EP3737518A1 - Schmelze-überführungssystem zum aufnehmen, transportieren und fördern einer metallschmelze - Google Patents

Schmelze-überführungssystem zum aufnehmen, transportieren und fördern einer metallschmelze

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EP3737518A1
EP3737518A1 EP19701305.5A EP19701305A EP3737518A1 EP 3737518 A1 EP3737518 A1 EP 3737518A1 EP 19701305 A EP19701305 A EP 19701305A EP 3737518 A1 EP3737518 A1 EP 3737518A1
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EP
European Patent Office
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container
transfer system
melt
molten metal
flange
Prior art date
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Application number
EP19701305.5A
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English (en)
French (fr)
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EP3737518B1 (de
Inventor
Florian KULAWIK
Christian Müller
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Strikowestofen GmbH
Original Assignee
Strikowestofen GmbH
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Publication date
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D39/00—Equipment for supplying molten metal in rations
    • B22D39/06—Equipment for supplying molten metal in rations having means for controlling the amount of molten metal by controlling the pressure above the molten metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/30—Accessories for supplying molten metal, e.g. in rations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D35/00—Equipment for conveying molten metal into beds or moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/005—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like with heating or cooling means
    • B22D41/01—Heating means
    • B22D41/015—Heating means with external heating, i.e. the heat source not being a part of the ladle
    • 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
    • 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
    • B22D41/12—Travelling ladles or similar containers; Cars for ladles

Definitions

  • the present application relates to a melt transfer system for receiving, transporting and conveying a molten metal. Furthermore, the present invention relates to a corresponding method.
  • JP4190786 shows a transport container to which molten metal can be fed.
  • the molten metal can be trans ported and conveyed out of the container by means of a set pressure difference between the interior of the container and the environment.
  • air can be introduced into the interior of the container under pressure.
  • the molten metal in the container can with a Pressure are applied, so that the molten metal in a connecting the interior of the container and the surrounding flow channel, insbesonde re a riser, rises and can be promoted from the container.
  • the pressure is typically increased steadily, so that a promotion of the molten metal takes place through the flow channel or the riser to the outside.
  • the outwardly transported molten metal can add air when emptying the container.
  • the admixed air can greatly accelerate the hot metal melt so that an uncontrolled ejection of the metal melt can occur at an outlet of the hot-holding furnace.
  • Such hot molten metal splashes are particularly dangerous for operators, but also for sensitive devices that are in the vicinity of the portable container dangerous.
  • the filling operation and the discharging operation of the melt transfer device are controlled by a control unit which analyzes weight data of the melt transfer device. From the weight of the melt transfer device, it can be determined how much molten metal is present in the container of the device. If it is determined by the control unit that the molten metal inside the melt transfer device is running low, an emptying operation of the container of the melt transfer device is ended.
  • the present invention has for its object to propose an alternative melt-transfer system.
  • One of the objects of the present invention is, inter alia, to propose a melt transfer system which increases the safety of work for an operating staff and which facilitates the work for an operator. Further, the present invention may be based on the object to propose a corre sponding method that solves this problem.
  • the melt transfer system comprises a transportable container for receiving the molten metal, a container lid arranged on the container for airtight closing of the container and a flow channel.
  • the container lid preferably has a closable filling opening for filling the container with the molten metal and a corresponding Greö Stammsdeckel.
  • the container lid may alternatively have a filling device for filling the container with molten metal through a filling tube or through the flow channel.
  • the flow channel may be formed, for example, as a flow line or as a pipe, preferably as a riser.
  • the flow channel may have round or square cross sections.
  • the flow channel preferably has a refractory material so that hot molten metal can flow through the flow channel.
  • the flow channel has a first end disposed in the container and a second end disposed outside the container for discharging the molten metal from the molten metal container.
  • the melt transfer system preferably comprises a pneumatic unit for introducing air into the container. The air is introduced under pressure into the container.
  • the pressure may be at least 0.1 bar, preferably at least 0.2 bar before.
  • a pressure difference between a pressure prevailing in the container and a prevailing ambient pressure outside molten metal can be pushed out of the container through the flow channel or the riser pipe and conveyed out of the container.
  • the Druckdif difference is typically increased.
  • Control of the pressurization and adjustment of the pressure differential may be manually adjustable by an operator.
  • a control unit controls the emptying of the container by adjusting the pressure difference between the first and second ends of the flow channel.
  • the control unit controls, for example, a pneu matic unit, which is formed, the container interior with an air pressure to act on.
  • the melt transfer system may further include a measuring unit having at least one pressure sensor for measuring a pressure in the container during conveyance and the control unit for controlling the delivery of the molten metal from the container through the flow channel.
  • the control unit can be set up and configured, the
  • control unit can be set up to determine a temporal pressure profile from the pressure measured by the measuring unit.
  • a pressure may be determined in the container, preferably by means of the control unit and at least one pressure sensor comprising the measuring unit.
  • the pressure can be measured, for example, directly in the container or in the above-mentioned pneumatic unit.
  • the pressure sensors are arranged such that they measure the pressure of a container interior in which the molten metal is located.
  • the pressure sensors preferably do not come into contact with the molten metal.
  • the at least one pressure sensor can be arranged on an inner side of the container lid or in a pneumatic unit. From the measured pressure can be determined by the control unit, the pressure in the container.
  • the molten metal delivery can be stopped when a Druckdif difference between a determined at a first time pressure and egg nem determined at a second time pressure is negative, preferably before the negative pressure difference is greater than a predetermined threshold before.
  • the first time is earlier than the second time, the second time is later than the first time.
  • the pressure difference is determined by the pressure at the first time point is subtracted from the pressure at the second time.
  • the threshold amount is at least 1 mbar, more preferably at least 2 mbar, wherein the threshold value can be selected depending on the time interval between the first and the second time.
  • a temporal pressure curve can be determined.
  • the control unit can be set up and configured to determine this temporal pressure profile.
  • This temporal Druckver run can be recorded and monitored, for example, by the trained and thereto set up control unit.
  • the control unit typically controls that, for the continuous emptying of the container, air is continuously supplied to the container so that the pressure in the container increases. When the measured pressure in the container drops, the molten metal production can be stopped.
  • the control unit may be directed and adapted to record and register such a pressure drop and then stop the molten metal production.
  • the control unit can control the pneumatic unit such that it does not further pressurize and / or vent the container so that the pressure difference remains the same or falls.
  • the control unit is designed and configured to carry out the control process steps described below and to stop the molten metal delivery, in particular by controlling the pneumatic unit. Based on the temporal pressure curve can be determined by the control unit, a pressure difference between tween at least two successive pressures. The molten metal delivery can be stopped in particular when the pressure difference is negative, that is, if the time later determined pressure is less than the earlier determined pressure, or if the average of two or more temporally determined later pressure is less than the mid-value of two or more pressures determined earlier.
  • the pressures can be measured at defined time intervals. Preferably, the distances are the same.
  • the time intervals between the pressure measurements may, for example, be a maximum of 500 ms, preferably a maximum of 100 ms, particularly preferably a maximum of 50 ms.
  • the control unit can be designed and set up to carry out the pressure measurement in the timed intervals and to register the pressure values.
  • the control unit can be designed and set up to adjust the time intervals of the measurements. From the pressures measured at defined time intervals, the time derivative dp / dt of the pressure profile can be determined.
  • molten metal production can be stopped, in particular, if the derivative dp / dt is negative.
  • a threshold S may be determined prior to or during the molten metal feed so that molten metal production is stopped only when the derivative is less than the threshold S, where the threshold S is less than zero.
  • a criterion for stopping molten metal production can therefore be if dp / dt ⁇ 0 or if dp / dt ⁇ S ⁇ 0.
  • the threshold value S can be determined empirically, for example.
  • a threshold has the advantage that slight pressure fluctuations, for example, by Sog bine, friction losses and / or measurement inaccuracies, do not necessarily lead to a immedi conditions shutdown of the molten metal.
  • the threshold value should be selected so that low pressure fluctuations do not cause a shutdown;
  • the threshold Festge that the metal melt level is within the container near the
  • Metal melt delivery be turned off when air enters the first end of the flow channel and before the air reaches the second end of the Strö flow channel.
  • this time when air enters the first end of the flow channel, is characterized by a pressure drop.
  • the pressure curve at this very time has a time derivative, the amount is greater than 1 mbar / s.
  • a threshold value can therefore advantageously amount at least 1 mbar / s, preferably at least 5 mbar / s, more preferably min least 10 mbar / s.
  • suction effects or manual, brief interruptions of production can be taken into account with the threshold value and incorporated into a threshold determination.
  • a deviation or tolerance of the shutdown is preferably at most 4% of a filling weight of the container with molten metal. Particularly preferably, a deviation is at most 2% of a filling weight of the container with molten metal.
  • a second pressure can be measured at a second location.
  • the second measured pressure preferably correlates with a pressure in the container, with a pressure in the pneumatic unit for setting a pressure difference between an ambient pressure and a pressure in the container and / or with a pressure in the flow channel.
  • the second pressure may be compared to the first measured pressure for correlation.
  • the control unit can be set up and designed to average the measured values and / or to determine a temporal pressure curve on the basis of the averaged measured values.
  • the temporal pressure curve can also be filtered in terms of its frequency.
  • a bandpass filter in particular a bandpass filter with the used with the frequencies 5 Hz and 25 Hz who the.
  • the amplitude of the filter output signal can be tightened as Abschaltkriterium ago.
  • the control unit may be configured and configured to control a molten metal delivery on the basis of the output signal of the bandpass filter.
  • the pressure difference between a pressure prevailing in the container and an outside prevailing ambient pressure can be reduced, in particular as soon as the determined derivative of the pressure curve is negative and is preferably moderately greater than the predetermined threshold value.
  • the control unit may be arranged and configured to adjust this pressure difference and in particular to reduce the stopping of molten metal delivery.
  • control unit may be designed and configured to determine from the measured pressure the temporal pressure curve p (t), to determine the time derivative of the pressure profile dp / dt and to determine the time derivative
  • the derivative of the pressure curve dp / dt is negative and preferably if the derivative is larger in magnitude is the previously set threshold.
  • a remainder of the melt typically remains in the container after the described discharge process. It may turn out that this rest melt blocked after cooling and solidification the flow channel or even disturbs zer.
  • the blocking of the first end of the flow channel can insbesonde re at a renewed heating of the solidified melt be problematic, since the flow channel, in particular in the form of a riser, in the Aufhei zen of the proposed melt transfer system can advantageously serve as Ka min. It may therefore be an object of the invention to prevent this problem.
  • the melt transfer system may comprise a tilting device for tilting the container.
  • the container can be tilted with the tilting device such that the remaining melt flows at the bottom of a container inside in a rank the first end of the flow channel facing side.
  • the first end of the flow channel may thus be moved upwardly with respect to a plane on which the melt transfer system is located.
  • the remaining melt can release the first end of the Strö flow channel and solidify in the container.
  • the flow channel in particular in the form of a riser, thus be used as a chimney. This may be advantageous in particular in relation to electrically prior art solutions of the prior art, since the flow channel, or the riser tube, is likewise heated.
  • melt-transfer system can thus have the task of improving a molten metal transfer.
  • the tilting device may comprise at least one articulated with the container base and a container-side locking device for Arre animals of the base in a functional position.
  • the pedestal may be directly or indirectly, for example via at least one with the container.
  • the base can be brought from a rest position in functional position, the base can protrude in the functional position on a container bottom.
  • the melt-transfer system can also include several Schrägstellvorrich lines. It may be particularly advantageous to include at least two spaced apart skew devices, each having at least one base. For example, the melt transfer system can be tipped statically determined.
  • the container-side locking device may comprise a latching, clamping or snap mechanism or a locking pin.
  • a latching, clamping or snap mechanism or a locking pin.
  • other locking mechanisms are conceivable.
  • the container may include a first flange having a first flange-side bore.
  • the stand may have a first stand-foot bore, which is aligned in the functional position coaxial with the first flange-side bore.
  • the locking pin for locking the stand in functional position through the first flange side and the first stand-foot hole can be inserted.
  • the locking bolt can accordingly be designed such that a bolt diameter corresponds to a diameter of the first flange-side and the first base-side bore.
  • a diameter of the locking bolt for example, at least 10 mm, preferably at least 15 mm min.
  • the locking pin, the base and / or the flange are / is preferably made of steel.
  • the flange may preferably be welded to the container.
  • the flange may also be otherwise connected, for example by a screw or plug connection, with the container.
  • the stand may have a second stand-foot bore, which is aligned in Ru he ein coaxial with the first flange-side bore. In this way, the locking bolt for locking the stand in the rest position by the first flange side and the second stand-foot hole can be plugged.
  • the base can be pivoted from the rest position to the functional position and vice versa.
  • a pan can have the advantage that a de-defined movement possibility of the base is given, which is for a Operator is easy to understand and easy to execute.
  • the base can be pivotally connected to the container so that no loose items can be lost.
  • the base can also be unscrewed, foldable or telescopic, for example telescopic.
  • the tilting device may have a fastening bolt which rotatably connects the pedestal to the flange.
  • a fastening bolt longitudinal direction can be a rotational axis defi ned by which the base of the rest position in the functional position and vice versa is pivotable.
  • the fastening bolt can be simply inserted in the flange-side bore (s) or a bearing, for example a ball bearing.
  • the fastening bolt can be rigidly connected to the flange or rigidly connected to the base or in each case can be rotationally movably connected to the base and the flange.
  • the tilting device may have a two-th flange, which is preferably formed corresponding to the first flange.
  • the base can then be arranged in particular between the two flanges. This can increase a stability of Schrägstellvorrich device.
  • the melt transfer system may in one embodiment comprise a Tragrah men with a rotary joint unit.
  • the container may be connected to the support frame so pivotally, that the container about an axis of rotation of the rotary joint unit relative to the support frame is tilted.
  • the container may be supported by the locked in functional position stand in tilted position.
  • the container can be tilted by means of the tilting device by an angle of at least 1 °, preferably at least 3 °, especially preferably at least 5 ° relative to the support frame.
  • Be the container can be tilted by means of the tilting device by an angle of at most 30 °, preferably at most 10 °, more preferably at most 6 ° relative to the support frame. So it can be ensured that the flow channel, in particular in the form of a riser, not clogged by erkal tender residual melt in the container and / or can be destroyed.
  • the support frame in one embodiment, a support frame-side locking device for locking the pedestal in functional position to take.
  • this locking mechanism may be formed, for example, as a latching, clamping or Schnappmecha mechanism or, for example, comprise a further locking pin. Both for the container side and for the lower, support frame-side locking device, a combination of different locking mechanisms can be used.
  • the support frame-side locking mechanism the container can be transported in tilted position. Furthermore, a safer stand and a safer transport in functional position can be ensured.
  • the base may have a third bore, which may be formed to receive a second locking pin in the functional position.
  • the lower locking device can alswei sen at least one support frame side bore, which can be arranged coaxially with the third stand-foot bore in functional position.
  • the second locking pin for securing the base to the lower support frame in the third stand-foot hole and the support frame side bore of the lower locking device can be inserted.
  • the support frame may comprise at least one pair, preferably box-shaped, stacker shoes for receiving forklift tines.
  • the melt-transfer system can be transported in a simple manner.
  • the melt transfer system can be easily raised. In the raised position, the tilting device can be easily moved from a rest position to a func onswolf.
  • the melt transfer system can be brought in such a way in a simple manner and by a sole Bedie ner in a tilted position.
  • the stacker shoes can be box-shaped, in particular at least two cheeses can be provided. It may also be a box with rails or a rib-like separation may be provided to guide the truck tines when inserted into the truck shoes.
  • the stacker shoes are designed such that a forklift can approach the melt transfer system from four sides and record.
  • the melt transfer system may further comprise an alignment device for adjusting a container inclination and / or support frame inclination.
  • this alignment device may be provided in addition to a tilting device.
  • the alignment device may, for example, comprise at least three threaded rods, each of which may include feet, which may be adjustable in height, preferably independently of one another.
  • the melt-transfer system can be aligned on an uneven floor, so that the melt-transfer system can have for example when operating against the container inner side bottom egg nen uniform melt level.
  • the container of the melt transfer system can be tilted or tilted as follows.
  • the melt transfer system can be raised so far that the base can be brought into a functional position.
  • the melt-transfer system can be raised at least 5 cm, preferably at least 10 cm.
  • a lifting of at most 30 cm may be advantageous.
  • the device can also be much higher angeho ben, so that the user for example, does not need to bend down to bring the stand in the functional position. Such an ergonomic operation can be improved.
  • the base can be brought from a rest position to a functional position such that the stand extends beyond an underside of the container.
  • the base can be locked in the functional position.
  • the melt transfer system can be lowered.
  • the lifting and lowering of the melt transfer system can be carried out with a Ga litter.
  • the base by means of the support frame side
  • the entire container lid In known systems for preheating transport containers, the entire container lid must be removed from the container for preheating. In example, then a relatively heavy, the container lid in size corresponding lid placed with integrated burner who the. In other known systems, the preheating is done with electric heating elements. Both are associated with a lot of work.
  • the proposed system has the task of preheating the transport container with the container lid and with the preferably complete flow channel or riser, the workload for setting up the heater is comparatively low.
  • the container lid of the melt ze-transfer system a heating opening with a heating opening vice surrounded connecting flange for flanging a preheater and for flanging a Schuö Maschinensdeckels and a Schu Maschinensdeckel for hermetically sealing the heating opening.
  • Trans port container and flow channel or riser hot gases are introduced through the heating opening in the container, the hot gases are generated for example by a gas burner.
  • the hot gases are discharged through the flow channel or the riser into the environment and thus also heat the flow channel or the riser.
  • the Schuff tion cover can be releasably attached to the container lid, for example by means of screws or clamps and can seal the heating air tight.
  • Such a heating opening has the advantage that a pre-heating device can be easily mounted on the container and then heat a melt solidified in the container and / or can pre-heat a container interior.
  • the heating opening can be round, rectangular or polygonal.
  • Their lights diameter or hydraulic diameter (4 * cross-sectional area divided by the circumference) can be at least 4 cm, preferably at least 6 cm, be particularly preferably about 9 cm. It can amount to a maximum of half of the clear diameter of the container opening, preferably a maximum of 20 cm.
  • the heating opening for example, at most half as large as the
  • the heating opening may preferably have about 1/3 of the size of the filling opening, particularly preferably about 1/6 of the size of the filling opening.
  • the filling opening may have a diameter of at least 20 cm, preferably at least 30 cm and / or a diameter of at most 100 cm, preferably at most 80 cm.
  • the container lid may have a diameter of at least 50 cm, preferably, at least 70 cm and / or a diameter of at most 250 cm, preferably at most 175 cm.
  • the container lid, the Ranö Maschinensdeckels and / or the Schuzzisdeckel may in particular steel. Further, the container lid, the Gree Stammels and / or the Schuzzisdeckel may also include heat insulating layers of refractory materials such as fiber mats and / or refractory concrete.
  • the container lid, the Gree Stammels and / or the Schuzzisdeckel may have the same or different materials.
  • the Schu Maschinensdeckel may for closing the heating opening, for example, have a blind flange.
  • the Schu Maschinens lid can be attached by means of brackets and / or screws to the container lid. This has the advantage that the Schuö Stammsdeckel can be easily mounted and removed from the container lid.
  • connection flange can protrude on a top side of the cover such that a flange plane is spaced from the top side of the cover.
  • a cantilever flange may in particular facilitate assembly of the burner to the flange.
  • the flange structure can be better insulated.
  • the flange plane can form an angle with the top of the lid (angled flange plane).
  • the angle may be formed so that the gedach te extension of the axis of the flanged burner impinges on the surface of the solidified residual metal in the container. It can also be formed so that it meets the bottom of the container at about its center. It may also be formed to have the maximum distance to the container walls at about half the height of the container (i.e., orientation to the center of the container interior).
  • the flange plane can with the lid top at an angle of at least 10 °, preferably at least 20 °, more preferably at least 30 ° and / or of not more than 90 °, preferably not more than 80 °, particularly preferably not more than 70 °.
  • the flange plane with the cover top also include an angle of at least 40 ° or at least 50 °.
  • An angled flange-on plane can have the advantage that a burner flanged to the connecting flange can be aligned in the direction of a container interior center or in the direction of a container side, for example into a region in which cooled residual melt is arranged.
  • the Schumacher for better hand habability have a handle.
  • This handle can be heat-insulated, for example, so that the lid can be operated by an operator even after the container interior has been heated.
  • connection flange can be designed such that a corresponding flange of a preheating device, in particular a gas burner or an electronic heating element, for preheating the container interior to the flange by means of clamps or screws can be flanged.
  • a preheating device in particular a gas burner or an electronic heating element
  • the melt transfer system may include a burner cap, which comprises a preheater, preferably a gas burner and a mounting flange, which corresponds to the connecting flange of the heating port corres don.
  • a burner cap which comprises a preheater, preferably a gas burner and a mounting flange, which corresponds to the connecting flange of the heating port corres don.
  • ms, 2 is a schematic sectional view of the melt
  • Fig. 3 is a schematic sectional view of the almost empty
  • Fig. 6 shows a further pressure profile in the container during the
  • FIG. 8 shows the pressure curve of FIG. 5, with the additional time taken into account, FIG.
  • FIG. 11 is a detail of the container with a support frame in a perspective view
  • Fig. 14 (a) to (f) is a schematic representation of the method steps for tilting the container by means of a fork-lift truck Fig. 15, the burner unit in a perspective view.
  • FIG. 1 shows a melt transfer system 1 with a container 2 for receiving a molten metal, a container lid 3 for airtight sealing of the container 2, a filling opening 4 and a Greier 5.
  • Figures 1 (a) and 1 (b) show the melt Transfer system 1 from two different perspective views.
  • FIG. 1 (c) shows the same view as FIG. 1 (b) with the filler opening cover 5 shown opened.
  • the container 2 can be filled through the filling opening 4 with hot molten metal. After a filling process, the filling opening 4 of the Greöff voltage cover 5 are sealed airtight.
  • a pneumatic unit 6 Via a pneumatic unit 6, a container interior 7 of the container 2 can be subjected to a pressure.
  • the melt transfer system 1 further comprises a flow channel in the form of a riser 8.
  • a pressure difference between a first end 8.1 of the riser 8, which is arranged in the container 2 and a second end 8.2 of the riser 8, which is arranged outside of the container 2.
  • thermocouple 9 for monitoring the temperature of the molten metal is further arranged, which projects into the container interior.
  • Be the container cover 3 also has a heating opening 10 with a arrange th heating cover 10.1.
  • the melt-transfer system 1 to summarizes also stacker shoes 11, can interfere with the forklift tines.
  • the stacker shoes 11 are box-shaped and designed such that they can be approached from 4 sides.
  • the melt transfer system further comprises a tilting device 12, comprising a pedestal 12.2 and a support frame 12.1 with a rotary joint unit 12.1.1.
  • FIG. 2 shows a melt transfer system 1 of FIG. 1 in a sectional view along an xy plane.
  • the container 2 has an inner lining with refractory material 13. Viewed from outside to inside, the container 2 then has an insulation layer 14.
  • the Outer lining 15 of the container 2 is made of steel.
  • a burner unit 10.2 is mounted on a connection flange 10.3 instead of the Schuö Stammsdeckels 10.1.
  • the burner unit 10.2 is fixed by clamping men on the container lid 3.
  • the connecting flange 10.3 projects from the container lid 3 and is inclined with respect to the xz plane.
  • the melt transfer system 1 further comprises a control unit 16 which can communicate with the melt transfer system 1, in particular with the pneumatic unit 6.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of an almost emptied container with a remainder of molten metal 17 in the container.
  • the molten metal may for example be aluminum.
  • the container is further filled with air 18.
  • air 18 can penetrate into the riser 8.
  • This air-melt mixture in the riser pipe 8 is shown in Figure 4 (b).
  • Figure 4 (a) During a melt transfer operation at a time when the first end 8.1 of the riser pipe 8 is completely immersed in molten metal 17, only molten metal 17 is in the riser pipe 8, as shown in FIG. 4 (a). If air 18 penetrates the riser through the gap 19.1, the air 18 accelerates the molten metal 17 in the riser 8 in FIG. 4 (b) in such a way that dangerous metal splashes occur at the second end 8.2 of the riser.
  • exemplary pressure curves 20 are shown over the time currency end of a molten metal promotion.
  • the control unit 16 a stop the molten metal delivery, so stop the emptying process of the container 2, ver start and thus avoid the metal splashes described above.
  • the pneumatic unit 6 causes a pressure increase in the container.
  • a measuring unit that is, at least one pressure sensor, measures the pressure in the container 2.
  • the pressure sensor can be mounted, for example, on a container lid underside 3.1 (see FIG.
  • the control unit 16 determines the pressure profile 20 p (t) from the measured pressures.
  • FIG. 5 shows a pressure curve during the transfer of the molten metal through the riser 8 from the first end 8.1 to the second end 8.2.
  • the Mathraw tion begins and metal flows from the second end 8.2 of the riser 8.
  • the Be rich II corresponds to a Sog bin.
  • Region IV represents a pressure drop due to a brief transfer interruption from an operator.
  • FIG. 6 shows, in addition to the pressure curve 20, the time derivative 21 of the pressure profile 20. This is determined by the control unit and is less than zero in the area VI.
  • a smoothing of the time derivative curve 21 may be advantageous so that incorrect Auswertergeb can be avoided by pressure fluctuations as possible. If a simple comparison of p t and p is performed, the time derivative trend will oscillate. For a smoothing of the pressure gradient, it is advantageous to form an averaging of the last three or more pressure readings so that the measured values measured by the pressure sensor are filtered.
  • the control unit 16 is set up and configured to perform this averaging.
  • the time derivative dp / dt is shown filtered and provided with the reference number 21f.
  • the control unit may be removablebil det to determine the filtered derivative as follows:
  • reaction time is the time required by the control unit to detect the pressure drop.
  • the control unit may be configured to determine the filtered derivative as follows: dp_ _ Pt ⁇ Pt-i
  • the control unit is designed and set up to determine the time derivative of the pressure profile 20 and to switch off a delivery of molten metal through the riser 8 as soon as the discharge is less than zero.
  • the control unit may be configured to only switch off the conveyance of molten metal through the riser pipe 8 when the discharge is less than zero and the discharge is larger in magnitude than a threshold value.
  • This threshold may be, for example, 12 mbar / s.
  • melt-transfer system 1 After switching off the promotion of molten metal 17 typi cally remains a residue molten metal 17 in the container 2. So that this does not clog after cooling the first end 8.1 of the riser 8, the melt-transfer system 1 is advantageously equipped with a Schrägstellvor device 12.
  • Figure 9 is a schematic sectional view of the melt-transfer system 1 is shown, which is inclined by means of Schrägstellvor direction such that the molten metal 17 has flowed into a region opposite the riser 8 and thus releases the first end 8.1 of the riser.
  • the tilting device 12 is shown (at least partially).
  • the tilting device 12 includes a base 12.2 of two container-side flanges 12.3 is hinged pivotally.
  • the base 12.2 can be pivoted so from a functional position in a rest position.
  • FIG. 10 shows the base in a rest position.
  • the container-side flanges 12.3 each have a first bore 12.3.1, which are in the func onswolf coaxial with a first stand-foot bore 12.2.1 positio ned.
  • a locking pin 12.4 is further shown, which locks the stand 12.2 in the rest position.
  • the container-side flanges 12.3 may each have a second bore 12.3.2, through which the
  • Locking pin 12.2 is pushed to lock the stand in the rest position.
  • the container-side flange can comprise a plurality of flange regions, for example in the form of individual flanges.
  • the term "container-side flange” is used here as a generic term for one or more flanges connected to the container 12.
  • the base 12.2 also has a third stand-foot bore 12.2.3 for locking the base to a support frame by means of a further locking bolt.
  • the container 2 is shown with a support frame 12.1.
  • the support frame 12.1 comprises a rotary joint unit 12.1.1, via which the container 2 is pivotally connected to the support frame 12.1 such that the Bephol ter 2 about a rotational axis A of the rotary joint unit 12.1.1 relative to the support frame 12.1 tiltable, wherein the container 2 can be supported by the locked in functional position stand 12.2 in tilted position.
  • the support frame is shown in a perspective view.
  • the support frame comprises, in addition to the rotary joint unit 12.1.1 a lower
  • Locking device 12.1.2 which has two flanges, each with a bore 12.1.2.1.
  • the holes are aligned coaxially, so that the base 12.2 can be taken by the locking pin in functional position on the support frame 12.1.
  • a further locking pin 12.4 can be pushed through the third stand-foot bore 12.2.3 and the two holes 12.1.2.1 of unte ren locking device.
  • Figure 13 shows the korrespondie-generating elements of the rotary joint unit 12.1.1, which are attached to the container, preferably welded, are.
  • the container-side rotary joint unit 12.1.1 is arranged on an outer side of the container 2 with respect to the Standfußan transfer in the form of the container side flanges 12.3.
  • the support frame has two crossed box-shaped stacker shoes 11 for receiving forklift tines.
  • the support frame faces an alignment device for adjusting a support frame inclination a bottom surface on which the support frame is arranged on. This is not shown in the figure.
  • Fig. 14 (a) the melt transfer system 1 of the above figures is shown schematically on a forklift.
  • the tines of the forklift are positioned in the stapler shoes 11.
  • the melt-transfer system 1 with the Gabelstap ler example 200 mm raised from the ground.
  • the base 12.2 is pivoted by an operator 23 from a rest position to a functional position ent long arrow 24 (see, Fig. 14 (b)).
  • the base 12.2 is locked in the functional position by means of the locking bolt 12.4 (see Fig. 14 (c)).
  • Fig. 14 (d) shows the schematic representation of the forklift 22 with the melt transfer system 1 with unfolded base 12.2 in Func onsdian.
  • the transfer system 1 of Figure 14 (d) is lowered, so that the container 2 with the stand 12.2 folded out, wherein the melt transfer system 1 is lowered, so that the container is tilted relative to a bottom surface 25 by 5 ° .
  • the base 12.2 can be locked by means of the lower locking device 12.1.2 on the support frame 12.1 with a further locking pin 12.4 as described above (see Fig. 14 (f)).
  • the melt-transfer system 1 is shown in a perspektivi rule view.
  • the melt transfer system 1 corresponds to that of the above figures.
  • the burner unit 10.2 is fastened by means of clamps to a connecting flange 10.3, so that the burner 10.2.2 projects into the container interior 7.
  • the burner is preferably a gas burner, with which the container interior can be preheated.
  • the connecting flange 10.3 projects from an upper side of the container lid 3 upwards and is angeord net that the burner 10.2.2 not directly the riser 8 cheers.
  • the riser 8 is used during preheating as a fireplace and is thus heated advantageous.
  • the melt transfer system 1 is shown in a perspective view.
  • the melt transfer system 1 corresponds to that of Obi gene figures.
  • the heating opening is sealed airtight by the heating opening cover 10.1.
  • the heating opening has a diameter of 9 cm and is round.
  • the filling opening has a diameter of 60 cm and the container lid has a diameter of 110 cm.
  • the container lid and the filler cap are made of steel geferd and delivered with refractory material.
  • FIG. 15 shows the burner unit 10.2 in a perspective view.
  • the burner unit 10.2 has a plug for supplying the burner with power. Furthermore, the burner unit 10.2 has a gas connecting piece
  • a burner tube 10.7 is spatially by a burner connection flange 10.2.1 of the terminals 10.4, 10.5 and
  • the application contains, among other things, the following aspects:
  • Molten metal production is stopped when a pressure difference between a determined at a first time pressure and egg nem determined at a second time point pressure is negative, preferably wherein the negative pressure difference is greater in magnitude than a predetermined threshold.
  • Molten metal production is stopped when the derivative dp / dt is negative, preferably the negative derivative is greater in amount than a predetermined threshold.
  • the threshold lenwert amount to at least 1 mbar / s, preferably at least 5 mbar / s, more preferably at least 10 mbar / s.
  • a second pressure is measured at a second location, wherein the second measured pressure with a pressure in the container, with a pressure in a pneumatic unit for adjusting a pressure difference between an ambient pressure and a pressure in the container and / or correlated with a pressure in the flow channel.
  • a frequency of the temporal pressure curve is filtered, preferably before with a bandpass filter.
  • a pressure difference between the first, container side end and the second end of the flow channel for stopping the molten metal delivery is reduced as soon as the determined Ablei direction of the pressure curve is negative and is preferably greater in magnitude a predetermined threshold.
  • melt transfer system for storing and transporting a molten metal, comprising
  • a container for receiving the molten metal a container lid disposed on the container for sealing the container in an air-tight manner, comprising a closeable one A filling opening for filling the container with the molten metal, a flow channel, having a first end disposed in the container and a second end disposed outside the molten metal container for discharging the molten metal from the molten metal container,
  • a measuring unit with at least one pressure sensor for measuring a pressure in the container during conveying
  • control unit for controlling the conveyance of the molten metal from the container through the flow channel, wherein the control unit is set up and configured, the
  • melt-transfer system characterized in that the control unit is designed and set up to determine a temporal pressure curve p (t) from the measured pressure, to determine a time derivative of the pressure curve dp / dt and to stop the molten metal production if the derivative of the pressure curve dp / dt is negative, and preferably if the derivative is greater in magnitude than a predetermined threshold value.
  • melt transfer system according to aspect 9 or 10, characterized in that the control unit is designed and set to stop the molten metal delivery a pressure difference between tween the first, container side end and the second end of the flow channel to reduce.
  • the threshold amount is at least 1 mbar / s, preferably, at least 5 mbar / s, more preferably at least 10 mbar / s.
  • control unit is designed and directed, in each case at least two, preferably at least three chronologically successively measured by the measuring unit pressures to mittein and the derivative based on the averaged pressures determine.
  • melt transfer system according to one of the aspects 9 to 12, characterized in that the at least one pressure sensor at an ner inside the container lid and / or is arranged in a pneumatic unit.
  • Melting-transfer system according to one of the aspects 9 to 13, characterized by a tilting device for tilting the loading container, wherein the tilting device comprises at least one pivotally connected to the melt transfer system base and a container-side locking device for locking the stand in a functional position, wherein the base from a rest position can be brought into functional position and protrudes in the functional position on a container bottom.
  • the container lid a filling opening for filling the container with a molten metal, a Greeticians cover for hermetically sealing the filling opening, a heating opening, with a heating flange surrounding flange for Anflan's a preheater and for flanging a heater opening cover and a Schumacher Stamm Ver close the heating opening, wherein the Schumacher Stammsdeckel is releasably secured to the container lid and the heating opening airtight seals.
  • a melt transfer system comprising a container for receiving a molten metal, a flow channel for conveying the molten metal from a container through the flow channel and a container lid for airtight sealing of a container interior,
  • the container lid has a heating opening, with a heating flange surrounding the connecting flange for flanging a preheater and for flanging a Schuungsö Maschinensdeckels and
  • the heating opening has a diameter of at least 4 cm, preferably at least 6 cm and / or a diameter of at most 30 cm, preferably a maximum of 20 cm having.
  • melt transfer system according to aspect 16 or 17, characterized in that the container lid
  • melt-transfer system according to aspect 16, 17 or 18, characterized in that the container lid has a diameter of at least 50 cm, preferably at least 70 cm.
  • melt transfer system according to one of the preceding aspects, characterized in that the Schumachersdeckel is attached by means of brackets and / or screws to the container lid.
  • melt transfer system according to one of the preceding aspects, characterized in that the Schu Stammsdeckel comprises a refractory layer.
  • connection flange protrudes on a cover top side such that a flange plane to the top cover is spaced apart, wherein preferably the flange plane has a distance of at least 10 mm, particularly preferably at least 30 mm.
  • melt transfer system according to aspect 22, characterized in that the flange plane with the top cover at an angle of at least 10 °, preferably at least 20 °, especially before given to at least 30 ° and / or at most 90 °, preferably at least 80 ° , more preferably at most 70 °.
  • melt transfer system according to one of the preceding aspects, characterized in that the Schumachersdeckel has a handle.
  • melt transfer system according to one of the preceding aspects, characterized in that the Schuö Stammsdeckel for closing the heating opening has a blind flange.
  • melt transfer system according to one of the preceding Aspects, characterized in that the connecting flange is designed such that a corresponding flange of a Vorholicvor direction, in particular a gas burner or an electronic heating element, for preheating the container interior to the flange with means of clamps or screws can be flanged.
  • a Vorholicvor direction in particular a gas burner or an electronic heating element
  • melt transfer system according to aspect 26, characterized in that the connecting flange is designed such that a gas flame of a flanged gas burner terarguess in the direction of Bephol, preferably in the center of the container bottom, is aligned.
  • melt transfer system according to aspect 26 or 27, comprising a burner cap, comprising a preheater, preferably a gas burner, comprising a flange which corresponds to the con nection flange of the heating opening.
  • Melting transfer system according to one of the preceding aspects, characterized by a tilting device for Kip pen of the container, wherein the tilting device comprises at least one hingedly connected to the melt transfer system base and a container-side locking device for locking the base in a functional position, wherein the base can be brought from a rest position into functional position and protrudes in the functional position on a container bottom.
  • melt transfer system according to one of the preceding aspects, characterized by
  • a measuring unit with at least one pressure sensor for Mes sen a pressure in the container during the delivery and
  • control unit for controlling the conveyance of the molten metal from the container through the flow channel, wherein the control unit is set up and configured, the

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Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Schmelze-Überführungssystem enthaltend einen Behälter zum Aufnehmen einer Metallschmelze, einen Strömungskanal zum Fördern der Metallschmelze aus dem Behälter durch den Strömungskanal, einen Behälterdeckel zum luftdichten Verschließen eines Behälterinnenraums und eine Schrägstellvorrichtung zum Kippen des Behälters. Die Schrägstellvorrichtung weist zumindest einen gelenkig mit dem Behälter verbundenen Standfuß und eine behälterseitige Arretiervorrichtung zum Arretieren des Standfußes in einer Funktionsstellung auf, wobei der Standfuß aus einer Ruhestellung in Funktionsstellung bringbar ist und in der Funktionsstellung über eine Behälterunterseite hinausragt.

Description

Schmelze-Überführungssystem zum Aufnehmen, Transportieren und Fördern einer Metallschmelze
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Schmelze-Überführungssystem zum Aufnehmen, Transportieren und Fördern einer Metallschmelze. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren.
Im Stand der Technik sind transportable Systeme bekannt, mit denen eine Metallschmelze aufgenommen und überführt werden kann. Die JP4190786 zeigt beispielsweise einen Transportbehälter, dem geschmolzenes Metall zu geführt werden kann. In dem Behälter kann das geschmolzene Metall trans portiert werden und mittels einer eingestellten Druckdifferenz zwischen dem Inneren des Behälters und der Umgebung aus dem Behälter herausgefördert werden.
Zum Aufbringen der Druckdifferenz zum Entleeren des Behälters kann bei spielsweise Luft in das Innere des Behälters unter Druck eingebracht werden. Dadurch kann die in dem Behälter befindliche Metallschmelze mit einem Druck beaufschlagt werden, sodass die Metallschmelze in einem das Innere des Behälters und die Umgebung verbindenden Strömungskanal, insbesonde re einem Steigrohr, aufsteigt und aus dem Behälter gefördert werden kann. Dabei wird der Druck typischerweise stetig erhöht, damit eine Förderung der Metallschmelze durch den Strömungskanal bzw. das Steigrohr nach Außen stattfindet. Zu einem Zeitpunkt, zu dem die in dem Ofen befindliche Metall schmelze bereits größtenteils aus dem Inneren nach außen gefördert wurde, kann sich der nach außen beförderten Metallschmelze beim Entleeren des Behälters Luft beimischen. Durch die beigemischte Luft kann die heiße Metall schmelze stark beschleunigt werden, sodass es an einem Auslass des Warm- halteofens zu einem unkontrollierten Ausspritzen der Metall-Schmelze kom men kann. Derartige heiße Metallschmelze-Spritzer sind insbesondere für Bedienpersonal, aber auch für sensible Geräte, die sich in der Umgebung des transportablen Behälters befinden, gefährlich.
In der JP4190786 wird der Füllvorgang und der Entleerungsvorgang des Schmelz-Überführungsgeräts von einer Steuereinheit gesteuert, die Ge wichtsdaten des Schmelz-Überführungsgeräts analysiert. Anhand des Ge wichts des Schmelz-Überführungsgeräts kann festgestellt werden, wie viel Metallschmelze in dem Behälter des Geräts vorhanden ist. Wenn von der Steuereinheit festgestellt wird, dass die Metallschmelze im Inneren des Schmelz-Überführungsgeräts zur Neige geht, wird ein Entleerungsvorgang des Behälters des Schmelz-Überführungsgeräts beendet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Schmelze-Überführungssystem vorzuschlagen. Vorzugsweise liegt der vorlie genden Erfindung dabei unter anderem die Aufgabe zugrunde, ein Schmelze- Überführungssystem vorzuschlagen, das die Arbeitssicherheit für ein Bedien personal erhöht und das die Arbeit für ein Bedienpersonal erleichtert. Ferner kann der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde liegen, ein entspre chendes Verfahren vorzuschlagen, das diese Aufgabe löst.
Die obige Aufgabe wird durch ein Verfahren und/oder ein Schmelze- Überführungssystem gemäß des Anspruchs 1 bzw. eines nebengeordneten Anspruches gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen An sprüchen beschrieben. Mit dem Schmelze-Überführungssystem kann eine heiße Metallschmelze auf genommen, transportiert und in einen anderen Behälter oder in einen Ofen überführt werden. Das Schmelze-Überführungssystem umfasst dafür einen transportablen Behälter zum Aufnehmen der Metallschmelze, einen auf dem Behälter angeordneten Behälterdeckel zum luftdichten Verschließen des Be hälters und einen Strömungskanal. Der Behälterdeckel weist vorzugsweise eine verschließbare Füllöffnung zum Befüllen des Behälters mit der Metall schmelze und einen korrespondieren Füllöffnungsdeckel auf. Der Behälterde ckel kann alternativ eine Befüllvorrichtung zum Befüllen des Behälters mit Metallschmelze durch ein Füllrohr oder durch den Strömungskanal aufweisen.
Der Strömungskanal kann beispielsweise als Strömungsleitung oder als Rohr, vorzugsweise als Steigrohr, ausgebildet sein. Der Strömungskanal kann runde oder eckige Querschnitte aufweisen. Der Strömungskanal weist vorzugsweise ein feuerfestes Material auf, sodass heiße Metallschmelze durch den Strö mungskanal fließen kann. Der Strömungskanal hat ein erstes im Behälter an geordnetes Ende und ein zweites außerhalb des Behälters angeordnetes Ende zum Herausbringen der Metallschmelze aus dem Metallschmelze-Behälter. Das Schmelze-Überführungssystem umfasst dafür vorzugsweise eine Pneuma tik-Einheit zum Einbringen von Luft in den Behälter. Die Luft wird dabei unter Druck in den Behälter eingebracht. Der Druck kann mindestens 0,1 bar, vor zugsweise mindestens 0,2 bar betragen.
Durch eine Druckdifferenz zwischen einem im Behälter vorherrschenden Druck und einem außerhalb dessen vorherrschenden Umgebungsdruck kann Metallschmelze aus dem Behälter durch den Strömungskanal bzw. das Steig rohr gedrückt und aus dem Behälter gefördert werden. Um den Fördervor gang aufrecht zu erhalten, wenn der Behälter entleert wird, wird die Druckdif ferenz typischerweise erhöht. Der Fördervorgang kann unterbrochen oder beendet werden, indem die Druckdifferenz gesenkt oder komplett beseitigt wird. Eine Steuerung der Druckbeaufschlagung und eine Einstellung der Druckdifferenz können von einem Bediener manuell einstellbar sein. Vor zugsweise steuert aber eine Steuereinheit das Entleeren des Behälters durch Einstellen der Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des Strömungskanals. Dabei steuert die Steuereinheit beispielsweise eine pneu matische Einheit, die ausgebildet ist, das Behälterinnere mit einem Luftdruck zu beaufschlagen.
Das Schmelze-Überführungssystem kann ferner eine Messeinheit mit zumin dest einem Drucksensor zum Messen eines Druckes im Behälter während des Förderns sowie die Steuereinheit zum Steuern der Förderung der Metall schmelze aus dem Behälter durch den Strömungskanal umfassen. Die Steuer einheit kann dabei eingerichtet und ausgebildet sein, die
Metallschmelzeförderung bei einem Abfall des gemessenen Druckes anzuhal ten. Ferner kann die Steuereinheit eingerichtet sein, aus dem von der Mess einheit gemessenen Druck einen zeitlichen Druckverlauf zu bestimmen.
Zum zumindest teilweisen Entleeren des Schmelze-Überführungssystems kann Metallschmelze aus dem Behälter durch den Strömungskanal gefördert wer den. Dazu stellt beispielsweise die Steuereinheit die Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des Strömungskanals ein. Während des Förderns kann in dem Behälter ein Druck bestimmt werden, vorzugsweise mittels der Steuereinheit und einer zumindest einen Drucksensor umfassen den Messeinheit. Dabei kann der Druck beispielsweise direkt im Behälter oder in der oben genannten Pneumatik-Einheit gemessen werden. Vorzugsweise sind die Drucksensoren derart angeordnet, dass sie den Druck eines Behälter- innenraums messen, in dem sich die Metallschmelze befindet. Dabei kommen die Drucksensoren bevorzugt nicht mit der Metallschmelze in Berührung. Der zumindest eine Drucksensor kann an einer Innenseite des Behälterdeckels, oder in einer pneumatischen Einheit angeordnet sein. Aus dem gemessenen Druck kann von der Steuereinheit der Druck im Behälter bestimmt werden.
Die Metallschmelzeförderung kann angehalten werden, wenn eine Druckdif ferenz zwischen einem zu einem ersten Zeitpunkt bestimmten Druck und ei nem zu einem zweiten Zeitpunkt bestimmten Druck negativ ist, wobei vor zugsweise die negative Druckdifferenz betragsmäßig größer ist als ein zuvor festgelegter Schwellenwert. Der erste Zeitpunkt ist gegenüber dem zweiten Zeitpunkt früher, der zweite Zeitpunkt ist entsprechend später als der erste Zeitpunkt. Die Druckdifferenz wird dabei ermittelt, indem der Druck zum ers ten Zeitpunkt von dem Druck zum zweiten Zeitpunkt subtrahiert wird. Vor zugsweise beträgt der Schwellenwert dabei betragsmäßig zumindest 1 mbar, besonders bevorzugt zumindest 2 mbar, wobei der Schwellenwert abhängig von dem Zeitabstand gewählt werden kann, der zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt liegt.
Anhand des bestimmten Drucks kann ein zeitlicher Druckverlauf bestimmt werden. Insbesondere kann die Steuereinheit eingerichtet und ausgebildet sein, diesen zeitlichen Druckverlauf zu bestimmen. Dieser zeitliche Druckver lauf kann, beispielsweise von der dazu ausgebildeten und dazu eingerichteten Steuereinheit, aufgezeichnet und beobachtet werden. Die Steuereinheit steu ert dabei typischerweise, dass zum fortlaufenden Entleeren des Behälters dem Behälter fortlaufend Luft zugeführt wird, sodass sich der Druck im Behäl ter erhöht. Bei einem Abfall des gemessenen Drucks im Behälter kann die Metallschmelzeförderung angehalten werden. Die Steuereinheit kann einge richtet und ausgebildet sein, einen solchen Druckabfall aufzuzeichnen und zu registrieren und daraufhin die Metallschmelzeförderung anzuhalten. Dafür kann die Steuereinheit die Pneumatik-Einheit derart steuern, dass diese den Behälter nicht weiter mit Druck beaufschlagt und/oder entlüftet, sodass die Druckdifferenz gleich bleibt oder abfällt.
Die Steuereinheit ist ausgebildet und eingerichtet, die folgend beschriebenen Steuerprozessschritte durchzuführen und die Metallschmelzeförderung, ins besondere durch Steuern der Pneumatik-Einheit, anzuhalten. Anhand des zeitlichen Druckverlaufs kann von der Steuereinheit eine Druckdifferenz zwi schen zumindest zwei aufeinander folgenden Drücken ermittelt werden. Die Metallschmelzeförderung kann insbesondere dann angehalten werden, wenn die Druckdifferenz negativ ist, wenn also der zeitlich später ermittelte Druck geringer ist als der zeitlich früher ermittelte Druck, oder wenn der Mittelwert von zwei oder mehr zeitlich später ermittelten Drück geringer ist als der Mit telwert von zwei oder mehr zeitlich früher ermittelten Drücken.
Die Drücke können in definierten zeitlichen Abständen gemessen werden. Vorzugsweise sind die Abstände gleich. Die zeitlichen Abstände zwischen den Druckmessungen können beispielsweise maximal 500 ms, vorzugsweise ma ximal 100 ms, besonders bevorzugt maximal 50 ms betragen. Die Steuerein heit kann ausgebildet und eingerichtet sein, die Druckmessung in den zeitli chen Abständen durchzuführen und die Druckwerte zu registrieren. Die Steu ereinheit kann ausgebildet und eingerichtet sein, die zeitlichen Abstände der Messungen einzustellen. Aus den in definierten zeitlichen Abständen gemessenen Drücken kann die zeitliche Ableitung dp/dt des Druckverlaufs ermittelt werden. Die
Metallschmelzeförderung kann insbesondere dann angehalten werden, wenn die Ableitung dp/dt negativ ist. Vorzugsweise kann vor oder während der Metallschmelzeförderung ein Schwellenwert S bestimmt werden, sodass die Metallschmelzeförderung nur angehalten wird, wenn die Ableitung kleiner ist als der Schwellenwert S, wobei der Schwellenwert S kleiner als Null ist. Ein Kriterium zum Anhalten der Metallschmelzeförderung kann also sein, wenn dp/dt < 0 gilt oder wenn zudem dp/dt< S <0 gilt. Der Schwellenwert S kann beispielsweise empirisch ermittelt werden. Ein Schwellenwert hat den Vorteil, dass leichte Druckschwankungen, beispielsweise durch Sogeffekte, Reibungs verluste und/oder Messungenauigkeiten, nicht zwangsläufig zu einer soforti gen Abschaltung der Metallschmelzeförderung führen. Der Schwellenwert sollte einerseits so gewählt werden, dass geringe Druckschwankungen nicht zu einer Abschaltung führen; andererseits soll mit dem Schwellenwert festge stellt werden, dass der Metallschmelzepegel innerhalb des Behälters nahe dem ersten Ende des Strömungskanals ist. Vorzugsweise kann die
Metallschmelzeförderung abgeschaltet werden, wenn Luft in das erste Ende des Strömungskanals eindringt und bevor die Luft das zweite Ende des Strö mungskanals erreicht. In dem zeitlichen Druckverlauf ist dieser Zeitpunkt, wenn Luft in das erste Ende des Strömungskanals eindringt, durch einen Druckabfall gekennzeichnet. Typischerweise weist der Druckverlauf in eben diesem Zeitpunkt eine zeitliche Ableitung auf, die betragsmäßig größer ist als 1 mbar/s. Ein Schwellenwert kann deshalb vorteilhaft betragsmäßig mindes tens 1 mbar/s, vorzugsweise mindestens 5 mbar/s, besonders bevorzugt min destens 10 mbar/s betragen. Typischerweise auftretende Sogeffekte oder manuelle, kurze Unterbrechungen der Förderung können mit dem Schwel lenwert berücksichtigt werden und in eine Schwellenwertermittlung einflie ßen.
Eine Abweichung bzw. Toleranz der Abschaltung beträgt vorzugsweise höchs tens 4 % von einem Füllgewicht des Behälters mit Metallschmelze. Besonders bevorzugt beträgt eine Abweichung höchstens 2 % von einem Füllgewicht des Behälters mit Metallschmelze.
Zum Erkennen von Messfehlern kann ein zweiter Druck an einem zweiten Ort gemessen werden. Dabei korreliert der zweite gemessene Druck vorzugsweise mit einem Druck im Behälter, mit einem Druck in der pneumatischen Einheit zum Einstellen einer Druckdifferenz zwischen einem Umgebungsdruck und einem Druck im Behälter und/oder mit einem Druck im Strömungskanal. Der zweite Druck kann beispielsweise mit dem ersten gemessenen Druck auf Übereinstimmung bzw. Korrelation verglichen werden.
Es können jeweils zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei, zeitlich auf einanderfolgend gemessene Drücke gemittelt werden. Die zeitliche Ableitung dp/dt kann dann anhand der gemittelten Drücke ermittelt werden. So kann die abgeleitete Druckkurve geglättet werden, sodass Schwankungen und Messwert-Ausreißern entgegenwirkt werden kann. So kann die Funktionssi cherheit der Auswertung erhöht werden. Vorzugsweise kann die Steuerein heit eingerichtet und ausgebildet sein, die Messwerte zu mittein und/oder anhand der gemittelten Messwerte einen zeitlichen Druckverlauf zu bestim men.
Der zeitliche Druckverlauf kann auch hinsichtlich seiner Frequenz gefiltert werden. Dafür kann beispielsweise ein Bandpassfilter, insbesondere ein Bandpassfilter mit den mit den Frequenzen 5 Hz und 25 Hz verwendet wer den. Die Amplitude des Filterausgangssignals kann als Abschaltkriterium her angezogen werden. Vorzugsweise kann die Steuereinheit eingerichtet und ausgebildet sein, anhand des Ausgangssignals des Bandpassfilters eine Metallschmelzeförderung zu steuern.
Zum Anhalten der Metallschmelzeförderung kann die Druckdifferenz zwischen einem im Behälter vorherrschenden Druck und einem außerhalb dessen vor herrschenden Umgebungsdruck verringert werden, insbesondere sobald die ermittelte Ableitung des Druckverlaufs negativ ist und vorzugsweise betrags mäßig größer ist als der zuvor festgelegte Schwellenwert. Die Steuereinheit kann eingerichtet und ausgebildet sein, diese Druckdifferenz einzustellen und insbesondere zum Anhalten der Metallschmelzeförderung zu verringern.
Ferner kann die Steuereinheit ausgebildet und eingerichtet sein, aus dem ge messenen Druck den zeitlichen Druckverlauf p(t) zu bestimmen, die zeitliche Ableitung des Druckverlaufs dp/dt zu ermitteln und die
Metallschmelzeförderung anzuhalten, wenn die Ableitung des Druckverlaufs dp/dt negativ ist und vorzugsweise wenn die Ableitung betragsmäßig größer ist als der zuvor festgelegter Schwellenwert.
Bei dem vorgeschlagenen Schmelze-Überführungssystem verbleibt nach dem beschriebenen Entleer-Verfahren somit typischerweise ein Rest Schmelze in dem Behälter. Dabei kann es sich ergeben, dass dieser Rest Schmelze nach einem Erkalten und Erstarren den Strömungskanal blockiert oder sogar zer stört. Das Blockieren des ersten Endes des Strömungskanals kann insbesonde re bei einem erneuten Aufheizen der erstarrten Schmelze problematisch sein, da der Strömungskanal, insbesondere in Form eines Steigrohres, beim Aufhei zen des vorgeschlagenen Schmelze-Überführungssystems vorteilhaft als Ka min dienen kann. Es kann demnach eine Aufgabe der Erfindung sein, dieser Problematik vorzubeugen.
Dafür kann das Schmelze-Überführungssystem eine Schrägstellvorrichtung zum Kippen des Behälters umfassen. Der Behälter kann mit der Schrägstell vorrichtung derart gekippt werden, dass die restliche Schmelze am Boden einer Behälterinnenseite in eine dem ersten Ende des Strömungskanals abge wandte Seite fließt. Das erste Ende des Strömungskanals kann damit bezüglich einer Ebene, auf dem das Schmelze-Überführungssystem steht, nach oben bewegt werden. So kann die restliche Schmelze das erste Ende des Strö mungskanals freigeben und in dem Behälter erstarren. Bei einem erneuten Aufheizen des Behälterinnenraums, beispielsweise mittels eines Gasbrenners, kann der Strömungskanal, insbesondere in Form eines Steigrohres, somit als Kamin verwendet werden. Dies kann insbesondere gegenüber elektrisch vor wärmenden Lösungen des Standes der Technik vorteilhaft sein, da dabei der Strömungskanal, bzw. das Steigrohr, ebenfalls aufgeheizt wird. Dadurch kann einem Erstarren von Schmelze in dem Strömungskanal, bzw. in dem Steigrohr, entgegengewirkt werden. In dem Strömungskanal, bzw. in dem Steigrohr er starrte Schmelze kann während eines Förderns von Metallschmelze zu zumin dest bereichsweisen Verstopfungen des Strömungskanals, bzw. des Steigrohrs s führen. Das vorgeschlagene Schmelze-Überführungssystem kann somit die Aufgabe haben, eine Metallschmelze-Überführung zu verbessern.
Die Schrägstellvorrichtung kann zumindest einen gelenkig mit dem Behälter verbundenen Standfuß und eine behälterseitige Arretiervorrichtung zum Arre tieren des Standfußes in einer Funktionsstellung umfassen. Der Standfuß kann unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise über zumindest ein mit dem Behäl- ter gekoppeltes Bauteil, mit dem Behälter verbunden sein. Der Standfuß kann aus einer Ruhestellung in Funktionsstellung bringbar sein, wobei der Standfuß in der Funktionsstellung über eine Behälterunterseite hinausragen kann. Das Schmelze-Überführungssystem kann dabei auch mehrere Schrägstellvorrich tungen umfassen. Dabei kann es insbesondere vorteilhaft sein zumindest zwei voneinander beabstandete Schrägstellvorrichtungen zu umfassen, die jeweils zumindest einen Standfuß aufweisen. So kann das Schmelze- Überführungssystem zum Beispiel statisch bestimmt gekippt werden.
Die behälterseitige Arretiervorrichtung kann einen Rast-, Klemm- oder Schnappmechanismus oder einen Arretierbolzen umfassen. Selbstverständlich sind auch andere Arretiermechanismen denkbar.
In einer Ausführungsform kann der Behälter einen ersten Flansch mit einer ersten flanschseitigen Bohrung aufweisen. Der Standfuß kann eine erste standfußseitige Bohrung aufweisen, die in der Funktionsstellung koaxial zur ersten flanschseitigen Bohrung ausgerichtet ist. So kann beispielsweise der Arretierbolzen zum Arretieren des Standfußes in Funktionsstellung durch die erste flanschseitige und die erste standfußseitige Bohrung gesteckt werden. Der Arretierbolzen kann dementsprechend derart ausgebildet sein, dass ein Bolzendurchmesser mit einem Durchmesser der ersten flanschseitigen und der ersten standfußseitigen Bohrung korrespondiert. Ein Durchmesser des Arretierbolzens kann beispielsweise mindestens 10 mm, vorzugsweise min destens 15 mm betragen. Der Arretierbolzen, der Standfuß und/oder der Flansch sind/ist vorzugsweise aus Stahl.
Der Flansch kann vorzugsweise an den Behälter angeschweißt sein. Der Flansch kann auch anderweitig, beispielsweise durch eine Schraub- oder Steckverbindung, mit dem Behälter verbunden sein.
Der Standfuß kann eine zweite standfußseitige Bohrung aufweisen, die in Ru hestellung koaxial zur ersten flanschseitigen Bohrung ausgerichtet ist. Derart kann der Arretierbolzen zum Arretieren des Standfußes in Ruhestellung durch die erste flanschseitige und die zweite standfußseitige Bohrung steckbar sein.
Der Standfuß kann von der Ruhestellung in die Funktionsstellung und umge kehrt schwenkbar sein. Ein Schwenken kann den Vorteil haben, dass eine de finierte Bewegungsmöglichkeit des Standfußes vorgegeben ist, die für einen Bediener leicht verständlich und einfach auszuführen ist. Ferner kann der Standfuß so schwenkbar mit dem Behälter verbunden sein, dass keine losen Einzelteile verloren gehen können. Natürlich kann der Standfuß auch aus- schraubbar, ausklappbar oder - beispielsweise teleskopartig - ausziehbar sein.
In einer Ausführungsform kann die Schrägstellvorrichtung einen Befestigungs bolzen aufweisen, der den Standfuß drehbeweglich mit dem Flansch verbin det. Entlang einer Befestigungsbolzenlängsrichtung kann eine Drehachse defi niert sein, um die der Standfuß von der Ruhestellung in die Funktionsstellung und umgekehrt schwenkbar ist. Der Befestigungsbolzen kann in der/den flanschseitigen Bohrung/en einfach eingeschoben sein oder ein Lager, bei spielsweise ein Kugellager, aufweisen. Der Befestigungsbolzen kann starr mit dem Flansch oder starr mit dem Standfuß verbunden sein oder jeweils dreh beweglich mit dem Standfuß und dem Flansch verbunden sein.
Die Schrägstellvorrichtung kann in einer vorteilhaften Ausführung einen zwei ten Flansch aufweisen, der vorzugsweise dem ersten Flansch entsprechend ausgebildet ist. Der Standfuß kann dann insbesondere zwischen den beiden Flanschen angeordnet sein. Dies kann eine Stabilität der Schrägstellvorrich tung erhöhen.
Das Schmelze-Überführungssystem kann in einer Ausführung einen Tragrah men mit einer Drehgelenkeinheit umfassen. Über die Drehgelenkeinheit kann der Behälter mit dem Tragrahmen derart drehgelenkig verbunden sein, dass der Behälter um eine Drehachse der Drehgelenkeinheit gegenüber dem Trag rahmen kippbar ist. Dabei kann der Behälter durch den in Funktionsstellung arretierten Standfuß in gekippter Position gestützt sein. Dies kann den Vorteil haben, dass der Behälter weitestgehend unabhängig von einem unebenen Boden, auf dem das Schmelze-Überführungssystem steht, um den gleichen Winkel kippbar ist. Der Behälter kann mittels der Schrägstellvorrichtung um einen Winkel von zumindest 1°, vorzugsweise zumindest 3°, besonders be vorzugt zumindest 5° gegenüber dem Tragrahmen gekippt werden. Der Be hälter kann mittels der Schrägstellvorrichtung um einen Winkel von höchstens 30°, vorzugsweise höchstens 10°, besonders bevorzugt höchstens 6° gegen über dem Tragrahmen gekippt werden. So kann gewährleistet werden, dass der Strömungskanal, insbesondere in Form eines Steigrohrs, nicht von erkal tender Restschmelze im Behälter verstopft und/ oder zerstört werden kann. Der Tragrahmen kann in einer Ausführungsform eine tragrahmenseitige Arretiervorrichtung zum Arretieren des Standfußes in Funktionsstellung um fassen. Wie auch der behälterseitige Arretiermechanismus kann dieser Arretiermechanismus beispielsweise als Rast-, Klemm- oder Schnappmecha nismus ausgebildet sein oder beispielsweise einen weiteren Arretierbolzen umfassen. Sowohl für die behälterseitige als auch für die untere, tragrahmen seitige Arretiervorrichtung kann auch eine Kombination von verschiedenen Arretiermechanismen verwendet werden. Durch den tragrahmenseitigen Arretiermechanismus kann der Behälter in gekippter Position transportiert werden. Ferner kann ein sichererer Stand und ein sichererer Transport in Funktionsstellung gewährleistet werden.
Der Standfuß kann eine dritte Bohrung aufweisen, die ausgebildet sein kann, in Funktionsstellung einen zweiten Arretierbolzen aufzunehmen. Die untere Arretiervorrichtung kann zumindest eine tragrahmenseitige Bohrung aufwei sen, die mit der dritten standfußseitigen Bohrung in Funktionsstellung koaxial angeordnet sein kann. So kann der zweite Arretierbolzen zum Befestigen des Standfußes an dem unteren Tragrahmen in die dritte standfußseitige Bohrung sowie die tragrahmenseitige Bohrung der unteren Arretiervorrichtung einschiebbar sein.
In einer Ausführungsform kann der Tragrahmen zumindest ein Paar, vorzugs weise kastenförmige, Staplerschuhe zum Aufnehmen von Gabelstaplerzinken aufweisen. So kann das Schmelze-Überführungssystem auf einfache Art und Weise transportiert werden. Ferner kann das Schmelze-Überführungssystem auf einfache Weise angehoben werden. In angehobener Position kann die Schrägstellvorrichtung auf einfache Art von einer Ruhestellung in eine Funkti onsstellung verbracht werden. Insbesondere kann das Schmelze- Überführungssystem derart auf einfache Art und von einem alleinigen Bedie ner in eine gekippte Stellung gebracht werden. Vorzugsweise können die Staplerschuhe kastenförmig sein, insbesondere können zumindest zwei Käs ten vorgesehen sein. Es kann auch ein Kasten mit Schienen oder einer rippen artigen Trennung vorgesehen sein, um die Staplerzinken beim Einführen in die Staplerschuhe zu führen. Besonders vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Staplerschuhe derart ausgebildet sind, dass ein Gabelstapler das Schmelze- Überführungssystem von vier Seiten aus anfahren und aufnehmen kann. Das Schmelze-Überführungssystem kann ferner eine Ausrichtvorrichtung zum Einstellen einer Behälterneigung und/oder Tragrahmenneigung aufweisen. Vorzugsweise kann diese Ausrichtvorrichtung zusätzlich zu einer Schrägstell vorrichtung vorgesehen sein. Die Ausrichtvorrichtung kann beispielsweise zumindest drei Gewindestangen umfassen, die jeweils Füße umfassen kön nen, die in einer Höhe, vorzugsweise unabhängig voneinander, verstellbar sein können. So kann das Schmelze-Überführungssystem auf einem unebenen Boden ausgerichtet werden, sodass das Schmelze-Überführungssystem bei spielsweise bei einem Betrieb gegenüber dem Behälterinnenseitenboden ei nen gleichmäßigen Schmelzspiegel aufweisen kann.
Der Behälter des Schmelze-Überführungssystems kann wie folgt gekippt bzw. schräggestellt werden. Zunächst kann das Schmelze-Überführungssystem so weit angehoben werden, dass der Standfuß in eine Funktionsstellung gebracht werden kann. Dabei kann das Schmelze-Überführungssystem zumindest 5 cm, vorzugsweise zumindest 10 cm angehoben werden. Ferner kann ein Anheben von höchstens 30 cm vorteilhaft sein. Um eine Bedienbarkeit für einen Benut zer zu erleichtern, kann die Vorrichtung jedoch auch deutlich höher angeho ben werden, sodass sich der Benutzer zum Verbringen des Standfußes in die Funktionsstellung beispielsweise nicht zu bücken braucht. Derart kann eine ergonomische Arbeitsweise verbessert werden. Daraufhin kann der Standfuß aus einer Ruhestellung in eine Funktionsstellung derart gebracht werden, dass der Standfuß über eine Unterseite des Behälters hinausragt. Der Standfuß kann in der Funktionsstellung arretiert werden. Nachfolgend kann das Schmelze-Überführungssystem abgesenkt werden. Vorzugsweise kann das Anheben und Absenken des Schmelze-Überführungssystems mit einem Ga belstapler durchgeführt werden. Vorzugsweise wird vor einem Absenken der Standfuß gegenüber dem Tragrahmen mittels der tragrahmenseitigen
Arretiervorrichtung arretiert.
In bekannten Systemen zum Vorheizen von Transportbehältern muss der ge samte Behälterdeckel zum Vorheizen vom Behälter entfernt werden. Bei spielsweise kann anschließend ein relativ schwerer, dem Behälterdeckel in seiner Größe entsprechender Deckel mit integriertem Brenner aufgelegt wer den. Bei anderen bekannten Systemen erfolgt das Vorheizen mit elektrischen Heizstäben. Beides ist mit einem hohen Arbeitsaufwand verbunden. Das hier vorgeschlagene System hat die Aufgabe, den Transportbehälter mit dem Behälterdeckel und mit dem vorzugsweise kompletten Strömungskanal bzw. Steigrohr vorzuwärmen, wobei der Arbeitsaufwand zum Einrichten der Heizung vergleichsweise gering ist. Dazu kann der Behälterdeckel des Schmel ze-Überführungssystems eine Heizöffnung mit einem die Heizöffnung umge benden Anschlussflansch zum Anflanschen einer Vorheizvorrichtung und zum Anflanschen eines Heizöffnungsdeckels und einen Heizöffnungsdeckel zum luftdichten Verschließen der Heizöffnung umfassen. Zur Vorheizen von Trans portbehälter und Strömungskanal bzw. Steigrohr werden heiße Gase durch die Heizöffnung in den Behälter eingebracht, wobei die heißen Gase bei spielsweise durch einen Gasbrenner erzeugt werden. Die heißen Gase werden durch den Strömungskanal bzw. das Steigrohr in die Umgebung abgeführt und heizen somit auch den Strömungskanal bzw. das Steigrohr vor. Der Heizöff nungsdeckel kann dabei lösbar an dem Behälterdeckel befestigt sein, bei spielsweise mittels Schrauben oder Klemmen und kann die Heizöffnung luft dicht abdichten. Eine derartige Heizöffnung hat den Vorteil, dass eine Vor heizvorrichtung auf einfache Weise an dem Behälter montiert werden kann und dann eine im Behälter erstarrte Schmelze erhitzen und/oder einen Behäl- terinnenraum vorheizen kann.
Zudem kann es derart zum Vorheizen ausreichend sein, den vergleichsweise kleinen und gegenüber dem Behälterdeckel gewichtsmäßig leichten Heizöff nungsdeckel zu entfernen, um den Behälterinnenraum zu heizen. Ein Demon tieren des großen Behälterdeckels kann somit vermieden werden.
Die Heizöffnung kann rund, rechteckig oder mehreckig sein. Ihr lichter Durch messer bzw. hydraulischer Durchmesser (4* Querschnittfläche geteilt durch den Umfang) kann mindestens 4 cm, vorzugsweise mind. 6 cm betragen, be sonders bevorzugt ca. 9 cm. Er kann maximal die Hälfte des lichten Durchmes sers der Behälteröffnung betragen, vorzugsweise maximal 20 cm.
Die Heizöffnung kann beispielsweise maximal halb so groß wie die
Befüllöffnung sein. Die Heizöffnung kann vorzugsweise etwa 1/3 der Größe der Füllöffnung, besonders bevorzugt etwa 1/6 der Größe der Füllöffnung aufweisen.
Die folgenden Zahlenwertangaben sind rein beispielhaft und nicht einschrän- kend zu verstehen und bilden lediglich mögliche Ausführungsformen des Schmelze-Überführungssystems ab. Die Füllöffnung kann einen Durchmesser von mindestens 20 cm, vorzugsweise mindestens 30 cm und/oder einen Durchmesser von maximal 100 cm, vorzugsweise maximal 80 cm aufweisen. Der Behälterdeckel kann einen Durchmesser von mindestens 50 cm, vorzugs weise mindestens 70 cm und/oder einen Durchmesser von maximal 250 cm, vorzugsweise maximal 175 cm aufweisen.
Der Behälterdeckel, der Füllöffnungsdeckels und/oder der Heizöffnungsdeckel können insbesondere Stahl aufweisen. Ferner können der Behälterdeckel, der Füllöffnungsdeckels und/oder der Heizöffnungsdeckel auch wärmeisolierende Schichten aus Feuerfestmaterialien wie beispielsweise Fasermatten und/oder Feuerfestbeton umfassen. Der Behälterdeckel, der Füllöffnungsdeckels und/oder der Heizöffnungsdeckel können die gleichen oder unterschiedliche Materialien aufweisen. Der Heizöffnungsdeckel kann zum Verschließen der Heizöffnung beispielsweise einen Blindflansch aufweisen. Der Heizöffnungs deckel kann mittels Klammern und/oder Schrauben an dem Behälterdeckel befestigt sein. Dies hat den Vorteil, dass der Heizöffnungsdeckel auf einfache Weise an den Behälterdeckel montiert und abmontiert werden kann.
In einer Ausführungsform kann der Anschlussflansch an einer Deckeloberseite derart auskragen, dass eine Flanschebene zur Deckeloberseite beabstandet ist. Ein auskragender Flansch kann insbesondere eine Montage des Brenners an dem Flansch erleichtern. Ferner kann der Flanschaufbau besser isoliert werden.
Die Flanschebene kann mit der Deckeloberseite einen Winkel bilden (ange winkelte Anflanschebene). Der Winkel kann so gebildet sein, dass die gedach te Verlängerung der Achse des angeflanschten Brenners auf die Oberfläche des erstarrten Restmetalls im Behälter auftrifft. Sie kann auch so gebildet sein, dass sie den Boden des Behälters etwa in seinem Mittelpunkt trifft. Sie kann auch so gebildet sein, dass sie auf etwa der halben Höhe des Behälters den maximalen Abstand zu den Behälterwänden aufweist (d.h. Ausrichtung auf den Mittelpunkt des Behälter-Innenraums).
Die Flanschebene kann mit der Deckeloberseite einen Winkel von mindestens 10 °, vorzugsweise mindestens 20°, besonders bevorzugt mindestens 30° und/oder von höchstens 90°, vorzugsweise höchstens 80 °, besonders bevor zugt höchstens 70° einschließen. In einer Ausführung kann die Flanschebene mit der Deckeloberseite auch einen Winkel von mindestens 40° oder von mindestens 50° einschließen. Eine angewinkelte Anflanschebene kann den Vorteil haben, dass ein an den Anschlussflansch angeflanschter Brenner in Richtung einer Behälterinnenraummitte oder in Richtung einer Behälterseite, beispielsweise in einen Bereich, in dem erkaltete Restschmelze angeordnet ist, ausgerichtet werden kann.
In einer Ausführungsform kann der Heizöffnungsdeckel zur besseren Hand habbarkeit einen Griff aufweisen. Dieser Griff kann beispielsweise wärmeiso liert sein, sodass der Deckel auch nach einem Erhitzen des Behälterinnen- raums von einem Bediener bedient werden kann.
In einer Ausführungsform kann der Anschlussflansch derart ausgebildet sein, dass ein korrespondierender Flansch einer Vorheizvorrichtung, insbesondere eines Gasbrenners oder eines elektronischen Heizstabs, zum Vorheizen des Behälterinnenraums an den Flansch mittels Klemmen oder Schrauben anflanschbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Vorheizvorrichtung auf einfa che Weise an den Behälterdeckel montiert und abmontiert werden kann.
Das Schmelze-Überführungssystem kann einen Brennerdeckel aufweisen, der eine Vorheizvorrichtung, vorzugsweise einen Gasbrenner und einen Montage flansch umfasst, der mit dem Anschlussflansch der Heizöffnung korrespon diert.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den Figuren gezeigt. Lediglich in den Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale der verschiedenen Ausführungs formen können miteinander kombiniert und einzeln beansprucht werden.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den Figuren gezeigt. Lediglich in den Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale der verschiedenen Ausführungs formen können miteinander kombiniert und einzeln beansprucht werden.
Es zeigen
Fig. 1 (a) bis (d) vier perspektivische Ansichten eines Schmelze
übe rfü h ru ngssyste m s, Fig. 2 eine schematische Schnittansicht des Schmelze-
Überführungssystems der Figur 1,
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht des fast entleerten
Behälters mit einem im Behälter befindlichen Rest Me tallschmelze,
Fig. 4 (a) und (b) ein Luft-Metallschmelze-Gemisch im Steigrohr,
Fig. 5 einen Druckverlauf im Behälter während der Metall schmelze-Förderung,
Fig. 6 einen weiteren Druckverlauf im Behälter während der
Metallschmelze-Förderung sowie eine zeitliche Ablei tung des Druckverlaufs,
Fig. 7 den Druckverlauf der Figur 5, wobei die zeitliche Ablei tung mit gemittelten Drücken geglättet wurde,
Fig. 8 den Druckverlauf der Figur 5, wobei zusätzlich die Zeit berücksichtigt wurde,
Fig. 9 eine schematische Schnittdarstellung des Schmelze-
Überführungssystems ,
Fig. 10 (a) und (b) die Schrägstellvorrichtung in zwei perspektivischen An sichten,
Fig. 11 einen Ausschnitt des Behälters mit einem Tragrahmen in perspektivischer Ansicht,
Fig. 12 den Tragrahmen in einer weiteren perspektivischen An sicht,
Fig. 13 den Behälter mit Teilen der behälterseitigen Schrägstell vorrichtung in einer Seitenansicht,
Fig. 14 (a) bis (f) eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte zum Schrägstellen des Behälters mit Hilfe eines Gabel staplers Fig. 15 die Brennereinheit in einer perspektivischen Ansicht.
Figur 1 zeigt ein Schmelze-Überführungssystem 1 mit einem Behälter 2 zum Aufnehmen einer Metallschmelze, einem Behälterdeckel 3 zum luftdichten Abdichten des Behälters 2, einer Füllöffnung 4 und einem Füllöffnungsdeckel 5. Die Figuren 1 (a) und 1 (b) zeigen das Schmelze-Überführungssystem 1 aus zwei unterschiedlichen perspektivischen Ansichten. Figur 1 (c) zeigt die gleiche Ansicht wie Fig. 1 (b), wobei der Füllöffnungsdeckel 5 geöffnet dargestellt ist. Der Behälter 2 kann durch die Füllöffnung 4 mit heißer Metallschmelze befüllt werden. Nach einem Befüllvorgang kann die Füllöffnung 4 von dem Füllöff nungsdeckel 5 luftdicht verschlossen werden. Über eine Pneumatikeinheit 6 kann ein Behälterinnenraum 7 des Behälters 2 mit einem Druck beaufschlagt werden. Dafür wird Luft aus der Pneumatikeinheit 6 unter einem Druck von beispielsweise 0,4 bar durch eine Pneumatikleitung 6.1 in den Behälterinnen raum 7 geleitet. Das Schmelze-Überführungssystem 1 umfasst ferner einen Strömungskanal in Form eines Steigrohres 8. Bei einer Druckbeaufschlagung des Behälterinnenraums 7 durch die Pneumatikeinheit 6 kommt es zu einer Druckdifferenz zwischen einem ersten Ende 8.1 des Steigrohrs 8, das in dem Behälter 2 angeordnet ist und einem zweiten Ende 8.2 des Steigrohrs 8, das außerhalb des Behälters 2 angeordnet ist. Durch diese Druckdifferenz wird die in dem Behälter 2 befindliche Schmelze vom ersten Ende 8.1 zum zweiten Ende 8.2 befördert und der Behälter 2 kann entleert werden. An dem Behäl terdeckel 3 ist ferner ein Thermoelement 9 zum Überwachen der Temperatur der Metallschmelze angeordnet, das in den Behälterinnenraum ragt. Der Be hälterdeckel 3 weist zudem eine Heizöffnung 10 mit einem darauf angeordne ten Heizöffnungsdeckel 10.1 auf. Das Schmelze-Überführungssystem 1 um fasst zudem Staplerschuhe 11, in die Gabelstaplerzinken eingreifen können. Die Staplerschuhe 11 sind kastenförmig ausgebildet und derart ausgebildet, dass sie von 4 Seiten anfahrbar sind. Das Schmelze-Überführungssystem weist ferner eine Schrägstellvorrichtung 12 auf, umfassend einen Standfuß 12.2 und einen Tragrahmen 12.1 mit einer Drehgelenkeinheit 12.1.1.
Figur 2 zeigt ein Schmelze-Überführungssystem 1 der Figur 1 in einer Schnitt ansicht entlang einer xy-Ebene. Wiederkehrende Merkmale sind in dieser und den folgenden Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen. Der Behälter 2 weist eine Innenauskleidung mit Feuerfestmasse 13 auf. Von außen nach innen betrachtet weist der Behälter 2 dann eine Isolationsschicht 14 auf. Die Außenverkleidung 15 des Behälters 2 ist aus Stahl. In Figur 2 ist anstelle des Heizöffnungsdeckels 10.1 eine Brennereinheit 10.2 auf einem Anschluss flansch 10.3 montiert. Vorzugsweise ist die Brennereinheit 10.2 durch Klem men an dem Behälterdeckel 3 fixiert. Der Anschlussflansch 10.3 kragt aus dem Behälterdeckel 3 aus und ist gegenüber der xz-Ebene geneigt. Das Schmelze- Überführungssystem 1 umfasst ferner eine Steuereinheit 16, die mit dem Schmelze-Überführungssystem 1, insbesondere mit der Pneumatikeinheit 6 kommunizieren kann.
In Figur 3 ist eine schematische Schnittansicht eines fast entleerten Behälters mit einem im Behälter befindlichen Rest von Metallschmelze 17 gezeigt. Die Metallschmelze kann beispielsweise Aluminium sein. Der Behälter ist ferner mit Luft 18 gefüllt. Durch einen Spalt 19 zwischen dem ersten Ende 8.1 des Steigrohrs und dem Metallschmelzespiegel 17 mit einer Spalthöhe 19.1 kann Luft 18 in das Steigrohr 8 eindringen. Dieses Luft-Schmelze-Gemisch im Steig rohr 8 ist in der Figur 4 (b) gezeigt. Während eines Schmelzeüberführvorgangs zu einem Zeitpunkt zu dem das erste Ende 8.1 des Steigrohrs 8 vollständig in Metallschmelze 17 eingetaucht ist, befindet sich nur Metallschmelze 17 im Steigrohr 8, wie Figur 4 (a) zeigt. Dringt Luft 18 durch den Spalt 19.1 in das Steigrohr ein, so beschleunigt die Luft 18 die Metallschmelze 17 im Steigrohr 8 in Figur 4 (b) derart, dass es zu gefährlichen Metall-Spritzern am zweiten Ende 8.2 des Steigrohrs kommt.
In den Figuren 5 bis 8 sind exemplarische Druckverläufe 20 über die Zeit wäh rend einer Metallschmelzeförderung dargestellt. Anhand derartiger Druckver läufe 20 kann die Steuereinheit 16 ein Anhalten der Metallschmelze- Förderung, also ein Anhalten des Entleerungsvorganges des Behälters 2, ver anlassen und damit die oben beschriebenen Metall-Spritzer vermeiden. Zu Beginn einer Entleerung des Behälters bewirkt die Pneumatikeinheit 6 einen Druckanstieg im Behälter. Dabei misst eine Messeinheit, also zumindest ein Drucksensor, den Druck im Behälter 2. Dafür kann der Drucksensor beispiels weise an einer Behälterdeckelunterseite 3.1 (vgl. Fig. 2) montiert sein. Die Steuereinheit 16 ermittelt aus den gemessenen Drücken den Druckverlauf 20 p(t).
Die Figur 5 zeigt einen Druckverlauf während dem Überführen der Metall schmelze durch das Steigrohr 8 vom ersten Ende 8.1 zum zweiten Ende 8.2. Am Ende des Bereiches I, im Übergang zum Bereich II, beginnt die Überfüh rung und Metall fließt aus dem zweiten Ende 8.2 des Steigrohres 8. Der Be reich II entspricht dabei einem Sogeffekt. In den Bereichen III und V ist ein normaler Druckanstieg beim Fördern gezeigt. Der Bereich IV stellt einen Druckabfall durch eine kurzzeitige Überführungsunterbrechung von einem Bediener dar. Am Beginn des Bereiches VI ist der Entleerungspunkt erreicht, was zu einem starken Druckabfall und einer negativen Druckdifferenz führt: Ap = Pi - Pi- < 0.
In den Bereichen II, IV sowie VI entstehen durch die kurzzeitigen oder länge ren andauernde Druckabfälle negative Ableitungen dp/dt des Druckverlaufs p(t). In Figur 6 ist zusätzlich zum Druckverlauf 20 die zeitliche Ableitung 21 des Druckverlaufs 20 dargestellt. Diese wird von der Steuereinheit bestimmt und ist im Bereich VI kleiner Null.
Für eine funktionssichere Auswertung der Druckwerte kann eine Glättung der zeitlichen Ableitungskurve 21 vorteilhaft sein, damit falsche Auswertergeb nisse durch Druckschwankungen möglichst vermieden werden können. Wenn ein einfacher Vergleich von pt und p durchgeführt wird, oszilliert der Ver lauf der zeitlichen Ableitung. Für eine Glättung des Druckgradienten ist es vorteilhaft, eine Mittelung aus den letzten drei oder mehr Druckmesswerten zu bilden, sodass die vom Drucksensor gemessenen Messwerte gefiltert wer den. Die Steuereinheit 16 ist eingerichtet und ausgebildet, diese Mittelung durchzuführen. In Figur 7 ist die zeitliche Ableitung dp/dt gefiltert gezeigt und mit der Bezugsnummer 21f versehen. Dabei kann die Steuereinheit ausgebil det sein, die gefilterte Ableitung wie folgt zu bestimmen:
Umso mehr Werte zur Filterung herangezogen werden, umso glatter wird der Verlauf der zeitlichen Ableitung. Ein glatterer Verlauf hat jedoch auch zur Fol ge, dass Reaktionszeit länger wird. Dabei ist die Reaktionszeit diejenige Zeit, die die Steuereinheit benötigt, um den Druckabfall zu erkennen.
Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, die gefilterte Ableitung wie folgt zu bestimmen: dp_ _ Pt ~ Pt-i
di At
mit
&pt = P—l ~ Pt
Dieser Verlauf ist in Figur 8 dargestellt. Die Steuereinheit ist ausgebildet und eingerichtet die zeitliche Ableitung des Druckverlaufs 20 zu ermitteln und ein Fördern von Metallschmelze durch das Steigrohr 8 abzuschalten, sobald die Ableitung kleiner Null ist. Insbesondere kann die Steuereinheit eingerichtet sein, das Fördern von Metallschmelze durch das Steigrohr 8 erst abzuschal ten, wenn die Ableitung kleiner Null ist und die Ableitung betragsmäßig grö ßer ist als ein Schwellenwert. Dieser Schwellenwert kann beispielsweise 12 mbar/s betragen.
Nach einem Abschalten der Förderung von Metallschmelze 17 verbleibt typi scherweise ein Rest Metallschmelze 17 in dem Behälter 2. Damit diese nach einem Erkalten nicht das erste Ende 8.1 des Steigrohrs 8 verstopft, ist das Schmelze-Überführungssystem 1 vorteilhafterweise mit einer Schrägstellvor richtung 12 ausgestattet. In Figur 9 ist eine schematische Schnittdarstellung des Schmelze-Überführungssystems 1 gezeigt, das mittels der Schrägstellvor richtung derart schräg gestellt ist, dass die Metallschmelze 17 in einen dem Steigrohr 8 gegenüberliegenden Bereich geflossen ist und damit das erste Ende 8.1 des Steigrohrs freigibt.
In Figur 10 ist die Schrägstellvorrichtung 12 (zumindest teilweise) gezeigt. Die Schrägstellvorrichtung 12 umfasst einen Standfuß 12.2 der an zwei behälter seitigen Flanschen 12.3 schwenkbar angelenkt ist. Der Standfuß 12.2 kann so von einer Funktionsstellung in eine Ruhestelllung geschwenkt werden. In der Figur 10 ist der Standfuß in einer Ruhestellung gezeigt. Die behälterseitigen Flansche 12.3 weisen jeweils eine erste Bohrung 12.3.1 auf, die in der Funkti onsstellung koaxial zu einer ersten standfußseitigen Bohrung 12.2.1 positio niert sind. In Fig. 10 (b) ist ferner ein Arretierbolzen 12.4 gezeigt, der den Standfuß 12.2 in Ruhestellung arretiert. Die behälterseitigen Flansche 12.3 können jeweils eine zweite Bohrung 12.3.2 aufweisen, durch die der
Arretierbolzen 12.2 zum Arretieren des Standfußes in Ruhestellung geschoben ist. Wie in der Figur 10 (b) ersichtlich ist, kann der behälterseitige Flansch mehrere Flanschbereiche, bspw. in Form von einzelnen Flanschen, umfassen. Der Begriff„behälterseitige Flansch" wird dabei als Oberbegriff für einen oder mehrere Flansche, die mit dem Behälter verbunden sind, verwendet. Der Standfuß 12.2 weist ferner eine dritte standfußseitige Bohrung 12.2.3 auf zum Arretieren des Standfußes an einem Tragrahmen mittels eines weiteren Arretierbolzens.
In Figur 11 ist der Behälter 2 mit einem Tragrahmen 12.1 gezeigt. Der Trag rahmen 12.1 umfasst eine Drehgelenkeinheit 12.1.1, über die der Behälter 2 mit dem Tragrahmen 12.1 derart drehgelenkig verbunden ist, dass der Behäl ter 2 um eine Drehachse A der Drehgelenkeinheit 12.1.1 gegenüber dem Trag rahmen 12.1 kippbar ist, wobei der Behälter 2 durch den in Funktionsstellung arretierten Standfuß 12.2 in gekippter Position gestützt werden kann.
In Figur 12 ist der Tragrahmen in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Der Tragrahmen umfasst neben der Drehgelenkeinheit 12.1.1 eine untere
Arretiervorrichtung 12.1.2, die zwei Flansche mit je einer Bohrung 12.1.2.1 aufweist. Die Bohrungen sind koaxial ausgerichtet, sodass der Standfuß 12.2 durch den Arretierbolzen in Funktionsstellung an dem Tragrahmen 12.1 befes tigt werden kann. Dafür kann ein weiterer Arretierbolzen 12.4 durch die dritte standfußseitige Bohrung 12.2.3 und die beiden Bohrungen 12.1.2.1 der unte ren Arretiervorrichtung geschoben werden. Figur 13 zeigt die korrespondie renden Elemente der Drehgelenkeinheit 12.1.1, die an dem Behälter befestigt, vorzugsweise angeschweißt, sind. Die behälterseitige Drehgelenkeinheit 12.1.1 ist an einer Außenseite an dem Behälter 2 gegenüber der Standfußan bringung in Form der behälterseitigen Flansche 12.3 angeordnet. Der Trag- rahmen weist zwei gekreuzt angeordnete kastenförmige Staplerschuhe 11 zum Aufnehmen von Gabelstaplerzinken auf. Ferner weist der Tragrahmen eine Ausrichtvorrichtung zum Einstellen einer Tragrahmenneigung gegenüber einer Bodenfläche, auf der der Tragrahmen angeordnet ist, auf. Diese ist in der Figur jedoch nicht dargestellt.
In Figur 14 (a) ist das Schmelze-Überführungssystem 1 der obigen Figuren schematisch auf einem Gabelstapler dargestellt. Dabei sind die Zinken des Gabelstaplers sind in den Staplerschuhen 11 positioniert. Zum Schrägstellen des Behälters 2 wird das Schmelze-Überführungssystem 1 mit dem Gabelstap ler beispielsweise 200 mm vom Boden angehoben. Der Standfuß 12.2 wird von einem Bediener 23 von einer Ruhestellung in eine Funktionsstellung ent lang des Pfeils 24 geschwenkt (vgl. Fig. 14 (b)). Der Standfuß 12.2 wird in der Funktionsstellung mittels des Arretierbolzens 12.4 arretiert (vgl. Fig. 14 (c)).
Fig. 14 (d) zeigt die schematische Darstellung des Gabelstaplers 22 mit dem Schmelze-Überführungssystem 1 mit ausgeklapptem Standfuß 12.2 in Funkti onsstellung. In Figur 14 (e) ist das Überführungssystem 1 der Figur 14 (d) ab gesenkt, sodass der Behälter 2 mit ausgeklapptem Standfuß 12.2, wobei das Schmelze-Überführungssystem 1 abgesenkt ist, sodass der Behälter gegen über einer Bodenfläche 25 um 5 ° geneigt ist. Nach dem Absenken des Schmelze-Überführungssystems 1 kann der Standfuß 12.2 mittels der unteren Arretiervorrichtung 12.1.2 an dem Tragrahmen 12.1 mit einem weiteren Arretierbolzen 12.4 wie oben beschrieben arretiert werden (vgl. Fig. 14 (f)).
In Figur 1 (d) ist das Schmelze-Überführungssystem 1 in einer perspektivi schen Ansicht gezeigt. Das Schmelze-Überführungssystem 1 entspricht dem der obigen Figuren. Die Brennereinheit 10.2 ist mittels Klemmen an einem Anschlussflansch 10.3 befestigt, sodass der Brenner 10.2.2 in den Behälterin- nenraum 7 ragt. Der Brenner ist vorzugsweise ein Gasbrenner, mit dem der Behälterinnenraum vorgeheizt werden kann. Der Anschlussflansch 10.3 kragt aus einer Oberseite des Behälterdeckels 3 nach oben aus und ist so angeord net, dass der Brenner 10.2.2 nicht unmittelbar das Steigrohr 8 anfeuert. Das Steigrohr 8 wird beim Vorheizen als Kamin verwendet und wird somit vorteil haft erwärmt.
In Figur 1 (a) ist das Schmelze-Überführungssystem 1 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Das Schmelze-Überführungssystem 1 entspricht dem der obi gen Figuren. In Figur 1 (a) ist die Heizöffnung luftdicht durch den Heizöff nungsdeckel 10.1 verschlossen. Dafür ist der Heizöffnungsdeckel mittels Klemmen an dem Anschlussflansch 10.3 befestigt. Die Heizöffnung hat einen Durchmesser von 9 cm und ist rund ausgebildet. Die Füllöffnung hat einen Durchmesser von 60 cm und der Behälterdeckel hat einen Durchmesser von 110 cm. Der Behälterdeckel und der Füllöffnungsdeckel sind aus Stahl gefer tigt und mit feuerfester Masse zugestellt.
Die Figur 15 zeigt die Brennereinheit 10.2 in einer perspektivischen Ansicht. Die Brennereinheit 10.2 weist einen Stecker zum Versorgen des Brenners mit Strom auf. Ferner weist die Brennereinheit 10.2 einen Gasanschlussstutzen
10.5 zum Anschließen von Gas und einen Luftanschlussstutzen 10.6 zum An schließen einer Luftversorgung auf. Ein Brennerrohr 10.7 ist durch einen Brenneranschlussflansch 10.2.1 räumlich von den Anschlüssen 10.4, 10.5 und
10.6 getrennt angeordnet, sodass das Brennerrohr 10.7 in den Behälter 2 hin einragt, wenn die Brennereinheit 10.2 an dem Anschlussflansch 10.3 montiert ist, während die Anschlüsse für einen Bediener gut erreichbar außerhalb des Behälterinnenraums 7 an einer Behälterdeckeloberseite 3.2 angeordnet sind.
Die Anmeldung enthält, unter anderem, folgende Aspekte:
1. Verfahren zum Entleeren eines Schmelze-Überführungssystems ent haltend einen Behälter zum Aufnehmen einer Metallschmelze, einen Strömungskanal, insbesondere ein Steigrohr, zum Fördern der Metall schmelze aus einem Behälter durch den Strömungskanal, einen Behäl terdeckel zum luftdichten Verschließen des Behälters, umfassend die folgenden Schritte
i. Fördern der Metallschmelze aus dem Behälter durch den Strö mungskanal,
ii. Bestimmen eines Druckes im Behälter während des Förderns, iii. Anhalten der Metallschmelzeförderung bei einem Abfall des ge messenen Drucks.
2. Verfahren gemäß Aspekt 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Metallschmelzeförderung angehalten wird, wenn eine Druckdifferenz zwischen einem zu einem ersten Zeitpunkt bestimmten Druck und ei nem zu einem zweiten Zeitpunkt bestimmten Druck negativ ist, wobei vorzugsweise die negative Druckdifferenz betragsmäßig größer ist als ein zuvor festgelegter Schwellenwert.
3. Verfahren gemäß Aspekt 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zeitlicher Druckverlauf anhand des gemessenen Druckes bestimmt wird und anhand des zeitlichen Druckverlaufs eine zeitliche Ableitung dp/dt des Druckverlaufs ermittelt wird und die
Metallschmelzeförderung angehalten wird, wenn die Ableitung dp/dt negativ ist, wobei vorzugsweise die negative Ableitung betragsmäßig größer ist als ein zuvor festgelegter Schwellenwert.
4. Verfahren gemäß Aspekt 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwel lenwert betragsmäßig mindestens 1 mbar/s, vorzugsweise mindestens 5 mbar/s, besonders bevorzugt mindestens 10 mbar/s beträgt.
5. Verfahren gemäß einem der vorherigen Aspekte, dadurch gekenn zeichnet, dass ein zweiter Druck an einem zweiten Ort gemessen wird, wobei der zweite gemessene Druck mit einem Druck im Behälter, mit einem Druck in einer pneumatischen Einheit zum Einstellen einer Druckdifferenz zwischen einem Umgebungsdruck und einem Druck im Behälter und/oder mit einem Druck im Strömungskanal korreliert.
6. Verfahren gemäß einem der vorherigen Aspekte, dadurch gekenn zeichnet, dass der zeitliche Druckverlauf anhand von Druckmessungen in definierten zeitlichen Abständen gemessen wird.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Aspekte, sofern dieser auf As pekt 3 rückbezogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zumin dest zwei, vorzugsweise zumindest drei, zeitlich aufeinanderfolgend gemessene Drücke gemittelt werden und die zeitliche Ableitung an hand der gemittelten Drücke ermittelt wird
und/oder
dass eine Frequenz des zeitlichen Druckverlaufs gefiltert wird, vor zugsweise mit einem Bandpassfilter.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Aspekte, dadurch gekennzeich net, dass eine Druckdifferenz zwischen dem ersten, behälterseitigen Ende und dem zweiten Ende des Strömungskanals zum Anhalten der Metallschmelzeförderung verringert wird, sobald die ermittelte Ablei tung des Druckverlaufs negativ ist und vorzugsweise betragsmäßig größer ist als ein zuvor festgelegter Schwellenwert.
9. Schmelze-Überführungssystem zum Speichern und Transportieren ei ner Metallschmelze, umfassend
einen Behälter zum Aufnehmen der Metallschmelze, einen auf dem Behälter angeordneten Behälterdeckel zum luft dichten Verschließen des Behälters, aufweisend eine verschließbare Füllöffnung zum Befüllen des Behälters mit der Metallschmelze, einen Strömungskanal, aufweisend ein erstes im Behälter an geordnetes Ende und ein zweites außerhalb des Metallschmelze- Behälters angeordnetes Ende zum Ausbringen der Metallschmelze aus dem Metallschmelze-Behälter,
eine Messeinheit mit zumindest einem Drucksensor zum Mes sen eines Druckes im Behälter während des Förderns,
eine Steuereinheit zum Steuern der Förderung der Metall schmelze aus dem Behälter durch den Strömungskanal, wobei die Steuereinheit eingerichtet und ausgebildet ist, die
Metallschmelzeförderung bei einem Abfall des gemessenen Druckes anzuhalten.
10. Schmelze-Überführungssystem gemäß Aspekt 9, dadurch gekenn zeichnet, dass die Steuereinheit ausgebildet und eingerichtet ist, aus dem gemessenen Druck einen zeitlichen Druckverlauf p(t) zu bestim men, eine zeitliche Ableitung des Druckverlaufs dp/dt zu ermitteln und die Metallschmelzeförderung anzuhalten, wenn die Ableitung des Druckverlaufs dp/dt negativ ist und vorzugsweise wenn die Ableitung betragsmäßig größer ist als ein zuvor festgelegter Schwellenwert.
11. Schmelze-Überführungssystem gemäß Aspekt 9 oder 10, dadurch ge kennzeichnet, dass die Steuereinheit ausgebildet und eingerichtet ist, zum Anhalten der Metallschmelzeförderung eine Druckdifferenz zwi schen dem ersten, behälterseitigen Ende und dem zweiten Ende des Strömungskanals zu verringern.
und/oder
dass der Schwellenwert betragsmäßig mindestens 1 mbar/s, vorzugs weise mindestens 5 mbar/s, besonders bevorzugt mindestens 10 mbar/s beträgt.
12. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der Aspekte 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit ausgebildet und ein gerichtet ist, jeweils zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei, zeitlich aufeinanderfolgend von der Messeinheit gemessene Drücke zu mittein und die Ableitung anhand der gemittelten Drücke zu ermit teln.
13. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der Aspekte 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Drucksensor an ei- ner Innenseite des Behälterdeckels und/oder in einer pneumatischen Einheit angeordnet ist.
Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der Aspekte 9 bis 13, gekennzeichnet durch eine Schrägstellvorrichtung zum Kippen des Be hälters, wobei die Schrägstellvorrichtung zumindest einen gelenkig mit dem Schmelze-Überführungssystem verbundenen Standfuß und eine behälterseitige Arretiervorrichtung zum Arretieren des Standfußes in einer Funktionsstellung umfasst, wobei der Standfuß aus einer Ruhe stellung in Funktionsstellung bringbar ist und in der Funktionsstellung über eine Behälterunterseite hinausragt.
Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der Aspekte 9 bis 14, gekennzeichnet dadurch, dass der Behälterdeckel eine Füllöffnung zum Befüllen des Behälters mit einer Metallschmelze, einen Füllöffnungs deckel zum luftdichten Verschließen der Füllöffnung, eine Heizöffnung, mit einem die Heizöffnung umgebenden Anschlussflansch zum Anflan schen einer Vorheizvorrichtung und zum Anflanschen eines Heizungs öffnungsdeckels und einen Heizöffnungsdeckel zum luftdichten Ver schließen der Heizöffnung aufweist, wobei der Heizöffnungsdeckel an dem Behälterdeckel lösbar befestigt ist und die Heizöffnung luftdicht abdichtet.
Schmelze-Überführungssystems enthaltend einen Behälter zum Auf nehmen einer Metallschmelze, einen Strömungskanal zum Fördern der Metallschmelze aus einem Behälter durch den Strömungskanal und ei nen Behälterdeckel zum luftdichten Verschließen eines Behälterinnen- raums,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Behälterdeckel eine Heizöffnung, mit einem die Heizöffnung um gebenden Anschlussflansch zum Anflanschen einer Vorheizvorrichtung und zum Anflanschen eines Heizungsöffnungsdeckels und
einen Heizöffnungsdeckel zum luftdichten Verschließen der Heizöff nung, wobei der Heizöffnungsdeckel an dem Behälterdeckel lösbar be festigt ist und die Heizöffnung luftdicht abdichtet.
Schmelze-Überführungssystems gemäß Aspekt 16, dadurch gekenn zeichnet, dass die Heizöffnung einen Durchmesser von mindestens 4 cm aufweist, vorzugsweise mindestens 6 cm und/oder einen Durch messer von maximal 30 cm aufweist, vorzugsweise maximal 20 cm aufweist.
18. Schmelze-Überführungssystems gemäß Aspekt 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterdeckel
eine Füllöffnung zum Befüllen des Behälters mit einer Metallschmelze und einen Füllöffnungsdeckel zum luftdichten Verschließen der Füll öffnung und/oder
eine Befüllvorrichtung zum Befüllen des Behälters durch den Strö mungskanal
aufweist.
19. Schmelze-Überführungssystems gemäß Aspekt 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterdeckel einen Durchmesser von min destens 50 cm aufweist, vorzugsweise mindestens 70 cm aufweist.
20. Schmelze-Überführungssystems gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizöffnungsdeckel mittels Klammern und/oder Schrauben an dem Behälterdeckel befestigt ist.
21. Schmelze-Überführungssystems gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizöffnungsdeckel eine feuerfeste Schicht umfasst.
22. Schmelze-Überführungssystems gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussflansch an einer Deckeloberseite derart auskragt, dass eine Flanschebene zur Deckel oberseite beabstandet ist, wobei vorzugsweise die Flanschebene einen Abstand von zumindest 10 mm, besonders bevorzugt zumindest 30 mm aufweist.
23. Schmelze-Überführungssystems gemäß Aspekt 22, dadurch gekenn zeichnet, dass die Flanschebene mit der Deckeloberseite einen Winkel von mindestens 10 °, vorzugsweise mindestens 20°, besonders bevor zugt mindestens 30° und/oder von höchstens 90°, vorzugsweise höchs tens 80 °, besonders bevorzugt höchstens 70° einschließt.
24. Schmelze-Überführungssystems gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizöffnungsdeckel einen Griff aufweist.
25. Schmelze-Überführungssystems gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizöffnungsdeckel zum Verschließen der Heizöffnung einen Blindflansch aufweist.
26. Schmelze-Überführungssystems gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussflansch derart ausgebildet ist, dass ein korrespondierender Flansch einer Vorheizvor richtung, insbesondere eines Gasbrenner oder eines elektronischen Heizstabs, zum Vorheizen des Behälterinnenraums an den Flansch mit tels Klemmen oder Schrauben anflanschbar ist.
27. Schmelze-Überführungssystems gemäß Aspekt 26, dadurch gekenn zeichnet, dass der Anschlussflansch derart ausgebildet ist, dass eine Gasflamme eines angeflanschten Gasbrenners in Richtung des Behäl terbodens, vorzugsweise in die Mitte des Behälterbodens, ausgerichtet ist.
28. Schmelze-Überführungssystems gemäß Aspekt 26 oder 27, umfassend einen Brennerdeckel, aufweisend eine Vorheizvorrichtung, vorzugs weise einen Gasbrenner, umfassend einen Flansch, der mit dem An schlussflansch der Heizöffnung korrespondiert.
29. Schmelze-Überführungssystems gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, gekennzeichnet durch eine Schrägstellvorrichtung zum Kip pen des Behälters, wobei die Schrägstellvorrichtung zumindest einen gelenkig mit dem Schmelze-Überführungssystem verbundenen Standfuß und eine behälterseitige Arretiervorrichtung zum Arretieren des Standfußes in einer Funktionsstellung umfasst, wobei der Standfuß aus einer Ruhestellung in Funktionsstellung bringbar ist und in der Funktionsstellung über eine Behälterunterseite hinausragt.
30. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, gekennzeichnet durch
eine Messeinheit mit zumindest einem Drucksensor zum Mes sen eines Druckes im Behälter während des Förderns und
eine Steuereinheit zum Steuern der Förderung der Metall schmelze aus dem Behälter durch den Strömungskanal, wobei die Steuereinheit eingerichtet und ausgebildet ist, die
Metallschmelzeförderung bei einem Abfall des gemessenen Druckes anzuhalten. Schmelze-Überführungssystem
Behälter
Behälterdeckel
Behälterdeckelunterseite
Behälterdeckeloberseite
Füllöffnung
Füllöffnungsdeckel
Gaszugfedern
Pneumatikeinheit
Pneumatikleitung
Behälterinnenraum
Steigrohr
Erstes Ende des Steigrohrs
Zweites Ende des Steigrohrs
Thermoelement
Heizöffnung
Heizöffnungsdeckel
Brennereinheit
Flansch der Brennereinheit
Brenner
Anschlussflansch
Stecker
Gasanschlussstutzen
Luftanschlussstutzen
Brennerrohr
Staplerschuhe
Schrägstellvorrichtung
Tragrahmen
Drehgelenkeinheit
Untere Arretiervorrichtung
Bohrung in der unteren Arretiervorrichtung Standfuß
Erste standfußseitige Bohrung
Zweite standfußseitige Bohrung
Dritte standfußseitige Bohrung
Behälterseitiger Flansch
Erste Bohrung am behälterseitigen Flansch Zweite Bohrung am behälterseitigen Flansch Arretierbolzen
Schwenkbolzen
Feuerfestmasse
Isolationsschicht
Außenverkleidung
Steuereinheit
Metallschmelze
Metallschmelzespiegel
Luft
Spalt 19.1 Spalthöhe
20 Druckverlauf p(t)
21 Zeitliche Ableitung dp/dt
21f Zeitliche Ableitung dp/dt gefiltert
22 Gabelstapler
23 Bediener
24 Schwenkrichtung
25 Bodenfläche
26 Vertikaler Abstand zwischen Bodenfläche und Schmelz-Überführungsgerät
A Drehachse

Claims

Patentansprüche
1. Schmelze-Überführungssystem enthaltend einen Behälter zum Auf nehmen einer Metallschmelze, ein Strömungskanal zum Fördern der Metallschmelze aus einem Behälter durch den Strömungskanal und ei nen Behälterdeckel zum luftdichten Verschließen des Behälters und eine Schrägstellvorrichtung zum Kippen des Behälters dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägstellvorrichtung zumindest einen gelenkig mit dem Behälter verbundenen Standfuß und eine behälterseitige Arretiervorrichtung zum Arretieren des Standfußes in einer Funktionsstellung umfasst, wobei der Standfuß aus einer Ruhestellung in Funktionsstellung bringbar ist und in der Funktionsstellung über eine Behälterunterseite hinausragt.
2. Schmelze-Überführungssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die behälterseitige Arretiervorrichtung einen Rast-, Klemm- oder Schnappmechanismus umfasst oder einen Arretierbolzen umfasst.
3. Schmelze-Überführungssystem gemäß Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der Behälter einen ersten Flansch mit einer ersten flanschseitigen Bohrung aufweist und der Standfuß eine erste stand fußseitige Bohrung aufweist, die in der Funktionsstellung koaxial zur ersten flanschseitigen Bohrung ausgerichtet ist und der Arretierbolzen zum Arretieren des Standfußes in Funktionsstellung durch die erste flanschseitige und die erste standfußseitige Bohrung steckbar ist.
4. Schmelze-Überführungssystem gemäß Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Standfuß eine zweite standfußseitige Bohrung auf weist, die in Ruhestellung koaxial zur ersten flanschseitigen Bohrung ausgerichtet ist, sodass der Arretierbolzen zum Arretieren des Stand fußes in Ruhestellung durch die erste flanschseitige und die zweite standfußseitige Bohrung steckbar ist.
5. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Standfuß von der Ruhe stellung in die Funktionsstellung schwenkbar ist.
6. Schmelze-Überführungssystem gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Befestigungsbolzen, der den Standfuß drehbeweglich mit dem Flansch verbindet und entlang dessen
Befestigungsbolzenlängsrichtung eine Drehachse definiert ist, um die der Standfuß von der Ruhestellung in die Funktionsstellung und umge kehrt schwenkbar ist.
7. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch einen zweiten Flansch, der dem ersten Flansch entsprechend ausgebildet ist, wobei der Standfuß zwischen den beiden Flanschen angeordnet ist.
8. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Tragrahmen mit einer Drehge lenkeinheit, über die der Behälter mit dem Tragrahmen derart drehge lenkig verbunden ist, dass der Behälter um eine Drehachse der Drehge lenkeinheit gegenüber dem Tragrahmen kippbar ist, wobei der Behäl ter durch den in Funktionsstellung arretierten Standfuß in gekippter Position gestützt ist.
9. Schmelze-Überführungssystem gemäß Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, dass der Tragrahmen eine tragrahmenseitige
Arretiervorrichtung zum Arretieren des Standfußes in Funktionsstel lung umfasst.
10. Schmelze-Überführungssystem gemäß Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, dass der Standfuß eine dritte Bohrung aufweist, die ausgebil det ist, in Funktionsstellung einen zweiten Arretierbolzen aufzuneh men, wobei die untere Arretiervorrichtung zumindest eine tragrah- menseitige Bohrung aufweist, die mit der dritten standfußseitigen Bohrung in Funktionsstellung koaxial angeordnet ist, sodass der zweite Arretierbolzen zum Befestigen des Standfußes an dem unteren Trag rahmen in die dritte standfußseitige Bohrung sowie die tragrahmensei tige Bohrung der unteren Arretiervorrichtung einschiebbar ist.
11. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen zumindest ein Paar, vorzugsweise kastenförmige, Staplerschuhe zum Aufnehmen von Ga belstaplerzinken aufweist.
12. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ausrichtvorrichtung zum Ein stellen einer Behälterneigung und/oder Tragrahmenneigung.
13. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Messeinheit mit zumindest einem Drucksensor zum Mes sen eines Druckes im Behälter während des Förderns und eine Steuereinheit zum Steuern der Förderung der Metall schmelze aus dem Behälter durch den Strömungskanal, wobei die Steuereinheit eingerichtet und ausgebildet ist, die
Metallschmelzeförderung bei einem Abfall des gemessenen Druckes anzuhalten und/oder dass der Behälterdeckel eine Füllöffnung zum Befüllen des Behälters mit einer Metallschmelze, einen Füllöffnungsdeckel zum luftdichten Verschließen der Füllöffnung, eine Heizöffnung, mit einem die Heizöff nung umgebenden Anschlussflansch zum Anflanschen einer Vorheiz vorrichtung und zum Anflanschen eines Heizungsöffnungsdeckels und einen Heizöffnungsdeckel zum luftdichten Verschließen der Heizöff nung aufweist, wobei der Heizöffnungsdeckel an dem Behälterdeckel lösbar befestigt ist und die Heizöffnung luftdicht abdichtet.
14. Verfahren zum Kippen eines Behälters eines Schmelze-
Überführungssystems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, umfas send die Schritte
Anheben der Vorrichtung um mindestens 5 cm, - Verbringen des Standfußes aus einer Ruhestellung in eine Funk tionsstellung derart, dass dieser über eine Unterseite des Be hälters hinausragt,
Arretieren des Standfußes in der Funktionsstellung
Absenken des Schmelze-Überführungssystems.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, sofern dieser auf Anspruch 9 rückbezo gen ist, umfassend den Schritt
Arretieren des Standfußes mittels der tragrahmenseitigen Arretiervorrichtung.
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