DE2848005A1 - Verfahren und vorrichtung zum filtrieren von geschmolzenem metall - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum filtrieren von geschmolzenem metall

Info

Publication number
DE2848005A1
DE2848005A1 DE19782848005 DE2848005A DE2848005A1 DE 2848005 A1 DE2848005 A1 DE 2848005A1 DE 19782848005 DE19782848005 DE 19782848005 DE 2848005 A DE2848005 A DE 2848005A DE 2848005 A1 DE2848005 A1 DE 2848005A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
filter
molten metal
pouring
filter element
funnel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19782848005
Other languages
English (en)
Inventor
James E Dore
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcan Holdings Switzerland AG
Original Assignee
Alusuisse Holdings AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alusuisse Holdings AG filed Critical Alusuisse Holdings AG
Publication of DE2848005A1 publication Critical patent/DE2848005A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00—Obtaining aluminium
    • C22B21/06—Obtaining aluminium refining
    • C22B21/066—Treatment of circulating aluminium, e.g. by filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/01—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements
    • B01D29/03—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements self-supporting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2068—Other inorganic materials, e.g. ceramics
    • B01D39/2093—Ceramic foam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/08—Features with respect to supply of molten metal, e.g. ingates, circular gates, skim gates
    • B22C9/086—Filters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/02—Refining by liquating, filtering, centrifuging, distilling, or supersonic wave action including acoustic waves
    • C22B9/023—By filtering
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Description

SCHWEIZERISCHE ALUMINIUM AG, 3965 Chippis
Verfahren und Vorrichtung zum Filtrieren von geschmolzenem Metall
25.Oktober 1978 FPA-HBr/Ri-1247-
909023/05
Verfahren und Vorrichtung zum Filtrieren von geschmolzenem Metall
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Filtrieren von geschmolzenem, bei der Herstellung von Gussstücken verwendetem Metall, insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierungen, sowie auf eine entsprechende Vorrichtung.
In der Praxis enthält geschmolzenes Metall, vor allem geschmolzenes Aluminium, im allgemeinen mitgerissene und gelöste, sowohl gasförmige als auch feste Verunreinigungen, welche sich auf das Gussstück nachteilig auswirken. Die Verunreinigungen kennen verschiedensten Ursprungs sein. Beispielsweise können die Verunreinigungen von metallischer Natur sein, wie Alkalioder Erdalkalimetalle, oder sie können als abgelöste Oberflächenoxidfilme, welche abgebröckelt und durch das flüssige Metall mitgerissen worden sind, auftreten. Auch im Metall eingeschlossener Wasserstoff ist eine häufig auftretende Verunreinigungsform. Weiter können Einschlüsse aus unlöslichen Verunreinigungen, wie Carbide, Boride und/oder andere, oder als von Oefen und Ablaufrinnen aberodierte, feuerfeste Stoffe, auftreten.
In typischen Sandform-, Dauerform- und Kokillengiessereien ist es allgemein üblich, einen tiegelförmigen Schmelz- oder Warmhalteofen mit einer Kapazität von 140 - 700 kg geschmolzenen Aluminiums zu verwenden. Je nach angewendetem Verfahren wird dieser Ofen mit der geschmolzenen Legierung eines grösseren Ofens gefüllt, oder die kalte Legierung kann in den Tiegelofen gegeben und darin geschmolzen werden. Wenn der Tiegelofen mit geschmolzenem Metall gefüllt ist, wird die Schmelze im allgemeinen mit durchströmendem Chlor, Stickstoff, Mischungen dieser Gase oder mit C Cl,, und einem zusätzlich zugegebenen Kornfeiner in Form von Salzen oder einer Aluminiumlegierung mit 5 % Titan und 1 % Bor als Legierungshärter behandelt. Die Schmelze wird dann auf die gewünschte Temperatur eingestellt und das Giessen kann beginnen.
909823/0554
Das Giessen wird im allgemeinen mit von Hand getragen/Oder gehandhabten Giesspfannen durchgeführt. Das Volumen der Giesspfanne ist so bemessen, dass sie ein v/enicr mehr rletaH fassen kann als für das Giessen '/on einem oder mehreren Gussstücken benötigt wird. Der Arbeiter taucht die Giosspfanne in die Schmelze, füllt sie, wischt dann alle festen Bestandteile irgend welcher Art von der Oberfläche der Schmelze und dem Ausguss und giesst schliesslich das flüssige Metal L in die Gussformen. Der in der Pfanne zurückbleibende Rest von geschmolzenem Metall wird zur Schmelze im Tiegelofen zurückgegossen. Auf diese Weise werden zahlreiche Giessvorgänge durchgeführt, bis die Hälfte oder zwei Drittel des geschmolzenen Metalls ver gossen sind. Die wiederholten, Ein- und Ausschöpfen, Giessen und Zurückgiessen umfassenden Arbeitsgänge haben zur Folge, dass in der Schmelze im Tiegelofen verhältnismässig grosse Mengen von Oxidfilmen und Partikeln gebildet werden, die Turbu lenzen im geschmolzenen Metall zuzuschreiben sind. Zusätzlich zu den beim Einfüllen des geschmolzenen Metalls in die Giesspfanne gebildeten Turbulenzen entstehen auch während des Füllens der Einlaufrinnen, Eingusskanäle und des Eingusstrichters mit geschmolzenem Metall beträchtliche weitere Turbulenzen. Auch im Eingussystem kann sich die Turbulenz dahingehend auswirken, dass Oxidfilme und Partikel gebildet und mitgerissen werden.
Die in der oben beschriebenen Weise verwendeten Legierungsbarren zur Herstellung von Schmelzen werden üblicherweise durch einen Primär- oder Sekundärhersteller in einer automatisch laufenden Maselgiessmaschiene gegossen. Dieses Verfahren beinhaltet unter anderem den freien Fall von geschmolzenem Metall in die Masselgiessform. Weiter sind die bei der Herstellung von Gusslegierungsbarren allgemein angewendeten Behandlungsverfahren alles andere als hinreichend. Als Folge davon enthält der Barren gewöhnlich mitgeschleppte Oxidfilme und nichtmetallische Partikel.
B09823/0554
Die oben beschriebenen, in der Schmelze erzeugten und mitgeschLeppten Oxide können in den hergestellten Gussstücken Fehler erzeugen, welche Ausschuss verursachen. Dies gilt besonders bei heiklen Arbeiten für .kritische Anwendungen, bei weicher der Giessar spezielle röntganographische Normen erfüllen muss.
i'Iatüriich ist es höchst erwünscht, das geschmolzene Metall im Tiegelofen zu filtrieren, um die Verunreinigungen im Gussstück zu vermeiden odor auf ein Miniraum zu beschränken, besonders wenn das ületall beispielsweise zur Herstellung von stark beanspruchten Gussstücken mit kritischen Eigenschaften, wie Flugzeug- oder Raumtahrtbautailen, verwendet wird. Die oben erwähnten Verunreinigungen bewirken, im Gussstück, einen Verlust an Eigenschaften, wie Zugfestigkeit und Ermüdungsfestigkeit, und führen zu einer Erniedriguncf des Verfahrenswirkungsgrades.
Im US-Patent Mr. 4 124 506 der Anmelderin, wird ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Filtrieren von geschmolzenem Metall in einem Tiegelofen beschrieben. Wie in dieser schwebenden Patentanmeldung dargelegt, wird ein mindestens teilweise aus keramischem Schaummaterial bestehender Schupftiegel in einen mit geschmolzenem Metall gefüllten TiegoLofen eingeführt. Das geschmolzene Metall aus dem Tiegelofen fliegst durch die als Filter wirkende, aus keramischem Schaummaterial gebildete Wandung in den Hohlraum des Schöpftiegels. Das Keramikfilter entfernt die Oxidfilme und anderen Verunreinigungen wirksam aus dem geschmolzenen Metall, wenn es durch das Filter fliesst. So ist das geschmolzene Metall, das aus dem Schöpftiegel geschöpft wird, im wesentlichen von Oxidfilmen und Partikeln befreit.
Während das Verfahren und die Vorrichtung der erwähnten Anmeldung Oxidfilme und Partikel aus dem geschmolzenen Metall im Schöpftiegel entfernen, gibt es gegenwärtig weder ein verfügbares Verfahren noch eine Vorrichtung, welche das Enfernen der
909823/0554
Oxidfilme und Partikel ermöglicht, welche durch die Metallturbulenzen, die insbesondere während dem Anfangestadium des Einfüllens des geschmolzenen Metalls in den Einfülltrichter auftreten, erzeugt werden.
Die bekannten Schritte zur Verminderung der Metallturbulenzen auf ein Minimum, welche bisher durch den Giesser unternommen worden sind, waren nur teilweise erfolgreich. Diese üblichen Schritte umfassen eine derartige Gestaltung des Eingusstrichters, dass er sich rasch füllt und während praktisch dem ganzen Giessverfahren voll bleibt. Zusätzlich werden oft am obern Ende des Trichters Giessbehälter hinzugefügt, um die Turbulenzen weiter herabzusetzen. Weiter wird in bekannten Vorrichtungen das Eingusskanal- und Einlaufrinnensystem so dimensioniert, dass ein sogenanntes "gedrosseltes" Speisen des Gussstückes gewährleistet ist. Als letzte Massnahme ist es m der Praxis üblich, im Eingusstrichter und/oder Eingusskanal system Siebe anzuordnen, un Oxidfilme auszuscheiden und den Fluss etwas zu verringern, sodass der Beginn der gedrosselten Speisung früh erfolgt. Diese Siebe bestehen gewähnlich aus dünnen, perforierten Metallplatten, welche zahlreiche Löcher mit einem Durchmesser von 0,8 - 1,2 mm haben, oder anderen industriell hergestellten Siebtypen aus hitzebeständigem Fiberglas mit ähnlichen Oeffnungsdimensionen. Diese Siebe sind weitgehend aber unwirksam und entfernen nur die sehr grossen Oxidfilme und Einschlüsse. Ueberdies sind die andern Massnahmen nur teilweise erfolgreich in bezug auf die Minimalisierung der Turbulenzen, welche die Erzeugung von Oxidfilmen und Partikeln bewirken. Als Folge davon ist die Bildung von Ausschuss, wegen mitgeschleppten Oxiden und Einschlüssen, bei diesen Giessverfahren immer noch eine alltägliche Erscheinung.
In der US-PS 3 897 917 werden poröse, keramische Schaummaterialien beschrieben die beim Filtrieren von geschmolzenem Metall besonders nützlich sind. Die Gründe dafür sind zahlreich, unter
809823/0554
anderem der vorzügliche Filtrierwirkungsgrad, die niedrigen Kosten, die Leichtigkeit der Verwendung und die Möglichkeit, das Filter auf Wegwerfbasis zu verwenden. Dies wiederum führt zur Entwicklung von Mitteln für das leichte Montieren und ' Entfernen der Keramikfilter aus einem Tiegelofen, in dem eine hochwirksame FiItrieranordnung vorgesehen ist.
Der Erfinder hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum zwangsläufig besseren Filtrieren von in eine Gussform eintretendem, geschmolzenem Metall, insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierungen, zu schaffen, wobei der Eingusstrichter zur Erzielung einer gedrosselten Speisung während dem Giessverfahren schnell mit geschmolzenem Metall füllbar sein soll. Das eingesetzte Filter soll bequem und preisgünstig zu verwenden sein, und einen hohen Filtrierwirkungsgrad haben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass
in einem vor der Gussform angeordneten Durchfluss für geschmolzenes Metall mindestens ein entfernbares Filterelement aus keramischem Schaummaterial angeordnet wird, und
das geschmolzene Metall mit einer solchen Geschwindigkeit durch das aus mindestens einem Element gebildete Filter fliesst, dass alle mitgeschleppten Teile von Oxidfilmen und Partikel entfernt werden, und nach dem Filter eine ruhige, turbulenzfreie Strömung entsteht.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Filtrieren von geschmolzenem Metall kennzeichnet sich durch ein Giessystem umfassend einen Eingusstrichter, ein Eingusskanalsystem und eine Gussform, mit mindestens einem, zwischen dem Eingusstrichter
909823/0554
und der Gussform angeordneten Filterelement aus keramischem Schaummaterial mit offenzelliger Struktur.
Eine ruhige, turbulenzfreie Strömung nach dem Filter wird neben der Durchflussmenge - durch entsprechende Gestaltung des Eingusstrichters sowie der Durchlässigkeit, Dicke, Porengrösse und Oberfläche des aus mindestens einem Element bestehenden Keramikfilters erreicht. So wird alles Metall zwangsläufig filtriert, bevor es in die Gussform eintritt, und durch Aufrechterhalten einer entsprechenden Durchflussmenge durch das Filter fliesst das geschmolzene Metall ruhig und turbulenzfrei durch die Eingusskanäle und Einlaufrinnen zu der Gussform. Mit der vorliegenden Erfindung, welche Filter aus keramischem Schaumstoff verwendet, können äusserst hohe Filtrierwirkungsgrade erreicht werden.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch:
- Fig.l eine perspektivische Ansicht eines Giessystems
- Fig.2 eine Vorrichtung mit unterhalb des Eingusstrich
ters angeordnete Filterplatte.
- Fig.3 eine modifizierte Ausführungsform einer unter
halb des Eingusstrichters angeordneten Filterplatte.
- Fig.4 eine Vorrichtung mit je einer in einem Einguss
kanal angeordneten Filterplatte.
Das in Fig. 1 dargestellte Giessystem umfasst einen Eingusstrichter 1, ein Eingusskanalsystem 3, Einlaufrinnen 4, eine Gussform 5 und den Steigetrichter 6. Zwischen dem Eingusstrichter 1 und dem Eintritt in die Eingusskanäle 3 ist ein Filterelement 2 aus keramischem Schaumstoff angeordnet, wodurch das in den Eingusstrichter 1 geschöpfte geschmolzene Metall wirksam filtriert wird.
809823/0554
In Fig. 2 wird das Filterelement 2 aus keramischem Schaumstoff unterhalb des Eingusstrichters 1 auf einer in den Eingusskanälen ausgeformten Trennbrücke 7, angeordnet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Filterelement 2 aus keramischem Schaummaterial, wie es in der oben erwähnten US-PS 3 893 917 und der US-PS 3 962 081 beschrieben wird. In der Uebereinstimmung mit der Lehre nach diesen Patenten besteht das Filter aus keramischem Schaummaterial mit offenzelliger Struktur, gebildet durch eine Vielzahl von mit einem Netzwerk aus keramischem Material umgebenen, miteinander verbundenen Hohlräumen. Das Keramikfilter hat eine Luftdurch-
-7 2 lässigkeit im.Bereich von 400 -3000 χ 10 cm , vorzugsweise
-7 2
von 400 - 2500 χ 10 cm , eine Porosität bzw. einen Hohlraumanteil von 0,8 - 0,95 und eine Porenzahl von 2 - 18 je 1 cm Länge, vorzugsweise 8 - 18 je 1 cm Länge. Das geschmolzene
Metall fliesst mit einer Geschwindiakeit von 12,7 - 127 cm3prö cm Filteroberfläche und Minute durch das Filter. Das in der US-PS 3 962 081 beschriebene Filter aus keramischem Schaummaterial ist für die vorliegende Erfindung besonders gut geeignet, weil es mit geringen Kosten hergestellt und problemlos auf Wegwerfbasis verwendet werden kann. Ueberdies ist dieses Filter beim Filtrieren .von geschmolzenem Metall, insbeondere bei Aluminium, überraschend gut wirksam und weist bei den niedrigen Herstellungskosten einen erstaunlich hohen Filtrierwirkungsgrad mit aussergewöhnlich guter Regelbarkeit auf.
Das keramische Schaumfilter kann, in Uebereinstimmung mit dem der US-PS 3 893 917 zu entnehmenden allgemeinen Verfahrens, hergestellt werden, indem eine wässrige, keramische Aufschlämmung hergestellt, und geschäumtes organisches Material damit imprägniert wird, sodass das Netzwerk überzogen und die Hohlräume im wesentlichen mit der Aufschlämmung gefüllt sind. Das imprägnierte Material wird derart zusammengepresst, dass ein Teil der Aufschlämmung ausgetriegben und der Rest gleichmässig
909823/0554
über das gesammte organische Schaummaterial verteilt wird. Das beschichtete organische Schaummaterial wird dann getrocknet und erhitzt, um vorerst den flexiblen organischen Schaum zu verflüchtigen und/oder zu verbrennen, und anschliessend die ursprüngliche keramische Beschichtung zu sintern, wodurch ein gesinteter Keramikschaum mit einer Vielzahl von mit einem Netzwerk ausgesinterter Keramik umgebenen, miteinander verbundenen Hohlräumen entsteht, welche die Konfiguration des ursprünglichen, flexiblen organischen Schaumstoffes haben. Natürlich kann, je nach dem besonderen, zu filtrierenden Metall, eine grosse Zahl von keramischen Materialien verwendet werden. Bevorzugt wird eine Mischung aus Aluminium- und Chromoxid eingesetzt, diese Materialien können jedoch selbstverständlich allein oder zusammen mit anderen keramischen Materialien verwendet werden. Andere typische keramische Materialien, die verwendet werden können, sind Zirkonoxid, Magnesiumoxid, Titandioxid, Siliziumoxid und Mischungen davon. Normalerweise enthalten die verwendeten Aufschlämmungen zwischen 10 und 40 % Wasser, sowie ein oder mehrere rheologische Mittel, Bindemittel oder Mittel, die in Luft abbinden.
Weil das Filterelement 2 der vorliegenden Erfindung als Wegwerfgegenstand ausgebildet ist, und es beim Strangguss oder dgl. wünschenswert ist, dass vor jedem Giessvorgang ein neues Filterelement eingesetzt werden kann, ist es wesentlich, dass ein wirkungsvolles Dichtungsmittel für das unterhalb des Eingusstrichters 1 und/oder in den Eingusskanälen 3 angeordnete Filterelement 2 vorgesehen ist. Vorzugsweise wird die Filterplatte an Ort und Stelle abgedichtet, indem ein elastisches Dichtungsmittel oder Manschette eine Dichtungsmanschette verwendet wird, welche aus äusseren Umfang, der konisch ausgebildet sein kann, des Filters angeordnet sind. Diese manschettenartige Abdichtung muss aus einem Material bestehen, das gegenüber der Schmelze, insbesondere geschmolzenen Aluminiumlegierungen, resistent ist und bei erhöhten Temperautren elastisch bleibt. Die Rück-
909823/0554
prallelastizität ist erforderlich, um eine für das geschmolzene Metall undurchlässige Abdichtung zwischen dem Filterelement 2 und dem Eingusstrichter 1 bzw. der Trennbrücke 7 zu gewährleisten, und um das Filterelement sicher an Ort und Stelle zu halten. Typische Dichtungsmaterialien umfassen faserförmige, feuerfeste Abdichtungen, die zahlreiche Zusammensetzungen haben können. Als Beispiele für solche Dichtungsmaterialien seien erwähnt:
Ungefähr 45 % Aluminiumoxid, 52 % Siliziumoxid, 1,3 % Eisenoxid und 1,7 % Titanoxid;
Ungefähr 55 % Siliziumoxid, 40,5 % Aluminiumoxid, 4 % Chromoxid und 0,5 % Eisenoxid;
Ungefähr 53 % Siliziumoxid, 46 % Aluminiumoxid und 1 % Einsenoxid.
Zu Beginn eines GiessVerfahrens, bei welchem eine Vorrichtung nach Fig. 1 eingesetzt wird, wird geschmolzenes Metall in den Eingusstrichter 1 gegossen. Das geschmolzene Metall baut im Eingusstrichter einen Kopf aus, der über dem Filterelement 2 einen metallostatischen Druck entwickelt, welcher so gross ist, dass sich das flüssige Metall über die Poren ausbreitet und dann durch das Filter abfliesst. Dies macht gewöhnlich erforderlich, dass ein metallostatischer Kopf von ungefähr 10 - 15 cm Höhe gebildet wird, dieses Mass ist abhängig von der Durchlässigkeit, der Dicke, der Porengrösse und der Oberfläche des Filterelementes. Wenn das Filterelement 2 einmal durchtränkt ist, fliesst das geschmolzene Metall ruhig und turbulenzfrei durch die Eingusskanäle 3 und die Einlaufrinnen 4 in die Gussform 5 und den Steigetrichter 6. Das geschmolzene Metall wird kontinuierlich in den Eingusstrichter 1, mit derjenigen Geschwindigkeit, die notwendig ist, um den Eingusstrichter bis Abschluss des Giessverfahren voll zu halten. Nach dem Füllen
809823/0554
der Gussform wird die Zufuhr von geschmolzenem Metall unterbrochen.
Die der vorliegenden Erfindung innewohnenden Vorteile bieten gegenüber bisher bekannten Verfahren bedeutende Verbesserungen, Die Verwendung eines Filters aus keramischem Schaummaterial erlaubt, dass das geschmolzene Metall vor dem Eintritt in die Gussform zwangsläufig filtriert wird. Das Filtrieren wird mit einem Filtermaterial aus keramischem Schaumstoff durchgeführt, welches in bezug auf das Entfernen von in Schmelzen, z.B. von Aluminiumlegierungen, enthaltenen nichtmetallischen Partikeln äusserst wirksam ist. Dieses wirksame Filtrieren hebt sich gegenüber den gegenwärtig verwendeten, eine planare Gestalt aufweisenden Sieben aus Metallplatten oder Fiberglas, welche grosse Oeffnungen enthalten und dadurch nur sehr grosse Oxidfilme entfernen können, vorteilhaft ab. Weil das nach der vorliegenden Erfindung verwendete Keramikfilter zum Füllen der Poren einen beträchtlichen Kopf von geschmolzenen Metall braucht, wird der Eingusstrichter zu Beginn des Giessverfahrens rasch gefüllt. Durch das Aufrechterhalten einer angemessenen Eingussgeschwindigkeit ist der Eingusstrichter während des ganzen Giessverfahrens voll von geschmolzenem Metall.
Das Filter aus Keramikschaum verteilt den Staudruck des den Eingusstrichter hinunterfliessenden, geschmolzenen Metalles und ist so für ein ruhiges und turbulenzfreies Fliessen des geschmolzenen Metalles durch die Eingusskanäle und Einlaufrinnen in die Gussform und den Steigetrichter besorgt. Durch Aufrechterhalten des angemessenen Eingiessens von geschmolzenem Metall in den Eingusstrichter kann dank des turbulenzfreien Fliessens unterhalb des Filters die weitere Erzeugung und das Mitschleppen von Oxidfilmen und Partikeln nach dem Filtrieren verhindert werden. Aus dem oben gesagten wird damit klar, dass die vorliegende Erfindung im wesentlichen alle Bedingungen eliminiert, welche zur Bildung von Ausschuss von Gusstük-
90982 3/05 54
ken wegen nichtmetallischen Einschlüssen führen
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt die Dicke des Keramikfilters im Bereich von 6-40 mm, vorzugsweise von 9,5 - 19 mm. Es muss nochmals betont werden, dass in einem einzigen Giessystem ein oder mehrere Filter elemente verwendet werden können. In grossen Giessystemen, mit einem oder mehreren Eingusstrichtern in ein komplexes Eingusskanal- oder Einlaufrinnensystem, können viele Filterelemente verwendet werden. Um bei Beginn des Eingiessens ein genügendes Durchtränken der Poren des Filterelementes mit geschmolzenem Metall zu gewährleisten, sollte die Höhe des Eingusstrichters über dem Filterelement zwischen 15 und 30 cm liegen. Die von geschmolzenem Metall durchflossene Fläche des Filterelementes muss genügend gross sein, um das Füllen der Gussform und des Steigetrichters mit einer angemessenen Geschwindigkeit, die noch in die oben angegebene Durchflussmenge von 12,7 - 127 cm
flüssigen Metalls pro cm Filteroberfläche und Minute fällt, zu erlauben.
Fig. 3 entspricht im wesentlichen Fig. 2, ausser dass die Trennbrücke 7 entfernt worden ist. Das Weglassen der Brücke erlaubt ein uneingeschränktes Verteilen des durchfliessenden Metalles über die ganze Filteroberfläche, wodurch der wirksame Oberflächenbereich des Filters vergrössert wird, während gleichzeitig jedwelche Turbulenzen, welche durch das Fliessen des geschmolzenen Metalles um die Brücke 7 auftreten können, eliminiert werden.
In Fig.4 ist je ein Filterelement in den Eingusskanälen 3 angeordnet, dies im Gegensatz zu den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3, bei welchen das Filterelement direkt untehalb des Eingusstrichters angeordnet ist. Durch eine Trennbrücke ge- staut, fliesst das Metall zuerst von unten nach oben, und dann von oben nach unten durch das Filterelement.
«09823/0554
Die Erfindung kann für eine grosse Zahl von Giessverfahren,
insbesondere Sandguss, Strangguss,Präzisionsformguss, Niederdruckguss, Kokillenguss und dgl. verwendet werden. Die Erfindung braucht nicht auf das Giessen von Aluminium und Aluminiumlegierungen beschränkt zu sein, sondern kann sowohl für das
Giessen von Kupfer und andern Nichtexsenlegierungen, als auch Eisenlegierungen eingesetzt werden. Beim Sandguss wird das
Filterelelement direkt entweder in die obere oder untere Formhälfte eingesetzt,wenn die Gussform zusammengesetzt wird, wie dies in den Fig. 2-4 gezeigt wird. Bei solchen Sandgussformen wird eine direkte Dichtung zwischen dem Sand und dem Filterelement erhalten, sodass keine manschettenförmige Dichtung notwendig ist.
909823/0554

Claims (10)

/348005 Patentansprüche
1. Verfahren zum Filtrieren '/on geschmolzenem Metall, insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, dass
in einem vor der Gussform angeordneten Durchfluss für geschmolzenes Metall mindestens ein entfernbares Filterelement aus keramischem Schaummaterial angeordnet wird, und
das geschmolzene Metall mit einer solchen Geschwindigkeit durch das aus mindestens einem Element gebildete Filter fliesst, dass alle mitgeschleppten Teile von Oxidfilmen und Partikel entfernt werden, und nach dem Filter eine ruhige, turbulenzfreie Strömung entsteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Filterelement mit einer Luftdurchlässig-
-7 2 keit im Bereich von 400- 8000 χ 10 cm , einer Porosität von 0,80 - 0,95, einer Porenzahl von 2-18 je 1 cm Länge und einer Dicke von 6-40 mm eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer einen Eingusstrichter (1), ein Eingusskanalsystem (3) und eine Gussform (5) enthaltenden Vorrichtung zwischen dem Eingusstrichter (1) und der Gussform (5) mindestens ein Filterelement (2) aus Keramikschaum mit offenzelliger Struktur angeordnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingusstrichter (1) mit einer solchen Menge an geschmolzenem Metall gefüllt wird, dass sich vorerst die Poren des Filters (2) damit vollsaugen, und dann das Metall, unter Bildung eines im wesentlichen eine konstante Höhe aufweisenden metallostatischen Kopfes auf dem aus mindestens einem Element bestehenden Filter, abfliesst.
809823/0554
ORIGINAL INSPECTED
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
ein mefcallostatischer Kopf von 10 - 15 cm Höhe gebildet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Filterelement (2) unterhalb des Trichters (1) angeordnet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Filterelement im Eingusskanal (3) angeordnet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass das geschmolzene Metall mit einer Durch-
3 2
flussmenge von 12,7 - 127 cm pro cm Filteroberfläche und Minute durch das aus mindestens einem Element bestehende Filter (2) fliessfc-
9. Vorrichtung zum Filtrieren von geschmolzenem Metall, insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierungen, gekennzeichnet, durch ein Giesssystem, umfassend einen Eingusstrichter (1), ein Eingusskanalsystem (3) und eine Gussform (5), mit mindestens einem zwischen dem Eingusstrichter (1) und der Gussform (5) angeordenten Filterelement (2) aus keramischem Schaummaterial mit offenzelliger Struktur.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Filterelement eine Luftdurchlässigkeit im
-7 2
Bereich von 400 -8000 χ 10 cm , einer Porosität von 0,80 - 0,95, einer Porenzahl von 2 - 18 je 1 cm Länge und einer Dicke von 6-40 mm hat.
909823/0554
DE19782848005 1977-11-25 1978-11-06 Verfahren und vorrichtung zum filtrieren von geschmolzenem metall Withdrawn DE2848005A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US85463377A 1977-11-25 1977-11-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2848005A1 true DE2848005A1 (de) 1979-06-07

Family

ID=25319206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19782848005 Withdrawn DE2848005A1 (de) 1977-11-25 1978-11-06 Verfahren und vorrichtung zum filtrieren von geschmolzenem metall

Country Status (12)

Country Link
JP (1) JPS5484803A (de)
BE (1) BE872280A (de)
CA (1) CA1130980A (de)
DE (1) DE2848005A1 (de)
DK (1) DK508478A (de)
ES (1) ES475339A1 (de)
FR (1) FR2409785A1 (de)
GB (1) GB2008427B (de)
IT (1) IT1100591B (de)
NL (1) NL7811581A (de)
NO (1) NO783965L (de)
SE (1) SE7812079L (de)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0029802A1 (de) * 1979-10-09 1981-06-03 Schweizerische Aluminium AG Keramischer Filter mit schaumartiger Struktur zum Filtrieren von Metallschmelzen
EP0126847A1 (de) * 1984-02-17 1984-12-05 Georg Fischer Aktiengesellschaft Keramikfilter
EP0165025A2 (de) * 1984-06-06 1985-12-18 Certech Incorporated Keramisches Vielfach-Filter für geschmolzenes Metall
DE3700107A1 (de) * 1987-01-03 1988-07-14 Stettner & Co Vorrichtung zum giessen von metallischen schmelzen
WO1996023222A1 (fr) * 1995-01-26 1996-08-01 Centre Technique Des Industries De La Fonderie Dispositif de determination de la proprete d'un alliage metallique
DE29809139U1 (de) 1998-05-20 1998-08-13 L. Bregenzer Gießereibedarf GmbH, 70372 Stuttgart Vorrichtung zum Befüllen eines Gießofens
EP2270248A2 (de) 2009-06-18 2011-01-05 LMT Metallurgie GmbH Verfahren zum Herstellen einer Vorlegierung und Verwendung derselben
WO2020186280A1 (de) 2019-03-19 2020-09-24 Fill Gesellschaft M.B.H. SCHMELZETRANSPORTVORRICHTUNG, SOWIE EIN VERFAHREN ZUM TRANSPORT VON SCHMELZE UND EIN VERFAHREN ZUM GIEßEN VON SCHMELZE

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1188948B (it) * 1979-08-16 1988-01-28 Southwire Co Metodo ed apparecchiatura per la purificazione di una colata continua di rame
US4366721A (en) * 1981-02-10 1983-01-04 Union Carbide Corporation Molten metal sampling device
EP0074978A1 (de) * 1981-03-27 1983-03-30 Georg Fischer Aktiengesellschaft Keramikfilter, verfahren zu dessen herstellung und seine verwendung
CH655328A5 (de) * 1984-02-15 1986-04-15 Fischer Ag Georg Keramikfilter.
US4842037A (en) * 1987-06-10 1989-06-27 Foseco International Limited Metal casting patterns
GB9100519D0 (en) * 1991-01-10 1991-02-20 Foseco Int Filters
CN103203431B (zh) * 2013-05-04 2015-05-06 日月重工股份有限公司 铸造用过滤器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3815661A (en) * 1972-09-21 1974-06-11 United Aircraft Corp Process for reducing oxide defects in investment castings
US3962081A (en) * 1975-03-28 1976-06-08 Swiss Aluminium Ltd. Ceramic foam filter

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0029802A1 (de) * 1979-10-09 1981-06-03 Schweizerische Aluminium AG Keramischer Filter mit schaumartiger Struktur zum Filtrieren von Metallschmelzen
EP0126847A1 (de) * 1984-02-17 1984-12-05 Georg Fischer Aktiengesellschaft Keramikfilter
EP0165025A2 (de) * 1984-06-06 1985-12-18 Certech Incorporated Keramisches Vielfach-Filter für geschmolzenes Metall
EP0165025A3 (en) * 1984-06-06 1988-09-07 Certech Incorporated Multi-element ceramic filter for molten metal
DE3700107A1 (de) * 1987-01-03 1988-07-14 Stettner & Co Vorrichtung zum giessen von metallischen schmelzen
WO1996023222A1 (fr) * 1995-01-26 1996-08-01 Centre Technique Des Industries De La Fonderie Dispositif de determination de la proprete d'un alliage metallique
FR2730062A1 (fr) * 1995-01-26 1996-08-02 Fonderie Ctr Tech Ind Dispositif de determination de la proprete d'un alliage metallique
US5894085A (en) * 1995-01-26 1999-04-13 Centre Technique Des Industries De La Fonderie Device for determining the purity of a metal alloy
DE29809139U1 (de) 1998-05-20 1998-08-13 L. Bregenzer Gießereibedarf GmbH, 70372 Stuttgart Vorrichtung zum Befüllen eines Gießofens
EP2270248A2 (de) 2009-06-18 2011-01-05 LMT Metallurgie GmbH Verfahren zum Herstellen einer Vorlegierung und Verwendung derselben
WO2020186280A1 (de) 2019-03-19 2020-09-24 Fill Gesellschaft M.B.H. SCHMELZETRANSPORTVORRICHTUNG, SOWIE EIN VERFAHREN ZUM TRANSPORT VON SCHMELZE UND EIN VERFAHREN ZUM GIEßEN VON SCHMELZE

Also Published As

Publication number Publication date
FR2409785A1 (fr) 1979-06-22
ES475339A1 (es) 1979-03-16
GB2008427B (en) 1982-03-24
IT1100591B (it) 1985-09-28
NL7811581A (nl) 1979-05-29
BE872280A (fr) 1979-03-16
CA1130980A (en) 1982-09-07
JPS5484803A (en) 1979-07-06
NO783965L (no) 1979-05-28
GB2008427A (en) 1979-06-06
DK508478A (da) 1979-05-26
SE7812079L (sv) 1979-05-26
IT7830184A0 (it) 1978-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2838504C2 (de)
DE60016637T2 (de) Verteilervorrichtung zur Verwendung beim Metallgiessen
DE2848005A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum filtrieren von geschmolzenem metall
DE60002474T2 (de) Verfahren zum giessen von halbfesten metall-legierungen
DE3000835A1 (de) Keramischer schaumfilter zum filtrieren von metallschmelzen
DE69609802T2 (de) Giessvorrichtung
DE2613023A1 (de) Poroeser keramikfilter, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung
DE8900819U1 (de) Gießform zum Metallgießen und Hülse hierfür
DE60311658T2 (de) Verfahren zum Giessen eines gerichtet erstarrten Giesskörpers
DE8432011U1 (de) Giessform
DE69503643T2 (de) Anordnung zur durchflussregelung eines ausgusses in einem metallurgischen behälter
DE1927973C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung nichtmetallischer Einschlüsse aus Aluminiumschmelzen
DE3850464T2 (de) Giessverfahren für eine Stranggiessvorrichtung mit reduzierter Bauhöhe und entsprechender Tauchausguss.
DE10346917B4 (de) Vorrichtung zum Giessen mit verlorenem Schaummodell zur verbesserten Wiederverwertung von Angussmetall
DE69126026T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum giessen von metall-matrix-verbundmaterial
DE2159815C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines feinkörnigen Gußkörpers aus einer Superlegierung
DE69924992T2 (de) Feingiessen unter verwendung eines giesstümpelreservoirs mit invertiertem schmelzzuführanschnitt
DE69009333T2 (de) Kontinuierliches Giessverfahren für Halbflüssigprodukte und Ofen für das Verfahren.
DE69323210T2 (de) Filtration von geschmolzenen metallen
DE69029467T2 (de) Stranggussform und Stranggussverfahren
DE3334733C2 (de) Verfahren und Anlage zum Herstellen von hochreinen Legierungen
DE3441324A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum vermeiden einer wirbelbildung in einem giessbehaelter mit stopfenausguss
DE69006281T2 (de) Behandlung von Flüssigmetall.
DE69609334T2 (de) Schiebeverschlussfüller
EP0126847A1 (de) Keramikfilter

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee