DE3221241A1

DE3221241A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von giessfertigem metall

Info

Publication number: DE3221241A1
Application number: DE19823221241
Authority: DE
Inventors: Reiner 8759 Hösbach Graf; Winfried 8782 Karlstadt Hain
Original assignee: Eisenwerke Fried Wilh Dueker GmbH and Co KGaA
Current assignee: Dueker GmbH
Priority date: 1982-06-04
Filing date: 1982-06-04
Publication date: 1983-12-08
Also published as: DE3221241C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen
von gießfertigem Metall Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von gießfertigem Metall, bei dem das Metall in einem Schachtofen mit einer bestimmten Austrittstemperatur erschmolzen wird und auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
Es ist bekannt (DE-AS 22 04 042) Eisen in einem als Kupolofen ausgebildeten Schachtofen kokslos zu erschmelzen.
Di s hat gegenüber mit Koks be-triebenen Schachtöfen den Vorteil einer b'sseren Piilung , da weniger Schlacke vorhanden ist und somit auch geringere Schlackenarbeit auftritt. Der kokslose Kupolofen liefert daher im kontinuierlichen Betrieb konstante Mengen flüssigen Metalls pro Zeiteinheit. Außerdem tritt in Koksöfen eine starke Thermik auf, wodurch die Entstaubung mit einem großen Aufwand verbunden ist. Demgegenüber läßt sich beim kokslosen Kupolofen die Entstaubung mit niedrigen Kosten ausführen. Schließlich hat der kokslose Kupolofen auch den Vorteil, daß wegen der Kokslosigkeit eine Entschwefelung bei der Herstellung von Sphäroguß entfällt. Der mit Koks betriebene Kupolofen hat den erheblichen Nachteil eines unbefriedigend kleinen wärmetechnischen Wirkungsgrades, der etwa bei 30% liegt.
Daneben ist es schwierig, die Austrittstemperatur des flüssigen Metalls stets genau auf einen gewünschten Wert einzustellen.
Es sind auch Induktionsrinnenöfen bekannt (DE-OS 21 25 768), die aus einer Wanne und einer Induktionsrinne aufgebaut sind. Dabei ist die ungefähr U-förmig ausgebildete Induktionsrinne mit den freien Enden ihrer U-Schenkel an den Boden der Wanne angeschlossen, so daß das in der Wanne befindliche flüssige Metall die Induktionsrinne durchströmt und dort induktiv beheizt wird.
Diese Induktionsrinnenöfen werden insbesondere zum Warmhalten und auch zum Überhitzen des in der Wanne gespeicherten flüssigen Metalls verwendet. Das Volumen der Wanne ist dabei erheblich größer als das Volumen der Induktionsrinne. Für den bekannten Verwendungszweck genügt nämlich eine verhältnismäßig kleine Induktionsrinne an der verhältnismäßig großvolumig ausgebildeten Wanne.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art den effektiven wärmetechnischen Wirkungsgrad zu erhöhen und eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Austrittstemperatur des flüssigen Metalls aus dem Schachtofen auf eine unterhalb der Vergießtemperatur liegende -Temperatur eingestellt wird, und daß däs flüssige Metall in einem dem Schachtofen nachgeschalteten Induktionsrinnenofen im Durchfluß auf seine Vergießtemperatur hochgeheizt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Gesamtenergiebedarf erheblich herabgesetzt, da die Temperatur im Schachtofen niedrig gehalten wird und die Vergießtemperatur, die stets über der Schmelztemperatur liegt, erst in dem Induktionsrinnenofen hergestellt wird.
Da dies im Durchfluß geschieht, sind die betreffenden Zeitdauern und Volumina klein, so daß die im Falle großer Warmhaltetiegel auftretenden Wärmeverluste vermieden werden. Außerdem ist in dem Induktionsrinnenofen eine sehr genaue Feinregulierung der Verg-ießtemperatur möglich.
Die Qualität des solchermaßen hergestellten Gußmetalls ist verbessert, da durch die niedrige Ofentemperatur im Schachtofen ein nur geringer Abbrand entsteht. Außerdem tritt in dem Induktionsrinnenofen im wesentlichen überhaupt kein Abbrand auf, da dort die Erhitzung schnell im Durchlauf erfolgt. Das solchermaßen hergestellte Gußmetall weist also geringste Analysenschwankungen auf. Die niedrige Ofentemperatur ist auch für den Betrieb des Schachtofens vorteilhaft, da dann der Futterverschleiß sehr niedrig gehalten wird.
Besonders vorteilhaft wird das erfindungsgemcße Verfahren derart ausgeführt, daß das Metall in dem als Kupolofen auigebildeten Schachtofen kokslos erschmolzen wird. Hierdurch nimmt das erfindungsgemäße Verfahren bei wesentlich verringertem Gesamtenergiebedarf an den Vorteilen des kokslosen Kupolofens teil.Dies bedeutet, daß insbesondere bei der Herstellung von GGG, d.h.
Sphäroguß, keine Entschwefelung erforderlich ist. Ferner ist die Entstaubung mit geringem Aufwand möglich.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das Metall dem Induktionsrinnenofen aus dem Schachtofen kontinuierlich zugeführt wird. Insbesondere beim kokslosen Kupolofen werden kontinuierlich konstante Mengen an Flüssigmetall pro Zeiteinheit geliefert, wobei durch eine geeignete Dimensionierung des als Durchlauferhitzer betriebenen Induktionsrinnenofens diese kontinuierlich anfallenden Mengen unterbrechungsfrei und ohne Zwischenspeicherung verarbeitet werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist auch vorgesehen, daß dem in den Induktionsrinnenofen einlaufenden Strahl des Metalls Zuschlagstoffe zugesetzt werden. Hierdurch ist ein in Gießereien auftretender wichtiger Problempunkt gelöst. Der in den Induktionsrinnenofen einlaufende Strahl ist besonders für das Legieren, Aufkohlen und Zuschmelzen von Stahlspänen geeignet, da in dem als Durchlauferhitzer betriebenen Induktionsrinnenofen eine starke Bewegung vorhanden ist, die zu einer ausgezeichneten Gleichmäßigkeit des Metalles führt.
Im Hinblick auf die Wahl der möglichen Temperaturbereiche wird das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise derart ausgeführt, daß die Austrittstemperatur des Metalls aus dem Schacht ofen auf einen Wert von höchstens 13600 C eingestellt wird. Durch die Einhaltung dieser maximalen Austrittstemperatur im Syphon des Schachtofens erfolgt das Schmelzen im Niedrigtemperaturbereich, was den Vorteil hat, daß der Abbrand sehr niedrig ist und der Futterverschleiß minimal gehalten wird.
Im Rahmen der erfinderischen Bemühungen konnte insbesondere festgestellt werden, daß für viele Gußarten eine Verfahrensführung möglich ist, bei der die Austrittstemperatur des Metalls aus dem Schachtofen zwischen 1280 und 13409 C eingestellt wird. Speziell wurde in diesem Zusammenhang als zweckmäßig gefunden, daß für Sphäroguß die Austrittstemperatur des Metalls aus dem Schachtofen zwischen 1300 und 13500 C eingestellt und im Induktionsrinnenofen auf etwa 15200 C hochgeheizt wird. Im Unterschied dazu wird für Grauguß die Austrittstemperatur des Metalls aus dem Schachtofen zwischen 1340 und 1400° C eingestellt und im Induktionsrinnenofen auf 1380 bis 1480° C-hochgeheizt.
Eine im Rahmen der Erfindung entwickelte Vorrichtung zur Durchdiuhrengedes ?erfahrens mit einem zum Erschmelzen des Metalls bei einer bestimmten Austrittstemperatur dienenden Schachtofen zeichnet sich dadurch aus, daß dem Schachtofen ein als Durchlauferhitzer betriebener Induktionsrinnenofen nachgeschaltet ist, in dem das Metall im Durchlauf von der Austrittstemperatur aus dem Schachtofen auf die Vergießtemperatur hochheizbar ist. Insbesondere läßt sic-die erfindungsgemäße.
Vorrichtung baulich einfach an bereits herkömmlich betriebenen Schachtöfen verwirklichen, indem dieser Schachtofen mit dem als Durchlauferhitzer betriebenen Induktionsrinnenofen versehen wird. Der Gesamtenergiebedarf ist bei der Erfindung auch dadurch herabgesetzt, daß bei Arbeitsunterbrechungen kein Warmhaltebetrieb erforderlich ist Die Vorrichtung wird abends bei Arbeitsende einfach abgeschaltet und entleert und am Mo@gen bei Arbe@sbe@inn erneut in Betrieb genommen Es bestand b@s@ang das Voru@teil, daß lnduktionsrinnenöfen stets warmgehalten werden müssen, da anderenfalls die Induktionsrinne durch in ihrem Futter auftretende Sprünge zerstört würde. Im Rahmen der Erfindung wurde jedoch festgestellt, daß diese nach Abschaltung und Entleerung der Induktionsrinne bei deren Abkühlung auftretenden Sprünge zwar nicht vermieden werden können.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß durch die Wiedererwärmung beim Einschalten sich die Sprünge wieder schließen und dadurch eine ausreichende Dichtheit für einen einwandfreien Betrieb des induktionsrinnenofens erzielt wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß der Schachtofen als koksloser Kupolofen ausgebildet ist. Hierdurch nimmt die erfindungsgemäße Vorrichtung voll an den Vorteilen des kokslosen Kupolofens teil. Andererseits wird aber der esamtenergiebedarf erheblich verringert. Ausgehend von einem in herkömmlicher Weise allein betriebenen Kupolofen mit einem Wirkungsgrad von 30% wurde festgestellt, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Wirkungsgrad von 60% erzielt werden konnte.
Hinsichtlich der Ausbildung des Induktionsrinnenofens als Durchlauferhitzer ist es zweckmäßig, daß das Volumen der Wanne des Induktionsrinnenofens in der Größenordnung des Volumens seiner Induktionsrinne liegt. Dagegen weisen herkömmliche Induktionsrinnenöfen eine sehr große Wanne auf, unter der ein verhältnismäßig kleiner Induktor angeordnet ist. Diese herkömmlichen Induktionsrinnenöfen, die zunächst nur als Warmhalteöfen betrieben wurden, haben später durch eine entsprechend größere Ausbildung auch eine Überhitzungskapazität erhalten.
Diese herkömmlichen induktionsrinnenöfen werden jedoch stets warmgehalten, so daß keine Abschaltung und Ab- kühlung vorgesehen ist. Dagegen ist bei einem in die Praxis umgesetzten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Volumen der Wanne nur zweimal so groß wie das Volumen der Induktionsrinne.
Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung wird auch der im Gießereibetrieb auftretenden Notwendigkeit Rechnung getragen, daß das aus dem Induktionsrinnen(.fen gießfertig austretende Metall in Gießpfannen abgefül t werden muß. Zu diesem Zweck ist in einer vorteilhafien Ausführungsform vorgesehen, daß der Induktionsrinnenofen um eine waagrechte Schwenkachse kippbar ausgebildet ist. Es ist dadurch möglich, ohne den kontinuierlichen Zulauf vom Schachtofen her zu unterbrechen, eine G:eßpfanne unter vorübergehender wanderung des Flüssigmetallspiegels in der Wanne des Induktionsrinnenofens durch eine Kippbewegung des induktionsrinnenofens rasch aufzufüllen und danach den Induktionsrinnenofen wieder zurückzukippen. Hierdurch steht eine zwar Icleine aber ausreichende Zeitspanne für einen Wechsel der GießpFanne zur Verfügung. Während dieses Wechsels steigt zwar ier Flüssigmetallspiegel---im Induktionsrinnenofen an, fließt aber infolge der Rückkippung und der vorherigen Absenkung des Flüssigkeitsspiegels nicht über.
Eine in baulicher Hinsicht zweckmäßige Ausführungsform der Vorrichtung, die sich auch an bereits bestehenden Schachtöfen verwirklichen läßt, besteht darin, daß der als Durchlauferhitzer betriebene Induktionsrinnenofen an den Schachtofen durch eine den Syphon des Schachtofens und die Wanne des Induktionsrinnenofens mit leichtem Gefälle verbindende Rinne angeschlossen ist.
In diesem Zusammenhang besteht eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung darin, daß sich die Rinne über den bei der Kippbewegung des Induktionsrinnenofens nach unten ausweichenden Rand der Wanne hinweg e@wa senkr@cht zur Schwenkachse über der Wanne erstreckt. Durch diese Ausbildung wird einerseits die Kippbewegung nicht behindert und andererseits sichergestellt, daß das wannenseitige Ene der Rinne auch bei verkippte Wanne noch in die Wanne hineinragt, so daß das im Schachtofen erschmolzene Metall Icontinuierlich auch während der Kippbewegung zugeführt werden kann.
Für einen ungehinderten Arbeitsablauf ist es ferner vorteilhaft, daß die Rinne zwischen dem Schachtofen und dem Induktionsrinnenofen in der waagrechten Ebene um et:wc3 90° abgewinkelt ist. Hierdurch ergibt sich eine in der waagrechten Ebene versetzte Anordnung von Scizachtofen und Induktionsrinnenofen, durch die der Induktionsrinnenofen für die Zuführung und Abholung der zu befüllenden Gießpfannen leicht zugänglich ist.
Zweckmäßig ist die Wanne oben mit einem Deckel versehen, der im Bereich der sich über der Wanne erstreckenden Rinne mit einer Öffnung versehen ist. Die Öffnung ermöglicht eine durch die Rinne ungehinderte Schwenkbewegung des Induktionsrinnenofens. Ferner sind in diesem Zusammenhang vorteilhaft auf die Öffnung Zuführungen für Zuschlagmaterial gerichtet. Diese Zuführungen sind beispielsweise mit Bunkern für Legierungszusätze, Kohle und Stahlspäne verbunden, so daß über die Öffnung ds Zuschlaginaterial dem aus der Rinne zugeführten einlaufenden Strahl zugesetzt werden kann.
Zur Erleichterung der Befüllung der Gießpfannen ist Ferner 1n einer vorteilhaften Ausgestaltung der erEindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, daß der bei der Kippbewegung nach unten ausweichende Rand der Wanne mit einer Ausgießschnauze versehen ist.
Schließlich ist für die Temperaturüberwachung vorgesehen, daß der Induktionsrinnenofen mit einer auf seinen Flüssigmetallspiegel gerichteten optischen Temperaturerfassungseinrichtung versehen ist. Das Meßsignal dieser Temperaturerfassungseinrichtung dient der F-einregelung des erschmolzenen Metalls auf die gewünscht Vergießtemperatur.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Reschreibuiig und der Zeichnung, auf die bezüglich der erfindungs wesentlichen Offenbarung aller im Text nicht besonders erwähnten Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird.
Hierin zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, einer Vorrichtung mit einem kokslosen Kupolofen und einem als Durchlauferhitzer betriebenen Induktionsrinnenofen, Fig. 2 eine Aufsicht auf die in Fig. 1 dargwstellte Vorrichtung, Fig. 3 eine schematische Darstellung der Strömungsverhältnisse in dem Indulct ionsrinneriofen, und Fig. 4 eine schematische Aufsicht auf den Induktionsrinnenofen mit angeschlossenen 3unkern für Zuschlagstoffe.
Gemäß Fig. 1 weist ein koksloser Kupolofen 1 ein vertikal stehendes, zylinderisches Gehäuse 2 auf, das innen mit einem Futter 3 aus feuerfestem Material ausgekleidet ist. Im unteren Bereich des Kupolofens 1 ist ein waagrecht verlaufendes Stützgitter 4 an-e(rdnet, au dem ein Isett ¼ dies @euerfestem Material aufliegt. Das Bett 5 besteht beispielsweise aus lose gepackten feuerfesten Kugeln.
Der Kupolofen 1 ist in der Zeichnung oben abgebrochen dargestellt. Der nicht dargestellte obere Bereich führt zu einer Chargenöffnung und zu einem Abzug. Zwischen der Chargenöffnung und dem Bett 5 erstreckt sich der Chrgenraum des Kupolofens 1, der mit dem zu schmelzenden Material befüllt ist. Der unterhalb des Bettes 5 gelegende Mantelbereich des Kupolofens 1 ist durch sich etwa radlal erstreckende und von der Außenseite zur Innenseite leicht nach unten geneigte Brennräume 6 durchbrochen.
Insgesamt sind sechs derartige Brennräume 6 gleichmäßig in einer einzigen Radialebene um den Umfang des Kupolofens 1 herum verteilt. Am radial äußeren Ende jedes Brennraumes 6 ist ein Brenner 7 für flüssigen oder ga,förmigen Brennstoff angeschlossen.
Das Fußende des Kupolofens 1 bildet einen Sammelraum 8 Für erschmolzenes Metall, der mit einem seitlichen Syphon 9 in Verbindung steht. Der Syphon 9 weist ein Steigrohr 10 auF, dessen auslaßseitiges Ende mit einer Rinne 11 verbunden ist. Das dazu entgegengesetzte Ende des Steigrohrs 10 steht mit einem Fallrohr 12 des Syphons 9 in Verbindung, dessen oberes Ende mit einem seitlichen Schlackenabzug 13 versehen ist. Die Anordnung des Kupolofens 1, des Syphons 9 und der Rinne 11 geht auch deutlich aus der in Fig. 2 dargestellten Aufsicht hervor. Die Rinne 11 ist gemäß Fig. 2 in der waagrechten Ebene um 90° abgewinkelt und besitzt gemäß Fig. 1 ein leichtes Gefälle. Das dem Kupolofen 1 abgewandte Ende 14 der Rinne 11 erstreckt sich zu einem Induktionsrinnenofen 15.
Wie aus iig. 1 und 2 ersichtlich ist, weist der Induktionsrinnenofen 15 eine Wanne 16 auf, an deren Boden 17 ein Induktor 18 mit einer Induktionsrinne 19 angeschlossen ist. Die Induktionsrinne 19 ist etwa U-förmig ausgebildet und in ein hitzebeständiges Keramikmaterial eingebettet. Wie insbesondere auch aus der schematischen Darstellung von Fig. 3 hervorgeht, sind die freien Enden der U-Schenkel der Induktionsrinne 19 an den Boden 17 der Wanne 16 angeschlossen, so daß cie Induktionsrinne 19 mit der Wanne 16 in Strömungsverbindung steht. Das für den Betrieb des Induktors erforderliche Magnetfeld verläuft zwischen den beiden U-Schenkeln senkrecht zur Zeichenebene.
Der Induktionsrinnenofen 15 ist als Durchlauterhitzer für flüssiges Metall ausgebildet. Daher ist das Volumen der Wanne 16 größenordnungsmäßig mit dem Volumen der Induktionsrinne 19 vergleichbar. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt das Verhältnis zwischen dem Volumen der Wanne 16 und dem Volumen der Induktionsrinne 19 etwa 2 : 1.
Der gesamte Induktionsrinnenofen 15 ist über zwei seitlich an der Wanne 16 angeordnete Lagerzapfen 20 in senkrechten Ständern 21 eines Lagergestel]s 22 um eine waagrechte Schwenkachse kippbar gelagert. Der Ausführung der Kippbewegung dienen z-wei beidseits des Induktor 18 angeordenete Hubzylinder 23. Wa-àgrechte Träger 24 stützen die Wanne 16 in der unverschwenkten, waagrechten Lage ab.
Die Schwenkrichtung der Wanne 16 ist derart, daß der in Fig. 1 zum Betrachter weisende bzw. der in Fig. 2 rechte Rand 25 der Wanne 16 nach unten ausweicht. Da sich die Rinne 11 mit ihrem freien Ende 14 über diesen Rand 25 der Wanne 16 hinweg erstreckt, steht sie der Schwenkbewegung nicht im Wege. Da ferner die Schwenkachse nahe dem Rand 25 verläuft, steht der sich senkrecht zur Schwenkachse ii'b der Wanne 16 erstreckende Teil der Rinne ii in jeder Kippstellung über der Wanne 16, so daß kontinuierlich zufließendes flüssiges Metall stets einwandfrei in die Wanne 16 eingeleitet wird.
Die Figuren 1, 2 und 4 lassen ferner erkennen, daß die Wanne lf, oben mit einem Deckel 26 versehen ist, der lediglich im Bereich der über der Wanne 16 in diese mündenden Rinne ii eine Öffnung 27 aufweist. Die Öffnung 27 ist groß genug, um eine ungehinderte Kippbewegung der Wanne 16 gegenüber dem in die Wanne 16 mündenden Ende 14 der Rinne 11 zu ermöglichen. Außerdem ragt gemäß Fig. 4 eine von Bunkern 28 gespeiste Zuführung 29 über die Öffnung 27. Die Bunker 28 dienen insbesondere als Vorratsgefäße für Kohle, Stahlspäne und Legierungszusätze, die somit gleichzeitig mit dem von der Rinne 11 zugeführten einlaufenden Strahl flüssigen Metalls über die Zuführung 29 zugesetzt werden können.
Der der Öffnung 27 entgegengesetzte Endbereich des Randes 25 ist, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, mit einer Ausgießschnauze 30 versehen. Diese dient der Speisung einer vDor der Ausgießschnauze 30 abgesetzten Gießpfanne 31.
Schließlich ist gemäß Fig. 1 und 2 eine optische Temperaturerfassungseinrichtung 32 durch die Öffnung 27 hindurch auf deri Flüssigmetallspiegel der Wanne 16 gerichtet. Das Meßsignal der Temperaturerfassungseinrichtung 32 geht einer nicht dargestellten elektronischen Steuereinrichtung zu, durch die die Temperatur auf einen voreingestellten Sollwert eingeregelt wird.
Die Vorrichtung arbeitet nach dem folgenden Verfahren: Das Metall wird in dem Kupolofen 1 kokslos bei einer niedrigen Temperatur erschmolzen, d.h. daß die Austrittstemperatur des flüssigen Metalls aus dem Schachtofen unterhalb der Vergießtemperatur liegt. Insbesondere beträgt die Austrittstemperatur im Syphon 9 maximal 13600 C. Vorzugsweise wird für die Austrittstemperatur der Bereich zwischen 1280 und 1340° C gewählt.
Die Wahl der Austrittstemperatur richtet sich dabei nach der Art des zu vergießenden Metalls. ür GGG, d.h. rphäroguß, erweist sich ein Bereich zwischen 1300 und 135" C als vorteilhaft, wogegen für GG, d.h. Grauguß, die Austrittstemperatur zwischen 1340 und 14()0° C eingestel-lt wird.
In dem Kupolofen 1 werden kontinuierlich konstante Mengen pro Zeiteinheit erschmolzen. Beispielsweise beträgt in einer praktischen Ausführungsform die Ausbeute des Kupolofens 10 000 kg Eisen pro Stunde. Das erschmolzene Metall gelangt aus dem Sammelraum 8 in den Syphon 9, wo am Schlackenabzug 13 die Schlacke entfernt wird. Sodann fließt das Metall über das Steigrohr 10 und unter der Wirkung des Gefälles der Rinne 11 kontinuierlich in die Wanne 16 des Induktionsrinnenofens 15.
Der Induktionsrinnenofen 15 wird als Durchlauferhitzer betrieben. Das zugeführte flüssige Metall wird dort im Durchlauf, aLso während einer kurzen Verweilzeit, durch die über die Induktionsrinne 19 zugeführte Energie auf die erforderliche Vergießtemperatur hochgeheizt.
Diese beträgt beispielsweise für Sphäroguß etwa 15200 C und für Grauguß 1380 bis 1480° C. Das solchermaßen hochgeheizte Metall fließt schließlich durch die Ausgief5-schnauze 30 in die bereitstehende Gießpfanne 31. Die gewünschten Solltemperaturen werden mittels der auf den Flüssigmetallspiegel in der Wanne 16 eingerichteten optischen Temperaturerfassungseinrichtung gesteuert.
Um einen Wechsel der Girßpf.nnen s iusfiihrirll zu kö@nen, ist ein voll@g kontinuierlicher Ausfluß des hochge@eizten Metalles aus der Ausgießschnauze 30 nicht völliX geeignet. Daher wird der Vorgang des Ausgießens durch die Kippbewegung der Wanne 16 periodisch gestaltet. Indem di Wanne 16 aus ihrer waagrechten Ruhelage verkippt wird, erfolgt eine rasche Befüllung der Gießpfanne 31, so daß der Flüssigmetallspiegel in der Wanne 16 zunächst auf einen in Fig. 3 gestrichelt dargestellten minimalen Badspiegel 33 abfällt. Die Wanne 16 wird sodann nach der Befüllung der Gießpfanne 31 wieder in ihre waagrechte Ruhelage zurükgekippt, in der infolge des abgefallenen Badspiegels keine Entnahme durch die Ausgießschnauze 30 hindurch erfolgen kann. Wegen des kontinuierlichen Zuflusses durch die Rinne 11 steigt jedoch der Badspiegel wieder auf den durch den unteren Rand der Ausgießschnauze 30 vorgegebenen maximalen Badspiegel 34 (siehe Fig. 3) an. Die zwischen der Einstellung des minimalen und des maximalen Badspiegels 33 bzw. 34 liegende Zeitspanne reicht jedoch aus, um die gefüllte Gießpfanne 31 durch eine leere Gießpfanne zu ersetzen.
Die Wahl dc. Volumenverhältnisses zwischen der Wanne i.6 und der lnduktionsrinne 19, die den Betrieb de. Induktionsrinnenofens 15 als Durchlauferhitzer zur Folge hat, führt zu einer starken Bewegung des flüssigen Metalls in der Wanne 16. Hierdurch ist die Ausbringleistung der Induktionsrinne 19 hoch, wobei die entsprechenden Strömungsverhältnisse durch Stromlinien 35 in Fig. 3 dargestellt sind. Zwischen den von den beiden Enden der U-Schenkel der Induktionsrinne 19 ausgehenden Stromlinien 35 liegt eine Ruhezone 36 des Metallbades, an der sich Schlacke sammeln kann.
Sofern dies im Kupolofen 1 erschmolzene Metall 1egicrt, aufgekohlt oder mit einer Zuschmelzung von Stahlspänen versehen werden soll, geschieht dies gemäß Fig. 4 im einlaufenden Strahl. Die entsprechenden Zuschlagstoffe werden gemeinsam mit dem einlaufenden Strahl durch die Öffnung 27 hindurch dem Bad zugeführt.
Die Vorrichtung braucht nicht warmgehalten zii werden. Sie wird im Gegenteil am Ende eines Arbeits ages entleert und abgeschaltet. Hierzu ist eine besonder( Kippstellung des Induktionsrinncnofens 15 vorgesehei, in der eine vollständige Entleerung der Wanne 16 unten der Induktionsrinne 19 erfolgt. Zwar lassen sich durch die Abkühlung Risse in der Induktionsrinne nicht vermeiden.
Doch schließen sich diese Risse beim erneuten E;inschalten der Vorrichtung bei Arbeitsbeginn, so daß die Funkt'onsfähigkeit der Vorrichtung hierdurch nicht beeinträchtigt ist.
ts e z u g s z e i c h e n 1 1 s t e Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von gießfertigem Metall 1 Kupolofen 2 Gehäuse 3 Futter 4 Stützgitter 5 Bett 6 Brennräumo-7 Brenner 8 Sammelraum 9 Syphon 10 Steigrohr 11 Rinne 12 FaJ-lrohr 13 Schlackenabzug 14 Ende der Rinne 15 Induktionsrinnenofen 16 Wanne 17 Boden 18 Induktor 19 Induktionsrinne 20 Lagerzapfen 21 Ständer 22 Lagergestell 23 Hubzylinder 24 Träger 25 Rand der Wanne 26 Deckel 27 Öffnung 28 Bunter 29 Zuführung 30 Ausgießschnauze 31 Gießpfanne 32 Optische Temperaturerfassungseinrichtung 33 Minimaler Badspiegel 34 Maximaler Badspiegel 35 Stromlinien 36 Ruhezone Leerseite

Claims

Patenansprüche 1. Verfahren zum Herstellen von gießfertigem Metall, bei dem das Metall in einem Schachtofen mit einer bestimmten Austrittstemperatur erschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittstemperatur des flüssigen Metalls aus dem Schachtofen auf eine unterhalb der Vergießtemperatur liegende Temperatur eingestellt wird, und daß das flüssige Metall in einem dem Schachtofen nachgeschalteten Induktionsrinnenofen im Durchfluß auf seine Vergießtemperatur hochgeheizt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall in dem als Kupolofen ausgebildeten Schachtofen kokslos erschmolzen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall dem Induktionsrinnenofen aus dem Schachtofen kontinuierlich zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem in den Induktionsrinnenofen einlaufenden Strahl des Metalls Zuschlagstoffe zugesetzt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittstemperatur des Metalls aus dem Schachtofen auf einen Wert von höchstens 13600 C eingestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittstemperatur des Metalls aus dem Schachtofen zwischen 1280 und 1340° C eingestellt wird.
/. Verf-lhren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für Sphäroguß die Austrittstemperatur des Metalls aus dem Schachtofen zwischen 1300 und 13500 C eingestellt und im Induktionsrinnenofen auf etwa 15200 C hochgeheizt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für Grauguß die Austrittstemperatur des Metalls aus dem Schachtofen zwischen 1,40 und 14000 C eingestellt und im Induktionsrinnenofen auf 1380 bis 1480° C hochgeheizt wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einem zum Erschmelzen des Metalls bei einer bestimmten Austrittstemperatur dienenden Schachtofen, dadurch gekennzeichnet, d.,ß dem Schachtofen (1) ein als Durchlauferhitzer betriebener Induktionsrinnenofen (15) nachgeschaltet ist, in dem das Metall im Durchlauf von der Austrittstemperatur aus dem Schachtofen auf die Vergießtemperatur hodiheizbar ist.
10. Vorrichtung nach Ans-pruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schachtofen (1) als koksloser Kupolofen ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der Wanne (16) des Induktionsrinnenofens (15) in der Größenordnung des Volumens seine Indutionsrinne (19) liegt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktionsrinnenofen (15) um eine waagrechte Schwenkachse kippbar ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der als Durchlauferhitzer betriebene Induktionsrinnenofen (15) an den Schachtofen (1) durch eine den Syphon (9) des Schachtofens (1) und die Wanne (16) des Induktionsrinneno:tens (15) mit leichtem Gefälle verbindende Rinne (11) angeschlossen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rinne (11) über den bei der Kippbewegung des Induktionsrinnenofens (15) nach unten ausweichenden Rand (25) der Wanne (16) hinweg etwa senkrecht zur Schwenkachse über der Wanne (16) erstreckt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (11) zwischen dem Schachtofen (1) und dem Induktionsrinnenofen (15) in der waagrechten Ebene um etwa 90" abgewinkelt ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (16) oben mit einem Deckel (26) versehen ist, der im Bereich der sich über die Wanne (16) erstreckenden Rinne (11) mit einer Öffnung (27) versehen ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Öffnung (27) Zuführungen (29) für Zuschlagmaterial gerichtet sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Kippbewegung nach unten ausweichende Rand (25) der Wanne (16) mit einer Ausgießschnauze (30) versehen ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Indulitionsrinnenofen (15) mit einer auf seinen Flüssigmetallspiegel gerichteten optischen Temperaturerfassungseinrichtung (32) versehen ist.