EP1607156B1 - Giessverfahren und Giessanlage für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen - Google Patents

Giessverfahren und Giessanlage für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen Download PDF

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EP1607156B1
EP1607156B1 EP04405366A EP04405366A EP1607156B1 EP 1607156 B1 EP1607156 B1 EP 1607156B1 EP 04405366 A EP04405366 A EP 04405366A EP 04405366 A EP04405366 A EP 04405366A EP 1607156 B1 EP1607156 B1 EP 1607156B1
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EP
European Patent Office
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casting
ladles
station
molten aluminium
aluminium
Prior art date
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EP04405366A
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English (en)
French (fr)
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EP1607156A1 (de
Inventor
Dirk Kotze
Dawid Dewet-Smith
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Stopinc AG
Original Assignee
Stopinc AG
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Publication date
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Priority to RU2007101384/02A priority patent/RU2007101384A/ru
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D47/00—Casting plants

Definitions

  • the invention relates to a casting method for aluminum or aluminum alloys according to the preamble of claim 1 and a casting installation for carrying out the method.
  • the individual treatment stations must be perfectly coordinated. If one of the stages of this in-line system does not work, the entire casting plant must be shut down.
  • the long channel through which the melt passes means a loss of temperature, so that the material in the heat-holding furnace must be overheated, so that a sufficient temperature can be reached at the casting station at start-up. Extensive casting times mean that the melting and holding furnace must be available for the entire casting time before the next melting rate is used.
  • the energy consumption of the stove is correspondingly large.
  • flue furnaces reverberatory furnaces
  • hydrocarbon hydrocarbon are used as fuel, which causes the disadvantage of rapid absorption of hydrogen from the burner flame.
  • greenhouse gases and other pollutants polluting the atmosphere are produced.
  • the long, open channel for the flow through the melt also means that the metal absorbs the hydrogen from the atmosphere and causes the formation of slag.
  • the present invention has for its object to provide a more economical and flexible casting process for aluminum or aluminum alloys and a casting plant for performing the To provide a method that allow optimal timing for the treatment and casting of the molten aluminum and with which an improved quality of the semi-products to be produced can be achieved.
  • pans for the treatment and feeding of Alauschmelze in controllable sequences to preferably several Giessstationen this process phase is decoupled from the actual casting process in time.
  • the individual treatments are no longer fix fixed and limited in time, but they can be adjusted as needed until the desired quality of the melt to be poured in the respective pan is achieved.
  • the inventive method is much more efficient than the in-line method, since the need for large heat holding furnace is eliminated. If anything, the furnaces are used for melting and heating, but not for keeping heat for long periods of time. These can be designed as an energetically efficient and ecologically advantageous induction furnace.
  • Fig. 1 shows a prior art casting plant 1 for aluminum or aluminum alloys.
  • liquid or solid aluminum is introduced into a first stage or station 2, which comprises a melting furnace 3 and a heat-holding furnace 4 connected to it.
  • the aluminum may be delivered from a filling space by means of a transporting pan 5 or as a scrapload.
  • the furnaces 3, 4 are generally large flame furnaces with hydrocarbon as fuel.
  • the melt produced in the melting furnace 3 is heated in the heat holding furnace 4 to the necessary temperature and partially homogenized by stirring.
  • the aluminum melt After the aluminum melt has reached the required temperature, it is passed from the heat holding furnace 4 via a long channel 6 (channel) to a casting station 7, wherein it passes through various treatment stations 11, 12, which together with a casting station 7 upstream filter 13 a second Form 10 of the casting plant 1 generally known as gutter treatment.
  • a second Form 10 of the casting plant 1 generally known as gutter treatment.
  • the treatment station 11 the Alauschmelze various alloying additions are added.
  • a gas cleaning takes place.
  • the casting station 7, in which the molten aluminum is poured into semi-products, can be operated continuously or semi-continuously in a manner known per se and therefore not described in more detail.
  • the treatment times in the gutter stage 10 are bound to the casting process to be performed in the casting station 7 and thus predetermined and limited.
  • the individual treatment stations 11, 12, 13 must be perfectly matched in their function in terms of time. If one of the stages of this in-line system does not work, the entire casting plant 1 must be shut down.
  • the long channel or channel 6, through which the melt flows, means a loss of temperature, so that the material in the heat holding furnace 4 must be overheated (eg to 730 ° C), so that at the casting station 7 a sufficient temperature when starting (eg 700 ° C) can be achieved.
  • Extensive casting times mean that the melting and holding furnace 4 must be available for the entire casting time before next melting rate is used.
  • the energy consumption of the oven 3, 4 is correspondingly large.
  • Fig. 2 an inventive casting plant 1 for aluminum or aluminum alloys is shown schematically.
  • the first stage of the casting process according to the invention takes place in a filling station 21, in which hot aluminum melt is filled into a number of pans 25.
  • the pans for example, have a capacity of 15 t. It can either liquid, hot (temperature about 900 ° C) aluminum from a filling space by means of transport ladles are filled directly into the pans 25, or it is at least one, preferably more furnace 22, 23, 24 of the filling station 21 assigned and for the delivery responsible for the Alauschmelze, in addition to liquid aluminum also aluminum scrap or intended for remelting blocks can serve as starting material.
  • the melt can be filled into one of the pans 25 at half-hourly intervals.
  • aluminum melt of different quality are filled into the pans 25, wherein the filling of the pans 25 with Alauschmelze possibly even with mixed material from different furnace 22, 23, 24 may be computer controlled.
  • furnace 22, 23, 24 can preferably be used electric induction furnace, which are much more efficient energy than flame furnace.
  • This may be, for example, an induction furnace with a capacity of 20 t, from each of which the 15 t aluminum melt is filled into one of the pans 25 and the remaining 5 t are helpful in melting a further charge.
  • the casting installation 1 has a cleaning and preparation station 30 from which cleaned and preheated pans 25a are transported for filling to the filling station 21 (pans 25 located on a transport route are in FIG Fig. 2 generally indicated by the letter T).
  • a cleaning and preparation station 30 from which cleaned and preheated pans 25a are transported for filling to the filling station 21 (pans 25 located on a transport route are in FIG Fig. 2 generally indicated by the letter T).
  • the slag is skimmed off from the surface of the molten bath by bringing the pan 25 into an inclined position.
  • the pans 25 filled in the filling station 21 are transported to a treatment station 32, in which the second stage of the casting process runs.
  • alloying additives are first introduced into the aluminum melt (compare the pans designated 25b in FIG Fig. 2 ). (However, at least some of the alloying additives can also be introduced into the cleaned pans 25a before the melt is introduced.)
  • the aluminum melt is homogenized and cleaned (compare pans 25c).
  • the pans are placed below an impeller immersed in the respective pan 25c for blowing an inert gas, for example argon or nitrogen, wherein a combined hydrogen removal, homogenization and / or thermal regulation of the aluminum melt can take place.
  • the injection of argon eliminates the absorption of hydrogen from the moisture present in the atmosphere and reduces slag formation.
  • small amounts of chlorine may be added to the purge gas.
  • the pans 25 can be stored in designated storage stations (in Fig. 2 are generally such storage stations with the letter S) are held until a casting station 33 and 34 is available.
  • the casting plant 20 preferably has over several such casting stations (in Fig. 2 two shown), to which the pans 25 can be transported from the treatment or storage station, and in which the melt is poured into semi-finished products.
  • the pans 25 can be covered with a lid with advantage.
  • the temperature in the pan 25 can be reduced by blowing argon through a porous plug in the pan bottom or maintained or increased by means of a small burner built into the pan lid.
  • the emptying of the pans 25d at the respective casting station 33, 34 takes place through the bottom of the pan with controllable opening of a sliding closure, wherein the outflowing aluminum melt is conducted into a collecting channel, preferably under sheath by an inert gas. Also during this phase argon can be blown through the porous plug in the pan bottom, whereby the melt is stirred and purified.
  • inert atmosphere can be created in its upper region, which reduces the oxidation and absorption of hydrogen.
  • the casting stations 33, 34 are each equipped in a manner known per se with a filter system and are operated continuously or semi-continuously.
  • pans 25d After emptying the pans 25d they are transported to the already mentioned cleaning and preparation station 30 and in this cleaned (see pan 25e) and prepared for reuse, in particular preheated (see pan 25a).
  • the emptied pans can also be stored until reuse in designated storage stations S.
  • pans 25 For the transport of the pans 25 from one station to the next or to the storage stations S multiple ways are provided, wherein the pans 25 can be transported on rails or by means of overhead cranes.
  • the casting plant according to the invention is equipped with a control system with which the batches to be filled from individual ovens 22, 23, 24 into the individual pans 25, the alloying additions, heating, cooling, gas supply and treatment times are controlled so that the aluminum melt in the desired quality, with desired Temperature and fully homogenized to the Giessstationen 33, 34 passes.
  • pans 25 for the treatment and feeding of Alauschmelze in controllable sequences to preferably several Giessstationen 33, 34, this process phase is decoupled from the actual casting process in time.
  • the individual treatments are no longer fix fixed and limited in time, but they can be adjusted as needed, until the desired quality of the molten aluminum to be poured in the respective pan is achieved. If, for example, a low hydrogen content is required, the gas purification time ( degassing ) can be extended. This possibility existed in the traditional in-line method Fig. 1 Not.
  • the production capacity of the casting plant depends on the actual casting process at the casting stations alone, which can be continued until the feed the treated Alauschmelze is interrupted to the Giessstationen in a desired manner.
  • the inventive method is much more efficient than the inline method, since the need for large heat holding furnace is eliminated. If anything, the furnaces are needed for melting and heating, but not for keeping heat for long periods of time. These can be designed as an energetically efficient and ecologically advantageous induction furnace. By preheating the pans, the temperature of the melt which can be reached in the ovens can be a lower value.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Giessverfahren für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Giessanlage zum Durchführen des Verfahrens.
  • Es sind Giessverfahren sowie Giessanlagen für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen bekannt (Prospekt, BAYSIDE Aluminium, Aluminium Manufacturing Process, 2003), bei denen festes oder flüssiges Aluminium in einem Schmelzofen geschmolzen und anschliessend in einem Wärmehalteofen gehalten wird, aus welchem die Schmelze über eine lange Rinne zu einer Giesstation fliesst und dabei unterschiedlicher Behandlung ausgesetzt wird. So werden der die Rinne durchfliessenden Schmelze Legierungszusätze zugegeben und ein inertes Reinigungsgas (Argon) eingeblasen, bevor die Schmelze über einen Filter zu der Giesstation gelangt, in der sie zu Halbprodukten vergossen wird (vgl. Fig. 1, in der eine herkömmliche Giessanlage für Aluminium schematisch dargestellt ist). Eine Homogenisierung der Schmelze ist nur begrenzt möglich. Die Behandlungszeiten sind an den Giessprozess gebunden und somit vorbestimmt und zeitlich begrenzt.
  • Die einzelnen Behandlungsstationen müssen perfekt aufeinander abgestimmt sein. Funktioniert eine der Stufen dieser In-line-Anlage nicht, so muss die ganze Giessanlage ausser Betrieb gesetzt werden. Die lange Rinne, die die Schmelze durchfliesst, bedeutet einen Temperaturverlust, so dass das Material in dem Wärmehalteofen überhitzt werden muss, damit an der Giessstation eine genügende Temperatur beim Anfahren erreicht werden kann. Extensive Giesszeiten bedeuten, dass der Schmelz- und Wärmehalteofen für die ganze Giesszeit zur Verfügung stehen muss, bevor nächste Schmelzrate zum Einsatz kommt. Der Energieverbrauch der Ofen ist entsprechend gross. Es werden in der Regel Flammenofen (reverberatory furnaces) mit Kohlenwasserstoff als Brennstoff verwendet, wodurch der Nachteil einer rapiden Absorption von Wasserstoff aus der Brennerflamme entsteht. Zudem entstehen Treibhausgase und andere die Atmosphäre belastende Verunreinigungen. Die lange, offene Rinne für den Durchfluss der Schmelze bedeutet aber auch, dass das Metall den Wasserstoff von der Atmosphäre aufnimmt und die Bildung von Schlacke verursacht.
  • Es ist gemäss der Druckschrift DE-A-37 36 117 eine Anlage jedoch für die Herstellung von Stahl bekannt, bei der in einem Ofen der Stahl geschmolzen und in Pfannen abgefüllt und mit diesen eine kontinuierliches Vergiessen erfolgt. Die verschiedenen Behandlungsstationen, welche durch Elektroofen bzw. durch Pfannen gebildet sind, sollen derart räumlich angeordnet sein, dass sie geradlinig zueinander verlaufen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftlicheres und flexibleres Giessverfahren für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen vorzuschlagen sowie eine Giessanlage zum Durchführen des Verfahrens zu schaffen, die einen optimalen Zeitablauf für das Behandeln und das Vergiessen der Aluminiumschmelze ermöglichen und mit denen eine verbesserte Qualität der zu erzeugenden Halbprodukte erreicht werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Giessverfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch eine Giessanlage mit den Merkmalen des Anspruches 13 gelöst.
  • Bevorzugte Weitergestaltungen des erfindungsgemässen Giessverfahrens sowie der erfindungsgemässen Giessanlage bilden den Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Durch die erfindungsgemässe Verwendung von Pfannen für das Behandeln und Zuführen von Aluschmelze in steuerbaren Sequenzen zu vorzugsweise mehreren Giessstationen wird diese Verfahrensphase von dem eigentlichen Giessvorgang zeitlich abgekoppelt. Die einzelnen Behandlungen sind nicht mehr fix festgelegt und zeitlich begrenzt, sondern sie können nach Bedarf angepasst werden, bis die gewünschte Qualität der zu vergiessenden Schmelze in der jeweiligen Pfanne erreicht wird.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren ist wesentlich effizienter als das In-line-Verfahren, da die Notwendigkeit von grossen Wärmehalteofen entfällt. Wenn überhaupt, werden die Ofen zum Schmelzen und Aufheizer gebraucht, jedoch nicht zum Wärmehalten über längere Zeitabschnitte. Diese können als energetisch effiziente und ökologisch vorteilhafte Induktionsofen ausgebildet sein.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    schematisch ein Ausführungsbeispiel einer dem Stand der Technik entsprechenden Giessanlage für Aluminium; und
    Fig.2
    schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Giessanlage für Aluminium.
  • Fig. 1 zeigt eine dem Stand der Technik entsprechende Giessanlage 1 für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen. Als Ausgangsmaterial wird flüs- siges oder festes Aluminium in eine erste Stufe bzw. Station 2 eingebracht, die einen Schmelzofen 3 sowie einen an diesen angeschlossenen Wärmehalteofen 4 umfasst. Beispielsweise kann das Aluminium aus einem Füllraum mittels einer Transportpfanne 5 oder als eine Schrottladung geliefert werden. Bei den Ofen 3, 4 handelt es sich in der Regel um grosse Flammenofen mit Kohlenwasserstoff als Brennstoff. Die im Schmelzofen 3 erzeugte Schmelze wird im Wärmehalteofen 4 auf die notwendige Temperatur erhitzt und teilweise durch Rühren homogenisiert.
  • Nachdem die Aluminiumschmelze die erforderliche Temperatur erreicht hat, wird sie aus dem Wärmehalteofen 4 über eine lange Rinne 6 (Kanal) zu einer Giessstation 7 geleitet, wobei sie verschiedene Behandlungsstationen 11, 12 durchfliesst, die zusammen mit einem der Giessstation 7 vorgeschalteten Filter 13 eine zweite Stufe 10 der Giessanlage 1 allgemein bekannt als Rinnenbehandlung bilden. In der Behandlungsstation 11 werden der Aluschmelze diverse Legierungszusätze zugefügt. In der Behandlungsstation 12 findet eine Gasreinigung statt.
  • Die Giessstation 7, in der die Aluminiumschmelze zu Halbprodukten vergossen wird, kann in einer an sich bekannten und daher nicht näher beschriebenen Weise kontinuierlich oder halbkontinuierlich betrieben werden.
  • Die Behandlungszeiten in der Rinnen-Stufe 10 sind an den in der Giessstation 7 durchzuführenden Giessprozess gebunden und somit vorbestimmt und begrenzt. Die einzelnen Behandlungsstationen 11, 12, 13 müssen in ihrer Funktion zeitlich perfekt aufeinander abgestimmt sein. Funktioniert eine der Stufen dieser In-line-Anlage nicht, so muss die ganze Giessanlage 1 ausser Betrieb gesetzt werden. Der lange Kanal bzw. Rinne 6, durch die die Schmelze fliesst, bedeutet einen Temperaturverlust, so dass das Material in dem Wärmehalteofen 4 überhitzt werden muss (z.B. auf 730°C), damit an der Giessstation 7 eine genügende Temperatur beim Anfahren (z.B. 700°C) erreicht werden kann. Extensive Giesszeiten bedeuten, dass der Schmelz- und Wärmehalteofen 4 für die ganze Giesszeit zur Verfügung stehen muss, bevor nächste Schmelzrate zum Einsatz kommt. Der Energieverbrauch der Ofen 3, 4 ist entsprechend gross.
  • Bei den Flammenofen mit Kohlenwasserstoff als Brennstoff entsteht der Nachteil einer rapiden Absorption von Wasserstoff aus der Brennerflamme. Zudem entstehen Treibhausgase und andere die Atmosphäre belastende Verunreinigungen. Die lange, offene Rinne 6 (Kanal) für den Durchfluss der Aluschmelze bedeutet aber auch, dass das Metall den Wasserstoff von der Atmosphäre aufnimmt und die Bildung von Schlacke verursacht.
  • In Fig. 2 ist eine erfindungsgemässe Giessanlage 1 für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen schematisch dargestellt. Die erste Stufe des erfindungsgemässen Giessverfahrens erfolgt in einer Füllstation 21, in welcher heisse Aluschmelze in eine Anzahl von Pfannen 25 gefüllt wird. Die Pfannen können beispielsweise ein Fassungsvermögen von 15 t aufweisen. Es kann entweder flüssiges, heisses (Temperatur ca. 900°C) Aluminium aus einem Füllraum mittels Transportpfannen direkt in die Pfannen 25 eingefüllt werden, oder es ist mindestens ein, vorzugsweise mehrere Ofen 22, 23, 24 der Füllstation 21 zugeordnet und für die Lieferung der Aluschmelze zuständig, wobei neben flüssigem Aluminium auch Aluminiumschrott oder zum Umschmelzen vorgesehene Blöcke als Ausgangsmaterial dienen können. Die Schmelze kann z.B. in halbstündigen Intervallen jeweils in eine der Pfannen 25 eingefüllt werden. Mit Vorteil kann aus den einzelnen Öfen Aluschmelze unterschiedlicher Qualität (mit unterschiedlichem Aluminium-Reinheitsgrad) in die Pfannen 25 eingefüllt werden, wobei das Füllen der Pfannen 25 mit Aluschmelze allenfalls auch mit gemischtem Material aus verschiedenen Ofen 22, 23, 24 computergesteuert verlaufen kann.
  • Als Ofen 22, 23, 24 können vorzugsweise elektrische Induktionsofen eingesetzt werden, die energetisch wesentlich effizienter sind als Flammenofen. Es kann sich dabei beispielsweise um Induktionsofen mit einem Fassungsvermögen von 20 t handeln, aus denen jeweils die 15 t Aluminiumschmelze in eine der Pfannen 25 gefüllt und die restlichen 5t beim Schmelzen einer weiteren Ladung behilflich sind.
  • Die erfindungsgemässe Giessanlage 1 verfügt über eine Reinigungs- und Vorbereitungsstation 30, aus welcher gereinigte und vorerhitzte Pfannen 25a zum Einfüllen zu der Füllstation 21 transportiert werden (sich auf einer Transportstrecke befindenden Pfannen 25 sind in Fig. 2 generell mit dem Buchstaben T bezeichnet). Durch die Vorheizung der Pfannen 25a auf beispielsweise 900°C kann die aus den mit einer Temperatur von ca. 800°C betriebenen Ofen 22, 23, 24 eingefüllte Aluschmelze länger in den Pfannen 25 verbleiben, bis sie auf die typische Giesstemperatur von 700°C absinkt, als es ohne Vorheizung der Fall wäre.
  • Nach dem Einfüllen der jeweilige Pfanne 25 wird von der Schmelzbadoberfläche die Schlacke abgeschöpft, indem die Pfanne 25 in eine Schrägstellung gebracht wird.
  • Die in der Füllstation 21 gefüllten Pfannen 25 werden zu einer Behandlungsstation 32 transportiert, in welcher die zweite Stufe des Giessverfahrens verläuft. Dabei werden zuerst Legierungszusätze in die Aluschmelze eingebracht (vgl. die mit 25b bezeichnete Pfannen in Fig. 2). (Allerdings kann auch zumindest ein Teil der Legierungszusätze bereits in die gereinigten Pfannen 25a vor dem Einfüllen der Schmelze eingebracht werden.) Danach wird die Aluschmelze homogenisiert und gereinigt (vgl. Pfannen 25c). Zu diesem Zweck werden die Pfannen unterhalb eines in die jeweilige Pfanne 25c eintauchbaren Gebläserades zum Einblasen von einem Inertgas, z.B. Argon oder Stickstoff, platziert , wobei eine kombinierte Wasserstoffentfernung, Homogenisierung und/oder Wärmeregulierung der Aluschmelze erfolgen kann. Mit dem Einblasen von Argon wird die Absorption von Wasserstoff von der in der Atmosphäre vorhandenen Feuchtigkeit eliminiert und die Schlackenbildung reduziert. Zur Beseitigung von alkalischen Spurverunreinigungen können zusätzlich kleine Mengen von Chlorin dem Reinigungsgas beigemischt werden.
  • Nach der Behandlung der Aluminiumschmelze können die Pfannen 25 in dafür vorgesehenen Lagerstationen (in Fig. 2 sind generell solche Lagerstationen mit dem Buchstaben S bezeichnet) gehalten werden, bis eine Giessstation 33 bzw. 34 verfügbar ist. Die Giessanlage 20 verfügt vorzugsweise über mehrere solche Giessstationen (in Fig. 2 zwei dargestellt), zu welchen die Pfannen 25 von der Behandlungs- oder Lagerstation transportiert werden können, und in welchen die Schmelze zu Halbprodukten vergossen wird.
  • Zum Aufrechterhalten der Aluschmelze-Temperatur können mit Vorteil die Pfannen 25 mit einem Deckel abgedeckt werden.
  • Während des Verweilens in der Lagerstation S kann die Temperatur in der Pfanne 25 durch Einblasen von Argon durch einen porösen Stöpsel im Pfannenboden hindurch herabgesetzt oder mittels eines in den Pfannendeckel eingebauten, kleinen Brenners aufrechterhalten oder erhöht werden.
  • Die Entleerung der Pfannen 25d an der jeweiligen Giessstation 33, 34 erfolgt durch den Pfannenboden unter steuerbarer Öffnung eines Schiebeverschlusses, wobei die ausfliessende Aluschmelze in einen Sammelkanal vorzugsweise unter Ummantelung durch ein Inertgas geleitet wird. Auch während dieser Phase kann durch den porösen Stöpsel im Pfannenboden Argon eingeblasen werden, wodurch die Schmelze gerührt und gereinigt wird. Durch Abdecken der Pfanne 25d kann in ihrem oberen Bereich inerte Atmosphäre geschaffen werden, die die Oxidation und Absorption von Wasserstoff herabsetzt.
  • Die Giessstationen 33, 34 sind jeweils in einer an sich bekannten Weise mit einem Filtersystem ausgerüstet und werden kontinuierlich oder halbkontinuierlich betrieben.
  • Nach dem Entleeren der Pfannen 25d werden diese zu der bereits erwähnten Reinigungs- und Vorbereitungsstation 30 transportiert und in dieser gereinigt (vgl. Pfanne 25e) und für die Wiederverwendung vorbereitet, insbesondere vorerhitzt (vgl. Pfanne 25a). Die entleerten Pfannen können auch bis zum Wiedergebrauch in dafür vorgesehenen Lagerstationen S aufbewahrt werden.
  • Für den Transport der Pfannen 25 von einer Station zu der nächsten oder zu den Lagerstationen S sind mehrfache Wege vorgesehen, wobei die Pfannen 25 auf Schienen oder mittels obliegender Kräne transportiert werden können.
  • Die erfindungsgemässe Giessanlage ist mit einem Steuersystem ausgestattet, mit dem die aus einzelnen Ofen 22, 23, 24 in die einzelnen Pfannen 25 einzufüllenden Chargen, die Legierungszusätze, Heizung, Kühlung, Gaszufuhr und Behandlungszeiten gesteuert werden, damit die Aluschmelze in gewünschter Qualität, mit gewünschter Temperatur und voll homogenisiert zu den Giessstationen 33, 34 gelangt.
  • Durch die erfindungsgemässe Verwendung von Pfannen 25 für das Behandeln und Zuführen von Aluschmelze in steuerbaren Sequenzen zu vorzugsweise mehreren Giessstationen 33, 34 wird diese Verfahrensphase von dem eigentlichen Giessvorgang zeitlich abgekoppelt. Die einzelnen Behandlungen sind nicht mehr fix festgelegt und zeitlich begrenzt, sondern sie können nach Bedarf angepasst werden, bis die gewünschte Qualität der zu vergiessenden Aluschmelze in der jeweiligen Pfanne erreicht wird. Wird z.B. ein niedriger Wasserstoffgehalt verlangt, kann die Gasreinigungszeit (degassing) verlängert werden. Diese Möglichkeit bestand bei dem traditionellen In-line-Verfahren nach Fig. 1 nicht. Die Produktionsleistung der Giessanlage hängt vom eigentlichen Giessprozess an den Giesstationen alleine ab, der fortgesetzt werden kann, bis die Zuführung der behandelten Aluschmelze zu den Giessstationen in gewollter Weise unterbrochen wird.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren ist wesentlich effizienter als das Inline-Verfahren, da die Notwendigkeit von grossen Wärmehalteofen entfällt. Wenn überhaupt, werden die Ofen zum Schmelzen und Aufheizen gebraucht, jedoch nicht zum Wärmehalten über längere Zeitabschnitte. Diese können als energetisch effiziente und ökologisch vorteilhafte Induktionsofen ausgebildet sein. Durch Vorheizen der Pfannen kann die in den Öfen erreichbare Temperatur der Schmelze eine tieferen Wert betragen.

Claims (19)

  1. Giessverfahren für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen, bei dem ein Behandeln und Zuführen von Aluminiumschmelze zu mindestens einer Giessstation (33, 34) erfolgt, in welcher die Schmelze zu Halbprodukten oder dergleichen vergossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass für das Behandeln und Zuführen der- Aluminiumschmelze zu der jeweiligen Giessstation (33, 34) eine Anzahl von Pfannen (25) verwendet wird, in welche die Schmelze eingefüllt, zu mindestens einer weiteren Stufe (32) transportiert und dort behandelt wird, und anschliessend zu der Giessstation (33, 34) geliefert wird, in welcher die Pfannen (25) entleert werden.
  2. Giessverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer weiteren Stufe (30) die entleerten Pfannen (25) gereinigt und für die Wiederverwendung vorbereitet, insbesondere vorerhitzt werden.
  3. Giessverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Stufe (21) die Schmelze aus einem oder wahlweise aus mehreren Öfen (22, 23, 24) in die Pfannen (25) eingefüllt wird, wobei beim Vorhandensein von mehreren Öfen (22, 23, 24) Aluminiumschmelze unterschiedlicher Qualität aus den einzelnen Öfen (22, 23, 24) in die Pfannen (25) eingefüllt werden kann.
  4. Giessverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Stufe (21) Induktionsofen verwendet werden.
  5. Giessverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einfüllen der jeweiligen Pfanne (25) die Schlacke von der Schmelzbadoberfläche abgeschöpft wird, wozu die Pfanne in eine Schrägstellung gebracht wird.
  6. Giessverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Stufe (32) die Zugabe von Legierungszusätzen in die Schmelze, deren Reinigung und Homogenisierung sowie allenfalls jeweils eine Temperaturregulierung durchgeführt wird.
  7. Giessverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Behandlungsstufe (32) die Pfannen (25) unterhalb eines in die jeweilige Pfanne (25) eintauchbaren Gebläserades zum Einblasen von Argon oder Stickstoff platzierbar sind zur kombinierten Wasserstoffentfernung, Homogenisierung und allenfalls Wärmeregulierung, wobei zur Beseitigung von alkalischen Spurverunreinigungen zusätzlich kleine Mengen von Chlorin dem Reinigungsgas beigemischt werden können.
  8. Giessverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Legierungszusätze bereits in die entleerten und gereinigten Pfannen (25) vor dem Einfüllen der Aluminiumschmelze eingebracht wird.
  9. Giessverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfannen (25) auf Schienen oder mittels obliegender Kräne die einzelnen Stationen bzw. Stufen durchlaufen, wobei mehrfache Wege zu vorzugsweise mehreren Giessstationen (33, 34) und zu zusätzlichen Lagerstationen (S) zum Abstellen von mit Aluminiumschmelze gefüllten und/oder leeren Pfannen (25) bis zum Gebrauch führen.
  10. Giessverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerung der Pfannen (25) an der jeweiligen Giessstation (33, 34) durch den Boden der Pfannen unter steuerbarer Öffnung eines Schiebeverschlusses erfolgt, wobei die ausfliessende Aluminiumschmelze in einen Sammelkanal vorzugsweise unter Ummantelung durch ein Inertgas geleitet wird.
  11. Giessverfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen der Pfannen (25) mit Aluminiumschmelze allenfalls mit gemischtem Material aus verschiedenen Ofen (22, 23, 24), die Zugabe der Legierungszusätze, die Homogenisierung, die Wärmeregulierung und der zeitliche Ablauf der Behandlung und Zuführung der Schmelze zu der gewählten Giessstation (33, 34) computergesteuert verläuft.
  12. Giessverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Giessstation (33, 34) kontinuierlich oder halbkontinuierlich betrieben wird und mit einem Filtersystem ausgerüstet ist.
  13. Giessanlage zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit mindestens einer Giessstation (33, 34) und mit Mitteln zum Behandeln und Zuführen von Aluminiumschmelze zu der Giessstation (33, 34), dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Behandeln und Zuführen von Aluschmelze eine Anzahl von in einer ersten Füllstation (21) mit der Schmelze füllbaren Pfannen (25) umfassen, die zu einer zweiten Behandlungsstation (32) und von dort zu der jeweiligen Giessstation (33, 34) transportierbar sind, wobei für den Transport mehrfache Wege vorgesehen sind, und die Pfannen (25) jeweils mit einem Schiebeverschluss oder dergleichen ausgestattet sind, durch dessen Öffnen sie entleerbar sind.
  14. Giessanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Reinigungs- und Vorbereitungsstation (30) für die entleerten Pfannen (25) vorgesehen ist, von der die Pfannen (25) zu der Füllstation (21) transportierbar sind.
  15. Giessanlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Lagerstationen (S) zum Abstellen von mit Aluminiumschmelze gefüllten und/oder entleerten Pfannen (25) bis zum Gebrauch vorhanden sind.
  16. Giessanlage nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstation (21) eine Anzahl von mit Ausgangsmaterial belieferbaren Ofen (22, 23, 24), vorzugsweise Induktionsofen, versehen ist, wobei die einzelnen Ofen (22, 23, 24) allenfalls mit Alumaterial unterschiedlicher Qualität belieferbar sind.
  17. Giessanlage nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfannen (25) mit einem Deckel abdeckbar sind, in welchen ein Brenner einbaubar ist zum Aufrechterhalten oder Erhöhen der Schmelzetemperatur.
  18. Giessanlage nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfannen mit einem porösen Stöpsel zum Einblasen von einem Inertgas ausgestattet sind.
  19. Giessanlage nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass für den Transport der Pfannen (25) von einer Station zu der nächsten und zu den Lagerstationen (S) Schienen oder Kräne vorhanden sind.
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