DE4426780A1 - Kristallisator für Vakuumschmelzanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kristallisator für Vakuumschmelzanlagen, vorzugsweise für Elek­ tronenstrahlschmelzöfen.

Beim Schmelzen von Metallen oder Legierungen im Vakuum wird durch Abschmelzen des Ausgangsmaterials und Auffangen des abgeschmolzenen Materials in einem wassergekühlten Kristallisator mit absenkbarem Boden ein Block erzeugt. Dieser Block muß eine ausreichend glatte Oberfläche besitzen, damit er ohne zerspanende Zwischenbearbeitung, z. B. durch Dre­ hen oder Hobeln, weiterverarbeitet werden kann. Anderenfalls können Einschlüsse oder Dopplungen auftreten. In vorhandenen Anlagen wird dies dadurch erreicht, daß der absenk­ bare Boden nicht nur periodisch oder stetig mit dem Wachsen des Blockes abgesenkt wird, sondern daß dieser Bewegung eine intermittierende oder stetige Drehbewegung überlagert wird. In Höhe der Schmelzbadoberfläche entsteht durch die Kühlwirkung des Kristallisators am Umfang eine dünne Schale, die zum Teil auch durch die oberhalb des Badspiegels bevorzugte Kondensation von Metalldampf erzeugt wird. Durch die Drehung des Blockes findet eine stän­ dige Relativbewegung zwischen dieser Schale und dem Kristallisator statt. Dadurch werden sogenannte Ungänzen beim Abziehen des Blockes weitgehend vermieden.

Schmelzöfen mit innen liegendem Blockabzug gemäß der Patentschrift DD 2 93 475 haben den Vorteil einer niedrigen Bauart. Sie kommen daher ohne Grube oder Bühne aus. Sie besitzen je­ doch den Nachteil, daß eine Drehung des wassergekühlten, absenkbaren Bodens aus kinema­ tischen und Platzgründen nur schwer realisierbar ist. Zusätzlich zu den beiden Spindeln für den Blockabzug müßte noch eine dritte Spindel für die Blockdrehung eingebaut werden. Da alle Spindeln parallel zum glühenden Block angeordnet sind und gegen direkte Wärmestrahlung durch wassergekühlte Abschirmungen geschützt werden müssen, ist die Realisierung eines drehenden Blockabzuges bei dieser Bauart bisher unterblieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, die Vorteile eines drehenden Blockabzuges auch bei Vakuumschmelzöfen mit innenliegendem Blockabzug zu nutzen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Dreh- und Vertikalbewegung vonein­ ander getrennt werden. Die erforderliche Relativbewegung zwischen Block und Kristallisator in Horizontalrichtung wird durch Drehung des Kristallisators erzeugt. Die Vertikalbewegung über­ nimmt der absenkbare Boden. Damit entfällt die Notwendigkeit zur Anordnung einer dritten Spindel und der damit verbundene erhebliche Nachteil.

Die Drehung des Kristallisators kann in gleicher Weise wie der Antrieb der Spindeln für die Vertikalbewegung des Bodens von außen über eine Vakuumdrehdurchführung sowie Ketten­ räder und Kette im Inneren des Vakuumkessels erfolgen. Die Kühlwasserzufuhr zum Kristalli­ sator erfolgt in bekannter Weise über eine entsprechende Drehdurchführung mit Axialdichtun­ gen. Die in jedem Fall erforderliche Installation dieser Drehdurchführung für das Kühlwasser wird durch die fehlende Vertikalbewegung wesentlich erleichtert.

In einer anderen Ausführungsvariante besteht auch die Möglichkeit, auf eine Drehdurchfüh­ rung für das Kühlwasser völlig zu verzichten. Die Drehbewegung des Kristallisators erfolgt pendelnd und nur in einem bestimmten Sektorbereich, so daß der Kühlwasserzu- und -abfluß über fest montierte Metallschläuche erfolgen kann.

Ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung ist in Fig. 1 dargestellt. In einem Rezipienten 1 mit Pumpeinrichtung 2, einer Beschickungseinrichtung 3 mit Zuführung des Abschmelzgutes 4 und einer Elektronenkanone 5 mit dem ablenkbaren Elektronenstrahl 6 befindet sich ein wassergekühlter Kristallisator 7 mit den Kühlwasseranschlüssen 8 und 9 am Gehäuse 10.

Zwischen Gehäuse 10 und dem absenkbaren Boden 11 mit den flexiblen Wasseranschlüssen 12 und 13 befinden sich zwei Spindeln 14 und 15. An den zugehörigen Spindelmuttern 16 und 17 ist mittels einer Traverse 18 der absenkbare Boden 11 befestigt. Die Spindeln 14 und 15 sind über Kettenräder 19 und 20 und die Kette 21 starr gekoppelt. Ein Getriebemotor 24 treibt über eine Vakuumdrehdurchführung 23 und ein weiteres Kettenrad 22 die Spindeln 14 und 15 an.

Der Kristallisator 7 ist im Gehäuse 10 drehbar gelagert. Axialdichtungen 25 dichten den Kri­ stallisator 7 und das Gehäuse 20 gegen den evakuierten Rezipienten ab. Der Kristallisator ist an seinem Flansch verzahnt und wird durch eine weitere Kette 26 über die Vakuumdrehdurch­ führung 27 von einem Getriebemotor 28 angetrieben.

Bezugszeichenliste

1 Rezipient
2 Vakuumpumpeinrichtung
3 Beschickungseinrichtung
4 Zuführung des Abschmelzgutes
5 Elektronenkanone
6 Elektronenstrahl
7 Kristallisator
8, 9, 12, 13 Kühlwasseranschluß
10 Gehäuse
11 absenkbarer Boden
14, 15 Antriebsspindel
16, 17 Spindelmutter
18 Traverse
19, 20, 22 Kettenrad
21, 26 Kette
23, 27 Vakuumdrehdurchführung
24, 28 Getriebemotor
25 Axialdichtung

Claims (2)

1. Kristallisator für Vakuumschmelzanlagen, vorzugsweise Elektronenstrahlschmelzöfen, mit einem wassergekühlten Kristallisator und einem wassergekühlten, absenkbaren Boden, dadurch gekennzeichnet, daß der wassergekühlte Kristallisator (7) im Gehäuse (10) mit den starr angeschlossenen Kühlwasserleitungen (8) und (9) drehbar gelagert ist, daß das Kühlwasser für den Kristallisator (7) mittels Axialdichtungen (25) gegen das Vakuum im Rezipienten (1) abgedich­ tet ist und daß der Kristallisator (7) durch bekannte Übertragungsmittel von einem außerhalb des Vakuums angeordneten Getriebemotor (28) um seine senkrechte Achse gedreht wird.

2. Kristallisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbar gelagerte Kristalli­ sator einschließlich des Gehäuses (10) nur eine Pendelbewegung in einem begrenzten Sektorbe­ reich um seine Vertikalachse ausführt und über flexible Kühlwasserleitungen mit den Kühlwas­ seranschlüssen (8) und (9) verbunden ist.