DE385971C

DE385971C - Melting and casting furnace for magnesium and its alloys

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Publication number: DE385971C
Application number: DED41900D
Authority: DE
Original assignee: FRANZ JOSEF DERIGS; REINHARD MARTIN SCHWABE
Current assignee: FRANZ JOSEF DERIGS; REINHARD MARTIN SCHWABE
Priority date: 1922-06-14
Filing date: 1922-06-14
Publication date: 1923-11-29

Description

Schmelz- und Gießofen für lWagnesium und dessen Legierungen. Es sind bereits mehrere Schmelz- und Gießöfen bekannt geworden, welche durch Einwirkung von Heizgasen ein Schmelzen und Gießen von Magnesiummetall unter Abhaltung atmosphärischer Luft bezwecken, und wodurch reines Magnesiummetall in blasenfreiem Guß erzielt werden soll. Bei all den seither bekannt gewordenen Ofen strömen die Heizgase durch ihre natürliche Abzugsgeschwindigkeit um den und bei manchen Ofen auch durch den Schmelztiegel und bestreichen hierbei die Oberfläche des Schmelztiegels oder auch die obere Schicht des Schmelzgutes. Auch sind Ofen bekannt geworden, bei welchen die Oberfläche oder der Spiegel des Schmelzgutes durch ein im Tiegel befindliches Rührwerk stetig erneuert. und dadurch eine ausgiebige Entchlorung des Schmelzgutes durch die Heizgase bezweckt wird. Des ferneren weisen einige Ofen eine Vorrichtung auf, welche die aus dem Ofen entweichenden Heizaase beim Vergießen des Schmelz-gutes um die Ausflußöffnung des Ofens leiten und dadurch ein Fernhalten von atmosphärischer Luft zur Erzielung eines blasenfreien Gusses bewirken sollen. Die Schmelztemperatur wird in diesen Ofen meist durch Gebläse, welche, wie z. B. bei dem Ofen nach der deutschen Patentschrift 2-98134, die Frischluft durch in verschiedener Höhe eingeführte Zuleitungen in die Feuerung führen, erzielt, um ein gleichmäßiges Beheizen des Tiegels zu ermöglichen. Da es sich bei den bekannten Ofen durchweg um Oberflächenfeuerung handelt, ist die Menge der zur Entchlorung erforderlichen Heizgase, durch die Größe der Heizfläche bedingt, eine beschränkte, und sind diese Heizgase bei ihrer geringen Abzugsgeschwindigkeit beim Bestreichen des Schmelzgutes sehr schnell von Chloriden gesättigt. Eine völlige Durchdringung des Schmelzgutes mit Heizgasen wird aber von keinem der bekannten Schmelz- und Gießöfen erreicht, so daß das Schmelzgut immer noch erhebliche Beiniengen von Chlor und Stickstoff enthält, was auf die Dauerhaftigkeit von Magnesiummetall von ausschlaggebender Bedeutung ist.Melting and casting furnace for magnesium and its alloys. Several melting and casting furnaces have already become known which, through the action of heating gases, are intended to melt and cast magnesium metal while keeping atmospheric air away, and which is intended to achieve pure magnesium metal in bubble-free casting. In all of the furnaces that have become known since then, the heating gases flow around and, in some furnaces, through the crucible due to their natural extraction speed, and in doing so they coat the surface of the crucible or the upper layer of the material to be melted. Furnaces have also become known in which the surface or the mirror of the material to be melted is constantly renewed by an agitator located in the crucible. and thereby an extensive dechlorination of the melting material by the heating gases is intended. Furthermore, some furnaces have a device which directs the heating oases escaping from the furnace around the outflow opening of the furnace when the melted material is being poured, thereby keeping atmospheric air away in order to achieve a bubble-free casting. The melting temperature is in this furnace mostly by fans, which, such as. B. wherein Of s after German Patent 2-98134, lead the fresh air introduced through feed lines at various heights in the furnace, obtained in order to allow a uniform heating of the crucible. Since the known furnaces are all surface firing, the amount of heating gases required for dechlorination is limited due to the size of the heating surface, and these heating gases are very quickly saturated with chlorides at their low withdrawal speed when sweeping the material to be melted. A complete penetration of the melting material with heating gases is not achieved by any of the known melting and casting furnaces, so that the melting material still contains considerable amounts of chlorine and nitrogen, which is of decisive importance for the durability of magnesium metal.

Der Erfindungsgegenstand stellt dagegen einen Schmelz- und Gießofen dar, welcher eine ausgiebige Durchsetzung des Schmelzgutes mit Heizgasen und ein völlig chlorfreies, dichtes Gießerzeugnis ergibt, welches oxydationsfrei und von außergewöhnlicher Festigkeit ist. Mit dem nachbeschriebenen Ofen wird ein bisher unerreichter Wirkungsgrad, der für die Leichtmetallgewinnung von größter Bedeutung ist, erzielt.The subject of the invention, on the other hand, is a melting and casting furnace represents, which an extensive enforcement of the melting material with heating gases and a completely chlorine-free, dense casting results, which is free of oxidation and from is of exceptional strength. With the oven described so far, a unmatched efficiency, which is of the utmost importance for light metal extraction is achieved.

Der Schmelz- und Gießofen der Erfindung kann sowohl mit dem üblichen Heizstoff (Koks usw.) als auch elektrisch beheizt werden. Bei elektrischer Beheizung tritt an Stelle des eingebauten Feuerungskorbes ein elektrischer Heizrahmen, in welchen der Schmelztiegel eingebettet ist, während an Stelle von Frischluft Gase eingeführt werden, (lie, vor ihrem Übertritt über den Rand des Tiegels in geeigneten Brennern zu breiter 1,-lamiiie elit7üii-(let, die Oberfläche des.Tiegelinhaltes bestreichen und weiterhin in der gleichen Weise wirken wie die in der Zeichnung dargestellte Beheizung mit Brennstoffen gewöhnlicher Art.The melting and casting furnace of the invention can do both with the usual fuel (coke etc.) as well as electrically heated. With electrical The built-in burner basket is replaced by an electric heating frame, in which the crucible is embedded, while gases instead of fresh air be introduced, (lie, in suitable Burners too wide 1, -lamiiie elit7üii- (let, the surface of the crucible contents paint and continue to act in the same way as the one in the drawing shown heating with fuels of the usual kind.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise für Beheizung mit Koks dargestellt. Abb. i zeigt den Ofen geschlossen in Ansicht von der Seite, Abb. 2 eine Ansicht desselben von oben -, Abb. 3 dagegen zeigt einen Ouerschnitt durch den Ofen in Höhe der Oi;#rfläche des Schmelztiegels, während Abb. 4 einen Längsschnitt in Richtung des Abflußrohres und Abb. 5 einen Längsschnitt durch das Rührwerk des Tiegels init Abflußrohr und Ausflußstutzen darstellt.In the drawing, the subject of the invention is shown, for example, for heating with coke. Fig. 1 shows the furnace closed in a view from the side, Fig. 2 is a view of the same from above, Fig. 3, on the other hand, shows a cross-section through the furnace at the level of the surface of the crucible, while Fig. 4 shows a longitudinal section in Direction of the drainage pipe and Fig. 5 shows a longitudinal section through the agitator of the crucible with drainage pipe and discharge nozzle.

a ist der äußere, aus starkem Blech gebildete Mantel des Ofens, welcher durch Bandeisenringe, verankert ist; b ist die feuerfeste Ausinauerung, in welcher nach unten und innen offene senkrechte Kanäle c für die Zuführung von Frischluft angebracht sind. d ist der äußere und c der innere Rost des den Heizstoff aufnehmenden Feuerungskorbes f. auf dessen innerer Oberkante der Schmelztiegel g hängt. Der obere Rand des Schmelztiegels - ist mit Ausnehmungen li versehen, durch weiche die durch den inneren Roste gegen die Außenwand des Tiegels ;- strömenden Heizgase nach oben über den Schmelztiegel treten und sich unter dem Deckel i über den Inhalt des Tiegels g verbreiten. Die beiden Rosted unde sind oben durch Querstäbe miteinander verbunden und bilden so ein Ganzes. Die von der Oberfläche des Feuerungskorbes f aufsteigenden Heiz-Ola se treten durch die Zwischenräume h, ebenfalls unter den Deckel i und bestreichen ebenfalls den Tiegelinhalt. 1 ist ein mehrariniges Rührwerk, dessen Mischarme hohl und am oberen, nicht bis an den Tiegelrand reichenden Ende trompetenartig erweitert sind. Der Mittelarin des Rührwerkes 1 ist nach unten zur Antriebsachse verlängert und beim Zusaininentreffen der Mischarrne tellerartig verbreitert. Dieser Teller ni, dessen Unterseite stufenförmig ausgedreht ist, greift in gleichartige Ausdrehungen des im Boden des Tiegels gebildeten Ansatzes n und dient so als Abdichtung des Rührwerkes gegen den Schmelztiegel. In dem nach unten verstärkten Tiegelansatz n (Abb. 5) sind mehrere schräg nach unten verlaufende Kanäle 0 ailgebracht, durch -welche das Schmelzgut bei geöffnetem Absperrschieber abfließen kann. Die Drehachse des Tiegels ist bis zur Ein-" inündung des Abflußrohres hohl und in Höhe der Kanäle o ebenfalls mit Ausnehmungen p versehen. j- ist das in den Tiegelansatz ji mündende Abflußrohr. s ist ein im Innern des Rührwerkmittelarmes dicht geführter Rohrschieber, der an seinem unteren Ende in Höhe der Kanäle o und der Ausnehmungen p ebenfalls mit Ausnehmungen und im oberen Drittel in Höhe der Einmündung der übrigen Mischarme in den -Mittelarin mit Längsschlitzen ii. versehen ist. Der Schieber s wird durch eine im Deckel i des Ofens geführte, mit Handrad oder Kurbel versehene Gewindespindel v betätigt und hebt bei Gegenüberstellung seiner Ausnehmungen mit den in gleicher Höhe befindlichen Ausnehmungen p der Drehachse und den Kanälen o des Schmelztiegels g das ganze Rührwerk 1 leicht von dem stufenartig ausgedrehten Ansatz ir des Tiegelbodens ab, wodurch die Abflußkanäle o des Schinelztiegels frei wer-den und (las Schmelzgut nunmehr durch die Kanäle o, Ausnehmungen p durch die ' Mitte des hohlen Schiebers s in das Abflußrohr r gelangt Im Innern der im oberen Teil hohlen Drehachse des Rührwerkes 1 in Höhe der Einmündung des Abflußrohres r ist ein Verteilungskegel 7,-angebracht, auf welchen (las ausströmende Schmelzgut auftrifft und verspritzt wird, wobei die durch das hohle Rührwerk strömenden Heizgase sich innig mit dein flüssigen Schmelzgut vermischen und hierbei weitere Chlor- und Stickstoffbestandteile des -Nla-Z" Ornesitimmetalls in sich aufnehmen. x ist der Ausflußstutzen, in welchen von oben das Absaugrohr y für Heizgase, welches an einen Sauger angeschlossen ist, hineinragt, und dessen unterer Rand kragenförmig nach außen gebogen ist und mit diesem Kragen an die innere Wandung des Abflußstutzens x dicht anschließt. Dieser Kragen des Absaugrohres ist mit Ausnehmungen .- versehen, über welche das ausströmende Schmelzgut nochmals veispritzt und von den in das Absaugrohr fließenden Heizgasen durchströmt wird, so daß also eine nochmalige Reinigung des Schmelzgutes von Chloriden und Stickstoff erfolgt. Beim Gießen in Formen wird die Gießforin luftdicht an den Ausflußstutzen x angeschlo-ssen, während eine Verbindung der in der Gießforrn befindlichen Entlüftungsöffnung mit der Saugleitungy erfolgt. Durch einen Sauger werden die von der Feuerung aufsteigenden Heizgase über dem Schmelztiegel in die hohlen Mischarme des Rührwerkes 1 -, welches nach Flüssigwerden des Schmelzgutes in Drehung versetzt wird, gesaugt und wirbeln infolge der Drehbewegungen des Rührwerkes ständig über die Oberfläche des Schmelzgutes, wodurch eine vorzeitige Sätti-,ung der Heizgase mit Chloriden vermieden und eine schnelle Erneuerung der Heizgasc erreicht wird. Die durch das Rührwerk 1 abziehenden Heizgase beheizen den Tiegel , von innen und bewirken ein sehr schnelles Schmelzen des eingebrachten Rohgutes. Beim Gießeiumspülen # die abgesaugten Heizgase in gesteigerter Geschwindigkeit das durch die Drehachse des Rührwerkes 1 in das Abflußrohr r strömende Schmelzgut, welches über dem Kegel w und dem Kragen des Absaugrohres y mehrfach verspritzt wird und durch den Ausflußstutzen x in die Gießform gelangt, wobei ein Teil der Heizgase durch die Verbindung der Entlüftungsöffnung der Gießform mit dem Abzugsrohr y mit dem Schmelzgut in die Gießform gelangt und so den Zutritt atmosphärischer Luft während des Füllens der Gießform verhindert, so daß ein völlig dichtes und blasenfreies Gußstück erzielt wird.a is the outer jacket of the furnace made of strong sheet metal, which is anchored by iron bands; b is the refractory lining, in which vertical channels c, which are open at the bottom and inside, are installed for the supply of fresh air. d is the outer grate and c the inner grate of the furnace basket f, which receives the heating fuel. The crucible g hangs on the upper inner edge of the grate. The upper edge of the crucible - is provided with recesses li, through which the hot gases flowing through the inner grids against the outer wall of the crucible ; - pass upwards over the crucible and spread under the lid i over the contents of the crucible g . The two rosted unde are connected at the top by cross bars and thus form a whole. The heating oils rising from the surface of the furnace basket f pass through the spaces h, also under the lid i and also coat the contents of the crucible. 1 is a multi-ring agitator, the mixing arms of which are hollow and widened like a trumpet at the upper end, which does not extend to the edge of the crucible. The middle part of the agitator 1 is extended downwards to the drive axis and widened like a plate when the mixing arrows meet. This plate ni, the underside of which is turned out in a stepped manner, engages in similar recesses of the projection n formed in the bottom of the crucible and thus serves to seal the agitator against the crucible. In the downwardly reinforced crucible attachment n (Fig. 5) , several downward sloping channels 0 are provided, through which the melted material can flow off when the gate valve is open. The axis of rotation of the crucible is hollow up to the confluence of the drainage pipe and is also provided with recesses p at the level of the channels o its lower end at the level of the channels o and the recesses p is also provided with recesses and in the upper third at the level of the confluence of the remaining mixing arms in the middle with longitudinal slots ii. The slide s is guided by a in the lid i of the furnace With a handwheel or crank, the threaded spindle v is actuated and, when its recesses are compared with the recesses p of the axis of rotation and the channels o of the crucible g, which are at the same height, lifts the entire agitator 1 slightly from the step-like twisted approach ir of the crucible bottom, whereby the drainage channels o of the Schinelztiegel become free and (read melt material now through the channels o, recesses p through the ' Mitt e of the hollow slide s enters the drainage pipe r Inside the upper part of the hollow axis of rotation of the agitator 1 at the level of the confluence of the drainage pipe r, a distribution cone 7 is attached, on which (the outflowing melt material impinges and is sprayed, the through The heating gases flowing through the hollow agitator mix intimately with the liquid melting material and absorb further chlorine and nitrogen components of the -Nla-Z "ornesite metal. x is the outflow nozzle into which the suction pipe y for hot gases, which is connected to a suction device, protrudes from above, and the lower edge of which is bent outwards in a collar-like manner and with this collar connects tightly to the inner wall of the outflow nozzle x. This collar of the suction tube is provided with recesses .-, via which the outflowing melt is veispritzt again and traversed by the current flowing in the suction pipe heating gases, so that therefore a repeated purification of the melt is carried out of chlorides and nitrogen. When pouring in molds, the pouring mold is connected airtight to the outflow nozzle x, while the vent opening in the pouring mold is connected to the suction line y. The hot gases rising from the furnace are sucked in above the melting crucible into the hollow mixing arms of the agitator 1 - which is set in rotation after the melted material has become liquid Saturation of the heating gases with chlorides is avoided and rapid renewal of the heating gas is achieved. Withdrawing the agitator 1 by the hot gases heat the crucible, from the inside and cause a very rapid melting of the introduced Rohgutes. When flushing the pouring-out hot gases at increased speed, the melt material flowing through the axis of rotation of the agitator 1 into the discharge pipe r, which is sprayed several times over the cone w and the collar of the suction pipe y and passes through the discharge nozzle x into the casting mold, with one part the hot gases enter the mold through the connection of the vent opening of the casting mold with the exhaust pipe y with the melted material, thus preventing the entry of atmospheric air during filling of the casting mold, so that a completely tight and bubble-free casting is achieved.

Z' ist die von einem Gebläse gespeiste Frischluftzuleitung, welche unten in den Ofen mündet und die Frischluft in die Kanäle c der Ausmauerung preßt, 'wodurch die Feuerung sowohl von unten nach oben als auch von außen nach innen angeblasen wird. z2 sind die Verteilungsleitungen für die Luftzuf ührung nach den Kanälen c. Die Beschickung des Ofens mit Heizstoff erfolgt durch die nach der Seite ausgebauten, oben mit eisernen Klappdeckeln verschlossenen Einfüllschächte fl, wobei der eingebrachte Heizstoff in den Feuerkorb f fällt. Das zu verhüttende Röhmetall wird durch den Deckel i eingeführt, welcher zu diesem Zwecke über dem Schmelztiegel g mit Ausnehmungen versehen ist, die mit schättenartig geführten Schiebedeckeln z3 el zi verschlossen sind. Ein öffnen des Ofens ist nur zum Zwecke der Reinigung erforderlich und erfolgt durch Abheben des Deckels i, welcher mit Bolzenschrauben, die in der feuerfesten Ausmauerung des Ofens verankert sind, befestigt ist. Die Betätigung des Rührwerkes erfolgt nach Flüssigwerden des Schmelzgutes durch ein mit Riemenscheiben .versehenes, unter dem Ofen angebrachtes Zahnräderpaar. Z ' is the fresh air supply line fed by a fan, which opens into the furnace at the bottom and presses the fresh air into the ducts c of the masonry,' whereby the furnace is blown both from the bottom up and from the outside to the inside. z2 are the distribution lines for the air supply to ducts c. The furnace is charged with heating material through the filling shafts fl, which are extended to the side and closed at the top with iron hinged lids, whereby the introduced heating material falls into the fire basket ff. The crude metal to be smelted is introduced through the lid i, which for this purpose is provided with recesses above the crucible g , which are closed with shadow-like sliding lids z3 el zi. Opening the furnace is only necessary for cleaning purposes and is done by lifting the cover i, which is fastened with bolts that are anchored in the refractory lining of the furnace. After the melted material has become liquid, the agitator is actuated by a pair of gear wheels fitted with belt pulleys under the furnace.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Melting and casting furnace for magnesium and its alloys, characterized in that the hot gases rising from the furnace, used to keep atmospheric air during melting and kept under suction by a suction device, are rotatably mounted in the crucible !, (g), With several hollow mixing arms with a trumpet-like extension (1) after the contents of the crucible have become liquid by turning the agitator, they are continuously swirled over the surface of the melted material and the crucible (g) from flowing through the hollow agitator (1) heat inside and repeatedly flow through the hot gas suction pipe (y) which is sprayed on a cone (w) attached inside the rotary axis of the agitator and a flange of the heating gas suction pipe (y) located in the discharge nozzle (x). -. Melting and casting furnace according to claim i, characterized in that the crucible (g) is free-standing surrounded by a furnace basket (f) which receives the heating material and is formed from an inner and an outer grate (d, e) , and its upper edge with recesses (h) through which the heating gases flowing through the inner grate (e) of the furnace basket (f) against the outer wall of the crucible (g) are passed over the crucible, while those rising from the surface of the furnace basket (f) Heating gases are passed through the openings (k) of the grids (d, e) , which are connected at the top to form a basket, over the melting crucible. 3. Melting and casting furnace according to claim i, characterized in that the refractory lining (b) of the furnace with - several vertically rising, below and inside open fresh air channels (c) is provided, while a trough-like recess is formed at the bottom of the refractory lining so that the fresh air introduced by a fan flows through the fire basket (f) both from the outside to the inside and from the bottom to the top, thus enabling even combustion of the heating materials, as well as the hot gases formed like a flash through the inner grate casing (e) against the outer wall of the crucible (g) .