DE2724489C2

DE2724489C2 - Metallschmelzofen

Info

Publication number: DE2724489C2
Application number: DE2724489A
Authority: DE
Inventors: Valentin Dimitrievi&ccaron; Moskovskaja oblast' Mi&scaron;&ccaron;enko; Artur Eduardovi&ccaron; Salaspils Mikelson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-05-28
Filing date: 1977-05-31
Publication date: 1982-05-19
Also published as: JPS535010A; NO148306C; GB1520210A; CS198486B1; FR2361617A1; DD130741A1; FR2361617B1; NO148306B; SU605063A1; CH620288A5; US4079920A; JPS5644340B2; IT1114866B; CA1085613A; HU173250B; NO771812L; DE2724489A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Metallschmelzofen, der einen Erhitzer in einen Gehäuse, dessen eine Wand geneigt ausgebildet ist, und einen unter der geneigten Wand angeordneten Induktor für die Förderung des geschmolzenen Metalls aus dem . Schmelzofen zum Zweck des Vergießens enthält.

Aus der DE-AS iy 59 655 ist ein Metallschmelzofen bekannt, der einen Erhitzer in einem Gehäuse besitzt, und an den als geneigte Wand, den Metallspiegel begrenzend, eine Förderrinne angeschlossen ist, unter der ein Induktor für die Förderung des geschmolzenen Metalls aus dem Schmelzofen zum Zwecke des Vergießens vorgesehen ist. Weitere Anordnungen zum dosierten Vergießen von flüssigen Metallen aus öfen oder Gießpfannen mit elektromagnetischer Förderrinne sind aus der DE-AS 12 91 061 und der Fachliteratur (»Elektrowärme international« 30 (1972) Februar, Seiten B 29 bis B 34;» Neue Hütte« 21 (1976) 10, Seiten 580 bis 584 und» Gießerei-Praxis« (1972) 21, Seiten 373 bis 378) bekannt.

Zum Bewegen und Durchmischen von flüssigen Metallen, wie zum Beispiel von Quecksilber, ist es aus dem SU-Erfinderschein 3 21 320 bekannt, eine Vorrichtung mit einer geschlossenen Förderrinne zu verwenden, welche auf der Ausnutzung des Magnetlauffeldes eines Induktors beruht, um bei normaler Temperatur flüssiges Metall, wie Quecksilber, zu durchmischen oder abzufüllen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Metallschmelzofen der eingangs erwähnten Art anzugeben, der beim Schmelzen von Metallen und Legierungen sowohl ein schnelles Schmelzen und Legieren durch gezielte Vermischung als auch in bekannter Weise ein dosiertes Vergießen durchzuführen gestattet und bei dem in der geschlossenen Förderrinne, die ein Entweichen der Ofenatmosphäre verhindert, die Gefahr des Erstarrens hochwärmeleitender Metalle, wie Aluminium, mit Sicherheit gebannt ist.

Dies wird bei einem Metallschmelzofen der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß im Ofenraum parallel zu der geneigten Wand und über ihr eine Trennwand aus wärmeleitendem Material angebracht ist, die sich von oberhalb der Abstichöffnung bis unter den Spiegel ins flüssige Metall bis vor den Herd erstreckt und mit der geneigten Wand eine geschlossene Metallleitung bildet, die sich in die Zone der direkten Strahlung des Erhitzers erstreckt.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Metallschmelzofen im Vertikalschnitt und

F ig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II in Fig. 1. Der Metallschmelzofen weist ein Gehäuse 1 (Fig. 1) auf, das mit feuerfestem Material ausgekleidete Wände 2 besitzt, die gegen den Herd 3 abgestützt sind und das ίο Gewölbe 4 tragen. Im Ofenraum 5 ist über dam Spiegel 6 des flüssigen Metalls 7 ein Erhitzer 8 angeordnet, der elektrisch bzw. mit Gas betrieben werden kann. Eine der Wände des Metallschmelzofens ist als geneigte Wand 9 unter einem stumpfen Winkel a. zum Ofenherd 3 im Bereich der direkten Erhitzung des Metalls 7 angeordnet.

Unter der geneigten Wand 9 (Fig. 2) ist ein Magnetlauffeldinduktor 10 angeordnet, der wahlweise da£ geschmolzene Metall über diese geneigte Wand 9 abwärts zum Durchmischen oder aufwärts zum Abstich durch die Öffnung 11 (F i g. 1) bewegen kann.

Zwischen der geneigten Wand 9 und dem Induktor 10

ist ein Blech 12 (Fig. 2) aus unmagnetischem Material vorgesehen, das an der geneigten Wand 9 mittels Bolzen

2') (nich; gezeigt) und entsprechenden Bohrungen befestigt

ist, welche eine Änderung der Größe des Bleches 12 und der geneigten Wand 9 bei deren Erhitzen ermöglichen.

1 m Ofenraum 5 (F i g. 1) ist eine geneigt angeordnete

Trenrwand 13 vorgesehen, die oberhalb und im

ίο wesentlichen parallel zu der geneigten Wand 9 liegt. Sie ist so angeordnet, daß sie sich nicht bis zum Boden des Herdes 3 erstreckt, jedoch bis oberhalb der Öffnung 11 zum Abstich des Metalls reicht. Die Trennwand 13 bildet mit der geneigten Wand 9 eine Metalleitung 14, die

'Ί unter Einwirkung des Induktors 10 sowie des Erhitzers 8 steht.

Da die geneigt angeordnete Trennwand 13 aus feuerfestem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit gefertigt ist, wird Wärme von dem Erhitzer 8 auf das auf •f« der geneigten Wand 9 befindliche Metall übertragen.

Außerdem ist die geneigt angeordnete Trennwand 13 mit ihrem unteren Ende ins Metall 7 eingetaucht, wodurch ein Gasaustritt aus dem Ofenraum 5 versperrt ist, ein Abstich von Metall jedoch nicht verhindert wird, ⁴¹> weil sie sich nicht bis zum Boden des Herdes erstreckt. Die geneigte Wand 9 mit dem Blech 12 aus unmagnetischem Material bildet eine Gleitanordnung. Dadurch wird ein Zerreißen des Ofengehäuses 1 infolge von Wärmespannungen verhindert, die durch die ■>« unterschiedlichen Dehnungstemperaturen und Wärmeausdehnungskoeffizienten der Werkstoffe der Wand 9, des Bleches 12 und des aus üblichem Kohlenstoffstahl gefertigien Gehäuses 1 hervorgerufen werden können. Als unmagnetisches Material für das Blech 12 kann ί^Γ> Titan verwendet werden.

Als stark wärmeleitendes Material für die geneigt angeordnete Trennwand 13 kann Korund Verwendung finden.

Der Metallschmelzofen arbeitet wie folgt:

fjO Der Ofenraum 5 wird mit dem zu schmelzenden Metall beschickt und der zum Beheizen des Ofens sowie zum Schmelzen des Metalls vorgesehene Erhitzer 8 wird eingeschaltet. Dann wird der Induktor 10 eingeschaltet, durch den die Bewegungsrichtung des

*>ί Metallstroms über die geneigte Wand 9 abwärts zum Ofenherd 3 hin eingestellt wird. Die stärker erhitzten und die weniger erwärmten Metallschichten werden vermischt, wodurch der Metallschmelzvorgang wesent-

Hch beschleunigt wird. Gleichzeitig wird beim Vermischen der Metallströme deren Temperatur weitgehend ausgeglichen. Außerdem wird die weniger erhitzte Metallschicht vom Herd in Richtung des Spiegels 6 des flüssigen Metalls 7 verdrängt, wo es die von dem Erhitzer 8 ausgestrahlte Wärme aufnimmt.

Beim Zugeben von Legierungszuiätzen zum Metall 7 wird die Erzeugung einer Legierung wesentlich beschleunigt, weil durch das Durchmischen die chemische Homogenität der genannten Metallniasse verbessert wird.

Zum Abstich des Fertignietalls werden die Phasen des Induktorspeisestroms umgeschaltet sowie die Richtung des Magnetlauffeldes auf die umgekehrte gewechselt, so daß das Metal! über die geneigte Wand unter der geneigt angeordneten Trennwand 13 aufwärts zur Abstichöffnung 11 geleitet wird. Zur Regelung der abzustechenden Metallmenge bzw. zur Intensivierung der Durchmischung des Metalls während des Schmelzvorganges genügt es, die dem Induktor 10 zugeführte Spannung entsprechend zu erhöhen.

Da die Metalleitung 14 stetig unter der direkten Einwirkung des Erhitzers 8 steht, ict sie ausreichend durchwärmt und ein Erstarren des Metalls darin ausgeschlossen, weswegen keine zusätzlichen Beheizer für das Metall erforderlich sind.

Unter der Einwirkung des elektromagnetischen Induktorfeldes bewegt sich das Metall über die geneigte Wand 9 unter der geneigt angeordneten Trennwand 13 aufwärts und durch die Metalleitung 14 zur Abstichöffnung 11. Das aus dem Ofen austretende Flüssigmetall gelangt an die Verbrauchsstelle, z. B. eine Strang- bzw. Druckgießanlage. Die abzustechende Metallmenge wird durch die Änderung der dem Induktor zugeführten Spannung automatisch geregelt.

Als Ergebnis von mit dem erfindungsgemäßen Schmelzofen durchgeführten Versuchen wurde festgestellt, daß sich die Durchmischung des Metalls sowie dessen Abstich leicht automatisieren lassen. Zur Erzeugung einer Legierung wurde bedeutend weniger (die Hälfte bis ein Drittel) Zeit benötigt und deshalb stieg der Ofendurchsatz auf das 2- bis 3fache. Außerdem wurden günstige Bedingungen für eine zusätzliche metallurgische Behandlung des Metalls in der Metalleitung bei dessen Abstich geschaffen, wodurch der Gehalt ίο an unmetallischen und gasförmigen Beimengungen im Fertigmetall um das 2- bis 5fache reduziert wurde. Dabei betrug das Temperaturgefälle im Metallbad des Ofens 3 K (früher erreichte es 200 K). Das Ausbrennen der Nutzkomponenten des Metalls ist um 20% gesunken. Außerdem ist die chemische Homogenität des geschmolzenen Metalls gestiegen. Der Abstich des Metalls wurde nach einem Programm geführt und erreichte 120 t/h.

Ein Versuchsabstich von Metall aus dem Metall- :o schmelzofen in die Kokillen einer Gießanlage während der Gußblockerzeugung wurde ohne Luftzutritt durchgeführt. Das Vergießen des Metalls wurde von Hand und auch automatisch geregelt. Die Dosiergenauigkeit erreichte beim automatischen Betrieb ± 1,5 mm der eingestellten Metallhöhe in der KoKille. Durch die zusätzliche Behandlung des abzustechenden Metalls wurde der Gehalt an gasförmigen Beimengungen um 70% und an festen Beimengungen um das 5- bis 6fache verringert.

jo Der erfindungsgemaße Metallschmelzofen hat eine einfache Konstruktion und ist zuverlässig im Betrieb. Die Standzeit der Metalleitung (der geneigten Wand und der geneigt angeordneten Trennwand) war der der Ofenauskleidung gleich. Der Energieverbrauch betrug 2 si bis 6 kWh pro 1 t des abzustechenden bzw. des zu mischenden Metal's.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Metallschmelzofen, der einen Erhitzer in einem Gehäuse, dessen eine Wand geneigt ausgebildet ist, und einen unter der geneigten Wand angeordneten Induktor für die Förderung des geschmolzenen Metalls aus dem Schmelzofen zum Zweck des Vergießens enthält, dadurch gekennzeichnet, daß im Ofenraum (5) parallel zu der geneigten Wand (9) und über ihr eine Trennwand (13) aus wärmeleitendem Material angebracht ist, die sich von oberhalb der Abstichöffnung (M) bis unter den Spiegel (6) ins flüssige Metall (7) bis vor den Herd erstreckt und mit der geneigten Wand (9) eine geschlossene Metalleitung (14) bildet, die sich in die Zone der direkten Strahlung des Erhitzers (8) erstreckt