DE2522472B2 - Kipppfanne zur verarbeitung und zum giessen von schmelzfluessigen metallen - Google Patents
Kipppfanne zur verarbeitung und zum giessen von schmelzfluessigen metallenInfo
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Description
55
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung an Kipppfannen zur Verarbeitung und zum Gießen von
schmelzflüssigen Metallen, insbesondere für Gußeisen.
Seit vielen Jahren ist ein Herstellungverfahren für Kugelgraphitgußeisen bekannt, das durch Vergasung
des in ein Metallschmelzbad eingebrachten Magnesiums erhalten wird. Man weiß, daß die dabei auftretende
Reaktion sehr heftig ist, und man hat sich daher seit jeher bemüht, die Vergasung in ihrem Ablauf zu
regulieren.
Dazu wurde das flüssige Metall in eine Pfanne allgemein zylindrischer Form gegossen, die in einer
senkrechten Ebene kippbar war.
Gemäß diesem Verfahren wird eine bei horizontaler Stellung der Pfanne zugängliche Kammer mit Magnesium
gefüllt. Anschließend wird die Pfanne in eine senkrechte Stellung gekippt und das flüssige Metall tritt
mit dem Magnesium in Berührung und ruft dessen Verdampfen hervor. Man hat also schon früh erkannt,
daß der Vergasungsvorgang durch allmähliche;. Kippen
der Pfanne reguliert werden konnte.
Man hatte außerdem schon bemerkt, daß das Magnesium unter Beimischung von geeigneten inerten
Stoffen in Pasten- oder Pulverform gebracht werden konnte. Auch wurde das Magnesium mit porösen
Stoffen imprägniert. So gibt es heute im Handel mit Magnesium imprägnierten Koks.
Es existieren ferner zahlreiche Ausführungen von Kipppfannen zur Behandlung von geschmolzenem
Metall, die mit mehr oder weniger komplizierten Mechanismen zur Einstellung des Augenblicks ausgestattet
sind, in dem das geschmolzene Gußeisen mit dem Reaktionsstoff in Berührung treten soll, sowie zahlreiche
Kontrollvorrichtungen aufweisen für den Reaktionsablauf.
Jedoch weisen solche Vorrichtungen gemeinsame Mangel auf.
Diese Kipppfannen sind vor allem für die Behandlung
des geschmolzenen Metalls vorgesehen und können lediglich ausnahmsweise zum Gießen verwendet werden.
Ihre Kippvorrichtung ermöglicht es im allgemeinen nicht, eine vorbestimmte Menge von behandeltem
Metall nach der Magnesiumbehandlung in eine Form /u gießen.
Außerdem zieht eine längere Verwendung dieser Vorrichtungen die Bildung von Schlackenablagerung
auf den Zugangswegen zu den Öffnungen zwischen der Behandlungskammer und dem Pfannenteil, in dem der
Reaktionsstoff untergebracht ist, nach sich. Daraus ergibt sich eine rasche Verschlechterung der Pfannenleistung,
die eventuell durch Zusätze von Schmelzmitteln wieder verbessert werden kann, wobei man dann
jedoch Gefahr läuft, die Zusammensetzung des Endprodukts zu verändern.
Darüber hinaus muß bei manchen Vorrichtungen das Magnesium zuvor durch die Hauptöffnung auf den
Pfannenboden befördert werden. Diese Vorrichtungen können nicht unmittelbar nach Entleeren des geschmolzenen
Metalls wiederverwendet werden, da es notwendig ist, mindestens teilweise bestimmte bewegliche
Teile, die für das Festhallen des Reaktionsstoffes notwendig sind, abzukühlen. Daraus folgt eine Verzögerung
der Bearbeitungsgänge, die mit der Arbeitsgeschwindigkeit einer modernen Gießerei nicht vereinbar
ist.
Schließlich wurden die meisten bekannten Vorrichtungen lediglich für die Behandlung von kleinen Mengen
geschmolzenen Metalls vorgesehen, und man kann nicht ohne tiefgehende Änderungen der für die Behandlung
kleiner Metallmengen bestimmten Modelle von diesen leichten Vorrichtungen zu Anlagen übergehen, die vier
bis sechs Tonnen gießen können.
Aufgabe der Erfindung ist es also, unter Vermeidung der oben beschriebenen Nachteile eine Behandlungsund
Gießvorrichtung vorzuschlagen, die gleichzeitig mehrere Tonnen geschmolzenen Metalls behandeln und
direkt nach der Behandlung in Form gießen kann.
Diese Vorrichtung soll von außen mit einem Reaktionsstoff beschickt werden. Die Vorrichtung, mit
der das geschmolzene Metall und der Reaktionsstoff miteinander in Berührjng gebracht werden, soll leicht
zu erreichen sein und eine sehr einfache Form aufweisen, so daß auf diese Weise in allen Fällen das
oben erwähnte Ansammeln von Schlacken vermieden wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll darüber hinaus verschiedene andere Vorteile gegenüber bekannten
Vorrichtungen bringen:
Die Form der Pfanne soll ein leichteres Beschicken mit geschmolzenem Metall und das Fül'en einer
Kammer mit den geeigneten Reaktionsstoffen ermöglichen.
Außerdem soll der Kontakt des geschmolzenen Metalls mit dem Reaklionsstoff mit einer gewünschten
Geschwindigkeit hergestellt werden, je nachdem, ob man ein Aufwallen des geschmolzenen Metalls erreichen
will oder versucht, den besten Wirkungsgrad dadurch zu erreichen, daß das geschmolzene Metall mit
dem Reaktionsstoff nur allmählich in Berührung gebracht wird.
Die Form der Pfanne muß schließlich eine einfache Handhabung des geschmolzenen Metalls zulassen,
damit es den zu füllenden Foimen zugeführt werden kann.
Gegenstand der F.rfindung ist also eine Kipppfanne zur Verarbeitung und zum Gießen von flüssigen
Metallen, die im wesentlichen umfaßt
— einen zylindrischen Hohlkörper, der das zu bearbeitende und zu gießende geschmolzene
Metall aufnehmen soll und um eine horizontale, senkrecht zur Zylinderachse verlaufende Achse
schwenkbar ist,
— ein Abteil, das an einem Ende des zylindrischen Hohlkörpers liegt und den Reaktionsstoff aufnimmt
und vom zylindrischen Hohlkörper durch ein Gitter getrennt ist.
— ein als Einfüllstutzen wirkendes Abteil am anderen Ende des zylindrischen Hohlkörpers,
— einen mit dem zylindrischen Hohlkörper verbundenen Rahmen,
— einen Kippmechanismus,
— eine den Kippmechanismus tragende Lafette,
dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den an den beiden Enden des zylindrischen Körpers sitzenden Abteilen um rotationssymetrische Behälter handelt, deren Achse nach oben gerichtet ist, wobei das Abteil, das den Reaktionsstoff aufnimmt, zylindrische Form aufweist, während das Abteil, das die Einfüllöffnung bildet, praktisch kegelstumpfförmig ist.
dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den an den beiden Enden des zylindrischen Körpers sitzenden Abteilen um rotationssymetrische Behälter handelt, deren Achse nach oben gerichtet ist, wobei das Abteil, das den Reaktionsstoff aufnimmt, zylindrische Form aufweist, während das Abteil, das die Einfüllöffnung bildet, praktisch kegelstumpfförmig ist.
Die Kipppfanne wird auf sehr einfache Art und Weise gefüllt. Wenn der zylindrische Hohlkörper in horizontaler
Lage ist, genügt es, die Einfüllöffnung unter den Ausgang eines Kupol- oder Induktionsofen^ zu bringen,
um das Umgießen vorzunehmen, ohne daß die Kipppfanne dabei irgendwie gedreht werden müßte.
Daraufhin genügt es zur Rcaktionseinleitung, die Pfanne leicht zu der Seite hin zu kippen, an der sich das
zylindrische Abteil mit dem Reaktionsstoff befindet; dabei bestimmt die der Pfanne verliehene Neigung
direkt die Reaktionsgeschwindigkeit.
Der Kippmechanismus ermöglicht eine genaue Steuerung der Neigung des zylindrischen Hohlkörpers
und seines Rahmens im Verhältnis zur Traverse, an der die Pfanne aufgehängt ist und die ihrerseits mit einem
Haken an einem Hubkran befestigt oder auf der Lafette sitzen und am Boden gehalten werden kann.
Die verschiedenen Vorteile, die sich aus der Erfindung für Kipppfannen ergeben, werden unter Bezugnahme
auf die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der vier beiliegenden Figuren näher erläutert.
F i g. 1 zeigt dabei eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Kipppfanne.
F i g. 2 stellt im einzelnen den Verschlußstopfen des Abteils mit dem Reaktionsstoff dar.
F i g. 3 stellt eine erste Gitterart dar.
Fig.4 zeigt schematisch eine andere Gitterausführung.
In Fig. 1 wird schematich eine Pfanne zur Bearbeitung und zum Gießen von flüssigen Metallen
dargestellt, mit der zur Kugelbildung mit Hilfe des Magnesiums gleichzeitig vier Tonnen Gußeisen verarbei*^t
werden können.
Die eigentliche Pfanne umfaßt einen zylindrischen Hohlkörper 1, der horizontal verläuft und auf beiden
Seiten durch zwei rotationssymmetrische Abteile 2 und 3 verlängert wird, bei denen es sich um Kegelstümpfe
oder Zylinder handeln kann.
Die Achse dieser beiden Bauteile ist leicht nach oben gerichtet. Es ist vorteilhaft, daß die Achse des als
Einfüllstutzen wirkenden Abteils 2 um etwa fünfzig Grad zur Horizontalen nach oben geneigt ist und daß
dieser Teil leicht kegelförmig zuläuft. Mit dieser Form und Lage lassen sich optimale Einfüllbedingungen
erreichen, wenn der zylindrische Hohlkörper 1 in horizontaler Lage bleibt. Das andere Ende des
horizontalen Hohlkörpers ist mit dem Abteil 3 verbunden, das den reaktionsstoff aufnimmt. Dieses
Abteil weist vorteilhafterweise zylindrische Form auf. damit die Handhabung oder eventuelle Ersetzung des
Gitters 4 im Falle einer bleibenden Verkrustung mit Schlacke auf einer seiner Seiten möglich ist. Dieser Teil
wird mit einem Stopfen 5 verschlossen, der im einzelnen weiter unten beschrieben wird. Ferner weist dieser Teil
einen Gurt 19 auf. der die Verriegelungsvorrichtung für den Stopfen 5 hält.
Der zylindrische Hohlkörper 1 und die beiden Abteile 2 und 3 werden aus Starkblech hergestellt. Diese drei die
Pfanne bildenden Teile werden mit Hilfe von zwei Flanschen 6 und 7 bzw. 8 und 9 zusammengesetzt. Ein
Metallbund It verbindet einen Kippmechanismus 12 mit dem zylindrischen Körper. Eine mit der Drehachse 17
der Kipppfanne verbundene Traverse 10 ermöglicht es einem Laufkran, diese Drehachse zu fassen Der
zylindrische Hohlkörper 1 und seine beiden Abteile 2 und 3 sind mit einem feuerfesten Boden ausgekleidet,
der unterhalb seines Sinterpunktes gebrannt wurde.
Der Mechanismus 12 umfaßt einen eigentlichen mechanischen Teil, der mit 12' bezeichnet ist, sowie
einen Antriebsmotor 14. Der Mechanismus ruht auf einer Lafette 18, und letztere umfaßt zwei Böcke 15, die
untereinander durch niedrige Verstrebungen wie beispielsweise 16 verbunden sind.
Die Drehachse 17 der Kipppfanne liegt ziemlich hoch im Verhältnis zum Schwerpunkt der Gießpfanne.
Die erfindungsgemäße Kippplanne wird mit Hilfe eines Laufkrans in der Gießerei und über die Traverse
10 bewegt.
Mit diesem Laufkran wird die Kipppfanne zuerst vor den Kupolofen gebracht. Nach der Behandlung
transportiert der Laufkran die Kipppfanne mit dem behandelten geschmolzenen Metall vor die Gußform, in
die der Kipppfanneninhalt gegossen werden soll. Die Bedienungsperson läßt die Pfanne kippen und stellt
dabei den gewünschten Neigungswinkel ein.
Zur Behandlung des Gußeisens wird der magnesiumimprägnierte Koks durch das zylindrische Abteil 3 in die
Kipppfanne gebracht, während der Stopfen 5 entfernt
ist. Die vorgeschriebene Menge Magnesium wird in diesen innen durch das Gitter 4 begrenzten zylindrischen
Bereich eingeführt. Anschließend wird der Stopfen 5 wieder geschlossen. Nach dem Füllen der
Kipppfanne mit dem Gußeisen neigt die Bedienungsperson den horizontalen Körper 1 durch entsprechende
Einschaltung des Motors 14 so, daß das Gußeisen mit dem magnesiumimprägnierten Koks in Kontakt gerät.
Man kann auch zunächst die Kipppfanne mit Gußeisen füllen und anschließend den magnesiumimprägnierten
Koks in den für ihn vorgesehenen Bereich einfüllen, bevor man die Pfanne dann in Kippstellung bringt.
Die Behandlung des Gußeisens kann je nach gewünschtem Resultat auf zwei unterschiedliche Weisen
geschehen:
Schwenkt man den horizontalen Körper in nur wenigen Sekunden, so erreicht man ein heftiges
Aufwallen des geschmolzenen Metalls. Für diesen Fall wählt man zur Verminderung von Verspritzen von
Material nach außen für die Einfüllöffnung 2 eine Kegelstumpfform.
Will man dagegen den optimalen Wirkungsgrad des Arbeitsgangs erzielen, neigt man die Kipppfanne
allmählich, so daß die Reaktion dann weniger heftig ist und die sich ergebende Mischung durch Anwendung
eines geeigneten Gitters wesentlich homogener wird.
Fig. 2 zeigt, wie das Abteil für den Reaktionsstoff verschlossen wird. Häufig wird magnesiumimprägnierter
Koks verwendet. Beim Kontakt des geschmolzenen Metalls mit dem Reaktionsstoff läßt sich die Freisetzung
einer großen Gasmenge beobachten, die zu einer erheblichen Druckerhöhung, von etwa 20 Bar im Falle
von Magnesium, führt. Daher ist es unbedingt notwendig, für eine gute Abdichtung nach außen zu
sorgen. Diese wird dadurch erreicht, daß der Stopfen 5 und der Rand des Abteil eine Kegelstumpfform
erhalten; außerdem weist der Stopfen zwei Nuten 21 und 22 auf, in die Dichtungen aus feuerfestem Kunststoff
(hier nicht dargestellt), wie sie im Handel erhältlich sind, eingesetzt werden.
Die Verriegelungsvorrichtung des Stopfens 5 ist mit dem zylindrischen Abteil 3 über den Gurt 19 verbunden,
der bereits in Fig. 1 dargestellt wurde. Dieser Gurt trägi eine Achse 23. auf der ein Arm 24 eines Hügels 25
sitzt. Dieser Bügel 25 trägt in seinem Mittelpunkt eine Druckstangc 26, die sich auf den oberen Teil des
Stopfens 5 mil einer Druckplatte 28 abstützt. Die Druckstange 26 preßt den Stopfen 5 mit einem
beliebigen bekannten Mittel auf das obere Ende des zylindrischen Abteils 3. Dieser Druck kann sehr einfach
dadurch erhalten werden, daß in den unter dem Bügel 25 liegenden Teil der Siange 26 eine längliche öffnung 27
eingearbeitet wird, in die unter Kraftaufwand ein Keil
eingeführt wird.
Fig. 3 zeigt das zyündcrförmige Gitter 4. das im
Innern des Zylinders 3 aufgeschrumpft ist. Dieses Gitter ist mit drei Öffnungen verschen, die einerseits durch die
Ränder des Gilters und andererseits durch die Innenwandung des Zylinders 3 begrenzt sind. Das Gitter
wird aus demselben feuerfesten Beton gegossen, wie die Auskleidung der Pfanne, damit es denselben Dilationskoeffizienten
aufweist wie das es umgebende Milieu. Im Falle von Schlackeablagerung wird dieses Gitter auf
einfache Art und Weise ohne großen Kostenaufwand ersetzt.
Fig. 4 zeigt einen sehr schematischen Schnitt durch
eiii Tunnelgitter, mit dem das geschmolzene Metall mit dem magnesiumimprägiiiertcn Stoff sehr allmählich in
Berührung gebracht werden kann. Das Gitter umfaßt einen oberen zylindrischen blinden Teil 35 und im
unteren Teil einen Tunnel 36 mit nach innen zu wachsendem Querschnitt, der durch eine Wölbung 37
und die untere Seitenwandung der Pfanne begrenzt wird.
Bei leichter Neigung der Pfanne tritt eine bestimmte Menge des geschmolzenen Metalls mit dem
magnesiumimprägnierten Stoff in Berührung. Hs kommt zu einem Entweichen von Gas, dessen Druck
größer wird als der stntische Druck des Metalls. Dieses
Gas entweicht durch den Tunnel und mischt sich vollkommen mit der Masse de:, geschmolzenen Metalls.
Wenn man so die Neigungsgeschwindigkeit der Kipppfanne ändert, wirkt man mit einer bestimmten
Genauigkeit auf die Entwcichungsgeschwindigkeit der Gase ein und reguliert so die Reaktion auf die
gewünschte Geschwindigkeit ein.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Kipppfanne zur Verarbeitung und zum Gießen von flüssigen Metallen, die im wesentlichen umfaßt
— einen zylindrischen Hohlkörper, der das zu bearbeitende und zu gießende geschmolzende
Metall aufnehmen soll und um eine horizontale, senkrecht zur Zylinderachse verlaufende Achse
schwenkbar ist,
— ein Abteil, das an einem Ende des zylindrischen Hohlkörpers liegt und den Reaktionsstoff
aufnimmt und vom zylindrischen Hohlkörper durch ein Gitter getrennt ist,
— ein als Einfüllstutzen wirkendes Abteil am anderen Ende des zylindrischen 1 lohlkörpers,
— einen mit dem zylindrischen Hohlkörper verbundenen
Rahmen,
— einen Kippmechanismus, und
— eine den Kippmechanismus tragende Lafette, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den an den
beiden Enden des zylindrischen Körpers sitzenden Abteilen (2, 3) um rotationssymmetrische Behälter
handelt, deren Achse nach oben gerichtet ist, wobei das Abteil (3), das den Reaktionsstoff aufnimmt,
zylindrische Form aufweist, während das Abteil (2), das die Einfüllöffnung bildet, praktisch kegelstumpfförmig
ist.
2. Kipppfanne gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Körper (1) und
die beiden Abteile (2 und 3) mit einem feuerfesten, zuvor gebrannten Beton ausgekleidet sind.
3. Kipppfanne gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Mechanismus (12)
willkürlich und mit einer gewünschten Geschwindigkeit in die eine Richtung geneigt werden kann, um
die Behandlungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Metalls zu regulieren, und in die andere Richtung,
um die in die Gußform fließende Menge des behandelten Metalls zu regulieren.
4. Kipppfanne gemäß Anspruch 2, deren für den Reaktionsstofc vorgesehenes Abteil ein Gitter
enthält, durch das eine vorzeitige Berührung des geschmolzenen Metalls mit dem Reaktionsstoff
verhindert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (4), das aus demselben Beton besteht wie die
Pfannenverkleidung, leicht entfernt werden kann.
5. Kipppfanne gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter aus einem Tunnel
(37) besteht, auf dem ein blind auslaufender Teil (35) sitzt.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7418441 | 1974-05-28 | ||
FR7418441A FR2272776B1 (de) | 1974-05-28 | 1974-05-28 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2522472A1 DE2522472A1 (de) | 1975-12-11 |
DE2522472B2 true DE2522472B2 (de) | 1977-02-24 |
DE2522472C3 DE2522472C3 (de) | 1977-10-06 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH590704A5 (de) | 1977-08-31 |
BE828711A (fr) | 1975-11-05 |
IT1038273B (it) | 1979-11-20 |
GB1469721A (en) | 1977-04-06 |
FR2272776A1 (de) | 1975-12-26 |
DE2522472A1 (de) | 1975-12-11 |
NL7506254A (nl) | 1975-12-02 |
FR2272776B1 (de) | 1977-03-11 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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