DE2221807A1 - Verfahren zum Entgasen und Umfuellen bei variabler Durchflussmenge von geschmolzenem Metall von einem Schmelzofen oder anderen beliebigen Behaelter zu einer tiefer gelegenen Stelle,insbesondere zur Speisung einer Kupfer-Stranggussmaschine,und Einrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

fatMtenwäit» ? ? ? 18 Π 7

Dipl-Ine. Werner Beyer . ^Z"^löü/

Dlpl.-Wlrt$di..|n_ö. Bernd Jodum

Ilario PFtOPERZI Via Pietro Cossa, 1 - MAILAND (Italien)

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Verfahren zun Entgasen und Umfüllen bei variabler Burchflussmenge von ßGschmolzenein I'etall von einem Sehmelzof en oder anderen beliebigen Behälfer zu einer tiefer gelegenen Stelle, inabesondero zur Speisung einer Kupfer-Stranggusämaschine, und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum ,Entgasen und Umfallen bei variabler Durchflussmenge von geschmolzenem Metall von einem Schmelzofen oder' anderen-beliebigen Behältern zu einer tiefer gelegenen Stelle, insbesondere zur

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ORiGlNALiNSPECTED

Speisung einer Kti jjf er-otranggxissuas chine. Weiterhin betrifft die Erfindung sine Einrichtung zur l>ar chf tlurung dos Verfahrens.

Bekanntlich ist bsi einer otranggii sämaschine zur Herstellung von .Endlosbarren, beiöpiölsweioe bei Maschinen uit Gi esarad ge., iiss früherer £ntwicklungsarbeiten des Anmelders, eine energische Entgasung und eine Feinregelung der Durchflussmenge dos geschmolzenen ?Jetalles erforderlich.

Daa Problem,, die richtige Kengo nn geschmolzenem Uetall umzufüllen, wurde bisher mit verfahrbaren ltuhe öfen gelöst, da die Regelung mittels eines Ablasshahneo oder einer ähnlichen Vorrichtung keine Gowilhr für eins -präzise ■ Funktionsweise über eine entsprechend lange Zeitdauer und für eine entsprechende Sicherheit im Falle, von Störungen oder Beschädigungen ergibt.

Um daher einen gewissen Arbeitsrhytnus einhalten zu können und gefährliche Iletallschmelzeaustritte im Falle von Störungen zu verhindern, ist man gezwungen, zwischen Ofen und 3tranggusämaschine einen laiheofen einzuschalten, der entsprechend klein ist, damit er leicht gekippt oder gedreht werden kann. Um aber einen Ofen bewegen zu können der, auch wenn seine Abmessungen relativ klein sin/t, immer eine bedeutende Masse erreicht, uflssen teure Einrichtungen verwendet werden.

Beim derzeitigen Stand der Schmelztechnik tritt überdies der Nachteil einer grossen Menge an'im Metall gelöstem Gas auf, wie insbesondere bei Kupfer vorkommt, welcher Umstand beim Strangguss besonders schädlich i^t,

- Insbesondere nimmt geschmolzenes Kupfer 3ehr stark

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Wasserstoff und, wenn auch, in geringerem Ausmasc, Kohlenmoiioryd auf. Piese Gase sind überdies immer in grossen . Kengen in Kupferschmelzofen wegen ihrer reduzierenden Eigenschaften, um den Sauerstoffgehalt niedrig au halten, zugegen. Die ErfordeDmisse, sauerstoffarmes Kupfer sowie Kupfer, in den wenige Gase gelöst "sind, zu erhalten, stehen einander folglich entgegen und-fflhren zum Aufbau eines sehr empfindlichen Gleichgewichtes- in der Ofenfithrung.

Aufgabe der Erfindung ist die weitgehendste Vermeidung eier vorerwähnten, den bekannten Systemen anhaftenden Nachteile und die Schaffung eines Verfahrens, mit welchen es möglich ist, aus der Ofenwanne od.dgl. zum Zwecke der Speisung einer 3tranggussmaschine das geschmolzene Metall mit gut gesteuertem und sicherem Ehyihms zu vergiessen und gleichseitig in wirksamer V/eise das aus den Ofen austretende Metall zu entgasen.

Die Erfindung sieht ferner die Schaffung einer 3in-

richtung zur Durchführung des Verfahrens vor,, die einfach konstruiert ist und billig zu gestehen korimt.

Erfindungsgeaiiss wird die gestellte Aufgabe durch ein Verfahren sum Entgasen und Umfüllen bei variabler Durchflussrienge von geschmolzenem iletall von einem Schmelzofen oder anderen Behälter su einem.tiefer gelegenen Behälter, insbesondere zur Speisung einer Stranggussmaschine, gelöst, wobei die Umfüllüng fiber eins das geschmolzene Iletall im Schneizofen oder dgl. Behälter mit dem tiefer gelegenen Behälter verbindende Leitung erfolgt,-weIches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass eine gewisse Llenge an geschmolzenem Iletall im tiefer gelegenen -Behälter derart vorbereitet wird, dass ein 3hde dieser· Leitung darin ein-

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BAD ORBINAL

tau ent, dans sodann in dop Leitung an einer in vooontliehen ouc.2--hr.il) dos Niveaus des ülctalls in JJchraGlsofen liegenden Stelle "ein Unterdruck erzeugt wird, so dass des ITi ve au in der Leitung "bis etwa lSiber die höchste otelle derselben angehoben V;i.vd und das geschmolzene Metall zun tiefer gelegenen Behält or i'liesst, und dass die Durchflusanfinge .gesteuert wird, indem man das Ausmaas des an der oberen Stelle der Leitung erzielten Unterdruckes verändert bsw. konstant hdtlt und jedenfalls eine Siplionfällung verhinöert.

.'Die Erfindung soll nachstehend an einem bevorzugten. Ausfilhrun£«beiepiel unter Hinweis auf beilieger'üe Zeichimng niiher erläutert werden. In der Zeichnung aeigen: Fig. 1 eine Einrichtung zur JJurchföhrung des erfindungsgemäissen Verfahrens scheraatisch ira Schnitt und Fig. 2 eine Variante der Einrichtung geiiiss Pig. I.

In Fig. 1 sind mit der BeiJugsziffer 1 ein 2cil des das geschmolzene iietall 2 (beispielsweise Kupfer) enthal tenden Schmelzofens und mit 3 eine ir. wesentlichen in I¹Oi¹Tu eines umgekehrten U gebogene Rohrleitung beispielsweise aus rostfesten Stahl, deren ein linde im· Ofen liegt und in die ,'..etallschrfielze eintaucht, bezeichnet .--Das andere 3nde der Rohrleitung 3 reicht in einen kleinen Behälter 4, der in der Folge Zwischenbehälter genannt wird und eine obere Abflussöffnung 5 besitzt, über welche das geschmolzene I.ietall entlang des Kanals 6 bis au einem Tiegel 7 auslaufen kann, der oberhalb der nicht dargestellten Giesämaschine engeordnet ist. Der obere Teil der Eoarleitung 3 ist, rait einer Leitung 8 geringen Querschnitte« verbunden, welche vor einer ir.it dom Aus-

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SAD

lass 10 very»henan Vakuumlampe 9 liegt. In clio Leibung 8 ist ein Manometer" 11 eingesetzt... Die Austrittsieitung 7a dos Tiegels 7 ist mit einem Hcümzapfen 7b sperrbar. Der Zwischenbehälter 4 liegt tiefer als der Schmelzofen 1, u. ZY/» r-mss das Niveau des geschmolzenen Metalles im Zwischenbehälter 4 immer tiefer liegen als in Schiaelzof en 1. ■ _ _ .- ■

In eier Folge wird-die Punkt ionsweise der oben beschriebenen Einrichtung naher erläutert. "..·''

Nachdcri das Lietall "-geschnolzen und entsprechend behandelt worden ist, ist es für den Guss bereit, wobei man zunächst manuell den vorgewärmten Zwischenbehälter 4 mit von Schmelzofen 1 oder aus einer anderen Quelle stammenden geschmolzenem "Metall "fällt·

Der Teil der Rohrleitung 3, der sich aus serhalb des Schmelzofens befindet, wird erwärmt, damit sich das ICetall in ihm nicht verfestigen kann (diese Rohrleitung kann, wie spater ausgeführt wird, auch im Inneren des . Schmelzofenraumes angeordnet sein, in welchem Falle eine zusätzliche Erw&rnung allenfalls entfallen könnte).

Sodann wird die Vakuumpumpe 9 in Tätigkeit gesetzt, die über die Leitung' 8 die in der Rohrleitung 3 zwischen dem freien Spiegel der Schmelze im Schmelzofen 1 und dem freien Spiegel der"Schmelze im Zwischenbehälter 34 verhandenen Gase absaugt .'Nach dem die . Vakuumpumpe eine ausreichende Gasraenge abgesaugt hat, beginnen di-.e beiden Schmelzespiegel um eine Höhe gleich H in den beiden Asten der Rohrleitung 3 nach oben zu steigen.

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Hf. eh v/ei t er cm Ansaugen und sobald der obere- ächmel::— spiegel öen höchsten Punkt der Üohrleitung 3 f'ber-schritten hat, "beginnt das geschmolzene Lotall z-.\n tiefer liegenden Zwischenbehälter 4 zu fliersson. £or Unterdruck, der sich in der Rohrleitung 3 caifbauu, nvun jedoch auf einem solchen Wert gehalten werden, dass sieh kein' Siphoneffekt bildet, welcher au einen Abfluss uit

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konstanter Überlauf menge fähren würde. Es v/ird bhicbei derart verfahren, dass daa geschmolzene IIeta.ll nicht vollständig den Querschnitt der Rohrleitung 3 einniiraat (zu diesem Zweck soll dieser Eohrleitungsquerschnitt genügend gross sein). Überdies wii'd beim Hinuiiterströraen der flüssige Letallstrom auf Grund der höheren Pliessgeschv/indigkeit dianner,-so dass sich der querschnitt der Rohrleitung 3, der durch das flüssige lletall eingonoiimen wird, verringert.

die Durchflussmenge von dem in der Rohrleitung 3 erzeugten Unterdruck abhängt, ist es möglich, die Durchflussmenge durch entsprechende Regelung der Vakuunpumpe 9 zu steuern und zu ändern.

V/enn man den Unterdruck innerhalb gewisser Grenzen erhöht, so erhöht sich auch die Durchflussmenge,/die hingegen bei Verminderung des Unterdruckes abnimmt.

,V/ie bereits erwähnt wurde, muss eine Siphonbildung durch entsprechende V/ahl des Querschnittes der izohrlcitung 3 und V/ahl geeigneter Unterdruckv/erte verhindert werden, Gegenteiligenfalls würde ein öiphonbetrieb zu einem dem angestrebten Ziel entgegenstehenden konstanten. Durchfluss, führen. · -

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IB s χ ent sprechender Steuerung ist es beispielsweise nit oinai;i Innendurchmesser von 4-0 rm der Rohrleitung 3. •möglich, den Durchfluss von Hull bis 15 Tonnen/Stunde zu regeln«. Ikoi Brhöimng .des JAirchmessers. der Rohrleitung 3 können höhere Irarehilussleistungen erzielt v/erden.

j.-a:Qxiale theoretische TTiLvjeauunt.erschied, der xait öiriöj- gur Draeu^ang eines Unterdrcucices von etv/a 10 Fan. v/asscrödtule bciVUiigten VaJaaimpumpe ifbs-rvvunclen werden kuirn,- liegü im !'alle von· Kupfer etwa "bei 1,10m, in der Praxin jedoch ist es zwecloriässig, sich nicht auf eine ÜTjorhöhung von mehr als etwa 70 ca des Knies · dor I-'ohr leitung 3 in "bezug auf das Hiveau des Kupfers in öcluelaofen 1 zu verlassen.

Das gesciiEiolasne Metall erreicht den Zwischenbehälter 4 und flicsst über die Abflussöffnung 5 durch den 1-Zanal 6 in den "aber der Giessmaschine angeordneten Tie·- GOl 7.

»/ie bereits erwilhnt wurde, muss das Niveau im Zwischen behälter 4 ijnner niedriger liegen eis der Poaen des Dclinelzofens 1, um zu vermeiden, dass bei · Abfall jler üruckhöhe des iletalles in Schmelzofen nicht der umgekehrte Effekt eintritt, also dass das Metall 4 in den Schmelzofen 1 zuräckflicsst.

Kit den oben beschriebenen System ist es dither EOglich, die JJurcliflussnenge des. affixes senden 'Metalles aus den Sciiiaelsofen 1 zum Verbraucher in o-ijifachcr V/eise zu

regeln. " '

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Überdies ist es 'überraschenderweise möglieh, einen zweiten besonderen Vorteil zu erzielen.

Tatsächlich liegen im Inneren der Rohrleitung 3 Bedingungen vor, die eine gute Entgasung des I;etalles, insbesondere von Kupfer, ermöglichen,. Vor allem herrseht in dieser-Zone eine so stark"verdünnte Atmosphäre, dass man sich den Bedingungen des Vakuumgusses"nähert. überdies muss sich die vom Ke16.11 zwangsläufig während des Hinabströriens angesojamelte kinetische Energie vernichten, wodurch eine starke Turbulenz erzeugt wird. Wenn ■ man daher den Zwischenbehälter 4 nach unten verschiebt, so dass die kinetische Pailenergie ausreicht, eine solche Turbulenz zu entwickeln, dass mit der zusätzlichen Hilfe des Unterdruckes der grösste Teil der gelösten Gase aus dem Iletall freigesetzt wird, erreicht man eine optimale Anordnung füv die Entgasung.

-Die obigen Ausführungen lassen erkennen, dass die erfinaungsgeaässe Einrichtung nicht nur konstruktiv sehr einfach ausgebildet ■ und daher billig herstellbar ist, sondern auch die Erzielung von zwei besonderen Vorteilen ermöglicht, u.zw. einfache Regelung der Durchflussmenge des geschmolzenen Metalles und wirksame Entgasung desselben beim Austritt aus dein'Schmelzofen.

Das erfindungsgeciässe Verfahren ist besonders bei der Behandlung von Kupfer, auf Grund der besonderen Eigenschaften dieses LIetalles wirksam.

Die beschriebene Erfindung kann in zahlreicher sieht abgeändert und variiert werden, ohne dadurch ihren.

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^Rahmen zu über schreit en,

3ο kann "beispielsweise, wie "bereits erwähnt wurde., die Itchrleitung 3 im Inneren des Schmelzofens liogen, in eiern, wie in der in Pig, 2 -gezeigten. Variante angedeutet ist, auch der Zwischenbehälter liegen"kann, in welchem dev längere Ast der Rohrleitung 3 eintaucht,

.Gfeindlss der zuletzt erwähnte:^ Zeichnungsfigur ist. in dem Schmelzofen 1a ein Sumpf 1"b vorgesehen, ..der befähigt ist, den längeren Ast aev Bohrleitung 3 aufzunehmen, so dass das "betreffende Ende in das. geschmolzene Metall eintaucht {in. der unteren Lage des Sumpfes. 1b), In einer gewissen Höhe oberhalb des Sumpfes 1b ist; ein Auslass Ic vorgesehen, durch den das geschmolzene Metall in den Kanal 6a fliesst, der iiber den Ar&enkungspunkt 6"b dem Schmelzofen la verschwenkbar zugeordnet ist (so dass er angehoben werden kann.) und im Bereich, des 7 endet, ■

übrigen iCeile der Sinrichtung. sind in derselben Vn'eise wie bei der im Zusaniaenhang.-mit Pig» 1 beschriebeiieii Einrichtung ausgebildet, ■ '

Auch die Funktions- und Bedienungswei3e ist analog zur vorher beschriebenen, mit-deja zusätzlichen Vorteil, dass keine. Vorwärmung eines Astes der Rohrleitung 3 erforderlich ist, ... .... -" ■ : . · '■

■ Gemass einer weiteren Variante kann, der längere Ast der Rohrleitung 3 direkt in den Tiegel 7 eintauchen,

Inder Praxis können die ang^v/endeten £äte^;riaiien und .'Abmessungen/ ^;Je nach- den' ürfOrdernissen beliebig' .

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gewählt und ρ,ΙΙο Einzelteile durch technisch wertige Teile ersctat werden. - \

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Claims (6)

1. * ν
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   1 . Verfuhren zum Bntgasen und' Umfüllen bei variabler !Durchflussmenge- von geschmolzenem iletall von einem Schmelzofen oder anderen Behälter zu einem tiefer gelegenen Behälter, insbesondere zur Speisung einer Str^nggussmaschine, λϊοοοχ axe Uinfiillung tCoer eine .das geschmolzene Lletall im iSelimelzofen oder- dgl. Behälter mit dem tiefer gelegenen Behälter verbindende Leitung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass eine gewisse llenge εη geschmolsenen IJetall im tiefer gelegenen Behälter derart vorbereitet wird, dass ein Ende dieser Leitung darin eintaucht, dass soda,nn in der Leitung an einer im wesentlichen oberhalb des Niveaus den ilotalls im Schmelzofen liegenden Stelle ein Unterdruck erzeugt v/ird, so dass das iliveau in der Leitung bis etwa aber die höchste Stelle derselben angehoben wird und das geschmolzene Iletall zum tiefer gelegenen Behälter fliesst, und dass die Durchflussmenge gesteuert wird, indem man das Ausmass des an der oberen Stelle der Loitung erzielten ühterdruckes verändert bzw. konstant hält und jedenfalls eine Siphonfiillung verhindert. · " ■
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen U-förmig gebogene, magekehrt angeordnete' Rohrleitung (3), die mit einem Snde in dem das geschmolzene Iletall enthaltenden Schmelzofen (1) oder dgl. Behälter eintaucht, und .mit dem ancleren Ende in einem tiefer liegenden Behäl-

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   ter (4) cc. c..⁷ ■ I lana 1 (6) sur Speisung oinoi' Glessvorrichtung, wie z.B. cine 3tranggusüuaschine_} eintaucht, durch Einrichtungen (8,9) zur Erzeugung eines Unterdrück es in άε.ν !Uohrloitung (3) »ο das's d.^s Niveau vorne in dor !•fahrleitung (3) "biß über die höchste, durch d:u3 iüiie der -fahrleitung (3) gebildete.. Höhe steigt, und durch .'iririclituiigon (¹J) für die Steuerung bsw. Regelung der Durchflus er,-enge, v;o"boi im tiefer gele^onon Behält ei* (4) oder Kanal (δ) eins gewisse Ix-nge an geöchniplzcneu retail ■ stündig vorhanden ist, un das "betreffende Ende der Rohrleitung· (3) eingetaucht zu halten.
3. 3. -Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnGt, dass der tiefer gelegene Behälter (4) oder Kanal (6) auf dem tiefstnö^lichen, mit der Lage der G-iessvorrichtung verträglichen Niveau angeordnet ist, wobei eine 'Jirberbewogung erzeugt v.'ird,die zuscuiu'aen ruit der v/irltung der verdünnten Atmosphäre in der Hohrlcitung

   (3) den Austritt der in Metall gelösten Gase begünstigt.
4. 4. Sinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rohrleitung (3) im Inneren des Schmelzofens (1a) befindet.
5. 5. Einrichtung nach einen der Anspräche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der tiefer gelegene Behälter oder Kanal (6a) in Inneren des Schmelzofens (1a) angeordnet ist.
6. 6. Hinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bia 5, dadurch gekennzeichnet, dass der tiefer gulogenö Behälter oder

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   Kanal durch einen Zwischen!)ehälter (4) gebildet ist, in welchera das betreffende Ende der !fahrleitung (3) eintaucht und der oben nit einen Kanal (6) in Verbindung steht, der in den oberhalb dor Giess-vorrichtung angeordneten Siegel- (7) inändet· " ■

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