DE69020887T2

DE69020887T2 - Schmelzvorrichtung für späneschrott.

Info

Publication number: DE69020887T2
Application number: DE69020887T
Authority: DE
Inventors: Akira Yamatokoriyama-Shi Nara 639-11 Kinoshita; Satoshi Kumagaya-Shi Saitama 360 Yamashita
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1989-10-14
Filing date: 1990-10-12
Publication date: 1996-02-29
Anticipated expiration: 2010-10-13
Also published as: EP0448724B1; CA2042020C; US5135202A; EP0448724A4; WO1991005883A1; DE69020887D1; JPH03129286A; EP0448724A1; CA2042020A1

Description

TECHNISCHER BEREICH

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einschmelzen von Metallspänen gemäß dein Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP-A-0 168 250 bekannt.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Die Technik des Einschmelzens von Aluminiumspänen durch Eintauchen in ein Schmelzbad eines Schmelzofens wurde entwikkelt, um bei Bearbeitungsschritten etc. beim Herstellungsprozeß von Aluminiumerzeugnissen anfallende Späne wirkungsvoll zu nutzen.
Die Technik ist beispielsweise in den offengelegten japanischen Gebrauchsmustern Nr. 136352/1985 und Nr. 136353/1985 offenbart, bei denen Späne in ein im wesentlichen vertikales Zufuhrrohr mit einem in ein Schmelzbad getauchten unteren Ende gefüllt und durch eine in dem Rohr angeordnete Förderschnecke in das Schmelzbad gedrückt werden.
Die offengelegten japanischen Gebrauchsmuster Nr. 164592/1987 und Nr. 22997/1989 offenbaren die Technik des Eintauchens von Spänen in ein Schmelzbad durch Befördern eines Teils des geschmolzenen Metalls durch eine elektromagnetische Wanne zu einer höhergelegenen Stelle, Einfüllen der Späne in dieses und Hineinwerfens der Späne in das Schmelzbad.
Bei den im Vorhergehenden beschriebenen bekannten Techniken tritt jedoch der Nachteil auf, daß die Vorrichtung zu groß wird, da sie eine Förderschnecke bzw. eine elektromagnetische Wanne aufweist. Die Technik, bei der die elektromagnetische Wanne verwendet wird, hat überdies den Nachteil, daß die Vorrichtung kostspielig wird.
Bei der Technik, bei der die Förderschnecke verwendet wird, wurde ebenso festgestellt, daß lediglich ein geringer Wirkungsgrad beim Einschmelzen von Spänen erzielt wird, da die Wahrscheinlichkeit besteht, daß Späne schwimmen, selbst wenn sie einmal in das Schmelzbad hinuntergedrückt werden. Die Späne schmelzen, da ihre Temperatur durch die Hitze des geschmolzenen Metalls ansteigt, mit dem sie in Kontakt gelangen. Die Temperatur des mit den Spänen in Kontakt gelangenden geschmolzenen Metalls sinkt, da seine Wärme von den Spänen aufgenommen wird. Da kaum ein Fluß zu dem mit den Spänen in Kontakt stehenden geschmolzenen Metall auftritt, wird seine Temperatur schließlich auf ein Niveau in der Nähe des Schinelzpunkts der Späne verringert. Dies führt zu einer Verringerung des Wirkungsgrads des Einschmelzens der Späne. Daher wird eine große Menge von Spänen nicht geschmolzen, sondern treibt auf der Oberfläche des Schmelzbads und oxidiert, da sie der Luft ausgesetzt ist.
Bei der Technik, bei der die elektromagnetische Wanne verwendet wird, wird stets geschmolzenes Metall neu zugeführt, das mit den Spänen in Kontakt gelangt. Bei diesem Verfahren kommte es jedoch zu einer erheblichen Störung der Oberflächenbeschaffenheit des Schmelzbads als ganzem und dadurch treten die im folgenden ausgeführten Probleme auf. Zunächst ist eine Verschwendung von Energie unvermeidlich, um die potentielle Energie eines Teils des geschmolzenen Metalls zu erhöhen. Zweitens weist der Teil des geschmolzenen Metalls, der durch die Wanne befördert wird, eine für sein Volumen extrem große Oberfläche auf. Er weist eine derart große Berührungsfläche mit der Luft auf, daß er leicht oxidiert und bei der Beförderung notwendigerweise einer nicht vernachlässigbar großen Verringerung der Temperatur unterliegt. Daher kann dieses Verfahren lediglich einen geringen Wirkungsgrad beim Einschmelzen von Spänen erreichen, wie dies bei dem Verfahren der Fall ist, bei dem die Förderschnecke verwendet wird.
Die oben genannte EP-A-0 168 250 offenbart ein Einschmelz- System für Leichtbaumetallschrott. Es weist einen Neuschmelzofen mit Trenn- und Einschmelzkammern und einer Pumpeinrichtung zum Einleiten einer Zirkulation von geschmolzenem Metall zwischen beiden auf. Es weist ebenso eine Schneckeneinrichtung auf, die derart beschaffen ist, daß sie "treibenden" Leichtbaumetallschrott aus dem Schmelzbad in den zentralen Bereich des Schmelzbads einführt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, dadurch einen verbesserten Wirkungsgrad des Einschmelzens von Spänen zu erreichen, daß die ständige Neuzufuhr von geschmolzenem Metall sichergestellt ist, um mit Spänen in Kontakt zu gelangen, ohne eine maßgebliche Störung der Oberflächenbeschaffenheit des Schmelzbads als ganzem zu verursachen,
Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt einen Füllbehälter, der zum Eintauchen in ein Bad aus geschmolzenem Metall in einem Schmelzofen geeignet ist und eine über der Oberfläche des Bads angeordnete Öffnung, eine Einlaßöffnung, durch die das geschmolzene Metall aus dein Bad in den Füllbehälter fließt, und eine unterhalb der Oberfläche des Bads angeordnete Auslaßöffnung aufweist, eine Pumpe zum Umwälzen des geschmolzenen Metalls und eine Auslaßleitung, die mit der Auslaßseite der Pumpe verbunden ist und an ihrer Seitenwand eine Einlaßöffnung aufweist, die zur Rückführung des geschmolzenen Metalls durch die Auslaßleitung in das Bad mit der Auslaßöffnung des Füllbehälters verbunden ist.
Die Einlaßöffnung des Füllbehälters kann durch dessen Seitenwand und seine Auslaßöffnung durch seine Bodenwand verlaufen. Der Füllbehälter kann einen Zylinder oder einen ähnlichen Drehkörper mit einer im wesentlichen vertikalen Achse aufweisen, und seine Auslaßöffnung kann an dem Schnittpunkt der Achse und der Bodenwand oder in dessen Nähe vorgesehen sein. Die Einlaßöffnung des Füllbehälters kann sich bezüglich der durch die Auslaßöffnung des Füllbehälters verlaufenden vertikalen Linie exzentrisch öffnen. Die Auslaßleitung kann im wesentlichen horizontal unterhalb des Füllbehälters angeordnet sein und an der Oberseite ihrer Wand die Einlaßöffnung aufweisen, die mit der Auslaßöffnung des Füllbehälters in Verbindung steht.
Der Abschnitt der Auslaßleitung, der die Einlaßöffnung aufweist, kann beispielsweise mittels einer Öffnung oder eines Trichters in bezug auf den Durchmesser reduziert oder in bezug auf den Durchmesser stark vergrößert werden. Die Auslaßleitung kann eine äußere Leitung mit einer Seitenwand mit dar Einlaßöffnung und einem mit einem Verschluß ausgestatteten Ende und eine innere Leitung mit einem mit der Auslaßseite der Pumpe verbundenen Ende aufweisen, die sich durch den Verschluß erstreckt und deren anderes Ende in der Nähe der Einlaßöffnung angeordnet ist. Die Auslaßleitung kann zumindest derart verlaufen, daß ihr Auslaßende in der Nähe des äußeren Umfangsabschnitts des Füllbehälters angeordnet sein kann.
Eine Trenneinrichtung in Form von Wänden kann zur Definition einer Heizkammer in dem Schmelzofen vorgesehen sein, so daß das geschmolzene Metall aus der Kammer der Ansaugöffnung der Pumpe, der Einlaßöffnung des Füllbehälters oder beiden zugeführt wird.
Es folgt eine Beschreibung der Funktionsweise der Erfindung. Wenn das geschmolzene Metall in dem Bad des Schmelzofens durch die Einlaßöffnung in den Füllbehälter fließt, stimmt der Druck des geschmolzenen Metalls in dem Behälter in der Umgebung seiner Auslaßöffnung nahezu mit dem des Bads überein. Ist die Pumpe in Betrieb, ist der Druck des geschmolzenen Metalls in der Auslaßleitung in der Umgebung der Einlaßöffnung um eine Größe geringer als der des Bads, die etwa der Geschwindigkeitsspitze entspricht, wie nach Bernoullis Theorem ersichtlich, und ist daher geringer als der Druck des geschmolzenen Metalls in dem Füllbehälter in der Umgebung von dessen Auslaßöffnung. Dadurch zieht das die Pumpe verlassende geschmolzene Metall geschmolzenes Metall aus dem Füllbehälter, oder, anders ausgedrückt, bildet das zuletzt genannte einen Antriebsstrom, während das zuerst genannte einen angetriebenen Strom bildet, und sie verbinden sich und werden durch die Auslaßleitung in das Bad zurückgeführt. Werden daher durch die Einlaßöffnung Späne in den Füllbehälter gefüllt, werden sie durch das geschmolzene Metall in den Füllbehälter und durch das durch die Pumpe strömende geschmolzene Metall weiter befördert, bis sie das Schmelzbad in dem Schmelzofen erreichen.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Einschmelzeinrichtung verursacht keine wesentliche Änderung der Oberflächenbeschaffenheit des geschmolzenen Metalls als ganzem. Daher tritt keine teilweise Abkühlung des geschmolzenen Metalls auf. Überdies wird sowohl dem Füllbehälter als auch der Pumpe stets geschmolzenes Metall neu zugeführt. Daher werden die durch die Öffnung in den Füllbehälter gefüllten Späne vollständig geschmolzen, bevor sie das Schmelzbad in dem Schmelzofen erreichen.
Die Einlaßöffnung des Füllbehälters muß an dessen Seitenoder Bodenwand derart ausgebildet sein, daß zumindest ein Teil der Einlaßöffnung unterhalb der Oberfläche des Schmelzbads angeordnet sein kann, da sie zum Einlaß geschmolzenen Metalls aus dem Bad in den Füllbehälter vorgesehen ist. Die gesamte Auslaßöffnung des Füllbehälters ist vorzugsweise unterhalb der Oberfläche des Schmelzbads angeordnet, um jeden Lufteinlaß durch sie auszuschließen. Daher wird vorzugsweise die Einlaßöffnung des Füllbehälters in dessen Seitenwand und seine Auslaßöffnung in seiner Bodenwand angeordnet. Sind sie derart ausgebildet, wird das durch die Auslaßöffnung fließende geschmolzene Metall durch die Corioliskraft umgewälzt, so daß sich ein Strudel gebildet, der das Einschmelzen von Spänen in dem geschmolzenen Metall fördert. Der Strudel ermöglicht eine verlängerte Kontaktdauer zwischen den Spänen und dem geschmolzenen Metall und damit einen erheblich verbesserten Wärmeaustausch zwischen ihnen, wobei die Späne nicht oxidieren, da der Strudel keine Luft einsaugt.
Obwohl der Füllbehälter beispielsweise als quadratischer zylindrischer Körper mit in der Mitte oder jedem anderen Abschnitt seiner Bodenwand ausgebildeter Auslaßöffnung aufgebaut sein kann, ist es einfacher, den Füllbehälter als Drehkörper mit einer im wesentlichen vertikalen Achse zu konstruieren und seine Auslaßöffnung etwa an dem Schnittpunkt zwischen seiner Achse und der Bodenwand anzuordnen. Die Einlaßöffnung des Füllbehälters ist vorzugsweise in bezug auf die durch seine Auslaßöffnung verlaufende vertikale Linie exzentrisch angeordnet, so daß Druck auf das geschmolzene Metall in dem Füllbehälter ausgeübt werden kann, um einen Strudel zu bilden, der das Einschmelzen von Spänen in dem geschmolzenen Metall weiter fördert.
Ist die Auslaßöffnung des Füllbehälters in seiner Bodenwand ausgebildet, ist es vom Gesichtspunkt der Einfachheit der Herstellung ratsam, die Auslaßleitung im wesentlichen horizontal unterhalb des Füllbehälters anzuordnen und die Einlaßöffnung der Auslaßleitung in der Oberseite seiner Wand und mit der Auslaßöffnung des Füllbehälters ausgerichtet anzubringen. Es stehen jedoch weitere Möglichkeiten zum Herstellen einer Verbindung zwischen der Auslaßöffnung des Füllbehälters und der Einlaßöffnung der Auslaßleitung zur Verfügung. Es ist beispielsweise möglich, ein Rohr zu ihrer Verbindung zu verwenden oder den Füllbehälter derart zu konstruieren, daß seine Boden- oder Seitenwand einen Teil der Wand der Auslaßleitung bilden kann.
Obwohl das Bernoullis Theorem lehrt, daß das geschmolzene Metall in der Auslaßleitung in der Umgebung der Einlaßöffnung einen geringeren Druck aufweist, als das geschmolzene Metall in dem Bad, tritt tatsächlich von der Einlaßöffnung zum Auslaßende ein Druckverlust des geschmolzenen Metalls in der Auslaßleitung auf. Weist die Auslaßleitung über ihre gesamte Länge den gleichen Durchmesser auf, ist es daher schwierig, in der Umgebung ihrer Einlaßöffnung einen im Vergleich zu dem Druck des geschmolzenen Metalls in dem Bad zufriedenstellen geringen Druck des geschmolzenen Metalls aufrecht zu erhalten, und es ist daher schwierig, einen starken Sog des geschmolzenen Metalls aus dem Füllbehälter in die Auslaßleitung zu erzielen.
Es ist daher vorzuziehen, den Durchmesser der Auslaßleitung zu verringern oder an dem Abschnitt mit der Einlaßöffnung stark zu erweitern, um die Geschwindigkeit des geschmolzenen Metalls in der Auslaßleitung in der Umgebung ihrer Auslaßöffnung zu erhöhen, um den Druck des geschmolzenen Metalls in diesem Bereich zu verringern und um keine Erhöhung des Druckverlustes von der Einlaßöffnung der Auslaßleitung zu ihrem Auslaßende herbeizuführen. Weist die Auslaßleitung eine äußere Leitung mit einer Seitenwand mit der Einlaßöffnung und einem mit einem Verschluß versehenen Ende sowie eine innere Leitung auf, deren eines Ende mit der Auslaßseite der Pumpe verbunden ist, die sich durch den Verschluß erstreckt und deren anderes Ende in der Nähe der Einlaßöffnung angeordnet ist, stimmt ihr Aufbau im wesentlichen mit dem einer Leitung mit einem stark vergrößerten Durchmesser überein, da im wesentlichen kein Fluß geschmolzenen Metalls in einem zwischen der inneren und der äußeren Leitung definierten ringförmigen Bereich erfolgt. Daher kann ein starker Sog geschmolzenen Metalls aus dem Füllbehälter erzielt werden.
Verläuft die Auslaßleitung derart, daß ihr Auslaßende zumindest in der Nähe des äußeren Umfangsabschnitts des Füllbehälters angeordnet werden kann, werden eine verlängerte Kontaktdauer zwischen Spänen und frisch geschmolzenem Metall in der Auslaßleitung und damit ein erheblich verbesserter Wärmeaustausch zwischen ihnen ermöglicht.
Abhängig von der Anordnung des Schmelzofens bzw. der Schmelzvorrichtung ist es wahrscheinlich, daß das die Auslaßleitung verlassende geschmolzene Metall entlang eines kurzen Kreislaufs zur Ansaugöffnung der Pumpe und der Einlaßöffnung des Füllbehälters zirkuliert, ohne den Heizbereich des Schmelzofens zu passieren. Tritt eine derartige Umwälzung fortgesetzt auf, weist das zirkulierende geschmolzene Metall eine zu geringe Temperatur auf, um die Späne zu schmelzen. Jede derartige Verringerung es Wirkungsgrads des Einschmelzens kann vermieden werden, wenn in dem Schmelzofen eine Trenneinrichtung vorgesehen ist, um zu gewährleisten, daß das die Auslaßleitung verlassende geschmolzene Metall nach dem Durchlaufen der Heizkammer des Schmelzofens zumindest entweder die Ansaugöffnung der Pumpe oder die Einlaßöffnung des Füllbehälters oder vorzugsweise beide erreicht.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Vorderansicht, teilweise im Querschnitt, einer Vorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Draufsicht, teilweise im Querschnitt, einer Vorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in Fig. 3.

BESTES VERFAHREN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Eine Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 beschrieben. Ein Füllbehälter 10 mit einer Öffnung 11, einer Einlaßöffnung 12 und einer Auslaßöffnung 13 wird in ein Bad aus geschmolzenem Metall 2 in einem Aluminiumschmelzofen 1 eingetaucht.
Der Füllbehälter 10 weist einen zylindrischen Körper mit einer aus einem feuerfesten Material gefertigten Bodenwand und einer im wesentlichen vertikalen Achse auf. Seine Oberseitenöffnung 11 ist vorgesehen, um eine Beschickung mit Spänen 5 zu ermöglichen, und wird über der Oberfläche 3 des Schmelzbads 2 gehalten. Der Füllbehälter 10 weist eine Seitenwand mit einem zu seinem Boden hin leicht abnehmenden Innendurchmesser auf. Die Bodenwand des Füllbehälters 10 weist eine obere Fläche auf, die zu ihrer Mitte hin leicht nach unten geneigt ist, und die Auslaßöffnung 13 ist in der Mitte der Bodenwand angeordnet.
Die Einlaßöffnung 12 ist vorgesehen, um geschmolzenes Metall 2 aus dem Schmelzofen 1 in den Füllbehälter 10 einzulassen, und zumindest ein Teil derselben muß unterhalb der Oberfläche 3 des Schmelzbads angeordnet sein. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die Einlaßöffnung 12 in der Seitenwand des Füllbehälters 10 ausgebildet und derart angeordnet, daß es in seiner Gesamtheit unter der Oberfläche 3 des Schmelzbads verschwindet, wenn die Oberfläche 3 auf ihr höchstes Niveau angestiegen ist, während lediglich ein Teil von ihr unter der Oberfläche 3 verschwindet, wenn diese auf ihr niedrigstes Niveau abgesunken ist. Obwohl die Einlaßöffnung 12 als sich von der Kante der Öffnung 11 nach unten erstreckender Schlitz ausgebildet sein kann, ist es hinsichtlich der Festigkeit des Füllbehälters besser, die Einlaßöffnung 12, wie dargestellt, in der Seitenwand des Füllbehälters anzuordnen. Die Einlaßöffnung 12 ist nicht axial zur Achse des zylindrischen Füllbehälters ausgerichtet, sondern, wie in Fig. 2 dargestellt, in einem exzentrischen Verhältnis zu der Achse oder in einem tangentialen Verhältnis zu der inneren Wandfläche des Füllbehälters 10 ausgebildet, so daß Druck auf das in den Füllbehälter 10 fließende geschmolzene Metall 2 ausgeübt werden kann, um einen Strudel zu erzeugen.
Eine Auslaßleitung 20 ist im wesentlichen horizontal unter dem Füllbehälter 10 angeordnet und weist eine Einlaßöffnung 24 auf, die durch die Oberseite ihrer Seitenwand verläuft und zum Herstellen einer Verbindung mit der Auslaßöffnung 13 des Füllbehälters 10 in Kontakt steht. Ein aus einem feuerfesten Material hergestellter Haltebehälter 15 umgibt den Füllbehälter 10 und die Auslaßleitung 20 und hält diese. Der Haltebehälter weist eine Öffnung auf, die mit der Einlaßöffnung 12 des Füllbehälters 10 ausgerichtet ist, um zu ermöglichen, daß das geschmolzene Metall 2 aus dem Bad in den Füllbehälter 10 fließt.
Bei der beschriebenen Ausführungsform weist die Auslaßleitung 20 eine keramische äußere Leitung 21, einen an einem Ende (nach Fig. 1 dem linken Ende) der äußeren Leitung 20 angeordneten Verschluß 22 und eine den Verschluß 22 durchdringende innere Leitung 23 auf. Die mit der Auslaßöffnung 13 des Füllbehälters 10 ausgerichtete Einlaßöffnung 24 ist an der Oberseite der Seitenwand der äußeren Leitung 21 ausgebildet. Ein Ende (nach Fig. 1 das linke Ende) der inneren Leitung 23 ist mit der Auslaßseite einer keramischen Pumpe 30 verbunden, und ihr anderes (das rechte) Ende ist unmittelbar unterhalb der Einlaßöffnung 24 der äußeren Leitung 21 angeordnet und weist einen verringerten Innendurchmesser auf, um eine Düse zu bilden, um einen engen Strom mit einer höheren Geschwindigkeit und damit einen geringeren Druck zu erzeugen. Ein keramischer Luftmotor 31 ist oberhalb der Pumpe 30 montiert, um diese anzutreiben.
Bei der wie im Vorhergehenden beschrieben aufgebauten Vorrichtung, fließt geschmolzenes Metall 2 aus dem Schmelzofen 1 durch die Einlaßöffnung 12 in den Füllbehälter 10. Wenn die Pumpe 30 durch den Luftmotor 31 angetrieben wird, wird geschmolzenes Metall 2 aus dem Schmelzofen in die Pumpe 30 gesaugt und durch das andere (nach Fig. 1 das rechte) Ende der inneren Leitung 23 der mit der Auslaßseite der Pumpe 30 verbundenen Auslaßleitung 20 in die äußere Leitung 21 abgegeben. Die Fließgeschwindigkeit des geschmolzenen Metalls 2 wird in der äußeren Leitung 21 verringert, und das geschmolzene Metall am anderen (dem rechten) Ende der inneren Leitung 23 weist einen drastisch verringerten Druck auf. Da die mit der Auslaßöffnung 13 des Füllbehälters 10 verbundene Einlaßöffnung 24 in diesem Bereich angeordnet ist, bildet das durch die Pumpe 30 fließende geschmolzene Metall 2 einen Antriebsstrom, während das durch den Füllbehälter 10 fließende geschmolzene Metall 2 einen angetriebenen Strom bildet und stark in die Auslaßleitung 20 gesogen wird, wo sich die beiden Ströme verbinden und durch die Auslaßleitung 20 in den Schmelzofen 1 zurückkehren.
Wenn Späne 5 durch die Öffnung 11 des Füllbehälters 10 in diesen gefüllt werden, werden sie zunächst von dem geschmolzenen Metall 2 in dem Füllbehälter 10 und anschließend durch das durch die Pumpe 30 fließende geschmolzene Metall 2 befördert, bis sie den Schmelzofen 1 erreichen. Die Späne 5 werden vollständig geschmolzen, bevor sie in den Schmelzofen 1 gelangen, da sie zuerst durch das geschmolzene Metall 2 in dem Füllbehälter 10, dem konstant frisch geschmolzenes Metall zugeführt wird, und anschließend durch das die Pumpe 30 verlassende geschmolzene Metall 2, dem ebenfalls konstant frisch geschmolzenes Metall zugeführt wird, erwärmt werden.
Da die Einlaßöffnung 12 in einem exzentrischen Verhältnis zu der Achse des Füllbehälters 10 ausgerichtet ist, wird Druck auf das geschmolzene Metall 2 in dem Füllbehälter 10 ausgeübt, um zur Förderung des Einschmelzens der Späne 5 in dem geschmolzenen Metall 2 einen Strudel zu bilden.
Besteht eine Möglichkeit, daß auf der Oberfläche des Schmelzbads Späne 5 treiben, ohne zu schmelzen, ist es möglich, durch Steigern der Länge der Auslaßleitung 20 von ihrer Einlaßöffnung 24 zu ihrem Auslaßende jede derartige Möglichkeit auszuschließen. Die Auslaßleitung 20 verläuft vorzugsweise derart, daß ihr Auslaßende, wie dargestellt, zumindest in der Nähe des äußeren Umfangs des Füllbehälters 10 angeordnet werden kann.
Es erfolgt nun unter Bezugnahme auf die Figuren 3 und 4 eine Beschreibung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich dahingehend von der im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsform, daß sie eine Trenneinrichtung mit einer mittleren Ofenwand 35 und einer Trennwand 36 aufweist und daß der Füllbehälter 10 eine anders angeordnete Einlaßöffnung aufweist, wie in Fig. 3 dargestellt. Die mittlere Ofenwand 35 ist derart angeordnet, daß sie die erfindungsgemäße Schmelzeinrichtung von der Heizkammer 6 des Schmelzofens 1 trennt. Sie ist eine im allgemeinen T-förmige Wand mit einem zentralen Abschnitt, der sich von der Feuerung 7 des Ofens zu dessen Dach 9 erstreckt und mit der Seitenwand 8 des Ofens zusammenwirkt, um das Dach 9 zu halten, und mit einem Paar horizontal verlaufender Abschnitte, die jeweils eine untere Fläche aufweisen, die unterhalb der Oberfläche 3 des Schmelzbads gehalten wird. Die Trennwand verfügt über ein Paar vertikaler Kanten, die jeweils mit der Seitenwand 8 des Ofens und der mittleren Ofenwand 35 in Kontakt stehen, einen mit der Feuerung in Kontakt stehenden Boden und eine Oberseite, die über der Oberfläche des Schmelzbads gehalten wird. Die Auslaßleitung 20 ragt über die äußeren Umfangsabschnitte des Füllbehälters 10 und des Haltebehälters 15 hinaus und erstreckt sichdurch die Trennwand 36. Das geschmolzene Metall 2 wird durch einen an der Seite der Heizkammer 6 des Schmelzofens 1 vorgesehenen Heizbrenner 40 erwärmt. Der Brenner kann mit Gas oder Öl betrieben werden, oder es kann eine elektrische Heizeinrichtung verwendet werden. Die Wärmequelle kann entweder in der Seitenwand oder dem Dach des Ofens installiert sein, oder es kann alternativ ein (nicht dargestelltes) eingeführtes Heizrohr verwendet werden. Das geschmolzene Metall 2 wird durch ein Stichloch 41 und ein Abflußrohr 42 ausgegossen. Eine Tür 43 ist zum Öffnen und Schließen einer Bohrung vorgesehen, durch die Schlacke entfernt wird.
Bei der beschriebenen Vorrichtung fließt das die Auslaßleitung 20 verlassende geschmolzene Metall 2 weder entlang eines kurzen Kreislaufs zu der Ansaugöffnung der Pumpe 30 noch der Einlaßöffnung 12 des Füllbehälters 10, sondern ist gezwungen, vor dem Erreichen der Pumpe und der Einlaßöffnung durch die Heizkammer zu fließen. Daher erfolgt bei dieser Einschmelzvor richtung stets eine Neuzufuhr heißen geschmolzenen Metalls aus der Heizkammer 6, wodurch ein verbesserter Wirkungsgrad des Einschmelzens von Spänen ermöglicht wird.
Ergebnisse, die den erfindungsgemäß erreichbaren ähneln, können durch eine Vorrichtung, die ein mit der Auslaßöffnung des Füllbehälters verbundenes Rohr und eine Pumpe aufweist, die derart beschaffen ist, daß geschmolzenes Metall in das Rohr abgegeben wird, um Späne entlang einer ringförmigen Bahn zu saugen, oder eine Vorrichtung erzielt werden, die eine Auslaßleitung aufweist, die sich durch den Boden des Füllbehälters erstreckt und mehrere in dem Abschnitt, der sich in den Füllbehälter erstreckt, ausgebildete Bohrungen aufweist, um Späne entlang mehrerer Bahnen zu saugen.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

In erster Linie werden Späne sowohl dem geschmolzenen Metall in dem Füllbehälter als auch von dem durch die Pumpe fließenden geschmolzenen Metall erwärmt, die jeweils ständig aufgefrischt werden und eine hohe Temperatur beibehalten, ohne durch den Kontakt mit den Spänen einer Senkung der Temperatur zu unterliegen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann daher einen erheblich verbesserten Wirkungsgrad des Einschmelzens von Spänen verwirklichen.
Zum Zweiten erfolgt keine Oxidation der Späne, da kein Schwimmen der Späne und keine Störung der Oberflächenbeschaffenheit des Schmelzbads als ganzem auftreten.
Zum Dritten wird die Pumpe lediglich zum Bewegen des geschmolzenen Metalls verwendet und ist nicht für die Zufuhr von Energie erforderlich, wie beim Befördern eines Teils des geschmolzenen Metalls zu einer höhergelegenen Stelle. Zum Vierten erzeugt die Pumpe einen Antriebsstrom geschmolzenen Metalls, und die Späne werden in einen angetriebenen Strom aufgenommen, ohne die Pumpe zu durchlaufen. Daher verursachen die Späne keinen Schaden an dem Laufrad der Pumpe.

Claims

1. Vorrichtung zum Einschmelzen von Metallspänen (5) , mit:

einem Füllbehälter (10), der in einem Bad (2) geschmolzenen Metalls eines Schmelzofens (1) angebracht ist und der über der Oberfläche (3) des Bads (2) eine Öffnung (11) hat, und außerdem eine Einlaßöffnung (12), durch die das geschmolzene Metall vom Bad (2) in den Füllbehälter (10) fließt, sowie eine Auslaßöffnung (13) , die unter der Oberfläche (3) des Bads (2) angeordnet ist,

einer Pumpe (30) zum Umwälzen des geschmolzenen Metalls,

weiter gekennzeichnet durch

eine Auslaßleitung (20-24), die an der Auslaßseite der Pumpe (30) befestigt ist und die in ihrer Seitenwand eine mit der Auslaßöffnung (13) des Füllbehälters (10) verbundene Einlaßöffnung (24) hat, um das geschmolzene Metall durch die Auslaßleitung (20-24) in das Bad (2) zurückzuführen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Einlaßöffnung (12) in einer Seitenwand des Füllbehälters (10) und die Auslaßöffnung (13) im Boden des Füllbehälters (10) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Einlaßöffnung (12) des Füllbehälters (10) sich bezüglich einer durch die Auslaßöffnung (13) des Füllbehälters (10) laufenden vertikalen Linie exzentrisch öffnet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Auslaßleitung (20-24) horizontal unterhalb des Füllbehälters (10) angebracht ist und die Einlaßöffnung (24) der Auslaßleitung (20-24) oben an der Seitenwand vorgesehen ist und mit der Auslaßöffnung (13) des Füllbehälters (10) in Verbindung steht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 4,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Auslaßleitung (20-24) einen Durchmesser hat, der sich in der Nähe ihrer Einlaßöffnung (24) verringert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 4,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Auslaßleitung (20-24) einen Durchmesser hat, der in der Nähe ihrer Binlaßöffnung (24) stark vergrößert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 4,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Auslaßleitung (20-24) ein äußeres Rohr (21) aufweist, das in seiner Seitenwand die Einlaßöffnung (24) und am einen Ende einen Verschluß (22) aufweist, sowie ein inneres Rohr (23), das an die Auslaßseite der Pumpe (30) angeschlossen ist, das den Verschluß (22) des äußeren Rohrs (21) durchdringt und sich bis in die Nähe der Einlaßöffnung (24) des äußeren Rohrs (21) erstreckt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Füllbehälter (10) einen Rotationskörper mit vertikaler Achse aufweist, wobei die Auslaßöffnung (13) des Füllbehälters (10) am oder in der Nähe des Schnittpunkts zwischen der Achse und dem Boden des Füllbehälters (10) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

sich das Auslaßende der Auslaßleitung (20-24) zumindest bis in die Nähe des äußeren Randes des Füllbehälters (10) erstreckt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Ofen (1) eine durch Trennwände (35, 36) definierte Heizkammer (6) aufweist, durch die hindurch das geschmolzene Metall der Ansaugseite der Pumpe (30) und/oder der Einlaßöffnung (12) des Füllbehälters (10) zugeführt wird.