DE2900839C3 - Gießofenanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gießofenanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer Gießofenanlage, bei der das Abgießen der Schmelze aus dem nicht kippbaren Ofenherd über einen über dem Schmelzenspiegel liegenden Abgießbehälter erfolgen soll, muß die Schmelze vom Ofenherd in den höher gelegenen Abgießbehälter befördert werden. Hierzu kann mit einer Druckdifferenz gearbeitet werden, wobei ein Überdruck auf der Schmelzenoberfläche im Herd die Schmelze in den höhergelegenen Abgießbehälter drückt. Dies kann in sicherer Weise dadurch erreicht werden, daß der Ofenherd drucksicher verschlossen wird und ein Überdruck auf die Schmel-

zenoberfläche ausgeübt wird. Dies hat jedoch den Nachteil, daß der relativ große Ofenherd druckdicht ausgeführt werden muß. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Abgießbehälter als Vakuumabsaugbehälter ausgebildet ist, welcher die Schmelze aus dem nicht abzudichtenden Ofenherd heraussaugt Eine solche Anordnung stellt Anforderungen an die Dichtheit und Steuerbarkeit des Vakuumabsaugbehälters, um ein sicheres und dosierbares Absaugen von Schmelze aus dem Herd zu erreichen. Insbesondere bei Vakuumanlagen mit Gießorganen ist es schwierig, die Dichtungsanschlüsse an dem Vakuumraum gegen die Einwirkung heißer Schmelze zu schützen.

Aus der DE-AS 20 50 933 ist eine Gießofenanlage mit einem induktiv beheizten Rinnenofen bekannt, bei dem das eigentliche Hauptofengefäß mit einem durch eine Stopfenstange verschließbaren Bodenabguß und einem Anschluß zur Evakuierung ausgerüstet ist. Der Einlauf in den Gießofen hat im Verhältnis zum Gießofenherd ein relativ kleines Volumen unJ ist an den Gießofenherd über einen Siphonkanal im Bodenbereich angeschlossen. Dieser Einlauf hat den Zweck, ein Eindringen von Schlacke in den Ofenherd zu verhindern. Die Vakuumeinrichtung dient nicht zum Ansaugen von Schmelze, sondern der Behandlung der Schmelze. Einlaufbehälter und Ofenherd liegen praktisch auf gleicher Höhe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gießofenanlage der eingangs genannten Art zu entwickeln, mit der ein sicheres und schnelles Abziehen der Schmelze aus dem Ofenherd in den Vakuumabsaugbehälter möglich ist, was auch Voraussetzung für eine exakte Dosierung bei verschiedenen Gießvorgängen ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Gießanlage der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Gießanlage nach der Erfindung sind in den Unteransprücheii genannt.

Bei einer Gießofenanlage nach der Erfindung erhält man dank eines sicheren Vakuums im Absaugbehälter einen sicheren und schnellen Schmelzentransport direkt zur Abflußöffnung, welche durch einen daraufliegenden Deckel und einen unter der Abflußöffnung liegenden schwenkbaren Dichtungsdeckel vakuumdicht verschlossen. Der Ofei. selüst braucht nicht vakuumdicht ausgeführt zu sein, sondern es genügt, daß die Abflußöffnung vakuumdicht ist.

Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbcispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht durch eine Gießofenanlage gemäß der Erfindung mit zwei alternativen Ausführungsformen,

Fig. 2 eine Befestigungsart für das Einlaßrohr und das Abflußrohr,

Fig. 3 eine genauere Darstellung des Bassins in der Abflußeinrichtung,

F i g. 4 eine andere Ausführungsform einer Gießofenanlage gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen induktiv beheizten Rinnenofen mit einem zentralen Herd 1 mit einem Deckel 2 und mindestens einem am Herd angeschlossenen Rinneninduktor 3. Der Herd hat entweder eine Einlaßöffnung 4 in der Ofenwand unter dem Deckel oder eine durch den Ofendeckel führende Einlaßöffnung 5, zu der unter anderem ein keramisches oder extrudiertcs Rohr 6 gehört, das durch den Deckel hindurchgeht, jedoch in einer gewissen Höhe über dem Schmelzenspiegel 7 im

Herd 1 endet Eine solche Einlaßöffnung kann durch Drehen des Deckels läumlich verlagert werden und somit dort angebracht werden, wo die Raumverhältnisse am günstigsten sind. Der Herd ist mit einem Niveaumeßgerät versehen, das aus einer durch den Deckel 2 verlaufenden Stange 8 besteht, die am unteren Ende einen keramischen Schwimmer 9 trägt, der mittels des Zeigers 10 das Schmelzenniveau im Herd anzeigt. Der Herd hat einen Abflußkanal 11 in üblicher »Teekannen«-Bauweise, der am unteren Teil des Herdes unter dem Schmelzenniveau 7 ansetzt. Am Ende dieses Abflußkanals befindet sich eine als Vakuumabsaugbehälter ausgeführte Abflußanordnung gemäß der Erfindung. Zu dieser gehört ein vakuumdicht angeschlossener Deckel 12, der sich längs der ganzen Abflußanordnung erstreckt. In der Abflußanordnung ist ein Raum 13 abgeteilt, dessen Bedeutung später näher beschrieben wird. Dieser Raum wird im folgenden Text »Bassin« genannt, und in seinem Boden ist eine Abflußöffnung 14 vorhanden, die mittels einer Stopfenstange 15, welche vakuumdicht durch den Deckel 12 verläuft, verschlossen werden kann. Unter der Abflußöffnung, die auf übliche Weise mit einem Abflußstein 16 versehen ist, ist ein mit durchgehenden Löchern versehener Dichtungsflansch 17 sowie ein schwenkbarer Schutzdeckel 18 und unter diesem ein ebenfalls schwenkbarer oder wegnehmbarer Dichtungsdeckel 19 angeordnet. Hierdurch wird erreicht, daß der Schutzdeckel nach beendetem Abfüllen geschwenkt werden und eventuell zurückgebliebene Schmelzentropfen auffangen kann, um zu verhindern, daß die Dichtung des Dichtungsdeckels 19 beschädigt wird. Danach wird der Dichtungsdeckel 19 (der Schutzdeckel 18 wird zur Seite geschwenkt) in seine Lage geschwenkt und in vakuumdichter Weise an den Dichtungsflansch 17 angeschlossen. Die Evakuierung erfolgt mittels der Evakuierungseinrichtung 20 und wird durch eine Kontaktelektrode 21 gesteuert, welche, nachdem Schmelze in den Abflußkanal 11 hochgesogen worden ist, mit der Schmelze in Kontakt kommt und hierdurch die Evakuierung beendet. Der größte Teil der Schmelze wird sich hierbei im Bassin 13 befinden, und beim Abfüllen aus diesem Bassin wird der Kontakt zwischen der Kontaktelektrode 21 und der Schmelze aufgehoben, so daß die Evakuierung fortgesetzt werden kann. Zum Zwecke des Abfüllens wird die Dichtung unter dem Abflußstein 16 gelöst, indem der Dichtungsdeckel 19 gesenkt und der Schutzdeckel 18 unter den Dichtungsflansch 17 geschwenkt wird. Danach wird zuerst der Dichtungsdeckel 19 und dann der Schutzdeckel 18 zur Seite geschwenkt, wonach das Abfüllen beginnt. Das Volumen im Bassin 13 soll etwas größer sein als die für einen Gießvorgang erforderliche Schmelzenmenge, um eine Unterbrechung im Gießverlauf zu vermeiden. Die Stopfenstange ist an ihrem oberen Ende mit einer Wasserkühlung 22 versehen und wird durch eine Antriebsvorrichtung 23' in an sich bekannter Weise bedient. Unter dem Deckel 12 ist ein keramischer Strahlen- und Spritzschutz 23 angebracht, durch den die Kontaktelektrode 21 und die Stopfenstange 15 hindurchlaufen und der mit einer Evakuierungsöffnung 24 versehen ist. Das Absaugrohr der Evakuierungseinrichtung 20 kann zur Abkühlung der heißen Luft in der Abflußöffnung mit einem wassergekühlten Zylinder versehen sein. Das Bassin an der Abflußöffnung wird vorzugsweise mit einem so großen Volumen ausgeführt, daß es mindestens dreimal so viel Schmelze aufnehmen kann, wie bei einem Gießvorgang abgenommen wird.

Die Antriebsvorrichtung 23' für die Stopfenstange liegt außerhalb des Vakuums. Das Rohr der Einlaßöffnung endet an der Stelle 25 im Deckel. Der Ofen braucht nicht vakuumdicht ausgeführt zu werden; wesentlich ist. daß die Abflußteile vakuumdicht angeordnet sind. Der Herd ist in üblicher Weise mit einer oder mehreren Notabflußöffnungen zur Gesamtentleerung des Ofens versehen. Auf einem über dem Niveau dieser Notabflußöffnung liegenden Niveau kann eine zweite Abflußöffnung vorhanden sein, so daß beim Entleeren des Ofens über diese Abflußöffnung ein Sumpf im Ofen zurückbleibt. Der Deckel 2 des Ofens ist vorzugsweise schwenkbar, so daß die Einlaßöffnung 5 räumlich verlagert werden kann.

Bei der Erzeugung eines Vakuums durch die Evakuierungseinrichtung 20 wird Schmelze in die Abflußeinrichtung und damit in das Bassin 13 gesaugt. Wenn die Schmelze in der Abflußeinrichtung ein bestimmtes Niveau erreicht nat, tritt sie in Kontakt mit der Kontaktelektrode 21, wodurch die Evakuierungseinrichtung abgeschaltet wird und die Schmelze in den Ofen zurückfließt. Das Bassin 13 bleibt dabei mit Schmelze gefüllt. Der Dichtungsdeckel 19 wird unter der Abflußöffnung abgesenkt und der Schutzdeckel 18 wird in der oben beschriebenen Weise geschwenkt.

Auf ein Startsignal, das bei aufeinanderfolgenden Gießvorgängen automatisch gegeben werden kann, wird die Stopfenstange 15 angehoben, so daß die Schmelze in den nicht gezeigten Formkasten fließt. Die Stopfenstange lä verschließt die Abflußöffnung 14 nach Erhalt eines Signals, durch welches die erreichte Füllung des Formkastens angezeigt wird. Danach schwenkt zuerst der Schutzdeckel 18 unter die EinlaßöfFnung, um die Dichtungsfläche am Dichtungsdeckel zu schützen, wenn dieser unter die Abflußöffnung schwenkt. Wenn sich der Dichtungsdeckel an seinem F'latz befindet, schwenkt der Schutzdeckel unmittelbar wieder nach außen, und der Dichtungsdeckel 19 wird gegen den Dichtungsflp.nsch 17 unter dem Abfallbehälter 13 gepreßt.

Der Schwimmer 9 besteht vorzugsweise aus keramischem Material und ist mit einem eingegossenen, feuerfesten Rohr und einer darauf aufgesetzten Stange versehen. Der Schwimmer zeigt ständig das Niveau des Schmelzenspiegels im Ofen an. Der Stopfen 26 besteht zweckmäßigerweise aus Grafit oder einem anderen feuerfesten Material. Der Stopfen kann an einem schwenkbaren Deckel angebracht sein, der beispielsweise hydraulisch geöffnet und mit einem leicht zu öffnenden Exzenter geschlossen wird. Der Abflußstein ist leicht austauschbar.

Wie erkennbar, ist die Einlaßöffnung 5 mit einem separaten Einfülltrichter versehen, der seinerseits mit einem Deckel 27 ausgerüstet ist.

F i g. 3 zeigt eine alternative Ausführung der Abflußeinrichtung. Der Abflußkanal ist wieder mit U und das Bassin mit 13 bezeichnet, und man erkennt, daß das Volumen des Bassins nicht vernachlässigbar ist und durch eine Schwelle 28 begrenzt wird. Die Kontaktelektrode ist wieder mit 21 und die Evakuierungseinrichtung mit 20 bezeichnet. Die Stopfenstange 15 ist hier vakuumdicht durch den Deckel 12 gezogen und die Antriebseinrichtung 23' ist über der vakuumdicht verschlossenen Anordnung montiert. Für die Stopfenstange ist eine wassergekühlte Schutzeinrichtung 29 vorhanden. Der Dichtungsdeckel 19 ist an seinen schwenkbaren Organen 30 angebracht. Der Schutzdekkel 18, welcher den Dichtungsdeckei 19 gegen

Schmelzentropfen schützen soll, ist schematisch dargestellt. Der Schutzdeckel 18 ist an eine Antriebsvorrichtung 31 angeschlossen, mit der er geschwenkt werden kann. Die Abflußöffnung 14 ist von dem Abflußstein 16 umgeben.

Die Ausbildung der Einlaßöffnung und ihres keramischen Rohres h sind genauer in F i g. 2 dargestelK. Außerhalb des Rohres 6 ist ein Steuerstopfen 33 angebracht, der kurzer als das Rohr 6 ist und der den Durchmesser der Einlaßöffnung im Deckel 2 derart ^: bestimmt, daß das Rohr trotz eventuell am Rohr 6 festsitzender Schlacke herausgezogen werden kann, ohne daß der Konus in der Deckelausfütterung zerstört wird. Der Anschluß hat eine Wasserkühlung 34 und durch Dichtungsorgane zwischen dem Flansch des ^; Rohres b und einer metallischen Scheibe 35 wird eine gute Dichtung zwischen Flansch und Rohr erreicht.

Wie F i g. 1 zeigt, sind andere Einlaßöffnungen möglich. Die Einlaßöffnung 4 ist die einfachste. Sie besteht nur aus einem Einlaßkanal, der unter dem Deckel durch die Ofenwand verläuft. Auch diese Anordnung erfordert bedeutend weniger Platz als ein üblicher »tea-pol«-Einlaß. Die Anbringung ist unveränderlich.

F i g. 4 zeigt eine Variante der Vakuumabflußcinrichlung. wobei der vakuumdichte Teil bei 36 gezeigt ist. Der Abflußkanal ist wie ein Rohr 37 (siehe Fig. 2) durch den Deckel 38 gezogen, und der Schmelzenspiegel in der Abflußeinrichtung liegt um das Maß h über dem Spiegel der Schmelze 39 im Ofen, wobei h für Eisen und Stahl ungefähr 1,4 m beträgt und für leichtere Schmelzen, wie Aluminium, bedeutend größer ist. Die Schmelzcnoberfläche in der Abflußeinrichtung hat Kontakt mit der Kontaktelektrode 40. Das Ofenvolumen kann durch eine Vergrößerung des Herddurchmessers oder eine Verringerung der Herdhöhe kompensiert werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Gießofenanlage für flüssiges Metall, bestehend aus einem induktiv beheizten Rinnenofen und einem Vakuumabsaugbehälter, der mit einem durch eine Stopfenstange verschlossenen Ausgußstein ausgerüstet ist, wobei der Vakuumabsaugbehälter mit dem Herd des Gießofens entweder durch einen Abflußkanal, der an einer Wandstelle des Gießofens unterhalb des Schmelzenniveaus angeschlossen ist, oder über ein durch den Deckel des Gießofens gezogenes Rohr verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Abflußstein (16) ein Dichtungsflansch (17), unter diesem ein wegnehmbarer Schutzdeckel (18) und unter diesen ein wegnehinbarer und vakuumdicht an den Dichtungsflansch \17) anschließbarer Dichtungsdeckel (19) angeordnet ist und daß der Schutzdeckel (18) derart ausgebildet ist, daß er den Dichtungsdeckel (19) gegen Schmelzentropfen schützt.

2. Gießofenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfenstange (15) durch einen über der Abflußöffnung (14) vorhandenen vakuumdicht angeordneten Deckel (12) in vakuumdichter Weise hindurchgeführt ist.

3. Gießofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Deckel (12) der Abflußeinrichtung eine Kontaktelektrode (21) zur Steuerung der Evakuierungseinrichtung in Abhängigkeit des Schmelzenniveaus in der Abflußeinrichtung angeordnet ist.

4. Gießofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Deckel (12) der Abflußeinrichtung ein sich über die ganze Innenseite des Deckels erstreckender keramischer Strahlen- und Spritzschutz (23) angeordnet ist, durch den die Kontaktelektrode (21) und die Stopfenstange (15) hindurchlaufen und der mit einer Evakuierungsöffnung versehen ist.

5. Gießofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung ein Rohr (6) enthält, das durch den Deckel (2) des Ofens hindurchgeführt und über dem Schmelzenniveau (7) angeschlossen ist, und daß die Lage der Einlauföffnung durch Drehung des Deckels verändert werden kann.

6. Giebofenanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen mit einem am Ofenkörper angebrachten Einfülltrichter (25) versehen ist.