EP0622597A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzen von Metall insbesondere von Nichteisenmetall - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzen von Metall insbesondere von Nichteisenmetall Download PDF

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EP0622597A2
EP0622597A2 EP94105652A EP94105652A EP0622597A2 EP 0622597 A2 EP0622597 A2 EP 0622597A2 EP 94105652 A EP94105652 A EP 94105652A EP 94105652 A EP94105652 A EP 94105652A EP 0622597 A2 EP0622597 A2 EP 0622597A2
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EP
European Patent Office
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pump
chamber
molten metal
space
chambers
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EP94105652A
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English (en)
French (fr)
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EP0622597A3 (de
EP0622597B1 (de
Inventor
Lars Henrik Mikael Jafs
Daniel Jafs
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ABJAFS EXPORT HOLIMESY Oy
Original Assignee
ABJAFS EXPORT HOLIMESY Oy
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Publication of EP0622597A3 publication Critical patent/EP0622597A3/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/006—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals with use of an inert protective material including the use of an inert gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/14—Charging or discharging liquid or molten material

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for melting metal. Reference is made to the preambles of claims 1 and 8.
  • SE-PS 437 339 shows and describes the melting of metal in a melting furnace.
  • the metal is circulated and added in batches using pneumatic pumps.
  • it is known to degas the metal, for example by means of gaseous nitrogen, preferably in combination with a filtration.
  • the invention has for its object to improve the method and the device according to the preambles of claims 1 and 2 in such a way that the melting quality is even better than since then.
  • the main purpose of the invention is to reduce the turbulence in the chambers.
  • An essential idea of the method according to the invention and of the device according to the invention is that the amount of molten material which is pressed into the melting chamber at elevated pressure in the space above the melting furnace is significantly greater than the amount of molten metal which simultaneously forms the melting chamber, which is connected to the pressure chamber is returned. Measures are also taken to prevent the melt flow from reaching the bottom of the pump chamber to the spray chamber. At the same time, measures are taken to prevent the melt flow transferred from the bottom of the pump chamber to the spray chamber to be returned to the channel and to the melt in the Melting chamber hits, in the event of a sudden drop in pressure in the pump chamber. These measures prevent turbulence and increase the quality of the melt.
  • the channel between the bottom of the pump chamber and the spray chamber is best inclined upward so that the melt is dispensed near the top of the spray chamber, slightly above the level of the melt.
  • An increase in pressure above the melt in the pump chamber is achieved by increasing the pressure of the inert gas, preferably nitrogen, by filling the space above the melt and by establishing a conductive connection to the uppermost space above a pump piston in the pump cylinder, which is connected to the pump chamber connected. Pressure increases and decreases are kept under control to avoid creating a vacuum.
  • the inert gas preferably nitrogen
  • the level in the furnace and in the outlet pipeline is best adjusted so that minimal level fluctuations are possible.
  • the supply must also be continuous and matched to the consumption.
  • the device essentially comprises a conventional melting furnace, preferably with two melting chambers, two pumping chambers and two spraying chambers.
  • the cross-sectional area of the channel between a pump chamber and the associated spray chamber is substantially larger than the cross-sectional area of the channel between the same pump chamber and the preceding melting chamber.
  • the ratio between these cross-sectional areas is in the range from 15: 1 to 3: 1, preferably between 10: 1 to 5: 1.
  • a ratio of 8: 1 is particularly favorable.
  • the pump cylinders which circulate the molten metal in the melting furnace, are vertically arranged pump cylinders, divided by a horizontal, fixed division into an upper and a lower pump chamber.
  • a pump shaft is movably guided through the subdivision and provided with a pump piston at the other end.
  • the subdivision divides the cylinder space into two equal parts.
  • the space above the upper pump piston communicates via a pipe with the space above the molten metal in the pump chamber, which is connected to the pump.
  • the communicating rooms are filled with inert gas, preferably nitrogen.
  • the communicating space above the upper pump piston is provided with a manometer and a valve that leads to a gas source, preferably a nitrogen source.
  • the space between the horizontal wall of the pump cylinder and the upper pump piston and also the space between the horizontal wall and the upper pump piston are adjustably connected to a corresponding compressed air source, while the space below the lower pump piston communicates with the atmosphere.
  • a pump cylinder equipped in this way enables the pressure in the space above the melt in the pump chamber to be increased or decreased; in this way the melt is gently transferred into the spray chamber and the melt remaining in the channel can be gently fed back into the channel. Without controlled pressure conditions, negative pressure can develop in the pump chamber under the action of the reversing movement of the pump piston, which leads to a sudden backflow and impacts on the melt in the pump chamber. The turbulence that would then occur would significantly impair the melting quality.
  • the furnace is divided into several separate compartments by partitions which are provided with openings through which the compartments communicate with each other.
  • the heat for melting the metal is supplied from the electrically heated lid of the melting furnace; this is not shown in the figures.
  • Blocks and / or scrap are fed to an inlet chamber 1 after preheating. From there, liquid metal passes through an opening in the area of the bottom of a first melting chamber 3. The opening is not shown, but the material flow through the opening by means of an arrow 2. The metal then flows from the melting chamber 3 through an opening in the area of the Bottom to the subsequent melting chamber 5 - see arrow 4. Between the melting chambers 3 and 5, the melt can be degassed and / or filtered in order to improve the melting quality.
  • the melt flows from the first melting chamber 3 through an opening - see arrow 6 - to the degassing and filter chambers 7 and 8, and from there through an opening - see arrow 9 - to the second melting chamber 5.
  • the degassing and filter chambers 7 and 8 have a greater depth than the melting chambers to prevent backflow.
  • Melting chamber 5 communicates with two pump chambers 10 and 11 via two channels - see arrows 12 and 13.
  • the mouth of the channels in the melting chamber 5 is nearby the bottom of the melting chamber, and its mouths to the pump chambers 10 and 11 are near the bottom of their corresponding pump chamber.
  • Molten metal is forced out of the pump chamber 11 through a channel of larger cross section into the spray chamber 15 - see arrow 14.
  • the mouth of the channel in the pump chamber 11 is near the bottom of the pump chamber and its mouth in the spray chamber 15 near the top of the spray chamber.
  • the ratio between the cross-sectional areas of channels 13 and 14 is best 8: 1. However, it can also range from 10: 1 to 5: 1, even between 15: 1 to 3: 1.
  • the volume of the melt does not change in the same time as the cross-sectional areas due to the friction on the tube walls.
  • the friction of the flow increases in inverse proportion to the cross-sectional area. An even larger ratio leads to oxidation, and an even lower ratio leads to poor functioning or even failure of the system.
  • Molten metal flows from the spray chamber 15 through an opening in the area of the bottom - see arrow 16 - to the inlet chamber 1, where it meets molds, blocks or scrap fed to the melting furnace.
  • a controlled amount of molten metal is fed through a channel 17 to a spray chamber 18, from where it is delivered to an electrically heated pipeline 19 for removal.
  • the circulation and pumping out of molten metal is effected by supplying an inert gas, for example nitrogen, under control to the corresponding pump chamber 10, 11 through an inlet channel 20 and 21 in the pump chamber cover from an external, vertically arranged pump cylinder 40 and 41.
  • the two pump cylinders are identical to each other and control their respective pump chambers in the same way.
  • the Pump cylinder on a horizontal partition 22 which divides the cylinder into two preferably identical rooms 23 and 24.
  • a piston 25 or 26 is provided on both sides of the partition wall 22.
  • the pistons are firmly connected to a piston rod 27 which is guided through the partition wall 22.
  • An inert gas preferably nitrogen, fills the upper cylinder space 23 and the space above the molten metal in the Pump chamber 10 and 11, which communicate with the room 23 via the lines 20 and 21.
  • the pump cylinder chamber 23 has a valve 30 which is connected to a nitrogen source and to a pressure gauge 31. The pumping and thus the circulation of molten metal is brought about by the fact that compressed air flows into the cylinder space 28 through a pneumatic valve - see the double arrow 32.
  • the cylinder pistons 25 and 26 are pushed upwards and overpressure above the metal level in the pump chamber 10, 11 generated. A specifically larger amount of molten metal is then forced through openings 14 and 17 into spray chambers 15 and 18, while a smaller amount is pushed back into melting chamber 5 through openings 12 and 13.
  • the air pressure in room 28 is allowed to drop, while the pressure in room 29 is raised, so that the cylinder pistons 25 and 26 move downward.
  • the nitrogen in the uppermost region of space 23 of the pump expands; Manometer 34 is adjusted such that valve 30 is controlled so that more nitrogen will pass when the pressure in chamber 23 drops below a predetermined limit.
  • the lower cylinder space 24 contains air and communicates with the atmosphere through a pipeline 31.
  • the furnace lid especially the pump chamber lid, must be properly sealed.
  • the level of the melting furnace and the level of the pipeline are best adjusted so that there is minimal mirror fluctuation.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzen von Metall und zum Verarbeiten geschmolzenen Metalls, besonders von Nichteisenmetall, wobei das feste Metall einer Kammer (1) zugeführt und von einer Kammer zu einer anderen (3,5,10,15,18) durch Kanäle zugeführt wird, die die Kammern miteinander verbinden, bei gleichzeitigem Schmelzen oder Verarbeiten mittels thermischer Strahlung von den Kammerdeckeln, wobei eine oder mehrere Pumpen auf den Raum oberhalb des geschmolzenen Metalls in einer oder mehreren Pumpenkammern (10,11) einwirkt, die an die Pumpe angeschlossen sind, deren jede im Bodenbereich über Kanäle mit einer Schmelzkammer (5) in leitender Verbindung steht, die geschmolzenes Metall zur Pumpenkammer führen, und mit einer Spritzkammer (18,15), von wo aus geschmolzenes Metall einer Rohrleitung (19) zugeführt wird, um verarbeitet oder rezykliert zu werden. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß etwa die dreifache bis fünfzehnfache Menge, am besten die sechsfache bis zehnfache Menge, Schmelze pro Zeiteinheit von jeder Pumpenkammer (10,11) der Spritzkammer (5) zugeführt wird, als von denselben Pumpenkammern zu der Spritzkammer, wenn der Druck im Pumpenkammerraum oberhalb des geschmolzenen Metalls zunimmt oder abnimmt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Schmelzen von Metall. Auf die Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 8 wird verwiesen.
  • SE-PS 437 339 zeigt und beschreibt das Schmelzen von Metall in einem Schmelzofen. Hierbei wird das Metall umgewälzt und chargenweise zugegeben mittels pneumatischer Pumpen. Um die Schmelzqualität zu verbessern ist es bekannt, das Metall zu entgasen, beispielsweise mittels gasförmigen Stickstoffs, am besten in Kombination mit einer Filtration.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 dahingehend zu verbessern, daß die Schmelzqualität noch besser wird als seither.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 8 gelöst. Die Erfindung beruht in der Hauptsache auf dem Gedanken, die Turbulenz in den Kammern zu verringern.
  • Ein wesentlicher Gedanke des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß diejenige Menge des geschmolzenen Materiales, die bei erhöhtem Druck in den Raum oberhalb des Schmelzofens in die Schmelzkammer gedrückt wird, wesentlich größer ist als diejenige Menge geschmolzenen Metalls, das gleichzeitig zur Schmelzkammer, die mit der Druckkammer verbunden ist, zurückgeführt wird. Außerdem werden Maßnahmen ergriffen, um zu verhindern, daß der Schmelzfluß vom Boden der Pumpenkammer zur Spritzkammer gelangt. Gleichzeitig werden Maßnahmen getroffen, um zu verhindern, daß der vom Boden der Pumpenkammer zur Spritzkammer überführte Schmelzfluß zum Kanal zurückgeführt wird und auf die Schmelze in der Schmelzkammer auftrifft, im Falle eines plötzlichen Druckabfalles in der Pumpenkammer. Durch diese Maßnahmen wird Turbulenz verhindert und die Qualität der Schmelze gesteigert. Der Kanal zwischen dem Boden der Pumpenkammer und der Spritzkammer ist am besten nach oben geneigt, so daß die Schmelze in der Nähe des oberen Endes der Spritzkammer abgegeben wird, geringfügig oberhalb des Niveaus der Schmelze.
  • Ein Druckanstieg oberhalb der Schmelze in der Pumpenkammer wird mittels eines Druckanstieges des inerten Gases, am besten Stickstoff, erreicht, und zwar durch Ausfüllen des Raumes oberhalb der Schmelze und durch Herstellen einer leitenden Verbindung zum obersten Raum oberhalb eines Pumpenkolbens im Pumpenzylinder, der an die Pumpenkammer angeschlossen ist. Druckanstieg und -abfall werden unter Kontrolle gehalten, um zu vermeiden, daß ein Vakuum entsteht.
  • Der Spiegel im Ofen und in der Auslaß-Rohrleitung wird am besten derart eingestellt, daß minimale Spiegelschwankungen möglich sind. Bei kontinuierlichem Verbrauch muß auch die Zufuhr kontinuierlich und auf den Verbrauch abgestimmt sein.
  • Die Vorrichtung umfaßt im wesentlichen einen herkömmlichen Schmelzofen, am besten mit zwei Schmelzkammern, zwei Pumpenkammern und zwei Spritzkammern. Gemäß der Erfindung ist die Querschnittsfläche des Kanales zwischen einer Pumpenkammer und der zugeordneten Spritzkammer wesentlich größer als die Querschnittsfläche des Kanales zwischen derselben Pumpenkammer und der vorausgehenden Schmelzkammer. Das Verhältnis zwischen diesen Querschnittsflächen liegt im Bereich von 15:1 bis 3:1, am besten zwischen 10:1 bis 5:1. Ein Verhältnis von 8:1 ist besonders günstig.
  • Die Pumpenzylinder, die das geschmolzene Metall im Schmelzofen umwälzen, sind vertikal angeordnete Pumpenzylinder, unterteilt von einer horizontalen, festen Unterteilung in einen oberen und einen unteren Pumpenraum. Eine Pumpenwelle ist beweglich durch die Unterteilung hindurchgeführt und mit einem Pumpenkolben am anderen Ende versehen. Die Unterteilung unterteilt den Zylinderraum in zwei gleiche Teile.
  • Der Raum oberhalb des oberen Pumpenkolbens kommuniziert über eine Rohrleitung mit dem Raum oberhalb des geschmolzenen Metalls in der Pumpenkammer, die an die Pumpe angeschlossen ist. Die miteinander kommunizierenden Räume sind mit inertem Gas gefüllt, am besten mit Stickstoff. Um eine kontrollierte Druckzunahme bzw. -abnahme in der Pumpenkammer oberhalb der Schmelze zu erreichen, ist der kommunizierende Raum oberhalb des oberen Pumpenkolbens mit einem Manometer und einem Ventil versehen, das zu einer Gasquelle führt, am besten zu einer Stickstoffquelle.
  • Der Raum zwischen der horizontalen Wand des Pumpenzylinders und dem oberen Pumpenkolben sowie auch der Raum zwischen der horizontalen Wand und dem oberen Pumpenkolben sind an eine entsprechende Druckluftquelle einstellbar angeschlossen, während der Raum unterhalb des unteren Pumpenkolbens mit der Atmosphäre kommuniziert. Ein auf diese Weise ausgestatteter Pumpenzylinder ermöglicht es, den Druck im Raum oberhalb der Schmelze in der Pumpenkammer zu steigern oder abzusenken; die Schmelze wird auf diese Weise sanft in die Spritzkammer überführt, und die im Kanal verbleibende Schmelze kann sanft dem Kanal wieder zugeführt werden. Ohne kontrollierte Druckbedingungen kann in der Pumpenkammer unter der Einwirkung der Reversierbewegung des Pumpenkolbens Unterdruck entstehen, was zu einer plötzlichen Rückströmung und zu Stößen auf die Schmelze in der Pumpenkammer führt. Die dann auftretende Turbulenz würde die Schmelzqualität erheblich beeinträchtigen.
  • Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
    • Figur 1 ist eine schematische Ansicht eines Schmelzofens, von oben gesehen bei abgenommenem Deckel, mit den zugehörenden Pumpenzylindern.
    • Figur 2 ist ein Querschnitt eines vertikalen Pumpenzylinders, der an die Pumpenkammer im Schmelzofen angeschlossen ist.
  • Der Schmelzofen ist in mehrere getrennte Kammern durch Unterteilungen abgeteilt, die mit Öffnungen versehen sind, durch welche die Kammern miteinander kommunizieren. Die Wärme zum Schmelzen des Metalles wird vom elektrisch beheizten Deckel des Schmelzofens zugeführt; dieser ist in den Figuren nicht gezeigt. Blöcke und/oder Schrott werden nach dem Vor-Aufheizen einer Einlaßkammer 1 zugeführt. Von dort aus gelangt flüssiges Metall durch eine Öffnung im Bereich des Bodens einer ersten Schmelzkammer 3. Die Öffnung ist nicht dargestellt, wohl aber der Materialfluß durch die Öffnung mittels eines Pfeiles 2. Das Metall fließt sodann aus der Schmelzkammer 3 durch eine Öffnung im Bereich des Bodens zur nachfolgenden Schmelzkammer 5 - siehe Pfeil 4. Zwischen den Schmelzkammern 3 und 5 kann die Schmelze entgast und/oder gefiltert werden, um die Schmelzqualität zu verbessern. In diesem Falle strömt die Schmelze aus der ersten Schmelzkammer 3 durch eine Öffnung - siehe Pfeil 6 - zu den Entgasungs- und Filterkammern 7 und 8, und von dort durch eine Öffnung - siehe Pfeil 9 - zur zweiten Schmelzkammer 5. Die Entgasungs- und Filterkammern 7 und 8 haben eine größere Tiefe als die Schmelzkammern, um einen Rückfluß unmöglich zu machen.
  • Schmelzkammer 5 kommuniziert mit zwei Pumpenkammern 10 und 11 über zwei Kanäle - siehe Pfeile 12 und 13. Die Mündung der Kanäle in die Schmelzkammer 5 befindet sich in der Nähe des Bodens der Schmelzkammer, und ihre Mündungen zu den Pumpenkammern 10 und 11 befinden sich in der Nähe des Bodens ihrer entsprechenden Pumpenkammer. Aus der Pumpenkammer 11 wird geschmolzenes Metall durch einen Kanal von größerem Querschnitt in die Spritzkammer 15 gedrückt - siehe Pfeil 14. Die Mündung des Kanales in der Pumpenkammer 11 befindet sich in der Nähe des Bodens der Pumpenkammer, und seine Mündung in der Spritzkammer 15 befindet sich in der Nähe des oberen Bereiches der Spritzkammer. Das Verhältnis zwischen den Querschnittsflächen der Kanäle 13 und 14 liegt am besten bei 8:1. Es kann jedoch auch im Bereich von 10:1 bis 5:1 liegen, sogar zwischen 15:1 bis 3:1. Das Volumen der Schmelze ändert sich aufgrund der Reibung an den Rohrwandungen in der Zeiteinheit nicht im selben Verhältnis wie die Querschnittsflächen. Die Reibung der Strömung steigt umgekehrt proportional zur Querschnittsfläche. Ein noch größeres Verhältnis führt zu Oxidation, und ein noch niedrigeres Verhältnis führt zu einer schlechten Arbeitsweise oder gar zu einem Versagen des Systems. Geschmolzenes Metall strömt aus der Spritzkammer 15 durch eine Öffnung im Bereich des Bodens - siehe Pfeil 16 - zur Einlaßkammer 1, wo es auf dem Schmelzofen zugeführte Kokillen, Blöcke oder Schrott trifft.
  • Eine kontrollierte Menge geschmolzenes Metall wird in der Zwischenzeit durch einen Kanal 17 einer Spritzkammer 18 zugeführt, von wo aus es zur Entnahme an eine elektrisch geheizte Rohrleitung 19 abgegeben wird. Das Umwälzen und Herauspumpen geschmolzenen Metalls wird durch Zufuhr eines inerten Gases bewirkt, beispielsweise Stickstoff, und zwar unter Kontrolle zur entsprechenden Pumpenkammer 10, 11 durch einen Einlaßkanal 20 und 21 im Pumpenkammerdeckel von einem externen, vertikal angeordneten Pumpenzylinder 40 und 41. Die beiden Pumpenzylinder sind miteinander identisch und kontrollieren ihre entsprechenden Pumpenkammern auf gleiche Weise. Wie man aus Figur 2 erkennt, weist der Pumpenzylinder eine horizontale Trennwand 22 auf, die den Zylinder in zwei vorzugsweise gleiche Räume 23 und 24 unterteilt. Auf beiden Seiten der Trennwand 22 ist ein Kolben 25 bzw. 26 vorgesehen. Die Kolben sind mit einer Kolbenstange 27 fest verbunden, die durch die Trennwand 22 hindurchgeführt ist. Man erkennt den Raum 28 zwischen der Trennwand 22 und dem oberen Pumpenkolben 25 sowie den Raum 29 zwischen der Trennwand 22 und dem unteren Pumpenkolben 26. Ein inertes Gas, am besten Stickstoff, füllt den oberen Zylinderraum 23 sowie den Raum oberhalb des geschmolzenen Metalls in der Pumpenkammer 10 und 11 aus, die über die Leitungen 20 und 21 mit dem Raum 23 kommunizieren. Der Pumpenzylinderraum 23 weist ein Ventil 30 auf, das an eine Stickstoffquelle und an ein Manometer 31 angeschlossen ist. Das Pumpen und somit Umwälzen geschmolzenen Metalls wird dadurch bewirkt, daß komprimierte Luft in den Zylinderraum 28 durch ein pneumatisches Ventil einströmt - siehe den Doppelpfeil 32. In dieser Situation werden die Zylinderkolben 25 und 26 nach oben gedrückt, und es wird Überdruck oberhalb des Metallspiegels in der Pumpenkammer 10, 11 erzeugt. Eine spezifisch größere Menge geschmolzenen Metalls wird sodann durch die Öffnungen 14 und 17 in die Spritzkammern 15 und 18 eingedrückt, während eine spezifisch kleinere Menge zur Schmelzkammer 5 durch die Öffnungen 12 und 13 zurückgedrückt wird. Nach einer gewissen Zeitspanne läßt man den Luftdruck in Raum 28 abfallen, währen der Druck in Raum 29 angehoben wird, so daß sich die Zylinderkolben 25 und 26 nach unten bewegen. Der Stickstoff im obersten Bereich des Raumes 23 der Pumpe expandiert; Manometer 34 wird derart eingestellt, daß Ventil 30 dahingehend gesteuert wird, daß dann mehr Stickstoff hindurchtritt, wenn der Druck in Raum 23 unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes abfällt. Der untere Zylinderraum 24 enthält Luft und kommuniziert mit der Atmosphäre durch eine Rohrleitung 31. Auf diese Weise wird der Druck oberhalb des Spiegels der Schmelze in Pumpenkammer 10, 11 oberhalb des spezifischen Grenzwertes gehalten, und es tritt kein Unterdruck auf. Diese Anordnung führt zu einem sanften und kontrollierten Drücken geschmolzenen Metalls in die Spritzkammer, wodurch ein plötzlicher Rückstrom unterbunden wird, der auf geschmolzenes Material treffen würde.
  • Das Pumpen durch die Pumpenkammern 10 und 11 erzeugt eine Umwälzung durch die Schmelzkammern, so daß Blöcke, Kokillen und Schrott auf das geschmolzene Metall in der Einlaßkammer 1 treffen, was zu einem raschen und effizienten Schmelzen führt; geschmolzenes Metall wird aus der Spritzkammer 18 durch Kanal 19 hindurchgepumpt, um weiterverwendet zu werden.
  • Die Deckel des Schmelzofens, besonders der Pumpenkammerdeckel, müssen einwandfrei abgedichtet sein. Das Niveau des Schmelzofens und das Niveau der Rohrleitung werden am besten derart justiert, daß eine minimale Spiegelschwankung eintritt.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Schmelzen von Metall und zum Verarbeiten geschmolzenen Metalls, besonders von Nichteisenmetall, wobei das feste Metall einer Kammer (1) zugeführt und von einer Kammer zu einer anderen (3, 5, 10, 11, 15, 18) durch Kanäle zugeführt wird, die die Kammern miteinander verbinden, bei gleichzeitigem Schmelzen oder Verarbeiten mittels thermischer Strahlung von den Kammerdeckeln, wobei eine oder mehrere Pumpen (40, 41) auf den Raum oberhalb des geschmolzenen Metalls in einer oder mehreren Pumpenkammern (10, 11) einwirkt, die an die Pumpe angeschlossen sind, deren jede im Bodenbereich über Kanäle mit einer Schmelzkammer (5) in leitender Verbindung steht, die geschmolzenes Metall zur Pumpenkammer führen, und mit einer Spritzkammer (18, 15), von wo aus geschmolzenes Metall einer Rohrleitung (19) zugeführt wird, um verarbeitet oder rezykliert zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß etwa die dreifache bis fünfzehnfache Menge, am besten die sechsfache bis zehnfache Menge, Schmelze pro Zeiteinheit von jeder Pumpenkammer (10, 11) der Spritzkammer (18, 15) zugeführt wird, als von denselben Pumpenkammern zu der Spritzkammer (5), wenn der Druck im Pumpenkammerraum oberhalb des geschmolzenen Metalls zunimmt oder abnimmt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum oberhalb des geschmolzenen Metalls in der Pumpenkammer (10, 11) und der angeschlossene Raum (23) in der Pumpe (40) mit einem inerten Gas, am besten Stickstoff, angefüllt ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckabfall im Pumpenkammerraum (10, 11) oberhalb des geschmolzenen Metalls gesteuert wird, so daß kein Vakuum entsteht.
  4. Verfahren nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Räume (23, 27, 29, 24) des Pumpenzylinders zwecks Drucksteuerung evakuiert werden können.
  5. Verfahren nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel der Schmelze eingeschlossen des Spiegels der Auslaß-Rohrleitung (19) annähernd konstant gehalten wird.
  6. Verfahren nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführen kontinuierlich geschieht.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Überführungsweg geschmolzenen Metalls aus der Pumpenkammer (10, 11) zur Spritzkammer (18, 15) von dem Bereich des Bodens der Pumpenkammer zum Bereich des Deckels der Spritzkammer (oberhalb des Schmelzenspiegels) nach oben ansteigt.
  8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, mit einem Schmelzofen oder einem Ofen mit einer oder mehreren Kammern (3, 5, 10, 11, 18, 15), eingeschlossen eine Zuführkammer (1) (batching chamber), mit wärmeabstrahlenden Kammerdeckeln, mit einer oder mehreren pneumatischen Pumpen (40, 41), die an den Schmelzofen angeschlossen sind, um geschmolzenes Metall von einer Kammer zur anderen zu überführen, mit einer Abgabeleitung (19) und mit Kanälen, die die Kammern miteinander verbinden, und durch welche geschmolzenes Metall zwischen aufeinanderfolgenden Kammern überführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen den Querschnittsflächen der Kanäle (12, 7; 13, 14) zwischen einer Pumpenkammer (10, 11) und der vorausgehenden Schmelzkammer (5) sowie zwischen derselben Pumpenkammer (10; 11) und der nachfolgenden Spritzkammer (18; 15) zwischen 3:1 bis 15:1 liegt, vorzugsweise zwischen 5:1 bis 10:1.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelne pneumatische Pumpe (40, 41) einen vertikal angeordneten Pumpenzylinder aufweist, der durch eine horizontale, feste Trennwand (22) in einen oberen und einen unteren Zylinderraum (23, 24) unterteilt ist, ferner einen Pumpenschaft (27), der frei durch die Trennwand hindurchgeführt ist und an seinen beiden Enden einen Pumpenkolben (25, 26) trägt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Trennwand (22) das Pumpenzylindervolumen in zwei gleiche Teile unterteilt.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (17, 14) zwischen einer jeden Pumpenkammer (10, 11) und der angeschlossenen Spritzkammer (18, 15) nach oben ansteigend vom Bodenbereich der Pumpenkammer zum Spritzkammerdeckelbereich (oberhalb des Schmelzenspiegels) erstrecken.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (23) oberhalb des oberen Pumpenkolbens (25) in jedem Pumpenzylinder (40, 41) über eine Leitung (20, 21) an den Raum oberhalb des geschmolzenen Metalls in der an die Pumpe angeschlossenen Pumpenkammer (10, 11) leitend verbunden ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (23) oberhalb des Pumpenkolbens (25) in jedem Pumpenzylinder (40, 41) sowie der Raum oberhalb des geschmolzenen Metalls in der mit dem Pumpenzylinder verbundenen Pumpenkammer (10, 11) mit einem inerten Gas, vorzugsweise mit Stickstoff, angefüllt ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (23) oberhalb des oberen Pumpenkolbens mit einem Manometer (34) und mit einem Ventil (30) versehen ist, an das eine Gasquelle zum Steuern des Gasdruckes angeschlossen ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (28) zwischen der Trennwand (22) und dem oberen Pumpenkolben, sowie der Raum (29) zwischen der Trennwand (22) und dem unteren Pumpenkolben jeweils über einen Regler (32, 33) an eine Druckluftquelle angeschlossen sind, und daß der Raum (24) unterhalb des unteren Pumpenkolbens über eine Rohrleitung (31) mit der Umgebung kommuniziert.
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