EP3081658A1 - Transportbehälter für flüssiges metall und verfahren zum befüllen eines transportbehälters mit flüssigem metall - Google Patents

Transportbehälter für flüssiges metall und verfahren zum befüllen eines transportbehälters mit flüssigem metall Download PDF

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Publication number
EP3081658A1
EP3081658A1 EP15164033.1A EP15164033A EP3081658A1 EP 3081658 A1 EP3081658 A1 EP 3081658A1 EP 15164033 A EP15164033 A EP 15164033A EP 3081658 A1 EP3081658 A1 EP 3081658A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
transport container
inert gas
filling
liquid metal
lid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15164033.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Regina Hupfer
Bernward Höppner
Volker Heidtmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oetinger Aluminium Wh GmbH
Original Assignee
Oetinger Aluminium Wh GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oetinger Aluminium Wh GmbH filed Critical Oetinger Aluminium Wh GmbH
Priority to EP15164033.1A priority Critical patent/EP3081658A1/de
Publication of EP3081658A1 publication Critical patent/EP3081658A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • C22B9/04—Refining by applying a vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B22D1/002—Treatment with gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/04—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like tiltable
    • B22D41/05—Tea-pot spout ladles

Definitions

  • the present invention relates to a method for filling a transport container with liquid metal and a transport container for liquid metal.
  • melt cleaning of liquid aluminum is performed to reduce air and moisture contact of liquid aluminum intended for shipment.
  • a method is for example in the DE 43 07 867 A1 described.
  • an inert gas treatment is carried out after the transfer of the melt in a container provided for transport.
  • the inert gas treatment is carried out under vacuum and the melt is stirred by means of an agitator.
  • the inert gas is injected here and preferably blown under the melt surface, for example by a stirring head.
  • impurities and reaction products are suspended and removed from the melt surface.
  • the liquid aluminum is transported in the transport container.
  • This method has the disadvantage that even when transferring the liquid aluminum in the transport container, the melt can come into contact with oxygen and moisture, and thus the amount of oxides is increased.
  • the object of the present invention is therefore to provide a solution by means of which the metal loss, in particular metal loss due to oxidation, can be reduced.
  • the invention is based on the finding that this object can be achieved by setting desired conditions in the transport container before the liquid metal is introduced.
  • the invention therefore relates to a method for filling a transport container for liquid metal, in particular liquid aluminum.
  • the method is characterized in that at least prior to the introduction of the metal into the transport container, the transport container is charged with inert gas.
  • the liquid metal supplied to the transport container is preferably liquid aluminum or a liquid aluminum alloy.
  • the liquid metal is also referred to as liquid aluminum for the sake of simplicity, the statements correspondingly apply to aluminum alloys, without explicitly mentioning them become.
  • the liquid metal is also referred to below as a melt.
  • a transport container a container is preferably referred to, which can be transported on a vehicle, in particular a truck.
  • the transport container preferably has a shape that allows a pivoting of the transport container for emptying the transport container.
  • the transport container has a holding pipe and, on the other hand, an outlet opening, which preferably merges into a pouring spout.
  • the transport container be raised for example by means of a crane and a chain provided thereon and pivoted about the axis of the holding pipe for emptying.
  • the outlet opening of the transport container is in this case preferably provided in the upper region of the wall of the transport container.
  • a spout for example, having a tubular shape, extends outwardly from the wall of the shipping container from the discharge port.
  • the transport container also preferably has on the top a releasably secured lid, which closes an opening in a Verschroishaube, which can also be referred to as Abkrrienö réelle.
  • the transport container may have a lid which closes the spout of the transport container and is releasably secured thereto.
  • the transport container may for example have a capacity of 5 t.
  • the transport container is charged with inert gas.
  • inert gas which can also be referred to as inert gas, this is understood to mean a gas which is inert with respect to the liquid metal, that is to say in which no or only a few chemical reactions occur with the liquid metal.
  • the inert gas is preferably inert.
  • the inert gas is introduced at least before filling the transport container in this.
  • the supply of inert gas can also be maintained during and optionally after the filling of the transport container.
  • By introducing the inert gas before filling the transport container is flooded with the inert gas. This means that preferably the entire interior of the transport container is filled with inert gas before the start of filling. Through the liquid metal, a portion of the inert gas from the.
  • Transport container displaced.
  • the space above the melt surface in the transport container is filled with inert gas.
  • the transport container By filling the transport container with inert gas prior to introducing the liquid metal, that is before filling the transport container, a number of advantages can be achieved.
  • the metal stream which flows into the transport container during filling, can be protected by the inert gas.
  • the melt surface of the liquid metal already accumulated in the transport container in the transport container can also be protected from contact with oxygen and moisture.
  • the inert gas employed in the process of the invention may be any gas which is inert to the liquid metal.
  • noble gases such as argon can be used for liquid aluminum.
  • nitrogen is used as the inert gas.
  • This gas is used as a protective gas for aluminum and is also less expensive than other possible inert gases.
  • inert gas is also supplied to the transport container during the filling of the transport container.
  • the transport container is already filled with inert gas before filling the transport container with liquid metal, it is advantageous to maintain the inert gas supply even during the filling process. In this way, the entry of oxygen or moisture into the transport container can be reliably prevented and the protection of the liquid metal, in particular of the Behellstrahls be maintained against oxidation.
  • the inert gas is introduced at a low operating pressure in the transport container.
  • the inert gas is at a pressure above ambient pressure and below the pressure used to move or affect the melt surface of the liquid metal in the Transport container is necessary, is located, introduced.
  • the ambient pressure is the pressure of the surroundings of the transport container. Before introducing the inert gas, the ambient pressure is also present in the interior of the transport container. The ambient pressure is usually about 1 bar.
  • the pressure necessary to move the melt surface of the liquid metal in the transport container is dependent upon the removal of the inlet port for the inert gas to the melt surface. Preferably, however, a pressure is assumed which does not lead to a movement of the melt surface at a minimum distance between the inlet opening and the melt surface.
  • the transport container can be reliably filled with inert gas, that is, flooded.
  • the pressure with which the inert gas is introduced into the transport container is preferably in the range from 2 to 6 bar, and particularly preferably at 4 bar.
  • the protective gas is introduced during the filling of the transport container with liquid metal above the melt surface of the liquid metal.
  • a lower pressure for the supply of the inert gas is sufficient than when feeding below the melt surface.
  • the position of the gas supply above the melt surface caused by the gas supply at a suitable pressure, no movement of the melt.
  • the metal beam which enters the transport container and which is above a melt surface already formed, be protected by the inert gas.
  • the inert gas is introduced through an inlet opening in a detachable lid of the transport container.
  • a component is preferably referred to, which closes an opening of the transport container.
  • the lid closes an opening in a Verschroishaube the transport container.
  • the closure cap in turn represents the upper boundary of the interior of the transport container and is preferably detachably or pivotally connected to the body of the transport container.
  • the opening in the cap, which is closed by the lid is also referred to as Abkrrienö réelle the transport container.
  • the inlet opening for the inert gas in this case the opening is referred to, via the gas exits into the interior of the transport container.
  • the inlet opening does not constitute a passage opening for a lance or another gas line but the actual outlet opening of the gas.
  • the inert gas is introduced via the spout of the transport container in the transport container.
  • the spout is provided on the transport container in the upper region and is connected via the outlet opening with the interior of the transport container. About the outlet usually the liquid metal is removed from the transport container.
  • the inert gas can be introduced into the transport container via this spout and its outlet opening.
  • the filling of the transport container with liquid metal then takes place via the scraping opening.
  • a lid is preferably placed on the spout, in which an inlet opening for the inert gas is provided.
  • the invention relates to a transport container for liquid metal, in particular for liquid aluminum.
  • the transport container is characterized in that it has an inlet opening for the inlet of inert gas in the upper region.
  • the opening is referred to as the inlet opening, via which gas emerges into the interior of the transport container.
  • the inlet opening does not constitute a passage opening for a lance or another gas line but the actual outlet opening of the gas.
  • the advantages can be achieved in particular that a reliable complete filling, ie flooding of the transport container can be ensured before filling, and also during the filling a reliable gas supply into the room ensured above the melt surface.
  • the inlet opening may be provided in the wall of the transport container in the upper region of the transport container of the transport container.
  • the inlet opening is provided on or in a cover of the transport container, which closes the Abkrrienö réelle.
  • the inlet opening may also be provided on or in a lid which closes the pouring spout.
  • an inlet opening is referred to, which is offset to the underside of the lid, for example via a pipe, down.
  • an inlet opening is referred to, which lies in the underside of the lid.
  • the inert gas occurs directly on the underside of the lid in the interior of the transport container or in the spout.
  • the provision of the inlet opening on or in the lid of the transport container has a number of advantages.
  • the lid which covers the scraping opening is provided at the highest position in the transport container, whereby the above-mentioned advantages of reliable flooding and protection of a filling jet can be achieved.
  • a lid which closes the spout is provided in the upper region of the transport container, so that the above-mentioned advantages can be achieved reliably even in this embodiment.
  • both the lid, which closes the Abkrticianö réelle and the alternatively usable lid, which closes the spout releasably provided on each opening of the transport container, which are already provided for other functions of the transport container.
  • structural measures on existing transport containers such as the introduction of a hole in the wall of the transport container is not required.
  • the gas line can be easily connected because the lid is easily accessible.
  • the inlet opening for the protective gas is spaced from the filling opening for filling the transport container with liquid metal.
  • the outlet opening in the pouring spout is used according to an embodiment, via which the transport container can also be emptied.
  • the scraping opening in the closing hood of the transport container is used as the filling opening.
  • the transport container according to the invention is designed for carrying out the method according to the invention.
  • FIG. 1 an embodiment of a transport container 1 according to the invention is shown schematically.
  • the transport container 1 has a body 10 which has a round or oval cross-section and which tapers in the upper region.
  • the interior 100 of the transport container 1 is formed, which serves for receiving liquid metal, in particular liquid aluminum.
  • the interior 100 of the body 10 of the transport container 1 is provided with a lining 101.
  • On the outside of the transport container 1 holding stubs 12 are provided laterally.
  • a pouring spout 11 is provided in the upper region of the body 10 of the transport container 1.
  • the pouring spout 11 has a tubular shape in the illustrated embodiment and passes over the outlet opening 110 of the transport container 1.
  • a Verschallehaube 13 is placed on the body 10 of the transport container 1 .
  • the closure cap 13 therefore closes the open body 10 upwards.
  • a lid 14 is introduced in the illustrated embodiment.
  • the lid 14 closes an opening in the closure cap 13, which is also referred to as Abkrrienö réelle 130.
  • the Closing hood 13 is preferably removably or pivotally attached to the body 10 of the transport container 1 and can thus be removed or unfolded relative to the body 10.
  • the lid 14 is detachably connected to the closure cap 13 and can be inserted, screwed or otherwise connected, for example, in the Abkrrienö réelle 130.
  • a gas supply 141 is provided on the lid 14.
  • the gas supply 141 is formed in the embodiment shown by a bent tube which projects into the surface of the lid 14.
  • the end of the gas feed 141 which projects into the lid 14 and preferably lies on the underside of the lid 14, represents the inlet opening 140 for inert gas.
  • the other end of the gas feed 141 is preferably provided with a connection 142, through which the gas feed 141 a gas line 143 can be connected, is passed via the inert gas to the gas supply 141 and above to the inlet port 140.
  • a support 144 for supporting the gas supply 141 is provided on the cover 14.
  • the gas supply 141 can be used together with the support 144 as a handle to the cover 14 on the transport container 1, in particular in the opening of the Versch95haube 13, insert and remove.
  • the transport container 1 Before liquid metal, in particular liquid aluminum, is filled into the transport container 1, the transport container 1 is preheated.
  • a cover 14 is applied to the transport container 1, on which or in which an inlet opening 140 is provided for inert gas.
  • the lid 14 may have a closed lid (not shown) to be used for transportation, also referred to as Abkrriendeckel is called replace.
  • the gas supply 141 of the cover 14 is then connected via the port 142, which may represent, for example, a 3 ⁇ 4 inch hose connection, to the gas line 143 for inert gas.
  • the gas line 143 may form part of a service network.
  • the pressure with which the inert gas enters the gas supply 141 and above into the inner space 100 of the transport container 1 can be adjusted by a valve 145. For example, a usual operating pressure of 8 to 10 bar down to 2 to 6 bar.
  • Nitrogen is preferably used as the inert gas.
  • the nitrogen is preferably liquefied cryogenic and used in the quality
  • the outlet opening 110 and in particular the casting spout 11 are preferably opened during the flooding of the transport container 1.
  • the inert gas which is the case for example for a transport container with a capacity of liquid aluminum of 5t after 2 minutes
  • the pouring spout 11 and the outlet opening 110 which in this case represents the filling opening , liquid metal, in particular liquid aluminum filled in the transport container 1.
  • a filling channel (not shown) is applied to the pouring spout 11.
  • the gas supply from the gas conduit 143 can be interrupted. As a result, no inert gas passes more to the gas supply 141 and thus also not into the transport container 1.
  • the gas supply 141 can then be separated from the gas line 143 via the connection 142. However, the gas supply 141 may also remain connected to the gas line 143. In this state, the lid 14 can be removed from the transport container 1 and replaced by a closed lid for transport. Alternatively, it is also possible that the lid 14 the transport container 1 is left and only a closure piece (not shown) to the gas supply 141 or the terminal 142 is attached.
  • no lid is applied to the scraping opening 130.
  • a cover 14 ' is applied to the spout 11, which closes the spout 11 and thus the outlet opening 110.
  • the lid 14 ' is in FIG. 1 indicated by dashed lines.
  • the lid 14 ' may also be the in FIG. 3 have shown construction.
  • the above remarks on the cover 14 are therefore also applicable to the cover 14 'which closes the pouring spout 11.
  • the Abkrfordö réelle 130 serves as a filling while the inert gas is supplied via the spout 11.
  • the metal losses can be reduced by oxidation and gas absorption.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines Transportbehälters (1) für flüssiges Metall, insbesondere flüssiges Aluminium. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest vor dem Einbringen des flüssigen Metalls in den Transportbehälter (1), der Transportbehälter (1) mit Inertgas beaufschlagt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Transportbehälter für flüssiges Metall.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines Transportbehälters mit flüssigem Metall und einen Transportbehälter für flüssiges Metall.
  • Die meisten Metalle neigen im flüssigen Zustand dazu zu oxidieren. Insbesondere bei Aluminium und Aluminiumlegierungen sind im flüssigen Zustand eine hohe Affinität zu Sauerstoff und eine hohe Löslichkeit von Wasserstoff gegeben. In Luftatmosphäre findet eine sofortige Reaktion des Sauerstoffes und des Wasserdampfgehaltes mit der flüssigen Aluminiumschmelze statt und es bildet sich eine Oxidschicht auf der Oberfläche.
  • Es sind bereits Verfahren bekannt, bei denen eine Schmelzereinigung von Flüssigaluminium durchgeführt wird, um Luft- und Feuchtigkeitskontakte von zum Transport vorgesehenem Flüssigaluminium zu verringern. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der DE 43 07 867 A1 beschrieben. Hierbei wird nach dem Überführen der Schmelze in einen für den Transport vorgesehenen Behälter eine Inertgasbehandlung durchgeführt. Die Intergasbehandlung wird unter Vakuum durchgeführt und die Schmelze mittels eines Rührwerks gerührt. Das Inertgas wird hierbei eingeblasen und vorzugsweise unter der Schmelzeoberfläche, beispielsweise durch einen Rührkopf eingeblasen. Dabei werden Verunreinigungen und Reaktionsprodukte aufgeschwemmt und von der Schmelzeoberfläche entfernt. Anschließend wird das Flüssigaluminium in dem Transportbehälter transportiert. Dieses Verfahren weist den Nachteil auf, dass bereits beim Überführen des Flüssigaluminiums in den Transportbehälter, die Schmelze mit Sauerstoff und Feuchtigkeit in Kontakt kommen kann, und somit die Menge an Oxiden vergrößert ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Lösung zu schaffen, mittels derer der Metallverlust, insbesondere Metallverlust aufgrund von Oxidation, verringert werden kann.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass diese Aufgabe gelöst werden kann, indem in dem Transportbehälter bereits vor dem Einfüllen des flüssigen Metalls gewünschte Bedingungen eingestellt werden.
  • Gemäß dem ersten Aspekt betrifft die Erfindung daher ein Verfahren zum Befüllen eines Transportbehälters für flüssiges Metall, insbesondere flüssiges Aluminium. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest vor dem Einbringen des Metalls in den Transportbehälter, der Transportbehälter mit Inertgas beaufschlagt wird.
  • Das flüssige Metall, mit dem der Transportbehälter beaufschlagt befüllt wird, stellt vorzugsweise flüssiges Aluminium oder eine flüssige Aluminiumlegierung dar. Im Folgenden wird das flüssige Metall der Einfachheit halber auch als flüssiges Aluminium bezeichnet, wobei die Ausführungen entsprechend für Aluminiumlegierungen gelten, ohne dass diese explizit erwähnt werden. Das flüssige Metall wird im Folgenden auch als Schmelze bezeichnet. Als Transportbehälter wird vorzugsweise ein Behälter bezeichnet, der auf einem Fahrzeug, insbesondere einem LKW transportiert werden kann. Insbesondere weist der Transportbehälter vorzugsweise eine Form auf, die ein Verschwenken des Transportbehälters zum Entleeren des Transportbehälters erlaubt. Der Transportbehälter weist hierzu zum einen Haltestutzen und zum anderen eine Auslassöffnung, die vorzugsweise in einer Gießschnauze übergeht, auf. An den Haltestutzen kann der Transportbehälter beispielsweise mittels eines Krans und einer daran vorgesehenen Kette angehoben und um die Achse der Haltestutzen zum Entleeren verschwenkt werden. Die Auslassöffnung des Transportbehälters ist hierbei vorzugsweise im oberen Bereich der Wand des Transportbehälters vorgesehen. Eine Gießschnauze, die beispielsweise eine Rohrform aufweist, erstreckt sich von der Wand des Transportbehälters von der Auslassöffnung aus nach außen. Der Transportbehälter weist zudem vorzugsweise an der Oberseite einen lösbar befestigten Deckel auf, der eine Öffnung in einer Verschließhaube, die auch als Abkrätzöffnung bezeichnet werden kann, verschließt. Alternativ kann der Transportbehälter einen Deckel aufweisen, der die Gießschnauze des Transportbehälters verschließt und an dieser lösbar befestigt ist. Der Transportbehälter kann beispielsweise ein Fassungsvermögen von 5 t aufweisen.
  • Erfindungsgemäß wird zumindest vor dem Einbringen des flüssigen Metalls in den Transportbehälter der Transportbehälter mit Inertgas beaufschlagt. Unter Beaufschlagen mit Inertgas wird erfindungsgemäß das zumindest teilweise Füllen des Innenraums des Transportbehälters mit Inertgas verstanden. Als Inertgas, das auch als Schutzgas bezeichnet werden kann, wird hierbei ein Gas verstanden, das bezüglich des flüssigen Metalls reaktionsträge ist, das heißt bei dem keine oder nur wenige chemische Reaktionen mit dem flüssigen Metall auftreten. Auch bezüglich Verunreinigungen oder Legierungselementen in dem flüssigen Metall ist das Inertgas vorzugsweise reaktionsträge.
  • Das Inertgas wird zumindest vor dem Befüllen des Transportbehälters in diesen eingebracht. Allerdings kann die Inertgaszufuhr auch während und gegebenenfalls nach dem Befüllen des Transportbehälters aufrechterhalten werden. Durch das Einbringen des Inertgases vor dem Befüllen wird der Transportbehälter mit dem Inertgas geflutet. Dies bedeutet, dass vorzugsweise der gesamte Innenraum des Transportbehälters vor dem Beginn des Befüllens mit Inertgas gefüllt ist. Durch das flüssige Metall wird während des Befüllens ein Teil des Inertgases aus dem Transportbehälter verdrängt. Während des Befüllens und nach dem Befüllen ist der Raum über der Schmelzeoberfläche in dem Transportbehälter mit Inertgas gefüllt.
  • Indem der Transportbehälter vor dem Einbringen des flüssigen Metalls, das heißt vor dem Befüllen des Transportbehälters mit Inertgas gefüllt wird, kann eine Reihe von Vorteilen erzielt werden. Zum einen kann der Metallstrahl, der beim Befüllen in den Transportbehälter strömt, durch das Inertgas geschützt werden. Weiterhin kann aber auch die Schmelzeoberfläche des sich bereits in dem Transportbehälter angesammelten flüssigen Metalls in dem Transportbehälter vor Kontakt mit Sauerstoff und Feuchtigkeit geschützt werden.
  • Das Inertgas, das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird, kann jedes Gas sein, das dem flüssigen Metall gegenüber inert ist. Somit können für flüssiges Aluminium beispielsweise Edelgase, wie Argon eingesetzt werden. Vorzugsweise wird als Inertgas aber Stickstoff verwendet. Dieses Gas dient bei Aluminium als Schutzgas und ist zudem kostengünstiger als andere mögliche Inertgase.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird auch während des Befüllens des Transportbehälters Inertgas in den Transportbehälter zugeführt. Obwohl der Transportbehälter vor dem Befüllen des Transportbehälters mit flüssigem Metall bereits mit Inertgas gefüllt ist, ist es vorteilhaft auch während des Befüllvorgangs die Inertgaszufuhr aufrecht zu erhalten. Hierdurch kann das Eintreten von Sauerstoff oder Feuchtigkeit in den Transportbehälter zuverlässig verhindert werden und der Schutz des flüssigen Metalls, insbesondere des Befüllstrahls gegen Oxidation aufrechterhalten werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Inertgas mit einem geringen Betriebsdruck in dem Transportbehälter eingebracht. Vorzugsweise wird das Inertgas mit einem Druck, der über dem Umgebungsdruck und unterhalb des Drucks, der zum Bewegen oder Beeinflussen der Schmelzeoberfläche des flüssigen Metalls in dem Transportbehälter notwendig ist, liegt, eingebracht. Als Umgebungsdruck wird der Druck der Umgebung des Transportbehälters bezeichnet. Vor dem Einbringen des Inertgases liegt der Umgebungsdruck auch im Inneren des Transportbehälters vor. Der Umgebungsdruck beträgt in der Regel etwa 1 bar. Der Druck, der zum Bewegen der Schmelzeoberfläche des flüssigen Metalls in dem Transportbehälter notwendig ist, ist von der Entfernung der Einlassöffnung für das Inertgas zu der Schmelzeoberfläche abhängig. Vorzugsweise wird aber von einem Druck ausgegangen, der bei einem minimalen Abstand zwischen der Einlassöffnung und der Schmelzeoberfläche gerade nicht zu einer Bewegung der Schmelzeoberfläche führt. Indem der Druck höher als der Umgebungsdruck gewählt wird, kann der Transportbehälter zuverlässig mit Inertgas gefüllt, das heißt geflutet werden. Indem aber gleichzeitig ein Druck verwendet wird, der geringer ist, als der Druck, durch den die Schmelzoberfläche bei minimalem Abstand zu der Einlassöffnung bewegt würde, kann ein Durchmischen der Schmelze verhindert werden. Der Druck mit dem das Inertgas in den Transportbehälter eingebracht wird, liegt vorzugsweise im Bereich von 2 bis 6 bar, und besonders bevorzugt bei 4 bar.
  • Vorzugsweise wird das Schutzgas während des Befüllens des Transportbehälters mit flüssigem Metall oberhalb der Schmelzeoberfläche des flüssigen Metalls eingebracht. Durch diese Position der Gaszufuhr ist zum einen ein geringerer Druck für das Zuführen des Inertgases ausreichend als bei einem Zuführen unterhalb der Schmelzeoberfläche. Zudem wird durch die Position der Gaszufuhr oberhalb der Schmelzeoberfläche durch die Gaszufuhr bei geeignetem Druck keine Bewegung der Schmelze verursacht. Schließlich kann durch diese Position der Metallstrahl, der in den Transportbehälter eintritt und der oberhalb einer sich bereits gebildeten Schmelzeoberfläche liegt, durch das Inertgas geschützt werden.
  • Gemäß einer möglichen Ausführungsform wird das Inertgas durch eine Einlassöffnung in einem lösbaren Deckel des Transportbehälters eingebracht. Als Deckel des Transportbehälters wird vorzugsweise ein Bauteil bezeichnet, das eine Öffnung des Transportbehälters verschließt. Gemäß einer Ausführungsform verschließt der Deckel eine Öffnung in einer Verschließhaube des Transportbehälters. Die Verschließhaube wiederum stellt die obere Begrenzung des Innenraums des Transportbehälters dar und ist vorzugsweise abnehmbar oder verschwenkbar mit dem Körper des Transportbehälters verbunden. Die Öffnung in der Verschließhaube, die durch den Deckel verschlossen wird, wird auch als Abkrätzöffnung des Transportbehälters bezeichnet. Somit wird bei einer Gaszufuhr durch eine Einlassöffnung im Deckel das Inertgas an der höchsten Stelle des Innenraums des Transportbehälters eingebracht. Als Einlassöffnung für das Inertgas wird hierbei die Öffnung bezeichnet, über die Gas in den Innenraum des Transportbehälters austritt. Die Einlassöffnung stellt insbesondere keine Durchlassöffnung für eine Lanze oder eine anderes Gasleitung sondern die tatsächliche Austrittsöffnung des Gases dar. Durch das Einbringen des Inertgases über den Deckel des Transportbehälters, der an der Abdeckhaube vorgesehen ist, kann ein zuverlässiges vollständiges Füllen, das heißt Fluten des Transportbehälters vor dem Befüllen gewährleistet werden. Zudem ist auch während des Befüllens eine zuverlässige Gaszufuhr in den Raum oberhalb der Schmelzeoberfläche gewährleistet. Das Befüllen des Transportbehälters erfolgt bei dieser Ausführungsform vorzugsweise über die Gießschnauze.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es allerdings auch möglich, dass das Inertgas über die Gießschnauze des Transportbehälters in den Transportbehälter eingebracht wird. Die Gießschnauze ist an dem Transportbehälter im oberen Bereich vorgesehen und ist über die Auslassöffnung mit dem Innenraum des Transportbehälters verbunden. Über die Auslassöffnung wird in der Regel das flüssige Metall aus dem Transportbehälter entnommen. Für das erfindungsgemäße Verfahren kann über diese Gießschnauze und deren Auslassöffnung das Inertgas in den Transportbehälter eingebracht werden. Bei dieser Ausführungsform erfolgt das Befüllen des Transportbehälters mit flüssigem Metall dann über die Abkrätzöffnung. Zum Einbringen des Inertgases über die Gießschnauze wird vorzugsweise ein Deckel auf die Gießschnauze aufgesetzt, in dem eine Einlassöffnung für das Inertgas vorgesehen ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Transportbehälter für flüssiges Metall, insbesondere für flüssiges Aluminium. Der Transportbehälter ist dadurch gekennzeichnet, dass dieser im oberen Bereich eine Einlassöffnung zum Einlass von Inertgas aufweist.
  • Vorteile und Merkmale, die bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben wurden, gelten - soweit anwendbar - auch für den erfindungsgemäßen Transportbehälter und umgekehrt.
  • Als Einlassöffnung wird hierbei die Öffnung bezeichnet, über die Gas in den Innenraum des Transportbehälters austritt. Die Einlassöffnung stellt insbesondere keine Durchlassöffnung für eine Lanze oder eine anderes Gasleitung sondern die tatsächliche Austrittsöffnung des Gases dar.
  • Indem an dem erfindungsgemäßen Transportbehälter eine Einlassöffnung im oberen Bereich vorliegt, können insbesondere die Vorteile erzielt werden, dass ein zuverlässiges vollständiges Füllen, das heißt Fluten des Transportbehälters vor dem Befüllen gewährleistet werden kann, und zudem ist auch während des Befüllens eine zuverlässige Gaszufuhr in den Raum oberhalb der Schmelzeoberfläche gewährleistet.
  • Die Einlassöffnung kann in der Wand des Transportbehälters im oberen Bereich des Transportbehälters des Transportbehälters vorgesehen sein. Gemäß einer Ausführungsform ist die Einlassöffnung an oder in einem Deckel des Transportbehälters vorgesehen, der die Abkrätzöffnung verschließt. Alternativ kann die Einlassöffnung auch an oder in einem Deckel, der die Gießschnauze verschließt, vorgesehen sein. Als an dem Deckel vorgesehen wird eine Einlassöffnung bezeichnet, die zu der Unterseite des Deckels, beispielsweise über ein Rohr, nach unten versetzt ist. Als in dem Deckel vorgesehen wird eine Einlassöffnung bezeichnet, die in der Unterseite des Deckels liegt. In diesem Fall tritt das Inertgas unmittelbar an der Unterseite des Deckels in den Innenraum des Transportbehälters beziehungsweise in die Gießschnauze ein. Das Vorsehen der Einlassöffnung an oder in dem Deckel des Transportbehälters weist eine Reihe von Vorteilen auf. Der Deckel, der die Abkrätzöffnung abdeckt ist an der höchsten Position in dem Transportbehälter vorgesehen, wodurch die oben genannten Vorteile des zuverlässigen Flutens und des Schutzes eines Befüllstrahls erzielt werden können. Auch ein Deckel, der die Gießschnauze verschließt, ist im oberen Bereich des Transportbehälters vorgesehen, so dass auch bei dieser Ausführungsform die oben genannten Vorteile zuverlässig erzielt werden können. Zum anderen sind sowohl der Deckel, der die Abkrätzöffnung verschließt als auch der alternativ verwendbare Deckel, der die Gießschnauze verschließt, lösbar an jeweils einer Öffnung des Transportbehälters vorgesehen, die bereits für andere Funktionen des Transportbehälters vorgesehen sind. Somit sind bauliche Maßnahmen an bereits bestehenden Transportbehältern, wie beispielsweise das Einbringen einer Bohrung in die Wand des Transportbehälters nicht erforderlich. Schließlich kann bei einer Einlassöffnung an oder in dem Deckel des Transportbehälters die Gasleitung einfach angeschlossen werden, da der Deckel leicht zugänglich ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Einlassöffnung für das Schutzgas zu der Befüllöffnung zum Befüllen des Transportbehälters mit flüssigem Metall beabstandet. Als Befüllöffnung wird gemäß einer Ausführungsform die Auslassöffnung in der Gießschnauze verwendet, über die der Transportbehälter auch entleert werden kann. In der alternativen Ausführungsform, bei der die Einlassöffnung insbesondere in einem Deckel an der Gießschnauze vorgesehen ist, wird als Befüllöffnung die Abkrätzöffnung in der Verschließhaube des Transportbehälters verwendet. Indem die Einlassöffnung zu der Befüllöffnung beabstandet ist, ist zum einen keine Behinderung des Befüllvorgangs gegeben, die bei einer Führung einer Lanze durch die Befüllöffnung vorliegen würde. Zudem kann durch den Abstand zwischen der Befüllöffnung und der Einlassöffnung sichergestellt werden, dass Inertgas, das über die Einlassöffnung eintritt, zunächst den Behälter durchströmt, den dort vorhandenen Sauerstoff verdrängt und nicht unmittelbar über die Befüllöffnung wieder austritt.
  • Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Transportbehälter zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden erneut unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen genauer erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1: eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Transportbehälters;
    • Figur 2: eine schematische Frontansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Transportbehälters; und
    • Figur 3: eine schematische Perspektivansicht einer Ausführungsform eines Deckels des erfindungsgemäßen Transportbehälters.
  • In Figur 1 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Transportbehälters 1 schematisch gezeigt. Der Transportbehälter 1 weist einen Körper 10 auf, der einen runden oder ovalen Querschnitt aufweist und der sich im oberen Bereich verjüngt. In dem Körper 10 ist der Innenraum 100 des Transportbehälters 1 gebildet, der zur Aufnahme von flüssigem Metall, insbesondere flüssigem Aluminium dient. Der Innenraum 100 des Körpers 10 des Transportbehälters 1 ist mit einer Ausmauerung 101 versehen. An der Außenseite des Transportbehälters 1 sind Haltestutzen 12 seitlich vorgesehen. In dem oberen Bereich des Körpers 10 des Transportbehälters 1 ist eine Gießschnauze 11 vorgesehen. Die Gießschnauze 11 weist in der dargestellten Ausführungsform eine Rohrform auf und geht die Auslassöffnung 110 des Transportbehälters 1 über. Auf den Körper 10 des Transportbehälters 1 ist eine Verschließhaube 13 aufgesetzt. Die Verschließhaube 13 schließt daher den offenen Körper 10 nach oben ab. In der Mitte der Verschließhaube 13 ist in der dargestellten Ausführungsform ein Deckel 14 eingebracht. Der Deckel 14 verschließt eine Öffnung in Verschließhaube 13, die auch als Abkrätzöffnung 130 bezeichnet wird. Die Verschließhaube 13 ist vorzugsweise abnehmbar oder verschwenkbar an dem Körper 10 des Transportbehälters 1 befestigt und kann gegenüber dem Köper 10 somit abgenommen oder aufgeklappt werden. Der Deckel 14 ist lösbar mit der Verschließhaube 13 verbunden und kann beispielsweise in die Abkrätzöffnung 130 eingesetzt, eingeschraubt oder anderweitig verbunden werden.
  • Wie sich aus den Figuren 2 und 3 ergibt, ist an dem Deckel 14 eine Gaszuführung 141 vorgesehen. Die Gaszuführung 141 wird in der gezeigten Ausführungsform durch ein gebogenes Rohr gebildet, das in die Fläche des Deckels 14 hineinragt. Das Ende der Gaszuführung 141, das in den Deckel 14 hineinragt und vorzugsweise an der Unterseite des Deckels 14 liegt, stellt die Einlassöffnung 140 für Inertgas dar. Das andere Ende der Gaszuführung 141 ist vorzugsweise mit einem Anschluss 142 versehen, durch das die Gaszuführung 141 mit einer Gasleitung 143 verbunden werden kann, über die Inertgas zu der Gaszuführung 141 und darüber zu der Einlassöffnung 140 geleitet wird.
  • In der dargestellten Ausführungsform ist an dem Deckel 14 eine Stütze 144 zum Stützen der Gaszuführung 141 vorgesehen. Durch diese Ausgestaltung kann die Gaszuführung 141 zusammen mit der Stütze 144 als Griff verwendet werden, um den Deckel 14 auf den Transportbehälter 1, insbesondere in die Öffnung der Verschließhaube 13, einzusetzen und zu entnehmen.
  • Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun unter Bezugnahme auf die dargestellte Ausführungsform des Transportbehälters 1 erneut beschrieben.
  • Bevor flüssiges Metall, insbesondere flüssiges Aluminium, in den Transportbehälter 1 gefüllt wird, wird der Transportbehälter 1 vorgewärmt. Zudem wird auf den Transportbehälter 1 ein Deckel 14 aufgebracht, an dem oder in dem eine Einlassöffnung 140 für Inertgas vorgesehen ist. Der Deckel 14 kann einen für den Transport zu verwendenden geschlossenen Deckel (nicht gezeigt), der auch als Abkrätzdeckel bezeichnet wird, ersetzen. Die Gaszuführung 141 des Deckels 14 wird dann über den Anschluss 142, der beispielsweise einen ¾ Zoll Schlauchanschluss darstellen kann, an die Gasleitung 143 für Inertgas angeschlossen. Die Gasleitung 143 kann Teil eines Betriebsnetzes darstellen. Der Druck, mit dem das Inertgas in die Gaszuführung 141 und darüber in den Innenraum 100 des Transportbehälters 1 gelangt, kann durch ein Ventil 145 eingestellt werden. Beispielsweise wird ein üblicher Betriebsdruck von 8 bis 10 bar auf 2 bis 6 bar heruntergeregelt. Als Inertgas wird vorzugsweise Stickstoff verwendet. Der Stickstoff wird vorzugsweise tiefkalt verflüssigt und in der Qualität von ≥99,99% eingesetzt.
  • Die Auslassöffnung 110 und insbesondere die Gießschnauzt 11 werden vorzugsweise während des Flutens des Transportbehälters 1 geöffnet. Nachdem der Innenraum 100 des Transportbehälters 1 vollständig mit dem Inertgas gefüllt ist, was bei einem Transportbehälter mit einem Fassungsvermögen für Flüssigaluminium von 5t beispielsweise nach 2 Minuten der Fall ist, wird über die Gießschnauze 11 und die Auslassöffnung 110, die in diesem Fall die Befüllöffnung darstellt, flüssiges Metall, insbesondere flüssiges Aluminium in den Transportbehälter 1 eingefüllt. Hierzu wird beispielsweise eine Befüllrinne (nicht gezeigt) an die Gießschnauze 11 angelegt.
  • Während des Befüllens des Transportbehälters 1 mit flüssigem Metall wird die Inertgaszufuhr, die über die Einlassöffnung 140 erfolgt, aufrecht erhalten.
  • Sobald der Transportbehälter 1 mit flüssigem Material gefüllt ist, das heißt die zu transportierende Menge an flüssigem Material in den Transportbehälter 1 gefüllt wurde, kann die Gaszufuhr von der Gasleitung 143 unterbrochen werden. Hierdurch gelangt kein Inertgas mehr zu der Gaszuführung 141 und damit auch nicht in den Transportbehälter 1. Die Gaszuführung 141 kann dann von der Gasleitung 143 über den Anschluss 142 getrennt werden. Die Gaszuführung 141 kann aber auch mit der Gasleitung 143 verbunden bleiben. In diesem Zustand kann der Deckel 14 von dem Transportbehälter 1 abgenommen und durch einen geschlossenen Deckel für den Transport ersetzt werden. Alternativ ist es aber auch möglich, dass der Deckel 14 auf dem Transportbehälter 1 belassen wird und lediglich ein Verschlussstück (nicht gezeigt) an die Gaszuführung 141 oder den Anschluss 142 angebracht wird.
  • In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf der Abkrätzöffnung 130 kein Deckel aufgebracht. Statt dessen wird auf der Gießschnauze 11 ein Deckel 14' aufgebracht, der die Gießschnauze 11 und damit die Auslassöffnung 110 verschließt. Der Deckel 14' ist in Figur 1 gestrichelt angedeutet. Der Deckel 14' kann auch den in Figur 3 gezeigten Aufbau aufweisen. Die obigen Ausführungen zu dem Deckel 14 sind somit auch für den Deckel 14', der die Gießschnauze 11 verschließt anwendbar. Bei dieser Ausführungsform, bei der ein Deckel 14' auf der Gießschnauze 11 vorgesehen ist, dient die Abkrätzöffnung 130 als Befüllöffnung während die Inertgaszufuhr über die Gießschnauze 11 erfolgt.
  • Mit der vorliegenden Erfindung kann eine Reihe von Vorteilen erzielt werden. Insbesondere können die Metallverluste durch Oxidation sowie die Gasaufnahme reduziert werden.
  • Bei der Befüllung von Transportbehältern mit einem Fassungsvermögen von 5 Tonnen fallen mit herkömmlichen Verfahren, das heißt ohne Stickstoffbeaufschlagung erhebliche Mengen oxidiertes Aluminium in Form von Krätze an. Durch die Stickstoffbeaufschlagung vor und vorzugsweise auch während des Befüllvorgangs kann die Krätzemenge um 60% reduziert werden. Auch der Oxidgehalt der Schmelze selbst wird auf diese Weise gesenkt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Transportbehälter
    10
    Körper
    100
    Innenraum
    101
    Ausmauerung
    11
    Gießschnauze
    110
    Auslassöffnung
    12
    Haltestutzen
    13
    Verschließhaube
    130
    Abkrätzöffnung
    14, 14'
    Deckel
    140
    Einlassöffnung
    141
    Gaszuführung
    142
    Anschluss
    143
    Gasleitung
    144
    Stütze
    145
    Ventil

Claims (10)

  1. Verfahren zum Befüllen eines Transportbehälters (1) für flüssiges Metall, insbesondere flüssiges Aluminium, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest vor dem Einbringen des flüssigen Metalls in den Transportbehälter (1), der Transportbehälter (1) mit Inertgas beaufschlagt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Inertgas Stickstoff darstellt.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auch während des Befüllens des Transportbehälters (1) Inertgas in den Transportbehälter (1) zugeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Inertgas mit einem Druck, der über dem Umgebungsdruck und unterhalb des Drucks, der zum Bewegen der Schmelzeoberfläche des flüssigen Metalls in dem Transportbehälter (1) führt, liegt, eingebracht wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Inertgas während des Befüllens des Transportbehälters (1) mit flüssigem Metall oberhalb der Schmelzeoberfläche des flüssigen Metalls eingebracht wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Inertgas durch eine Einlassöffnung (140) in einem lösbaren Deckel (14) einer Abkrätzöffnung (130) des Transportbehälters (1) oder in einem lösbaren Deckel (14') einer Gießschnauze (11) des Transportbehälters (1) eingebracht wird.
  7. Transportbehälter für flüssiges Metall, insbesondere für flüssiges Aluminium, dadurch gekennzeichnet, dass dieser im oberen Bereich eine Einlassöffnung (140) zum Einlass von Inertgas aufweist.
  8. Transportbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (140) in einem lösbaren Deckel (14) der Abkrätzöffnung (130) des Transportbehälters (1) oder in einem lösbaren Deckel (14') der Gießschnauze des Transportbehälters (1) vorgesehen ist.
  9. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (140) für das Inertgas zu der Befüllöffnung (110, 130) zum Befüllen des Transportbehälters (1) mit flüssigem Metall beabstandet ist.
  10. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieser zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt ist.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1990008842A1 (de) * 1989-02-06 1990-08-09 Klöckner Stahl Gmbh Verfahren zur vermeidung der entstehung der rauchgase in metallurgischen prozessen und beim flüssigmetall-transport von einem metallurgischen gefäss in abgiessgefässe und vorrichtung zum flüssigmetall-transport von einem metallurgischen ofen in ein abgiessgefäss
WO1992007099A1 (de) * 1990-10-20 1992-04-30 Klöckner Stahl Gmbh Vorrichtung zum inertisieren von abgiessgefässen für den transport von schmelzflüssigen metallen
DE4307867A1 (de) 1993-03-12 1994-06-01 Vaw Ver Aluminium Werke Ag Verfahren und Vorrichtung zur Schmelzereinigung von Flüssigaluminium

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