DE2135159B2 - Schmelz-, Gieß- und Kristallisationsanlage für den Betrieb unter Vakuum oder Schutzgas - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schmelz-. Gieß- und Kriallisationsanlage für den Betrieb unter Vakuum oder Schutzgas, bestehend aus einer Schmelzkammer mit einem darin angeordneten Schmelzgefäß mit Entleerungsvorrichtung, aus einer Kristaliisationskammer 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 VerbindiT.gsschacht 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 Herbciiuiiiung einer gerichteten Erstarrung benutzt. Ein solches Verfahren, daß auch kurz als DS-Prozeß (von Directed Solidification) bezeichnet wird, findet bei der Herstellung von Präzisionsgußteilen aller Art Anwendung, bevor/ugt jedoch bei der Herstellung von Turbinenschaufeln für Triebwerke, die in bezug auf die mechanischen Eigenschaften, insbesondere auf die l.angzeitstandswerie und die Korrosionsbeständigkeit erheblichen Anforderungen genügen müssen.

Der DS-Prozeß wird im allgemeinen in zwei Verfahrensschritten durchgeführt. Der erste Verfahrensschrill besteht darin, daß in einer hermetisch verschließbaren Schmelzkammer das zu vergießende Material in einem Schmelzgefäß aufgeschmolzen und nach Erreichen der erforderlichen Gießiemperatur in eine vorgeheizte Gießform abgegossen wird, deren Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des zu vergießenden Metalls liegt. Das Schmelzgefäß kann dabei durch verschiedene Energiearten beheizt werden. Brauchbar sind hierfür Plasma- und Elektronenstrahlen, elektrische Lichtbögen und Widerstandsheizelemente. Vorteilhaft ist es jedoch, das .Schmelzgefäß mit einer Induktionsspule zu umgeben und die Kombination aus Schmelzgefäß und Spule zum Zwecke einer Entleerung kippbar auszubilden. Der zweite Verfahrensschritt besteht darin, daß nach erfolgtem Abguß durch Einstellung eines bestimmten Temperaturgradienten in 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 Rillung der Form wird diese langsam nach unten abgesenkt oder die Heizspule nach oben verschoben so daß sich die Form mit gleichförmiger Geschwindig keit in vertikaler Richtung durch die Spule hindurchbewegt und sich an der Erstarrungsfront ein konslantci Temperaturgradient einstellt. Der Erstarrungsvorganfc ist sehr zeitraubend, wodurch die Wirtschaftlichkeit de; Verfahrens stark beeinträchtigt wird. Durchschnittlich beträgt die Verfahrensdauer für den zweistufigen Pro z.cß etwa 120 Minuten, d. h. mittels einer aus Schmelz gefäß und Gießform bestehenden Vorrichtung ist ctw; alle 2 Stunden ein Abguß möglich. Im Hinblick auf der Zeitaufwand ist es besonders gravierend, daß die Guß teile zur Vermeidung von Reaktionen mit Luftsauer stoff bis zum Unterschreiten einer Grcnztemperatu unter Vakuum oder Schutzgas verbleiben müssen. Di< Kapazität einer solchen Anlage wird somit durch dii

Erstarrung!.- und Abkühlzeiten bestimmt und nicht durch die erheblich größere Leistungsfähigkeit der Schmelzvorrichtung.

Purch die US-PS 28 25 945 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 Kristalüsationskammer voneinander trennbar ausgebildet sind und daß die Kristallisationskammer ein Tiegelmagazin für mehrere Gießtiegel bzw. -formen enthält. Dennoch muß die auswechselbare Kristallisationskammer so lange mit der Schmelzkammer in Verbindung bleiben, bis die kriti- ,5 sehe, eine Oxidation auslösende Temperatur unterschritten ist.

Durch die DT-AS 12 62 521 ist eine Vakuumschmelz- und Gießvorrichtung bekannt, die aus einem Schmelzteil und einem Kokillen- oder Formenraum zusammengesetzt ist. Die bekannte Anlage ist nicht zur Durchführung einer »gerichteten Erstarrung« vorgesehen oder geeignet, da die hierfür benötigte Heizvorrichtung der Gießform fehlt. Es ist auch nicht vorgesehen, den Schmelzteil von Kokillenraum zu trennen und beispielsweise mit einem anderen Kokillenraum zusammenzubringen. Vielmehr wird der Kokillenraum unmittelbar nach dem Abgießen der Charge geflutet und die Formen werden durch eine besondere Öffnung entnommen. Es ist auch nicht möglich, Schmelzteil und jO Kokillenraum unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung des Vakuums in beiden Räumen zu trennen, da nur der Formenraum mit einem vakuumdichten Absperrventil versehen ist. nicht aber der Schmelzteil. Der Schließkegel im Boden des Schmelztiegels dient nur zur Absperrung des Schmelztiegel gegenüber einem Ausfließen der Schmelze.

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 Kristallisationsvorrichtung für die gerichtete Erstarrung bereits zu einem Zeitpunkt möglich ist, an dem weder die vollständige Erstarrung, geschweige denn die Abkühlung des Gußstücks vollende·. sind. Dabei soll die Kapazität desjenigen Teils der Anlage, der die Schmelz- und Gießvorrichtung enthält, soweit wie möglich ausgenutzt werden. Dies beding¹., daß eine Mehrzahl von gerichteten Erstarrungs- und Abkühlvorgängen nebeneinander möglich ist, ohne daß die Zahl der Schmelzgefäße und der mit ihr verbundenen, aufwendigen Anlagenteile um ein entsprechendes Maß vergrößert wird.

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 Kristallisalionikammcr eine Heizvorrichtung für die Gießform in einer solchen Weise angeordnet ist, daß eine gerichtete Erstarrung durch Relativbewegung zwischen Heizvorrichtung und Gießform durchführbar ist.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung bringt folgende Vorteile mit sich:

Dadurch, daß sowohl uie Schmelzkammcr als auch die Kristallisationskammer mit je einem Absperrventil versehen sind, ist es mögjeh, unmittelbar nach dem Abguß des Schmelzgefäßes und nach dem Einbringen der Gießform aus der Schmelzkammcr in die Kristallisationskammer eine hermetische Abdichtung beider Kammern vorzunehmen. Das Vakuum b/w. 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 einei gewissen Phasenverschiebung — ^'^ichzeitig Erstarrungsprozesse ablaufen zu lassen, während die achte Kristallisationskammer beschickt wird.

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

Es ist denkbar, die Heizvorrichtung für die Gießform ortsfest in der Krisiaüisationskammer anzuordnen und die Gießform dort aufzuheizen. Die Gießform kann nach Herstellen der Verbindung mit der Schmelzkammer in diese eingeführt und nach Vollendung des Abgusses wieder ins Innere der Heizvorrichtung zurückgezogen werden. Nachfolgend 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 beweglich angeordnet 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 Weise durch Anschläge bewirkt werden, auf denen die Heizvorrichtung bei ihrer Rückkehr aus der Schmelzkammcr 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 Eilbewegung und nach Stillstand der Heizvorrich.ung eine Schleichbewegung zuläßt, die der WanJcrungsgcschwindigkcit der Kristallisationsfront des Gießforminhalts entspricht.

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. Auf Grund der Tatsache, daß die Reihenanordnung der Kristallisationskammern ein wesentlich größeres Gewicht und Bauvolumen besitzt und außerdem mi! zahlreichen Zu- und Abführungsleitungen versehen

sein muß, empfiehlt es sich, die Kristallisalionskammern ortsfest anzuordnen und die Schmelzkammer vorzugsweise oberhalb der Kristallisationskammern fahrbar vorzusehen. Hierdurch wird insbesondere der Nachteil vermieden, der entstehen würde, wenn man die Vakuumleitungen zwischen Kristallisationskammern und Vakuumpumpen beweglich ausbilden oder Sämtliche Pumpsätze mit den Kristallisationskammern verfahrbar ausbilden würde.

In besonders zweckmäßiger Weise wird oberhalb der Kristallisationskammern und parallel zu ihren Vorderseiten mit Beschickungs- und Entnahmeöffnungen ein Schienensystem angeordnet, auf dem eine Plattform verfahrbar ist. welche neben der Schmelzkammer auch noch die für die Schmelzkammer benötigten Vakuumpumpen und sämtliche Steuer- und Regclgeräte aufnimmt. Bei dieser Bauweise werden die einzelnen Kristallisationskammem mit nach oben gerichteten Verbindungsschächten versehen, während die Schmelzkammer mit einem nach unten gerichteten Verbindungsschacht ausgerüstet ist, wobei zwischen den Verbindungsschächten eine gas- bzw. vakuumdichte Verbindung herstellbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung und seine Wirkungsweise seien nachfolgend an Hand der F i g. 1 und 2 näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch Schmelz- und Kristallisationskammer in einer Phase unmittelbar vor dem Abgießen des Schmelzbehälters und

F i g. 2 eine teilweise Draufsicht auf die Vorderfront der Reihenanordnung mehrerer Kristallisationskammern und der damit wechselweise zusammenwirkenden Plattform mit Schmelzkammer.

In.Fi g· 1 ist mit 1 eine Schmclzkammer 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 Schmelzkammer 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 Weise gleichzeitig als Vakuumdurchführung für die elektrische Zuleitung der Induktionsspule 11 ausgebildet. Das Schmelzgefäß 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.

Die Schmelzkammer 1 besitzt als unteren Abschluß einen Boden 14. der sich p-ich unten hin auf Grund 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 Zu stand innerhalb einer seitlich angeordneten Ventilkammer 18 ruht. Der Antrieb für das Absperrventil 17 ist der Einfachheil halber nicht dargestellt.

Unterhalb der Schmclzkammer 1 befindet sich eine Krislallisationskammer 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 seiiliehen Ventilkammer 25 ruht. Beide Absperrventile 17 und 24 sind doppelwandig ausgeführt und werden von einem Kühlmittel durchströmt.

Die Verbindungsschächte 16 (der Schmel/.kammcr) und 23 (der Kristallisationskammer) gehen unmittelbar ineinander über; die vakuumdichte aber lösbare Verbindung folgt durch das teleskopartige Zusammenwirken zweier ringförmiger Flanschtcile 26 und 27. von denen sich der untere unter Zwischenschaltung eines Dichtungsringes auf einem Gcgcnflansch 54 der Kri· stallisationskammcr 19 bzw. der Ventilkammer 25 abstützt. In geschlossenem Zustand nehmen die Absperrventile 17 und 24 die gestrichelt dargestellten Positionen 17,·» und 24;i ein. Der /wischen den Absperrventilen liegende Raum, der aus den Verbindungsschächten 16 und 23 s :wic aus den Ventilkammcrn 18 und 25 besteht, ist über eine Leitung 28 evakuierbar und belüftbar, die über einen Absperrschieber 29 mit der unteren Ventilkammer 25 in Verbindung steht. Das jenseitige, nicht dargestellte Ende der Leitung 28 führt zu einer jo Vakuumpumpe.

Die Kristallisationskammer 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 Flanschicil 27 und der Plattform 3 vier hydraulische Hubwerke 30 und 31. von denen nur die beiden vorderen dargestellt sind. Mittels dieser Hubwerke kann der Flanschteil 27 um ein solches Maß gegenüber der Kristallisationskammer 19 an· gehoben werden, daß die ringförmigen Flanschteile 27 und 54 einwandfrei quer zueinander bewegbar sind. Fs 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 bzw. 24a befinden. Dies wird durch eine elektrische Verriegelung erreicht. Die Versorgung der Aufbauten der fahrbaren Plattform 3 mit elektrischer Energie von einer Vcrsorgungscinhcit 32 erfolgt durch Stromschienen 33 und Gleitkontakte 34. Die Kristallisationskammer 19 ist mit einer Hubvor richtung 35 und einem Antrieb 36 für die Hubvorrich tung ausgestattet. Mittels der Hubvorrichtung ist ein« Gießform 37 in senkrechter Richtung bewegbar. un< zwar aus der Kristallisationskammer heraus bis in di Schmelzkammer 1 in die unmittelbare Nachbarschal des Schmelzgefäßes 10. Da die Entleerung de Schmelzgefäßes durch Kippen erfolgt, ist die Gießfon 37 seitlich unterhalb der Entleerungsvorrichtung (Giet schnauze) 13 des Schmelzgefäßes angeordnet. Bei ort: festem Schmelzgefäß mit Bodenentleerung müßte d Gießform 37 und damit die Hubsäule 35 unter dem B< den des Schmelzgefäßes angeordnet sein. Der Kristal sationskammer 19 zugeordnet ist ferner eine Heizvo richtung 38, die im vorliegenden Falle aus einer Indu tionsspule besteht. Die Heizvorrichtung 38 bcsit einen Stützrahmen 39. an dem eine radial vorspringe de Pratze 40 angeordnet ist, auf deren Bestimmu nachfolgend noch näher eingegangen wird. Die He

vorrichtung ist zusammen mit der Gießform in die abgebildete Stellung innerhalb der Schmclzkammcr I einbringbar. Dabei -vird die Beheizung nicht unterbrochen. Zu diesem Zweck steht die Heizvorrichtung 38 über nicht dargestellte, flexible Zuleitungen mit einer Einrichtung zur Stromversorgung in Verbindung.

Nfi Ά Beendigung des Gießvorganges in der gczeiglen Stellung wird die Gießform 37 zusammen mit der Heizvorrichtung 38 in die Kristallisalionskammcr 19 abgesenkt. Dort nehmen sie zunächst die obere, gestrichelt dargestellte Position ein, bei der sich die Pratze 40,i auf einem ortsfesten Anschlag 41 abstützt. Von den Pratzen 40 bzw. 40<i 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, sobald die Gießform die Position 37<j erreicht hat. Schmelzkammer 1 und Kristallisationskammcr 19 können jetzt in der angegebenen Weise voneinander getrennt werden. Bei weiterer Absenkung der Hubvorrichtung 35 kann die Heizvorrichtung 38 bzw. 38<i nun nicht mehr folgen. Die Gießform 37 bzw. 37;) hingegen wird jetzt allmählich aus dem Einflußbereich der Heizvorrichtung entfernt, und zwar mit einer wesentlich geringeren Geschwindigkeit als beim Absenken aus der Position 37 in die Position 37.·?. Die Abscnkgeschwindigkeil entspricht der Geschwindigkeit des Fortschreiten- der Kristallisationsfront im Inhalt der Gießform 37. Der gerichtete Erstarrungsvorgang ist beendet, wenn die Gießform die mit 37b bezeichnete, gestrichelt dargestellte Position erreicht hat.

Im Innern der Kristallisationskammer 19 befindet sich außerdem noch eine Konsole 42. deren Funktion auf die Phase des Aufheizens der Gießform 37 beschrankt ist. Zur Erläuterung sei folgendes ausgeführt: Die Hubvorrichtung 35 ist an ihrem oberen Ende mit einer Tragplatte 43 verschen, auf der die unten offene Gießform 37 ruht. Die Gießform besitzt einen flanschförmigcn Rand 44. der in der Gießposition durch hakenförmige Niederhalter 45, von denen mehrere auf den Umfang des Randes verteilt sind, unter dem Druck der Hubsäule 35 gegen deren Tragplatte gepreßt wird. Auf diese Weise wird eine gute Abdichtung bewirkt. Die Tragplatte 43. die wassergekühlt ist. dient infolge der unten offenen Gießform 37 zur Einleitung des Kristallisationsprozesses. Von ihr dürfen somit keine unliebsamen Beeinflussungen des Kristallisationspro/esscs ausgehen. Als besonders gefährlich haben sich Verunreinigungen erwiesen, die Kristalhsationskeime bilden. Nun setzt aber die Gießform während ihres ersten Aufheizens auf Temperaturen 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 Größe in etwa dem Querschnitt des Randes 44 der Gießform entspricht. Nach erfolgter Aufhcizung 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 Aufwärisbcwcgung von Hubvorrichtung, Tragplatte. Gießform und Heizvorrichtung frei ist. Mil 48 und 49 sind die Antriebe für Konsole und Träger bezeichnet. Mittels einer VakuumleiUing 50 ist die Kristallisationskammer 19 mit einem Vakuum-Pumpsat/. verbunden. Ein Absperrschieber 51 ermöglicht die Trennung von Vakuumleitung und Kristallisationskammcr.

In Fig 2 sind gleiche Teile wie in F i g. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es isi ersichtlich, daß mehrere Kristallisalionskammern 19 in einer Reihe angeordnet sind, und daß nur eine Schmclzkammcr I mittels der Plattform 3 auf den Schienen 5 oberhalb der Kristallisationskamnicrn fahrbar angeordnet ist. Auf der Plattform 3 befinde! sich noch ein Gehäuse 52 für die Aufnahme sämtlicher Steuer-, Meß-, Regel- und Ablcscgcräle. Mit 53 ist ein Gehäuse für den Antrieb des Kippmechanismus für das Schmclzgcfäß und für die Aufnahme der koaxialen Stromdurchführung bezeichnet. Deren Einzelheiten sind jedoch Stand der Technik, so daß sich weitere Ausführungen erübrigen.

Sämtliche Kristallisationskamnicrn 19 sind entweder gemeinsam, aber über Absperrschieber 51 (Fig. 1) trennbar an eine Vakuiimleitung 50 angeschlossen, oder jede Kammer ist für sich mit einem getrennten Pump stand versehen. Bezüglich Einrichtung und Zubehör der Schmclzkammcr 1 wie Schmclzstroinvcrsorgiing, Schmclzgcfäß und -beheizung, Vakuumpumpen sowie Meß- und Rcgclgcrätc verringert sich der zu tmbcnde Aufwand auf Mn. wenn die Zahl der Kristallisationskammern η ist.

Die Fahrbewegung der Schmcl/kammer von einer Kristallisalionskammcr zur anderen wird durch einfachen Knopfdruck ausgelöst. Das Anhalten erfolgt automatisch: Endschalter und neben den Kristallisationskammervcntilcn sitzende Führungsbolzen gewährleisten eine einwandfreie Positionierung der Schmelzkammcr auf den verschiedenen Krisiallisationskammern Das Eigengewicht der Schmclzkammcr mit allem Zubehör sorgl dafür, daß eine vakuumdichte Verbindung zwischen den beiden Verbindungsschächten 16 und 23 hergestellt wird. Die Zuführung des Schmelzstroms erfolgt in der bereits angegebenen Weise über Stromschienen und Gleitkontakte, so daß der Schmelzvorgang während der Fahrbewegung aufrechterhalten werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schmelz-, Gieß- und Kristallisationsanlage für den Betrieb unter Vakuum oder Schutzgas, bestehend aus einer Schmelzkammer mit einem darin angeordneten Schmelzgefäß 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 einer Hubvorrichtung, mittels welcher die Gießform aus der Kristallisationskammer durch den Verbindungsschacht in die Nahe der Entleerungsvorrichtung bringbar ist, dadurch gekennie ich η ei, daß sowohl die Schmei/kammer (I) ■ Is auch die Kristallisationskammer (19) mit je einem Absperrventil (17, 17a, 24, 24;j) versehen sind Und daß in der Kristallisationskammer (19) eine Heizvorrichtung (38) für die Gießform (37) in einer lolchen Weise angeordnet ist. daß eine gerichtete Erstarrung durch Relativbewegung zwischen Heizvorrichtung und Gießform durchführbar ist.

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

3. Anlage nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch Anschläge (41), auf denen die Heizvorrichtung (38) bei ihrer Rückkehr aus der Schmiilzkammer (1) aufsetzbar ist. und durch einen Solchen Hub der Hubvorrichtung, daß die Gießform (37) nach Stillstand der Heizvorrichtung um ein Maß »<i« weiter absenkbar ist, welches im wesentlichen mindestens der Höhe 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 Wanderungsgeschwindigkeit der Kristallisationsfront des Gießforminhalts entspricht.

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

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kristallisationskammcrn (19) mit nach oben gerichteten Verbindungsschächten (23) versehen sind, und daß darüber eine Schmelkammer (1) mit nach unten gerichtetem Verbindungsschacht (16) verfahrbar angeordnet ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die .Schmelzkammer (1) zusammen mit &° einer Vakuumerzeugungseinrichtung (6) und gegebenenfalls einer Chargiercinrichtiing (8) auf einer fahrbaren Plattform (3) angeordnet ist.