EP0728548B1 - Schmelzbehälter und diesen verwendende Schmelzvorrichtung - Google Patents

Schmelzbehälter und diesen verwendende Schmelzvorrichtung Download PDF

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EP0728548B1
EP0728548B1 EP96102233A EP96102233A EP0728548B1 EP 0728548 B1 EP0728548 B1 EP 0728548B1 EP 96102233 A EP96102233 A EP 96102233A EP 96102233 A EP96102233 A EP 96102233A EP 0728548 B1 EP0728548 B1 EP 0728548B1
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melting
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closing
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Georg Schultheiss
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14Closures
    • B22D41/16Closures stopper-rod type, i.e. a stopper-rod being positioned downwardly through the vessel and the metal therein, for selective registry with the pouring opening
    • B22D41/20Stopper-rod operating equipment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50Pouring-nozzles

Definitions

  • the invention relates to a melting vessel, in particular a crucible, the one interior delimited by a wall area and a floor area for receiving melt material, the bottom region of the Melting container has a drain opening through a closure element a closure system is closable, the drain opening of the bottom region of the melting tank is arranged off-center by the drain opening of the melting tank by a defined distance from a central axis of the melting tank is arranged offset.
  • Such a melting tank is known from DE-B-1 246 178.
  • the drain opening of the bottom area is arranged off-center is achieved that the closure element closing the drain opening can be guided close to the wall, so that the for filling melted material to Available filling cross section is enlarged.
  • the loading of the Melting crucible with the melting material can thus be carried out easily and quickly become.
  • the known melting tank has the disadvantage that due to of its flat floor area always a more or less large remnant of the melting material remains in the melting container. This is special with Melting expensive precious metals is disadvantageous because of the loss of material is reflected here in high costs. With the from the above Known melting tank publication, this problem occurs in particular to a high degree, since an increased area is provided around the outflow opening, which serves as a seat for the locking rod closing the pouring opening.
  • the bottom area of the Melt container drops to the drain opening in at least two stages by the bottom area from the wall area of the melting tank to the drain opening to form the first stage over a slope, and that the drain opening surrounding second stage formed as a funnel-shaped depression is.
  • the floor area in the area the drain opening of the melting tank in at least two stages to the drain opening falls off.
  • Such an approach has the advantage that with an asymmetrically arranged drain opening in the bottom area of the invention Melting tank a reliable and above all essentially complete emptying of what is inside liquefied melt is guaranteed. This is particularly so of great importance when melting expensive precious metals, because due to the high material costs, attention must be paid to this must be that after the melting process no melted Precious metal remains in the melting tank.
  • Another advantageous development of the invention provides that the at least two steps descending towards the outflow opening having the bottom contour of the melting container according to the invention is formed in that in half the bottom area of the inventive melting container, in which the drain opening a corresponding number of subsidence in the floor area are provided.
  • Such training has the advantage that the design of the floor area according to the invention also without With the help of special tools can be achieved.
  • the invention further relates to a melting device which by a melting tank according to one of claims 1 to 3 is characterized.
  • the melting tank 1 shown in Figures 1 to 3 is divided essentially in a wall area 2, the outer surface in thermal contact with one not detailed in the figures shown melting device 10, and a bottom area 3.
  • a drain opening 5 of the bottom area 3 of the melting tank 1 - which will be described in more detail below - by an up and down movable closure element, in particular one Locking rod 6 of a locking system 20 is lockable when described melting container 1 no longer - as in the known melting tanks is the case - in the area of the central axis M, but offset by a distance d from the central axis M, that is is arranged off-center. It is particularly advantageous here when the drain opening 5 of the bottom region 3 of the melting tank 1 is arranged near the wall region 2 of the melting container 1.
  • the melting container 100 shown in FIGS. 4 to 6 differs in terms of the arrangement of the locking rod 6 of the melting tank 1 shown in Figure 1 in that the drain opening 5 of the bottom area 3 and thus the locking rod 6 even closer to the wall area 2 on the right in FIG. 1 is arranged, which results in an advantageous manner further enlargement of the effective filling cross section of the Filling opening 8 of the melting container 100 results.
  • the specialist is from the above embodiment, it is easy to see that in principle the Drain opening 5 as far as can be approximated to the wall area 2, that a perfect up and down movement of the locking rod 6 of the Closure system 20 is still guaranteed.
  • FIGS. 1 and 4 differ apart from the arrangement of the drain opening 5 of the bottom region 3 still in the design of the floor area 3 itself, which in the Figures 2 and 3 or 5 and 6 is shown in detail. Too with an asymmetrically arranged drain opening 5 in substantially complete drainage of the liquefied melt to ensure is provided in an advantageous manner that the bottom area 3 to the drain opening 5 from all sides is designed to fall off, in such a way that the one shown in FIG. 4 left part of the bottom area 3 of the melting tank 1, 100 - like in the known melting tanks - in a known manner from the left wall area 2 drops over a slope 11 towards the center M, but now in the right part of FIGS.
  • the bottom region 3 is funnel-shaped Has recess 11a, in which one or two depressions 12 or 13a, 13b can be provided so that the bottom region 3 of seen right to left is carried out at least in two stages.
  • Such a design of the bottom region 3 of the melting tank 1, 100 has the advantage that the contour of the described Floor area 3 is also particularly simple, i.e. without Special tools, can be trained if - as with Melting container 100 - the drain opening 5 of the bottom region 3 is close is arranged in the wall area 2 of the melting container 100.
  • the locking system 20 serves a lifting device, which in essentially up and out of a lifting mechanism 21 movable gallows 22, the horizontal bar 22a on engages upper end 6 'of the locking rod 6 and its vertical Beam 22b is guided in a receiving bore 23.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Schmelzbehälter, insbesondere einen Schmelztiegel, der einen von einem Wandbereich und einem Bodenbereich begrenzten Innenraum zur Aufnahme von Schmelzgut aufweist, wobei der Bodenbereich des Schmelzbehälters eine Abflußöffnung aufweist, die durch ein Verschlußelement eines Verschlußsystems verschließbar ist, wobei die Abflußöffnung des Bodenbereichs des Schmelzbehälters außermittig angeordnet ist, indem die Abflußöffnung des Schmelzbehälters um einen definierten Abstand von einer Mittelachse des Schmelzbehälters versetzt angeordnet ist.
Ein derartiger Schmelzbehälter ist aus der DE-B-1 246 178 bekannt. Indem vorgesehen ist, daß die Abflußöffnung des Bodenbereichs außermittig angeordnet ist, wird erreicht, daß das die Abflußöffnung verschließende Verschlußelement wandnah geführt werden kann, so daß der zum Einfüllen von Schmelzgut zur Verfügung stehende Einfüllquerschnitt vergrößert ist. Das Beschicken des Schmelztiegels mit dem Schmelzgut kann somit einfach und schnell durchgeführt werden. Der bekannte Schmelzbehälter besitzt jedoch den Nachteil, daß aufgrund seines ebenen Bodenbereichs immer ein mehr oder minder großer Rest des Schmelzmaterials im Schmelzbehälter verbleibt. Dies ist besondere beim Schmelzen von teuren Edelmetallen von Nachteil, da der auftretende Materialverlust sich hier in hohen Kosten niederschlägt. Bei dem aus der eingangs genannten Druckschrift bekannten Schmelzbehälter tritt dieses Problem in besonders hohem Maße auf, da um die Ausflußöffnung ein erhöhter Bereich vorgesehen ist, der als Sitz für den die Ausgußöffnung verschließenden Verschlußstab dient.
Aus der Druckschrift "Iron and Steel", April 1970, Vol. 43, No. 2 "LADLES-essential steel plant equipment", Seiten 85-89 ist ein Schmelzbehälter bekannt, der eine außermittig angeordnete Abflußöffnung aufweist, die von einem Verschlußstab verschließbar ist Auch dieser Schmelzbehälter besitzt den Nachteil daß sein Bodenbereich mit Ausnahme eines trichterförmig ausgebildeten Sitzes für den Verschlußstab flach ausgebildet ist, so daß auch bei diesem Schmelzbehälter in nachteiliger Art und Weise nicht eine im wesentlichen vollständige Entleerung gewährleistet ist.
Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es daher die Aufgabe der Erfindung, einen Schmelzbehälter der eingangs genannten Art derart weiterzubilden; daß eine im wesentlichen vollständige Entleerung des darin befindlichen Schmelzgutes gewährleistet ist ohne daß sein effektiv zur Verfügung stehender Einfüllquerschnitt vermindert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Bodenbereich des Schmelzbehälters zur Abflußöffnung in zumindest zwei Stufen hin abfällt, indem der Bodenbereich vom Wandbereich des Schmelzbehälters zur Abflußöffnung hin zur Ausbildung der ersten Stufe über eine Schräge abfällt, und daß die die Abflußöffnung umgebende zweite Stufe als trichterförmige Vertiefung ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, daß der Bodenbereich in der Umgebung der Abflußöffnung des Schmelzbehälters in mindestens zwei Stufen zur Abflußöffnung hin abfällt. Eine derartige Vorgangsweise besitzt den Vorteil, daß auch bei einer asymmetrisch angeordneten Abflußöffnung im Bodenbereich des erfindungsgemäßen Schmelzbehälters eine zuverlässige und vor allem im wesentlichen vollständige Entleerung des sich darin befindlichen verflüssigten Schmelzgutes gewährleistet ist. Dies ist insbesondere beim Schmelzen von teuren Edelmetallen von großer Wichtigkeit, da hierbei aufgrund der hohen Materialkosten unbedingt darauf geachtet werden muß, daß nach dem Schmelzvorgang kein geschmolzenes Edelmetall im Schmelzbehälter zurückbleibt.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die mindestens Zwei zur Ausflußöffnung hin abfallende Stufen aufweisende Bodenkontur des erfindungsgemäßen Schmelzbehälters dadurch ausgebildet wird, daß in der Hälfte des Bodenbereichs des erfindungsgemäßen Schmelzbehälters, in der sich die Abflußöffnung befindet, eine entsprechende Anzahl von Senkungen im Bodenbereich vorgesehen sind. Eine derartige Ausbildung besitzt den Vorteil, daß die erfindungsgemäße Gestaltung des Bodenbereichs auch ohne Zuhilfenahme von Spezialwerkzeugen erzielt werden kann.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Schmelzvorrichtung, die durch einen Schmelzbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3 charakterisiert ist.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen zu entnehmen, die im folgenden anhand der Figuren beschrieben werden.
Es zeigen:
Figur 1
ein ersten Ausführungsbeispiel einer Schmelzvorrichtung
Figur 2
eine ausschnittweise und vergrößerte Darstellung des Bereichs II der Figur 1,
Figur 3
die Darstellung der Figur 2 ohne Verschlußelement,
Figur 4
ein zweites Ausführungsbeispiel der Schmelzvorrichtung,
Figur 5
eine ausschnittsweise und vergrößerte Darstellung des Bereichs IV der Figur 4,
und
Figur 6
die Darstellung der Figur 5 ohne Verschlußelement.
Der in Figuren 1 bis 3 dargestellte Schmelzbehälter 1 gliedert sich im wesentlichen in einen Wandbereich 2, dessen Außenfläche in thermischem Kontakt mit einer in den Figuren nicht detaillierter dargestellten Schmelzvorrichtung 10 steht, sowie einen Bodenbereich 3. In besonders vorteilhafter Art und Weise ist nun vorgesehen, daß eine Abflußöffnung 5 des Bodenbereichs 3 des Schmelzbehälters 1 - welche weiter unten noch eingehender beschrieben werden wird - durch ein auf- und abbewegbares Verschlußelement, insbesondere einen Verschlußstab 6 eines Verschlußsystems 20 verschließbar ist, beim beschriebenen Schmelzbehälter 1 nun nicht mehr - wie bei den bekannten Schmelzbehältern der Fall ist - im Bereich der Mittelachse M, sondern um einen Abstand d von der Mittelachse M versetzt, also außermittig angeordnet ist. Hierbei ist es insbesondere von Vorteil, wenn die Abflußöffnung 5 des Bodenbereichs 3 des Schmelzbehälters 1 nahe des Wandbereichs 2 des Schmelzbehälters 1 angeordnet ist.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 ist die Abflußöffnung 5 des Bodenbereichs 3 des Schmelzbehälters 1 etwa um ein Drittel des Radius R des vorzugsweise zylindrisch ausgeführten Schmelzbehälters 1 nach außen, also zum in Figur 1 rechten Wandbereich 2 hin versetzt angeordnet. Dies bewirkt in vorteilhafter Art und Weise, daß auch der Verschlußstab 6 des Verschlußsystems 20 seinerseits von der Mittelachse M des Schmelzbehälters 1 radial nach außen zum Wandbereich 2 hin versetzt angeordnet werden kann, so daß der zum Einfüllen eines Schmelzguts in den Innenraum 1' des Schmelzbehälters 1 zur Verfügung stehende Einfüllquerschnitt einer Einfüllöffnung 8 des Schmelzbehälters 1 nun nicht mehr - wie es bei einem bekannten derartigen Behälter der Fall sein würde - nur vom in Figur 1 linken Wandbereich 2 bis in etwa kurz vor die Mittelachse M reicht, sondern daß beim beschriebenen Schmelzbehälter 1 vielmehr in besonders vorteilhafter Art und Weise dieser Einfüllquerschnitt in radialer Richtung ca. um ein Drittel des Radiuses R des Schmelzbehälters 1 vergrößert wird. Hierdurch können in vorteilhafter Art und Weise größere Zuführbehälter und Zufüreinrichtungen für das in den Schmelzbehälter 1 einzubringende Schmelzgut verwendet werden, so daß bei jedem Füllvorgang deutlich mehr Schmelzgut pro Zeiteinheit über die Einfüllöffnung 8 in den Innenraum 1' des Schmelzbehälters 1 eingebracht werden kann als dies bei einem bekannten Behälter dieser Art der Fall ist.
Der in den Figur 4 bis 6 dargestellte Schmelzbehälter 100 unterscheidet sich im Hinblick auf die Anordnung des Verschlußstabes 6 von dem in Figur 1 dargestellten Schmelzbehälter 1 dadurch, daß die Abflußöffnung 5 des Bodenbereichs 3 und somit der Verschlußstab 6 noch weiter an den in Figur 1 rechten Wandbereich 2 angenähert angeordnet ist, woraus sich in vorteilhafter Art und Weise eine nochmalige Vergrößerung des wirksamen Einfüllquerschnitts der Einfüllöffnung 8 des Schmelzbehälters 100 ergibt. Dem Fachmann ist aus der obigen Ausführung leicht ersichtlich, daß im Prinzip die Abflußöffnung 5 soweit an den Wandbereich 2 angenähert werden kann, daß eine einwandfreie Auf- und Abbewegung des Verschlußstabes 6 des Verschlußsystems 20 noch gewährleistet ist.
Die beiden Ausführungsbeispiele der Figuren 1 und 4 unterscheiden sich außer der Anordnung der Abflußöffnung 5 des Bodenbereichs 3 noch in der Gestaltung des Bodenbereichs 3 selbst, die in den Figuren 2 und 3 bzw. 5 und 6 detailliert dargestellt ist. Um auch bei einer asymmetrisch angeordneten Abflußöffnung 5 ein im wesentlichen vollständiges Abfließen des verflüssigten Schmelzgutes zu gewährleisten, ist in vorteilhafter Art und Weise vorgesehen, daß der Bodenbereich 3 zur Abflußöffnung 5 von allen Seiten hin abfallend ausgeführt ist, und zwar derart, daß der in Figur 1 bzw. 4 linke Teil des Bodenbereichs 3 des Schmelzbehälters 1, 100 - wie bei den bekannten Schmelzbehältern - in bekannter Art und Weise vom linken Wandbereich 2 über eine Schräge 11 hin zur Mitte M abfällt, während nun aber bei dem in Figuren 1 bzw. 4 rechten Teil des Bodenbereichs 3, also in der Umgebung der Abflußöffnung 5, vorgesehen ist, daß der Bodenbereich 3 eine trichterförmige Vertiefung 11a aufweist, in der noch eine bzw. zwei Senkungen 12 bzw. 13a, 13b vorgesehen sein können, so daß der Bodenbereich 3 von rechts nach links gesehen mindestens zweistufig ausgeführt ist.
Eine derartige Ausbildung des Bodenbereichs 3 des Schmelzbehälters 1, 100 besitzt den Vorteil, daß die beschriebene Kontur des Bodenbereichs 3 auch dann besonders einfach, d.h. ohne Spezialwerkzeuge, ausgebildet werden kann, wenn - wie beim Schmelzbehälter 100 - die Abflußöffnung 5 des Bodenbereichs 3 nahe beim Wandbereich 2 des Schmelzbehälters 100 angeordnet ist.
Zur Bewegung des Verschlußelements, insbesondere des Verschlußstabs 6, des Verschlußsystems 20 dient eine Hubeinrichtung, welche im wesentlichen aus einem von einem Hubmechanismus 21 auf- und abbewegbaren Galgen 22 besteht, dessen waagrechter Balken 22a am oberen Ende 6' des Verschlußstabs 6 angreift und dessen vertikaler Balken 22b in einer Aufnahmebohrung 23 geführt ist.

Claims (8)

  1. Schmelzbehälter, insbesondere Schmelztiegel, der einen von einem Wandbereich (2) und einem Bodenbereich (3) begrenzten Innenraum (1') zur Aufnahme von Schmelzgut aufweist, wobei der Bodenbereich (3) des Schmelzbehälters (1, 100) eine Abflußöffnung (5) aufweist, die durch ein Verschlußelement (6) eines Verschlußsystems (20) verschließbar ist, wobei die Abflußöffnung (5) des Bodenbereichs (3) des Schmelzbehälters (1, 100) außermittig angeordnet ist, indem die Abflußöffnung (5) des Schmelzbehälters (1, 100) um einen definierten Abstand (d) von einer Mittelachse (M) des Schmelzbehälters (1, 100) versetzt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenbereich (3) des Schmelzbehälters (1, 100) zur Abflußöffnung (5) in zumindest zwei Stufen (11, 11a) hin abfällt, indem der Bodenbereich (3) vom Wandbereich (2) des Schmelzbehälters (1, 100) zur Abflußöffnung (5) hin zur Ausbildung der ersten Stufe über eine Schräge (11) abfällt, und daß die die Abflußöffnung (5) umgebende zweite Stufe als trichterförmige Vertiefung (11a) ausgebildet ist.
  2. Schmelzbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußöffnung (5) des Schmelzbehälters (1, 100) nahe des Wandbereichs (2) des Schmelzbehälters (1, 100) angeordnet ist.
  3. Schmelzbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenbereich (3) des Schmelzbehälters (1, 100) in der trichterförmigen Vertiefung (11a) der Abflußöffnung (5) mindestens eine Senkung (12; 13a, 13b) aufweist.
  4. Schmelzvorrichtung, gekennzeichnet durch einen Schmelzbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
  5. Schmelzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Abflußöffnung (5) des Schmelzbehälters (1; 100) verschließende Verschlußelement (6) durch eine Hubeinrichtung (21, 22) des Verschlußsystems (20) bewegbar ist.
  6. Schmelzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubeinrichtung (21, 22) einen am oberen Ende (6') des Verschlußelements (6) angreifenden Balken (22) aufweist, der in einer Aufnahmebohrung (23) der Schmelzvorrichtung verschiebbar geführt ist.
  7. Schmelzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Balkens (22) des Verschlußsystems (20) durch einen Hubmechanismus (21) ausführbar ist.
  8. Schmelzvorrichtung nach einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement der Verschlußvorrichtung (20) als Verschlußstab (6) ausgeführt ist.
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EP0728548A3 EP0728548A3 (de) 1997-06-18
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