DE2725884A1

DE2725884A1 - Schmelz- und giessvorrichtung

Info

Publication number: DE2725884A1
Application number: DE19772725884
Authority: DE
Inventors: Matti Johannes Saarivirta
Original assignee: Individual
Current assignee: Saarivirta Matti Johannes Marquette Mich Us J
Priority date: 1976-06-10
Filing date: 1977-06-08
Publication date: 1977-12-22
Also published as: US4238635A; FR2354525A1; NO147531C; FR2354525B1; NO772024L; FI52261C; CA1142985A; FI52261B; NO147531B; GB1585570A; SE7706768L; SE430535B; DE7718139U1; DK253277A

Description

Dipl.-lng. G. SchllebS 61 Darmstadt Claudiusweg 17A

Patentanwalt Telefon (06151) 467 53

Postscheckkonto: Frankfurt a. M. 1111 57-606 Bankverbindung: Deutsche Bank AQ., Darmstadt

Konto-Nr. 461 434 Γ Patentanwalt Dlpl.-Ing. Schllebs, ei Darmstadt. Claudiusweg 17A 1 Telegramme: inventron

An das

Deutsche Patentamt

Zweibrückenstraße 12
München 2

L J

Ihr Zeichen Ihr Schreiben Mein Zeichen P 045 hl Tag - 7. ". f f.

Betrim: Patent-

wni fflι

Anmelder: Matti Johannes Saarivirta, MARQUETTE, Michigan (USA), und Kalervo Johan Lahtinen, PORI (Finnland)

Schmelz- und Gießvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Schmelz- und Gießvorrichtung mit SiIiziumcarbid- und bevorzugt gewendelten Siliziuracarbid-Heizelementen, die so eingebaut sind, daß sie maximale Strahlungsleistung entwickeln.

Es ist bekannt, daß mit Siliziumcarbid-Heizelementen versehene, elektrisch arbeitende Schmelz- und Gießvorrichtungen in den Jahren 1930-1940 im Gebrauch standen. Man verwendete sie zum Schmelzen von Aluminium, Edelmetallen und deren Legierungen. Jedoch war die Kapazität dieser Öfen nicht voll hinreichend zum Schmelzen der Metalle und Metallegierungen mit höherem Schmelzpunkt. Außerdem war ihr Wärmespeichervermögen zu gering. Daher war die Anwendung dieser Schmelz- und Gießvorrichtungen in der Industrie recht minimal.

Bei der Suche nach einem wirtschaftlicheren sowie praktischeren Schmelz- und Gießverfahren für Metalle stellte eich die Aufgabe, eine neue und bessere, wohlisolierte

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Für dal Auftragsverhältnis gilt die Gebührenordnung der Deutschen Patentanwaltskammer - Gerichtsstand für Leistung und Zahlung: Darmstadt

Gespräche am Fernsprecher haben keine rechtsverbindliche Wirkung I

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Schmelz- und Gießvorrichtung zu schaffen, welche die Wärme zu speichern vermag.

Diese Aufgabe wurde in der Weise gelöst, daß den Raum für den Tiegel und für die Heizelemente, d.ho den Ofenraum, eine als Wärmespeicher angeordnete, aus feuerfesten Ziegeln oder aus Gußmasse in hinreichender Stärke ausgeführte Mauer bildet, die von der Stahlurahüllung der Vorrichtung durch eine mindestens 50 mm starke, aus Isoliermaterial bestehende Schicht getrennt wird, die ein Wärmeleitvermögen von etwa 0,1 kcal/m h ⁰C (0,8 Btu in/ft² h ⁰P) hat. Diese Ausführung wurde zuerst als Laborofen ausprobiert, der 10 kg schmelzen konnte. Mit Siliziumcarbid-Wendeln ausgestattet, bewirkt sie einen schnellen und äußerst wirtschaftlichen Schmelzvorgangο Anschließend wurde sie zu einem Schmelzvermögen von 300 bis 500 kg ausgebaut.

Die Vorzüge einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die folgenden:

1) Sie speichert Wärme, woraus sich eine beträchtliche Energieersparnis ergibt. Wenn z.B. Kupfer und Kupferlegierungen geschmolzen wurden, betrug der Energieverbrauch nur 0,185 kWh/kg. Dagegen war beim Schmelzen mit einem Induktionsofen der Verbrauoh 0,405 kWh/kg, also mehr als das Zweifache. Der Verbrauch bei einem ölbeheizten Ofen war 0,5 kg öl je kg Kupfer, d.h. er stellte sich etwa 5-mal teurer als der Energieverbrauch nach der Erfindung.

2) Auch die Herstellungskosten dieser neuen Schmelz- und Gießvorrichtung sind bedeutend geringer als die z.B. eines Induktionsofens.

3) Die Anwendung dieser neuen Schmelz- und Gießvorrichtung gestaltet sich äußerordentlich wirtschaftlich, da

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sie ein außergewöhnlich hohes Wärmespeichervermögen hat. Ferner bewirkt sie geringere Abnutzung der Tiegel und der Ofenteile, da diese nicht mit einer oxydierenden Flamme in Berührung sinde

4) Diese neue Schmelz- und Gießvorrichtung verhindert die Oxydation des flüssigen Metalls, da darin das Metall nicht der Bewegung oder der Umrührung ausgesetzt ist wie in einem Indukt i ons of en.

5) Diese neue Schmelz- und Gießvorrichtung ist geräuschlos, und sie bewirkt keine Verschmutzung wie die Öfen, die Öl und Gas als Brennstoff benutzen.

6) Diese neue Schmelz- und Gießvorrichtung kann fortlaufend in jeder beliebigen Temperatur in Betrieb gehalten werden, ohne dabei erheblich die Betriebskosten zu erhöhen.

Dadurch kann die Produktion stark gesteigert werden.

Diese neue Schmelz- und Gießvorrichtung ist aus Stahlblech und aus hinreichend starkem Isolierziegel oder Gußmasse gebaut ο Zwischen dem Stahlmantel und dem Isolierziegel bzw· der Masse wird bevorzugt ein Isoliermaterial mit mindestens 50 mm Stärke, aus "Fiberfrax und/oder Triton kaowool" bestehend, eingelegt, welches etwa 0,1 kcal/m h ⁰G (0,8 BTU in/ft h F) Wärmeleitvermögen hat. Man kann die innere Schale dieser Schmelz- und Gießvorrichtung auch gänzlich aus den Isoliermaterialien fertigen, wobei dann ihre Energieersparnis noch höher ist.

Damit man die Energieersparnis erreicht, die man mittels dieser neuen Schmelz- und Gießvorrichtung erzielen kann, darf der Wärmeverlust durch die Wandungen, den Boden und den Deckel des Ofens hindurch 450 BTU/sq.ft (0,121 kcal/m²) nicht überschreiten.

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Brief vom Blatt /f Dlpl.-tng. G. SchlM»

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Lie Erfindung wird eingehender im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen

Fig. 1 den Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Schmelz- und Gießvorrichtung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1»

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1 bei abgehobenem Deckel.

Die Schmelz- und Gießvorrichtung weist einen Stahlmantel 1 auf, von dem die einen Raum für den mit Stützen 10 versehenen Tiegel 4 sowie für die Heizelemente 5 abgebende Mauer 3 vermittels einer mindestens 50 mm starken, aus dem Isoliermaterial "Fiberfrax und/oder Triton kaowool" oder aus anderem Isoliermaterial bestehende Schicht 2 isoliert ist, die ein Wärmeleitverm

(0,8 BTU in/ft² h ⁰F) hat.

ist, die ein Wärmeleitvermögen von etwa 0,1 kcal m/m h C

Der Tiegel 4 wird durch die aus Siliziumcarbid bestehenden und vorteilhaft gewendelten Siliziumcarbid-Heizelemente 5 geheizt, welche die Isolierrohre 9 und die elektrischen Leitungsanschlüsse 11 sowie einen Temperaturfühler 6 aufweisen und welche entweder eine oder zwei einander gegenüberliegende Wände der Ausmauerung durchstoßend eingebaut sind, so daß ihre Strahlungsleistung maximal ist. Ferner weist die Vorrichtung stählerne Schutzplatten 7 und Isolier plat ten 8 auf.

Man kann die Schmelz- und Gießvorrichtung entweder feststehend oder kippbar und zu kontinuierlichem Guß, zu Bodenguß- oder anderartigen Verfahren passend ausbilden.

Als Siliziumcarbid-Heizelemente können solche verwendet

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werden, die von der Carborundum Co., USA, unter der Handelsmarke "Grlobar" vertrieben werden.

Das Isoliermaterial	"Triton	kaowool" besteht aus:
Al₂O₃	43	- 47 Gewichtsprozent
SiO₂	50	- 54
Pe₂O₅	0,6	- 1,8
TiO₂	1,0	- 3,5
MgO	in	Spuren
CaO	0,1	- 1,0
Na₂O	0,2	- 2,0 .

Die Bestandteile des Isoliermaterials "Fiberfrax" sind im wesentlichen die gleichen<,

- Patentansprüche -

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Claims

Brief vom BUM Dlpl.-Ing. G. ScMMm an das Deutsche Patentamt, München Patentanwalt Patentansprüche

1. Schmelz- und Gießvorrichtung mit Siliciumcarbid- und bevorzugt gewendelt en oiliziuiiicar bid-Heizelement; en, die so eingebaut sind, daß sie maximale Strahlungsleistung entwickeln, dadurch gekennzeichnet, dai3 den Raum für den Tiegel (4) und für die Heizelemente (5), deh. den Ofenraum, eine als Wärmespeicher angeordnete, aus feuerfesten Ziegeln oder au:; Gußraasse in hinreichender Stärke ausgeführte Mauer (3) bildet, die von der Stahluiühüllung (1) der Vorrichtung durch eine mindestens 50 mm starke, aus Isoliermaterial bestehende Schicht (2) getrennt wird, die ein Wärmeleitvermögen von etwa 0,1 kcal/m h ⁰C (0,8 Btu in/ft² h ⁰P) hat.

2. Schmelz- und Gießvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Innenschale gänzlich aus

Isoliermaterial mit einem Wärmeleitvermögen von etwa 0,1 kcal/m h ⁰C (0,8 Btu in/ft² h ⁰P) gefertigt ist.

3. Schmelz- und Gießvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine solche Stärke der Isolierschicht (2), daß der Energieverlust durch Wände, Boden und Deckel hindurch 0,121 kg cal/cm² (450 Btu/ft²) nicht überschreitet.

4. Schmelz- und Gießvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (5) eine oder zwei einander gegenüberliegende Wände durchstoßend eingebaut sind, so daß sie maximale Strahlungsleistung entwickeln.

709851/0994 ORIGINAL INSPECTED

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5. Schmelz- und Gießvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie feststehend oder kippbar oder zu kontinuierlichen, Bodenguß- oder sonstigen Verfahren geeignet ausgebildet ist.

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