DE3140159C2

DE3140159C2 - Rohrleitung und Verfahren zum Betrieb derselben

Info

Publication number: DE3140159C2
Application number: DE3140159A
Authority: DE
Inventors: Olivo Giuseppe Sivilotti; John Kingston Ontario Sulzer; Alan Frederick Sydenham Ontario Treganza
Original assignee: Alcan International Ltd Canada
Current assignee: Rio Tinto Alcan International Ltd
Priority date: 1980-10-10
Filing date: 1981-10-09
Publication date: 1983-12-29
Also published as: GB2085150A; CA1177645A; US4345743A; AU542888B2; AU7619481A; DE3140159A1; GB2085150B; JPS5791871A

Abstract

Um geschmolzenes Metall über eine erhebliche Wegstrecke, beispielsweise von einem Ofen zu einer Gießmaschine, zu befördern, wird eine Pipeline verwendet, die eine feuerfeste Leitung (12) umfaßt, welche durch einen Heizer (16) von außen beheizt ist, beispielsweise einen elektrischen Heizer, und zwar in Erwiderung auf die Temperaturmessungen, die an beabstandeten Stellen entlang der Pipeline vorgenommen werden. Der Heizer ist von einer äußeren Schicht (22) einer thermischen Isolierung umgeben, die sich innerhalb eines äußeren Metallgehäuserohres (24) befindet, welches Rohr durch ein Kühlmittel gekühlt wird, um die Ausdehnung des äußeren Metallgehäuses an die Ausdehnung der feuerfesten Leitung anzupassen. Die Pipeline ist mit einer Einrichtung versehen, durch die diese zum Entleeren gekippt werden kann, beispielsweise am Ende eines Gießvorganges. Durch dieses Kippen kann der Inhalt der Pipeline in den Ofen zurücklaufen, indem das Auslaßende der Pipeline angehoben wird. Die Pipeline besteht aus einer Reihe von Rohrleitungsabschnitten, die stirnseitig mittels Schraubbolzen verschraubt sind, um eine relativ starre Konstruktion zu bilden.

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrleitung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 4 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Rohrleitung zum Befördern von geschmolzenem Metall über eine ausgedehnte Wegstrecke entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die US-PS 33 71 186 und 29 81818 betreffen das Fördern von geschmolzenem Metall und auch das Befördern von geschmolzenem Aluminium. Die dort beschriebene Förderleitung ist ein ungefüttetes Rohr, welches einen Teil eines sekundären elektrischen Kreises bildet und dabei als ein Widerstandsheizelement dient. Es wird eine übliche Rohrisolierung verwendet, um Wärmeverluste zu reduzieren. Es ist jedoch keine wasserkühlende Ummantelung vorgesehen, um die thermische Expansion des Stahls und der feuerfesten Komponenten auszugleichen. Bei der Lösung der US-PS 33 71 186 sind lediglich Leitexpansionsverbindungen der Rohrisolierung vorgesehen, um zu vermeiden, daß sich an dem Stahlrohr Kaltpunkte bilden.

Das im Zusammenhang mit der US-PS 29 81818 gelöste Hauptproblem besteht im Vorsehen einer variablen Spannung an der Stahlrohrleitung, um einen variablen Widerstand des Metalls bei unterschiedlichen Temperaturen zu kompensieren. Der Zweck der Lösung der US-PS 33 71 186 besteht in der Vermeidung einer Luftberührung des geschmolzenen Metalls am Zuführungs- und Abgabeende des Systems, wenn das System abgeschaltet wird, um ein Verstopfen und eine Schlackenbildung zu vermeiden. Sicherlich wird dort die Temperatur an einer bestimmten Stelle abgefühk und es wird bei diesen bekannten Systeme,"- ein Wärmezufuhrsteuersystem verwendet.

-to Keine dieser Druckschriften behandelt das Problem einer Rohrleitung zum Befördern geschmolzenen Metalls, welches darin besteht, über eine große Länge des Rohres einen zuverlässigen Betrieb bei gleichbleibender Temperatur des geschmolzenen Metalls zu gewährleisten und thermische Ausdehnungsänderungen infolge zu hoher Betriebstemperaturen zu vermeiden. Die thermische Ausdehnungsprobleme beinhalten üblicherweise selbst das Entstehen von Leckagen an den Verbindungsstellen und das mögliche Brechen des feuerfesten Materials. Bei einem nicht beheizten Rohr treten diese Probleme nicht auf, weil das Ausmaß der Metalldurchdringung begrenzt ist und daher Leckagen dadurch verhindert werden, daß das Metall in den Rissen und Brücken erstarrt. Wenn man jedoch diesen Mechanismus zur Verhinderung von Leckagen verwendet, hat man Wärmeverluste durch die Wände zu akzeptieren. Solche Verluste werden zu einem Grenzfaktor hinsichtlich der Längenausbildung der Rohrleitung. Die für die Gießanlage erforderliche Metalltempe-

t>o ratur ist üblicherweise fest. Die Temperatur im Ofen, welche das Metall versorgt, hat eine zulässige obere Grenze, die durch unerwünschte Reaktionen bestimmt wird, welche bei übermäßigen Temperaturen auftreten. Diese beiden Erfordernisse führen zu einem maximal

b^r> zulässigen Temperaturabfall in der Rohrleitung und konsequenterweise zu einem maximal zulässigen Wärmeverlust durch die Rohrleitung. Eine andere Grenze besieht darin, daß während der Übergangszustände, wie

Beim Beginnen des Gießens, eine große Masse kalten feuerfesten Materials in einer langen Rohrleitung zu einem unzuverlässigen Betrieb des Systems führt. Daher wurden Versuche unternommen, Metallüberführungsvorrichtungen vorzuheizen.

" Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Rohrleitung und ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Rohrleitung zu schaffen, mit denen insbesondere die Möglichkeit besteht, mit relativ geringer Wärmeenergiezufuhr über längere Wegstrecken die gewüaschte Temperatur aufrechtzuerhalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der kennzeichnenden Teile der Ansprüche 1 und 4 gelöst

Ein besonderes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Wärmezufuhr so gesteuert werden kann, daß im wesentlichen kein tatsächlicher Wärmeverlust durch die Wand der Leitung aus feuerfestem Material erfolgt, wenn diese mit dem geschmolzenen Metall gefüllt wird. Auf diese Weise wird die Temperatur des in der Leitung enthaltenen Metalls auf einem gewählten Wert gehalten, d. h. nahezu auf der Temperatur, mit der das Metall in die aus feuerfestem Material bestehende Leitung gebracht wird. Die Wirkung der Leitung bzw. des Rohres aus feuerfestem Material und des diese Leitung umgebenden Heizers ist die, daß das Rohr bzw. die Leitung als adiabatisch charakterisiert werden kann, in dem Sinne, daß dies ein System oder ein Vorgang ist, bei dem vorzugsweise ein sehr geringer Wärmefluß nach innen oder nach außen auftritt, beispielsweise zwischen dem geschmolzenen Metall und der Außenfläehe des Rohres aus feuerfestem Material. Beim bevorzugten und wirtschaftlichsten Betrieb beträgt die von den Heizelementen abgegebene Wärme nicht mehr, als dies für den Ausgleich und die Vermeidung des Wärmeverlustes durch das geschmolzene Metall notwendig ist

Das Weser· der vorliegenden Erfindung liegt in der Durchführung eines Vorwärmvorganges auf gesteuerte Weise, und darin Mittel an der Rohrleitung vorzusehen, welche die innere Schicht aus feuerfestem Material auf die Betriebstemperatur anheizt, bevor das Material eingeführt wird. Dadurch werden Übergangstemperaturzuständc eliminiert und es tritt fcein bezeichnender Temperaturabfall während des Betriebs zwischen dem Ofen und der Gießanlage auf. Die Metallströmungsmenge durch die Rohrleitung kann von Null bis zu einer maximalen Kapazität geändert werden, ohne daß Temperatursteuerprobleme auftreten. Dieses Resultat wird mit einer genauen und gleichförmigen Temperatursteuerung in den Leitungen mittels elektrischer Heizer und mittels einer Wasserkühlmantelanordnung der Stahlgehäuse erzielt, wobei das strömende Wasser das Stahlgehäuse auf eine Temperatur dicht bei der Umgebungstemperatur hält, und zwar trotz der hohen Temperatur, welche innerhalb der Rohrleitung aufrechterhalten wird. Die Rohrleitungselemente aus feuerfestem Material und die diese umgebenden einzelnen Stahlgehäuse erreichen daher Gleichgewichtstemperaturen, bevor das geschmolzene Metall in die Rohrleitung gegeben wird. Thermische Ausdehnungen einer vorbestimmten GröÖe werden dabei so erzielt, daß die Verbindungen zwischen benachbarten Leitungselementen aus feuerfestem Material geschlossen gehalten werden, so daß da- geschmolzene Metall ohne Leckagen aufgenommen und befördert werden kann. Ein Eindringen von Metall in die Verbindungspunkte tritt daher bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht auf.

Der Zweck des Kühlwassers in der DE-OS ϊ5 58 170

und der DE-AS 12 84 056 ist die Steuerung der

Ausbildung von Metallpfannenresten innerhalb des

> Rohres, um eine Abnützung des feuerfesten Materials zu verhindern. Das Kühlwasser ist variabel gesteuert, um in einem Extrem ein Freilegen des feuerfesten Materials und zum anderen ein Verstopfen des Rohres durch erstarrtes Metall zu verhindern.

ι» Die DE-OS 20 52 101 beschreibt die Verlängerung des Ofens durch ein eintstückiges Rohr, welches beheizt wird, um ein Metallerstarren zu verhindern. Daher sind auch keine Verbindungspunkte vorgesehen, die auf irgendeine Weise kritisch werden könnten. Einige der

π genannten Druckschriften beziehen sich auf Leitungen aus feuerfestem Material, die Eisenlegierungen enthalten sollen. Jedoch solche Leitungen werden nicht in isothermisch gesteuerte Zustände gehalten, um so adiabatische Zustände im zu überführenden Metall zu erreichen, was wesentlicher Gegensl-iid der Erfindung ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung wird durch die nachfolgende Beschrei bung anhand der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Rohrableitungsabschnittes gemäß der Erfindung, welcher mit benachbar-

JO ten Abschnitten zu einer Pipeline verbunden ist

Fig.2 eine Schnittansicht eines Rohrleitungsabschnittes entlang der Linie 2-2 der F i g. 1,

Fig.3 eine Ansicht der Heizelemente des Rohrleitungsabschnittes,

F i g. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 der Fig. 1,

Fig.5 eine vergrößerte Ansicht des Endes des Rohrleitungsabschnittes als Schnittansicht entlang der Linie 5-5 der F i g. 1,

■»ο F i g. 6 eine Teillängsschnittansicht entlang der Linie 6-6 der F i g. 5 mit der Darstellung der Verbindung zwischen benachbarten Rohrleitungsabschnitter.,

F i g. 7 eine schematische Draufsicht auf eine Pipeline der Erfindung zum Überführen von gfschmolzenem Metall von einer Aufnahmepfanne eines Ofens zu einer kontinuierlichen Gießmaschine, und

Fig.8 eine schematische Seitenansicht der Anordnung gemäß F i g. 7 mit der Darstellung der Kippung des Ofens und dem Kippen der Pipeline, um diese, sofern

so dies gewünscht wird, zu leeren.

F i g. 1 bis 6 zeigen ein Rohr, welches für dl·* Überführung von geschmolzenem Metall, wie Aluminiun:, ober große Strecken geeignet ist. Jeder Rohrleitungsabschnitt 10 umfaßt ein inneres feuerfestes Rohr

12. Das feuerfeste Rohr 12 besteht aus einen« faserigen feuerfesten Material, welches als verfilzte Ansammlung von keramischen Fasern, beispielsweise faseriges keramisches, feuerfestes Materia!, bekannt als Fiberfrax, hergestellt sein kann. Diese Rohre aus mineralischem, feuerfestem Material sind verzugsweise beschichtete oder teilweise mit einer härtenden und einer feuchtigkeitsabweisenden Verbindung imprägniert, um eine Beschädigung durch das geschmolzene Metall und/oder das Eindringen von geschmolzenem Metall in die Poren des Materials zu verhindern. Die Behandlung kann ein mineralisches oder anderes anorganisches Bindemitte! beinhalten, welches als flüssiges Medium oder in flüssigem Zustand aufgebracht wird und dann am Ort

trocknen oder aushärten kann.

Starre, stangenförmige elektrische Heizelemente 14, 16 sind um das Rohr 12 aus feuerfestem Material angeordnet. Wie ersichtlich, sind zwei solcher Elemente für jede zylindrische Länge des Rohres vorgesehen, die so geformt sind, daß sie in Längsrichtung entlang dem Rohr 12 verlaufen, um ein käfigähnliches Gebilde dazustellen, welches die Außenfläche des feuerfesten Rohres 12 mit Wärme versorgt. Die Heizelemente sind durch Hüllen 18, 20 aus rostfreiem Stahl geschützt, welche als thermische Diffusoren der Heizelemente wirken.

Um die Heizelemente befindet sich eine Schicht 22 einer feuerfesten thermischen Isolierung. Die Isolierungsschicht 22 besteht aus einer dicken, verfilzten Schicht aus einem nrneralischen, faserigen, feuerfesten Material oder einem ähnlichen Material, beispielsweise .Siliziumdioxid oder eine ähnliche Verbindung, welches Material um die Außenhülle 20 gewickelt ist. Die aus dem inneren Rohr 12 aus feuerfestem Material, dem Käfiggebilde der Heizstangen 14, 16 mit ihren Schutzhüllen und der umgebenden Schicht der Wärmeisolierung 22 bestehende Anordnung wird dann in einen Stahlrohrleitungsabschnitt 24 eingesetzt. Der Stahlrohrleitungsabschnitt 24 ist mit Stirnflanschen 25, 26 versehen, welche entsprechend der Darstellung in F i g. 5 und 6 bei 27 zusammengeschraubt sind.

Um das innere Gebilde im Rohrleitungsabschnitt 24 am Ort zu halten, ist an jedem Ende der Anordnung ein konischer Ringstopfen 28 vorgesehen. Die kleinere Stirnfläche des Stopfens 28 liegt am Ende der Wärmeisolierung 22 an. Die größere Stirnfläche ist so angeordnet, daß sie dicht neben der entsprechenden Stirnfläche des Stopfens 28 des nächsten Rohrleitungsabschnittes liegt. Aufgrund der konischen Gestalt sitzen diese Stopfen 28 in entsprechend geformten Sitzen zwischen dem Stirnflansch des stützenden Stahirohrieitungsabschnittes 24 und einer geeignet bearbeiteten Zone um die Außenseite des Rohres 12 aus feuerfestem Material.

Der Stahlrohrleitungsabschnitt 24 wird von einem Kühlmantel 29 umgeben, welcher mit Wassereinlaß- und Wasserauslaßleitungen 30,31 versehen ist. So kann Wasser im Mantel 29 um die Außenseite der Anordnung zirkulieren, um das Stahlrohr 24 im wesentlichen auf der Umgebungstemperatur zu halten oder auf einer Temperatur, die nicht weit weg von der Umgebungstemperaturliegt.

Zur Temperatursteuerung ist innerhalb der Anordnung ein Wärmesensorelement, wie beispielsweise ein Flächenkontaktthermoelement 32 angeordnet, wobei das Sensorelement die Außenfläche des Rohres 12 aus feuerfestem Material oder die Hülle 18 aus rostfreiem Stahl berührt. Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, sind die Heizelemente, welche vom sogenannten »Calrod«-Typ sein können, parallel zueinander und in Reihe mit einem Temperatursteuerinstrument 34 angeschlossen, welches den Heizkreis in Erwiderung auf das Wärmesensorelement 32 öffnet oder schließt.

Wenn so beispielsweise die Pipeline mit einer herkömmlichen Aluminiumlegierung mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 660⁰C gefüllt wird und es gewünscht ist. die tatsächliche Temperatur des Legierungsstromes im Rohr auf ungefähr 705°C zu halten, wird die Temperatursteuerung 34 so eingestellt, daß sie diesen Wert am Thermoelement 32 und auf der Außenfläche des Rohres 12 aufrechterhält. Dabei ist es verständlich, daß die Heizelemente 14 und 16 zwischen einem EIN- und AUS-Zustand schwanken, wie dies notwendig ist, um die gewählte Temperatur an der Außenseite des Rohres 12 aus feuerfestem Material zu halten.

Entsprechend der Darstellung in F i g. 5 und fc ist jede Längeneinheit des Stahlrohres 24 mit integriert ausgebildeten Stirnflanschen 25 und 26 ausgebildet.

Die Flansche 25, 26 können so angeordnet sein, daß ein Abstandsring 34' zwischen diesen eingeklemmt ist, um einen übermäßigen Druck auf eine Dichtungsscheibe 35 zu vermeiden, die zwischen aufeinanderzu weisenden Flächenbereichen der Flansche 25, 26 und den Ringstopfen 28 und den stirnseitigen Enden der Rohre 12 zusammengepreßt wird.

'· Eine schematische Ansicht des Rohres im Betrieb ergibt sich aus F i g. 7 und 8. Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, ist ein Kippofen 40 dazu bestimmt, die Versorgung einer Gießmaschine 42 mit geschmolzenem Metall vorzusehen. Dabei handelt es sich hier bei der

-° Gießmaschine um einen Doppelband-Typ, welcher von einer Pfanne oder einem Zwischenbehälter 46 versorgt wird, welcher Zwischenbehälter das Metall von einer Rinne 45 aufnimmt. Der Ofen 40 wird in Intervallen so gekippt, daß das geschmolzene Metall in einen

-' Versorgungstrog 48 strömt.

Die aus aufeinanderfolgenden Rohrleitungsabschnitten 10 gebildete Pipeline 50 wird durch ein Bogenstück 52 am Trog 48 angeschlossen. Dieses Bogenstück 52 ist vorzugsweise von einem ähnlichen, erwärmten Typ und

i" wird verschwenkt, so daß, wenn die Pipeline 50 von der Rinne 45 getrennt wird, diese in die Lage 50' (F i g. 8) hochgeschwenkt werden kann, um das geschmolzene Metall zurück in den Trog 48 zu leeren.

Die bevorzugte Praxis hinsichtlich des Transportie-

^J> rens des geschmolzenen Metalls vom Ofen 40 zur Gießmaschine 42 besteht zunächst darin, die Heizelemente in jedem der Rohreinheiicn i0 in Gang zu setzen. Auf geeignete Weise wird somit auf die gewünschte Temperatur, beispielsweise 705°C für die meisten

^M> Aluminiumlegierungen, eingestellter Thermostatsteuerung Wärme zugeführt. Dies ist ein Vorbereitungsschritt zum Füllen des Rohres mit geschmolzenem Metall.

Wenn die Temperatur der Oberfläche des Rohres 12 aus feuerfestem Material, sowie die dts Elementes 32 den gewünschten Wert nach 30 bis 60 Minuten erreicht und wenn angenommen werden kann, daß alle Gebilde entsprechend den ausgezogenen Linien in Fig.7 und 8 am Ort sind, wird der Ofen hochgekippt, um den Versorgungstrog 48 zu füllen, so daß das geschmolzene

⁵⁽¹ Metall durch das Rohr zur Rinne 45 und zum Zwischenbehälter 46 fließen kann.

Sobald die Heizelemente in Gang gesetzt werden, wird der Kühlwasserstrom durch den Außenmantel 29 jedes Rohrleitungsabschnittes geöffnet und in Betrieb gehalten, so daß die Stahlrohrleitungsabschnitte 24 auf einer Temperatur gehalten werden, die gut unter der des Rohres 12 aus feuerfestem Material liegt. Die Isolierung 22 verhindert natürlich ebenso jeglichen großen Wärmeverlust der Heizelemente 14 und 16. Über den gesamten Betriebsablauf der Gießmaschine kann geschmolzenes Metall entlang der Pipeline 50 ohne wesentlichen Temperaturabfall fließen. Wenn der Metallfluß unterbrochen werden soll, erhält das Erwärmen der Pipeline stabile Zustände in der Pipeline,

^h~> so daß kein Einfrieren von Metall noch jegliches übermäßiges Zunehmen der Temperatur des geschmolzenen Metalls auftritt.

Wenn der Vorgang vollständig durchgeführt ist und

es gewünscht wird, die Metallzufuhr für einige Zeit zu unterbrechen, wird die Strömung vom Ofen 40 unterbrochen und dann die Pipeline 50 geeignet gekippt, um das geschmolzene Metall zu entleeren. Während des Entleerens sind die Heizelemente weiter in Betrieb. Daraus resultiert ein Zurückfließen des Metalls in den Trog A3. Auf diese Weise erfolgt ein wirksames Entleeren der Pipeline 50 mit Ausnahme einer sehr dünnen Schicht oder eines kleinen Restes. Dieser Rest geschmolzenen Metalls verfestigt sich als 'Mne extrem dünne oder zerbrechliche »Kruste«, die entweder weggebürstet oder weggeschüttelt oder sogar aus den Rohrabschnitten ausgeblasen werden kann, ohne die Rohre 12 aus feuerfestem Material zu beschädigen. Beim üblichen Handhaben geschmolzenen Metalls befinden sich in der Ausrüstung ziemlich dicke »Krusten«. Solche »Krusten« müssen mit schweren

feuerfesten Oberflächen des üblichen Typs beschädigen.

Die Rohrieitungsabschnitte 10 können relativ leicht voneinander getrennt und entfernt werden. Dies ist dank ihrer einfach zusammengeschraubten Flansche 25, 26 der Fall, so daß im wesentlichen keine Schwierigkeiten dahingehend bestehen, die verbleibenden papierdünnen Metall-»Krusten« zu entfernen.

Beispielsweise werden für die Konstruktion der Rohrleitungsabschnitte, die für das Fördern geschmolzenen Aluminiums bei einer Temperatur von 705⁰C für ausreichend befunden wurden, folgende Materialien und Dimeriionen verwendet. Das Fiberfrax-Rohr 12 hatte für jeden Rohrleitungsabschnitt eine Länge von 1200 mm bei einem Innen- und Außendurchmesser von 127 mm bzw. 180 mm, so daß die Dicke des Rohrleitungsabschnittes etwa 25 mm betrug. Die Umhüllung um die elektrischen Heizelemente 14 und 15 bestand aus beabstandeten Zylindern aus rostfreiem Stahl und mit einer Dicke von 0,7 mm. Um die Heizelemente herum befand sich eine Isolationsschicht 22 von 25 mm Dicke, die aus faserförmigen, feuerfesten Matten aus Siliziumdioxidmaterial bestand. Der Stahlrohrleitungsabschnitt 24, welcher die gesamte Anordnung aufnimmt und abstützt, bestand aus einem Standard-250 mm-Rohr mit einer Wanddicke von 6 mm. Geeigneterweise war ein Kühlmantel 29 durch eine bestimmte Länge eines Rohres vorgesehen mit einem Innendurchmesser von 300 mm.

Die beschriebene Konstruktion diente wirksam einem unfangreichen Testprogramm. Dabei wurde herausgefunden, daß diese Konstruktion nur wenig Wartung und ein seltenes Ersetzen von Materialien oder Teilen erforderte, und zwar über lange Zeitperioden. Es ist verständlich, daß jede Rohrlänge mit einer Temperatursteuerung für die darin enthaltenen elektrischen Heizelemente vorgesehen ist, beispielsweise entsprechend der Darstellung in F i g. I. Diese Temperatursteuerung umfaßt das Thermoelement 32, welches kontinuierlich die Temperatur an der Außenseite des Rohres 12 aus feuerfestem Material erfaßt Die elektrischen Heizeinheiten 14, 16 haben jeweils eine Leistung von ungefähr 2 kW und sind an eine 240-V-Leitung 54 angeschlossen.

Bei einem weiteren Beispiel wurde eine Pipeline einer Länge von ungefähr 36 m versuchsweise installiert, um geschmolzenes Aluminium zu einer Doppelband-Gießmaschine zu bringen. Diese Pipeline erforderte 30 Rohrabschnitte der zuvor beschriebenen Konstruktion.

Bei einem ausgiebigen Test war die Pipeline dahingehend in Betrieb, geschmolzenes Aluminium bei 705⁰C und in einer Menge bis zu 450 kg/Minute zu tragen bzw. zu fördern. Der Temperaturabfall über die gesamte Verteilerlinie betrug ungefähr 5°C und könnte bei einem wiederholten Versuch weniger betragen, da in diesem Fall die Endabschnitte und die Bogenstücke der Pipeline keine Heizer beinhalten. In jedem Fall wurde die Leitung aufgeheizt, bevor das geschmolzene Material zu strömen begann und wurde erhitzt gehalten, während das geschmolzene Metall abgelassen wurde. Dabei verblieber in den Rohrabschnitten nur papier dünne »Krusten«, wenn die Pipeline entleert und gekühlt wurde. Somit waren die Rohrleitungsabschnitte leicht zu reinigen, so daß praktisch keine Beschädigung des feuerfesten Materials auftrat.

Da die Rohrleitungsabschnitte ein hohes Niveau an

thermischer Isolierung haben, ergibt sich ein Minimum an Wärmeverlust. In der Praxis existiert ein gewisser Spielraum hinsichtlich der Steuerung der Heizer, um eine geeignete Temperatur für das geschmolzene Metall aufrechtzuhalten. Beispielsweise kann die Außenseite der Rohrleitung auf einer etwas höheren Temperatur gehalten werden, als die der Metallyersorgung. Üblicherweise ist es ausreichend, das Äußere der Leitung auf der gewünschten Metalltemperatur zu halten, wodurch tatsächlich eine adiabatische Pipeline vorgesehen wird. Ein angemessenes Vorheizen der Leitung auf die Metalltemperatur und eine angemessene Aufrechterhaltung der Temperatur, während das Metall am Ende eines Laufes abgelassen wird, sollte vorgesehen sein. Es wurde darüber hinaus gefunden, daß die Wasserzirkulation bei einer üblichen Temperatur (beispielsweise 20 bis 25°C) durch den Mantel 29 sicherstellen konnte, daß die Wärmeexpansion und die Wärmekontraktion des Stahlrohres 24 nahezu dieselbe war wie die des Rohres 12 aus feuerfestem Material, wodurch unzulässige Beanspruchungen des feuerfesten Materials aufgrund einer thermischen Expansion des Stahlrohres vermieden wurde.

Es wurde gefunden, daß das beschriebene System eine gute Temperatursteuerung des Metalls am Auslaßende

so der Pipeline aufrechterhält, so daß das Metall mit seiner richtigen Temperatur in die Gießmaschine abgegeben wurde. Es ist ersichtlich, daß das System ebenso in der Lage ist, eine korrigierende Wirkung auf die Metalltemperatur auszuüben. Wenn das Metall am Einlaßende oberhalb oder unterhalb der vorgewählten Temperatur liegt, auf die die Temperatursteuerung 34 eingestellt ist, dann erfolgt während des Strömungsvorganges durch die Pipeline ein korrigierendes Abnehmen oder Zunehmen der Metalltemperatur.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betrieb einer Rohrleitung zum Befördern von geschmolzenem Metall über eine ausgedehnte Wegstrecke, die sich aus getrennten, elektrisch nicht leitenden Abschnitten aus feuerfestem Material zusammensetzt, denen durch Widerstandsheizelemente Wärme zugeführt wird, g e kennzeichnet durch Messen der Temperatur der Außenfläche der Leitungsabschnitte, Zuführen ι ο eines elektrisch heizenden Stromes in Erwiderung auf die gemessene Temperatur und durch Kühlen eines äußeren Gehäuses, welches die genannten Abschnitte der Leitung im Abstand umgibt, so daß dieses im wesentlichen auf Umgebungstemperatur gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsabschnitte aus feuerfestem Material «*jf die Betriebstemperatur erwärmt werden, bevor die Metallversorgung der Leitung eingeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende eines Metallbeförderungsvorgangs die Leitung vom Metall geleert wird und das Erwärmen der Leitungsabschnitte aus feuerfestem Material fortgesetzt wird, bis die Rohrleitung vollständig entleert ist

4. Rohrleitung zum Beföidern von Metall mit einem zentralen Rohr aus feuerfestem Material und einer elektrischen Widerstandsheizeinrichtung zum Zuführen von Wärme zu einem durch das Rohr verlaufenden MetalisUom, dauurch gekennzeichnet.

daß das zentrale Rohr aus Elementen (12) zusammengesetzt ist, die innerhalb eines geflanschten Metallrohrabschnittes (24) abgestützt sind, daß im Raum zwischen jedem Rohrelement (12) und Rohrabschnitt (24) ein elektrisches Widerstandsheizelement (16) angeordnet' ist, daß das Heizelement (16) durch einen Temperaturfühler (32) gesteuert ist, und daß der Rohrabschnitt (24) einen äußeren Kühlmantel (29) aufweist

5. Rohrleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Rohrelement (12) aus feuerfestem Material an jedem Ende nach außen hin konisch verjüngend ausgebildet ist daß der äußere Rohrabschnitt (24) an jedem Ende einen konisch sich erweiternden Sitz aufweist und daß das zentrale Rohrelement (12) innerhalb des äußeren Rohrabschnittes (24) mittels eines konischen Rirges (28) abgestützt ist welcher zwischen dem konischen Sitz des äußeren Rohrabschnittes (24) und den sich nach außen konisch verjüngenden Enden des zentralen Rohrelementes (12) angeordnet ist

6. Rohrleitung nach Anspruch 4 und 5, gekennzeichnet durch einen rohrförmigen, aus Metall bestehenden, hüllenförmigen Wärmediffusor (18), welcher zwischen dem zentralen Rohrelement (12) aus feuerfestem Material und dem elektrischen Heizelement (16) angeordnet ist

7. Rohrleitung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß diese ein Ende für eine Bewegung aus einer normalen Betriebslage in eine gekippte Entleerungslage schwenkbar ist.