DE3331623C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung schmelzflüssigen Metalls mit einem bestimmten Behandlungsmittel.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Behandeln schmelzflüssigen Metalls mit einem solchen be­ stimmten Behandlungsmittel.

Durch solch eine Maßnahme soll schmelzflüssiges Metall durch Kontakt von Behandlungsmittel und Schmelze, unabhängig von der Menge der zu behandelnden Schmelze, behandelt werden.

Bekannt ist auf dem Fachgebiet ein Verfahren, durch wel­ ches die Struktur von gegossenen Teilen, beispielsweise in Form eines Barrens, verbessert wird, in dem ein oder mehrere Behandlungsmittel (Additive) einem schmelz­ flüssigen Metall, aus dem die Produkte durch Vergießen er­ halten werden, zugegeben werden. Es ist beispielsweise bekannt, ein schmelzflüssiges Gußeisen zu impfen oder dieses zu sphäroidisieren, um Gußeisen mit Kugelgraphit zu erzeugen. Bei einem häufig angewendeten sphäroidi­ sierenden Verfahren werden bestimmte Kugelbildnermittel wie Mg, seltene Erden, Ca und andere Metalle oder ihre Legierungen in eine Pfanne zur Reaktion eines schmelzflüssigen Metalls mit den Behandlungsmetallen oder Legierun­ gen eingeführt und die so behandelte Schmelze wird in eine Gießform vergossen, wodurch ein sphärolitisches Gußeisen oder Kugelgraphitgußeisen erhalten wird.

Solche späroidisierende Verfahren jedoch, bei denen ein Behandlungsschnitt mit einem Zwischen­ gefäß oder einer Pfanne erforderlich ist, machen es schwierig, das schmelzflüssi­ ge Metall vermittels geeigneter automati­ scher Gießeinrichtungen in eine Form zu vergießen. Ein anderes hervorstechendes Problem, das beim bekannten Verfahren auftritt, liegt in einem Verlust teurer Behandlungsmittel wie Mg und seltene Erden, und zwar aufgrund der Änderung ihrer Eigen­ schaften über die Zeit innerhalb eines Zeit­ raums von nur wenigen Sekunden bis zehn oder mehr Minuten. Während eines solchen Zeitraums ist es unvermeidlich, das spärolitische schmelzflüssige Metall aus der Pfanne in die Gießform zu überführen. Die Forderung der vorge­ nannten Überführung des schmelzflüssigen Metalls aus der Pfanne oder dem Zwischengefäß in die Form führt zu Pro­ blemen der Umweltbelastung aufgrund der Erzeugung großer Mengen weißen Rauches und eines Verspritzens der Schmelze; macht auch den Vorgang mühsam und gefährlich. Weiterhin führt der Kontakt des schmelzflüssigen Metalls mit der Umgebungsluft möglicherweise zur Entwicklung von Schlacken in großer Menge und reduziert bzw. vermindert somit die Wirksamkeit der kugelbildenden Mittel, was einen nachteiligen Einfluß auf die Qualität der Produkte hat.

In den letzten Jahren ist die Industrie auf ein sogenann­ tes "In der Form - Behandlungsverfahren" als eines der Kugelbildner-Verfahren aufmerksam geworden. Bei einem solchen Verfahren wird ein Kugelbildnermittel in einer Reaktionskammer, die in einer Gießform ausgebildet ist, untergebracht und eine Masse schmelzflüssigen Gußeisens wird in die Reaktionskammer eingeführt, um einen Kontakt und eine Reaktion des Gußeisens mit dem Kugelbildnermittel herbeizuführen. Das so behandelte schmelzflüssige Metall wird dann über eine Abstichrinne einem Formhohlraum im anderen Teil der Gießform zugeleitet. Bei diesem Behand­ lungsverfahren innerhalb der Form jedoch wird das schmelz­ flüssige einmal in die Reaktionskammer gegossene Metall in den Formhohlraum erst dann eingeführt, nachdem das schmelzflüssige Metall in die Reaktionskammer überge­ strömt ist; das letzte Volumen des schmelzflüssigen Me­ talls wird daher notwendigerweise innerhalb der Reak­ tionskammer zurückgelassen. Dies reduziert die Ausbeute des schmelzflüssigen Metalls in Form von Gießprodukten, was zu einer Steigerung in den Gießkosten der Produkte führt. Zusätzlich zu diesem Nachteil bestehen bei dem Verfahren weitere Probleme im Zusammenhang mit der Gießform, die eine Reaktionskammer der obengenannten Art hat, d. h. die Form muß von erheblichen Abmessungen und in der Konstruktion kompliziert sein, daß eine solche Reaktionskammer hierin vorgesehen ist.

Während die obengenannten Probleme sämtlich mit Kugel­ bildner-Verfahren, wie sie auf das schmelzflüssige Guß­ eisen angewendet werden, befaßt sind, liegen ähnliche Probleme in anderen Behandlungen des schmelzflüssigen Metalls einschließlich einer Impfbehandlung hiervon.

Zusammengefaßt: Die früheren Verfahren zur Behandlung schmelzflüssigen Metalls arbeiten mit einem diskontinu­ ierlichen Verfahren, bei dem die Behandlung in einem Gefäß, beispielsweise einer Pfanne geeigneten Typs und Größe abhängig von der Größe des zu vergießenden Pro­ duktes oder in einer Reaktionskammer geeigneter Größe durchgeführt wird, welche in einer Gießform ausgebildet ist. Es hat sich als sehr schwierig herausgestellt, die Menge an Behandlungsmittel in solch einem Gießgefäß oder der Kammer zu verändern, nachdem mit dem Zuführen eines schmelzflüssigen Metalls begonnen wurde. Die Behandlungs­ mittel können in der Menge unzureichend sein oder sie werden im Übermaß verwendet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß eine kontinuierliche Behandlung schmelzflüssigen Metalls mög­ lich wird.

Auch soll eine Vorrichtung angegeben werden, mit der ein solcher kontinuierlicher Kontakt mit konstant zugeführten Behandlungsmitteln möglich wird. Die Vorrichtung soll so ausgebildet sein, daß Schlackenbildung wirksam verhindert wird genauso wie das Auftreten von Dämpfen sowie ein Verspritzen der Schmelze.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs ge­ nannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das schmelzflüssige Metall in einem im oberen Bereich eines Behandlungsgefäßes befindlichen Einlaßaufnehmerteil abgegossen wird, von wo das schmelzflüssige Metall in eine Reaktionskammer fließt, in welcher es in Kontakt mit einem der Reaktionskammer kontinuierlich zugeführten Behandlungsmittel gebracht wird, und daß das schmelz­ flüssige Metall nach der Reaktion mit dem Behandlungsmittel durch einen Auslaßkanal im unteren Teil des Behandlungs­ gefäßes ausgetragen wird.

Nach der obengenannten Erfindung wird das in das Behand­ lungsgefäß vergossene schmelzflüssige Metall in konti­ nuierlichem Kontakt mit dem Behandlungsmittel gehalten, welches kontinuierlich durch den in der Wandung des Gefäß­ es ausgebildeten Durchlaß zugeführt wird; d. h. das kontinuierlich vergossene schmelzflüssige Metall wird in Kontakt mit dem frisch zugeführten Behandlungs­ mittel gebracht. Somit wird eine wirksame Behandlung der Schmelze möglich. Die Tatsache, daß das Behandlungs­ mittel direkt das schmelzflüssige Metall kontaktiert, ohne in Kontakt mit der Luft zu kommen, führt zu einer wirksamen Verhinderung einer Schlackenbildung, weißer Dämpfe sowie eines Geruchs und eines Verspritzens der Schmelze, wie dies insbesondere bei einer üblichen Kugel­ bildner-Behandlung auftrat.

Zusätzlich wird die Menge an schmelzflüssigem Metall, die behandelt werden soll, durch eine Menge schmelzflüssigen Metalls bestimmt, die in ein Behandlungsgefäß vergossen wird und/oder ein Zeitintervall, während dessen das schmelzflüssige Metall in das Gefäß vergossen wird. Das Ergebnis ist, daß das schmelzflüssige Metall kontinuier­ lich in beliebiger gewünschter Menge entweder in einer kleinen oder großen, behandelt werden kann. Anders aus­ gedrückt: Eine gewünschte Behandlung des schmelzflüssi­ gen Metalls kann nach dem Vergießen der Schmelze in eine Gießform in kontinuierlicher Weise vorgenommen werden, ohne daß die spezifische Größe der Form oder das Gewicht der Gußstücke, die aus dem schmelzflüssigen Metall her­ gestellt werden sollen, beachtet werden müßte.

Vorzugsweise läßt sich die Menge eines Behandlungsmittels, abhängig von der Geschwindigkeit, mit der das schmelz­ flüssige Metall in das Gefäß vergossen wird, steuern. Hierzu liefert die Erfindung ein Verfahren zur kontinuier­ lichen Behandlung, das sich von der bekannten diskonti­ nuierlichen Behandlung unterscheidet, wonach das schmelz­ flüssige Metall in Kontakt mit einem Behandlungsmittel gebracht wird, welches in einer Pfanne oder in einer in einer Gießform ausgebildeten Reaktionskammer unterge­ bracht wurde.

Während die Maßnahme nach der Erfindung besonders geeignet ist für die Herstellung eines Gußeisens mit Kugelgraphit,eläßt sich die Erfindung auch anwenden auf die Herstellung von quasi-sphärolithischem Graphitguß­ eisen, bei einer Impfbehandlung duktilen Gußeisens, Grau­ guß und vergossenem Stahl, indem ein geeignetes Impf­ mittel zum Deoxidieren, Reduzieren oder zu anderen Behandlungen zugesetzt wird.

Nach einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung wird das Behandlungsmittel allmählich in das Behandlungs­ gefäß eingedrückt, während es durch einen Durchlaß oder einen Lieferkanal geführt wird, der durch die Wand des Gefäßes hindurch ausgebildet ist, der Art, daß der Lieferkanal mit dem Behandlungsmittel gefüllt gehalten wird. Diese Anordnung verhindert wirksam, daß das schmelz­ flüssige Metall durch den Durchlaß gegen eine Behand­ lungsmittelzuführeinrichtung "hindurchlecken" kann. Das schmelzflüssige innerhalb des Gefäßes durch Kontakt mit dem Behandlungsmittel behandelte schmelzflüssige Metall wird aus dem Gefäß ausgetragen und unmittelbar in eine Gießform zu dessen Vergießen in ein beabsichtigtes Gieß­ produkt überführt.

Eine Vorrichtung zur Lösung der oben genannten Aufgabe zum kontinuierlichen Behandeln des schmelzflüssigen Metalls mit einem bestimmten Behandlungsmittel zeichnet sich aus durch ein Behandlungsgefäß, das in seinem oberen Teil über einen Einlaßaufnehmerteil verfügt, in welchem schmelzflüssiges Metall gegossen wird und an einem unteren Teil einen Auslaßdurchlaß aufweist, durch welchen schmelz­ flüssiges Metall aus dem Behandlungsgefäß nach der Behandlung ausgetragen wird, sowie mit einer Reaktionskammer zwischen oberem und unterem Teil, die mit dem Einlaßaufnehmerteil und dem Auslaßdurchlaß in Verbindung steht und in welcher das schmelzflüssige Metall mit dem Behandlungsmittel kontaktiert wird; einen durch die Wandung des Behandlungs­ gefäßes hindurch ausgebildeten Durchlaß, der, verbunden mit der Reaktionskammer, dem kontinuierlichen Zuführen des Behandlungsmittels ohne Luftkontakt durch vollständi­ ges Füllen des Durchlasses mittels des Behandlungsmittels dient und Zuführeinrichtungen zum Zuführen einer bestimmten Menge an Behandlungsmitteln in die Reaktionskammer durch diesen Durchlaß.

Bei der kontinuierlichen Behandlungsvorrichtung für schmelzflüssiges Metall der oben angegebenen Art umfas­ sen die Liefereinrichtungen vorzugsweise eine Schnecke, um kontinuierlich das Behandlungsmittel zuzuführen und einzuspeisen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist die im Behandlungsgefäß ausgebildete Behandlungskammer der­ art aufgebaut, daß ein Auslaß der Behandlungskammer schmaler als ein Einlaß hiervon ist, derart, daß das schmelzflüssige vom Einlaßaufnehmerteil zugeführte Me­ tall in der Lage ist, zeitweise in der Reaktionskammer zu verbleiben. Diese konstruktive Anordnung ermöglicht eine gleichförmige und konsistente Behandlung des schmelzflüssigen Metalls mit dem Behandlungsmittel. Wei­ terhin ist es vorteilhaft, daß die Reaktionskammer ein gebogenes oder gekrümmtes Profil derart aufweist, daß das schmelzflüssige Metall von dem Einlaßaufnehmerteil gegen eine Öffnung des Durchlasses an einem Ende geführt, in Kontakt mit dem Behandlungsmittel benach­ bart diesem offenen Ende der Zuführungseinrichtung gebracht und dann gegen den Durchlaß geführt wird.

Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Vor­ richtung nach der Erfindung umfaßt die Liefereinrichtung eine Liefersteuereinrichtung, um eine Menge des Be­ handlungsmittels einzustellen, welches kontinuierlich in die Reaktionskammer eingespeist wird.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Vorrichtung, die auch zur Durchführung des Ver­ fahrens Anwendung findet;

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch das Behandlungsgefäß einer anderen Aus­ führungsform;

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III-III der Fig. 2;

Fig. 4 und 5 Teilschnitte durch Reaktionskammern unterschiedlicher Form in anderen Formen des Behandlungsgefäßes; und

Fig. 6 eine schematische Ansicht im Schnitt durch eine andere Ausführungsform.

Nach Fig. 1 ist ein Behandlungsgefäß aus einem feuer­ festen Material zu sehen. Das Behandlungsgefäß 2 ver­ fügt in seinem oberen Teil über einen schalenförmigen Einlaßaufnehmerteil 4 mit großer Öffnung, in welche eine Masse schmelzflüssigen Metalls 8 (schmelzflüssiges Gußeisen oder Roheisen nach dieser spezifischen Aus­ führungsform) kontinuierlich aus einem anderen Gefäß, beispielsweise einer Pfanne 6 gegossen wird. Der Einlaß­ aufnehmerteil 4 ist an seinem Bodenteil mit einem Durch­ laß 10 versehen, durch welchen der Einlaßaufnehmerteil 4 mit einer Reaktionskammer 12 in Verbindung steht, die unterhalb des Durchlasses 10 vorgesehen ist. Der untere Teil der Reaktionskammer 12 führt zu einem Auslaßkanal 14, der in der Bodenfläche des Behandlungsgefäßes 2 offen ist. Das so aufgebaute Behandlungsgefäß 2 ruht auf einer Basis 16, die über ein durchgehendes Loch 18 verfügt. Das schmelzflüssige, einer beabsichtigten Behandlung aus­ gesetzte Metall 8, beispielsweise einer Graphitkugel­ bildner-Behandlung, wird durch das durchgehende Loch 18 in einen Gießtrichter 22 gegeben, der in einer Gießform 20 unterhalb der Basis 16 ausgebildet ist.

Der Durchlaß 24 ist durch die Wandung des Be­ handlungsgefäßes 2 hindurch derart ausgebildet, daß der Durchlaß 24 offen in der Reaktionskammer 12 ausge­ bildet ist. Ein bestimmtes partikelförmiges oder granu­ latförmiges Behandlungsmittel (Kugelbildnermittel nach dieser spezifischen Ausführungsform) wird in den Durchlaß 24 mittels einer Zuführungseinrichtung 28 für das Liefermittel eingeführt, der sich auf der Basis 16 befindet. Die Liefereinrichtung 28 umfaßt: einen Zylinder oder ein zylindrisches Gehäuse 30, das mit dem Durchlaß 24 verbunden ist; eine Schnecke 32 ist drehbar innerhalb des Zylinders 30 angeordnet; eine Antriebs­ einheit 34 für variable Geschwindigkeit, beispielsweise in Form eines Motors, ist mit dem rückwärtigen Ende der Schnecke 32 verbunden und dreht diese um ihre Achse; ein Trichter 36 ist vorgesehen, um ein bestimmtes Be­ handlungsmittel in den Zylinder 30 zu liefern. Ein Teil des Zylinders 30 benachbart seiner Verbindung mit dem Durchlaß 24 ist von einem Kühlhüllgehäuse 38 um­ geben, in welchem ein geeignetes Kühlfluid wie Wasser oder Luft zirkuliert, um das Behandlungsmittel 26 inner­ halb des Zylinders 30 zu behandeln, derart, daß das Behandlungsmittel 26 gegen Wärme des schmelzflüssigen Metalls 8 im Gefäß 2 geschützt wird und hier ungünstige Einflüsse der Wärme auf das Behandlungsmittel vermieden werden, beispielsweise eine Auflösung und somit eine Reaktion des Behandlungsmittels 26 unter Wärme.

Ein Spritzschutz 40 schützt die Behandlungsmittel-Zuführungs­ einrichtung 28 gegen ein Verspritzen von Tröpfchen des schmelzflüssigen Metalls 8 bei dessen Gießen in den Einlaßaufnehmerteil 4.

Bei der Vorrichtung der oben angegebenen Art wird das schmelzflüssige Metall 8 aus der Pfanne 6 in den Einlaß­ aufnehmerteil 4 im Behandlungsgefäß 2 vergossen und in die Reaktionskammer 12 geführt, während das Behandlungs­ mittel 26 im Trichter 36 dem Zylinder 30 zugeführt wird und dem Durchlaß 24 mittels einer Vorwärtsförder­ bewegung der sich drehenden Schnecke 32 zugeführt wird, die durch die Antriebseinheit 34 in Drehung versetzt wird. Das dem Durchlaß 24 zugeführte Behandlungsmittel 26 wird kontinuierlich in die Reaktionskammer gedrückt oder geschoben, während der Durchlaß 24 mit dem Behandlungs­ mittel 26 gefüllt oder vollgestopft ist, wodurch verhin­ dert wird, daß schmelzflüssiges Metall 8 durch den Durchlaß 24 gegen die Schnecke 32 durchtritt. So wird das schmelzflüssige Metall 8 innerhalb der Behandlungs­ kammer 12 in kontinuierlichen Kontakt mit dem Behand­ lungsmittel 26 gebracht, was zum Ergebnis hat, daß eine gewünschte Reaktion zwischen dem Metall 8 und dem Be­ handlungsmittel 26 herbeigeführt wird und so behandeltes schmelzflüssiges Metall erhalten wird. Anders ausge­ drückt: Während das schmelzflüssige Metall 8 aus dem Einlaßaufnehmerteil 4 nach unten in die Reaktionskammer geführt wird, erfolgt die Vermischung mit dem eingeführ­ ten Behandlungsmittel, während das Metall 8 durch die Reaktionskammer 12 tritt oder strömt. Diese Vermischung führt zu einer beabsichtigten Reaktion zwischen Metall und dem Mittel, das für die Behandlung des Metalls erfor­ derlich ist. Das durch Kontakt mit dem Behandlungsmittel 26 behandelte Metall 8 wird durch den Auslaßdurchlaß 14 ausgetragen, der sich unterhalb der Reaktionskammer 8 befindet und wird unmittelbar in den Gießtrichter 22 der Gießform 20, die sich unterhalb des Behandlungsgefäß­ es befindet, eingeführt.

Die obenbeschriebene Vorrichtung nach der Erfindung er­ möglicht also eine kontinuierliche Zuführung des Be­ handlungsmittels durch den Durchlaß 24 an das schmelzflüssige Metall 8, während dieses kontinuierlich in das Behandlungsgefäß 2 vergossen wird. Der Kontakt des schmelzflüssigen Metalls 8 mit dem Behandlungsmittel 26 ruft die geforderte Reaktion hierzwischen hervor, wodurch die beabsichtigte Behandlung des Metalls in kontinuierli­ cher Weise sichergestellt wird. Die Menge an schmelzflüs­ sigem zu behandelndem Metall wird allein durch dessen Menge bestimmt, die aus der Pfanne in das Gefäß 2 einge­ führt wird, wodurch das schmelzflüssige Metall in belie­ biger Menge behandelt werden kann, um so Gestalt, Größe, Gewicht und anderen Parametern des endgültigen Gießpro­ duktes zu genügen. Das Behandlungsmittel 26, welches kontinuierlich durch die Schnecke 32 vorgeführt wird, füllt den Durchlaß 24, bevor es in die Reaktions­ kammer 12 zum Kontakt mit dem schmelzflüssigen Metall eingeführt wird, welches durch die Reaktionskammer 12 nach unten strömt. So eliminiert das Behandlungsmittel 26 kontinuierlich die Kontaktmöglichkeiten des schmelz­ flüssigen Metalls 8 mit der Atmosphäre und reduziert hierdurch in extremer Weise die Entwicklung von Schlacken (MgO, CaO, etc.) oder macht diese minimal, genauso was den Verlust an Kugelbildnermittel, beispielsweise Mg an­ geht, der üblicherweise bei der Kugelbildnerbehandlung auftritt. Auch wird die Erzeugung großer Mengen Rauch, Geruch, ein Verspritzen schmelzflüssigen Metalls ver­ mieden, das während einer Kugelbildnerreaktion sonst in Kauf zu nehmen ist, wodurch die üblichen Gefahren oder Unannehmlichkeiten bei Arbeiten in dieser Weise im wesent­ lichen eliminiert werden und Umweltbelastungen und Sicher­ heit in erheblicher Weise verbessert werden.

Das schmelzflüssige Metall 8, welches in die Reaktionskammer 12 eingeführt wurde, wird in Kontakt mit der frischen Zufuhr oder einer Menge an Behandlungsmittel 26 gebracht, welches kontinuierlich über den Durchlaß 24 zu­ geführt wird. Diese kontinuierliche Zuführung des Be­ handlungsmittels sorgt für eine wirksame Reaktion zwischen dem strömenden schmelzflüssigen Metall und einer frischen Lieferung an Behandlungsmittel. Weiterhin ist die Antriebs­ einheit der Behandlungsmittel-Liefereinrichtung variabel in der Arbeitsgeschwindigkeit und somit ist die Drehge­ schwindigkeit der Schnecke 32 einstellbar, indem die Antriebseinheit variabler Geschwindigkeit steuerbar wird, wodurch die Geschwindigkeit der Zuführung des Behand­ lungsmittels 26 in den Durchlaß 24, d. h. die Lie­ fermenge pro Zeiteinheit an die Reaktionskammer 12, ein­ stellbar wird, d. h. je nach Bedarf erhöht oder vermindert wird. Die Größe der Reaktion zwischen schmelzflüssigem Metall 8 und Behandlungsmittel 26, nämlich der Be­ handlungsgrad des schmelzflüssigen Metalls 8 kann nach Wunsch gesteuert werden. Dies bedeutet, daß eine Masse schmelzflüssigen Metalls 8 kontinuierlich bei verschie­ denen Behandlungsgrößen für verschiedene Teile hiervon durchgeführt werden kann. Die auf diese Weise unterschied­ lich behandelten einzelnen Teile des schmelzflüssigen Metalls 8 werden kontinuierlich durch den Auslaßdurchlaß 14 in die Gießform ausgetragen, wodurch es möglich wird, ein Gußstück mit Teilen herzustellen, die im Aufbau un­ terschiedlich sind, und zwar aufgrund der Unterschiedlich­ keit im Grad der Behandlung zwischen entsprechenden Tei­ len des schmelzflüssigen Metalls. Hierzu ist zu wissen, daß die bekannten Verfahren an der Schwierigkeit litten, die Liefermenge an Behandlungsmittel 26 oder die Intensität der Reaktion des schmelzflüssigen Metalls mit dem Be­ handlungsmittel zu verändern, während das schmelzflüssige Metall vergossen wird. Daher konnte man selten erwarten, daß frühere Verfahren die Erzeugung von Gußstücken ermög­ lichten, bei denen einzelne Teile unterschiedliche Struk­ tur hatten.

Bei der obenbeschriebenen bevorzugten Ausführungsform wird das behandelte schmelzflüssige Metall 8 in einen Gießtrichter 22 geführt und dann in den Formhohlraum der Gießform 20 unmittelbar nachdem das Metall 8 aus dem Ge­ fäß 2 über den Auslaßkanal 14 ausgetragen wurde, wodurch im wesentlichen ein Verlust an Kugelbildnermittel (26), wie beispielsweise Mg, RE und andere Legierungsadditive vermieden wird, wobei dieser Verlust sonst aufgrund der Änderung in deren Eigenschaften infolge Zeit hervorge­ rufen wurde. Die Verhinderung eines solchen Verlustes ermöglicht eine Produktion von Kugelgraphit oder Gußeisen mit Kugelgraphit durchgehend hoher Qualität und trägt auch dazu bei, die geforderte Verbrauchsmenge an teuren Kugelbildnermitteln wie Mg und RE zu vermindern und somit die Ausbeute des mit solchen Mitteln behandelten schmelz­ flüssigen Stahls zu verbessern, verglichen mit früheren Verfahren.

Bei der obengenannten Ausführungsform der Vorrichtung verfügt die Reaktionskammer 12 über einen Auslaß (Aus­ laßdurchlaß 14), der enger als der Einlaß (Durchlaß 10) ist, so daß das schmelzflüssige von dem Einlaßaufnehmer­ teil 4 kommende Metall 8 zeitweise innerhalb der Reaktionskammer verbleiben oder verweilen kann, so daß es möglich wird, daß das schmelzflüssige Metall 8 wirksam das über den Durchlaß 24 angelieferte Behandlungs­ mittel zu kontaktieren und so zu einer gleichförmigen oder gleichmäßigen Behandlung des schmelzflüssigen Metalls zu kommen.

Weiterhin ist das Behandlungsgefäß 2 so konstruiert, daß die gesamte Menge an schmelzflüssigem Metall 8 innerhalb der Reaktionskammer 12 ausgetragen wird, d. h. kein Teil der Schmelze wird als Verlust innerhalb der Kammer 12 zurückgehalten. Diese Anordnung verbessert merklich die Ausbeute des behandelten schmelzflüssigen Metalls.

In den Fig. 2 und 3 der Zeichnungen ist eine andere Aus­ führungsform der Erfindung dargestellt, die gekennzeich­ net ist durch eine Reaktionskammer 12, die sich in der Konstruktion von der vorhergehenden Ausführungsform un­ terscheidet.

Nach den Figuren verfügt die Reaktionskammer 42 über ein gebogenes oder gekrümmtes Profil, so daß das schmelz­ flüssige von dem Einlaßaufnehmerteil 4 des Gefäßes 2 aufgenommene Metall 8 aus der Kammer gegen das offene Ende oder die Öffnung des Durchlasses 24 gerichtet wer­ den kann, wo es auf das Behandlungsmittel 26 trifft, welches aus dem Durchlaß 24 herausgepreßt wird. Hierdurch wird es möglich, daß das strömende schmelzflüssige Metall 8 noch wirksamer das Behandlungsmittel 26, beispielsweise einen Kugelbildner, kontaktiert. Das so mit dem Be­ handlungsmittel 26 kontaktierte schmelzflüssige Metall 8 verbleibt innerhalb der Reaktionskammer 42, derart, daß diese durch eine Trennwand 44 abgedämmt oder versperrt wird, die in einem Durchlaß vorgesehen ist, welcher Re­ aktionskammer 42 und Auslaßkanal 14 verbindet, der im Bodenteil des Gefäßes 2 ausgebildet ist. Das schmelzflüs­ sige Metall 8, welches zeitweise innerhalb der Reaktions­ kammer 42 verblieben ist, strömt über die Löcher 46 aus, die in gegenüberliegenden seitlichen Endteilen der Trenn­ wand 44 ausgebildet sind, und zwar in den Auslaßdurchlaß 14 und erreicht eine Gießform oder eine andere Einrichtung.

In Fig. 3 und 4 werden die gleichen Bezugszeichen für Teile verwendet, die in der Funktion ähnlich denen der Fig. 1 sind.

Wie oben beschrieben ist das Profil der Reaktionskammer 42 nach dieser Ausführungsform gekrümmt oder gebogen, damit schmelzflüssiges Metall 8 aus der Einlaßaufnehmer­ kammer 4 zwangsweise in Kontakt mit dem Behandlungsmittel 26 gebracht wird, welches aus dem Durchlaß 24 herausgedrückt wird. Dies bedeutet, daß ein wirksamer Kon­ takt zwischen Metall 8 und Behandlungsmittel 26 sich ein­ stellt. Diese Vorkehrungen für einen zwangsweisen und wirk­ samen Kontakt führen zu einer Steigerung in der Gleichför­ migkeit und der Gleichmäßigkeit der in Frage kommenden Kugelbildnerbehandlung. Diese Behandlungsgleichförmigkeit wird weiterhin durch die Trennwand 44 verbessert, die dazu dient, das schmelzflüssige Metall zeitweise in der Reak­ tionskammer 42 zu halten.

Andere Formen des Behandlungsgefäßes 2 mit verschiedenen Konstruktionen, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt, können für diesen Zweck eingesetzt werden, solange nur das kontinuierlich durch den Durchlaß 24 gelie­ ferte Behandlungsmittel in kontinuierlichen Kontakt mit dem im Gefäß kontinuierlich fließenden schmelzflüssigen Metall 8 gebracht wird. Die gleichen Bezugszeichen werden in den Fig. 4 und 5 für ähnliche Teile wie bei den vorher­ gehenden Ausführungsformen benutzt. Die entsprechende Beschreibung wird darum fortgelassen.

Das in Fig. 4 gezeigte Behandlungsgefäß 2 verfügt über einen Auslaßdurchlaß 14, der im Durchmesser ähnlich dem des Durchlasse 10 ist und ist mit einer Reaktionskammer 48 versehen, die als großer Hohlraum ausgebildet ist, der in der Lage ist, zeitweise ein relativ großes Volumen schmelzflüssigen Metalls 8 unterzubringen, wodurch das schmelzflüssige Metall 8 in der großvolumigen Reaktions­ kammer in Kontakt mit dem kontinuierlich gelieferten Behandlungsmittel 26 über einen relativ langen Zeitraum gehalten und hierdurch gleichmäßig über die gesamte Masse behandelt wird, bevor es durch den Auslaßdurchlaß in die unter dem Gefäß befindliche Gießform eingespeist wird.

Das in Fig. 5 gezeigte im wesentlichen trichterförmige Behandlungsgefäß 50 verfügt im oberen Teil über den Ein­ laßaufnehmerteil 4, die eine weite Öffnung hat, um das Gießen des schmelzflüssigen Metalls 8, beispiels­ weise aus der Pfanne 6, zu erleichtern. Das Behandlungs­ gefäß 50 hat an seinem Fußteil eine Reaktionskammer 52, die zu einem Auslaß 54 führt, der am Boden des Gefäßes 50 offen ist. Die Reaktionskammer 52 verjüngt sich im Quer­ schnitt, wobei ihr Durchmesser allmählich gegen den Aus­ laß 54 abnimmt. Das durch die Schnecke 32 vorgeschobene Behandlungsmittel 26 wird in die sich verjüngende Reak­ tionskammer 52 über den Durchlaß 24 eingeführt, der durch die Wand der Kammer 52 ausgebildet ist und in Kon­ takt mit dem nach unten strömenden schmelzflüssigen Me­ tall 8 gebracht wird. Nach dieser Ausführungsform wird auch das schmelzflüssige Metall 8, welches in den Einlaß­ aufnehmerteil 4 vergossen wurde und einer geforder­ ten Behandlung durch Kontakt mit dem Behandlungsmittel 26 innerhalb der Reaktionskammer 52 ausgesetzt wurde, völlig durch den Auslaß 54 ausgetragen, wobei kein Teil hiervon als Rückstand innerhalb des Gefäßes 50 verbleibt, was zu einer verbesserten Ausbeute an schmelzflüssigem Metall führt.

Nach Fig. 6, einer anderen Ausführungsform, kann das Behandlungsmittel 56 in Form einer Stange oder eines Stabes verwendet werden, welche in die Reaktionskammer 12 des Gefäßes 2 zugeführt wird. Auch hier sind ähnliche Bezugszeichen für ähnliche Teile eingesetzt.

Die stangenförmigen Behandlungsmittel 56 nach der Aus­ führungsform der Fig. 6 werden horizontal aufeinander innerhalb eines Speichers 58 gespeichert. Der Speicher 58 ist an seinem Boden mit einem Lieferrohr 60 verbunden, so daß die Behandlungsstäbe 56 in das Rohr 60 nacheinander fallen. Der Behandlungsstab, der in das Rohr 60 fallen gelassen wird, wird an seinem hinteren Ende durch eine Schieberstange 64 geschoben, die von einer Schiebeeinrich­ tung mit einem Zylinder 62 betätigt wird; die Behandlungs­ stange 56 wird somit in den Lieferdurchlaß 24 eingeführt, der mit dem Lieferrohr 60 verbunden ist, d. h. er dringt durch die Wand des Behandlungsgefäßes 2 und steht in die Reaktionskammer 12 vor, um kontinuierlich das schmelz­ flüssige aus der Einlaßaufnehmereinrichtung 4 strömende Metall 8 zu kontaktieren.

Die Verwendung des Behandlungsmittels 56 in Form einer Ausschiebestange, deren Durchmesser im wesentlichen gleich dem des Durchlasses 24 sein kann, sorgt für eine kontinuierliche und wirksame Lieferung des Be­ handlungsmittels von außerhalb des Gefäßes 2 in die Re­ aktionskammer 12 innerhalb des Gefäßes 2, ohne daß schmelzflüssiges Metall 8 praktisch durch den Durch­ laß 24 austreten kann. Das Verfahren, mit dem das Be­ handlungsmittel zugeführt wird, bedeutet einen zusätzli­ chen Vorteil, für das die Zuführeinrichtung in der Kon­ struktion vereinfacht werden kann.

Die Erfindung wurde im Hinblick auf eine knappe Dar­ stellung nur anhand weniger Ausführungsformen erläutert. Änderungen liegen im Rahmen der Erfindung. Im Gegensatz zu den vorhergehenden Ausführungen beispielsweise, bei denen das schmelzflüssige Metall innerhalb der Reaktions­ kammer durch kontinuierlichen Kontakt mit einem konti­ nuierlich gelieferten schmelzflüssigen Metall behandelt wird und unmittelbar in eine Gießform vergossen wird, wird es möglich, das behandelte schmelzflüssige Metall in eine Pfanne oder ein Zwischengefäß oder ein anderes Gefäß zu geben, bevor es in die Form abgegossen wird. Die Anwendung der Erfindung auf die Behandlung mit einem Kugelbildnermittel bei schmelzflüssigem Roheisen, soge­ nanntem Schweineeisen, kann beispielsweise umfassen: Eine Impfbehandlung mit Impfstoffen wie Ca, Al, Ca-Si und Fe-Si; dann Oxidation; oder Reduktion etc., und zwar von duktilem Gußeisen, Grauguß oder Stahlguß.

Claims (7)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung schmelz­ flüssigen Metalls mit einem bestimmten Behandlungs­ mittel, dadurch gekennzeichnet, daß das schmelzflüssige Metall in einem im oberen Bereich eines Behandlungsgefäßes (2, 50) befindlichen Einlaßauf­ nehmerteil (4) abgegossen wird, von wo das schmelzflüs­ sige Metall in eine Reaktionskammer (12, 42, 48, 52) fließt, in welcher es in Kontakt mit einem der Reaktions­ kammer kontinuierlich zugeführten Behandlungsmittel ge­ bracht wird, und daß das schmelzflüssige Metall nach der Reaktion mit dem Behandlungsmittel durch einen Auslaßka­ nal (14) im unteren Teil des Behandlungsgefäßes (2, 50) ausgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß in der Wandung des Behandlungsgefäßes mit dem Behandlungsmittel gefüllt wird und das Behand­ lungsmittel langsam in das Behandlungsbad gedrückt wird.

3. Vorrichtung zum kontinuierlichen Behandeln schmelz­ flüssigen Metalls mit einem bestimmten Behandlungs­ mittel, gekennzeichnet durch ein Behandlungsgefäß (2, 50), das in seinem oberen Teil über einen Einlaßaufnehmer­ teil (4) verfügt, in welchem schmelzflüssiges Metall (8) gegossen wird und an einem unteren Teil einen Auslaß­ durchlaß (14) aufweist, durch welchen schmelzflüssiges Metall aus dem Behandlungsgefäß nach der Behandlung ausgetragen wird, sowie mit einer Reaktionskammer (12, 42, 48, 52) zwischen oberem und unterem Teil, die mit dem Einlaßaufnehmerteil und dem Auslaßdurchlaß in Ver­ bindung steht und in welcher das schmelzflüssige Metall mit dem Behandlungsmittel (26; 56) kontaktiert wird; einen durch die Wandung des Behandlungsgefäßes (2) hindurch ausgebildeten Durchlaß (24), der, verbunden mit der Reaktionskammer, dem kontinuierlichen Zuführen des Behandlungsmittels ohne Luftkontakt durch voll­ ständiges Füllen des Durchlasses mittels des Behand­ lungsmittels (26) dient und Zuführeinrichtungen (28; 62) zum Zuführen einer bestimmten Menge an Behandlungs­ mitteln in die Reaktionskammer durch diesen Durchlaß (24).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug zum langsamen Einpressen des Behand­ lungsmittels eine Schnecke (32) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einpreßwerkzeug zum langsamen Einpressen des Behandlungsmittels eine einem Schachtspeicher (58) zugeordnete Schubstange (64) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß aus der Reaktionskammer schmaler als der Einlaß ist, wodurch das schmelzflüssige Metall, das von dem Einlaßaufnehmerteil herangeführt wird, zeitweise in dieser Reaktionskammer verbleibt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammer über ein gebogenes bzw. gekrümmtes Profil derart verfügt, daß das schmelz­ flüssige vom Einlaßaufnehmerteil herangeführte Metall gegen ein Ende des zur Reaktionskammer hin offenen Durchlasses fließt, in Kontakt mit dem Behandlungs­ mittel benachbart diesem einen Ende des Lieferdurch­ lasses gebracht und dann gegen den Auslaßkanal des Gefäßes gerichtet wird.