DE957599C

DE957599C - Trough for treating molten metal with sonic or ultrasound

Info

Publication number: DE957599C
Application number: DES27115A
Authority: DE
Inventors: Dr Hugo Seemann; Herbert Staats
Original assignee: HUGO SEEMANN DR
Current assignee: HUGO SEEMANN DR
Priority date: 1952-02-10
Filing date: 1952-02-10
Publication date: 1957-02-07

Description

AUSGEGEBEN AM 7. FEBRUAR 1957ISSUED FEBRUARY 7, 1957

S 27U5 VI131 cS 27U5 VI131 c

oder Ultraschallor ultrasound

Die Veredelung von Metallschmelzen durch eine Behandlung mit Ultraschall, insbesondere zur Erzielung einer guten Entgasung, ist seit langem bekannt. Die Anwendbarkeit des Verfahrens ist allerdings durch die Schwierigkeiten begrenzt, die der Einführung einer ausreichenden Schallenergie in die Schmelze entgegenstehen und die mit steigender Schmelztemperatur erheblich anwachsen.The refinement of molten metal by treatment with ultrasound, in particular to achieve good degassing has long been known. The applicability of the procedure is however limited by the difficulties involved in introducing sufficient sound energy oppose to the melt and that significantly with increasing melting temperature to grow.

Das bisherige Verfahren, mit Koppelschwingern zu beschallen, die in die Schmelze tauchen, ist für hohe Temperaturen, z. B. für eine Stahlschmelze, bisher nicht anwendbar, da kein Werkstoff genügender thermischer Stabilität und Unlöslichkeit in der Schmelze zur Verfügung steht.The previous method of sonicating with coupling transducers that are immersed in the melt is for high temperatures, e.g. B. for a steel melt, so far not applicable, since no material is more sufficient thermal stability and insolubility in the melt is available.

Bei einer Beschallung aber der Schmelze durch die Tiegelwand ergeben sich folgende Nachteile. Die Tiegelwand, besonders ihre Auskleidung, wird durch die Schallenergie stärker beansprucht und früher zerstört. Die Absorption und Reflexion der Schallenergie durch die Tiegelwand wird in die Schmelze selbst nur eine geringe Energie eintreten lassen, um so mehr, als die Abstimmung einer Tiegelwand auf die halbe Wellenlänge, d. h. maximale Durchlässigkeit für die angewandte Frequenz, praktisch unmöglich ist.However, if the melt is exposed to ultrasound through the crucible wall, the following disadvantages result. The crucible wall, especially its lining, is more stressed by the sound energy and destroyed earlier. The absorption and reflection of the sound energy through the crucible wall is reflected in the Allow only a small amount of energy to enter the melt itself, all the more so than the adjustment of a crucible wall to half the wavelength, d. H. maximum permeability for the frequency used, is practically impossible.

Um diese Schwierigkeiten, wenigstens vom Standpunkt des Materialaufwandes, zu verringern, hat man die Beschallung der Schmelze vom Tiegel in die Gießrinne verlegt, da sich erfahrungsgemäßIn order to reduce these difficulties, at least from the point of view of the cost of materials, the sonication of the melt has been relocated from the crucible into the pouring channel, as experience has shown

mit einer kurzen, aber intensiven Beschallung ausreichende Wirkungen erzielen lassen. Die für den Tiegel angeführten Erschwerungen für die Einführung des Schalls in die Schmelze bleiben auch S hier grundsätzlich bestehen. Jedoch hat das Verfahren den Vorteil, daß außer der Entgasung durch die Schalleinwirkung eine intensive Durchmischung der Legierungskomponenten kurz vor dem Einguß erfolgt.can achieve sufficient effects with a short but intensive exposure to the sound. The for the Crucible-mentioned difficulties for the introduction of the sound into the melt also remain S basically exist here. However, the method has the advantage that in addition to degassing Due to the noise, the alloy components are briefly mixed up intensively the casting takes place.

ίο Die geschilderten Schwierigkeiten lassen sich umgehen und dabei eine gute akustische Kopplung des Schwingers mit der Schmelze erreichen, indem man erfindungsgemäß für die Beschallung von Schmelzen in Tiegeln, vor allem aber in der Gießrinne, grundsätzlich auf in der Schmelze unlösliche Schalleitungen zwischen dem Schall- bzw. Ultraschallerreger und der Schmelze verzichtet und Einstrahlungsköpfe verwendet, die in der Rinnenwand angebracht sind oder von einer offenen Seite in die ao Schmelze ragen und von der Schmelze angeschmolzen werden. Zum größten Teil bleiben diese Einstrahlungsköpfe aber fest, dadurch, daß durch Kühleinrichtungen, eventuell auch noch durch zusätzliche Heizeinrichtungen in ihnen ein Temperaturgefälle von der Arbeitstemperatur des Schallerregers bis zu der der Schmelze aufrechterhalten wird. Der Schall wird so durch ein festes Leitungsstück über eine Erstarrungszone, die entsprechend der Kühlung eben oder gewölbt und damit auch fokussierend ausgebildet werden kann; direkt in die Schmelze geleitet. Vorzugsweise wird man für den Einstrahlungskopf einen Werkstoff von der Zusammensetzung des Schmelzgutes wählen, da dann eine Verunreinigung der Schmelze durch denselben weitgehendst unterbunden wird. Gegebenenfalls kann man die Einstrahlungsköpfe aber auch aus einer der im Schmelzgut enthaltenen Legierungskomponenten herstellen, was ebenfalls keine Verunreinigung der Schmelze bedeutet, sondern nur eine Anreicherung derselben mit dieser Komponente. Diese Wirkung kann sogar erwünscht sein, wobei man in der Lage ist, die Auswirkung auf das Endprodukt und die Legierungstoleranz zu berücksichtigen.ίο The difficulties described can be bypass and thereby achieve a good acoustic coupling of the oscillator with the melt by according to the invention for the sonication of melts in crucibles, but especially in the pouring channel, basically on sound conductors that are insoluble in the melt between the sound or ultrasonic exciter and the melt dispensed and irradiation heads used in the channel wall are attached or protrude from an open side into the ao melt and melted by the melt will. For the most part, however, these irradiation heads remain fixed, because through Cooling devices, possibly also through additional heating devices in them, a temperature gradient from the working temperature of the sound generator to that of the melt will. The sound is so through a solid piece of pipe over a solidification zone, which accordingly the cooling can be made flat or curved and thus also focused; directly in directed the melt. Preferably, a material is used for the irradiation head Select the composition of the melt material, as this would result in contamination of the melt is largely prevented. If necessary, the radiation heads can also be used manufacture from one of the alloy components contained in the molten material, which is also not possible Contamination of the melt means, but only an enrichment of the same with this component. This effect can even be desired, whereby one is able to see the effect on the end product and the alloy tolerance.

Bei ruhenden Schmelzen, z. B. in Tiegeln, kann die Beschallung dadurch behindert werden, daß sich eine verhältnismäßig ausgedehnte Erstarrungszone mit einem ungleichförmigen Gemisch von kristallisiertem und flüssigem Metall bildet, die den Schall stark absorbiert. Demgegenüber hat die vorgeschlagene Anordnung den Vorteil, daß die Schmelze an der Erstarrungszone vorbeifließt, ein Hineinwachsen derselben in das flüssige Metall verhindert und diese sich so nur in geringer Stärke ausbilden kann. Da in der Grenzzone flüssig—fest ein dauernder Austausch von flüssigen und festen Teilchen stattfindet, werden letztere auch in die vorbeifließende Schmelze gewirbelt, und zwar infolge der Schalleinwirkung in feinster Form, so daß die Schmelze kurz vor dem Erstarren mit zahlreichen feinen Kristallisationskeimen geimpft wird. Neben der Entgasung und Durchmischung der Schmelze wird mit der vorgeschlagenen Anordnung so weiterhin die Schmelze für eine feinkörnige Erstarrung in der Form günstig vorbereitet, wodurch sich die häufig vorgeschlagene Beschallung der Gießform erübrigt.In the case of static melts, e.g. B. in crucibles, the sound can be hindered by the fact that a relatively extensive solidification zone with a non-uniform mixture of crystallized and liquid metal, which strongly absorbs sound. In contrast, the proposed arrangement has the advantage that the melt flows past the solidification zone The same is prevented from growing into the liquid metal and this is so only weak can train. Since in the border zone liquid-solid a permanent exchange of liquid and solid particles takes place, the latter are also in the The melt flowing past is whirled around, as a result of the noise in the finest form, see above that the melt is inoculated with numerous fine crystallization nuclei shortly before solidification will. In addition to the degassing and mixing of the melt, the proposed arrangement so the melt continues to be favorably prepared for a fine-grain solidification in the form, This makes the often proposed sound system of the casting mold unnecessary.

Die grundsätzliche Ausführung und Anordnung derartiger Ekistrahlungsköpfe in Verbindung mit einer Gießrinne ist in Abb. 1 im Schnitt, in Abb.,2 in der Draufsicht dargestellt. An den Stirnseiten einer trogartigen Rinne 1 mit Zufluß- und Abflußrinne 2 und 3 sind die Einstrahlköpfe angebracht, die im wesentlichen aus den mit Kühlflanschen versehenen Schalleitern 4 und 5 bestehen. Sie sind umgeben von einem Kühlmantel 6 mit Zufluß- und Abflußrohr 7 und 8 zur Durchleitung von Kühlwasser. An den so auf tieferer Temperatur gehaltenen Enden der Einstrahlköpfe sind die schallerzeugenden Elemente 9 piezoelektrischer, magnetostriktiver oder elektrodynamischer Bauart, insbesondere aber Schichten aus piezoelektrischer Keramik, mit guter akustischer Kopplung angebracht. Um den Wärmeentzug aus der Schmelze 10 über die Einstrahlköpfe auszugleichen, ist die Rinne 1 mit einer zusätzlichen Heizung ϊΐ versehen. Das Ganze ruht in einer mit wärmeisolierender Masse ausgefüllten Wanne 12. Die gestrichelten Linien 13 deuten die Erstarrungszone an.The basic design and arrangement of such e-radiation heads in connection with a pouring channel is shown in Fig. 1 in section, in Fig. 2 in plan view. On the front sides a trough-like channel 1 with inflow and outflow channels 2 and 3, the jet heads are attached, which essentially consist of the sound conductors 4 and 5 provided with cooling flanges. they are surrounded by a cooling jacket 6 with inflow and outflow pipes 7 and 8 for the passage of cooling water. At the ends of the radiation heads that are kept at a lower temperature are the sound-generating heads Elements 9 of piezoelectric, magnetostrictive or electrodynamic design, in particular but layers of piezoelectric ceramic, attached with good acoustic coupling. In order to compensate for the extraction of heat from the melt 10 via the jet heads, the Provide channel 1 with an additional heater ϊΐ. The whole rests in a tub 12 filled with a heat-insulating compound. The dashed lines Lines 13 indicate the solidification zone.

Der rechten Seite von Abb. 1 entsprechend kann der Strahlungskopf auch aus mehreren miteinander akustisch gekoppelten Leitungsstücken 5 und 14, beispielsweise zweien, zusammengesetzt werden, die zweckmäßig auf die halbe Wellenlänge für maximale Schalldurchlässigkeit abgestimmt werden. Man kann so für jede Temperaturzone ein Leitungsstück möglichst geringer Absorption verwenden. Durch Verwendung von flüssigen Schichten oder Kühlflüssigkeitsschichten, die zur Unterdrückung stärkerer Absorption durch Kavitation und Blasenbildung unter Druck stehen, kann man die Länge des gesamten Schallweges kurz machen und dessen gesamte Dämpfung herunterdrücken.The right side of Fig. 1 can accordingly the radiation head also consists of several line sections 5 acoustically coupled to one another and 14, for example two, are put together, expediently at half the wavelength be tuned for maximum sound permeability. You can do this for each temperature zone Use pipe section with as little absorption as possible. By using liquid layers or cooling liquid layers, which are used to suppress stronger absorption due to cavitation and the formation of bubbles are under pressure, the length of the entire sound path can be made short and press down all of its damping.

Ein Einstrahlungskopf läßt sich in !umgekehrter Anwendung auch als Meßkopf zur Messung der Schallintensität in der Schmelze benutzen, da er eine dieser entsprechende elektrische Spannung abgibt. Man ordnet ihn gegenüber dem Einstrahlungskopf in Strahlungsrichtung an. So kann z. B. in Abb. 1 der rechte Einstrahlungskopf anstatt zur 1x0 Einstrahlung auch zur Messung verwendet werden. Eine Anordnung nach Abb. r und 2 bietet des weiteren eine Möglichkeit der Abstimmung des Schallweges auf Resonanz, indem man den einen der beiden Köpfe in Strahlrichtung verschiebbar anordnet und so die Flüssigkeitssäule in ihrer Länge abstimmt, z.B. automatisch durch eine vom Meßkopf gesteuerte Regeleinrichtung oder periodisch durch eine entsprechende periodische Bewegung. Weiterhin kann man die Einstrahlungsköpfe gleichzeitig für eine Stromdurchflutung der Schmelze als Elektroden benutzen, um so z. B. eine zusätzliche Heizung der Schmelze z<u erreichen.In reverse application, an irradiation head can also be used as a measuring head for measuring the Use sound intensity in the melt, since it has an electrical voltage corresponding to this gives away. It is arranged opposite the irradiation head in the direction of the radiation. So z. B. in Fig. 1 the right irradiation head instead of 1x0 Irradiation can also be used for measurement. An arrangement according to Fig. R and 2 also offers a possibility of tuning the sound path to resonance by placing one of the the two heads can be displaced in the direction of the jet, and so is the length of the column of liquid tuned, e.g. automatically by a control device controlled by the measuring head or periodically by a corresponding periodic movement. Furthermore, you can use the radiation heads at the same time Use as electrodes for a current flowing through the melt, so as to z. B. an additional Achieve heating of the melt z <u.

Bei Verwendung nur eines Einstrahlungskopfes läßt sich die Abstimmung auf Resonanz auch durch in Einstrahlungsrichtung in die Schmelze ragendeIf only one irradiation head is used, tuning to resonance can also be carried out projecting into the melt in the direction of irradiation

Reflektoren erreichen, mittels derer der Schall in die Einstrahlungsrichtung oder eine andere Richtung reflektiert wird.Reach reflectors, by means of which the sound in the direction of irradiation or another direction is reflected.

Eine solche Anordnung zeigt Abb. 3. Der Einstrahlungskopf 15 ist hier im Boden einer Gießrinne 16 angebracht und strahlt senkrecht zur Fließ richtung in die Schmelze 17 gegen den Reflektor 18. Rechts und links vom Einstrahlungskopf ist unter der Rinne eine zusätzliche Heizung 19 angeordnet. Das Ganze befindet sich in einer wärmeisolierten Wanne 20.Such an arrangement is shown in Fig. 3. The irradiation head 15 is attached here in the bottom of a pouring channel 16 and radiates perpendicular to the Flow direction in the melt 17 against the reflector 18. To the right and left of the irradiation head, an additional heater 19 is arranged under the channel. The whole is located in a thermally insulated tub 20.

Abb. 4 zeigt die gleiche Anordnung mit dem Unterschied, daß der reflektierende Abstimmstempel 21 abgeschrägt ist, so daß die Strahlungsrichtung geändert wird, beispielsweise um 90⁰. Dadurch wird die horizontale Wellenfront der Einstrahlung in eine vertikale umgewandelt. Da nämlich bei stehenden Wellen Gasbläschen in die Bewegungsknoten getrieben werden, können bei vertikalen Wellenfronten die Blasen beim Aufsteigen nicht behindert werden.Fig. 4 shows the same arrangement with the difference that the reflective tuning die 21 is beveled so that the direction of radiation is changed, for example by 90 ^° . This converts the horizontal wavefront of the radiation into a vertical one. Since gas bubbles are driven into the movement nodes in the case of standing waves, the bubbles cannot be hindered as they rise in the case of vertical wave fronts.

Zur Erhöhung der Reflexionswirkung des Abstimmstempels wird dieser zweckmäßig mit einem schallundurchlässigen Hohlraum 22 versehen. Der Einstrahlungskopf mit dem Erregerelement 23 besteht aus mehreren Leitungsstücken 24 und 25 mit einer zwischengeschalteten Kühlwasserschicht 26 unter hohem Druck.To increase the reflective effect of the tuning stamp, it is expedient to use a soundproof cavity 22 provided. The irradiation head with the excitation element 23 is made of several line pieces 24 and 25 with an interposed cooling water layer 26 under high pressure.

Die angeführten Anordnungen ergeben infolge der ebenen Abstrahlungsflächen ebenfalls ebene Wellenfronten. Man kann dieselben aber auch konkav dem Rinnenquerschnitt entsprechend, beispielsweise als zylindrische Fläche, ausbilden. Der Strahlungskopf bildet dann selbst schon ein Stück Rinne und wirkt fokussierend, so daß man in der Schmelze größere Schalldichten erzielen kann, ,als sie in den erregenden Elementen auftreten. Außer der an sich bekannten Fokussierung hat eine derartige Formgebung hier aber den Vorteil, daß an der inneren heißen Zone der Querschnitt klein wird, außen an der zu kühlenden Zone dagegen große, für die Kühlung günstige Flächen entstehen, so daß das notwendige Temperaturgefälle mit kürzesten Längen des Schalleiters und so minimaler Absorption zu erreichen ist. Da der Querschnitt der Schalleitung nach außen hin steigt und umgekehrt die Intensität nach außen hin abfällt, ist die mittlere Intensität des Schalles geringer als bei einer Schalleitung gleichbleibenden Querschnitts, was ebenfalls im Sinne einer Verringerung der Absorption wirkt, da diese erfahrungsgemäß mit der Amplitude steigt.The listed arrangements also result in planar radiating surfaces as a result of the planar radiation surfaces Wavefronts. But you can also concave the channel cross-section, for example as a cylindrical surface. The radiation head itself then already forms a piece Trough and has a focusing effect, so that you can achieve greater sound densities in the melt than they occur in the exciting elements. In addition to the focusing, which is known per se, such a Shape has the advantage here that the cross section is small at the inner hot zone, on the other hand, on the outside of the zone to be cooled, large areas that are favorable for cooling are created, see above that the necessary temperature gradient with the shortest lengths of the sound conductor and thus minimal absorption can be achieved. Since the cross-section of the sound line increases towards the outside and vice versa If the intensity drops outwards, the mean intensity of the sound is lower than with one Sound conduction with constant cross-section, which also means a reduction in absorption works, since experience shows that this increases with the amplitude.

Abb. 5 bis 7 zeigen einen rinnenförmigen Einstahlungskopf in Form eines aus Scheiben 27 zusammengesetzten halben Zylinders, dessen mittlere Aussparung die eigentliche Gießrinne 28 bildet. Auf dem äußeren Zylindermantel sind die Ultraschallerreger, ζ. B. Dickenschwinger 29, aus piezoelektrischer Keramik akustisch direkt oder auch über eine auf die halbe Wellenlänge abgestimmte Kühlflüssigkeitsschicht angekoppelt.FIGS. 5 to 7 show a channel-shaped peening head in the form of one composed of disks 27 half a cylinder, the middle recess of which forms the actual pouring channel 28. The ultrasonic exciters are on the outer cylinder jacket, ζ. B. Thickness oscillator 29, made of piezoelectric Ceramic acoustically directly or via one tuned to half the wavelength Cooling liquid layer coupled.

Die Verwendung eines verschiebbaren reflektierenden Abstimmstempels 30 ist entsprechend Abb. 7 ebenfalls möglich. Mit den beiden Rinnenenden 31 und 32 bildet der Einstrahlungskopf die vollständige Gieß rinne, die in der wärmeisolierten Wanne 33 gelagert ist.The use of a slidable reflective tuning die 30 is analogous Fig. 7 also possible. With the two channel ends 31 and 32, the radiation head forms the complete casting channel, which is stored in the thermally insulated trough 33.

Die Verwendung eines unterteilten an Stelle eines ebenfalls möglichen massiven Stückes für den Strahlungskörper hat den Vorteil einer besseren Beherrschung des im Schalleiter notwendigen Temperaturgefälles durch Schaffung von Zwischenräumen 34, die im Innern zur Aufnahme einer zusätzlichen Heizung 35, im äußeren Teil als Kühlwasserkanäle verwendet werden können. Letztere werden dabei zweckmäßig in ihrer Dicke auf eine viertel Wellenlänge abgestimmt.The use of a subdivided instead of a solid piece that is also possible for the Radiant bodies have the advantage of better control of the temperature gradient necessary in the sound conductor by creating gaps 34 inside to accommodate an additional heater 35, in the outer part as cooling water channels can be used. The latter are expedient in their thickness to one quarter wavelength tuned.

In ähnlicher Weise läßt sich auch ein geschlossener, rohrförmiger Strahlungskopf als Teil einer Gieß rinne ausbilden, der sich besonders für eine elektrodynamische Anregung eignet. Diese erfolgt in bekannter Weise mittels einer den zylindrischen Strahlungskopf umgebenden Spule, die gleichzeitig mit einem Hochfrequenz- und einem Gleichstrom beschickt wird und deren Felder die äußere Zylinderschicht und damit den ganzen Zylinder zu mechanischen Schwingungen anregen. Di: Spule wird¹ dabei zweckmäßig durch eine eine oder mehrere Windungen bildende Bandleitung gebildet, die in ihrer Dicke nicht auf eine halbe Wellenlänge abgestimmt sein darf, damit sie gegenüber der zu erregenden Zylinderfläche akustisch hart erscheint und selbst nicht ins Schwingen kommt.In a similar way, a closed, tubular radiation head can be formed as part of a pouring channel, which is particularly suitable for electrodynamic excitation. This takes place in a known manner by means of a coil surrounding the cylindrical radiation head, which is fed with a high-frequency and a direct current at the same time and whose fields excite the outer cylinder layer and thus the entire cylinder to mechanical vibrations. Di: Coil ^{1 is} expediently formed by a ribbon cable forming one or more turns, the thickness of which must not be matched to half a wavelength so that it appears acoustically hard in relation to the cylinder surface to be excited and does not itself vibrate.

Abb. 8 zeigt einen derartigen geschlossenen Strahlungskopf im Querschnitt. Die Rinne 36 wird durch die zentrale Bohrung des zylindrischen Körpers 37 gebildet, der aus dem gleichen Metall wie die Schmelze besteht und so durch die Heizelemente 38 und die Schallenergie in der Mitte be heizt und außen durch die Kühlflüssigkeitskanäle 39 gekühlt wird, derart, daß die durch den gestrichelten Kreis ebenfalls gekennzeichnete Erstarrungszone 36 in ihrer Lage erhalten bleibt. Die äußere von der Bandleitung 40 umschlossene Zylinderfläche wird dabei zweckmäßig mit einer elektrisch gut leitenden Schicht versehen, z. B. durch Verkupfern, deren Dicke ungefähr der Eindringtiefe der gewählten Frequenz entspricht und die eventuell noch durch einen Luftstrom zwischen Zylinder und Bandleitung zusätzlich gekühlt werden kann, um die Leitungsverluste gering zu halten. Durch entsprechende Anschlußrinnen für den Zu- und Abfluß der Schmelze wird mit dem'beschriebenen Einstrahlungskopf als Mittelstück die gesamte Gießrinne gebildet. Die Abstimmung des Zylinders erfolgt durch Frequenzregelung.Fig. 8 shows such a closed radiation head in cross section. The channel 36 is formed by the central bore of the cylindrical body 37, which is made of the same metal as the melt exists and so be in the middle by the heating elements 38 and the sound energy heats and is cooled outside by the cooling liquid channels 39, such that the by the dashed Circle also marked solidification zone 36 is retained in its position. the outer cylinder surface enclosed by the ribbon line 40 is expediently provided with a electrically conductive layer provided, z. B. by copper plating, the thickness of which is approximately the depth of penetration corresponds to the selected frequency and possibly still by an air flow between Cylinder and strip line can also be cooled in order to keep line losses low. By means of corresponding connection channels for the inflow and outflow of the melt, the description is given Radiation head formed the entire casting channel as a center piece. The vote of the Cylinder is done by frequency control.

Wegen der besseren Möglichkeiten für die Gasabführung und die Anbringung der Kühleinrichtungen, der Verwendungsmöglichkeit eines Abstimmstempels für die Abstimmung auf Resonanz bietet die offene Ausführung der Gießrinne auch bei elektrodynamischer Erregung gewisse Vorteile. Den Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel zeigt Abb. 9. Die Rinne 41 hat halbkreisförmigen Querschnitt, ebenso der Strahlungskörper 42, dessen äußere zylindrische Fläche von einer auf einerBecause of the better possibilities for the gas discharge and the attachment of the cooling devices, the possibility of using a voting stamp for voting on resonance the open design of the launder offers certain advantages even with electrodynamic excitation. The section through an embodiment is shown in Fig. 9. The channel 41 has a semicircular cross-section, likewise the radiating body 42, the outer cylindrical surface of which from one to one

halben Wellenlänge abgestimmten Kühlwasserschicht umgeben und gekühlt wird, 43. Die äußere Begrenzung derselben stellt eine Bandleitung, im allgemeinen aus Kupfer, dar, deren innerer mit der Kühlwasser schicht gekoppelter Teil 44 als Dickenschwinger auf die halbe Wellenlänge abgeglichen ist, während ihr äußerer Teil 45 als Rückführung nicht auf eine halbe Wellenlänge abgestimmt ist. Auch hier wird der Einstrahlungskopf wieder mit Anschluß rinnen für Zu- und Abfluß der Schmelze zu einer vollständigen Gießrinne kombiniert. half wavelength tuned cooling water layer is surrounded and cooled, 43. The outer A strip line, generally made of copper, represents the boundary of the same, the inner one with the cooling water layer coupled part 44 adjusted as a thickness oscillator to half the wavelength is, while its outer part 45 as a return not tuned to half a wavelength is. Here, too, the irradiation head is again gutters with connection for the inflow and outflow of the Melt combined into a complete pouring channel.

Während bei der Anordnung nach Abb. 8 die akustisch zu erregende Schicht mit der Bandleitung induktiv gekoppelt ist, ist in der Anordnung nach Abb. 9 diese Kopplung galvanisch ausgeführt, d. h., die zu erregende Fläche bildet selbst einen Teil der elektrischen Leitung. Verwendet man eine andere Art der Kühlung als durch in den Schallweg angeordnete Kühlwasserschichten, z. B. eine solche entsprechend Abb. 6 oder 8, so werden die Rückleitung 45 in Abb. 9 und die Anschluß leitung 46 in Abb. 9 direkt elektrisch mit der Außenfläche des zu der Schmelze führenden metallischen Strahlungskörpers verbunden.In the case of the arrangement according to Fig. 8, the layer to be acoustically excited with the ribbon cable is inductively coupled, this coupling is carried out galvanically in the arrangement according to Fig. 9, i. H., the surface to be excited itself forms part of the electrical line. If you use a other type of cooling than by layers of cooling water arranged in the sound path, e.g. Legs those corresponding to Fig. 6 or 8, the return line 45 in Fig. 9 and the connection line 46 in Fig. 9 directly electrical with the outer surface of the metallic radiating body leading to the melt tied together.

Es kann von Vorteil sein, die Schmelze während des Durchfließens der Gießrinne mehrmals mit kurzen Unterbrechungen, in denen beispielsweise die Gasbläschen unbeeinflußt durch Knotenebenen aufsteigen können, zu beschallen. Man erreicht das durch impulsmäßige Erregung der Strahlungsköpfe oder bei gleichmäßiger Erregung durch Anordnung mehrerer Strahlungsköpfe mit zwischen ihnen befindlichen unerregten Rinnenteilen hintereinander. Ein wesentlicher Vorteil des Impulsbetriebes besteht darin, daß man bei gleichbleibender Leistungsaufnahme und damit gleichbleibender Erwärmung der schallerzeugenden Schichten, die deren Belastungszeit begrenzt, kurzzeitig die Schmelze mit sehr großer Intensität beschallen kann.It can be advantageous to briefly pour the melt several times as it flows through the pouring channel Interruptions in which, for example, the gas bubbles rise unaffected by nodal levels can, to sound. This is achieved by pulsed excitation of the radiation heads or with uniform excitation by arrangement several radiation heads with unexcited trough parts between them one behind the other. A major advantage of the pulse mode is that you can use the same Power consumption and thus constant heating of the sound-generating layers that whose exposure time is limited and can briefly irradiate the melt with very high intensity.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Casting channel for the treatment of molten metal with sonic or ultrasonic means Radiation heads installed in the channel wall or protruding into the melt from an open side, characterized in that the part of the irradiation head which is in contact with the melt consists of the same Metal like the melt or one of its alloy components, so that it consists of the melt is melted on essentially by the cooling of the Remains firm on the pathogen side.

2. Casting channel according to claim i, characterized in that that the irradiation head consists of several, preferably tuned to half the wavelength sound conductors from solid or liquid substances.

3. Casting channel according to claim 1 and 2, characterized in that on her except for one Einstrahkmgskopf another measuring head opposite the irradiation head for measuring the irradiated sound energy is attached and that its measured value for regulating the sound intensity as well as to adjust the entire sound path to resonance.

4. casting channel according to claim 3, characterized in that that the measuring head or an irradiation head located in its place or a tuning stamp designed as a reflector Can be moved in the direction of irradiation to tune the sound path to resonance is arranged.

5. casting channel according to claim 4, characterized in that the reflection plane of the reflector is arranged obliquely to the direction of irradiation.

6. Casting channel according to claim 1, characterized in that that in order to achieve the shortest possible length and absorption of the sound path, the radiation heads are channel-shaped or tubular are formed and so form the pouring channel in whole or in part.

7. pouring channel according to claim 6, characterized in that the irradiation body (27 or 37) with groove-shaped recesses (34 or 39) in the radial or axial direction provided or composed of disks, such that corresponding groove-shaped Cavities are created that are used to accommodate heating elements and cooling channels.

8. casting channel according to claim 1 and 6, characterized in that a plurality of irradiation heads are arranged one behind the other in the flow direction of the melt and all with the same or operated at different frequencies.

9. casting channel according to claim 6, characterized by an electrodynamic excitation of the Irradiation heads, in particular by not relying on the same resonance frequency in their Thick coordinated ribbon cables.

10. The pouring channel according to claim 9, characterized by a marked electroplated electrical Coupling of the ribbon cable with the surface to be acoustically excited.

11. Casting channel according to claim 9, characterized in that that the electrodynamically excited zone of the radiation head as a thickness oscillator tuned to half the wavelength is formed and acoustically coupled to the other line pieces of the irradiation head is e.g. B. via a cooling liquid layer tuned to half the wavelength.

12. Casting channel according to claim 1 and 8, characterized by a pulsed excitation of the radiation heads.

Considered publications:
German patent specification No. 741 187.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings