DE3490469T1

DE3490469T1 - Indikator für die Filtration geschmolzenen Metalls

Info

Publication number: DE3490469T1
Application number: DE19843490469
Authority: DE
Inventors: Robert H. Carrollton Ga. Ogletree; Frank M. Powers
Original assignee: Southwire Co LLC
Current assignee: Southwire Co LLC
Priority date: 1983-10-12
Filing date: 1984-10-12
Publication date: 1985-12-12
Also published as: NO852346L; BR8407110A; SE8502594L; SE8502594D0; US4509728A; EP0159348A4; GB8513578D0; AU3507984A; KR850700043A; AU563344B2; WO1985001749A1; EP0159348A1; GB2157966A; JPS61500320A

Description

ι :

3490Α69

WO 85/01749 PCT/US84/01644

Indikator für die Filtration geschmolzenen Metalls Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Filter für geschmolzenes Metall und im einzelnen auf ein Gerät zum Messen der Leistungsfähigkeit eines Filters für geschmolzenes Metall und zum Anzeigen einer Fehlfunktion eines Filters für geschmolzenes Metall.

Stand der Technik

Die US-PSen 2 429 584, 3 537 987, 3 610 600, 3 820 767, 3 904 180, 3 972 709 und 4 067 731 sowie die in diesen enthaltenen Verweise gehören zu den zahlreichen Patenten, die zeigen, daß das Filtrieren und Entgasen von geschmolzenem Metall in der Technik allgemein bekannt ist. Die Verwendung austauschbarer, poröser Keramikschaumfilter für die Filtrierung geschmolzenen Aluminiums im Inline-Betrieb ist in den US-PSen 4 007 923, 3 917 242,

3 893 917, 3 962 081 und 4 092 153 aufgezeigt. Ein kontinuierliches Filter für geschmolzenes Kupfer ist in der US-PS 4 277 281 offenbart.

Da für geschmolzenes Metall vorgesehene Filter des in der US-PS

4 277 281 gezeigten Typs während des Filtrationsprozesses teilweise oder gänzlich in das geschmolzene Metall eingetaucht sind, ist es nicht möglich, die Wirksamkeit des Filters ohne eine Analyse des aus der gefilterten Schmelze hergestellten Gußerzeugnisses zu ermitteln. Da für die Vorgänge des Filterns, des Zuführens des Schmelzestroms, des Gießens, des Walzens, des Kühlens und des Analysierens ein beträchtlicher Zeitaufwand erforderlich ist, wird eine sehr große Menge verunreinigten Metalls verarbeitet,

bevor die fehlerhafte Filtration bemerkt wird. Typische Fehlerquellen, die zu ungenügender Filtrierung des Metalls führen können, sind Filter, die beim Transport, der Handhabung oder dem Einbau Brüche oder andere Beschädigungen erhalten haben sowie Filter, die in den Trichter oder Filtertiegel nicht richtig eingepaßt sind. Brüche in solchen Filtern neigen dazu, sich beim Vorheizen oder während des Betriebes zu öffnen, was den Durchtritt ungefilterten Metalls durch das System möglich macht, so daß Einschlüsse in unannehmbarem Maße auftreten. Während des normalen Betriebs wird das Filer zunehmend verstopft, wodurch sich eine beträchtliche Druckdifferenz zwischen der Einlaufseite des Filters und der Auslaufseite des Filters ergibt. Beim Filtervorgang erwartet man einen normalen Druck, auf den man sich bei der Filtration im Hinblick auf eine geeignete Durchflußgeschwindigkeit des Metalls verläßt, wie sie für den Gießvorgang erforderlich ist. Bei Vorhandensein eines Bruchs im Filter ergibt sich jedoch kein normaler Druckaufbau, auf den man sich für die Steuerung des Me tallflusses verlassen könnte, und es kommt zu einer fehlerhaften Filtration. Außerdem ergibt sich, wenn das Filter für das geschmolzene Metall übermäßig verstopft wird, ein unzureichender Metallfluß.

Die vorliegende Erfindung löst diese Probleme, indem sie ein Gerät zum Anzeigen der Wirksamkeit eines Filters für geschmolzenes Metall zur Verfügung stellt, um eine übermäßige Beschränkung des Flusses und auch die Herstellung eines unzureichend gefilterten Metallerzeugnisses zu verhindern.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist ein Indikator für die Strömungswirksamkeit eines Filters für geschmolzenes Metall. Sie umfaßt Mittel zum Bestimmen der Änderung des Flüssigkeitspegels des geschmolzenen Metalls auf zumindest einer Seite des Filters für geschmolzenes Metall. Dieses Gerät zeichnet Änderungen in dem Flüssigkeitspegel geschmolzenen Metalls auf zumindest einer Seite des Filters für geschmolzenes Metall auf, einschließlich feiner Änderungen, die andernfalls unbemerkt bleiben könnten. Auf diese Weise kann die Wirksamkeit des Filters für geschmolzenes Metall kon-

tinuierlich überwacht werden, um die Verarbeitung verunreinigten Metalles zu verhindern und gleichzeitig eine produktive Filtrierung sgeschvi/indigkeit des geschmolzenen Metalls sicherzustellen.

Ein Hauptziel dieser Erfindung besteht daher darin, einen Indikator für die Wirksamkeit eines Filters für geschmolzenes Metall zur Verfügung zu stellen.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, das Gießen ungefilterten Metalls zu verhindern.

Ferner ist es ein weiteres Ziel dieser Erfindung, eine Einrichtung zur Verfügung zu stellen, um eine übermäßige Verstopfung von Filtern für geschmolzenes Metall zu ermitteln.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen ·

Obwohl die Beschreibung mit Ansprüchen schließt, welche den Gegenstand, der als Erfindung zu betrachten ist, besonders darstellen und unmißverständlich beanspruchen, wird angenommen, daß die Erfindung, die Erfindungsziele, die Merkmale und Vorteile der Erfindung aus der folgenden Beschreibung besser verständlich werden, in der Bezug genommen ist auf die beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Teile mit einheitlichen Bezugszahlen bezeichnet sind und in denen

Fig. 1 ein Querschnitt eines Teils eines Trichters für geschmolzenes Metall ist, der mit einem Filter für geschmolzenes Metall und mit der vorliegenden Erfindung versehen ist, und

Fig. 2 eine Ansicht der Gebereinheit der vorliegenden Erfindung ist.

Beste Weise der Ausführung der Erfindung

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Indikator für die Strömungswirksamkeit der Filtration geschmolzenen Metalls. Wie Fig. 1 verdeutlicht, weist ein Trichter 10 eine obere Kammer 11 und eine untere Kammer 12 auf. Ungefiltertes, geschmolzenes Metall wird in die obere Kammer 11 eingegossen und gelangt durch ein Filter 13 für geschmolzenes Metall in die untere Kammer 12. Das Filter 13 wird in typischer Weise durch Halterungsziegel

14 aus Siliziumkarbid in Stellung gehalten. Das geschmolzene Metall wird in die obere Kammer 11 in gesteuerter Weise so eingegossen, daß ein durch eine Linie A-A kenntlich gemachter oberer Pegel erreicht und beibehalten wird. Wenn das geschmolzene Metall beginnt, sich durch das Filter 13 hindurch zu filtern, strömt es in die untere Kammer 12 und fließt von dort weiter für eine nachfolgende Behandlung. Das geschmolzene Metall wird kontinuierlich in die obere Kammer 11 eingegossen, bis das geschmolzene Metall in der unteren Kammer 12 einen vorbestimmten Pegel erreicht, der durch eine Linie B-B kenntlich gemacht ist. Der Unterschied zwischen dem oberen Pegel A-A des geschmolzenen Metalls und dem unteren Pegel B-B des geschmolzenen Metalls wird typischerweise als Filterdruck bezeichnet. Unter normalen Betriebsbedingungen bei einem einwandfrei arbeitenden Filter 13 liegt dieser Druck innerhalb eines Bereichs annehmbarer Werte, die durch bestimmte Veränderliche bestimmt sind, wie die Form des Trichters 10, die Form des Filters 13 und die Art des zu verarbeitenden geschmolzenen Metalls.

Vorzugsweise wird der Metallpegel auf der vom Filter 13 stromabwärts liegenden Seite gemessen, weil der obere Pegel A-A des geschmolzenen Metalls unmittelbar durch das Fingießen beeinflußt ist, während der untere Pegel B-B des geschmolzenen Metalls von dem Durchstrom des Metalls durch das Filter 13 abhängt. Die vorliegende Erfindung umfaßt eine Detektoreinrichtung 15 für den Pegel geschmolzenen Metalls, eine Datenwandlereinheit 16, eine Stromquelle 17, eine Datenübertragungseinrichtung 18 und einen Datenschreiber 19. Die Detektoreinrichtung für den Pegel geschmolzenen Metalls weist einen Schwimmer 20 aus Marinite und einen Anzeigehebel 21 auf. Änderungen des Pegels B-B des geschmolzenen Metalls werden durch den Schwimmer 20 abgefühlt, der mit dem Hebel 21 verbunden ist. Der Hebel 21 zeigt der Wandlereinheit 16 Pegeländerungen an, welche die abgefühlten Werte in ein Signal umsetzt. Mittels der durch die Stromquelle 17 zur Verfugung gestellten Leistung wird das Signal über Datenübertragungseinrichtungen 18 zum Schreiber 19 übertragen.

Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen. Die Datenwandlereinheit weist außerdem ein Potentiometer 22 in der Art eines veränderli-

chen Widerstandes auf. Das Potentiometer 2 2 ist mit der Gleichspannung liefernden Stromquelle 17 von Fig. 1 in Reihe geschaltet, deren Spannung ausreicht, um vom Potentiometer 22 ein m V Ausgangssignal zu erhalten, das über die Datenübertragungseinrichtung 18 von Fig. 1 auf den Schreiber 19 von Fig. 1 übertragen wird. Der Schreiber 19 ist vorzugsweise ein 24-Stunden-Schreiber. Wenn der Pegel B-B des geschmolzenen Metalls sich ändert, variiert das dem Schreiber 19 zugeführte mV-Signal, wodurch am Schreiber 19 eine sichtbare Datenwertanderung hervorgerufen wird. Auf diese Weise werden drastische Änderungen des Pegels B-B des geschmolzenen Metalls, wie sie durch Unterbrechung des Eingießens des geschmolzenen Metalls in die obere Kammer 11 und einen freien Durchstrom geschmolzenen Metalls durch Fehlstellen oder Brüche des Filters 13 hervorgerufen werden', unverzüglich aufgezeichnet. Außerdem wird das allmähliche Ansteigen der Verstopfung des Filters 13 auf unannehmbare Verengungswerte durch das vorliegende Gerät angezeigt, ebenso wie die Entwicklung von Fehlstellen im Filter 13, die einen zunehmenden Anstieg des Pegels B-B des geschmolzenen Metalls zur Folge haben. Auf diese Weise wird die Wirksamkeit des Filters 13 kontinuierlich überwacht, um die Verarbeitung ungefilterten Metalls zu verhindern, den produktiven Durchstrom geschmolzenen Metalls dagegen beizubehalten.

Die Erfindung wurde zwar unter besonderem Bezug auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel derselben im einzelnen beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß Abwandlungen und Modifikationen innerhalb des Gedankens und des Umfangs der Erfindung durchgeführt werden können, wie sie vorstehend beschrieben und in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Industrielle Anwendbarkeit

Diese Erfindung ist bei der industriellen Filtration geschmolzenen Metalls auswertbar und insbesondere nützlich bei einem System zur Feststellung der Wirkksamkeit eines Filters für geschmolzenes Metall.

Claims

Ich beanspruche:

1. Gerät zum überwachen der Leistungsfähigkeit eines Filters für geschmolzenes Metall, umfassend:

eine Sensoreinrichtung zum Ermitteln des Pegels geschmolzenen Metalls auf zumindest einer Seite des besagten Filters; eine Wandlereinrichtung zum Umsetzen der ermittelten Pegelwerte des geschmolzenen Metalls in ein Signal; eine übertragungseinrichtung zum übertragen des besagten Signals; und eine Aufzeichnungseinrichtung für Empfang und Aufzeichnung des besagten Signals.

2. Gerät nach Anspruch 1, bei dem besagte Sensoreinrichtung außerdem einen Schwimmer aus Marinite aufweist, der an der stromabwärts gelegenen Seite des Filters angeordnet und mit einem Anzeigehebel verbunden ist.

3. Gerät nach Anspruch 1, bei dem besagte Wandlereinrichtung außerdem ein Potentiometer vom Typ des veränderlichen Widerstandes aufweist, das mit einer Stromquelle für Gleichspannung in Reihe geschaltet ist.

4. Gerät nach Anspruch 1, bei dem besagte Aufzeichnungseinrichtung außerdem einen 24-Stunden-Schreiber aufweist.

5. Bei einem für die Filtration geschmolzenen Metalls vorgesehenen Trichter der Art, der eine erste Kammer zur Aufnahme ungefilterten geschmolzenen Metalls, eine zweite Kammer zur Aufnahme gefilterten, von der ersten Kammer kommenden geschmolzenen Metalls sowie ein Filter für geschmolzenes Metall aufweist, das die erste und die zweite Kammer voneinander trennt, die Verbesserung, die aufweist: eine Sensoreinrichtung zum Ermitteln des Pegels geschmolzenen Metalls auf zumindest einer Seite des besagten Filters; eine Wandlereinrichtung zum Umsetzen des ermittelten Pegelwertes geschmolzenen Metalls in ein Signal; eine übertragungseinrichtung zum übertragen des besagten Signals;

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und eine Aufzeichnungseinrichtung für Empfang und Aufzeichnung des besagten Signals.

6. Gerät nach Anspruch 5 , bei dem die besagte Sensoreinrichtung außerdem einen Schwimmer aus Marinite umfaßt, der auf der stromabwärts gelegenen Seite des Filters angeordnet und mit einem Anzeigehebel verbunden ist.

7. Gerät nach Anspruch 5, bei dem die besagte Wandlereinrichtung außerdem ein Potentiometer vom Typ des veränderlichen Widerstandes aufweist, das mit einer Stromquelle für Gleichspannung in Reihe geschaltet ist.

8. Gerät nach Anspruch 5, bei dem besagte Aufzeichnungseinrichtung außerdem einen 24-Stunden-Schreiber aufweist.

9. Verfahren zum Feststellen der Wirksamkeit eines Filters für geschmolzenes Metall in einem Metallschmelzetrichter der Art, der eine erste Kammer für die Aufnahme ungefilterten, geschmolzenen Metalls, eine zweite Kammer für die Aufnahme gefilterten, von der ersten Kammer kommenden Metalls und ein Filter für geschmolzenes Metall aufweist, das die erste und die zweite Kammer voneinander trennt, das die folgenden Verfahrensschritte aufweist:

Ermitteln des Pegels geschmolzenen Metalls auf zumindest einer Seite des besagten Filters;

Umsetzen des ermittelten Pegelwertes des geschmolzenen Metalls in ein Signal;
Übertragen besagten Signals; und
Empfangen und Aufzeichnen des besagten Signals.

Geänderte Ansprüche

{vom internationalen Büro am 18. Februar 1985 (18.02.85) erhalten; geändert sind die ursprünglichen Ansprüche 1, 2, 4, 5, 6 und 9; die übrigen Ansprüche sind unverändert (3 Seiten)J

1. (geändert) Ein Gerät zum Überwachen der Wirksamkeit eines Filters für geschmolzenes Metall, umfassend:

eine erste Kammer für geschmolzenes Metall; eine zweite Kammer für geschmolzenes Metall;

eine Filtereinrichtung für geschmolzenes Metall, die zwischen besagter erster und besagter zweiter Kammer angeordnet ist, um geschmolzenes Metall zwischen besagten Kammern zu filtern;

eine Sensoreinrichtung zum Ermitteln des Pegels geschmolzenen Metalls in einer der besagten Kammern;

eine Wandlereinrichtung zum Umsetzen des ermittelten Pegels geschmolzenen Metalls in ein Pegelsignal;

eine übertragungseinrichtung zum übertragen besagten Pegel signals; und

eine Einrichtung zum Empfangen und Sichtbarmachen besagten Pegelsignals als Funktion der Zeit, um dadurch eine Abnahme der Wirksamkeit des Filters für geschmolzenes Metall festzustellen.

2. (geändert) Gerät nach Anspruch 1, bei dem besagte Sensoreinrichtung außerdem einen Schwimmer aus hochtemperatur fester Keramik aufweist, der auf der stromabwärts gelegenen Seite der besagten Filtereinrichtung angeordnet und mit einem Anzeigehebel verbunden ist.

4. (geändert) Gerät nach Anspruch 1, bei dem die besagte Einrichtung zum Sichtbarmachen außerdem einen 24-Stunden-Schreiber aufweist.

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5. (geändert) Trichter zur Filtration geschmolzenen Metalls, um fassend:

eine erste Kammer zur Aufnahme ungefilterten geschmolzenen Metalls;

eine zweite Kammer zur Aufnahme gefilterten, von der ersten Kammer kommenden geschmolzenen Metalls;

eine Filtereinrichtung für geschmolzenes Metall, die zwischen besagter erster und besagter zweiter Kammer angeordnet ist;

eine Einrichtung, um eine Aufzeichnung des Verlaufs der Wirksamkeit der Filtereinrichtung zur Verfügung zu stellen, umfassend :

eine Einrichtung zum Ermitteln des Pegels geschmolzenen Metalls in einer der besagten Kammern;

eine Einrichtung zum Aufzeichnen besagten Pegelsignals als eine Funktion der Zeit;

wodurch die Wirksamkeit der besagten Filtereinrichtung durch den als Funktion der Zeit aufgezeichneten Pegel überwacht wird.

6. (geändert) Gerät nach Anspruch 5, bei dem die besagte Sensoreinrichtung außerdem einen Schwimmer aus hochtemperatur fester Keramik aufweist, der auf der stromabwärts gelegenen Seite der besagten Filtereinrichtung angeordnet und mit einem Anzeigehebel verbunden ist.

9. (geändert) Verfahren zur Feststellung der Wirksamkeit eines Filters für geschmolzenes Metall in einem für geschmolzenes Metall vorgesehenen Trichter der Art, der eine erste Kammer für geschmolzenes Metall, eine zweite Kammer für geschmolzenes Metall und eine Filtereinrichtung für geschmolzenes Metall aufweist, die zwischen besagter erster und besagter zweiter Kammer für die Filtrierung geschmolzenen Metalls zwischen diesen Kammern angeordnet ist, einschließlich der Verfahrensschritte:

Eingießen geschmolzenen Metalls in die erste Kammer;

Filtern besagten geschmolzenen Metalls von der ersten Kammer in die zweite Kammer durch besagte Filtereinrichtung;

Ermitteln des Pegels geschmolzenen Metalls in einer der besagten Kammern;

Umsetzen des ermittelten Pegels geschmolzenen Metalls in ein Signal;

überwachen besagten Pegelsignals als Funktion der Zeit, um die Anderungsgeschwindigkeit des Pegels geschmolzenen Metalls festzustellen; und

Ermitteln der Wirksamkeit der besagten Filtereinrichtung aufgrund der Anderungsgeschwindigkeit des Pegels geschmolzenen Metalls.

ERKLÄRUNG GEMÄSS ARTIKEL 19

Der Anmelder reicht hiermit Austauschseiten 6 bis 8 ein, die Ansprüche 1 bis 9 enthalten. Die Ansprüche 1, 2, 4,5, 6 und 9 sind geändert, um die Ansprüche der Internationalen Anmeldung mit den Ansprüchen in Übereinstimmung zu bringen, die vor kurzem in Sachen der Prioritätsanmeldung durch das Patent- und Warenzeichenamt der Vereinigten Staaten gewährt worden sind. Die geänderten Ansprüche beschreiben die Erfindung eingehender.