungseinrichtung (6) und gegebenenfalls einer ChargiereinrichtunE (S) auf einer fahrbaren Plattform (3) angeordnet ist.

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