DE2551716A1 - Verfahren und anlage zum schmelzen von metallen - Google Patents

Verfahren und anlage zum schmelzen von metallen

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DE2551716A1 DE19752551716 DE2551716A DE2551716A1 DE 2551716 A1 DE2551716 A1 DE 2551716A1 DE 19752551716 DE19752551716 DE 19752551716 DE 2551716 A DE2551716 A DE 2551716A DE 2551716 A1 DE2551716 A1 DE 2551716A1
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Melvin Alfred Carter
Theodore Daniel Steinke
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Kaiser Aluminum and Chemical Corp
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Description

Patentanwälte o E-C 1 7 1 β
Dtol τ·- ■■·■· *&■"■ -Λ" ~~η Mö11er /OQ I / Ib
Di f«"r.- ■: :.--u,s Derendt Case_5J£2
D0Münoier.fcüLijciie-3ii.;in-S;.-aße38 «f
As /F
KAISER ALUMINUM & CHEMICAL CORPORATION, 300 Lakeside Drive, Oakland, CaI.94643 (V.St.A.)
Verfahren und Anlage zum Schmelzen von Metallen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anlage zam Schmelzen von Metallen, insbesondere von reaktionsfähigen Metallen und vor allem %ron Aluminium und
Die herkömmliche Verfahrensweise beim Schmelzen von Aluminium und dessen Legierungen besteht Im allgemeinen darin, daß das zu schmelzende feste Metall, wie Barren, Blöcke, Schwerschrott ©»dgl» in einen Brennstoffbeheizten Ofen eingeführt wird, der ein Bad des geschmolzenen Metalls enthalte Diese Schmelztecfanik hat den Uachteil niedriger Schmelzleistungen und extrem hoher Verluste au Schmelze Infolge Oxydierens des Metalls, Mach. Beendigung des Scfamelzens und Zusatz der Legierungsbestandtei— Ie wird die Schmelze g&Tührt und dann in eine Gießerei oder mn einem Bereitstellungsofen für das nachfolgende Gießen transportiert, ¥äfarend der· einleitenden Phasen dieser ne:rk©Biislioii©n Verfahrensweise sind wegen der direkten Einwirkung der Flamme und der TerbreBflungsprodukle &u£ das erstarrte Metall die ScöfflelBgescnwindigkeiten zwar ziemlich, hoch, jedoch isi; zugleich auch das Ausmaß der Oxydation des Metalls ziemlich hoch, Ss ist zu beaerkea, daß iüögl leiter weise der Metallverlust daroli Oxydieren den größten Kostenanteil bei der Umwandlung von
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festem Metall in Metallschmelze verursacht. Wenn sich der größte Teil des+Metalls unter der Bahnoberfläche der Metallschmelze befindet, ist die Schmefegeschwindigkeit wegen der unvermeidbaren Bildung einer Oxydschlackenschicht auf dem Metallschmelzespiegel sowie wegen der Bildung von Aluminium schlammiger Konsistenz an der Trennfläche zwischen festem und flüssigem Metall und der damit einhergehenden erheblichen Verringerung des Wärmeübergangs drastisch vermindert.
Die Metallprodukte mit einem hohen Verhältnis von Oberfläche zu Gewicht, die beim Schmelzen in der normalen Technik typischerweise viel Oxyd erzeugen, wie dünnes Blech, Folien, Späne o.dgl. werden üblicherweise in getrennten Schmelzeinrichtungen geschmolzen, zu Barren oder Blöcken vergossen und schließlich nach dem oben beschriebenen Verfahren umgeschmolzen.
Es ist bereits vorges-chlagen worden (siehe beispielsweise US-PS 3 276 758 - Baker u.a.), kleine Späne, Stücke o.dgl. in ein getrenntes Gefäß einzubringen und diese feste Charge durch Pumpen von geschmolzenem Metall aus einem Heizofen in das getrennte Gefäß schnell in geschmolzenem Metall unterzutauchen und zum Schmelzen zu bringen.. Die Metallschmelze wird aus dem Beschickungsgefäß durch Schwerkraft in den Heizofen zurückgeführt. Eine erhebliche Schwierigkeit besteht bei diesem System darin, daß keine homogene Schmelze erreicht wird. Die Schmelze in dem Heizofen neigt zur Schichtbildung, und die zum Heizofen zurückgeführte kältere Metallschmelze kehrt häufig ohne neuerliche Erhitzung zum Ansaugstutzen der Pumpe zurück.
Von diesem Stand der Technik geht die Erfindung aus.
Figo 1 und 2 sind eine teilweise geschnittene Draufsicht und ein Vertikalschnitt durch eine Anlage zur Durchführung der
+ Verfahrens gemäß des festen
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Erfindung.
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Schmelzen reaktionsfähiger Metallerzeugnisse, wie Aluminium o„dgl., das sich gegenüber herkömmlichen Schmelztechniken durch eine wesentliche Verbesserung der Schmelzleistung und eine erhebliche Verminderung des Schmelzeverlustes auszeichnet. Es hat sich gezeigt, daß sich durch Anwendung der vorliegenden Erfindung die Schmelzleistung um bis zu 30 % steigern und der Schmelzeverlust um bis zu 50 % oder darüber verringern läßt. Außerdem zeichnet sich das Verfahren durch eine wesentlich erhöhte Anpassungsfähigkeit aus, da große Metallstücke, wie Barren, Ingots, Blöcke, dicke Platten o.dgl., ebenso wie leichte Metallstücke, wie Bleche, Folien, Späne o.dgl., gemäß diesem Verfahren getrennt oder gemeinsam ohne wesentliche Änderung des Verfahrens geschmolzen werden können.
Gemäü der Erfindung wird in einer ersten Kammer oder einem Heizofen ein Metallsehmelzebad von wesentlichem Ausraaß aufrechterhalten Tand mittels geeigneter Einrichtungen, wie Brennern o.dgl. , mit TäFärme versorgt. Bas zu schmelzende feste Metall wird in eine zweite Kammer oder einen BescMckungsofen eingebracht» Aus dem Heizofen wird geschmolzenes Metall abgezogen, und ein Teil desselben wird in den Bescfaickungsofen übergeführt, so daß das darin enthaltene feste Metall zum Sdifflelzen gebracht wird. Bei dem Yerfaisren gemäß der Brfiudung wird im wesentlichen das ganze feste Metall durch die Berührung mit dem in Bewegung befindlichen geschmolzenen Metall zum Schmelzen gebracht« Der übrige Teil des abgezogenen Metalls wird dem Heizofen wieder zugeführt, so daß innerhalb der Schmelze die richtige Temperatur und die Homogenität der Zu sammensetzung der Schmelze gewahrt bleibt* Die Metallschmelze in dem Beschickungsofen wird durch geeignete Einrichtungen, gewötallcä darch Schwerkraft 3 zum Heizofen zurückgeführt» ¥enn
4- oder darüber
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das Schmelzen und Mischen beendigt sind, kann das geschmolzene Metall für das spätere Gießen in einen Bereitstellungsofen übergeführt werden.
XJm die gemäß der Erfindung angestrebten Verbesserungen zu erzielen, müssen wesentliche Metallmengen transportiert werden. Gewöhnlich müssen Metallschmelzemengen von mindestens vorzugsweise von mindestens 10%, des gesamten in dem System vorhandenen (d.h„ festen und flüssigen) Metalls je Minute aus dem Heizofen in den Beschickungsofen übergeführt werden. Etwa von 5 bis 50 %, vorzugsweise etwa von 5 bis 30 °ß>, der gesamten aus dem Heizofen abgezogenen Metallschmelze sollten für das Mischen in den Heizofen zurückgeführt werden. Die Temperaturdifferenz zwischen dem in den Beschickungsofen gepumpten geschmolzenen Metall und dem in den Heizofen zurückgeführten, kälteren geschmolzenen Metall beträgt mindestens 5»6 C (10 °F), und vorzugsweise ca. von 28 bis 56 °C ( 50 bis 1000F).
Da der Flamme oder· deren Verbrennungsprodukten in dem Heizofen kein Metall direkt ausgesetzt ist, hat die Oxydhaut auf der darin befindlichen Metallschmelze ganz andere Eigenschaften, als sie normalerweise bei Schmelzofen vorkommen. Diese Schlakkehaut ist erheblich dünner und viel dichter und hat außerdem eine höhere Wärmeleitfähigkeit. Obwohl in dem Heizofen nur sehr wenig Oxydschlacke erzeugt wird, wird die Dicke der Oberflächenschicht aus Oxyd nichtsdestoweniger vorzugsweise im Interesse des besseren Wärmetransports von den Brennern auf die darunter befindliche Metallschmelze auf weniger als 12,7 π™ (0»5")> vorzugsweise 2,5 mm (θ,1") oder darunter, eingeregelt. Vergleichsweise beträgt die Dicke der Schlackeschicht bei herkömmlichen Schmelzverfahren von 50 bis 600 mm (211 bis 2 ft) oder darüber. Diese Schichtdicke der Schlacke kann bis zu einem gewissen Grad dadurch gesteuert werden, daß ein
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direktes Auftreffen der Flamme auf die Oberfläche der Metallschmelze in dem= Heizofen vermieden wird. Hierdurch wird jegliche Beunruhigung der Oxydschicht, die die Oxydbildung beschleunigen könnte, aufs äußerste vermindert. Indem die Flamme in einem geeigneten Abstand vom Spiegel der Schmelze und zu diesem parallel gehalten wird, wird die Oxydob£rfläche im wesentlichen in Ruhe gehalten. Ein besonders geeigneter Brenner ist der von der Firma Eclipse Company hergestellte und vertriebene Brenner Modell DSF, der eine ebene, großflächige Flamme erzeugt, die sich leicht zur Oberfläche der Metallschmelze parallel ausrichten läßt. Ein anderes Yerfahren zum Regeln der Schlackendicke besteht darin, daß die Brenner so geregelt werden, daß eine im wesentlichen stöchiometrische Verbrennung erzielt wird und dadurch übermäßige Sauerstoffmengen in dem Heizofen vermieden werden, die ebenfalls die Oxydbildung beschleunigen könnten.
Der Wärmefluß in dem Heizofen gemäß der Erfindung ist recht hoch, jedoch nicht so hoch wie der typische ¥ärmefluß in herkömmlichen Öfen während der Zeitspanne während des direkten Auftreffens von Flammen auf die Oberfläche von festem Metall. Beanoch ist der durchschnittliche Wäraaefluß während der gesamten Schmelzperiode bei der vorliegenden JSrf indnng bedeutend höher als bei herkömmlichen Verfahren, da bei der herkömmlichen Schffielztechnik der ¥ärmetränsport erheblich vermindert wird, sobald das feste Metall sich zur Gänze imterhaXb des Spiegels der Metallschaelze befindet {der Zustand des ebenes Badspiegels eingetreten ist).
Im de« Beschickungsofen können Brenner vorgesehen sein» um den atmosphärischen Sauerstoff innerhalb der Ofenkasnaer zu regeln. Die BreJaner in dem Beschickungsofen können auch zu Heizzwecfcen benutz* werde», wenn der Zustand des ebenen Badspiegels erreicht ist» Wenn also festes Meta.ll sich oberhalb des
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Metallschmelzespiegels befindet, werden die Brenner mit niedriger Flamme betrieben, so daß der Sauerstoffgehalt in dem Ofen kontrolliert wird und möglicherweise das feste Metall vorgewärmt wird. ¥enn jedoch der Zustand des ebenen Badspiegels erreicht ist, werden die Brenner auf volle Flamme geschaltet, um das Erhitzen des Badmetalls zu beschleunigen. Es ist vorzuziehen, zum Steuern der Oxydbildung in dem Beschickungsofen die gleiche Technik zu verwenden wie in dem Heizofen, nämlichi den Sauerstoffgehalt der Ofenatmosphäre niedrig zu halten und ein direktes Auftrel'fen der Flamme auf festes oder geschmolzenes Metall zu vermeiden.
Um das Schmelzen wirkungsvoll zu halten, sollte der Wärmefluß zur Schmelze in dem Heizofen über 40 700 kcal/h m (15 000 BTU/hr ft ), vorzugsweise über 54 300 kcal/h m (20 000 BTU/hr ft ) betragen. Die Flammentemperatur beträgt im allgemeinen ca 1 65O C (3 000 F). Die oben beschriebene ebene Flamme wird bevorzugt, da der Sichtfaktor (view factor) einer solchen Flamme im Vergleich zu herkömmlichen Flammen erheblich erhöht ist. Bei dem System gemäß der Erfindung können die Temperaturen der feuerfesten Auskleidung bis zu 1 480 bis 1 540 °C (2 700 bis 2 800 °F) erreichen, und dies ist höher als die bei herkömmlichen Schmelzöfen vorkommenden Temperaturen von beispielsweise 1 430 0C ( 2 6OO °F). Da jedoch in dem Heizofen keine Chargen eingebracht werden und ein Rühren (crane stirring) nicht erforderlich ist, ist die Lebensdauer der Auskleidungsziegel, wie festgestellt wurde, erheblich höher.
Legierungszusätze können üblicherweise zu jedem beliebigen Zeitpunkt während der Durchführung des Verfahrens zugesetzt werden. Wenn jedoch Legierungsmetalle zugesetzt werden, die leichter sind als die Schmelze und die zum Verbrennen in der Luft neigen, wie beim Legieren von Aluminiumschmelzen mit
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Magnesium, kann es erwünscht sein, das Legierungsmaterial zu Beginn des Arbeitszyklus zuzusetzen, indem es unter der Hauptcharge eingebracht wird und der Beschickungsofen mit beiden auf einmal beschickt wird. Die Charge hält das Legierungsmaterial unter dem Schmelzespiegel, und dort kann es schnell geschmolzen und innerhalb der Schmelze dispergiert werden, ohne daß ein erheblicher Materialverlust durch Oxydation entsteht.
Im allgemeinen beträgt die Tiefe der Schmelze in dem Beschikkungsofen von 0,3 bis 1,2 m (1 bis k ft). Der Schmelzespiegel sollte sich jedoch nie unter dem Einlaß- oder Entnahmestutzen befinden, da wegen der sonst auftretenden Beunruhigung viel Oxyd erzeugt würde. Der Metallfluß sowohl in dem Heiz- als auch in dem Beschickungsofen sollte gesteuert und so sehr wie möglich zur Schaffung eines gegabelten Flusses gerichtet; werden, wie dies in der US-PS 3 ^-90 8^€ besehrieben und beansprueirfc isi^ auf die hier ausdrücklich hixjgeT?ieseTi wird, Die Metallgeschwindigkeit in dem Beschickungsofen sollte höher als 0,3 äs/s und vorzugsweise höher als 1,5 m/s (1 bzw» 5 f*) sein.
Wegen der hohen Temperaturen und der Neigung des geschmolzenen Metalls, insbesondere des geschmolzenen Aluminiums und Magnesiums, zum Korrodieren, müssen die zum Transport der Metallschmelze verwendeten Leitungen aus geeigneten hitzebeständigen Materialien hergestellt sein. Es besteht jedoch die Gefahr, daß durch das hitzebeständige Material, insbesondere durch die Fugen zwischen Leiiningsteilen oidgl., während des Transportes der Schmelze Luft angesaugt wird, wodurch erhebliche öxydmeiagen erzeugt würden. TJm dies zra vermeiden, sollte der Me tail transport immer unter ausreichendem Überdruck durchgeführt werden, um ein solches Ansaugen zu verhindern. Ein besonders geeignetes PuiapsysteBi, bei dem diese Schwierigkeit vermieden wird, ist in der auf den Anmelder übertragenen US-PS 3 759 635 beschrieben und dargestellt, auf die hier ausdrücklieh hingewiesen wird.
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Beim Schmelzen von Aluminium und Aluminiumlegierungen liegt die Schmelztemperatur im allgemeinen im Bereich von ca. 680 bis 76O °C (1 250 bis IkQO °F). Temperaturen des geschmolzenen Aluminiums über 76O C ( 1 400 F) sollten vermieden werden, da oberhalb dieser Temperatur bei Berührung mit Wasser, wie im Falle einer nassen Metallcharge, die föefahr von Explosionen erhöht ist. Auch verursachen Temperaturen oberhalb dieser Grenze eher ein schnelles Oxydieren des geschmolzenen Metalls.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, die eine Ausführungsform einer Anlage zu dessen Durchführung schematisch zeigt.
Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Draufsicht und
Fig. 2 ist ein Vertikalschnitt einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
Der Heizofen 10 ist" mit Aussparungen 11 versehen, in denen die Brenner 12 zum Erhitzen des in der Kammer bereitgehaltenen Metallschmelzebades eingesetzt sind. Im unteren Teil der Seitenwand ist für die Entnahme von Metallschmelze aus dem Heizofen zur Pumpe 14 über eine Rinne 15 eine Öffnung I3 vorgesehen. Druckseitig ist die Pumpe mit zwei Leitungen 16, 17 verbunden, von denen die Leitung 16 mit dem größeren Durchmesser mit dem Schmelzofen 18 und die Leitung mit dem kleineren Durchmesser mit dem Heizofen 10 in fltissigkeitsleitender Verbindung steht. Zwischen dem Heizofen und dem Schmelzofen ist für die Rückführung von Metallschmelze aus dem Schmelzofen in den Heizofen eine Rinne 19 vorgesehen. Wie in der Zeichnung gezeigt, liegen die Mündungen der Rinne 19 und der Leitung 17 eng beieinander, so daß die aus dem Beschickungsofen 18 zurückkehrende» verhältnismäßig kalte Metallschmelze von der heißeren umgewälzten Metallschmelze in-
+ durch Schwerkraft
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/ft
nerhalb des Metallschmelzebades in dem Heizofen 10 dispergiert und eine Schichtbildung durch Absinken der kühleren Schmelze in die unteren Teile des Ofens sowie die direkte Rückkehr der kühleren Metallschmelze zur Saugseite 13 der Pumpe verhindert werden. Das Strömungsschema der Metallschmelze ist in der Zeichnung sowohl für den Heizofen/als auch für den Beschikkungsofen 18 durch Pfeile angedeutet. Das Pumpsystem, das eingehender in der US-PS 3 759 635 beschrieben ist, besteht im allgemeinen aus einem Pumpenmotor 23, einer Welle 24, mit der ein Mehrfachläufer 25 verbunden ist, der ein schraubenförmiges elektromagnetisches Feld innerhalb des Ringes 26 erzeugt, da* ·1η·η abwärtsgerichteten Strom der Metallschmelze durch den Ring und weiter durch die Leitungen \6 und 17 bewirkt. In dem Schmelz- oder Beschickungsofen 18 iet eine feste Charge 27 dargestellt. Die feste Metalleharge kann mittels geeigneter Einrichtungen in den Beschickungsofen durch eine nicht dargestellte Tür in den Ofenwänden eingeführt werden, oder der Oberteil des Ofens kann abgenommen und die Charge mittels geeigneter Einrichtung« eingeführt werden. Wenn, erwünscht, können in die Kanäle 31, 32 in den Seitenwänden des Schmelzofens 18 Brenner 29 und 30 eingesetzt werden. Zur Entnahme und Weiterleitung von Schmelze zum Bereitstellungsof^n 43 nach beendetem Schmelzen und Mischen sind Rinnen 4θ und 41 vorgesehen.
Im fo-lgendeii wird ein Beispiel zur Veranschaulichung des Betriebs der Anlage gemäß der Erfindung beschrieben, bei der der Beschickungsofen und der Heizofen je 6 m (20 ft) Durchmesser haben. Zu Betriebsbeginn befindet sich in der Anlage ein Metallschmelzebad von etwa 3$f3 t Metall bei einer Temperatur von 760 0C (80 000 pounds bei 1 400 0F). Die gesamte Fördermenge der Pumpe beträgt 2,72 t (6 000 pounds) je Minute, von denen 1,91 t (4 200 pounds) je Minute in den Beschickungsofen gepumpt werden und der Rest zum Heizofen zurück umgewälzt wird. Die Brenner in dem Heiz- und Beschickungeofen werden mit kleinster Flamme betrieben. Zu Beginn des Arbeitszyklus werden
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ca. 36»3 t (80 000 pounds) festes Aluminium während einer Zeitspanne von 13 min in den Beschickungsofen eingebracht. Sofort darauf werden die Brenner in dem Heizofen auf volle Flamme geschaltet, so daß sie der Schmelze ca. 6 050 000 kcal (24 000 000 BTU) je Stunde zuliefern. Die Brenner im Heizofen werden auf kleiner Flamme gehalten. Zu Beginn der Beschickung wird die Gesamtfördermenge der Pumpe auf ca 9»07 t (20 000 pounds)je Minute gesteigert, von denen ca. 6,35 * (i4 000 pounds) je Minute in den Beschickungsofen und 2,72 t (6 pounds) je Minute in den Heizofen geleitet werden. Nach cao 20 min ist die feste Charge annähernd zu einem Drittel geschmolzen, und die Temperatur der Metallschmelze in dem Heizofen nähert sich dem Mindestwert der Überhitze von 22 C (50 °F), d.h. beträgt ca. 680 0C (1 255 °F). Nach etwa einer Stunde ist die feste Charge annähernd zu zwei Dritteln geschmolzen, und das Metall in dem Beschickungsofen nähert sich dem Zustand des ebenen Badspiegels. Zu diesem Zeitpumkt werden die Brenner in dem Resehickungsofen auf volle Flamme gestellt, so daß die Erhitzung in dem Beschickungsofen beschleunigt wird. Nach annähernd 85 Minuten ist die Metallcharge vollständig geschmolzen, und das System enthält nun ca. 72,6 t (160 000 pounds) Metallschmelze bei einer Temperatur von ca· 680 °C (1 255 °F) im Heizofen und ca. 654 °C (l 210 0P) im Besehickungsofen. Nach ca.eineinhalb Stunden nähert sich die Metalltemperatur dem gewünschten Wert von ca. 7O4 bis 732 °d (i 300 bis 1 350 °P), und alle Brenner in beiden öfen werden auf kleinste Flamme zurückgestellt. Dann werden ca. 36,3 t (80 000 pounds) Metallschmelze in einen Bereitstellungsofen übergeführt. Das in dem System zurückbleibende Metallschmelzebad wird auf eine Temperatur von ca. 760 °C (i 400 0F) erhitzt, und das System ist für die Aufnahme der nächsten Charge bereit. Wenn erforderlich, können aus de» Bereitstellungsofen Proben entnommen und darin Legierungskorrekturen vorgenommen werden. Die Zeit von Betriebsbeginn bis zu diesem Zeitpunkt beträgt ca.
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-ν»
2 Stunden» und das System ist für· die nächste Charge bereit. Der Nettoverlust an Schmelze bei dem obigen Beispiel wird auf ca. t % des erschmolzenen Metalls oder darunter geschätzt, während die Schmelzverluste bei herkömmlichen Schmelzofen 1,5 ^überschreiten können. Die Schmelzleistung bei dem oben beschriebenen Beispiel beträgt ca» 0,728 t/h m (150 pounds/ h ft ) bezogen auf die Ofenfläche. Eine typische Schmelzleistung bei herkömmlichen gasbeheizten Öfen würde demgegen— über nur ca„ 0,3 t/h m ( 60 pounds/hr ft }, bezogen auf die Ofenfläche, betragen.
Obwohl das Verfahren gemäß der Erfindung nur anhand des Beispiels des Schmelzens von Aluminium oder Aluminiumlegierungen beschrieben wurde» ist es bei vielen anderen Metallen vorteilhaft anwendbar. Außerdem sind Abwandlungen und Weiterbildungen der Erfindung in mannigfaltiger ¥eise ohne Abweichen vom Erfindungsgedanken möglich.
Patentansprüche
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Claims (1)

  1. Patentans ρ r ti j?_ _h_,e
    1. Verfahren zum Schmelzen von Metallen, dadurch gekennzeichnet, daß
    (a) in einer Heizkammer ein Metallschmelzebad aufrechterhalten wird 5
    (b) aus der Heizkammer Metallschmelze abgezogen wird;
    (c) in eine Schmelzkammer, die ungeschmolzenes Metall enthält, zum Schmelzen dieses festen Metalls ein Teil der abgezogenen Metallschmelze gepumpt wird;
    (d) zur Aufrechterhaltung einer im wesentlichen homogenen Schmelze in der Heizkammer ein Teil der abgezogenen Metallschmelze in die Heizkammer gepumpt wird; und
    (e) aus der Schmelzkammer Metallschmelze in die Heizkammer zurückgeführt wird.
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturdifferenz zwischen der aus der Heizkammer abgezogenen und der aus der Schmelzkammer in die Heizkammer zurückgeführten Metallschmelze mindestens 5t56 °C (10 °F) beträgt.
    3« Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
    sr
    (ca. 50 und ca. 100 °F) beträgt.
    die Temperaturdifferenz zwischen ca. 27 > 8 und ca. 55»6 °C
    k. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die je Minute in die Schmelzkammer gepumpte Metallschmelzemenge mindestens 2 % der Gesamtmenge an - festem und flüssigem - Metall in der Heizkammer und der Schmelzkammer beträgt.
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    5» Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die je Minute in die Schmelzkammer gepumpte Metallschmelzemenge mindestens 10 % der Gesamtmenge an - festem und flüssigem - Metall in der Heizkammer und der Schmelzkammer beträgt.
    6ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die in die Heizkammer zurück umgewälzte Metallschmelzemenge ca<> 5 bis 50 % der gesamten aus
    der Heizkammer abgezogenen Metallschmelzemenge beträgt«
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die in die Heizkammer zurück umgewälzte Metallschmelzemenge ca» 5 bis 30 % der gesamten aus der Heizkammer abgezogenen Metallschmelzemenge beträgt.
    8* Verfahren nacii einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Oxydschicht auf der Oberfläche der Metallschmelze in der Heizkammer auf weniger als 12,7 aas {0*5*) eingeregelt wird«
    9* Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7j dadurch ge— kenszeiciiset, daö die lücke der Oxydseiiieiit auf der Oberfläche der Metallschmelze in der Heizkammer auf weniger als 2,5k mm (0*1") eingeregelt wird.
    IG» Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9§ dadurch ge— kennzeichnet, daM das Metall ilusiaiua ist»
    11* Anlage zur Dureiführung des Verfahrens nach, einem der Ansprüche 1 bis 1O, gekennzeichnet durch
    (a). eise erste Kaisjaer·, die m±t eiser HeiHeijrrioiiifcusg
    zum Erhitzen darin enthaltener Metallschmelze ausgestattet 1st 4
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    255171g
    (b) eine zweite Kammer für die Aufnahme von zu schmelzendem festem Metall;
    (c) eine Metallschmelzepumpeinrichtung in flüssigkeitsleitender Verbindung mit der ersten und der zweiten Kammer zum Pumpen von Metallschmelze aus der ersten in die zweite Kammer;
    (d) eine erste Leitung in flüssigkeitsleitender Verbindung mit der Pumpeinrichtung und der ersten Kammer zum Umwälzen von gepumpter Schmelze zurück zur
    ersten. Kammer; und
    (e) eine zweite Leitung in flüssigkeitsleitender Verbindung mit der ersten und der zweiten Kammer zum Zurückführen von geschmolzenem Metall aus der zweiten in die erste Kammer.
    12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur innigen Mischung der durch die zweite Leitung hindurch
    zurückgeführte Metallschmelze mit der in der ersten Kammer vorhandenen Metallschmelze unter der Wirkung der
    durch die erste Leitung umgewälzten Metallschmelze die
    Mündungen der ersten und zweiten Leitung in die erste
    Kammer nahe beieinander angeordnet sind.
    13o Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leitung zum Umwälzen von ca. 5 bis 50 % der abgezogenen Metallschmelzemenge zurück zur zweiten Kammer
    eingerichtet ist.
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4008884A (en) * 1976-06-17 1977-02-22 Alcan Research And Development Limited Stirring molten metal
JPS5378911A (en) * 1976-12-23 1978-07-12 Amino Aruminiyuumu Kougiyou Kk Process for melting aluminum scrap and aluminum alloy scrap
CH654331A5 (de) * 1983-08-25 1986-02-14 Gautschi Electro Fours Sa Verfahren und vorrichtung zum schmelzen von metallschrott und/oder groebe.
GB8430509D0 (en) * 1984-12-04 1985-01-09 Secr Defence Alloy production
US4625950A (en) * 1985-07-12 1986-12-02 General Motors Corporation Lead alloying apparatus
US4699764A (en) * 1985-07-12 1987-10-13 General Motors Corporation Method for alloying metals having significantly different melting points
FI98530C (fi) * 1993-04-20 1997-07-10 Jaofs Export Oy Holimesy Ab Menetelmä ja laite metallin, erityisesti ei-rautametallin sulattamiseksi
DE19541993A1 (de) * 1995-11-10 1997-05-15 Junker Gmbh O Anwendung eines Verfahrens zum Behandeln von Metallschmelzen
CA2268862C (en) * 1996-10-09 2002-12-10 Hoogovens Aluminium N.V. Melting apparatus and method for melting metal
WO2002058862A2 (en) 2001-01-25 2002-08-01 Alcoa Inc. Recirculating molten metal supply system and method
DE10256513B4 (de) * 2002-12-04 2009-11-26 Ing. Rauch Fertigungstechnik Ges.M.B.H. Verfahren zum Schmelzen eines Metalles und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
WO2005095026A1 (en) * 2004-03-30 2005-10-13 Advanced Magnesium Technologies Pty Ltd Melting apparatus and method
US8337746B2 (en) 2007-06-21 2012-12-25 Cooper Paul V Transferring molten metal from one structure to another
US9410744B2 (en) 2010-05-12 2016-08-09 Molten Metal Equipment Innovations, Llc Vessel transfer insert and system
US9409232B2 (en) 2007-06-21 2016-08-09 Molten Metal Equipment Innovations, Llc Molten metal transfer vessel and method of construction
US8366993B2 (en) 2007-06-21 2013-02-05 Cooper Paul V System and method for degassing molten metal
US9156087B2 (en) 2007-06-21 2015-10-13 Molten Metal Equipment Innovations, Llc Molten metal transfer system and rotor
US9205490B2 (en) 2007-06-21 2015-12-08 Molten Metal Equipment Innovations, Llc Transfer well system and method for making same
US8524146B2 (en) 2009-08-07 2013-09-03 Paul V. Cooper Rotary degassers and components therefor
US10428821B2 (en) 2009-08-07 2019-10-01 Molten Metal Equipment Innovations, Llc Quick submergence molten metal pump
US9108244B2 (en) 2009-09-09 2015-08-18 Paul V. Cooper Immersion heater for molten metal
US9903383B2 (en) 2013-03-13 2018-02-27 Molten Metal Equipment Innovations, Llc Molten metal rotor with hardened top
US9011761B2 (en) 2013-03-14 2015-04-21 Paul V. Cooper Ladle with transfer conduit
US10052688B2 (en) 2013-03-15 2018-08-21 Molten Metal Equipment Innovations, Llc Transfer pump launder system
US10138892B2 (en) 2014-07-02 2018-11-27 Molten Metal Equipment Innovations, Llc Rotor and rotor shaft for molten metal
US10947980B2 (en) 2015-02-02 2021-03-16 Molten Metal Equipment Innovations, Llc Molten metal rotor with hardened blade tips
US10267314B2 (en) 2016-01-13 2019-04-23 Molten Metal Equipment Innovations, Llc Tensioned support shaft and other molten metal devices
US11149747B2 (en) 2017-11-17 2021-10-19 Molten Metal Equipment Innovations, Llc Tensioned support post and other molten metal devices
US11931802B2 (en) 2019-05-17 2024-03-19 Molten Metal Equipment Innovations, Llc Molten metal controlled flow launder
US11873845B2 (en) 2021-05-28 2024-01-16 Molten Metal Equipment Innovations, Llc Molten metal transfer device

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2465544A (en) * 1946-05-10 1949-03-29 Aluminum Co Of America Metal melting
US2528209A (en) * 1946-07-12 1950-10-31 Walter M Weil Apparatus for smelting metals
US3276758A (en) * 1963-04-24 1966-10-04 North American Aviation Inc Metal melting furnace system
US3272619A (en) * 1963-07-23 1966-09-13 Metal Pumping Services Inc Apparatus and process for adding solids to a liquid
GB1172863A (en) * 1966-01-27 1969-12-03 Gas Council Improvements in or relating to Melting Furnaces
US3417166A (en) * 1966-02-21 1968-12-17 Kaiser Aluminium Chem Corp Melting furnace method
US3490896A (en) * 1966-09-07 1970-01-20 Kaiser Aluminium Chem Corp Process for improving mixing efficiency
US3411447A (en) * 1967-04-07 1968-11-19 Kaiser Aluminium Chem Corp Repulsion induction pump
US3734719A (en) * 1968-11-13 1973-05-22 Airco Inc Oxy-fuel process for melting aluminum
US3770420A (en) * 1971-07-29 1973-11-06 Aluminum Co Of America Melting aluminum under special flow conditions
US3759635A (en) * 1972-03-16 1973-09-18 Kaiser Aluminium Chem Corp Process and system for pumping molten metal

Also Published As

Publication number Publication date
FR2332510B3 (de) 1978-08-25
AU8678675A (en) 1977-05-26
US3935003A (en) 1976-01-27
FR2332510A1 (fr) 1977-06-17

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