DE4203193C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Handhabung von Magnesium- und Magnesium-Legierungsschmelzen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Handhabung von Magnesium- und Magnesium-LegierungsschmelzenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Handhabung von Magnesium- und Magnesiumle
gierungsschmelzen.
In allen Bereichen der Technik, in denen durch
Gewichtseinsparung eine Reduzierung der Umweltbelastungen im
Sinne einer Senkung des Treibstoffverbrauches wie auch der
Minimierung beschleunigter Massen im Vordergrund steht, ist
besonderes Interesse an der Verfügbarkeit von Materialien
mit hohen gewichtsspezifischen Eigenschaften vorhanden.
In diesem Zusammenhang kommt der Herstellung und
Verarbeitung von Magnesium und Magnesiumlegierungen wachsen
de Bedeutung zu (Jan Bolstad, Eschborn, Magnesium - ein
überlegener Werkstoff für Bauteile in Metall 44. Jahrg. 6/90
S. 589-592 und Werner Messmann, Düsseldorf, Automobil-Druckguß läßt
Magnesium expandieren in Metall 43. Jahrg. 12/89 S. 1194-1198).
Um die für die kostengünstige Herstellung hoch
wertiger Bauteile notwendigen Qualitätsansprüche zu gewähr
leisten, ist aufgrund der hohen chemischen Reaktivität der
Ausgangsstoffe eine kontaminationsarme und gefahrlose Hand
habung der Schmelzen unter Schutzgasatmosphäre erforderlich
(Developments in Magnesium diecasting, Foundry Trade Jour
nal, 7/89 S. 534-536).
Der Einsatz moderner Verarbeitungsverfahren, wie
zum Beispiel die Metallpulvererzeugung durch Inertgasschmel
zeverdüsung oder die druckgußtechnische Herstellung endkon
turnaher Formteile, wird dabei elementar von einer störungs
freien und genauen Schmelzeförderung und -dosierung bestimmt
(Hustorft O. M. and Estergaard E., Gravity Metering for
Magnesium Cold Chamber Die Casting in SDCE 14th Internatio
nal Die Casting Cogress and Exposition, 1987, Toronto Cana
da Paper No. G-T87-002).
Die Erfüllung dieser Grundbedingungen erfordert
die Verfügbarkeit eines entsprechenden Handhabungssystems
mit hoher Betriebssicherheit zur kontaminationsarmen Er
schmelzung und Behandlung sowie der variablen Schmelzeförde
rung mit ausreichender Dosiergenauigkeit.
Hinzu kommen die Aspekte einer gesicherten
Schmelzeaufbereitung und -vorhaltung sowie einer flexiblen
Adaptierbarkeit an nachfolgende Verarbeitungsvorrichtungen.
Bisher erfolgt der Abguß der Schmelze einerseits
aus einem im Ofengestell gelagerten Kipptiegel (Smith P.,
Manufakture of Rapidly Light Alloy Powders, MPR, 3/85 S. 159-161).
Nachteilig ist, daß hierdurch der nachfolgenden Verarbei
tungseinrichtung kein exakter Schmelzenstrom zugeführt
werden kann, so daß das Vorschalten eines beheizten Gieß
trichters erforderlich ist, der als Zwischenspeicher mit
engem Bodenauslaß einen kontinuierlichen Schmelzenfluß
erzeugt. Hierbei bereiten die Inertgas-Kapselung des
Schwenkbereiches und der Zuführungseinheit besondere Dich
tungsprobleme, woraus Leckverluste resultieren können.
Es sind ferner Rohröfen mit Bodenablaß bekannt,
die sich bei vertikaler Anordnung aufgrund der kompakten
Bauweise durch kurze Schmelzetransportwege auszeichnen. In
der Praxis sind jedoch keine geeigneten Verschlußsysteme
vorhanden (Ruthardt R., Modularer Aufbau von Inertgas-Verdü
sungsanlagen zur Erzeugung von hochwertigen Metallpulvern,
Metall, 38. Jahrg. 10/84 S. 932-936). Die vielfach eingesetzte Stopfen
stange mit kugeligem Dichtkörper bietet besonders im Warm
haltebetrieb keine ausreichende Sicherheit gegen einen
unerwünschten Schmelzeauslauf, da die Verunreinigung der
mechanischen Kontaktflächen bei Wiederverschluß nicht ver
mieden werden.
Das Dosierverhalten beider Verfahren wird von
der Ausflußcharakteristik ihrer Schmelzespeicher bestimmt.
Der sich mit sinkendem Schmelzbadspiegel verringernde hydro
statische Druck erzeugt dabei einen nicht konstanten Schmel
zevolumenstrom.
Bei mit Gewichtsmessung arbeitenden Schmelzeför
der- und Dosiereinrichtungen besteht ebenfalls ein direkter
Kontakt zwischen Schmelzbad und Transportkammer, wobei die
Funktionsfähigkeit und die Dosiergenauigkeit durch Verunrei
nigungen eingeschränkt werden kann.
Die bisher vorhandenen Systeme zum kontaktlosen
Schmelzetransport mit Hilfe erzeugter Druckdifferenzen benö
tigen üblicherweise die Schmelzbad- bzw. Förderhöhe überwa
chende elektrische Signalgeber zur Prozeßsteuerung, da die
Druckbeaufschlagungs- bzw. Entlüftungszeiten der weitgehend
mit großem Totvolumen ausgestatteten Förderkammer nicht zu
vernachlässigen sind.
Die Verfügbarkeit eines auf die spezifischen Er
schmelzungs- und Transportbedingungen von Magnesiumlegierun
gen abgestimmtes, nach dem Druckdosierprinzip arbeitendes
Handhabungssystem, ist bisher nicht gewährleistet. Die
bisher durch spontane Entlüftung mit der Umgebung erfolgende
Prozeßunterbrechung gestattet darüber hinaus nicht die
Adaption an Unterdruck erzeugende Verarbeitungsanlagen wie
zum Beispiel Schmelzeverdüsungseinrichtungen.
Durch die DE 32 14 922 C2 ist eine Niederdruck-Gieß
vorrichtung bekannt, die einen Schmelztiegel aufweist, in
dem sich bei Betrieb Metallschmelze befindet. Oberhalb der
Metallschmelze im Tiegel ist eine Schutzgasatmosphäre gebil
det. In der flüssigen Schmelze ist ein Dosierbehälter einge
taucht angeordnet, der über ein mechanisches Einlaßventil
mit dem Schmelztiegel in Verbindung steht. Der Dosierbehälter
ist mit einer Druckleitung durch die sich in dem Dosierbe
hälter befindende Metallschmelze mit Druck beaufschlagbar
und mit einer Steigleitung, die an ihrem dem Dosierbehälter
abgewandten Ende in eine Gießform mündet und in der ein
Rückschlagventil angeordnet ist, verbunden. Zum Gießen mit
dieser bekannten Gießvorrichtung wird zunächst das mechani
sche Einlaßventil zwischen Dosierbehälter und Schmelztiegel
betätigt, so daß flüssige Metallschmelze in das Innere des
Dosierbehälters eintritt. Dann wird der Dosierbehälter von
der Druckleitung her mit einem Druckgas beaufschlagt, so daß
flüssige Metallschmelze aus dem Dosierbehälter durch die
Steigleitung durch das in der Steigleitung angeordnete
Rückschlagventil hindurch zu der Gießform gedrückt wird.
Ein Nachteil dieser bekannten Gießvorrichtung be
steht darin, daß bei der Dosierung mechanische Dichtelemente
bzw. Verschlußsysteme erforderlich sind, deren Funktions
fähigkeit bei Kontakt mit der Metallschmelze beeinträchtigt
ist. Maßnahmen zur Gewährleistung konstanter Fördergeschwin
digkeiten sind nicht vorgesehen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
deshalb darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der ein
gangs genannten Art so zu verbessern, daß auf einfachere Art
und Weise eine gleichmäßigere, weitgehend kontaminations
freie und gefahrlose Erschmelzung, Schmelzendosierung und
Schmelzenvorhaltung erreicht wird.
Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die
Lehre gemäß Anspruch 1 und vorrichtungsmäßig durch die Aus
bildung gemäß Anspruch 11 gelöst.
Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der
erfindungsgemäßen Aufgabenlösung sind in den den Ansprüchen
1 und 11 zugeordneten Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäß vorgesehene konstante Spei
chervolumen ermöglicht auf einfachste Art die Einstellung
eines konstanten Dosierdruckes. Dieser konstante Dosierdruck
wird erreicht, indem das externe Druckspeichervolumen groß
gegenüber dem zu befüllenden Ofen-Volumen ausgelegt wird.
Der Dosier- bzw. Förderdruck ist variabel vorgebbar. Druck
verlust kann durch eine Zweipunkte-Nachfüllregelung auf ein
tolerierbares Abweichungsintervall begrenzt werden. Stati
sche Speicherbehälter, wie sie vorliegend eingesetzt werden,
zeichnen sich durch eine leichte Verfügbarkeit und hohe
Betriebssicherheit sowie weitestgehende Wartungsfreiheit
aus.
Durch den externen Druckspeicher wird das Druck
niveau im Leitungssystem stabilisiert und werden thermisch
induzierte Druckschwankungen während der Druckbeaufschlagung
des Dosier-Schmelzofens kompensiert.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfin
dungsgemäße Vorrichtung sehen die Handhabung der Schmelze
unter Schutzgasatmosphäre vor, wodurch die Schmelze prak
tisch kontaminationsfrei gehandhabt werden kann und wodurch
eine Ofenverschlammung durch oxidische und metallische
Verbindungen verhindert werden kann. Die Schmelze kann sehr
rein gehalten werden.
Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht eine
optimale Abschirmung des Schmelzbades bei geringem Ofen-Tot-
Volumen.
Der externe Vakuumspeicher ermöglicht eine Pro
zeßunterbrechung. Die erfindungsgemäße Ausbildung sichert
eine kontaminationsarme Materialnachfüllung über eine vorge
sehene Materialzuführungsschleuse. Temperaturschwankungen der
transportierten Schmelze sind durch Beheizung der Dosierlei
tung vernachlässigbar.
Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht die
Realisierung eines Warmhaltebetriebes, wodurch eine Vorrats
haltung möglich und ein Leerfahren des Dosier-Ofens nicht
erforderlich ist.
Durch die Erfindung kann bei Temperaturen unter
660°C gearbeitet werden, um eine Eisenaufnahme der Schmelze
zu minimieren. Eine Überhitzung der Schmelze, wie dies im
Stand der Technik üblich ist, ist nicht mehr notwendig.
Durch homogenisierendes Rühren der Schmelze wird
eine verbesserte Durchmischung der Schmelze erreicht. Die
kontaminationsarme Zuführung in Kombination mit dem
homogenisierenden Rühren minimiert die Bildung von
Verunreinigungen und begünstigt die feine und homogene
Verteilung der Materialien in der Schmelze.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines in
der Zeichnung dargestellten Blockschaltbildes näher erläu
tert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild und
Fig. 2 schematisch die Anordnung eines
Vorlegierungsofens bei der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung.
Die Zeichnung zeigt eine Vorrichtung zur Handha
bung von Magnesium- und Magnesiumlegierungsschmelzen mit
einem Dosier-Schmelzofen 54, der mit einer Ofenheizung 40
und einem mechanischen Rührer 53 zur Homogenisierung der
Schmelze ausgestattet ist. Der Rührer soll Schwereseigerungen
der Schmelze durch Legierungskomponenten mit hohen Dichteun
terschieden verhindern und eine Feinverteilung der Legie
rungskomponenten und eventuell zugeführter Gase sichern.
In den Dosier-Schmelzofen 54 führt von oben
eine Materialzuführungseinrichtung, die eine Schleuse 52
aufweist.
Aus dem Dosier-Schmelzofen 54 ist ein Steigrohr
56 herausgeführt und zu einer nachgeschalteten Vorrichtung,
beispielsweise einem Verdüsungsturm oder der Schußkammer
einer Druckgußmaschine geführt (nicht dargestellt). Das
Steigrohr 56 ist außerhalb des Dosierschmelzofens mit einer
Steigrohrheizung 41 versehen.
Der Dosier-Schmelzofen 54 ist über ein steuer
bares Druckausgleichsmagnetventil 4 mit der nachgeschalteten
Vorrichtung verbunden.
Ein Druckspeicher 50, der über ein Magnetventil 1
mit Dosiergas, beispielsweise Argon, aus einer Dosiergas
quelle 60 bis zu einem bestimmten Dosierdruck befüllbar ist,
ist über ein Magnetventil 2 und eine Verbindungsleitung zur
Druckbeaufschlagung der Schmelze mit dem Dosier-Schmelzofen
54 verbindbar. Der Druckspeicher 50 weist vorzugsweise ein
Volumen auf, das groß ist gegenüber dem Ofenvolumen, so daß
der Druckspeicher selbst eine konstante Druckquelle dar
stellt.
An den Dosier-Schmelzofen 54 ist ein Begasungs
rohr 58 für gasförmige Komponenten, beispielsweise Wasser
stoff, anschließbar, welche über ein Magnetventil 6 aus
einer Reaktionsgasquelle 80 in den Ofen eingeleitet werden.
Ein Vakuumspeicher 51 ist über ein Magnetventil 3
und eine Verbindungsleitung an den Dosierschmelzofen 54
anschließbar. Die Verbindungsleitungen zum Druckspeicher 50
und zum Vakuumspeicher 51 sind wechselseitig durch die
zugeordneten Magnetventile 2 und 3 schaltbar. In den Verbin
dungsleitungen sind Metalldampfabscheider angeordnet.
An den Dosierschmelzofen 54 ist ein Vorlegie
rungsofen 57 oder ein Schmelzreservoir anschließbar.
Eine Schutzgas- bzw. Spülgasquelle 70 ist über
Magnetventile 11, 12 und 13 an die Schleuse 52, den Dosier-
Schmelzofen 54 und den Druckspeicher 50 zum Spülen und zur
Schaffung einer Schutzgasatmosphäre anschließbar.
Drucksensoren 20, 21 und 22 überwachen den Druck
im Druckspeicher 50, in der Schleuse 52 und im Dosier-
Schmelzofen 54.
Temperatursensoren 30 und 31 überwachen die Tem
peratur des Dosier-Schmelzofens 54 und des Steigrohres 56
und steuern die Leistungsabgabe der Ofenheizung 40 und der
Steigrohrheizung 41 durch eine Zweipunkte-Regelung.
Es ist eine Vakuumpumpe 55 vorgesehen, die über
Magnetventile 7, 8, 9 und 10 an den Druckspeicher 50, den
Dosier-Schmelzofen 54, die Schleuse 52 und den Vakuumspei
cher 51 anschließbar ist zum Evakuieren der Vorrichtung.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt, wobei voraus
geschickt sei, daß eine Prozeßsteuereinrichtung (nicht
dargestellt) zur Steuerung des Prozeßablaufes nach einem
vorgegebenen Programm vorgesehen ist.
Nach dem Einschalten der Vorrichtung wird Be
triebsbereitschaft gemeldet, und es besteht die Möglichkeit
der Abfrage und Neueingabe von Programmsteuerungsparametern,
wie Temperatur-, Druck- und Zeitgrenzwerten sowie Regelgrö
ßen.
Zunächst wird die gesamte Vorrichtung evakuiert.
Hierzu wird die Vakuumpumpe 55 eingeschaltet und werden die
Ventile 7 bis 10 geöffnet. Der Vorgang wird beendet, wenn
die Druckmeßwerte einen ersten vorgebbaren Wert, beispiels
weise < 0,01 bar, erreichen. Danach setzt automatisch die
Spülung der Vorrichtung mit Schutzgas, beispielsweise Argon,
durch öffnen der Ventile 11 bis 13 ein, bis alle Drucksigna
le einen zweiten vorgebbaren Druck, beispielsweise < 1,0 bar,
erreichen. Dieser zur Schaffung einer lückenlosen Schutzgas
atmosphäre dienende Dekontaminationszyklus kann bei Bedarf
wiederholt werden. Anschließend meldet das Programm Be
schickungsbereitschaft.
Vor dem Evakuieren und Spülen ist bereits die
Schleuse 52 der Materialzuführungseinrichtung gefüllt wor
den.
Nach dem Spülvorgang wird die gewünschte Dosier-
Schmelzofen-Temperatur eingegeben, wird die Ofenheizung 40
eingeschaltet und erfolgt die Beschickung des Dosier-
Schmelzofens 54; der Druckspeicher 50 wird über das Ventil 1
aus dem Dosiergasreservoir 60 bis zum vorgebbaren Dosier
druck befüllt. Über das Magnetventil 4 kann ein Druckaus
gleich zwischen dem Dosier-Schmelzofen 54 und einer nachge
schalteten Vorrichtung erreicht werden, wodurch beispiels
weise ein vorzeitiger Dosierungsvorgang verhindert werden
kann.
Bei Erreichen der vorgebbaren Schmelztemperatur
und Steigrohrtemperatur sowie des Druckniveaus des Druck
speichers und des Vakuumspeichers wird Betriebsbereitschaft
angezeigt. Danach wird eine Schmelzenbehandlung und/oder
Druckbeaufschlagung des Dosier-Schmelzofens durchgeführt zur
Einleitung der Dosiervorgänge, die nach Ablauf einer vorgeb
baren Dosierzeit oder in Abhängigkeit von Gewichtsmessungen
der Schmelze oder einer davon abhängigen Größe beendet wird.
Der Rührer 53 dient zur aktiven Durchmischung
des Schmelzbades und fördert damit die homogene Verteilung
aller Legierungskomponenten. Er wird jedoch erst zugeschal
tet, wenn die Schmelzentemperatur der Legierung überschrit
ten ist. Andernfalls besteht die Gefahr einer Zerstörung des
Rührelementes oder die Gefahr einer Überlastung des antrei
benden Motors durch noch nicht verflüssigtes Material.
Ein während der Schmelzedosierung auftretender
Druckabfall im Druckspeicher 50 wird kompensiert, indem das
Ventil 1 nach einer bestimmten vom Drucksensor 20 festge
stellten Druckabweichung vom vorgewählten Dosierdruck erneut
öffnet, bis der vorgewählte Druck wieder erreicht wird.
Der Dosiervorgang wird durch Schließen des Ven
tils 2 und durch gleichzeitiges Öffnen des Ventiles 4 been
det. Im Gegensatz zu gießtechnischen Förderaufgaben sind bei
Verdüsungsprozessen eine Trennung der Schmelze im Steigrohr
durch einen Druckausgleich zwischen dem Dosier-Schmelzofen 54
und einer nachgeschalteten Vorrichtung und die zu über
windende Steigrohr-Druckhöhe nicht gewährleistet. Um den in
diesem Fall entstehenden Unterdruck in der nachgeschalteten
Vorrichtung kompensieren zu können, öffnet bei geschlossenem
Ventil 4 das Ventil 3, das in der Verbindungsleitung zwi
schen dem Vakuumspeicher 51 und dem Dosier-Schmelzofen 54
angeordnet ist. Nach Ablauf einer vorgebbaren Druckaus
gleichszeit öffnet das Ventil 4 und schließt das Ventil 3
wieder.
Es besteht die Möglichkeit, zwischen Warmhaltebe
trieb, Ausschalten der Vorrichtung und erneuter Schmelzedo
sierung zu wählen.
Im Warmhaltebetrieb sind sämtliche Ventile ge
schlossen bzw. sämtliche Heizeinrichtungen mit Ausnahme der
Ofenheizung 40 abgeschaltet und ist das Ventil 4 in den
Offenzustand geschaltet.
Als zusätzliche Funktion besteht die Möglichkeit
einer Schmelzebegasung beispielsweise mit Wasserstoff.
Hierzu wird das Ventil 6 geöffnet und Gas aus der Reaktions
gasquelle 80 dem Dosier-Schmelzofen über das Begasungsrohr
58 zugeführt. Der Rührer 53 geht dabei automatisch in Be
trieb. Die Begasung ist beendet, wenn der Innendruck des
Dosier-Schmelzofens einen den angestrebten Reaktionsgas-
Partialdruck berücksichtigenden Einstellwert erreicht. Um
einen Anstieg der Schmelze im eintauchenden Begasungsrohr 58
während der Dosierung zu verhindern, wird dieses Begasungs
rohr über das Ventil 5 parallel zum Ventil 2 mit dem einge
stellten Dosierdruck des Druckspeichers 50 beaufschlagt.
Es sind folgende sicherheitstechnische Maßnahmen
vorgesehen:
- 1. Bei Stromausfall schließen unter Abschaltung der gesamten Vorrichtung alle Ventile mit Ausnahme des Ventiles 4, um eine ungeregelte Schmelzeförderung bei gleichzeitiger Sicherung der Schutzgasatmo sphäre auszuschließen.
- 2. Das Betätigen eines NOTAUS-Schalters (nicht darge stellt) schaltet die Vorrichtung ebenfalls ent sprechend 1. ab.
- 3. Ein entsprechendes Abschalten der Vorrichtung erfolgt auch bei Auslösen einer Überdrucksiche rung. Das Abschalten dient als Warnsignal für eine bevorstehende Brand- oder Explosionsgefahr. Ein durch entsprechende Druckbegrenzungsventile reali sierter Überlastschutz verhindert die Zerstörung der Drucksensoren und anderer Komponenten des Druckdosiersystemes.
- 4. Eine Einfriersicherung wird dann aktiv, wenn beispielsweise die Steigrohrtemperatur während eines Abgusses einen Mindestwert unterschreitet.
- 5. Ein Überhitzungsschutz wird dann ausgelöst, wenn entweder die Ofen- oder Steigrohrtemperatur einen zulässigen Maximalwert überschreitet.
- 6. Reparatur- und Reinigungsarbeiten dürfen nur bei vollständig entleertem Dosier-Schmelzofen vorge nommen werden. Eine Trennung von Steigrohr und nachgeschalteter Vorrichtung ist dabei in jedem Fall vorzunehmen.
Claims (32)
1. Verfahren zur Handhabung von Magnesium- und Magne
siumlegierungsschmelzen, gekennzeichnet durch folgende
Verfahrensschritte:
- a) Evakuieren sämtlicher medienführender Teile,
- b) Spülung mit einem Schutzgas,
- c) Einstellung einer Schutzgasatmosphäre,
- d) kontaminationsarme Zuführung und Erschmelzung des zu handhabenden Materials unter Schutzgasatmo sphäre,
- e) gleichmäßige Förderung der Schmelze durch Kon stantdruckbeaufschlagung der Schmelze und
- f) Einstellung unterschiedlicher Druckniveaus im Ofenraum zum genauen Dosieren unabhängig vom Druckniveau der zu beschickenden Vorrichtung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die unterschiedlichen Druckniveaus durch Beauf
schlagung des Ofenraumes mit Überdruck und Unterdruck
erzeugt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schmelze durch homogenisierendes Rühren behan
delt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schmelze durch Begasung behandelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Behandlung der Schmelze durch Zuführen einer
erschmolzenen Vorlegierung erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuführung des Materials über eine Schleusenein
richtung erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuführung des Materials aus einem Schmelzenre
servoir erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß vor Einleitung eines Dosiervorganges ein Druckaus
gleich zwischen Schmelzraum eines Dosier-Schmelzofens
und einer zu beschickenden Vorrichtung durchgeführt
wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung der Ab
dampfneigung das Schmelzenbad abgeschirmt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ofentotvolumen mini
miert wird.
11. Vorrichtung zur Handhabung von Magnesium- und Ma
gnesiumlegierungsschmelzen, insbesondere zur Durchfüh
rung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-10 mit
einem Dosier-Schmelzofen, an den eine Materialzuführ
einrichtung angeschlossen ist und aus dem die Schmelze
durch Druckbeaufschlagung zu einer nachgeschalteten
Vorrichtung gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß
zur variablen Druckbeaufschlagung der Schmelze an den
Dosier-Schmelzofen (54) ein prozeßabhängig nachfüll
barer Druckspeicher (50) und ein prozeßabhängig evaku
ierbarer Vakuumspeicher (51) anschließbar sind, deren
Volumina groß gegenüber dem Ofenvolumen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß der Druckspeicher (50) und/oder der Vakuum
speicher (51) ein konstantes oder variables Volumen
aufweisen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen zum Druck
speicher (50) und Vakuumspeicher (51) wechselseitig
durch zugeordnete Magnetventile (2, 3) schaltbar sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß in den Verbindungsleitungen Metalldampf
abschneider angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß die Materialzuführeinrichtung eine Schleuse
(52) aufweist zur kontaminationsarmen Materialzufüh
rung.
16. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß an den Dosier-Schmelzofen (54) ein Vorlegie
rungsofen (57) und/oder ein Schmelzofenreservoir an
schließbar sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 16, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Dosier-Schmelzofen (54) über ein
Steigrohr (56) mit Steigrohrheizung (41) mit der nach
geschalteten Vorrichtung verbunden ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß an den Dosier-Schmelzofen
(54) und das Steigrohr (56) Temperatursensoren (30 und
31) angeschlossen sind, die die Leistungsabgabe der
Ofenheizung (40) und der Steigrohrheizung (41) durch
eine Zweipunkte-Regelung steuern.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß an den Dosier-Schmelzofen
(54), den Druckspeicher (50) und die Schleuse (52)
Drucksensoren (20, 21, 22) zur Drucküberwachung ange
schlossen sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Vakuumpumpe (55) über
Magnetventile (7, 8, 9, 10) an den Druckspeicher (50),
den Dosier-Schmelzofen (54), die Schleuse (52) und den
Vakuumspeicher (51) anschließbar ist zum Evakuieren der
Vorrichtung.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Schutzgasquelle (Ar)
über Magnetventile (11-13) an den Druckspeicher (50),
die Schleuse (52) und den Dosier-Schmelzofen (54) zum
Spülen und zur Schaffung einer Schutzgas-Atmosphäre
anschließbar ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß der Dosier-Schmelzofen (54)
und die nachgeschaltete Vorrichtung über ein Druckaus
gleichs-Magnetventil (4) miteinander verbindbar sind.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung vor
gesehen ist, die zeitlich aufeinanderfolgend
- 1. durch Einschalten der Vakuumpumpe (55) und Öffnen der Ventile (7-10) die Evakuierung der Vorrichtung steuert, bis die Druckmeßwerte einen ersten vor gebbaren Wert erreichen,
- 2. durch Öffnen der Ventile (11-13) die Spülung der Vorrichtung mit Schutzgas steuert, bis die Druck meßwerte einen zweiten vorgebbaren Wert erreichen,
- 3. nach dem Spülvorgang die Beschickung des Dosier- Schmelzofens (54) steuert, die Ofenheizung (40) einschaltet und die Befüllung des Druckspeichers (50) über das Ventil (1) aus dem Dosiergasreser voir (60) bis zu einem vorgebbaren Dosierdruck steuert,
- 4. die Betriebsbereitschaft der Vorrichtung bei Er reichen der vorgebbaren Schmelzentemperatur und der Steigrohrtemperatur sowie der Druckniveaus des Druckspeichers (50) und des Vakuumspeichers (51) anzeigt,
- 5. eine Schmelzenbehandlung und/oder eine Druckbeauf schlagung des Dosier-Schmelzofens zur Einleitung der Dosiervorgänge steuert und
- 6. den Dosiervorgang nach Ablauf einer vorgebbaren Dosierzeit oder in Abhängigkeit von Gewichtsmes sungen der Schmelze oder einer davon abhängigen Größe beendet.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich
net, daß die Steuervorrichtung zur Beendigung des Do
siervorganges ein Ventil (2) schließt, das in der Ver
bindungsleitung zwischen Druckspeicher (50) und Dosier-
Schmelzofen (54) angeordnet ist, und ein Ventil (4)
öffnet, das zwischen dem Dosier-Schmelzofen (54) und
der nachgeschalteten Vorrichtung angeordnet ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeich
net, daß bei Vorliegen eines Unterdrucks in der nach
geschalteten Vorrichtung die Steuervorrichtung das Ven
til (2) schließt, ein Ventil (3) öffnet, das in der
Verbindungsleitung zwischen dem Vakuumspeicher (51) und
dem Dosierschmelzofen (54) angeordnet ist, und nach
Ablauf einer vorgebbaren Druckausgleichszeit das Ventil
(4) öffnet und das Ventil (3) danach wieder schließt.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung im
Warmhaltebetrieb die Schmelzentemperatur konstant hält
und das Ventil (4) in den Offenzustand schaltet.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 26,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Stromausfall die
Steuereinrichtung die Ventile (2 und 3) schließt und
das Ventil (4) öffnet, um ein unbeabsichtigtes Fördern
aus dem Dosier-Schmelzofen zu verhindern.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 27,
dadurch gekennzeichnet, daß an den Dosier-Schmelzofen
(54) ein in Wirkverbindung mit der Schmelze bringbares
Begasungsrohr (58) anschließbar ist zur Zuführung und
gleichmäßigen, feinen Verteilung gasförmiger Komponen
ten.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 28,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Rührer (53) zum Homoge
nisieren der Schmelze und zur gleichmäßigen Verteilung
der Komponenten vorgesehen ist.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 29,
dadurch gekennzeichnet, daß der Dosier-Schmelzofen ei
nen widerstandsbeheizten Eisentiegel aufweist.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeich
net, daß der Eisentiegel eine Abdeckung aufweist.
32. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich
net, daß eine prozeßparallel über einen Drucksensor
(20) gesteuerte Dosiergasnachfüllung aus der Dosier
gasquelle (60) vorgesehen ist.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT2420U1 (de) | 1997-11-24 | 1998-10-27 | Unitech Ag | Verfahren zum betrieb von ofenanlagen für magnesiumlegierungen |
JP2002512889A (ja) * | 1998-04-27 | 2002-05-08 | オットー ユンカー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 金属溶湯、特に軽金属溶湯の処理方法ならびに保護ガスにより加圧された密閉形計量保持炉 |
DE19845389A1 (de) * | 1998-10-02 | 2000-04-06 | Georg Fischer Disa Ag | Vorrichtung zum steigenden Niederdruck-Gießen von Metallschmelzen |
DE10128335C1 (de) * | 2001-06-12 | 2002-11-21 | Norsk Hydro Magnesiumgmbh | Verfahren zum Reinigen und Wiedereinschmelzen von in feiner Form vorliegenden verunreinigten Leichtmetallen und Leichtmetall-Legierungen |
CN113457577B (zh) * | 2021-07-06 | 2023-06-06 | 淄博胜赢化工有限公司 | 对叔丁基邻苯二酚生产用原料混合熔融装置及其使用方法 |
CN113909451B (zh) * | 2021-10-13 | 2023-09-29 | 宁波众创智能科技有限公司 | 连续在线除气定量炉 |
CN115287462B (zh) * | 2022-06-22 | 2024-03-15 | 上海航天精密机械研究所 | 一种镁合金熔体复合精炼实现装置及方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1078743B (de) * | 1958-12-10 | 1960-03-31 | Unterharzer Berg U Huettenwerk | Vorrichtung zum Vergiessen von Metallen |
DE1192372B (de) * | 1960-09-08 | 1965-05-06 | Fritz Hodler | Vorrichtung zum Transport von geschmolzenem Metall |
DE2103752A1 (en) * | 1971-01-27 | 1972-08-10 | Nörthemann, Karl-Heinz, 3501 Martinhagen | Light metal melt dispensing - from bell and weir overflow fitted melt holding furnace |
DE2425067A1 (de) * | 1974-05-24 | 1975-12-04 | Idra Pressen Gmbh | Giesseinrichtung, insbesondere zum vergiessen von magnesiumlegierungen auf warmkammer-druckgiessmaschinen |
DE2933762C2 (de) * | 1979-08-21 | 1982-06-09 | Helmut Ing.(grad.) 7100 Heilbronn Sigler | Vorrichtung zum Dosieren und Transportieren von Metallschmelzen |
DE3214922C2 (de) * | 1982-04-22 | 1984-04-26 | Norsk Hydro Magnesiumgesellschaft mbH, 4300 Essen | Niederdruck-Gießvorrichtung zum Gießen von flüssigen Metallen |
DE3619525C1 (en) * | 1986-06-10 | 1987-08-06 | Alulahn Giesserei Gmbh & Co Kg | Method and apparatus for the production of castings, for example motor vehicle wheels, from aluminium, magnesium and similar light metals in low-pressure casting machines |
-
1992
- 1992-02-05 DE DE19924203193 patent/DE4203193C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1078743B (de) * | 1958-12-10 | 1960-03-31 | Unterharzer Berg U Huettenwerk | Vorrichtung zum Vergiessen von Metallen |
DE1192372B (de) * | 1960-09-08 | 1965-05-06 | Fritz Hodler | Vorrichtung zum Transport von geschmolzenem Metall |
DE2103752A1 (en) * | 1971-01-27 | 1972-08-10 | Nörthemann, Karl-Heinz, 3501 Martinhagen | Light metal melt dispensing - from bell and weir overflow fitted melt holding furnace |
DE2425067A1 (de) * | 1974-05-24 | 1975-12-04 | Idra Pressen Gmbh | Giesseinrichtung, insbesondere zum vergiessen von magnesiumlegierungen auf warmkammer-druckgiessmaschinen |
DE2933762C2 (de) * | 1979-08-21 | 1982-06-09 | Helmut Ing.(grad.) 7100 Heilbronn Sigler | Vorrichtung zum Dosieren und Transportieren von Metallschmelzen |
DE3214922C2 (de) * | 1982-04-22 | 1984-04-26 | Norsk Hydro Magnesiumgesellschaft mbH, 4300 Essen | Niederdruck-Gießvorrichtung zum Gießen von flüssigen Metallen |
DE3619525C1 (en) * | 1986-06-10 | 1987-08-06 | Alulahn Giesserei Gmbh & Co Kg | Method and apparatus for the production of castings, for example motor vehicle wheels, from aluminium, magnesium and similar light metals in low-pressure casting machines |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
DE-Z: METALL, 38. Jahrgang, (1984), Heft 10, S. 932 - 936 * |
DE-Z: METALL, 43. Jahrgang, (1989), Heft 12, S. 1194 - 1198 * |
DE-Z: METALL, 44. Jahrgang, (1990), Heft 6, S. 589 - 592 * |
FOUNDRY TRADE JOURNAL, 7. Juli 1989, S. 534 - 536 * |
SBCE 14th International: Die Casting Congress and Exposition, 11.-14. Mai 1987, Toronto, Canada, Paper No. 6-T87-002 MPR, März 1985, S. 159 - 161 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2228154A1 (de) | 2009-03-14 | 2010-09-15 | Antrok Lotz Barde GmbH | Magnesiumrecyclinganlage mit exakter und notfallrobuster Dosiervorrichtung |
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Publication number | Publication date |
---|---|
DE4203193A1 (de) | 1993-08-12 |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: B22D 39/06 |
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